1、第一单元 化石燃料与有机化合物第 1 课时 天然气的利用 甲烷1下列说法不正确的是( )A甲烷是一种难溶于水的气体B天然气是一种高效、低耗、污染小的清洁能源C甲烷分子是一种对称的正四面体结构，四个 CH 键强度相同D甲烷不与任何物质反应答案 D解析 通常情况下，甲烷性质较稳 定，与 强酸、强碱、 强氧化剂( 酸性高锰酸钾溶液)等不反应，但在一定条件下能与氧气、卤素单质 等发生反应。2下图是 CH4、CCl 4、CH 3Cl 的分子球棍模型图，下列说法正确的是( )ACH 4、CCl 4 和 CH3Cl 都是正四面体结构BCH 4、CCl 4 都是正四面体结构CCH 4 和 CCl4 中的化学键
2、均为非极性键DCH 4、CCl 4 的结构相同，性质也相同答案 B解析 CCl 4的分子结构同 CH4相似，为正四面体结构，CH 3Cl 中的 CH 和 CCl 键不同，不是正四面体结构，而是四面体结构。3(2017浙江省瑞安中学月考)甲烷在氧气中燃烧后生成二氧化碳和水，从该实验事实中可以得出的结论是( )A甲烷的分子式为 CH4B甲烷气体中含碳元素和氢元素C甲烷分子中只含碳元素和氢元素D甲烷的化学性质比较稳定答案 B4在光照条件下，下列物质中能与甲烷反应的是( )A盐酸 BCl 2CNaOH 溶液 D酸性 KMnO4 溶液答案 B解析 甲烷与氯气在光照的条件下能发生取代反应，所以答案选 B。
3、5(2017无锡高一检测) 甲烷和氯气以物质的量比为 11 混合，在光照条件下，得到的有机产物是( )CH 3Cl CH 2Cl2 CHCl 3 CCl 4 HClA只有 B和的混合物C只有 D的混合物答案 D6(2017泰安高一检测) 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(COCl 2)，其反应方程式为 2CHCl3O 2 2COCl22HCl 。为了防止事故发生，在 光 照 使用前要先检验一下是否变质，检验用的最佳试剂是( )A溴水 BNaOH 溶液C淀粉碘化钾溶液 DAgNO 3 溶液答案 D7公元前一世纪，我国已使用天然气，天然气的主要成分为甲
4、烷。下列关于甲烷的叙述中，错误的是( )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、CH 2Cl2、CHCl 3 还是 CCl4，都属于取代反应D甲烷的四种取代物都难溶于水答案 B解析 CH 4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，故 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。5在一定的温度、压强下，向 100 mL CH
5、4 和 Ar 的混合气体中通入 400 mL O2，点燃使其完全反应，最后在相同条件下得到干燥气体 460 mL，则反应前混合气体中 CH4 和 Ar 的物质的量之比为( )A14 B13C12 D11答案 A解析 Ar 是稀有气体，不参与反应，反应前后气体的体积变 化是由 CH4燃烧生成的水引起的。设混合气体中 CH4的体积为 x。CH42O 2 CO22H 2O V减小 点 燃 1 mL 2 mL 1 mL 2 mLx (100 mL400 mL)460 mL 40 mLx20 mLAr 的体 积为 100 mL20 mL80 mL，CH4与 Ar 的体积之比为 14，相同条件下，气体的体
6、 积之比等于物质的量之比，即 n(CH4)n(Ar)14。9一定量的 CH4 燃烧后得到的产物是 CO、CO 2、H 2O(g)，此混合物的质量为 49.6 g，当其缓缓通过足量的无水 CaCl2 时，气体质量减少 25.2 g，则混合气体中 CO 的质量为( )A24.4 g B13.2 gC12.5 g D11.2 g答案 D解析 设产物中 CO 的物质的量为 x，CO2的物质的量为 y。由碳原子守恒可得 CH4的物质的量为 xy，又由氢原子守恒可得生成 H2O 的物质的量为 2(xy) ，即可得：44 gmol1 y28 gmol1 x2(x y)18 gmol1 49.6 g,2(xy
7、) 18 gmol1 25.2 g。则解得 x0.4 mol，y0.3 mol，m(CO)0.4 mol28 gmol 1 11.2 g。10有一种无色的混合气体可能由 CH4、NH 3、H 2、CO、CO 2 和 HCl 组成。为确定其组成，进行了以下实验：将此混合气体通过浓硫酸，气体总体积基本不变；再通过过量的澄清石灰水，未见浑浊，但气体体积减少；把剩余气体在供氧的情况下燃烧，燃烧产物不能使无水硫酸铜变色。原混合气体含有( )ACO 和 HCl BCH 4 和 NH3CCH 4 和 HCl DH 2 和 CO2答案 A解析 由知，不含 NH3；由知，不含 CO2，含 HCl；由知，不含 C
8、H4、H2，含 CO。11关于取代反应和置换反应的下列说法中，正确的是( )A取代反应和置换反应中一定都有单质生成B取代反应和置换反应一定都属于氧化还原反应C取代反应大多是可逆的，反应速率慢，而置换反应一般是单向进行的，反应速率快D取代反应和置换反应的产物都是唯一的，不会有多种产物并存的现象答案 C12下列反应属于取代反应的是( )AC 2H43O 2 2CO22H 2O 点 燃 BZnCuSO 4=ZnSO4CuCNaClAgNO 3=AgClNaNO 3DCH 2Cl2Cl 2 CHCl3HCl 光 照 答案 D解析 取代反应是有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。
9、A 项，C2H4的燃烧不是取代反应；B 项为置换反应；C 项为复分解反应；D 项，Cl 原子取代了 CH2Cl2中的一个 H 原子，故属于取代反应。13在光照条件下，将 1 mol CH4 与 Cl2 反应，得到等物质的量的 4 种取代物，则消耗 Cl2 物质的量为( )A1 mol B2 molC2.5 mol D10 mol答案 C解析 由于CH4Cl 2 CH3ClHCl、CH 42Cl 2 CH2Cl22HCl、CH 43Cl 2 CHCl33HCl、 光 照 光 照 光 照 CH44Cl 2 CCl44HCl。1 mol CH4生成 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各为
10、 0.25 mol，则消 光 照 耗 Cl2为 (0.250.2520.2530.254)mol2.5 mol。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 14)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)假设甲烷与氯气充分反应，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体积之比为 11，则得到的产物为_(填字母，下同) 。ACH 3Cl HCl BCCl 4 HClCCH 3Cl CH 2Cl2DCH 3Cl CH 2Cl2 CHCl 3 CCl 4 HCl
11、(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无法确定答案 (1)CH 44Cl 2 CCl44HCl (2)D (3)B 光 照 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：CH44Cl 2 CCl44HCl。 光 照 (2)甲烷与氯气的取代反应，是四步反应同时发生的，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生成油状液滴，U 形管左侧生成的氯化氢气体易溶于水。压强减小，U 形管右端液面下降，左端液面上升。15如下图是某同学利用日常用品注射器设计的简易实验装置。甲中
12、注入 10 mL CH4，同温同压下乙中注入 50 mL Cl2，将乙中气体推入甲中，用日光照射一段时间，气体在甲中反应。(1)下列是某同学预测的实验现象：气体最终变为红色；实验过程中，甲中活塞向内移动；甲中内壁有油珠；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，甲中剩余气体能用下列试剂吸收的是_。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溶液，又观察到_。答案 (1) (2) 取代反应 (3)B (4)液体分为两层，产生白色沉淀 溶液先变红后褪色解析 在光
13、照下，甲烷与氯气发 生连锁反应：CH4Cl 2 CH3ClHCl，CH 3ClCl 2 CH2Cl2HCl，CH 2Cl2Cl 2 CHCl3HCl ， 光 照 光 照 光 照 CHCl3Cl 2 CCl4HCl。 光 照 (1)理论上，甲 烷 与氯气体积比为 14 时二者恰好完全反应，而甲中氯气与甲烷体积比为514 1，说明氯气过量，最终气体中仍有氯气。反 应进行过程中不会产生火花。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，甲中活塞向内移动。(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
14、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均难溶于水而看到液体分为两层，因 Cl2有剩余，若加入几滴石蕊溶液，溶液会先变红后褪色。16利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下：根据设计要求回答：(1)B 装置有三种功能：控制气流速度；均匀混合气体；_。(2)E 装置的作用是_(填字母)。A收集气体 B吸收氯气C防止倒吸 D吸收氯化氢(3)在 C 装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，写出置换
15、出黑色小颗粒的化学方程式：_。(4)E 装置除生成盐酸外，还含有油状有机物，从 E 中分离出油状有机物的最佳方法为_。该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分为_( 填字母) 。aCH 4 bCH 3Cl cCH 2Cl2 dCHCl 3 eCCl 4答案 (1)干燥混合气体 (2)CD(3)CH4 2Cl2 C4HCl (4)分液 ab 强 光 解析 (1)B 装置的三个作用：控制气流速度从而达到合适的反应比例；均匀混合气体，便于后续实验；干燥混合气体。(2)E 装置既吸收反应生成的 HCl 气体，同 时还防止倒吸。(3)根据信息知黑色小颗粒应为碳粉，根据原子守恒应为 CH42
16、Cl 2 C4HCl 。 强 光 (4)分离难溶于水的油状液体可用分液法。17如图所示，某气体 X 可能由 H2、CO、CH 4 中的一种或几种组成，将 X 气体燃烧后生成的气体通过 A、B 两个洗气瓶。试回答下列问题：(1)若 A 洗气瓶的质量增加，B 洗气瓶的质量不变，则气体 X 是_。(2)若 A 洗气瓶的质量不变，B 洗气瓶的质量增加，则气体 X 是_。(3)若 A、B 两个洗气瓶的质量都增加，则 X 气体可能是(完成下表，可不填满，也可补充)：答案 (1)H 2 (2)CO(3) CH4 H2、 CO H2、 CH4 CO、CH 4 H2、CO、CH 4解析 本题主要考查根据洗气瓶中
17、溶液质量的变化来确定 X 气体的成分。2H2O 2 2H2O,2COO 2 2CO2，= = = = =点 燃 = = = = =点 燃 CH42O 2 CO22H 2O= = = = =点 燃 由浓 H2SO4吸收水，石灰水吸收 CO2，得：(1)若 A 洗气瓶质量增加，B 洗气瓶质量不变，则说明 X 气体燃烧只生成水，故 X 为 H2。(2)若 A 洗气瓶质量不变，B 洗气瓶质量增加， 则说明 X 气体燃烧只有 CO2生成，故 X 为 CO。(3)若 A、B 两个洗气瓶质量都增加，则说明 X 气体的燃烧产物既有 H2O 又有 CO2，它可以是CH4或下列组合：H 2、CO，H2、CH4，CO、CH4，H2、CO、CH4。
