学年人教版必修2 第3章第1节 最简单的有机化合物甲烷第1课时 作业 1.docx

学年人教版必修2 第3章第1节 最简单的有机化合物甲烷第1课时 作业 1.docx

《学年人教版必修2 第3章第1节 最简单的有机化合物甲烷第1课时 作业 1.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《学年人教版必修2 第3章第1节 最简单的有机化合物甲烷第1课时 作业 1.docx（9页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

学年人教版必修2第3章第1节最简单的有机化合物甲烷第1课时作业1

第3章　有机化合物

第1节　最简单的有机化合物——甲烷

第1课时　甲　烷

基础过关

1.下列关于甲烷分子结构的叙述中,正确的是（　D　）

A.甲烷分子中C、H原子间是离子键

B.甲烷分子的空间结构是正方体

C.甲烷的结构式为CH4

D.甲烷分子中4个碳氢键完全相同

解析:

非金属元素之间形成共价键,甲烷分子中C、H原子间是共价键,A错误;甲烷分子是空间正四面体结构,结构式为

4个碳氢键完全相同,B、C错误,D正确。

2.下列关于甲烷的说法正确的是（　B　）

A.实验室可用向上排空气法收集甲烷

B.甲烷点燃之前需要验纯

C.甲烷可以与溴水发生取代反应

D.甲烷在空气中燃烧只可能生成CO2和H2O

解析:

甲烷的密度比空气的小,不能用向上排空气法收集,A错误;甲烷与溴蒸气能发生取代反应,与溴水不能发生取代反应,C错误;甲烷在空气中若不完全燃烧,会产生CO,D错误。

3.下面列举的是某化合物的组成和性质,能说明该物质肯定是有机物的是（　A　）

A.仅由碳、氢两种元素组成

B.仅由碳、氢、氧三种元素组成

C.在氧气中燃烧只生成二氧化碳

D.熔点低而且难溶于水

解析:

烃都是有机化合物,A正确;碳酸（H2CO3）不属于有机物,B错误;单质碳、一氧化碳在氧气中燃烧只生成二氧化碳,它们均不属于有机物,C错误;Br2、CO等熔点低且难溶于水但不属于有机物,D错误。

4.为验证甲烷分子中含有碳、氢两种元素,可将其燃烧产物通过①浓硫酸;②澄清石灰水;③无水硫酸铜。

正确的顺序是（　D　）

A.①②③B.②③C.②③①D.③②

解析:

甲烷的燃烧产物是H2O和CO2,先通过无水硫酸铜（变蓝色）,证明生成物中有H2O,则证明甲烷中含有氢元素;再通过澄清石灰水（变浑浊）,证明生成物中有CO2,则证明甲烷中含有碳元素,D正确。

5.科学家在海洋中发现了一种冰状物质——可燃冰,其有效成分为甲烷。

下列说法正确的是（　C　）

①甲烷属于烃类　②在相同条件下甲烷的密度大于空气　③甲烷难溶于水　④可燃冰是一种极具潜力的能源

A.①②③B.②③④

C.①③④D.①②④

解析:

在相同条件下甲烷的密度小于空气,②错误。

6.如图所示,集气瓶内充满某混合气体,置于光亮处,将滴管内的水挤入集气瓶后,烧杯中的水会进入集气瓶,则集气瓶中的气体可能是（　D　）

①CO、O2　②Cl2、CH4　③NO2、O2　④N2、H2

A.①②B.②④C.③④D.②③

解析:

从题目的叙述情况看,所选气体组必须是与水作用后混合气体总体积减小的,此时应注意CH4与Cl2的取代反应生成HCl,HCl易溶于水,因此应选D。

7.公元前一世纪,我国已使用天然气,天然气的主要成分为甲烷。

下列关于甲烷的叙述中,错误的是（　B　）

A.通常情况下,甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂不起反应

B.甲烷化学性质比较稳定,不能被任何氧化剂氧化

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.甲烷的四种取代物都难溶于水

解析:

CH4的性质比较稳定,通常情况下,不与强酸、强碱、强氧化剂反应,而不是不能被任何氧化剂氧化（如能燃烧）,A正确、B错误;CH4在光照条件下与Cl2发生取代反应,生成4种有机产物,它们是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4且均难溶于水,故C、D均正确。

8.一定量的甲烷在O2不足的情况下燃烧,得到CO、CO2和H2O的总质量是14.4g,若其中水的质量是7.2g,则CO的质量是（　A　）

A.2.8gB.4.4g

C.5.6gD.在2.8g和5.6g之间

解析:

甲烷燃烧时,当O2少量时生成CO和H2O,当O2足量时生成CO2和H2O,所以在不足量的O2中燃烧生成CO、CO2和H2O。

由氢原子守恒知CH4的物质的量为0.2mol。

设CO和CO2的质量分别为x、y。

则

解得x=2.8g。

9.如图是某同学利用注射器设计的简易实验装置。

甲管中注入10mLCH4,同温、同压下乙管中注入50mLCl2,将乙管气体推入甲管中,针管用日光照射一段时间,使气体在甲管中反应。

（1）下列是某同学预测的实验现象:

①气体最终变为无色;②实验过程中,甲管活塞向内移动;

③甲管内壁有油珠;④产生火花。

其中正确的是　　　　。

（2）甲管中发生的化学反应类型为　。

（3）反应后,甲管中剩余气体能用下列　　　　试剂吸收。

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,若将甲管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:

（1）甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成CH3Cl（气体）、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl,氯气逐渐减少,但不消失,因为氯气过量,所以氯气的颜色逐渐变浅,不会变成无色;反应后有油状液滴（二氯甲烷、三氯甲烷与四氯甲烷）出现;反应过程中气体的体积减小,导致管内的压强低于外界大气压,甲管活塞向内移动。

（2）甲烷与氯气在光照条件下发生的是取代反应。

（3）反应后,甲管中剩余气体为氯气,因此用氢氧化钠溶液吸收。

（4）甲管中的氯气、氯化氢溶于水,氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,溶液呈酸性,氯离子能与AgNO3溶液中的银离子产生氯化银白色沉淀;其余有机物不溶于水,溶液分层,所以将甲管中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到液体分为两层,产生白色沉淀,溶液变浅黄绿色;若再向其中滴入几滴石蕊试液,又观察到溶液先变红后

褪色。

答案:

（1）②③　

（2）取代反应　（3）B

（4）液体分为两层,产生白色沉淀,溶液变浅黄绿色　溶液先变红后

褪色

能力提升

10.三氯甲烷（CHCl3）又称氯仿,可用作麻醉剂,但在光照下易被氧化成剧毒的光气（COCl2）,其反应式为2CHCl3+O2

2COCl2+2HCl。

为了防止事故发生,在使用三氯甲烷前要先检验一下其是否变质,检验用的最佳试剂是（　B　）

A.NaOH溶液B.AgNO3溶液

C.溴水D.淀粉碘化钾溶液

解析:

根据已知信息可知,三氯甲烷变质后会生成HCl,可加入AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则说明三氯甲烷变质。

11.在常温常压下,向100mLCH4和Ar的混合气体中通入400mLO2,点燃使其完全反应,最后在相同条件下得到干燥气体450mL,则反应前混合气体中CH4和Ar的物质的量之比为（　B　）

A.1∶4B.1∶3

C.1∶2D.1∶1

解析:

设原混合气体中含有xmLCH4,反应的方程式为CH4+2O2

CO2+2H2O,利用差量法计算:

CH4+2O2

CO2+2H2O　ΔV

12122

x2xx2x2x

则:

2xmL=（100mL+400mL）-450mL=50mL,

解得:

x=25,所以混合气体中Ar的体积为V（Ar）=100mL-25mL=75mL,相同条件下气体的体积之比等于物质的量之比,则反应前混合气体中CH4和Ar的物质的量之比为n（CH4）∶n（Ar）=V（CH4）∶V（Ar）=25mL∶

75mL=1∶3。

12.瓦斯爆炸是空气中含甲烷5%～15%（体积分数）时遇火所产生的,发生爆炸最剧烈时,甲烷在空气中的体积分数大约为（　B　）

A.10.5%B.9.5%

C.8%D.5%

解析:

由CH4+2O2

CO2+2H2O可知瓦斯爆炸最剧烈时,CH4和O2的体积比应为1∶2,因此CH4与空气的体积比为1∶（2×

）=1∶9.5,那么它在空气中的体积分数为

×100%=9.5%。

13.已知碳化铝（Al4C3）与水反应生成氢氧化铝和甲烷。

为了探究甲烷的性质,某同学设计如下两组实验方案。

甲方案探究甲烷与氧化剂反应（如图1所示）;乙方案探究甲烷与氯气反应的条件（如图2所示）。

甲实验现象:

溴水无颜色变化,澄清石灰水变浑浊,无水硫酸铜变蓝色。

乙实验操作过程:

通过排饱和食盐水的方法收集两瓶甲烷与氯气（体积比为1∶4）混合气体（Ⅰ、Ⅱ）,Ⅱ瓶用预先准备好的黑色纸套套上,Ⅰ瓶放在光亮处（不要放在日光直射的地方,以免引起爆炸）。

按图2安装好装置,并夹紧止水夹a和b。

（1）写出碳化铝与硫酸反应的化学方程式:

　。

（2）实验甲中浓硫酸的作用是　, 

集气瓶中收集到的气体能否直接排入空气中?

　　　　（填“能”或“否”）。

（3）下列对实验甲有关现象与结论的叙述都正确的是　　　　。

A.酸性高锰酸钾溶液不褪色,结论是通常条件下,甲烷不能与强氧化剂反应

B.硬质玻璃管里黑色粉末无颜色变化,结论是甲烷不与氧化铜反应

C.硬质玻璃管里黑色粉末变红色,推断氧化铜与甲烷反应只生成水和二氧化碳

D.甲烷不能与溴水反应,推知甲烷不能与卤素单质反应

（4）写出硬质玻璃管里可能发生的化学方程式:

　（按甲烷与氧化铜物质的量之比2∶7）。

（5）过一段时间,打开图2的a、b止水夹,Ⅰ、Ⅱ中观察到的现象是 

　。

解析:

（1）碳化铝与硫酸反应可理解为碳化铝（Al4C3）与水反应,产物再和硫酸反应,所以产物为硫酸铝和甲烷。

（2）甲方案探究甲烷与氧化剂反应,盛放浓硫酸的装置放置在氧化剂氧化铜之前,所以实验甲中浓硫酸的作用是干燥CH4,甲烷和氧化铜反应,碳元素化合价升高,生成碳的氧化物,产物中可能有一氧化碳生成,所以集气瓶中收集到的气体不能直接排放到空气中。

（3）酸性高锰酸钾溶液不褪色,结论是通常条件下,甲烷不能与强氧化剂反应,故A正确;甲烷能与氧化铜反应,若少量甲烷参加反应,硬质玻璃管里为大量黑色粉末氧化铜和少量铜或氧化亚铜的混合物,无明显颜色变化,故B错误;氧化铜与甲烷反应生成水和二氧化碳、一氧化碳,硬质玻璃管里黑色粉末也能变红色,故C错误;甲烷不能与溴水反应,但甲烷能与卤素单质发生取代反应,故D错误。

（4）甲烷中碳元素化合价为-4价,甲烷与氧化铜反应,碳元素化合价升高,甲烷与氧化铜物质的量之比为2∶7,先根据氢原子守恒确定水前化学计量数,再根据碳、氧原子守恒确定CO2、CO的化学计量数。

（5）由于甲烷和氯气在光照条件下发生反应,生成物有CH3Cl（气体）、CH2Cl2（油状液体）、CHCl3（油状液体）、CCl4（油状液体）、HCl（极易溶于水）,所以在Ⅰ瓶中:

颜色逐渐变浅,有油状液体产生,出现白雾,且可以看见水倒吸入Ⅰ瓶中。

答案:

（1）Al4C3+6H2SO4

2Al2（SO4）3+3CH4↑

（2）干燥CH4　否　（3）A

（4）2CH4+7CuO

7Cu+CO+CO2+4H2O

（5）在Ⅰ瓶中:

颜色逐渐变浅,有油状液体产生,出现白雾,且可以看见水倒吸入Ⅰ瓶中

14.如图所示,U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气（体积比为1∶4）的混合气体,假定氯气在水中的溶解度可以忽略。

将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在有光亮的地方,让混合气体缓慢地反应一段时间。

（1）假设甲烷与氯气反应充分,且只产生一种有机物,请写出化学方程式:

　。

（2）若题目中甲烷与氯气的体积比为1∶1,则得到的产物为　　　　。

A.CH3Cl　HCl

B.CCl4　HCl

C.CH3Cl　CH2Cl2

D.CH3Cl　CH2Cl2　CHCl3　CCl4　HCl

（3）经过几个小时的反应后,U形管右端的水柱变化是　　　　。

A.升高B.降低

C.不变D.无法确定

（4）若水中含有Na2SiO3,则在U形管左端会观察到 

　。

（5）右端玻璃管的作用是　　　　　　　　。

解析:

（1）因Cl2足量,若充分反应,则CH4中的四个H原子可完全被取代,生成CCl4和HCl,CH4+4Cl2

CCl4+4HCl。

（2）甲烷与氯气的取代反应是四步反应同时发生,故得到四种氯代产物和HCl。

（3）甲烷和氯气在光照的条件下发生取代反应,U形管左侧生成的氯化氢气体易溶于水,压强减小,U形管右侧液面下降,左侧液面上升。

（4）因左侧生成HCl溶于水后发生反应2HCl+Na2SiO3

H2SiO3↓+2NaCl,所以观察到有白色胶状沉淀生成。

（5）为了平衡气压,在U形管右侧插有一个玻璃管。

答案:

（1）CH4+4Cl2

CCl4+4HCl

（2）D　（3）B　（4）有白色胶状沉淀生成

（5）平衡气压