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2020高中化學(xué)第三章有機化合物第一節(jié)第1課時甲烷的性質(zhì)增分練含解析新人教必修2

上傳人:hao****an 文檔編號:147573692 上傳時間:2022-09-02 格式:DOC 頁數(shù):7 大?。?.16MB
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1、第1課時 甲烷的性質(zhì) 1.下列物質(zhì)中,在一定條件下,可與甲烷發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的是(  ) A.氯氣 B.溴水 C.四氯化碳 D.酸性KMnO4溶液 答案:A 2.要驗證甲烷中含有碳、氫元素,可將其完全燃燒的產(chǎn)物依次通過(  ) ①濃硫酸?、跓o水硫酸銅 ③澄清石灰水 A.①②③ B.②③ C.②③① D.③② 解析:要驗證甲烷中含有碳、氫元素,可檢驗燃燒產(chǎn)物中含有水和二氧化碳,其中無水硫酸銅粉末遇水變藍(lán)色,二氧化碳使澄清石灰水變渾濁,故將燃燒產(chǎn)物依次通過無水硫酸銅和澄清石灰水即可。 答案:B 3.能夠證明甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體的事實是 (  ) A.甲烷

2、分子中4個C—H鍵的強度相同 B.甲烷分子中4個C—H鍵的長度相同 C.甲烷的一氯代物只有1種 D.甲烷的二氯代物只有1種 答案:D 4.將1 mol甲烷和適量的Cl2混合后光照,充分反應(yīng)后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四種有機產(chǎn)物的物質(zhì)的量依次增大0.1 mol,則參加反應(yīng)的Cl2的物質(zhì)的量為(  ) A.1.5 mol B.3 mol C.4.5 mol D.6 mol 解析:解答此題宜用原子守恒法。CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4中的碳原子都是由CH4而來,故這四種取代物共1 mol,設(shè)CH3Cl物質(zhì)的量為x,則x+(

3、x+0.1 mol)+(x+0.2 mol)+(x+0.3 mol)=1 mol,得x=0.1 mol,即CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四種有機產(chǎn)物的物質(zhì)的量依次為0.1 mol、0.2 mol、0.3 mol、0.4 mol,含Cl原子的物質(zhì)的量共為0.1 mol×1+0.2 mol×2+0.3 mol×3+0.4 mol×4=3 mol,而一個Cl2分子中只有一個Cl原子參加取代反應(yīng),因此消耗的Cl2也為3 mol。 答案:B 5.如圖是某同學(xué)用注射器設(shè)計的簡易實驗裝置。甲管中注入10 mL CH4,同溫同壓下乙管中注入50 mL Cl2,將乙管氣體推入甲管中,氣體在甲

4、管中反應(yīng),針管放在光亮處一段時間。 (1)下列是某同學(xué)預(yù)測的實驗現(xiàn)象: ①氣體最終變?yōu)闊o色;②實驗過程中,甲管活塞向內(nèi)移動;③甲管內(nèi)壁有油珠;④產(chǎn)生火花。 其中正確的是________(填編號)。 (2)甲管中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的類型為________。 (3)反應(yīng)后,甲管中剩余氣體能用下列試劑吸收的是______(填序號)。 A.水 B.NaOH溶液 C.AgNO3溶液 D.飽和食鹽水 (4)反應(yīng)后,若將甲中的物質(zhì)推入盛有適量AgNO3溶液的小試管中會觀察到________________,若再向其中滴入幾滴石蕊試液,又觀察到________________。 解析:

5、在光照條件下,甲烷與氯氣發(fā)生反應(yīng):CH4+Cl2CH3Cl+HCl,CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl,CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl,CHCl3+Cl2CCl4+HCl。 (1)理論上,甲烷與氯氣體積比為1∶4時,二者恰好完全反應(yīng),而甲中氯氣與甲烷體積比為5∶1>4∶1,說明氯氣過量,反應(yīng)后仍有氯氣剩余。該反應(yīng)進(jìn)行緩慢,不會產(chǎn)生火花。產(chǎn)物中只有氯化氫和一氯甲烷為氣體,所以氣體的總物質(zhì)的量減小,內(nèi)部壓強減小,甲管活塞向內(nèi)移動。(2)甲烷分子中的四個氫原子可被氯原子逐一取代,故甲管中發(fā)生的是取代反應(yīng)。(3)剩余氣體中含有氯氣和氯化氫,可用氫氧化鈉溶液吸收剩余氣體。(4)生成的HCl

6、會與AgNO3溶液反應(yīng)生成AgCl白色沉淀,同時因CH2Cl2、CHCl3、CCl4難溶于水而看到液體分為兩層,因Cl2有剩余,若加入幾滴石蕊,溶液會先變紅后褪色。 答案:(1)②③ (2)取代反應(yīng) (3)B (4)液體分為兩層,產(chǎn)生白色沉淀 溶液先變紅后褪色 (時間:40分鐘) A級 基礎(chǔ)鞏固 1.下列說法中正確的是(  ) A.由碳、氫、氧三種元素組成的化合物一定是有機物 B.烴是含有碳元素和氫元素的化合物 C.大多數(shù)有機物熔、沸點較低 D.有機物都難溶于水 解析:由碳、氫、氧三種元素組成的化合物不一定是有機物,如碳酸是無機物;烴是僅含有碳元素和氫元素的有機物;多數(shù)有

7、機物熔、沸點較低;有些有機物易溶于水,如乙醇、乙酸等。 答案:C 2.在光照條件下,將等物質(zhì)的量的甲烷和氯氣充分反應(yīng),所得產(chǎn)物中物質(zhì)的量最多的是 (  ) A.CH3Cl B.CH2Cl2 C.CHCl3 D.HCl 解析:在光照條件下,將等物質(zhì)的量的甲烷和氯氣充分反應(yīng),會發(fā)生取代反應(yīng),由于取代反應(yīng)是逐步進(jìn)行的,每一步在產(chǎn)生氯代烴的同時,都會產(chǎn)生HCl,所以在所得產(chǎn)物中物質(zhì)的量最多的是HCl。 答案:D 3.如圖所示,一端封閉的U形管,封閉著的一端有CH4和Cl2的混合氣體,在水平部分有一段氣柱,已知液體與氣體不反應(yīng),使CH4與Cl2在稍暗的光線下緩

8、慢反應(yīng),則中間氣柱的長度如何變化(假設(shè)中間氣柱未移出U形管的水平部分) (  ) A.變大 B.變小 C.不變 D.難以確定 解析:CH4與Cl2反應(yīng)的產(chǎn)物中只有CH3Cl為氣體,CH2Cl2、CHCl3和CCl4為液體,HCl極易溶于水中,反應(yīng)后左邊體積減小,液柱上升,右邊液柱下降,中間氣柱的壓強減小,所以體積變大。 答案:A 4.下列反應(yīng)中屬于取代反應(yīng)的是(  ) A.AgNO3+HCl===AgCl↓+HNO3 B.CH4+2O2CO2+2H2O C.CH2Br2+Cl2―→CHClBr2+HCl D.CH3CH2OHCH2===CH2↑

9、+H2O 解析:A反應(yīng)不是有機反應(yīng),不屬于取代反應(yīng);B反應(yīng)為CH4燃燒,是氧化反應(yīng);D反應(yīng)中沒有原子或原子團被替代,不屬于取代反應(yīng)。 答案:C 5.下列關(guān)于甲烷分子結(jié)構(gòu)的說法正確的是(  ) A.甲烷的電子式為分子中各原子都達(dá)到“8電子”穩(wěn)定結(jié)構(gòu) B.CHCl3只有一種結(jié)構(gòu),說明甲烷是以碳原子為中心的正四面體結(jié)構(gòu) C.CH4比SiH4分子穩(wěn)定,說明碳元素比硅元素非金屬性強 D.CH3Cl的四個價鍵的長度和強度相同,夾角相等 解析:A項,H最外層有2個電子,不是“8電子”,故錯誤;B項,如果甲烷是正方形、三氯甲烷也只有一種結(jié)構(gòu),故錯誤;C項,非金屬性越強,其氫化物越穩(wěn)定,反之也成

10、立,故正確;D項,一氯甲烷的四個價鍵的鍵長和強度不同,故錯誤。 答案:C 6.(2018·全國卷Ⅱ)實驗室中用如圖所示的裝置進(jìn)行甲烷與氯氣在光照下反應(yīng)的實驗。 光照下反應(yīng)一段時間后,下列裝置示意圖中能正確反映實驗現(xiàn)象的是(  ) 解析:甲烷與氯氣在光照條件下發(fā)生反應(yīng):CH4+Cl2CH3Cl+HCl,CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl,CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl,CHCl3+Cl2CCl4+HCl。黃綠色的氯氣參加了反應(yīng),逐漸減少,生成無色的氣體,因此試管內(nèi)氣體顏色逐漸變淺;反應(yīng)生成的HCl極易溶于水,使試管內(nèi)氣體壓強減小,因此試管內(nèi)液面上升;生成的CH2Cl2

11、、CHCl3、CCl4均為無色油狀液體,附著在試管壁上,因此試管壁上出現(xiàn)油狀液滴;生成的HCl氣體遇到水蒸氣溶解生成鹽酸小液滴,形成白霧,因此試管中有少量白霧。綜合上述現(xiàn)象,答案選D。 答案:D B級 能力提升 7.為了驗證甲烷的燃燒產(chǎn)物,某同學(xué)設(shè)計了甲烷的燃燒實驗(如圖1所示)。            圖1        圖2 根據(jù)實驗裝置完成下列實驗步驟和現(xiàn)象。 (1)點燃甲烷前必須進(jìn)行的實驗步驟是________,其操作方法是 _____________________________________________________。 (2)開啟抽氣裝置后,在漏

12、斗下方點燃甲烷,可觀察到的現(xiàn)象是 _____________________________________________________。 (3)如果將B、C兩個裝置的位置交換,會對實驗結(jié)論產(chǎn)生的影響是_______________________________________________________。 (4)已知CH4分子在空間呈正四面體形狀,1個C原子與4個H原子各共用一對電子形成4條共價鍵,C原子位于中心,4個H原子位于4個頂點。如圖2所示為一個立方體,已畫出1個C原子(在立方體中心)、1個H原子(在立方體頂點)和1條共價鍵(實線表示)。請畫出另外3個H原子的合適位置

13、和3條共價鍵。 解析:(1)為了防止甲烷中混有氧氣,在點燃時發(fā)生爆炸,所以點燃前要驗純;其驗純的操作為用排水法收集一小試管甲烷,然后靠近點燃的酒精燈,如果發(fā)出“噗”的聲音則表明純凈,如果發(fā)出尖銳的爆鳴聲則表明不純凈。 (2)開啟抽氣裝置后,在抽氣作用下,甲烷的燃燒火焰被吸入漏斗內(nèi),甲烷燃燒生成二氧化碳和水蒸氣,無水硫酸銅遇到水會變藍(lán)色,二氧化碳使澄清石灰水變渾濁。 (3)C中為澄清石灰水溶液,B、C兩個裝置的位置交換,先檢驗二氧化碳,二氧化碳通過澄清石灰水,則會帶出水蒸氣,用B中無水硫酸銅檢驗水時,無法確定水是否是由甲烷燃燒生成的。 答案:(1)驗純 用排水法收集一小試管甲烷,然后靠近

14、點燃的酒精燈,如果發(fā)出“噗”的聲音則表明純凈,如果發(fā)出尖銳的爆鳴聲則表明不純凈 (2)火焰被吸入漏斗內(nèi),干燥管中蘸有無水CuSO4的棉花慢慢變藍(lán),洗氣瓶中澄清石灰水逐漸變渾濁 (3)不能驗證甲烷燃燒是否產(chǎn)生水蒸氣 (4) 8.利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)制取副產(chǎn)品鹽酸的設(shè)想在工業(yè)上已成為現(xiàn)實。某化學(xué)興趣小組通過在實驗室中模擬上述過程,其設(shè)計的模擬裝置如下: 根據(jù)設(shè)計要求回答: (1)B裝置有三種功能:①控制氣流速度;②均勻混合氣體;③________________。 (2)設(shè)=x,若理論上欲獲得最多的氯化氫,則x值應(yīng)________。 (3)D裝置的石棉中均勻混有KI粉末,

15、其作用是_____________ _____________________________________________________。 (4)E裝置的作用是________(填序號)。 A.收集氣體 B.吸收氯氣 C.防止倒吸 D.吸收氯化氫 (5)在C裝置中,經(jīng)過一段時間的強光照射,發(fā)現(xiàn)硬質(zhì)玻璃管內(nèi)壁有黑色小顆粒產(chǎn)生,寫出置換出黑色小顆粒的化學(xué)方程式____。 (6)E裝置除生成鹽酸外,還含有有機物,從E中分離出有機物的最佳方法為_____________________________________________。 該裝置還有缺陷,原因是沒

16、有進(jìn)行尾氣處理,其尾氣主要成分為________ (填序號)。 a.CH4 b.CH3Cl c.CH2Cl2 d.CHCl3 e.CCl4 解析:(1)B裝置的三個作用:①控制氣流速度從而達(dá)到合適的反應(yīng)比例;②均勻混合氣體,便于后續(xù)實驗;③干燥混合氣體。(2)當(dāng)反應(yīng):CH4+4Cl2CCl4+4HCl時生成HCl氣體最多,所以要保證=x≥4。(3)KI能吸收多余的Cl2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Cl2+2KI===2KCl+I(xiàn)2。(4)E裝置既吸收反應(yīng)生成的HCl氣體,同時還防止倒吸。(5)據(jù)信息知黑色小顆粒應(yīng)為炭粉,根據(jù)原子守恒應(yīng)為:CH4+2Cl2C+4HCl。(6)分離難溶于水的油狀液體可用分液法。 答案:(1)干燥混合氣體 (2)大于或等于4 (3)吸收過量的氯氣 (4)CD (5)CH4+2Cl2C+4HCl (6)分液 ab

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