2018-2019学年人教版必修2 第3章第1节 最简单的有机化合物——甲烷(第1课时) 作业

第一节最简单的有机化合物——甲烷第1课时甲烷的性质1．近年来，科学家在海底发现了一种冰状物质——可燃冰，其有效成分为甲烷，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．①②③B．②③④C．①③④D．①②④答案 C2．能够证明甲烷分子的空间结构为正四面体的事实是()A．甲烷分子中4个C—H键的强度相同B．甲烷分子中4个C—H键的长度相同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解析若甲烷为平面正方形结构，则甲烷分子中4个C—H键的长度和强度也可以相同，故A、B项错误；若甲烷为平面正方形结构，则二氯甲烷应有2个氯原子分别在邻位和对位两种结构。

而实际上二氯甲烷只有1种结构，所以甲烷不是平面正方形结构，而是正四面体结构，D项正确。

3．甲烷和氯气以物质的量比1∶3混合，在光照条件下，得到的有机产物是()①CH3Cl②CH2Cl2③CHCl3④CCl4A．只有①B．①和②的混合物C．只有②D．①②③④的混合物答案 D解析甲烷和氯气按等物质的量反应，而不是只有1个甲烷分子与1个氯分子反应，所以无论反应物的物质的量之比是多少，都会得到各种氯代物的混合物。

故正确答案为D。

4．下列叙述错误的是()A．在通常情况下，甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂都不反应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不溶于水答案 B解析甲烷的性质比较稳定，在通常情况下，不与强酸、强碱、强氧化剂反应，但甲烷能在空气中燃烧，故A正确，B错误；甲烷在光照条件下与氯气发生取代反应，生成4种有机产物，分别是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4，且均不溶于水，故C、D均正确。

5.某课外活动小组利用如图所示装置探究甲烷与氯气的反应。

根据题意，回答下列问题：(1)CH4与Cl2发生反应的条件是________；若用日光直射，可能会引起__________________________________________________________________。

(2)实验中可观察的实验现象有：量筒内壁出现油状液滴，饱和食盐水中有少量固体析出，__________，____________________等。

(3)实验中生成的油状液滴的化学式为________，其中________是工业上重要的溶剂。

(4)用饱和食盐水而不用水的原因是______________________________________________________________________________________________________。

答案(1)光照(或光亮处)爆炸(2)量筒内黄绿色气体颜色变浅量筒内液面上升(3)CH2Cl2、CHCl3、CCl4CHCl3、CCl4(4)降低Cl2在水中溶解度，抑制Cl2和水的反应解析CH4和Cl2光照反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl等物质，随着反应进行，Cl2不断消耗，黄绿色逐渐消失。

又由于生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下是无色油状液体，故量筒内壁上有油滴。

因生成的HCl易溶于水，量筒内的压强减小；量筒内液面上升。

HCl溶于水后，溶液中Cl－浓度增大，使NaCl固体析出。

[经典基础题]题组1有机物及其结构判断1．下列关于有机物的说法正确的是()A．有机物只能存在于动植物体内，不能通过人工的方法合成B．有机物只含有碳、氢两种元素C．含碳元素的化合物不一定属于有机物D．烃是指燃烧后只生成CO2和H2O的有机物答案 C2．下列物质分子中，属于正四面体结构的是()A．CCl4B．CHCl3C．CH2Cl2D．CH3Cl答案 A解析 只有CCl 4是正四面体，另外三种物质都只是四面体，但不是正四面体。

3．对的叙述正确的是( )A ．有两种结构B ．只有一种结构C ．含有非极性键D ．有四种结构答案 B解析 甲烷分子的空间结构是正四面体。

若氢原子分别被两个氯原子、两个氟原子代替，其结构变为四面体，碳原子位于四面体的中心位置，两个氯原子、两个氟原子不管从哪个方向与碳原子相连，它们都分别处在相邻的位置。

故只有一种结构，如图所示。

C —Cl 、C —F 均为极性键。

若换成结构式、仍为一种而不是两种。

CH 2Cl 2只有一种结构，可证明CH 4是正四面体结构，而不是平面正方形结构。

题组2 正确理解取代反应4．下列物质中，不能和氯气发生取代反应的是( )A ．CH 3ClB ．CCl 4C ．CH 2Cl 2D ．CH 4答案 B5．下列反应属于取代反应的是( )A ．C 2H 4＋3O 2――→点燃2CO 2＋2H 2OB ．Zn ＋CuSO 4===ZnSO 4＋CuC ．NaCl ＋AgNO 3===AgCl ↓＋NaNO 3D ．CH 2Cl 2＋Cl 2――→光照CHCl 3＋HCl答案 D解析取代反应是有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。

A项C2H4的燃烧不是取代反应；B项为置换反应；C项为复分解反应；D项中Cl原子取代了CH2Cl2中的一个H原子，故属于取代反应。

题组3甲烷性质及其燃烧计算6．在常温和光照条件下，可与甲烷发生反应的是()A．氧气B．氯气C．酸性高锰酸钾溶液D．浓硫酸答案 B解析常温下甲烷性质稳定，与浓硫酸、酸性高锰酸钾溶液不发生反应。

在常温和光照条件下，氧气不能与甲烷发生反应，但氯气能与甲烷发生取代反应。

7．下列气体既可以用碱石灰干燥又可以用浓硫酸干燥的是()A．Cl2B．CH4C．NH3D．SO2答案 B解析Cl2能与碱石灰反应，NH3能与浓H2SO4反应，SO2能与碱石灰反应。

8．一定量的甲烷在O2不足的情况下燃烧，得到CO、CO2和H2O的总质量为14.4 g，若其中水的质量为7.2 g，则CO的质量是()A．2.8 g B．4.4 gC．5.6 g D．在2.8 g～5.6 g之间答案 A解析甲烷燃烧时，当O2少量时生成CO和H2O，当O2足量时生成CO2和H2O；所以在不足量的O2中燃烧生成CO、CO2和H2O。

由氢原子守恒知CH4的物质的量为0.2 mol。

设CO和CO2的质量分别为x，y。

则⎩⎪⎨⎪⎧x ＋y ＝14.4 g －7.2 g ＝7.2 g x 28 g ·mol －1＋y 44 g ·mol －1＝0.2 mol 解得x ＝2.8 g 。

9．为除去混在甲烷中的CO 2和H 2O ，可将混合气体通过盛有____________的洗气瓶，除去____________，再通过盛有____________的洗气瓶，除去____________；也可将混合气体通过____________，一次性将杂质气体除去。

答案 NaOH 溶液 CO 2 浓硫酸 H 2O 碱石灰[能力提升题]10．把1体积CH 4和4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AgNO 3溶液的水槽中，放在光亮处，片刻后发现试管壁上有油状液滴出现，该油状液滴可能是________，水槽中还观察到________，原因是______________________________________________(用离子方程式解释)。

若向水槽中再滴入几滴紫色石蕊试液又观察到________，原因是________________________________________________________________________。

答案 CH 2Cl 2、CHCl 3、CCl 4 有白色沉淀产生 Ag ＋＋Cl －===AgCl ↓ 溶液变红 因反应生成HCl 溶于水使溶液显酸性解析 CH 4和Cl 2光照生成CH 3Cl(气体)、CH 2Cl 2、CHCl 3、CCl 4、HCl ，随着反应进行，Cl 2不断消耗，黄绿色逐渐消失，又由于生成的CH 2Cl 2、CHCl 3、CCl 4常温下均为无色液体，Cl 2易溶于有机溶剂，使试管壁上有黄色油滴；因生成的HCl 易溶于水，反应后，试管内气体压强减小，水位在试管内上升，HCl 溶于水后，与AgNO 3反应生成AgCl 白色沉淀，同时溶液中溶质为HCl ，故加入紫色石蕊试液后溶液变红。

11.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________(填字母序号，下同)。

A ．升高B ．降低C ．不变D ．无法确定(3)U 形管左端的气柱变化是__________。

A ．体积增大B ．体积减小C ．消失D ．不变(4)试解释U 形管右端的玻璃管中水柱变化的原因：_______________________ __________________________________________________________________。

答案 (1)CH 4＋4Cl 2――→光照CCl 4＋4HCl(2)B(3)BC(注意：体积消失是体积减小的极限)(4)反应中气体的物质的量减小，且生成的HCl 能够溶解于水中，所以左侧压强减小，故右侧玻璃管中的水柱降低解析 CH 4与Cl 2发生取代反应是一个连续的取代过程，生成4种有机物。

当限定只产生1种有机物时，可认为CH 4中的氢原子完全被取代。

12．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。

某化学兴趣小组通过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 (Cl 2)/V (CH 4)＝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________________________(填编号)。