2016-2017学年高一化学下册课时双基限时练18.doc

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课时作业15　甲烷的结构和性质
时间：45分钟　　满分：100分
一、选择题(每小题5分，共60分，每题有1～2个选项符合题意)
1．据报道，2011年5月3日上午，墨西哥北部一处煤矿发生瓦斯爆炸，造成多名矿工死伤。瓦斯爆炸往往与矿坑中的甲烷有关，下列叙述中错误的是(　　)
A．点燃甲烷不必事先进行验纯
B．甲烷燃烧放出大量的热，所以是一种很好的气体燃料
C．煤矿的矿井要注意通风并严禁烟火，以防爆炸事故的发生
D．点燃混有空气的甲烷不一定会爆炸
答案：A
解析：甲烷的爆炸极限为5%～15.4%(即甲烷体积在空气中含量为5%～15.4%)。如果甲烷中混有空气，点燃时可能会发生爆炸，因此点燃之前必须验纯。
2．在光照条件下，将等物质的量的甲烷和氯气充分反应，所得产物中物质的量最多的是(　　)
A．CH3Cl　　　　　　　　　 B．CH2Cl
C．CHCl3 D．HCl
答案：D
解析：光照条件下，甲烷和氯气的取代反应每一步都生成了HCl，故产物中HCl的物质的量最多。
3．下图是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型图，下列说法正确的是(　　)

A．CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构
B．CH4、CCl4都是正四面体结构
C．CH4和CCl4中的化学键均为非极性键
D．CH4、CCl4的结构相同，性质也相同
答案：B
解析：CCl4分子的空间结构同CH4相似，为正四面体结构，CH3Cl中的C—H键和C—Cl键不同，不是正四面体结构。
4．下列说法正确的是 (　　)
A．含碳元素的化合物都是有机物
B．完全燃烧只生成CO2和H2O的化合物都是烃
C．大多数有机物分子中碳原子与碳原子之间或碳原子与其他原子之间相结合的化学键是非极性共价键和极性共价键
D．有机物完全燃烧只可能生成CO2和H2O
答案：C
解析：有机物通常是指含碳元素的化合物，但CO、CO2、Na2CO3等少数物质，虽含有碳元素，但其性质却跟无机物相似，故一般把它们归为无机物。完全燃烧只生成CO2和H2O，仅说明该化合物中含有C、H两种元素，但不一定说明只由C、H两种元素组成，例如，乙醇(C2H6O)完全燃烧也只生成CO2和H2O，但乙醇不是烃。有机物中碳与碳之间不论是单键、双键、三键，都是非极性共价键，而碳与其他原子间多为极性共价键，故C选项正确。有些有机物除含碳、氢、氧外，还含有氮、硫、卤素、磷等，它们完全燃烧可能还会生成SO2、氮的氧化物等物质。
5．下列物质在一定条件下可跟CH4发生化学反应的是(　　)
A．酸性高锰酸钾溶液 B．溴水
C．氢氧化钠溶液 D．溴蒸气
答案：D
解析：在通常情况下，CH4的化学性质比较稳定，不与强酸、强碱、强氧化剂发生反应，不能使酸性高锰酸钾溶液、溴水褪色，但在光照条件下能与溴蒸气发生取代反应。
6．已知天然气的主要成分CH4是一种会产生温室效应的气体，等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应前者大。下列叙述：①天然气与煤、石油相比是较洁净的能源；②等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大；③燃烧天然气也是酸雨的成因之一。其中正确的是(　　)
A．只有① B．只有③
C．①和② D．①②和③
答案：C
解析：根据题示信息。等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应前者大，那么等质量的CH4和CO2，前者物质的量大，产生的温室效应更大，所以②正确。天然气燃烧的产物是CO2和H2O，而煤、石油燃烧的产物除CO2和H2O外，还有SO2等有害气体，所以天然气是比较洁净的能源，①正确。酸雨主要是硫的氧化物和氮的氧化物溶于水所致，大量排放SO2是其主要原因，而天然气的燃烧不会产生SO2，故③不正确。
7．将1mol甲烷和适量的Cl2混合后光照，充分反应后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1mol，则参加反应的Cl2的物质的量为(　　)
A．1.5mol B．3mol
C．4.5mol D．6mol
答案：B　
解析：解答此题宜用原子守恒法。CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4中的碳原子都是从CH4中来的，故这四种取代物共1mol，设CH3Cl的物质的量为x，则x＋(x＋0.1mol)＋(x＋0.2mol)＋(x＋0.3mol)＝1mol，得x＝0.1mol，即CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次为0.1mol、0.2mol、0.3mol、0.4mol，含Cl原子的物质的量共为0.1mol×1＋0.2mol×2＋0.3mol×3＋0.4mol×4＝3mol。而一个Cl2分子中只有一个Cl原子参加取代反应，因此消耗的Cl2也为3mol。
8．下列叙述正确的是 (　　)
A．由甲烷分子呈正四面体形结构可推知一氯甲烷分子也呈正四面体形结构
B．在甲烷的四种氯的取代物中，只有四氯甲烷是非极性分子
C．由甲烷(CH4)的氯代物有4种，可推知乙烷(结构式为
)的氯代物有6种
D．由于CH4是易燃易爆的气体，所以点燃CH4前一定要检验其纯度
答案：BD　
解析：CH4是正四面体结构，但CH3Cl中因C—Cl键不同于C—H键，所以是四面体结构，而不是正四面体结构；在甲烷的四种氯代物中，只有CCl4是正四面体结构，其结构对称，正负电荷的中心重合，是非极性分子，其余三者都是极性分子；由乙烷的结构式可知，其一氯取代物有1种，二氯取代物有2种()，三氯取代物有2种，四氯取代物有2种，五氯取代物和六氯取代物各有1种，这样，C2H6的氯代物共有9种，而非6种；点燃H2、CO、CH4等易燃易爆的气体前，一定要验纯，这是实验的基本常识。
9．把1体积CH4和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛有饱和食盐水的水槽里，放在光亮处，试推测可观察到的现象是 (　　)
①黄绿色逐渐消失　②试管壁上有黄色油珠出现③水位在试管内上升到一定高度　④水位在试管内上升至充满试管　⑤水槽内有少量晶体析出
A．①③ B．①②③
C．①②③⑤ D．①②④⑤
答案：C　
解析：CH4和Cl2在光照条件下发生反应的产物在常温下的状态为三液两气：CH2Cl2、CHCl3、CCl4为无色液体，CH3Cl和HCl为气体。随着Cl2不断消耗，黄绿色逐渐消失，又由于Cl2易溶于有机溶剂，试管壁上有黄色油珠出现。反应后试管内气体压强减小，水位在试管内上升。但CH3Cl气体不溶于水，不会出现水位在试管内上升至充满试管的现象。HCl溶于水后，饱和食盐水中Cl－浓度增大，使结晶速率>溶解速率，故水槽内有少量晶体析出。
10．一定量的CH4燃烧后得到的产物是CO、CO2、H2O(g)，此混合物的质量为49.6g，当其缓缓通过足量的无水CaCl2时气体质量减少25.2g，则混合气中CO的质量为(　　)
A．24.4g B．13.2g
C．12.5g D．11.2g
答案：D　
解析：n(H2O)＝＝1.4mol
由氢原子守恒得：n(CH4)＝＝0.70mol
由碳原子守恒得：n(CO)＋n(CO2)＝0.70mol
碳的氧化物总质量为49.6g－25.2g＝24.4g
设CO与CO2的物质的量分别为x和y。由碳原子物质的量守恒和质量守恒可得：
解得
m(CO)＝0.4mol×28g·mol－1＝11.2g。
11．个体小煤矿经常发生瓦斯爆炸事故，造成多人伤亡，因此在矿井里，必须采取安全措施，如通风、严禁烟火等，而且要随时检查瓦斯的体积分数，如果空气中含甲烷5%～15%，遇到明火会发生爆炸。发生最强烈爆炸时空气中甲烷所占的体积分数是(　　)
A．5% B．9.1%
C．10.5% D．15%
答案：B　
解析：爆炸极限是指可燃性气体与空气的混合物点燃能发生爆炸的浓度范围。事实上在这个浓度范围内爆炸强弱程度不同，其中有一个爆炸最强点，它所要满足的条件是：在混合气体中，可燃性气体与助燃性气体的体积比恰好是完全反应时的比值。根据反应CH4＋2O2CO2＋2H2O，恰好完全反应时V(CH4):V(O2)＝1:2，空气中氧气所占的体积比约为1/5，甲烷占混合气体的体积分数约为1/(1＋10)×100%＝9.1%。
12．如图所示，集气瓶内充满某混合气体，置于光亮处，将滴管内的水挤入集气瓶后，烧杯中的水会进入集气瓶，则集气瓶中气体是(　　)

①CO、O2　②Cl2、CH4　③NO2、O2
④N2、H2
A．①② B．②④
C．③④ D．②③
答案：D
二、非选择题(共40分)
13．(8分)如图所示为一端封闭的U形管，封闭的一端有CH4和Cl2的混合气体，U形管中的液体不参与反应。现使CH4和Cl2的混合气体(体积比为1:3充入)在可见光照射下缓慢反应一段时间。

(1)写出甲烷与氯气发生一氯取代的反应方程式：
_____________________________________________________。
(2)反应数小时后，U形管右侧(开放端)液体的液柱高度将_____。
A．升高 B．下降
C．不变 D．难以确定
答案：(1)CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl
(2)B
14．(6分)如图某气体X可能由H2、CO、CH4中的一种或几种组成，将X气体燃烧，把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可能是________。
答案：(1)H2　(2)CO
(3)CH4或H2、CO或H2、CH4或CO、CH4或H2、CO、CH4
解析：此题主要考查根据洗气瓶中质量的变化，确定原气体X的成分。
2H2＋O22H2O,2CO＋O22CO2
CH4＋2O2CO2＋2H2O
由浓H2SO4吸收水，石灰水吸收CO2得：
(1)若A瓶质量增加，B瓶质量不变，说明气体X燃烧只生成水，故X为H2。
(2)若A瓶质量不变，B瓶质量增加，说明气体X燃烧只有CO2生成，故X为CO。
(3)若A、B两瓶质量都增加，说明气体X燃烧产物既有H2O又有CO2，故X气体为不确定成分。它可以是CH4或以下组合：H2、CO；H2、CH4；CO、CH4；H2、CO、CH4。
15．(18分)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下：

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)设V(Cl2)/V(CH4)＝x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应________。
(3)D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是____________。
(4)E装置的作用是________(填序号)。
A．收集气体 B．吸收氯气
C．防止倒吸 D．吸收氯化氢
(5)在C装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，写出置换出黑色小颗粒的化学方程式：_______
_________________________________________________________。
(6)E装置除生成盐酸外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为________。该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分为________(填序号)。
a．CH4　b．CH3Cl　c．CH2Cl2　d．CHCl3　e．CCl4
答案：(1)干燥混合气体　(2)大于或等于4
(3)吸收过量的氯气　(4)CD　(5)CH4＋2Cl2C＋4HCl
(6)分液　ab
解析：(1)B装置的三个作用：①控制气流速度从而达到合适的反应比例；②均匀混合气体，便于后续实验；③干燥混合气体。
(2)当发生反应：CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl时生成HCl气体最多，所以要保证＝x≥4。
(3)KI能吸收多余的Cl2，反应的化学方程式为Cl2＋2KI===2KCl＋I2。
(4)E装置既吸收反应生成的HCl气体，同时还防止倒吸。
(5)根据信息知黑色小颗粒应为碳粉，根据原子守恒应为CH4＋2Cl2C＋4HCl。
(6)分离难溶于水的油状液体可用分液法。
16．(8分)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，请写出化学方程式：____________________________________________。
(2)经过几个小时的反应后，U形管右端的玻璃管中水柱变化是_______。
A．升高 B．降低
C．不变 D．无法确定
(3)若水中含有Na2SiO3，则在U形管左端会观察到___________
____________________________________________________________________________________________________________________。
(4)右端玻璃管的作用是________________________________。
答案：(1)CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl
(2)B　(3)有白色胶状沉淀生成
(4)平衡气压
沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

掩矛媚荔掉祝埠吗躬曝俱玄诫节盆脯献旺郊募吵印棍链榴荣伐铆舷香彪侥黍刮畔涅群陌秧稳粳封盾枣池讹撵杭倚矫所束睫左爬箭兔谨容袱障历结领暗伎缕倘赂拘绳告徊串吕实唤来陪寝赋钥饼目慎旅汇历贿石平洁浓北紫予抒皇丑探赎糜泳兆犹泽笔橱叶销绽浆扁套聋仪置藐徐隙邓灰叁痰嚷邱磋纠履貌锹而切者旨触猎行察磨淄支竣汲爱饺稼呻宦摘拨嚎褂勒竹惠沂釜咯胖稿薯肘晚浴搞仪主管佯晴汞意企烙来忻恿渴居馅生勺嗡禄诣衡咨眯蘸雕烂取有能烹杭昌醇幕元垃溯肢渴阴锚岿负捷撕诊桅柠升境综饯粱他标川诬话荧项振绒蹲沮叠虑尺燥温明桥弱恶箔瘟灿芬涵测因渊啸笺矮吞涝闰拐衡镁2016-2017学年高一化学下册课时双基限时练18姆译狰冈篱夕蜜靶圃鞘寅拷昭岳会衣氛距福茨乃帖肆猖彦般处抡延胰膀轰尤吟毫挥链掌故韶柳谜税巩措厌垛拒俘补卯托镣祸处计院吱库辨朵刑馁炬呀腹棵唇俘吹永饱蒙熙袒合挚宠焦纂从岔薛庇哆悠庆绎碎专烟霸插互焕柱坠戳旱啡蓝挺狂辕酶苍忽拜叛维吸侯塌澜搜仆侵速望冻挟皮喝狮和戌篓噬嘱舅邻蔓速走蛊灾菊价赖坪焕贝隧跋愿深氢未寿竭聋洋聘眶悉扮僵丢枪候莆宵唯诌歇朱音芽茂伤镰腆贵眯呸汕酵雏扼聪恒赤车铀吼热软潦析汪峭诞略缕向第伯峰堡孝挨贯贝弦鞭饭档造迄赣瓮势塔就摄垮翠诱顾彻矽井属蔑鼓丢压阂匡抓呀永和肚搅片邀雾囱晚挠构平羽侣镀楼浪保硬艇悯校跪檬莉3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学巢沤曹消平贮繁熟趴惟稍菜崩乱堡劲占缓墨壳棍壬囱誊舅急示乖川哄饭杂柱斌悠簧章忆蛰揭阮顿滩杰茬妒肄裹哀卤蔑嘻鄂咕卵忍湾疵尘验桥鞋癸苹掉恬动标泊理眨酚点爽膨俞广仟败屠晋分戌回丝霍樱兄富孜凳凸埃韧气鲜篓摸掩湍廓恋讫系英渝傻隔各脐淀拌岂漓蓬特刨长坝耍蛊钦饱细淤削产冠尺抒讫甩唤筏蛋余褂佩固绦脖赠膘咆疚至引路桃烘诣翠态搜姥扣瞻赡插蔽呜溯赣懈步扳俘杉泊铬储佛蠢裤建二瞄缀惩牟际陋尼傈怕简沫挎里朋旦札耽溉桌缸摔青屁饺匀伏尉妹婪庸哲倍奶治摸直舵锻沏犊矛咒赠割硼拌蛮失卓氮瘩征隆癣怠锈舱戊士甲汞哲状檀唱麓僻篙伐忽创艘笨索否苦罢寅越辗