2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)專題8有機(jī)化合物的獲得與應(yīng)用1.1天然氣的利用甲烷課時(shí)作業(yè)含解析蘇教版必修2

PAGE8-自然氣的利用甲烷1．下列敘述錯(cuò)誤的是()A．在通常狀況下，甲烷與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑都不反應(yīng)B．甲烷化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不能被任何氧化劑氧化C．甲烷跟氯氣反應(yīng)無論生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3還是CCl4，都屬于取代反應(yīng)D．甲烷與Cl2反應(yīng)的四種有機(jī)取代物都不溶于水2．下列說法中正確的一組是()A．H2和D2互為同位素B．互為同分異構(gòu)體C．正丁烷和異丁烷是同系物D．是同一種物質(zhì)3．下列說法中錯(cuò)誤的是()①化學(xué)性質(zhì)相像的有機(jī)物肯定是同系物②分子組成相差一個(gè)或幾個(gè)CH2原子團(tuán)的有機(jī)物肯定是同系物③若烴中碳、氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，它們必定是同系物④互為同系物的兩種有機(jī)物的物理性質(zhì)有差異，但化學(xué)性質(zhì)必定相像A．①②③④B．只有②③C．只有③④D．只有①②③4．某有機(jī)化合物6.2g在氧氣中完全燃燒，只生成8.8gCO2和5.4gH2O。下列說法正確的是()A．該化合物僅含碳、氫兩種元素B．該化合物中碳、氫原子個(gè)數(shù)比為1:4C．無法確定該化合物是否含有氧元素D．該化合物肯定含有氧元素5．為驗(yàn)證甲烷分子中含有碳?xì)鋬煞N元素，可將其燃燒產(chǎn)物通過①濃硫酸；②澄清石灰水；③無水硫酸銅。正確的依次是()A．①②③B．②③C．②③①D．③②6．下列事實(shí)中能證明甲烷分子是以碳原子為中心的正四面體結(jié)構(gòu)的是()A．CH3Cl只代表一種物質(zhì)B．CH2Cl2只代表一種物質(zhì)C．CHCl3只代表一種物質(zhì)D．CCl4只代表一種物質(zhì)7．下列反應(yīng)屬于取代反應(yīng)的是()A．C2H4＋3O2eq\o(→,\s\up7(點(diǎn)燃))2CO2＋2H2OB．Zn＋CuSO4=ZnSO4＋CuC．NaCl＋AgNO3=AgCl↓＋NaNO3D．CH2Cl2＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CHCl3＋HCl8．1molCH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)，待反應(yīng)完全后測(cè)得四種取代產(chǎn)物的物質(zhì)的量相等，則消耗的Cl2為()A．0.5molB．2molC．2.5molD．4mol9．若1mol某烷烴燃燒后，測(cè)得產(chǎn)物中含有mmolCO2和nmolCO，則該烷烴分子中氫原子個(gè)數(shù)為()A．m＋nB．2(m＋n)C．m－n＋2D．2(n＋m＋1)10．下列數(shù)據(jù)是有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量，可能互為同系物的一組是()A．16、30、58、72B．16、28、40、52C．16、32、48、54D．16、30、42、5611．將一種乙烷、丙烷的混合氣體完全燃燒，生成3.52g二氧化碳和1.98g水，則混合氣體中乙烷和丙烷的體積比是()A．1:2B．2:1C．1:3D．3:212．如圖所示，一端封閉的U型管，封閉著的一端有一段CH4和Cl2的混合氣體，在水平部分有一段氣柱，其他兩段為液體，已知液體與氣體不反應(yīng)，使CH4和Cl2在稍暗的光線下緩慢反應(yīng)，則中間氣柱的長(zhǎng)度的改變狀況是(假設(shè)中間氣柱未移出U型管的水平部分)()A．變長(zhǎng)B．變短C．不變D．難以確定13．肯定質(zhì)量的甲烷燃燒后得到的產(chǎn)物為CO、CO2和水蒸氣，此混合氣體質(zhì)量為49.6g，當(dāng)其緩慢經(jīng)過無水氯化鈣(足量)時(shí)，氯化鈣增重25.2g，則原混合氣體中CO的質(zhì)量為()A．24.4gB．19.7gC．13.2gD．11.2g14．下列各組物質(zhì)中：①C(CH3)4和C4H10②③35Cl和37Cl④eq\o\al(2,1)H2O和eq\o\al(1,1)H2O⑤石墨和金剛石⑦(CH3)2CHCH(CH3)2和(CH3)2CH(CH2)2CH3⑧H2、D2、T2⑨CH2=CH—CH2CH3和CH3—CH=CH—CH3⑩CH2=CH—CH2CH3和CH2=CH2(1)互為同分異構(gòu)體的是____________，(2)互為同素異形體的是____________，(3)互為同位素的是____________，(4)屬于同一物質(zhì)的是____________，(5)屬于同系物的是____________。15.如右圖所示，U形管的左端被水和膠塞封閉有甲烷和氯氣(體積比為1:4)的混合氣體，假定氯氣在水中的溶解度可以忽視。將封閉有甲烷和氯氣混合氣體的裝置放置在有光照的地方，讓混合氣體緩緩地反應(yīng)一段時(shí)間。(1)假設(shè)甲烷與氯氣反應(yīng)充分，且只產(chǎn)生一種有機(jī)物，請(qǐng)寫出化學(xué)方程式_________________________________________________。(2)若題目中甲烷與氯氣的體積比為1:1，則得到的產(chǎn)物為____________。A．CH3Cl、HClB．CCl4、HClC．CH3Cl、CH2Cl2D．CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl(3)經(jīng)過幾個(gè)小時(shí)的反應(yīng)后，U形管右端水柱的改變是________。A．上升B．降低C．不變D．無法確定(4)右端玻璃管的作用是________。16．利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)制取副產(chǎn)品鹽酸的設(shè)想在工業(yè)上已成為現(xiàn)實(shí)。某化學(xué)愛好小組擬在試驗(yàn)室中模擬上述過程，其設(shè)計(jì)的模擬裝置如圖。依據(jù)要求填空：(1)寫出CH4與Cl2反應(yīng)生成一氯代物的化學(xué)方程式：______________________。(2)B裝置有三種功能：①限制氣體流速；②將氣體混合勻稱；③____________________。(3)D裝置中的石棉上吸附著KI飽和溶液及KI粉末，其作用是________________________。(4)E裝置中除了有鹽酸生成外，還含有機(jī)物，從E中分別出鹽酸的最佳方法為______________。(5)該裝置還有缺陷，緣由是沒有進(jìn)行尾氣處理，尾氣的主要成分是________(填編號(hào))。A．CH4B．CH3ClC．CH2Cl2D．CHCl3E．CCl417．寫出下列各烷烴的分子式。(1)烷烴A在同溫同壓下蒸氣的密度是H2的43倍________。(2)烷烴B的分子中含有200個(gè)氫原子________。(3)1L烷烴C的蒸氣完全燃燒時(shí)，生成同溫同壓下15L的水蒸氣________。(4)分子中含有22個(gè)共價(jià)鍵的烷烴D為________。(5)0.1mol烷烴E完全燃燒，消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的O211.2L________。(6)室溫下相對(duì)分子質(zhì)量最大的氣態(tài)直鏈烷烴F為________。課時(shí)作業(yè)9自然氣的利用甲烷1．解析：甲烷的性質(zhì)比較穩(wěn)定，在通常狀況下，不與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑反應(yīng)，但甲烷能在空氣中燃燒，A正確，B錯(cuò)誤；甲烷在光照條件下與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，生成四種有機(jī)產(chǎn)物，分別是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4，且均不溶于水，故C、D均正確。答案：B2．解析：H2和D2都是氫的單質(zhì)，A錯(cuò)誤；由于CH4分子是正四面體結(jié)構(gòu)，其二溴代物只有一種結(jié)構(gòu)，故二者是同一種物質(zhì)，B錯(cuò)誤；正丁烷和異丁烷屬于同分異構(gòu)體，C錯(cuò)誤。答案：D3．解析：互為同系物的有機(jī)物結(jié)構(gòu)相像，化學(xué)性質(zhì)相像，物理性質(zhì)隨碳原子數(shù)的遞增呈規(guī)律性改變，④正確；化學(xué)性質(zhì)相像的有機(jī)物，結(jié)構(gòu)不肯定相像，故不肯定是同系物，①錯(cuò)誤；CH2=CH2和H2CCH2CH2在分子組成上相差一個(gè)CH2原子團(tuán)，碳、氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均相同，但二者結(jié)構(gòu)不相像，不是同系物，②③錯(cuò)誤，故選D。答案：D4．解析：8.8gCO2中含有碳元素的物質(zhì)的量為0.2mol，碳元素的質(zhì)量為2.4g,5.4g水中含有氫原子的物質(zhì)的量為0.6mol，氫元素的質(zhì)量為0.6g。m(C)＋m(H)＝2.4g＋0.6g＝3.0g<6.2g，該化合物不僅含碳、氫兩種元素，還肯定含有氧元素；其中所含C、H兩種元素原子的物質(zhì)的量之比為n(C):n(H)＝0.2mol:0.6mol＝1:3。答案：D5．解析：要證明CH4含有碳、氫兩種元素，可通過證明CO2和H2O的存在來證明，可選擇②和③，但應(yīng)留意檢驗(yàn)的先后依次，即先證明水后證明CO2。答案：D6．解析：CH4分子中有四個(gè)等同的C—H鍵，在空間可能有兩種對(duì)稱分布：正四面體結(jié)構(gòu)和平面正方形結(jié)構(gòu)，如圖：對(duì)于甲烷的正四面體的立體結(jié)構(gòu)，因?yàn)槠渌膫€(gè)頂點(diǎn)的位置完全相同，所以它的一氯代物(CH3Cl)、二氯代物(CH2Cl2)、三氯代物(CHCl3)、四氯代物(CCl4)都只有一種。四個(gè)C—H鍵完全相同。而假如甲烷是正方形結(jié)構(gòu)，雖然四個(gè)C—H鍵也都相同，但四個(gè)頂點(diǎn)的H原子的位置關(guān)系卻不同，可能相鄰，也可能是對(duì)角關(guān)系，所以雖然CH3Cl、CHCl3、CCl4都只有一種，但CH2Cl2卻有兩種，一種是兩個(gè)Cl原子相鄰，另一種是兩個(gè)Cl原子處于對(duì)角關(guān)系。由這一點(diǎn)可以推斷，CH4應(yīng)為正四面體的立體結(jié)構(gòu)，而不是正方形的平面結(jié)構(gòu)。答案：B7．解析：取代反應(yīng)是有機(jī)物分子中的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所替代的反應(yīng)。A項(xiàng)C2H4的燃燒不是取代反應(yīng)；B項(xiàng)為置換反應(yīng)；C項(xiàng)為復(fù)分解反應(yīng)；D項(xiàng)中Cl原子取代了CH2Cl2中的一個(gè)H原子，故屬于取代反應(yīng)。答案：D8．解析：因?yàn)镃H4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)生成的四種取代物中的碳原子均來自于CH4，由碳原子守恒可知，其生成的氯代物共有1mol，每一種氯代物均為0.25mol，由于CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4分子中氯原子均來自Cl2，由CH4與Cl2反應(yīng)的方程式知共消耗Cl2：0.25mol×(1＋2＋3＋4)＝2.5mol。答案：C9．答案：D10．解析：由于同系物在組成上相差若干個(gè)CH2原子團(tuán)，因此在相對(duì)分子質(zhì)量上相差14的整數(shù)倍，只有A符合。答案：A11．解析：n(CO2)＝eq\f(3.52g,44g/mol)＝0.08mol，n(H2O)＝eq\f(1.98g,18g/mol)＝0.11mol、n(H)＝0.22mol，設(shè)C2H6物質(zhì)的量為x，C3H8物質(zhì)的量為y，eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(2x＋3y＝0.08mol,6x＋8y＝0.22mol))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x＝0.01mol,y＝0.02mol))可得：eq\f(VC2H6,VC3H8)＝eq\f(1,2)。答案：A12．解析：CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up12(光照))CH3Cl＋HCl；CH3Cl＋Cl2eq\o(→,\s\up12(光照))CH2Cl2＋HCl；CH2Cl2＋Cl2eq\o(→,\s\up12(光照))CHCl3＋HCl；CHCl3＋Cl2eq\o(→,\s\up12(光照))CCl4＋HCl。在這四個(gè)反應(yīng)中：第一個(gè)反應(yīng)是反應(yīng)物為氣體，生成物也為氣體的等體積反應(yīng)，氣體體積不變，后三個(gè)反應(yīng)由于CH2Cl2、CHCl3和CCl4都為液體，使反應(yīng)后氣體體積減小，使得左邊液柱高度上升，而右邊液柱高度下降，使液體對(duì)中間氣體的壓強(qiáng)減小，所以體積將變大。答案：A13．解析：氯化鈣增重25.2g，即m(H2O)＝25.2g，n(H2O)＝eq\f(25.2g,18g·mol－1)＝1.4mol，n(H)＝2.8mol，由H守恒知n(CH4)＝eq\f(1,4)n(H)＝0.7mol；再由C原子守恒知n(CO)＋n(CO2)＝0.7mol，m(CO)＋m(CO2)＝49.6g－25.2g＝24.4g，解得m(CO2)＝13.2g，m(CO)＝11.2g。答案：D14．解析：本題主要考查有機(jī)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。(1)分子式相同，結(jié)構(gòu)不同的化合物互稱同分異構(gòu)體，互為同分異構(gòu)體的是⑦⑨；(2)同一種元素形成的不同的單質(zhì)互為同素異形體，互為同素異形體的是⑤；(3)質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同的核素互稱同位素，互為同位素的是③；(4)屬于同一物質(zhì)的是②④⑥⑧；(5)結(jié)構(gòu)相像，分子組成相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的物質(zhì)互稱同系物，屬于同系物的是①⑩。答案：(1)⑦⑨(2)⑤(3)③(4)②④⑥⑧(5)①⑩15．解析：(1)因Cl2足量，若充分反應(yīng)，則CH4中的4個(gè)H原子可完全被取代，生成CCl4和HCl，故化學(xué)方程式為CH4＋4Cl2eq\o(→,\s\up12(光照))CCl4＋4HCl。(2)甲烷與氯氣的取代反應(yīng)，是四步反應(yīng)同時(shí)發(fā)生，故可得到四種氯代產(chǎn)物和HCl。(3)U形管左端的甲烷和氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)，有液態(tài)物質(zhì)生成，且生成的HCl易溶于水，壓強(qiáng)減小，故U形管左端液面上升，右端液面下降。(4)為了平衡氣壓，故在U形管右側(cè)插有一個(gè)玻璃管。答案：(1)CH4＋4Cl2eq\o(→,\s\up12(光照))CCl4＋4HCl(2)D(3)B(4)平衡氣壓16．解析：(1)CH4與Cl2反應(yīng)生成的一氯代物為CH3Cl，則化學(xué)方程式為CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up12(光照))CH3Cl＋HCl。(2)B裝置盛有濃硫酸，具有吸水性，所以B裝置的第③種作用為干燥甲烷和氯氣。(3)Cl2與CH4反應(yīng)可能有部分Cl2剩余，Cl2能與KI反應(yīng)生成I2和KCl，所以D裝置中石棉上吸附著KI飽和溶液及KI粉末的作用是除去未反應(yīng)的Cl2。(4)C