2022年高中化学必修2同步巩固练习（含解析）：3-1-1最简单的有机化合物--甲烷

第3章  第1节  第1课时

一、选择题

1．在人类已知的化合物中，种类最多的是(　　)

A．过渡元素的化合物　　

B．第ⅡA族的化合物

C．第ⅢA族的化合物 

D．第ⅣA族的化合物

【解析】　种类最多的化合物是含碳化合物，碳位于元素周期表第ⅣA族。故选D。

【答案】　D

2．烃是指(　　)

A．含碳元素的化合物

B．只含碳、氢两种元素的化合物

C．含碳、氢元素的化合物

D．燃烧后只生成二氧化碳和水的化合物

【答案】　B

3．能够证明甲烷分子的空间结构为正四面体的事实是(　　)

A．甲烷的4个碳氢键的键能相等

B．甲烷的4个碳氢键的键长相等

C．甲烷的一氯代物只有1种

D．甲烷的二氯代物只有1种

【解析】　先把CH4分子空间构型的几种可能性画出来，然后依次思考排列可得到答案。

【答案】　D

【点拨】　理解并掌握CH4的结构。

4．等体积的甲烷与氯气混合于一集气瓶中，加盖后置于光亮处，下列有关此实验的现象和结论中，不正确的是(　　)

A．瓶中气体的黄绿色变浅

B．瓶内壁有油状液滴生成

C．生成物只有CH3Cl和HCl

D．此反应的生成物可能有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl的混合物

【答案】　C

5．下列说法正确的是(　　)

A．甲烷能使酸性高锰酸钾溶液褪色

B．装修材料中挥发出的甲醛气体对人体有害

C．乙烯气体通入溴水中发生取代反应

D．葡萄糖属于高分子化合物

【答案】　B

6．在集气瓶内使甲烷与氧气混合，点燃，进行爆炸性实验，下列甲烷与氧气的体积比(同温、同压)中，爆炸声最大的是(　　)

A．1∶1　　　 B．1∶2　　　

C．1∶3　　　 D．3∶1

【解析】　爆炸声最大的必要条件之一：气体恰好完全反应，使单位体积的气体反应放出的热量最多。甲烷与氧气在点燃的条件下发生完全反应的化学方程式为CH4＋2O2CO2＋2H2O。符合此反应中CH4与O2的物质的量比即可。

【答案】　B

【点拨】　(1)点燃甲烷之前，必须检验甲烷的纯度。

(2)燃烧后，当温度高于100 ℃，反应前后气体体积不变化；低于100 ℃，每1体积CH4完全燃烧，气体体积缩小2体积。

(3)光照时CH4与O2不反应。

7．下列分子具有正四面体结构的是(　　)

【解析】　本题主要考查甲烷分子的正四面体结构。由甲烷分子的结构，推导其取代物的分子结构。同时应明确正面体结构中各键应完全一样。CH4为正四面体结构，若CH4分子中4个氢原子被氯原子取代后，与CH4分子结构相似，而CHCl3、CH2BrCl分子中各键不完全相同，均不属于正四面体结构。

【答案】　A、D

8．上海环保部门为了使城市生活垃圾得到合理利用，近年来逐步实施了生活垃圾分类投放的办法。其中塑料袋、废纸、旧橡胶制品等属于(　　)

A．无机物    B．有机物

C．盐类    D．非金属单质

【解析】　本题考查的是物体的分类，塑料袋主要成分是聚乙烯、聚氯乙烯等合成的高分子化合物，废纸主要成分是纤维素，橡胶制品主要成分是聚异戊二烯等高分子化合物，它们都属于有机物。

【答案】　B

9．某无色混合气体可能由CH4、NH3、H2、CO、CO2和HCl中的某几种气体组成。在恒温恒压条件下，将此混合气体通过浓H2SO4时，总体积基本不变；通入过量的澄清石灰水，未见变浑浊，但混合气体的总体积减小，把剩余气体导出后，在O2中能够点燃，燃烧产物不能使CuSO4粉末变色。则原混合气体的成分是(　　)

A．CH4和NH3   B．HCl、H2和CO

C．HCl和CO   D．HCl、CO和CO2

【解析】　混合气体通过浓H2SO4时总体积基本不变，说明没有NH3，排除了A项。混合气体通入过量的澄清石灰水未见变浑浊，但混合气体的总体积减小，说明没有CO2、有HCl；剩余气体导出后，在O2中能够点燃，燃烧产物不能使CuSO4粉末变色，说明没有氢元素，排除了B、D。

【答案】　C

10．下图是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型图。下列说法正确的是(　　)

A．CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构

B．CH4、CCl4都是正四面体结构

C．CH4和CCl4中的化学键完全相同

D．CH4、CCl4的结构相同，性质也相同

【答案】　B

二、非选择题

11．下列各组物质中全属于有机物的是________；属于烃的是________。

A．CH4、C2H5OH、C6H12O6(葡萄糖)、(C6H10O5)n(纤维素)

B．CH4、C2H4、H2CO3、CH3Cl

C．C2H2、H2O2、CCl4、C2H6

D．CH4、C2H6、C2H2、C6H6

【解析】　有机物一定含有碳元素，但含碳元素不一定是有机物，例H2CO3、CaCO3等，有机物中仅有碳、氢两种元素组成的为烃。

【答案】　A、D　D

12．将CH4和Cl2按1:1比例混合，经光照完全反应后，常温常压下生成的气态物质共有________种，得到的产物中含量最高的是________。

【解析】　把CH4和Cl2按1:1混合，在光照下完全反应，得到的产物是含有HCl、CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4的混合物，其中4种是有机物，HCl和CH3Cl是气态物质(常温常压下)，HCl的产量最高。

【答案】　2　HCl

【点拨】　甲烷与氯气的卤化反应是复杂的反应，产物是混合物，产生HCl的最多。

13．将标准状况下的11.2 L甲烷和22.4 L氧气混合点燃，恢复到原状况时，气体的体积共________ L。

【解析】　甲烷燃烧的化学方程式为CH4＋2O2CO2＋2H2O，所以当温度超过100 ℃时(水为气态)，反应前后体积不变。而在标准状况下，水是液态，此时11.2 L甲烷与22.4 L氧气恰好完全反应，最后只剩余CO2，其体积为11.2 L。

【答案】　11.2 L

【点拨】　本题主要考查甲烷的氧化反应，但要注意水的状态。

14．已知某种气态矿物燃料含有碳和氢两种元素。为了测定这种燃料中碳和氢两种元素的质量，可将气态燃料放入足量的氧气中燃烧，并使产生的气体全部通入如右图所示的装置，得到如下表所列的实验数据(假设产生的气体完全吸收)。

根据实验数据求：

(1)实验完毕后，生成物中水的质量为________g。假设广口瓶里生成一种正盐，其质量为______g。

(2)生成的水中氢元素的质量为________g。

(3)生成的CO2中碳元素的质量为________g。

(4)气态矿物燃料中碳元素与氢元素的质量比为__________。

【解析】　干燥剂应选择只吸收水而不吸收CO2的固体干燥剂，如无水CaCl2。

m(H2O)＝102.9 g－101.1 g＝1.8 g

m(CaCO3)＝×100＝5 g

m(H)＝1.8 g×＝0.2 g

m(C)＝×12＝0.6 g

m(C):m(H)＝0.6:0.2＝3:1

【答案】　(1)1.8　5　(2)0.2　(3)0.6　(4)3:1

15．一定量的甲烷完全燃烧后得到产物CO、CO2和水蒸气。测得此混合气体的质量为59.2 g。将此混合气体通过足量的浓硫酸，浓硫酸增重28.8 g。原混合气体中CO的质量为________，CO2的质量为__________。

【答案】　8.4 g　22 g

【点拨】　浓硫酸的增重为水的质量，然后可以计算出CO、CO2混合气体的质量；根据水的质量可计算氢原子的物质的量，也就可求碳原子的物质的量，最后求出CO和CO2的质量。

16．将装有甲烷和氯气混合气体的三个集气瓶，用玻璃片盖好瓶口后，分别作如下处理，各有怎样的现象发生。

(1)①置于黑暗中：

________________________________________________________________________；

②将点燃的镁条靠近集气瓶外壁：

________________________________________________________________________；

③放在有光线的房子里：

________________________________________________________________________。

(2)甲烷和氯气发生的一系列反应都是__________(填反应类型)反应，请写出甲烷和氯气反应生成一氯甲烷的化学方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

【答案】　(1)①无明显现象　②爆炸　③黄绿色逐渐变浅，有油状液滴生成

(2)取代　CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl

17．若要使0.0500 mol CH4完全和Cl2发生取代反应，且生成的四种氯代物的物质的量相同，试求所需Cl2的物质的量。

【解析】　方法一(常规解法)：设所生成的四种氯代物的物质的量均为x，则

CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl　CH4＋2Cl2CH2Cl2＋2HCl

x　　x　　　x　　　　　x　　2x　　　x

CH4＋3Cl2CH3Cl＋HCl　CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl

x　　3x　　　x　　　　　x　　4x　　x

n(CH4)＝4x＝0.500 mol，x＝0.125 mol

n(Cl2)＝x＋2x＋3x＋4x＝10x＝1.25 mol

方法二：CH4与Cl2发生取代反应时，1 mol Cl2可取代1 mol氢原子。则：

n(Cl2)＝n(氢原子)

＝0.500 mol×(×1＋×2＋×3＋×4)

＝1.25 mol

【答案】　1.25 mol

【点拨】　考查了CH4与Cl2发生取代反应的特点，不仅生成了4种有机物，另外还生成了HCl，并且它的量是最多的。