人教版 (新课标)必修2第一节 最简单的有机化合物--甲烷第1课时课后作业题

第1课时　甲烷的性质

课后篇巩固提升

基础巩固

1.下列有关有机化合物的说法不正确的是(　　)

A.有机化合物都易燃烧

B.有机化合物中一定含碳元素

C.有机化合物的熔、沸点一般较低

D.有机化合物使我们的物质世界更加丰富多彩

解析某些有机物不能燃烧,如CCl4可做灭火剂。

答案A

2.近年来,科学家在海底发现了一种冰状物质——可燃冰,其有效成分为甲烷,下列说法正确的是(　　)

①甲烷属于烃类　②在相同条件下,甲烷的密度大于空气　③甲烷难溶于水　④可燃冰是一种极具潜力的能源

A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④

答案C

3.下列物质分子中,属于正四面体结构的是(　　)

A.CCl4 B.CHCl3

C.CH2Cl2 D.CH3Cl

解析只有CCl4是正四面体,另外三种物质都只是四面体,但不是正四面体。

答案A

4.下列反应属于取代反应的是(　　)

A.CH4C+2H2

B.2HI+Cl22HCl+I2

C.CH4+2O2CO2+2H2O

D.CH4+Cl2CH3Cl+HCl

解析A项属于分解反应;B项属于置换反应;C项属于氧化反应;D项属于取代反应,要从反应实质的角度理解取代反应和置换反应的区别。

答案D

5.下列关于甲烷的叙述正确的是(　　)

A.甲烷分子的立体构型是正四面体,所以,CH2Cl2有两种不同构型

B.甲烷可以与氯气发生取代反应,因此,可以使氯水褪色

C.甲烷能够燃烧,在一定条件下会发生爆炸,因此,是矿井安全的重要威胁之一

D.甲烷能使酸性KMnO4溶液褪色

解析A项,由于甲烷是正四面体结构,四个顶点中任意两个氢原子都是相邻关系,故CH2Cl2只有一种构型。B项,CH4只能跟氯气在光照下反应,与氯水不反应。D项,CH4比较稳定,不能被酸性KMnO4溶液氧化。

答案C

6.鉴别甲烷、一氧化碳和氢气3种无色气体的方法,是将它们(　　)

A.先后通入溴水和澄清石灰水

B.点燃后罩上涂有澄清石灰水的烧杯

C.点燃,先后罩上干燥的冷烧杯和涂有澄清石灰水的烧杯

D.点燃后罩上涂有澄清石灰水的烧杯,通入溴水

解析CH4、CO和H2与溴水、澄清石灰水都不反应,A项不可选。CH4和CO燃烧都生成CO2,B、D项不可选。干燥的冷烧杯可检验燃烧产物中是否有水生成,涂有澄清石灰水的烧杯可检验燃烧产物中是否有CO2生成。

答案C

7.瓦斯爆炸是空气中含甲烷5%~15%(体积分数)时遇明火所产生的,发生爆炸最剧烈时,甲烷在空气中的体积分数大约为(　　)

A.10.5% B.9.5% C.8% D.5%

解析由CH4+2O2CO2+2H2O可知,瓦斯爆炸最剧烈时,CH4和O2的体积比应为1∶2,因此CH4与空气的体积比为1∶(2×)≈1∶9.5,那么它在空气中的体积分数为×100%≈9.5%。

答案B

8.对的叙述正确的是(　　)

A.有两种结构 B.只有一种结构

C.含有非极性键 D.有四种结构

解析甲烷分子的空间结构是正四面体。若氢原子分别被两个氯原子、两个氟原子代替,其结构变为四面体,碳原子位于四面体的中心位置,两个氯原子、两个氟原子不管从哪个方向与碳原子相连,它们都分别处在相邻的位置,故只有一种结构,如图所示:。C—Cl、C—F均为极性键。

答案B

9.甲烷是天然气、沼池底部产生的沼气和煤矿坑道产生的气体(坑道气或瓦斯)的主要成分。

(1)下列有关天然气的说法不正确的是　　　　　。 

A.天然气是一种混合物

B.天然气是一种清洁能源

C.可利用甲烷生产粮食

D.实验室可以用排水法收集甲烷

(2)标准状况下4.48 L甲烷气体在足量氧气中充分燃烧,将生成的气体通入0.2 L 1 mol·L-1的NaOH溶液中,充分反应,所得溶液中的溶质是　　　　,其物质的量是　　　　　。 

解析(1)天然气的主要成分是甲烷,是一种常用的燃料,甲烷只能发生与卤素单质的取代反应或者燃烧等反应,不可能发生其他复杂反应转化为粮食。

(2)n(CH4)==0.2 mol,n(NaOH)=0.2 L×1 mol·L-1=0.2 mol,0.2 mol CH4完全燃烧生成的CO2的物质的量为0.2 mol,根据方程式:CO2+NaOHNaHCO3知,溶液中的溶质为NaHCO3,物质的量为0.2 mol。

答案(1)C

(2)NaHCO3　0.2 mol

能力提升

1.能够证明甲烷分子的空间结构为正四面体的事实是 (　　)

A.甲烷分子中4个C—H键的强度相同

B.甲烷分子中4个C—H键的长度相同

C.甲烷的一氯代物只有1种

D.甲烷的二氯代物只有1种

解析若甲烷为平面正方形结构,则甲烷分子中4个C—H键的长度和强度也可以相同,A、B项错误;若甲烷为平面正方形结构,则二氯甲烷应有2个氯原子分别在邻位和对位两种结构。而实际上二氯甲烷只有1种结构,所以甲烷不是平面正方形结构,而是正四面体结构,C项错误,D项正确。

答案D

2.导学号66474072取一支硬质大试管,通过排饱和食盐水的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气(如图),下列对于试管内发生的反应及现象的说法正确的是              (　　)

A.此反应无光照也可发生

B.甲烷和Cl2反应后的产物只有CH3Cl和HCl

C.盛放饱和食盐水的水槽底部会有少量晶体析出

D.CH4和Cl2完全反应后液面上升,液体充满试管

解析甲烷与Cl2在光照条件下发生取代反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl,其中CH2Cl2、CHCl3、CCl4是油状液体,CH3Cl是气体,故液体不会充满试管,A、B、D三项错误。甲烷与Cl2反应后产物最多的是HCl,HCl溶于饱和食盐水会有少量NaCl晶体析出,C项正确。

答案C

3.某有机物在氧气中充分燃烧,生成的CO2和H2O的物质的量之比为1∶2,下列说法中正确的是(　　)

A.分子中C、H、O原子个数之比为1∶2∶3

B.分子中C、H原子个数之比为1∶2

C.分子中可能含有氧原子

D.此有机物的最简式为CH4

解析根据有机物在氧气中燃烧时生成的CO2与H2O的物质的量之比为1∶2,推知有机物分子中C、H原子的个数比为1∶4,但不能说明其最简式为CH4,因为该分子中还可能含有氧原子,故C正确。

答案C

4.取标准状况下的CH4和过量O2的混合气体840 mL点燃,将燃烧后的产物用过量碱石灰吸收,碱石灰质量增加0.6 g。计算:

(1)碱石灰吸收后所剩气体的体积(标准状况下)为　　　　。 

(2)原混合气体中CH4与O2的体积比为　　　　。 

解析(1)由CH4+2O2CO2+2H2O可知,完全燃烧后产生的CO2为0.6 g×=0.33 g,即0.007 5 mol,CH4与O2共有=0.037 5 mol。由反应方程式CH4+2O2CO2+2H2O可知,参与反应的混合气体为0.007 5 mol(CH4)+0.015 mol(O2)=0.022 5 mol,故剩余氧气为0.037 5 mol-0.022 5 mol=0.015 mol,即碱石灰吸收后所剩气体的体积(标准状况下)为0.015 mol×22.4 L·mol-1=0.336 L。

(2)0.007 5 mol(CH4)∶(0.015+0.015)mol(O2)=0.007 5∶0.03=1∶4,由相同条件下气体的物质的量之比等于气体的体积比可知,原混合气体中CH4与O2的体积比为1∶4。

答案(1)0.336 L

(2)1∶4