《甲烷》随堂练习
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第一节 最简单的有机化合物——甲烷
第1课时 甲烷的性质
一、选择题(本题包括9小题，每小题6分，共54分)
1.在我国的南海、东海海底已发现天然气(甲烷等)的水合物，它易燃烧，外形似冰，被称为“可燃冰”。“可燃冰”的开采，有助于解决人类面临的能源危机。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
2．下列叙述错误的是( )
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、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4，都属于取代反应
D．甲烷的四种取代物都难溶于水
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
4．为验证甲烷分子中含有碳氢两种元素，可将其燃烧产物通过①浓硫酸；②澄清石灰水；③无水硫酸铜。正确的顺序是( )
A．①②③ B．②③ C．②③① D．③②
5．鉴别CH4、CO、H2三种无色气体的方法是( )
A．点燃——通入澄清石灰水——加入溴的四氯化碳溶液
B．点燃——罩上小烧杯——加入澄清石灰水
C．点燃——通入澄清石灰水
D．点燃——通入酸性KMnO4溶液
6．下列关于甲烷的说法中，正确的是( )
A．实验室可以用排水法收集甲烷
B．只有纯净甲烷才能在空气中安静燃烧
C．甲烷与溴水可发生取代反应
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D．甲烷在空气中燃烧只生成二氧化碳和水
7．在一定的温度、压强下，向100 mL CH4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( )
A．1∶4 B．1∶3 C．1∶2 D．1∶1
8．公元前1世纪，我国已使用天然气，天然气的主要成分为甲烷。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、强氧化剂不会反应
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、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4，都属于取代反应
D．甲烷的四种取代物都难溶于水
9．验证某有机物属于烃，应完成的实验内容是( )
A．只测定它的碳、氢原子个数比
B．只要证明它完全燃烧后的产物只有H2O和CO2
C．只测定其燃烧产物中H2O和CO2的物质的量的比值
D．测定该试样的质量及试样完全燃烧后生成H2O和CO2的质量
二、非选择题(本题包括4小题，共39分)
10．I、(8分)判断下列有关取代反应的说法是否正确，正确的在括号中打“√”，不正确的打“×”。
(1)取代反应仅指有机物分子里的氢原子被其他原子或原子团所代替的反应。 ( )
(2)取代反应与置换反应是等同的。 ( )
(3)甲烷与氯气光照下，可以得到纯净的一氯甲烷。 ( )
(4)取代反应有两种或两种以上的反应物及生成物。 ( )
II．(9分)通常情况下，甲烷的化学性质比较稳定，但在一定条件下也能发生某些反应。
(1)甲烷在空气中燃烧的实验现象是_____________________________________，
反应的化学方程式为_________________________________________________。
(2)甲烷与Cl2在光照条件下反应生成一氯甲烷的化学方程式为
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11．(10分)如下图是某同学利用日常用品注射器设计简易实验装置。甲中注入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：
①气体最终变为红色；②实验过程中，甲中活塞向内移动；③甲中内壁有油珠；④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试液，又观察到_________________________________。
12．(10分)(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“·”表示出与之紧邻的4个氢原子的位置。
13．(9分)某研究性学习小组为了验证CH4是否具有还原性，设计了如下实验：
(1)学习小组的同学查阅资料得知：用无水醋酸钠与碱石灰混合加热可得到甲烷，反应原理为CH3COONa＋NaOH――→CaO△CH4＋X(已配平)，则X的成分是________________。
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(2)实验过程中观察到无水CuSO4逐渐变蓝，澄清石灰水出现浑浊现象，则CH4与CuO反应的化学方程式__________________________________________________________________。
(3)研究小组将CH4通入溴水时，发现溴水逐渐褪色，你认为原因可能是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
请设计一个实验方案证明你的结论(用文字表示，不必画实验装置图)_________
________________________________________________________________。
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参考答案
一、选择题(本题包括9小题，每小题6分，共54分)
1.解析：甲烷是最简单的烃，难溶于水，因其相对分子质量为16，故相同条件下密度小于空气，甲烷燃烧放出较多的热量且产物为CO2和H2O，所以可燃冰是一种极具潜力的能源，因此C正确。
答案：C
2．解析：甲烷的化学性质比较稳定，但能够燃烧生成CO2和H2O，一定条件下，也能被氧化剂(如O2)氧化。B错误。
答案：B
3．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
4．解析：要证明CH4中含碳氢两元素，可以通过其燃烧产物为CO2和H2O来证明，可选择②、③，但应当注意检验的先后顺序，即先证明水，后证明CO2。
答案：D
5．解析：根据燃烧后的产物来判断，甲烷燃烧后生成CO2和H2O，氢气燃烧后生成H2O，CO燃烧后生成CO2。在燃烧的火焰上方罩一个干燥的小烧杯，出现水雾的是甲烷和氢气，没有水雾的是CO；然后在有水雾的两个小烧杯里加入澄清石灰水，出现浑浊的是甲烷，无现象的是H2。
答案：B
6．解析：可燃性气体的爆炸都有一个爆炸极限。爆炸极限是指可燃性气体与空气混合后，遇火发生爆炸的体积分数范围，故B错；甲烷可与溴蒸气在光照下发生取代反应，C错，燃烧不充分，可生成CO和H2O，D错。
答案：A
7．解析：Ar是稀有气体，不参与反应，反应前后气体的体积变化由CH4燃烧生成的水引起。
设混合气体中CH4的体积为x。
CH4＋2O2――→点燃CO2＋2H2O ΔV减小
1 mL 2 mL 1 mL 2 mL
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x (100 mL＋400 mL)－460 mL＝40 mL
x＝20 mL
Ar的体积为100 mL－20 mL＝80 mL，CH4与Ar的体积之比为1∶4，相同条件下，气体的体积之比等于物质的量之比，即n(CH4)∶n(Ar)＝1∶4。
答案：A
8．解析：CH4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，A项正确，B项错误；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项均正确。
答案：B
9．解析：烃仅含碳和氢两种元素，完全燃烧的产物为CO2和H2O，但燃烧产物只有CO2和H2O的有机物不一定是烃，它可能含有碳、氢、氧三种元素。
答案：D
二、非选择题(本题包括4小题，共39分)
10．I、(8分)(1)× (2)× (3)× (4)√
II．(9分)(1)产生淡蓝色火焰
CH4＋2O2――→点燃CO2＋2H2O
(2)CH4＋Cl2――→光照CH3Cl＋HCl
11．(10分)解析：在光照下，甲烷与氯气发生连锁反应：CH4＋Cl2――→光CH3Cl＋HCl，CH3Cl＋Cl2――→光CH2Cl2＋HCl，CH2Cl2＋Cl2――→光CHCl3＋HCl，CHCl3＋Cl2――→光CCl4＋HCl。
(1)理论上，甲烷与氯气体积比为1∶4时二者恰好完全反应，而甲中氯气与甲烷体积比为5∶1>4∶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、
