1、课时跟踪检测（十二） 甲烷的性质1有机化合物中一定含有的元素是()AC BNCH DO解析：选A含有碳元素的化合物称为有机化合物，简称有机物。2光照对下列反应几乎无影响的是()A氢气与氯气 B甲烷与氯气C甲烷与氧气 D次氯酸分解解析：选CCH4与O2反应需点燃；H2与Cl2反应可光照，也可点燃；CH4与Cl2光照发生取代反应；2HClO2HClO2。3瓦斯爆炸往往与矿坑中的甲烷有关，下列叙述中错误的是()A点燃甲烷不必事先进行验纯B甲烷燃烧放出大量的热，所以是一种很好的气体燃料C煤矿的矿井要注意通风并严禁烟火，以防爆炸事故的发生D点燃混有空气的甲烷不一定会爆炸解析：选AA项，甲烷是可燃性气体，
2、点燃前必须先验纯，错误；B项，甲烷燃烧放热，是很好的气体燃料，正确；C项，煤矿的矿井中有很多的甲烷气体，容易燃烧爆炸，所以要注意通风并严禁烟火，正确；D项，空气中甲烷含量在5%15.4%(体积)范围内遇火将会爆炸，所以点燃混有空气的甲烷不一定爆炸，正确。4下列物质中，不能和氯气发生取代反应的是()ACH3Cl BCCl4CCH2Cl2 DCH4解析：选B甲烷和CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3均能与氯气发生取代反应，但CH4分子中的氢原子全部被取代后即CCl4与氯气不能再发生取代反应。5等体积的甲烷与氯气混合于一集气瓶中，加盖后置于光亮处，下列有关实验现象和结论中，正确的是()反应后Cl2完
3、全反应而CH4有剩余瓶内壁有油状液滴生成最后有CH4、Cl2、CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl七种物质共存只有CH3Cl和HCl两种产物A BC D解析：选B有机化学反应进行不彻底，故反应后有CH4和Cl2剩余，产物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl。6下列反应属于取代反应的是()ACH4高温,C2H2B2HICl2=2HClI2CCH42O2点燃,CO22H2ODCH4Cl2光,CH3ClHCl解析：选DA属于分解反应，B属于置换反应，C属于氧化还原反应(燃烧)，D属于取代反应。7甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是正方形的平面结构，理由
4、是()ACH3Cl只有一种结构BCH2Cl2只有一种结构CCHCl3只有一种结构DCH4中含有4个CH极性键解析：选B 甲烷无论是正四面体结构，还是正方形的平面结构，A、C、D三项都是成立的；CH2Cl2若是正方形的平面结构，则其结构应有两种 ，即和 ，若是正四面体结构，则其结构只有一种；无论是正四面体结构还是正方形结构，CH4中都含有4个CH极性键。8下列叙述错误的是()A通常情况下，甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂不起反应B甲烷是正四面体结构C甲烷跟氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3，还是CCl4，都属于取代反应D甲烷的四种取代物常温下均为液体解析：选D通常情况下甲烷较稳定，不
5、与强酸、强碱和强氧化剂反应，A正确；甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，B正确；甲烷与Cl2在光照时发生取代反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4及HCl五种产物，其中四种有机产物中CH3Cl为气体，CH2Cl2、CHCl3、CCl4为液体，C正确，D错误。9(1)某气态烃在标准状况下的体积为2.8 L，其质量为2 g，该烃中氢元素的质量分数为25%，则该烃的分子式为_，电子式为_，结构式为_，其空间构型为_。(2)如图立方体中心的“”表示甲烷分子中的碳原子，请在立方体的顶点用“”表示出与之紧邻的4个氢原子的位置。解析：(1)该烃的物质的量为n2.8 L22.4 Lmol1
6、0.125 mol，该烃的摩尔质量M2 g0.125 mol16 gmol1；1 mol该烃中，含氢原子的物质的量为n(H)16 g25%1 gmol14 mol；1 mol含碳原子的物质的量为n(C)16 g(125%)12 gmol11 mol，所以分子式为CH4。(2)CH4分子是以碳原子为中心的正四面体结构，在立方体中互不相邻的四个顶点各有一个氢原子，即构成正四面体结构。答案：(1)CH4 正四面体形(2)10如下图所示，某气体X可能由H2、CO、CH4中的一种或几种组成。将X气体燃烧，把燃烧后生成的气体通过A、B两个洗气瓶。试回答下列问题：(1)若A洗气瓶的质量增加，B洗气瓶的质量不
7、变，则气体X是_。(2)若A洗气瓶的质量不变，B洗气瓶的质量增加，则气体X是_。(3)若A、B两个洗气瓶的质量都增加，则气体X可能是(可以不填满)解析：(1)有水生成而没有二氧化碳，确定气体为氢气；(2)生成二氧化碳而没有水，判断气体为CO；(3)当两个洗气瓶的质量均增加，则同时生成水和二氧化碳，判断可能的情况为：CH4、CH4和H2、CH4和CO、H2和CO、CH4、H2和CO。答案：(1)H2(2)CO(3)CH4CH4和H2CH4和COH2和COCH4、H2和CO1在我国的南海、东海海底已发现天然气(甲烷等)的水合物，它易燃烧，外形似冰，被称为“可燃冰”。“可燃冰”的开采，有助于解决人类
8、面临的能源危机。下列说法正确的是()甲烷属于烃类在相同条件下甲烷的密度大于空气甲烷难溶于水可燃冰是一种极具潜力的能源ABC D解析：选C甲烷是最简单的烃，难溶于水，因其相对分子质量为16，故相同条件下密度小于空气，甲烷燃烧放出较多的热量且产物为CO2和H2O，所以可燃冰是一种极具潜力的能源，因此C正确。2.将甲烷与氯气按13的体积比混合于一试管中，倒立于盛有饱和食盐水的水槽，置于光亮处(如图所示)。下列有关此实验的现象和结论的叙述不正确的是()A试管中气体的黄绿色逐渐变浅，水面上升B生成物只有三氯甲烷和氯化氢在标准状况下是气体C试管内壁有油状液滴形成D试管内有少量白雾解析：选BA项，在光照条件
9、下，甲烷和氯气发生取代反应，生成物均没有颜色，所以气体颜色变浅，氯化氢溶于水后导致试管内液面上升，正确；B项，甲烷和氯气反应的生成物只有一氯甲烷和HCl在标准状况下是气体，错误；C项，二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳都是液态有机物，所以试管内壁有油状液滴生成，正确；D项，该反应中有氯化氢生成，氯化氢遇空气中的水蒸气形成白雾，正确。3将标准状况下11.2 L甲烷和22.4 L氧气混合点燃，恢复到原状况后，气体的体积为()A11.2 L B22.4 LC33.6 L D44.8 L解析：选ACH42O2CO22H2O，因11.2 L甲烷与22.4 L氧气恰好完全反应生成11.2 L的CO2气体，此时H
10、2O不是气体，故选A。4鉴别CH4、CO、H2三种无色气体的方法是()A点燃通入澄清石灰水加入溴的四氯化碳溶液B点燃罩上小烧杯加入澄清石灰水C点燃通入澄清石灰水D点燃通入酸性KMnO4溶液解析：选B根据燃烧后的产物来判断，甲烷燃烧后生成CO2和H2O，H2燃烧后生成H2O，CO燃烧后生成CO2。在火焰的上方罩一个干燥的小烧杯，出现水雾的是甲烷和H2，没有水雾的是CO；然后在有水雾的两个小烧杯里加入澄清石灰水，出现浑浊的是甲烷，无现象的是H2。5甲烷和氢气的混合气体V L，完全燃烧需要的氧气的体积也是V L(相同状况)，则原混合气体中甲烷和氢气的体积比为()A11 B12C21 D31解析：选B
11、设混合气体中CH4为x L，氢气为y L，依据以下反应：CH42O2CO22H2O 2H2O22H2O则解得：yV，xV；xyVV12。6在一定的温度、压强下，向100 mL CH4和Ar的混合气体中通入400 mL O2，点燃使其完全反应，最后在相同条件下得到干燥气体460 mL，则反应前混合气体中CH4和Ar的物质的量之比为()A14B13C12 D11解析：选AAr是稀有气体，不参与反应，反应前后气体的体积变化由CH4燃烧生成的水引起。反应前后气体的体积变化为100 mL400 mL460 mL40 mL。设混合气体中CH4的体积为x。CH42O2CO22H2OV减小 1 mL 2 mL
12、 1 mL 2 mL x 40 mLx20 mLAr的体积为100 mL20 mL80 mL，CH4与Ar的体积之比为14，相同条件下，气体的体积之比等于物质的量之比，即n(CH4)n(Ar)14。71.6 mol CH4与Cl2发生取代反应，待反应完成后测得4种氯代物的物质的量依次增大0.2 mol，则参加反应的Cl2为()A5 molB2 molC2.5 mol D4 mol解析：选A1.6 mol CH4与Cl2发生反应，反应后4种氯代物的物质的量依次增大0.2 mol，设CH3Cl的物质的量是x mol，则CH2Cl2的物质的量是(x0.2) mol，CHCl3的物质的量为(x0.4)
13、 mol，CCl4的物质的量为(x0.6) mol，根据碳原子守恒可得1.6xx0.2x0.4x0.6，解得x0.1 mol，根据取代反应的特点，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4消耗氯气的物质的量分别是0.1 mol、0.3 mol20.6 mol、0.5 mol31.5 mol、0.7 mol42.8 mol，共消耗氯气的物质的量是0.10.61.52.85.0 mol。8利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如图。根据要求填空：(1)写出CH4与Cl2反应生成一氯代物的化学方程式：_。(2
14、)B装置有三种功能：控制气体流速；将气体混合均匀；_。(3)D装置中的石棉上吸附着KI饱和溶液及KI粉末，其作用是_。(4)E装置中除了有盐酸生成外，还含有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为_。(5)该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，尾气的主要成分是_(填编号)。ACH4BCH3ClCCH2Cl2DCHCl3 ECCl4解析：(1)CH4与Cl2反应生成的一氯代物为CH3Cl，则化学方程式为CH4Cl2CH3ClHCl。(2)B装置盛有浓硫酸，具有吸水性，所以B装置的第种作用为干燥甲烷和氯气。(3)Cl2与CH4反应可能有部分Cl2剩余，Cl2能与KI反应生成I2和KCl，所以D装置中石
15、棉上吸附着的KI饱和溶液及KI粉末的作用是除去未反应的Cl2。(4)CH4与Cl2反应生成的CH3Cl和HCl是气体，HCl易溶于水而CH3Cl难溶于水，液体分层，从E中分离出盐酸的最佳方法为分液。(5)反应物CH4可能有剩余，生成物CH3Cl为气体，尾气的主要成分是CH4和CH3Cl。答案：(1)CH4Cl2CH3ClHCl(2)干燥甲烷和氯气(3)除去未反应的Cl2(4)分液(5)AB9如下图是某同学利用日常用品注射器设计简易实验装置。甲中注入10 mL CH4，同温同压下乙中注入50 mL Cl2，将乙中气体推入甲中，用漫散光照射一段时间，气体在甲中反应。(1)下列是某同学预测的实验现象
16、：气体最终变为红色；实验过程中，甲中活塞向内移动；甲中内壁有油珠；产生火花。其中正确的是_。(2)甲管中发生反应的反应类型为_。(3)反应后，甲中剩余气体能用下列试剂吸收的是_。A水B氢氧化钠溶液C硝酸银溶液 D饱和食盐水(4)反应后，若将甲中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到_。若再向其中滴入几滴石蕊溶液，又观察到_。解析：在光照下，甲烷与氯气发生连锁反应：CH4Cl2CH3ClHCl，CH3ClCl2CH2Cl2HCl，CH2Cl2Cl2CHCl3HCl，CHCl3Cl2CCl4HCl。(1)理论上，甲烷与氯气体积比为14时二者恰好完全反应，而甲中氯气与甲烷体积比为5141，说明氯气过量，最终气体中仍有氯气。反应过程中不会产生火花。产物中只有氯化氢和一氯甲烷为气体，所以气体的总物质的量减小，内部压强减小，甲中活塞向内移动。(2)甲烷和氯气发生的是取代反应。(3)剩余气体中含有氯气和氯化氢，可用氢氧化钠溶液吸收剩余气体。(4)生成的HCl会与AgNO3溶液反应生成AgCl白色沉淀，同时因CH2Cl2、CHCl3、CCl4难溶于水而看到液体分为两层，因Cl2有剩余，若加入几滴石蕊溶液，溶液会先变红后褪色。答案：(1)(2)取代反应(3)B(4)液体分为两层，产生白色沉淀溶液先变红后褪色