甲烷

甲烷课时作业►基础题◄1．近年来，科学家在海洋中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 ．①②③B ．②③④C ．①③④D ．①②④【答案】C【解析】本题可用排除法。

在相同条件下甲烷的密度一定小于空气的密度，因M (CH 4)＝16g·mol －1，M (空气)＝29 g·mol －1，所以选C 项。

2．以下关于甲烷的说法中错误的是( )A ．甲烷分子是由极性键构成的分子B ．甲烷分子具有正四面体结构C ．甲烷分子中4个C —H 键是完全相同的D ．甲烷分子具有非极性键【答案】D3．三氯甲烷(CHCl 3)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)。

其反应式为2CHCl 3＋O 2――→光2COCl 2＋2HCl ，为了防止事故发生，在使用三氯甲烷前要先检验一下其是否变质，检验用的最佳试剂是( )A ．NaOH 溶液B ．溴水C ．AgNO 3溶液D ．淀粉碘化钾溶液 【答案】C【解析】氯仿不能电离，而如果氯仿变质会有HCl 生成，可用AgNO 3溶液来检验Cl －离子存在。

4．下列反应属于取代反应的是( )A ．CH 4――→高温 C ＋2H 2B ．2HI ＋Cl 2――→点燃2HCl ＋I 2 C ．CH 4＋2O 2――→点燃 CO 2＋2H 2OD ．C 2H 6＋Cl 2――→光C 2H 5Cl ＋HCl 【答案】D【解析】依取代反应的定义可判断，D 中C 2H 6中的一个氢原子被氯原子取代。

5．下列叙述中，错误的是( )A ．点燃甲烷不必进行事先验纯B ．甲烷燃烧能放出大量的热，所以它是一种很好的气体燃料C ．煤矿的矿井要注意通风和严禁烟火，以防爆炸事故的发生D ．甲烷易溶于水，是一种混合物【答案】AD6．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【答案】D【解析】第ⅣA 族中的碳元素是组成有机物的最主要元素。

7．下列气体既可以用碱石灰干燥又可以用浓硫酸干燥的是( )A ．Cl 2B ．CH 4C ．NH 3D ．SO 2 【答案】B【解析】CH 4属中性气体，不与碱石灰、浓硫酸反应。

8．将标准状况下的11.2 L 甲烷与22.4 L 氧气混合后点燃，恢复到原状况时，气体的体积为( )A ．11.2 LB ．22.4 LC ．33.6 LD ．44.8 L【答案】A【解析】CH 4 ＋ 2O 2――→点燃CO 2＋2H 2O11.2 L 22.4 L 11.2 L标准状况下，H 2O 为液体，因此反应后气体的体积为 11.2 L 。

9．氟利昂会破坏大气臭氧层，下列关于CCl 2F 2(商品名为氯利昂－12)的叙述正确的是( )A ．有两种结构B ．只有一种结构C ．是平面型分子D ．有4种结构 【答案】B【解析】CH 4分子中4个氢原子的空间位置是等效的，CCl 2F 2是CH 4的取代产物，所以CCl 2F 2只有1种结构。

10．下列叙述中，错误的是( )A ．通常情况下，甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂都不起反应B ．甲烷的化学性质比较稳定，点燃前不必验纯C ．甲烷与氯气反应，无论生成CH 3Cl 、CH 2Cl 2、CHCl 3还是CCl 4，都属于取代反应D ．甲烷的四种氯代产物都难溶于水【答案】B【解析】甲烷性质稳定，一般不与酸、碱、氧化剂反应，但可以燃烧，易爆炸，点燃前必须验纯；甲烷与Cl 2发生取代反应，生成四种氯代产物都难溶于水，B 选项错误。

11．一定量的甲烷在O 2不足的情况下燃烧，得到CO 、CO 2和H 2O 的总质量是14.4 g ，若其中水的质量是7.2 g ，则CO 的质量是( )A ．2.8 gB ．4.4 gC ．5.6 gD ．在2.8 g 和5.6 g 之间 【答案】A【解析】CH 4燃烧后水的物质的量为7.2 g 18 g·mol －1＝0.4 mol ，H 原子的物质的量为0.8 mol ，由甲烷化学式可知n (C)＝0.8 mol 4＝0.2 mol ，设CH 4燃烧生成CO 为x mol ，CO 2为y mol ，则有⎩⎪⎨⎪⎧ x ＋y ＝0.228x ＋44y ＋7.2＝14.4 解得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝0.1y ＝0.1 则CO 的质量为2.8 g 。

12．鉴别甲烷、一氧化碳和氢气三种无色气体的方法，是将它们分别( )A ．先后通入溴水和澄清的石灰水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【答案】C【解析】三种气体均无色、无味、难溶于水，且具有还原性，甚至燃烧的火焰颜色都几乎相同，但是它们燃烧的产物各不相同，故可通过检验燃烧产物的方法鉴别它们。

13．三个装有CH 4和Cl 2混合气体的集气瓶，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)CH 4和Cl 2发生的一系列反应都是________(填反应类型)反应，请写出CH 4和Cl 2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 CH 4＋Cl 2――→光CH 3Cl ＋HCl【解析】对于有机反应，反应条件非常重要，通过控制反应条件，可使CH 4和Cl 2的取代反应发生的现象不同。

►中档题◄14．标准状况下，5.6L 某气态烃的质量为4g ，又知该烃中碳与氢的质量比为3∶1。

则该烃的相对分子质量是__________，分子式为__________，电子式为__________，结构式为__________。

【答案】16 CH 415．如图所示，U 型管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为1∶4)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)假设甲烷与氯气均完全反应，且只产生一种有机物，请写出化学方程式：____________________________________。

(2)经过几个小时的反应后，U 型管右端的玻璃管中水柱变化是__________(填字母序号，下同)。

A ．升高B ．降低C ．不变D ．无法确定(3)U 型管左端的气柱变化是__________。

A ．体积增大B ．体积减小C ．最终消失D ．不变(4)试解释U 型管右端的玻璃管中水柱变化的原因：___________。

【答案】(1)CH 4＋4Cl 2――→光照CCl 4＋4HCl (2)B (3)BC(4)由上述化学方程式可知，此反应中气体的物质的量减少，且生成的HCl 能够溶于水，所以左端压强减小至零，故右端玻璃管中的水柱降低，左端气柱消失16．如图所示，某气体X 可能由H 2、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，则气体X是__________。

【答案】(1)H2(2)CO(3)CH4或H2、CO或H2、CH4或CO、CH4或H2、CO、CH4【解析】H2燃烧只生成H2O，CO燃烧只生成CO2，CH4燃烧生成CO2和H2O。

由浓H2SO4吸水，石灰水吸收CO2可得：只有A瓶质量增加，说明X为H2，只有B瓶质量增加，说明X为CO；A、B瓶质量都增加，说明X的燃烧产物既有H2O又有CO2，故X的成分不唯一。

17．为了测定一种气态烃A的分子式，取一定量的A置于密闭容器中，通入足量氧气点燃，测得生成物为CO2、CO和水蒸气。

学生甲、乙分别设计了如下的方案(图中的箭头表示气体流向，实验前系统内的空气已排除)：甲方案：燃烧产物―----―→浓H2SO4增重2.52g――-----→碱石灰增重1.32g――----→点燃生成CO21.76g乙方案：燃烧产物―----―→碱石灰增重5.60g――----→炽热CuO减重0.64g――----→石灰水增重4g试回答：(1)根据上述方案能否求得A 的最简式？__________。

(2)根据__________方案，可知生成物CO 2、CO 、H 2O 的物质的量数值分别为__________、__________、__________。

气态烃A 的分子式为__________。

【答案】(1)甲能求得A 的最简式，乙不能求得A 的最简式(2)甲 0.03 0.04 0.14 CH 418．取标准状况下CH 4和过量O 2的混合气体840 mL ，点燃并将燃烧后的气体用过量碱石灰吸收，碱石灰增重0.600 g 。

计算：(1)碱石灰吸收后所剩气体的体积(标准状况下)；(2)原混合气体中CH 4跟O 2的体积比。

【答案】(1)336mL (2)1∶4【解析】CH 4＋2O 2――→点燃 CO 2＋2H 2O ，碱石灰能吸收反应生成的CO 2和H 2O ，故碱石灰增重的质量即为CO 2和H 2O 的质量。

(1)1 molCH 4完全燃烧生成的CO 2和H 2O 共80 g ，故原混合气体中：n (CH 4)＝0.600 g 80 g·mol －1＝0.00750 mol 。

CH 4的体积为：0.00750 mol ×22.4×103 mL·mol －1＝168 mL 。

剩余气体的体积为：840 mL －3×168mL ＝336 mL 。

(2)V (CH 4)∶V (O 2)＝168 mL ∶(840－168) mL ＝1∶4。