人教版必修二《3.1.1甲烷》同步练习及答案

第三章第一节第1课时一、选择题1．下列叙述中属于烃的是( )A．只含有碳元素的有机物B．含有碳元素和氢元素的有机物C．仅含有碳元素和氢元素的有机物D．燃烧后生成二氧化碳和水的有机物答案：C点拨：仅含有碳元素和氢元素的有机物叫烃，烃燃烧后生成CO2和H2O，但烃的含氧衍生物燃烧也生成CO2和H2O，故只有C正确。

2．(2018·经典习题选萃)如下图所示均能表示甲烷的分子结构，哪一种更能反映其真实存在状况( )A．ⅠB．ⅡC．ⅢD．Ⅳ答案：D点拨：第Ⅳ种情况既能表示出甲烷的空间构型，又能表示出分子中C、H原子的相对大小，和甲烷分子的真实结构最接近，故选D。

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种答案：D点拨：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。

4．下列分子具有正四面体结构的是( )答案：AD点拨：本题主要考查甲烷分子的正四面体结构。

由甲烷分子的结构，推导其取代物的分子结构。

同时应明确正面体结构中各键应完全一样。

CH 4为正四面体结构，若CH 4分子中4个氢原子被氯原子取代后，与CH 4分子结构相似，而CHCl 3、CH 2BrCl 分子中各键不完全相同，均不属于正四面体结构。

5．在常温下，把一个盛有一定量甲烷和氯气的密闭玻璃容器放在光亮的地方，两种气体发生反应，下列叙述中不正确的是( )A ．容器内原子总数不变B ．容器内分子总数不变C ．容器内压强不变D ．发生的反应属于取代反应 答案：C点拨：由质量守恒定律知，A 正确；甲烷与氯气的反应中，由碳原子守恒知生成的有机物的分子个数等于甲烷的分子个数，再由每取代1个H 原子，消耗一分子氯气，生成一分子HCl ，故反应前后分子总数不变，B 正确；由于有机产物中只有CH 3Cl 为气体，故反应后气体的物质的量减少，容器内压强减小，C 错误；甲烷与氯气的反应属于取代反应，D 正确。

6．(2018·衡阳市八中高一联赛)若甲烷与氯气以物质的量之比混合，在光照下得到的取代产物是( )①CH 3Cl ②CH 2Cl 2 ③CHCl 3 ④CCl 4 A ．只有① B ．只有③C ．①②③的混合物D ．①②③④的混合物答案：D点拨：甲烷和氯气在光照下发生的四步取代反应是连锁反应，反应进行到哪一步不是由反应物甲烷和氯气的物质的量之比来决定的。

即使是甲烷和氯气的物质的量之比是的情况，也不会仅发生CH 4＋Cl 2――→光CH 3Cl＋HCl 这样一种取代反应，因为一旦生成CH 3Cl 后，CH 3Cl 分子中的氢原子又可继续被氯原子取代，因此其产物不是纯净的CH 3Cl ，而是四种取代产物的混合物。

有机化学反应比较复杂，它不像无机反应那样，只要有反应物的化学计量数便可确定生成物的种类和数量。

7．(2018·经典习题选萃)一定质量的甲烷燃烧后得到的产物为CO 、CO 2和水蒸气，此混合气重49.6 g ，当其缓慢经过无水CaCl 2时，CaCl 2增重25.2 g ，原混合气体中CO 2的质量为( )A ．12.5 gB ．13.2 gC ．19.7 gD ．24.4 g答案：B点拨：这是一道考查有机化合物燃烧的题。

一般有机化合物完全燃烧的产物为CO 2和水蒸气。

本题中甲烷是不完全燃烧。

具体情况分析如下：8．下图是CH 4、CCl 4、CH 3Cl 的分子球棍模型图。

下列说法正确的是( )A ．CH 4、CCl 4和CH 3Cl 都是正四面体结构B ．CH 4、CCl 4都是正四面体结构C ．CH 4和CCl 4中的化学键完全相同D ．CH 4、CCl 4的结构相同，性质也相同 答案：B9．(双选)下列反应属于取代反应的是( ) A ．Zn ＋CuSO 4===Cu ＋ZnSO 4 B ．NaCl ＋AgNO 3===AgCl↓＋NaNO 3 C ．CH 3CH 3＋Cl 2――→光照CH 3CH 2Cl ＋HCl D ．CH 2Cl 2＋Cl 2――→光照HCl ＋CHCl 3 答案：CD点拨：取代反应是指有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。

C 项中，CH 3CH 3分子中的一个氢原子被一个氯原子所替代，正确；D 项中，CH 2Cl 2中的一个氢原子被一个氯原子所替代，正确；A 、B 项是无机反应，分别属于置换反应和复分解反应。

10．以下关于甲烷的说法中错误的是( ) A ．甲烷分子是由极性键构成的分子 B ．甲烷分子具有正四面体结构C ．甲烷分子中四个C —H 键是完全等价的键D ．甲烷分子中具有非极性键 答案：D点拨：甲烷分子中的碳与氢原子之间形成的共用电子对一定偏向碳原子，属于极性共价键；甲烷分子中的四个碳氢键均是等同的极性共价键，所以D 错误。

二、非选择题11．(2018·石家庄二中高一期中)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，某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如图：根据要求填空：(1)实验室制取Cl 2的化学反应方程式为：____________________。

(2)写出CH 4与Cl 2生成一氯代物的化学反应方程式____________________。

(3)B 装置有三种功能：①控制气体流速；②将气体混合均匀；③________。

(4)D 装置中的石棉上吸附着KI 饱和溶液及KI 粉末，其作用是____________________。

(5)E 装置的作用是(填编号)：________。

A ．收集气体 B ．吸收氯气 C ．防止倒吸D ．吸收氯化氢(6)E 装置中除了有盐酸生成外，还含有有机物，从E 中分离出盐酸的最佳方法为______。

(7)该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，尾气的主要成分是(填编号)________。

A ．CH 4 B ．CH 3Cl C ．CH 2Cl 2 D ．CHCl 3E ．CCl 4答案：(1)4HCl(浓)＋MnO 2=====△MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O (2)CH 4＋Cl 2――→光照CH 3Cl ＋HCl (3)干燥混合气体(4)吸收未参加反应的氯气 (5)C 、D (6)分液 (7)A 、B12．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 型管右端的玻璃管中水柱的变化是( ) A ．升高 B ．降低 C ．不变D ．无法确定(3)已知CH4分子在空间呈四面体形状，1个C 原子与4个H 原子各共用一对电子形成4条共价键，C 原子位于中心，4个H 原子位于4个顶点。

如图所示为一个立方体，已画出1个C 原子(在立方体中心)、1个H 原子(在立方体顶点)和1条共价键(实线表示)。

请画出另外3个H 原子的合适位置和3条共价键。

答案：(1)CH 4＋4Cl 2――→光照CCl 4＋4HCl (2)B (3)13．(2018·经典习题选萃)如图所示，某气体X 可能由H 2、CO 、CH 4中的一种或几种组成，将X 气体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X 气体可能是(完成下表，可不填满，也可补充)：答案：(1)H 2 (2)CO (3)2H 2＋O 2=====点燃2H 2O,2CO ＋O 2=====点燃2CO 2， CH 4＋2O 2=====点燃CO 2＋2H 2O由浓H 2SO 4吸收水，石灰水吸收CO 2，得：(1)若A 洗气瓶质量增加，B 洗气瓶质量不变，则说明X 气体燃烧只生成水，故X 为H 2。

(2)若A 洗气瓶质量不变，B 洗气瓶质量增加，则说明X 气体燃烧只有CO 2生成，故X 为CO 。

(3)若A 、B 两个洗气瓶质量增加，则说明X 气体的燃烧产物既有H 2O 又有CO 2，它可以是CH 4或下列组合：H 2、CO ，H 2、CH 4，CO 、CH 4，H 2、CO 、CH 4。

14．(2018·试题调研)已知某种气态矿物燃料含有碳和氢两种元素。

为了测定这种燃料中碳和氢两种元素的质量，可将气态燃料放入足量的氧气中燃烧，并使产生的气体全部通入如图所示的装置，得到如下表所列的实验数据(假设产生的气体完全吸收)。

根据实验数据求：(1)实验完毕后，生成物中水的质量为________g 。

假设广口瓶里生成一种正盐，其质量为______g 。

(2)生成的水中氢元素的质量为________g 。

(3)生成的CO 2中碳元素的质量为________g 。

(4)气态矿物燃料中碳元素与氢元素的质量比为__________。

答案：(1)1.8 5 (2)0.2 (3)0.6点拨：干燥剂应选择只吸收水而不吸收CO 2的固体干燥剂，如无水CaCl 2。

m(H 2O)＝102.9 g －101.1 g ＝1.8 gm(CaCO3)＝314.2 g－312.0 g44×100＝5 gm(H)＝1.8 g×218＝0.2 gm(C)＝314.2 g－312.0 g44×12＝0.6 gm(C)m(H)＝0.60.2＝31。