高中化学 3.1认识有机化合物(第1课时)甲烷的性质课后

甲烷的性质
水平检测
1. 下列气体的主要成分不是甲烷的是( )
A．沼气 B．天然气
C．煤气 D．坑道气
解析：煤气的主要成分是CO。

答案：C
2. 在光照条件下，等物质的量的甲烷和氯气充分反应，所得的取代产物有( )
①CH3Cl ②CH2Cl2③CHCl3④CCl4
A．只有① B．只有④
C．①、②和③ D．全部
解析：甲烷和氯气反应是一个连锁反应，虽然两者等物质的量混合，但仍然能生成四种有机产物。

答案：D
3．2014年中国天然气实际消费量约在960～980亿立方米。

下列有关天然气的说法不正确的是( )
A．天然气是一种混合物
B．天然气是一种清洁能源
C．可利用甲烷生产粮食
D．天然气的主要成分是一种只含碳、氢元素的化合物
解析：天然气主要成分是CH4，它燃烧产生CO2、H2O，不污染环境，A、B、D正确。

答案：C
4．下列物质在一定条件下，不能与CH4发生化学反应的是( )
A．氯气 B．液溴
C．氧气 D．KMnO4溶液
解析：CH4与Cl2、Br2(液)可发生取代反应，CH4在O2中燃烧生成CO2和H2O，但与KMnO4溶液不反应。

答案：D
5．为验证甲烷分子中含碳、氢两种元素，可将其燃烧产物依次通过①浓H2SO4、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
解析：甲烷燃烧的产物为CO 2和H 2O ，用澄清石灰水检验CO 2，用无水CuSO 4检验H 2O ，为防止石灰水中的水产生干扰，应先检验H 2O 再检验CO 2。

答案：D
6．将1 mol CH 4和一定物质的量的Cl 2混合均匀，用光照射使CH 4与Cl 2发生取代反应。

反应后CH 4与Cl 2均无剩余，且生成了等物质的量的四种有机取代物，则参加反应的Cl 2的物质的量是( )
A ．1.5 mol
B ．2 mol
C ．2.5 mol
D ．4 mol
解析：1 mol CH 4生成等物质的量的CH 3Cl 、CH 2Cl 2、CHCl 3、CCl 4四种产物，根据碳原子
守恒，每种取代物的物质的量为14
×1 mol ＝0.25 mol ，又根据取代反应的特点和氯原子守恒，消耗Cl 2的量为0.25 mol×(1＋2＋3＋4)＝2.5 mol 。

答案：C
7．(双选)下列各反应中属于取代反应的是( )
A ．C 3H 8＋Cl 2――→光C 3H 7Cl ＋HCl
B ．2FeCl 2＋Cl 2===2FeCl 3
C ．CH 3COH ＋H 2――→催化剂CH 3—CH 2—OH
D ．CH 3—CH 3＋2Cl 2――→催化剂CH 2Cl —CH 2Cl ＋2HCl
解析：A 项可以看作是氯原子取代了丙烷中的氢原子；B 是无机中的氧化还原反应；C 是加成反应；D 可看作是乙烷中每个碳原子上的一个氢原子被氯原子代替。

答案：AD
8．将装有甲烷和氯气混合气体的三个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 ________________________________________________________________________。

(2)甲烷和氯气发生的一系列反应都是________(填反应类型)，请写出甲烷和氯气反应生成一氯甲烷的化学方程式：________________________________________________________________________。

解析：(1)对于有机反应，反应条件非常重要，通过改变反应条件，可使CH 4和Cl 2发生
的取代反应的现象不同。

(2)甲烷与氯气在光照下发生的取代反应，是甲烷的特征反应。

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)取代反应 CH 4＋Cl 2――→光CH 3Cl ＋HCl
素能提高
9．一定量的甲烷燃烧后得到的产物是CO 、CO 2和H 2O(g)，此混合气的质量为49.6 g ，当其缓缓通过足量的无水CaCl 2时质量减少25.2 g ，则混合气中CO 的质量为( )
A ．24.4 g
B ．13.2 g
C ．12.5 g
D ．11.2 g
解析：因甲烷燃烧不充分，所以通过足量的无水氯化钙气体减少的是25.2 g 水，生成的CO 、CO 2的质量和为：49.6 g －25.2 g ＝24.4 g 。

由氢元素守恒可求得：n(CH 4)＝25.2 g 18 g·mol －1×2×14
＝0.7 mol 。

设生成CO 、CO 2的物质的量分别为x 、y ，则有⎩
⎪⎨⎪⎧x ＋y ＝0.728x ＋44y ＝24.4， 解得：x ＝0.4 mol ，所以CO 的质量为：0.4 mol×28 g ·mol －1
＝11.2 g 。

答案：D
10．由某气体发生装置导出的气体为甲烷、一氧化碳、氢气中的一种，下列判断中正确的是( )
A ．将气体通入酸性KMnO 4溶液中，溶液颜色无变化，该气体一定是甲烷
B ．在导管口点燃该气体，火焰呈淡蓝色，用干燥的冷烧杯罩在火焰上方，杯壁有水滴产生，该气体一定是甲烷
C ．点燃该气体，火焰呈淡蓝色，用内壁有澄清石灰水的冷烧杯罩在火焰上方，烧杯壁上有白色物质产生，该气体一定是甲烷
D ．若上述B 、C 的现象均能出现，则可判断该气体一定是甲烷
解析：CH 4、CO 、H 2均不能使酸性KMnO 4溶液退色，A 错误；三种气体燃烧火焰均呈淡蓝色，其中CH 4和H 2燃烧都有水滴生成，B 错误；CO 、CH 4燃烧的产物均能使内壁有澄清石灰水的烧杯壁上产生白色物质，C 错误。

答案：D
11．把1体积CH 4和1体积Cl 2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。

(1)试推测可观察到的现象：
①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________； ③________________________________________________________________________； ④________________________________________________________________________；
(2)若向饱和食盐水中加入紫色石蕊试液，又有什么现象？
________________________________________________________________________。

(3)若将食盐水改为Na2SiO3溶液，则有什么现象产生？
________________________________________________________________________。

解析：(1)CH4与Cl2在光照条件下反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，气体颜色变浅，生成的有机物有些为油状物，吸附在试管内壁上，反应后气压减小，液面上升；由于产生HCl，使NaCl的溶解度降低，故会析出NaCl晶体。

(2)HCl溶于水呈酸性，使紫色石蕊试液变红。

(3)发生反应SiO2－3＋2H＋===H2SiO3↓。

答案：(1)①试管内气体颜色变浅
②试管内壁产生油状液体
③试管内液面上升④水槽中析出无色晶体
(2)溶液变红(3)溶液中出现浑浊
西部大开发的标志工程——西气东输
2010年是国家实施西部大开发战略的第10个年头，西气东输工程，是国家实施西部大开发战略的重要组成部分，是西部大开发的标志性工程。

我国西部地区天然气资源比较丰富，约占全国天然气总资源量的60%，特别是新疆塔里木盆地蕴藏着丰富的油气资源，其中天然气资源量占全国天然气总资源量的22%。

西部能源丰富，但需求不大，不能满足西部大开发的需要，仅靠西部不能将资源优势转化为现实的经济优势。

东部是我国主要的用气地区，但这一地区能源相当短缺，长江三角洲地区85%的能源要从外地调入。

根据经济发展预测，长江三角洲地区对天然气的需求量今后将大幅度增加。

2003年需求量为40亿立方米，2005年为100亿立方米，2010年则达到200亿立方米，这一严重的供求不平衡，是“西气东输”得以产生的现实基础。

故西气东输工程是以新疆塔里木气田为主气源，以长江三角洲地区为目标市场，以大口径长输管道和地下储气库为输送载体，形成了横贯中国西东的天然气开发生产、运输和配套利用的完整体系。

工程的实施将有力地促进和加快新疆等西部地区的经济发展，尽快把资源优势转化为经济优势，促进边疆的稳定与发展。

该工程是我国改革开放以来最大的中外合资项目，也是我国入世后扩大改革开放的一个形象工程。

实施西气东输工程，有利于治理大气污染，改善我国能源结构。

这样把西部的天然气通过长大管道运往经济比较发达的东部沿海地区，可以充分发挥西部天然气的功效，实现能源供求新的平衡，促进东西部的共同发展。

可以说，这一工程是一项典型的“双赢工程”。