1、第一节 最简单的有机化合物甲烷第1课 甲烷的性质1下列叙述中错误的是()A点燃甲烷不一定会爆炸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，以防爆炸的发生D点燃甲烷前不必进行验纯解析：甲烷与氧气混合达到一定比例范围时，点燃会发生爆炸，因此，甲烷点燃前要进行验纯。答案：D2下列叙述错误的是()A通常情况下，甲烷跟强酸、强碱和强氧化剂都不反应B甲烷化学性质稳定，不能被任何氧化剂氧化C甲烷与Cl2反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4，都属于取代反应D甲烷的四种有机取代产物有一种气态，其余三种为液态且都不溶于水解析：甲烷的性质比较稳定，在通常
2、情况下，不与强酸、强碱、强氧化剂反应，但甲烷能在空气中燃烧，A正确，B错误；甲烷在光照条件下与氯气发生取代反应，生成四种有机产物，分别是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4，其中CH3Cl为气体，其它为液体，且均不溶于水，故C、D均正确。答案：B3能够证明甲烷分子的空间结构为正四面体的事实是()A甲烷分子中4个CH键的强度相同B甲烷分子中4个CH键的长度相同C甲烷的一氯代物只有1种D甲烷的二氯代物只有1种答案：D4若甲烷与氯气以物质的量之比13混合，在光照下得到的产物可能是下列物质，其中正确的是()CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4A只有 B只有C的混合物 D的混合物解析：无论
3、CH4与Cl2按何种比例混合，CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl均有。答案：D5将1 mol甲烷和适量的Cl2混合后光照，充分反应后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1 mol，则参加反应的Cl2的物质的量为()A1.5 mol B3 molC4.5 mol D6 mol解析：解答此题宜用原子守恒法。CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4中的碳原子都是由CH4而来，故这四种取代物共1 mol，设CH3Cl物质的量为x，则x(x0.1 mol)(x0.2 mol)(x0.3 mol)1 mol，得x0.1 mol，即C
4、H3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次为0.1 mol、0.2 mol、0.3 mol、0.4 mol，含Cl原子的物质的量共为0.1 mol10.2 mol20.3 mol30.4 mol43 mol，而一个Cl2分子中只有一个Cl原子参加取代反应，因此消耗的Cl2也为3 mol。答案：B6如图是某同学用注射器设计的简易实验装置。甲管中注入10 mL CH4，同温同压下乙管中注入50 mL Cl2，将乙管气体推入甲管中，气体在甲管中反应，针管放在光亮处一段时间。(1)下列是某同学预测的实验现象：气体最终变为无色；实验过程中，甲管活塞向内移动；甲管内壁有油珠；产
5、生火花。其中正确的是_(填编号)。(2)甲管中发生化学反应的类型为_(填序号)。(3)反应后，甲管中剩余气体能用下列试剂吸收的是_。A水 BNaOH溶液CAgNO3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试液，又观察到_。解析：在光照条件下，甲烷与氯气发生反应：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，反应后仍有氯气剩余。该
6、反应进行缓慢，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，甲管活塞向内移动。(2)甲烷分子中的四个氢原子可被氯原子逐一取代，故甲管中发生的是取代反应。(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(时间：40分钟) A级基础巩固1下列说法中正确的是()A由碳、氢、氧三种元素
7、组成的化合物一定是有机物B烃是含有碳元素和氢元素的化合物C大多数有机物熔、沸点较低D有机物都难溶于水解析：由碳、氢、氧三种元素组成的化合物不一定是有机物，如碳酸是无机物；烃是仅含有碳元素和氢元素的有机物；多数有机物熔、沸点较低；有些有机物易溶于水，如乙醇、乙酸等。答案：C2在光照条件下，将等物质的量的甲烷和氯气充分反应，所得产物中物质的量最多的是 ()ACH3Cl BCH2Cl2CCHCl3 DHCl解析：在光照条件下，将等物质的量的甲烷和氯气充分反应，会发生取代反应，由于取代反应是逐步进行的，每一步在产生氯代烃的同时，都会产生HCl，所以在所得产物中物质的量最多的是HCl。答案：D3.如图所
8、示，一端封闭的U形管，封闭着的一端有CH4和Cl2的混合气体，在水平部分有一段气柱，已知液体与气体不反应，使CH4与Cl2在稍暗的光线下缓慢反应，则中间气柱的长度如何变化(假设中间气柱未移出U形管的水平部分) ()A变大 B变小C不变 D难以确定解析：CH4与Cl2反应的产物中只有CH3Cl为气体，CH2Cl2、CHCl3和CCl4为液体，HCl是易溶于水中，反应后左边体积减少，液柱上升，右边液柱下降，中间气柱的压强减小，所以体积变大。答案：A4有机物分子里的某些原子(或原子团)被其他原子(或原子团)所替代的反应叫取代反应。下列化学反应中不属于取代反应的是()ACH2Cl2Br2CHBrCl2
9、HBrBCH3OHHClCH3ClH2OC2Na2H2O=2NaOHH2DCH3CH2BrH2OCH3CH2OHHBr答案：C5(双选)两种气态烃以任意比例混合，在105 时，1 L该混合烃与9 L氧气混合，充分燃烧后恢复到原状态，所得气体体积仍是10 L。下列各组混合烃中不符合此条件的是()ACH4与C2H4 BCH4与C3H6CC2H4与C3H4 DC2H2与C3H6解析：混合烃与氧气的体积比是19，温度高于100 ，则混合烃完全燃烧生成CO2和H2O(g)。设混合烃的平均分子组成为CxHy，则：CxHyO2xCO2H2O1x x因为燃烧前后气体体积未变，所以1x，y4，因此混合烃的平均分
10、子式为CxH4。但C2H2与C3H6的组合不一定是CxH4，只有当二者的体积比为11时才符合CxH4。答案：BD6(2018全国卷)实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。光照下反应一段时间后，下列装置示意图中能正确反映实验现象的是()解析：甲烷与氯气在光照条件下发生反应：CH4Cl2CH3ClHCl，CH3ClCl2CH2Cl2HCl，CH2Cl2Cl2CHCl3HCl，CHCl3Cl2CCl4HCl。黄绿色的氯气参加了反应，逐渐减少，生成无色的气体，因此试管内气体颜色逐渐变浅；反应生成的HCl极易溶于水，使试管内气体压强减小，因此试管内液面上升；生成的CH2Cl2、CHC
11、l3、CCl4均为无色油状液体，附着在试管壁上，因此试管壁上出现油状液滴；生成的HCl气体遇到水蒸气溶解生成盐酸小液滴，形成白雾，因此试管中有少量白雾。综合上述现象，答案选D。答案：DB级能力提升7.把1 mol CH4和一定量Cl2组成的混合气体通入大试管中，将此试管倒立在盛有饱和食盐水的水槽中，放在光亮处，回答下列问题：(1)片刻后试管中的现象：试管内气体的黄绿色变浅，试管壁上出现_，试管内_。(2)在反应结束后，试管内的产物最多的是_，空间构型呈正四面体的产物为_。(3)若反应生成的四种有机产物的物质的量相同，则反应消耗的Cl2的物质的量为_。(4)已知CH4分子在空间呈正四面体形状，1
12、个C原子与4个H原子各共用一对电子形成4条共价键，C原子位于中心，4个H原子位于4个顶点。如图所示为一个立方体，已画出1个C原子(在立方体中心)、1个H原子(在立方体顶点)和1条共价键(实线表示)。请画出另外3个H原子的合适位置和3条共价键。解析：甲烷与氯气在光照下发生取代反应，消耗氯气，所以黄绿色变浅，由于产生的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷是液体，都难溶于水，所以在试管内壁有油状液滴，由于取代反应产生的HCl气体在水中溶解，所以试管内液面上升，而且出现白雾。(1)片刻后试管中的现象：试管内气体的颜色变浅，试管壁上出现油状液滴，试管内出现白雾、液面上升。(2)由于取代反应是逐步进行的，每一步取
13、代反应都会产生HCl气体，所以在反应结束后，试管内的产物最多的是HCl；其中空间构型呈正四面体的产物为CCl4。(3)甲烷物质的量是1 mol，若反应生成的四种有机产物的物质的量相同，则反应消耗的Cl2的物质的量为(0.2510.2520.2530.254)mol2.5 mol。答案：(1)油状液滴出现白雾、液面上升(2)HClCCl4(3)2.5 mol(4)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。某化学兴趣小组通过在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下：根据设计要求回答：(1)B装置有三种功能：控制气流速度；均匀混合气体；_。(2)设x，若理论上欲获得最多
14、的氯化氢，则x值应_。(3)D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是_。(4)E装置的作用是_(填序号)。A收集气体 B吸收氯气C防止倒吸 D吸收氯化氢(5)在C装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，写出置换出黑色小颗粒的化学方程式_。(6)E装置除生成盐酸外，还含有有机物，从E中分离出有机物的最佳方法为_。该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分为_ (填序号)。aCH4bCH3ClcCH2Cl2dCHCl3eCCl4解析：(1)B装置的三个作用：控制气流速度从而达到合适的反应比例；均匀混合气体，便于后续实验；干燥混合气体。(2)当反应：CH44Cl2CCl44HCl时生成HCl气体最多，所以要保证x4。(3)KI能吸收多余的Cl2，反应的化学方程式为：Cl22KI=2KClI2。(4)E装置既吸收反应生成的HCl气体，同时还防止倒吸。(5)据信息知黑色小颗粒应为炭粉，根据原子守恒应为：CH42Cl2C4HCl。(6)分离难溶于水的油状液体可用分液法。答案：(1)干燥混合气体(2)大于或等于49(3)吸收过量的氯气(4)CD(5)CH42Cl2C4HCl(6)分液ab
