人教版高中化學(xué)必修二課后作業(yè)3 1 1甲烷含解析2

1、課 后 作 業(yè) 限時：45分鐘 總分：100分人教版高中化學(xué)必修二課后作業(yè)：3-1-1甲烷含解析(2) 1下列說法正確的是( ) CCH2Cl2為正四面體結(jié)構(gòu) DCCl4為平面正方形結(jié)構(gòu) 2.將1 mol甲烷和適量的Cl2混合后光照，充分反應(yīng)后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四種有機(jī)產(chǎn)物的物質(zhì)的量依次增大0.1 mol，則參加反應(yīng)的Cl2的物質(zhì)的量為( ) A1.5 mol B3 mol D6 molC4.5 mol 3下列敘述正確的是 ( ) A由甲烷分子呈正四面體形結(jié)構(gòu)可推知一氯甲烷分子也呈正四面體形結(jié)構(gòu) B在甲烷的四種氯的取代物中，只有四氯甲烷是非極性分子 C由甲烷(

2、CH4)的氯代物有4種，可推知乙烷(結(jié)構(gòu)式為)的氯代物有6種 D點燃CH4前不需要檢驗其純度 4下列關(guān)于甲烷的敘述正確的是( ) A甲烷分子的空間構(gòu)型是正四面體，所以，CH2Cl2有兩種不同構(gòu)型 B甲烷可以與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，因此，可以使氯水褪色 甲烷能夠燃燒，在一定條件下會發(fā)生爆炸，因此，是礦井安全的重要威脅C之一 D甲烷能使KMnO4溶液褪色 5把1 mol甲烷和4 mol氯氣組成的混合氣體充入到大試管中將此試管倒立在盛有飽和食鹽水的水槽里，放在光亮處，一段時間后，推測可能觀察到的現(xiàn)象( ) 黃綠色逐漸消失 試管壁上有油珠 試管內(nèi)水面上升 水槽內(nèi)有少量晶體析出 A只有 B只有 DC只有 6

3、如圖所示，集氣瓶內(nèi)充滿某混合氣體，置于光亮處，將滴管內(nèi)的水?dāng)D入集氣瓶后，燒杯中的水會進(jìn)入集氣瓶，則集氣瓶中的氣體可能是( ) CO、O2 Cl2、CH4 NO2、O2 N2、H2 A B D C71 mol甲烷和Cl2發(fā)生取代反應(yīng)，待反應(yīng)完成后，測得四種取代物的物質(zhì)的量相等，則消耗Cl2的物質(zhì)的量為( ) A0.5 mol B2 mol D2.5 mol 4 mol C8瓦斯爆炸是空氣中含甲烷5%15.4%(體積分?jǐn)?shù))遇火所產(chǎn)生的，發(fā)生爆炸最強(qiáng)烈時，甲烷在空氣中的體積分?jǐn)?shù)大約為( ) A10.5% B9.5% DC8% 5% 9在一定條件下，下列物質(zhì)可與甲烷發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的是( ) A溴水 B氯

4、水 D 高錳酸鉀溶液 氧氣C10下圖是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型圖。下列說法正確的是( ) 都是正四面體結(jié)構(gòu)CH3Cl和CCl4、CH4ABCH4、CCl4都是正四面體結(jié)構(gòu) CCH4和CCl4中的化學(xué)鍵完全相同 DCH4、CCl4的結(jié)構(gòu)相同，性質(zhì)也相同 11. 在光照條件下，將體積相同的甲烷氣體和Cl2(常溫、常壓下)混合，得到的混合物中物質(zhì)的量最多的是( ) A. CH3Cl B. CH2Cl2 D. HClC. CHCl3 答案 1B 甲烷為正四面體結(jié)構(gòu)，CCl4也是正四面體結(jié)構(gòu)，CH2Cl2為四面體結(jié)構(gòu)， 但不是正四面體結(jié)構(gòu)。2B 解答此題宜用原子守恒法。CH3Cl、CH

5、2Cl2、CHCl3、CCl4中的碳原子都是從CH4中來的，故這四種取代物共1 mol，設(shè)CH3Cl的物質(zhì)的量為x，則x(x0.1 mol)(x0.2 mol)(x0.3 mol)1 mol，得x0.1 mol，即CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四種有機(jī)產(chǎn)物的物質(zhì)的量依次為0.1 mol、0.2 mol、0.3 mol、0.4 mol，含Cl原子的物質(zhì)的量共為0.1 mol10.2 mol20.3 mol30.4 mol43 mol。而一個Cl2分子中只有一個Cl原子參加取代反應(yīng)，因此消耗的Cl2也為3 mol。4C A中，由于甲烷是正四面體結(jié)構(gòu)，四個頂點中任意兩個氫原子都是相鄰

6、關(guān)系，故CH2Cl2不存在不同構(gòu)型。B中，CH4只能跟氯氣在光照下反應(yīng)，與氯水不 反應(yīng)。D中，CH4比較穩(wěn)定，不能被KMnO4溶液氧化。5D 氯氣被消耗后，黃綠色消失。生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4均為油狀液體，又因為氯氣被消耗，氣體的體積減小，試管內(nèi)水面上升。生成的HCl溶于水降 低了NaCl的溶解度，有NaCl析出。6D 從題目的敘述情況看，所選氣體組必須是與水作用后混合氣體總體積減 小的，此時應(yīng)注意CH4與Cl2的取代反應(yīng)生成HCl，HCl易溶于水，因此應(yīng)選D。7C 依據(jù)CH4與Cl2的取代反應(yīng)規(guī)律可知：1個Cl2分子取代1個H原子，mol0.25 產(chǎn)生四種取代產(chǎn)物均為所以由碳

7、原子守恒可得，分子。HCl個1同時生成生成0.25 mol CH3Cl需消耗n(Cl2)0.25 mol，生成0.25 mol CH2Cl2需消耗n(Cl2)0.5 mol，生成0.25 mol CHCl3需消耗n(Cl2)0.75 mol，生成0.25 mol CCl4 需消耗n(Cl2)1.0 mol，因此總共消耗n(Cl2)2.5 mol。8B 由CH42O2CO22H2O可知瓦斯爆炸最強(qiáng)烈時，CH4和O2的體積比應(yīng)為12，因此CH4與空氣的體積比為119.5。那么它在空氣中的體積分?jǐn)?shù)為 100%9.5%，選B。9C 甲烷化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，在常溫常壓下不易被氧氣、高錳酸鉀溶液氧化，但在點

8、燃條件下與氧氣發(fā)生反應(yīng)；甲烷與Cl2在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)，但與溴 水、氯水不反應(yīng)。10B CH3Cl中的CCl共價鍵和CH共價鍵鍵能、鍵長及鍵的牢固性均不 同，故CH3Cl不是正四面體結(jié)構(gòu)，CH4和CCl4的性質(zhì)也不相同。 12. 一定質(zhì)量的甲烷燃燒后的產(chǎn)物為CO、CO2和水蒸氣，此混合氣體質(zhì)量為49.6 g，當(dāng)其緩慢經(jīng)過無水CaCl2時，CaCl2增重25.2 g。原混合氣體中CO2的質(zhì) 量為( )A. 12.5 g B. 13.2 g C. 19.7 g D. 24.4 g 二、非選擇題( 共52分)13(15分)如圖所示，U形管的左端被水和膠塞封閉有甲烷和氯氣(體積比為14)的混合氣

9、體，假定氯氣在水中的溶解度可以忽略。將封閉有甲烷和氯氣混合氣 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，請寫出化學(xué)方程式： _ _。(2)若題目中甲烷與氯氣的體積之比為11，則得到的產(chǎn)物為_(填字母 編號)。ACH3Cl HClHClCCl4 B CCH3Cl CH2Cl2D CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 HCl(3) 經(jīng)過幾個小時的反應(yīng)后，U形管右端的水柱變化是_(填字母編號)。 A升高 B降低C 不變 D無法確定形管則在U左端會觀察到中(4)若水含有Na2SiO3，_ _。_ 是管的作用(5)右端玻璃。_

10、14.(18分)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。某化學(xué)興趣小組在實驗室中模擬上述過程，其設(shè)計的模擬裝置如下： 根據(jù)設(shè)計要求回答：(1)B裝置有三種功能：控制氣流速度；均勻混合氣體；_ 。(2)設(shè)V(Cl2)/V(CH4)x ，若理論上欲獲得最多的氯化氫，則x值應(yīng)_。(3)D裝置的石棉中均勻混有KI粉末，其作用是_。 (4)E裝置的作用是_(填序號)。 A收集氣體 B吸收氯氣C 防止倒吸 D吸收氯化氫(5)在C裝置中，經(jīng)過一段時間的強(qiáng)光照射，發(fā)現(xiàn)硬質(zhì)玻璃管內(nèi)壁有黑色小顆粒產(chǎn)生，寫出置換出黑色小顆粒的化學(xué)方程式：_ _。中分離出鹽酸的最佳方法為E(6)E裝置除生

11、成鹽酸外，還含有有機(jī)物，從為。該裝置還有缺陷，原因是沒有進(jìn)行尾氣處理，其尾氣主要成分_。填序號)_( CCl4eCHCl3 dCH2Cl2 cCH3Cl bCH4 a 15(12分)如圖是某同學(xué)利用日常用品注射器設(shè)計簡易實驗裝置。甲管中注入10 mL CH4，同溫、同壓下乙管中注入50 mL Cl2，將乙管氣體推入甲管中，氣體在 甲管中反應(yīng)，針管用日光照射一段時間。(1)下列是某同學(xué)預(yù)測的實驗現(xiàn)象： 氣體最終變?yōu)闊o色；實驗過程中，甲管活塞向內(nèi)移動；甲管內(nèi)壁有油珠； 產(chǎn)生火花。其中正確的是_。(2)甲管中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)類型為 _。(3)反應(yīng)后，甲管中剩余氣體能用下列試劑吸收的是_ 。 B氫氧化鈉

12、溶液A水 C硝酸銀溶液D飽和食鹽水 (4)反應(yīng)后，若將甲管中的物質(zhì)推入盛有適量AgNO3溶液的小試管中會觀察到 _，若再向其中滴入幾滴石蕊試液，又觀察到_。16(7分)取標(biāo)準(zhǔn)狀況下CH4和過量O2的混合氣體840 mL，點燃，將燃燒后的 氣體用過量堿石灰吸收，堿石灰質(zhì)量增加0.600 g。回答下列問題： (1)堿石灰吸收后所剩氣體的體積為_(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。 (2)原混合氣體中CH4與O2的體積比為_。答案 11. D Cl2和CH4氣體的取代反應(yīng)，無論按何體積比混合都將會發(fā)生各步取代反應(yīng)。它不像無機(jī)反應(yīng)那樣固定反應(yīng)物計量數(shù)可確定生成物種類。無機(jī)反應(yīng)易于控制，有機(jī)反應(yīng)則不易控制。在某一階段，CH

13、4與Cl2的每一步取代反應(yīng)中都有HCl 生成，因此得到的反應(yīng)混合物中物質(zhì)的量最多的是HCl。12. B 經(jīng)過CaCl2被吸收的為水蒸氣，即n(H2O)1.4 mol，根據(jù)CH4的組成可知，CO和CO2的物質(zhì)的量之和為：0.7 mol，設(shè)CO2的質(zhì)量為x，則CO的質(zhì) 量為49.6 g25.2 gx，故有關(guān)系式：0.7 mol，解得：x13.2 g。13(1)CH44Cl2CCl44HCl (2)D (3)B (4)有白色膠狀沉淀生成 (5)平 衡氣壓生原子可完全被取代，H中的四個CH4則若充分反應(yīng)，足量，Cl2因(1)解析： 成CCl4和HCl，CH44Cl2CCl44HCl。(2)甲烷與氯氣的

14、取代反應(yīng)， 是四步反應(yīng)同時發(fā)生，故得到四種氯代產(chǎn)物和HCl。(3)甲烷和氯氣在光照的條件下發(fā)生取代反應(yīng)，U形管左側(cè)生成的氯化氫氣體易 溶于水，壓強(qiáng)減小，U形管右側(cè)液面下降，左側(cè)液面上升。(4)因左側(cè)生成HCl溶于水后發(fā)生反應(yīng)2HClNa2SiO3=H2SiO32NaCl，所 以觀察到有白色膠狀沉淀生成。(5)為了平衡氣壓，在 U形管右側(cè)插有一個玻璃管。14(1)干燥混合氣體 (2)大于或等于4 (3)吸收過量的氯氣 (4)CD (5)CH42Cl2C4HCl (6)分液 ab解析：(1)B裝置的三個作用：控制氣流速度從而達(dá)到合適的反應(yīng)比例；均 勻混合氣體，便于后續(xù)實驗；干燥混合氣體。(2)當(dāng)發(fā)

15、生反應(yīng)：CH44Cl2CCl44HCl時生成HCl氣體最多，所以要保證 x4。(3)KI能吸收多余的Cl2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 Cl22KI=2KClI2。 (4)E裝置既吸收反應(yīng)生成的HCl氣體，同時還防止倒吸。 (5)根據(jù)信息知黑色小顆粒應(yīng)為碳粉，根據(jù)原子守恒應(yīng)為CH42Cl2C4HCl。 (6)分離難溶于水的油狀液體可用分液法。 15(1) (2)取代反應(yīng) (3)B(4)液體分為兩層，產(chǎn)生白色沉淀 溶液變紅解析：在光照下，甲烷與氯氣發(fā)生連鎖反應(yīng)：CH4Cl2CH3ClHCl，CH3ClCl2CH2Cl2HCl，CH2Cl2Cl2CHCl3HCl，CHCl3Cl2CCl4HCl。(1)理論上，甲烷與氯氣體積比為14時二者恰好完全反應(yīng)，而該針管里氯氣與甲烷體積比為5141，說明氯氣過量，最終氣體中仍有氯氣。該反應(yīng)進(jìn)行緩慢，不會產(chǎn)生火花。產(chǎn)物中只有氯化氫和一氯甲烷為氣體，所以氣體的總物質(zhì)的量減小，內(nèi)部壓強(qiáng)減小，甲管活塞向內(nèi)移動。(2)甲烷分子中的4個氫原子可被氯原子逐一取代，故甲管中發(fā)生的是取代反應(yīng)。(3)剩余氣體中含有氯氣和氯化氫，可用氫氧化鈉溶液吸收剩余氣、CHCl3、CH2Cl2白色沉淀，同時因AgCl反應(yīng)