【名師一號(hào)】2020-2021學(xué)年蘇教版化學(xué)必修二雙基限時(shí)練15-天然氣的利用-甲烷

雙基限時(shí)練(十五)自然?氣的利用甲烷基礎(chǔ)強(qiáng)化1.“可燃冰”又稱“自然?氣水合物”，它是在海底的高壓、低溫條件下形成的，外觀像冰。1體積“可燃冰”可貯載100～200體積的自然?氣。下面關(guān)于“可燃冰”的敘述不正確的是()A．“可燃冰”有可能成為人類將來(lái)的重要能源B．“可燃冰”是一種比較潔凈的能源C．“可燃冰”供應(yīng)了水可能變成油的例證D．“可燃冰”的主要可燃成分是甲烷解析“可燃冰”的主要成分是甲烷的水合物，并非水變成油的例證，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C2.如圖所示，集氣瓶?jī)?nèi)布滿某混合氣體，置于光亮處，將滴管內(nèi)的水?dāng)D入集氣瓶后，燒杯中的水會(huì)進(jìn)入集氣瓶，集氣瓶?jī)?nèi)氣體是()①CO、O2②Cl2、CH4③NO2、O2④N2、H2A．①② B．②④C．③④ D．②③解析燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶，集氣瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)在滴加水后必需減小。CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up17(光照))CH3Cl＋HCl(連續(xù)反應(yīng)，略)，HCl極易溶于水，壓強(qiáng)減??；4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，氣體壓強(qiáng)減小；①、④光照不反應(yīng)。答案D3．在光照條件下，將等物質(zhì)的量的CH4、Cl2充分反應(yīng)，得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量最多的是()A．CH3Cl B．CH2Cl2C．CCl4 D．HCl解析CH4和Cl2的反應(yīng)是逐步取代，每步取代反應(yīng)都有HCl生成。答案D4．三氯甲烷(CHCl3)又稱氯仿，可用作麻醉劑，但在光照下易被氧化成劇毒的光氣(COCl2)。其反應(yīng)方程式為：2CHCl3＋O2eq\o(→,\s\up17(光照))2COCl2＋2HCl，為了防止事故發(fā)生，在使用前要先檢驗(yàn)一下是否變質(zhì)，檢驗(yàn)用的最佳試劑是()A．溴水 B．NaOH溶液C．淀粉碘化鉀溶液 D．AgNO3溶液解析三氯甲烷變質(zhì)后會(huì)生成HCl，可加入AgNO3溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則說(shuō)明三氯甲烷變質(zhì)。答案D5．將1molCH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)，待反應(yīng)完全后，測(cè)得四種有機(jī)物的物質(zhì)的量相等，則消耗的Cl2的物質(zhì)的量為()A．0.5mol B．2molC．2.5mol D．4mol解析1molCH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)，欲得到四種有機(jī)物的物質(zhì)的量相等，則生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各為0.25mol，該四種有機(jī)物中n(Cl)＝0.25mol×(1＋2＋3＋4)＝2.5mol，依據(jù)取代反應(yīng)特點(diǎn)知n(HCl)＝2.5mol，故生成物中含氯原子的總物質(zhì)的量為5mol，依據(jù)元素守恒可推斷參與反應(yīng)的n(Cl2)＝2.5mol。答案C6．公元前一世紀(jì)，我國(guó)已使用自然?氣，自然?氣的主要成分為甲烷。下列關(guān)于甲烷的敘述中，錯(cuò)誤的是()A．通常狀況下，甲烷跟強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑不起反應(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(wú)論生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3還是CCl4，都屬于取代反應(yīng)D．甲烷的四種取代物都難溶于水解析CH4的性質(zhì)比較穩(wěn)定，通常狀況下，不與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑反應(yīng)，而不是不能被任何氧化劑氧化，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；CH4在光照條件下與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)，生成4種有機(jī)產(chǎn)物，它們是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4，且均難溶于水，故C、D項(xiàng)均正確。答案B7．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，11.2L甲烷和22.4L氧氣混合后點(diǎn)燃，恢復(fù)到原狀況時(shí)，氣體的體積共()A．11.2L B．22.4LC．33.6L D．44.8L解析甲烷燃燒的化學(xué)方程式為CH4＋2O2eq\o(→,\s\up17(點(diǎn)燃))CO2＋2H2O，當(dāng)溫度超過(guò)100℃時(shí)(即水為氣態(tài))，反應(yīng)前后氣體體積不變。而在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，水是液態(tài)，11.2L甲烷與22.4L氧氣恰好完全反應(yīng)，最終氣體只剩下二氧化碳，其體積為11.2L。答案A8．下列反應(yīng)屬于取代反應(yīng)的是()A．C2H4＋3O2eq\o(→,\s\up17(點(diǎn)燃))2CO2＋2H2OB．Zn＋CuSO4=ZnSO4＋CuC．NaCl＋AgNO3=AgCl↓＋NaNO3D．CH2Cl2＋Cl2eq\o(→,\s\up17(光照))CHCl3＋HCl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D9．下列有關(guān)丙烷的敘述中不正確的是()A．分子中碳原子不在一條直線上B．光照下能夠發(fā)生取代反應(yīng)C．比丁烷更易液化D．1mol丙烷完全燃燒消耗5molO2解析丙烷可以看作是甲烷分子中的兩個(gè)氫原子分別被甲基取代生成的，由于甲烷分子是正四周體結(jié)構(gòu)，故丙烷分子中的三個(gè)碳原子不行能在一條直線上，A項(xiàng)正確。烷烴在光照條件下能夠發(fā)生取代反應(yīng)，B項(xiàng)正確。烷烴隨分子中碳原子數(shù)的增多，沸點(diǎn)依次上升，丙烷的沸點(diǎn)低于丁烷，丙烷比丁烷更難液化，C項(xiàng)不正確。答案C10．在烷烴分子中，每增加一個(gè)碳原子，每mol該烷烴完全燃燒需要多消耗氧氣()A．1mol B．1.5molC．2mol D．2.5mol解析烷烴分子中，每增加一個(gè)碳原子，即增加一個(gè)“CH2”原子團(tuán)，完全燃燒時(shí)，多消耗1.5molO2。答案B11．化學(xué)式為C8Hm的烷烴，m值等于________；CnH22的烷烴，n值等于________；相對(duì)分子質(zhì)量為212的烷烴的分子式為_(kāi)_______。解析依據(jù)烷烴的通式CnH2n＋2可知，C8Hm的烷烴，m＝18；CnH22的烷烴，n＝10；CnH2n＋2＝212,14n＋2＝212，n＝15，其分子式為C15H32。答案1810C15H3212．有下列各組物質(zhì)：A．C60和C240B.eq\o\al(12,6)C和eq\o\al(14,6)CE．甲烷和庚烷(1)________組兩物質(zhì)互為同位素；(2)________組兩物質(zhì)互為同素異形體；(3)________組兩物質(zhì)互為同系物；(4)________組兩物質(zhì)互為同分異構(gòu)體；(5)________組兩物質(zhì)是同一物質(zhì)。解析A組中兩物質(zhì)都是由碳元素形成的不同的單質(zhì)，互為同素異形體；B組中兩原子的質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同，互為同位素；C組中兩化合物的分子式均為C5H12，但結(jié)構(gòu)不同，互為同分異構(gòu)體；D組中的結(jié)構(gòu)式都表示兩個(gè)H原子、兩個(gè)Br原子分別以單鍵與C原子結(jié)合，即表示了同一物質(zhì)；E組中兩物質(zhì)是碳原子數(shù)不同的烷烴，互為同系物。答案(1)B(2)A(3)E(4)C(5)D13．如圖所示，U形管的左端被水和膠塞封閉，充有甲烷和氯氣(體積比為14)的混合氣體，假定氯氣在水中的溶解可以忽視不計(jì)。將封閉有甲烷和氯氣的混合氣體的裝置放置在有光亮的地方，讓混合氣體緩慢地反應(yīng)一段時(shí)間。(1)假設(shè)甲烷與氯氣充分反應(yīng)，且只生成一種有機(jī)物，請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________。(2)經(jīng)過(guò)幾個(gè)小時(shí)的反應(yīng)后，U形管右端的水面變化是________________________________________________________。A．上升 B．降低C．不變 D．無(wú)法確定(3)U形管左端的氣柱變化是________。A．體積增大 B．體積減小C．消逝 D．不變(4)U形管右端的水面變化的緣由_______________________。解析甲烷與氯氣可能發(fā)生的反應(yīng)有①CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up17(光照))CH3Cl＋HCl，②CH3Cl＋Cl2eq\o(→,\s\up17(光照))CH2Cl2＋HCl，③CH2Cl2＋Cl2eq\o(→,\s\up17(光照))CHCl3＋HCl，④CHCl3＋Cl2eq\o(→,\s\up17(光照))CCl4＋HCl。由反應(yīng)方程式可知，反應(yīng)生成的CCl4是液體，反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量削減，且生成的HCl易溶于水，所以左端壓強(qiáng)減小直至為零，氣柱消逝，右端的水面降低。答案(1)CH4＋4Cl2eq\o(→,\s\up17(光照))CCl4＋4HCl(2)B(3)BC(4)由反應(yīng)方程式可知，反應(yīng)生成的CCl4是液體，反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量削減，且生成的HCl易溶于水，所以左端壓強(qiáng)減小直至為零，氣柱消逝，右端的水面降低14．某氣態(tài)烴在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度是1.34g/L，其相對(duì)分子質(zhì)量為_(kāi)_______，在該烴中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%，則其分子中碳、氫原子的個(gè)數(shù)比為_(kāi)_______，化學(xué)式為_(kāi)_______。解析M(烴)＝1.34g/L×22.4L/mol＝30g/mol；eq\f(80,12)eq\f(20,1)＝13；最簡(jiǎn)式為CH3，(CH3)n＝30，求得n＝2，故化學(xué)式為C2H6。答案3013C2H6能力提升1.下列事實(shí)中，能證明甲烷分子是以碳原子為中心的正四周體結(jié)構(gòu)的是()A．CH3Cl只代表一種物質(zhì)B．CHCl3只代表一種物質(zhì)C．CH2Cl2只代表一種物質(zhì)D．CCl4只代表一種物質(zhì)解析假設(shè)CH4是平面形分子，CH3Cl、CHCl3、CCl4也是平面形分子，它們均只代表一種物質(zhì)，而CH2Cl2若是平面形分子，則有兩種結(jié)構(gòu)，即兩個(gè)Cl原子相鄰和相對(duì)，CH2Cl2是四周體結(jié)構(gòu)就不會(huì)消滅上述狀況，而只代表一種物質(zhì)，即證明白CH4分子是正四周體結(jié)構(gòu)。答案C2．在肯定的溫度、壓強(qiáng)下，向100mLCH4和Ar的混合氣體中通入400mLO2，點(diǎn)燃使其完全反應(yīng)，最終在相同條件下得到干燥氣體460mL，則反應(yīng)前混合氣體中CH4和Ar的物質(zhì)的量之比為()A．1:4 B．1:3C．1:2 D．1:1解析依據(jù)CH4＋2O2→CO2＋2H2O，利用差量法，1mLCH4完全燃燒生成干燥的CO2時(shí)，混合氣體體積縮小2mL，現(xiàn)混合氣體縮小了40mL，則CH4為20mL，Ar為80mL。答案A3．下列烷烴在光照下與氯氣反應(yīng)，只生成一種一氯代物的是()解析一氯代烴的種類與分子中氫的種類全都。從等效氫的種類來(lái)看，A、B、C、D選項(xiàng)分別有2種氫、2種氫、1種氫、4種氫，故答案為C項(xiàng)。答案C4．某氣態(tài)烷烴20mL，完全燃燒時(shí)，正好消耗同溫同壓下的氧氣100mL，該烴的化學(xué)式是()A．C2H6 B．C3H8C．C4H10 D．C5H12解析同溫同壓下，氣體的體積比等于其分子數(shù)之比，即該烷烴和O2的個(gè)數(shù)比為15。再依據(jù)1個(gè)C原子消耗1個(gè)O2,4個(gè)H原子消耗1個(gè)O2，求得答案為B項(xiàng)。答案B5．依據(jù)下表中烴的分子式排列規(guī)律，推斷空格中烴的同分異構(gòu)體數(shù)目是()12345678CH4C2H4C3H8C4H8C6H12C7H16C8H16A.3 B．4C．5 D．6解析分析圖表得出規(guī)律，1、2組，3、4組，5、6組，7、8組H原子個(gè)數(shù)相差0，第5種烴的分子式為C5H12，有3種同分異構(gòu)體：答案A6．在烷烴分子中的基團(tuán)：中的碳原子分別稱為伯、仲、叔、季碳原子，數(shù)目分別用N1、N2、N3、N4表示。例如：分子中，N1＝6，N2＝1，N3＝2，N4＝1。試依據(jù)不同烷烴的組成結(jié)構(gòu)，分析出烷烴(除甲烷外)中各原子數(shù)的關(guān)系。(1)烷烴分子中氫原子數(shù)N0與N1、N2、N3、N4之間的關(guān)系是N0＝________________________________________________________。(2)4種碳原子數(shù)之間的關(guān)系為N1＝_______________________。(3)若分子中N2＝N3＝N4＝1，則該分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可能為(任寫(xiě)一種)________________________________。解析(1)依據(jù)烷烴的通式CnH2n＋2可知，N0＝2(N1＋N2＋N3＋N4)＋2，或依據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式推出N0＝3N1＋2N2＋N3。(2)通過(guò)所給結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知，中間的C原子(末端的2個(gè)—CH3最終再加上)的關(guān)系為：一個(gè)對(duì)應(yīng)一個(gè)—CH3，一個(gè)對(duì)應(yīng)