第三章第一节第1课时课后达标检测

课后达标检测[学生用书P103(独立成册)][基础巩固]1．下列物质中，不属于烃类的是( )A．乙烷(C2H6) B．苯(C6H6)C．乙烯(C2H4) D．乙醇(C2H6O)解析：选D。

烃类物质仅由C、H两种元素组成。

2．为了解决东部地区的能源紧张问题，我国从新疆开发天然气，并修建了贯穿东西引气至上海的“西气东输”工程，天然气的主要成分是( )A．CH4 B．CO2C．CO D．H2解析：选A。

生活中广泛使用的天然气来源于“西气东输”，其主要成分是甲烷。

3．下列关于甲烷结构的说法错误的是( )A．甲烷分子中的化学键都是共价键B．甲烷分子为正四面体结构C．甲烷分子为正四边形结构D．CH2Cl2为四面体形结构解析：选C。

甲烷分子中四个化学键完全相同，分子为正四面体结构，而不是正四边形结构；CH2Cl2也呈四面体形，但不是正四面体。

4．“可燃冰”是海底蕴藏的资源之一，其主要成分是甲烷。

以下是甲烷在空气中燃烧的微观过程模拟图，符合该反应微观过程先后顺序的选项是( )A．②③① B．①③②C．③②① D．②①③解析：选D。

甲烷和氧气反应生成二氧化碳和水，该过程中首先是分子状态的甲烷和氧气(图②)，然后化学键断裂形成原子(图①)，最后原子重新组合得到二氧化碳和水(图③)。

5．下列反应中属于取代反应的是( )A．AgNO3＋HCl===AgCl↓＋HNO3B．CH4＋2O2CO2＋2H2OC．CH2Br2＋Cl2CHClBr2＋HClD．CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O解析：选C。

A反应不是有机反应，不是取代反应；B反应为CH4的燃烧，是氧化反应；D反应中没有原子或原子团被替代，故D不是取代反应。

6．下列物质中，不能和氯气发生取代反应的是( )A．CH3Cl B．CCl4C．CH2Cl2 D．CH4解析：选B。

甲烷与Cl2的取代原理是C—H键断裂，形成C—Cl 键，CCl4分子中不含C—H键，故不能与Cl2发生取代反应。

7.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)，放在光亮处，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HClC．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：选C。

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项均错误。

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。

8．在光照的条件下，将1 mol甲烷与一定量的氯气充分混合，经过一段时间，甲烷和氯气均无剩余，生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢。

(1)若已知生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳的物质的量分别为a mol、b mol、c mol，生成的混合物经水洗后所得气体在标准状况下的体积为_____________________________________________________________________(2)该反应中消耗的氯气的物质的量是_____________________________________________________________________解析：(1)水洗后所得的气体为CH3Cl，由碳原子守恒可知其物质的量为(1－a－b－c) mol，标准状况下的体积为22.4(1－a－b－c) L。

(2)CH4与Cl2的取代反应中取代1个氢原子需要1个Cl2分子，由原子守恒可得出四种取代产物对应的氯气的量。

总共取代氢的物质的量为[(1－a－b－c)＋2a＋3b＋4c] mol，即为所需Cl2的物质的量。

答案：(1)22.4(1－a－b－c) L　(2)(1＋a＋2b＋3c) mol9.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的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)假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出反应的化学方程式：____________________________________________________________________(2)若甲烷与氯气的体积比为1∶1，则得到的产物为____________________________________________________________________ A．CH3Cl　HClB．CCl4　HClC．CH3Cl　CH2Cl2D．CH3Cl　CH2Cl2　CHCl3　CCl4　HCl(3)反应一段时间后，U形管右端的液面变化是________。

A．升高 B．降低C．不变 D．无法确定(4)若水中含有Na2SiO3，则在U形管左端可观察到____________________________。

(5)右端玻璃管的作用是_____________________________________________________________________解析：(1)因氯气足量，若充分反应，则甲烷中的四个氢原子可完全被取代，生成四氯化碳和氯化氢，反应的化学方程式为CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl。

(2)甲烷与氯气的取代反应，是四步反应同时发生，故得到四种氯代产物和氯化氢。

(3)甲烷和氯气在光照的条件下发生取代反应，U形管左端生成的氯化氢气体易溶于水且生成的有机物中只有CH3Cl为气体，所以压强减小，U形管右端液面下降，左端液面升高。

(4)因左端生成的氯化氢溶于水后发生反应：2HCl＋Na2SiO3===H2SiO3↓＋2NaCl，所以可观察到有白色胶状沉淀生成。

(5)为了平衡气压，在U形管右端插有一个玻璃管。

答案：(1)CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl　(2)D　(3)B　(4)有白色胶状沉淀生成　(5)平衡气压10．(1)某气态烃在标准状况下的体积为2.8 L，其质量为2 g，该烃中氢元素的质量分数为25%，则该烃的分子式为________，电子式为________，结构式为________，其空间构型为________________________。

(2)如图立方体中心的“●”表示甲烷分子中的碳原子，请在立方体的顶点用“●”表示出与之相连的4个氢原子的位置。

解析：(1)该烃的物质的量为n＝2.8 L/22.4 L·mol－1＝0.125 mol，该烃的摩尔质量为M＝2 g/0.125 mol＝16 g·mol－1；1 mol该烃中含氢原子的物质的量为n(H)＝＝4 mol；1 mol该烃中含碳原子的物质的量为n(C)＝＝1 mol，所以该烃的分子式为CH4。

(2)CH4分子是以碳原子为中心的正四面体结构，氢原子在立方体中互不相邻的4个顶点。

答案：(1)CH4　H×·C·×,×·H,H×H　CHHHH　正四面体结构(2)[能力提升]11．能够证明甲烷分子为正四面体结构的事实是( )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：选D。

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，故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，D项正确。

12．1 mol CH4和Cl2发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗的Cl2为( )A．0.5 mol B．2 molC．2.5 mol D．4 mol解析：选C。

1 mol CH4与Cl2发生取代反应，欲使四种有机取代物的物质的量相等，则生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各为0.25 mol，该四种取代物中n(Cl)＝0.25 mol×(1＋2＋3＋4)＝2.5 mol，根据取代反应的特点知n(Cl2)＝2.5 mol。

13.如图所示的装置是某次实验最初的情况(夹持装置省略)，烧瓶内盛有等体积的甲烷和Cl2，用光照射烧瓶一段时间，下列说法正确的是( )A．只能生成CH3Cl一种有机物B．烧瓶内液面不可能上升C．大试管内的液体可能会分层D．向水中加入石蕊试液后变蓝解析：选C。

甲烷和Cl2反应生成四种氯代物，故A错误；甲烷和Cl2反应生成的一氯甲烷是气体，其余都是液体，烧瓶内压强减小，则液面上升，故B错误；反应生成的二氯甲烷等有机物为油状液体，在水的上层，故C正确；反应生成的HCl溶于水，生成盐酸，显酸性，加入石蕊试液后变红，故D错误。

14．取标准状况下的CH4和过量O2的混合气体840 mL点燃，将燃烧后的气体用过量碱石灰吸收，碱石灰增重0.6 g。

计算：(1)碱石灰吸收后所剩气体的体积(标准状况)；(2)原混合气体中CH4与O2的体积比。

解析：(1)由CH4＋2O2CO2＋2H2O可知，完全燃烧后产生的CO2的质量为0.6 g×＝0.33 g，即0.007 5 mol，CH4与O2总物质的量为0.84 L÷22.4 L/mol＝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)为0.015 mol×22.4 L/mol＝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∶415．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图：根据设计要求回答：(1)B装置有三种功能：①控制气流速度；②均匀混合气体；③____________。

(2)D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是________________________。