2019-2020学年高中化学第3章有机化合物第1节第1课时甲烷同步作业含解析新人教版必修2.doc

第1课时 甲烷一、选择题1．将等物质的量的甲烷和氯气混合后，在光的照射下充分反应，生成物中物质的量最多的是(　D　)A．CH3Cl B．CH2Cl2 C．CCl4 D．HCl解析：甲烷和氯气反应生成一氯甲烷和氯化氢，然后一氯甲烷和氯气继续反应生成二氯甲烷和氯化氢，二氯甲烷和氯气反应生成三氯甲烷和氯化氢，三氯甲烷和氯气再反应生成四氯化碳和氯化氢，所以氯化氢的物质的量最多2. (2019·潍坊高一检测)将甲烷与氯气按14的体积比混合于一试管中，倒立于盛有饱和食盐水的水槽，置于光亮处(如图所示)下列有关此实验的现象和结论的叙述不正确的是(　B　)A．试管中气体的黄绿色逐渐变浅，水面上升B．生成物只有三氯甲烷和氯化氢在标准状况下是气体C．试管内壁有油状液滴形成D．试管内有少量白雾解析：A项，在光照条件下，甲烷和氯气发生取代反应，生成物均没有颜色，所以气体颜色变浅，氯化氢溶于水后导致试管内液面上升，正确；B项，甲烷和氯气反应的生成物只有一氯甲烷和HCl在标准状况下是气体，错误；C项，二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳都是液态有机物，所以试管内壁有油状液滴生成，正确；D项，该反应中有氯化氢生成，氯化氢遇空气中的水蒸气形成白雾，正确。

3．(2019·长治高一检测)能证明甲烷是正四面体结构而不是正方形的事实是(　B　)A．CH3Cl只有一种结构B．CH2Cl2只有一种结构C．CHCl3只有一种结构D．C—H键的键长都相同解析：无论甲烷是正四面体结构还是正方形，A、C、D都成立；甲烷若为正方形，其二氯代物CH2Cl2有两种结构，如图，而CH2Cl2只有一种结构，能证明甲烷是正四面体结构二、非选择题4．(2019·沈阳高一检测)如图是某同学利用日常用品注射器设计简易实验装置甲注射器中注入10 mL CH4，同温同压下乙注射器中注入 50 mL Cl2，将乙注射器气体推入甲注射器中，气体在甲注射器中反应，用日光照射一段时间 (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__②③__2)甲管中发生的化学反应类型为__取代反应___3)反应后，甲管中剩余气体能用下列试剂吸收的是__B__ 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__液体分为两层，产生白色沉淀__，若再向其中滴入几滴石蕊试液，又观察到__溶液变红色__。

解析：在光照下，甲烷与氯气发生连锁反应： CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl，CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl, CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl，CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl (1)理论上，甲烷与氯气体积比为14时二者恰好完全反应，而该针管里氯气与甲烷体积比为51＞41，说明氯气过量，最终气体中仍有氯气该反应进行缓慢，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，若加入几滴石蕊，溶液会变红 5.集气瓶内充满甲烷和氯气的混合气体，置于光亮处，让混合气体缓慢地反应一段时间后达如图所示状态1)光照后将滴管内的水挤入集气瓶中将会看到什么现象__烧杯内的水会流入集气瓶中__，原因是__甲烷和氯气发生反应后生成HCl，HCl极易溶于水，将滴管内的水挤入集气瓶后，使集气瓶内气体压强减小，在外界大气压的作用下，烧杯内的水会流入集气瓶中__。

2)写出甲烷发生一氯取代反应的化学方程式：　CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl　3)__不能__(填“能”或“不能”)利用CH4和Cl2在光照条件下的取代反应制取纯净的氯仿，原因是__甲烷与氯气发生取代反应是分步进行的，且都进行不到底，甲烷的四种氯代产物是共存的，且很难提纯__4)同样是液态有机物，四氯化碳和氯仿都是良好的有机溶剂，而二氯甲烷却不是，原因是__二氯甲烷的沸点低，极易汽化__解析：(1)因为甲烷和氯气发生反应后生成HCl，HCl极易溶于水，将滴管内的水挤入集气瓶后，使集气瓶内气体压强减小，在外界大气压的作用下，烧杯内的水会流入集气瓶中2)CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl3)甲烷与氯气发生取代反应是分步进行的，且都进行不到底，甲烷的四种氯代产物是共存的，且很难提纯4)二氯甲烷的沸点低，极易汽化6．(2019·锦州高一检测)燃烧法是测定有机化合物分子式的一种重要方法以下是通过燃烧法推断物质组成的过程，请回答下列问题：(1)某物质A在氧气中完全燃烧只生成二氧化碳和水则说明__C__(填字母)A．A一定是烃B．A一定含有C、H两种元素，肯定不含氧元素C．A一定含有C、H两种元素，可能含有氧元素D．A一定含有C、H、O三种元素(2)甲烷在空气中完全燃烧的化学方程式为　CH4＋2O2CO2＋2H2O　。

若2.24 L(标准状况下)甲烷完全燃烧后，将生成的气体通过足量碱石灰，那么碱石灰增重的质量是__8__g解析：(1)A在氧气中完全燃烧只生成二氧化碳和水，说明A一定含有C、H两种元素，由于氧气参与反应，故无法确定是否含有氧元素2)由甲烷完全燃烧的化学方程式CH4＋2O2CO2＋2H2O知，2.24 L(0.1 mol)甲烷完全燃烧生成0.1 mol CO2和0.2 mol H2O，通过碱石灰被完全吸收，碱石灰增重为0.1 mol×44 g·mol－1＋0.2 mol×18 g·mol－1＝8 g7．(2019·西安高一检测)研究性学习小组进行CH4的性质探究实验1)将甲烷通入酸性高锰酸钾溶液中，现象是__酸性高锰酸钾溶液不褪色__2)光照无色玻璃集气瓶中甲烷和氯气(体积比14)的混合气体，现象是__集气瓶内气体颜色变浅，有油状液体生成__，假设反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式　CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl　3)为了验证CH4是否具有还原性，某小组设计了如下实验：实验过程中还观察到无水CuSO4逐渐变蓝，澄清石灰水出现浑浊现象，则CH4与CuO反应的化学方程式为　CH4＋4CuOCO2＋4Cu＋2H2O　。

4)研究小组将CH4通入溴水时，发现溴水逐渐褪色，你认为原因可能是__溴单质与甲烷发生了取代反应__请设计一个实验方案证明你的结论(用文字表示，不必画实验装置图)：__用pH试纸检验反应前后溶液的pH，如果pH明显变小，则表明二者发生了取代反应(或溴单质被甲烷气体带走；用pH试纸检验反应前后溶液的pH，如果pH没有明显变化，则表明溴单质被甲烷气体带走)__解析：(1)甲烷性质较为稳定，与酸性高锰酸钾溶液不反应，甲烷通入酸性高锰酸钾溶液中，现象是酸性高锰酸钾溶液不褪色2)氯气为黄绿色气体，甲烷可以和氯气发生取代反应，生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳，其中一氯甲烷为气体，其余为液体，现象为集气瓶内气体颜色变浅，有油状液体生成；甲烷中的氢原子可以被氯原子取代，甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物即四氯化碳的化学方程式为CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl3)无水CuSO4逐渐变蓝，说明有水生成，澄清石灰水出现浑浊，说明有二氧化碳生成，根据原子守恒，CH4与CuO反应的化学方程式为CH4＋4CuOCO2＋4Cu＋2H2O4)CH4通入溴水时，发现溴水逐渐褪色，说明溴参加了反应或溴被带走，因甲烷为饱和烃，所以溴单质可能与甲烷发生了取代反应或溴单质被甲烷气体带走，假如发生取代反应，必有溴化氢产物，用pH试纸检验反应前后溶液的pH，如果pH明显变小，则表明二者可能发生了取代反应，若溴单质被甲烷气体带走，溴单质溶于水显酸性，用pH试纸检验反应前后溶液的pH，如果pH没有明显变化，则表明溴单质可能被甲烷气体带走。