第一节_《甲烷的结构和性质》测试题[1]

甲烷的结构和性质测试题
【基础达标】
一、选择题（下列题目中只有一个选项最符合题目的要求）
1、（原创）2009年1月2日，新华社报道了俄罗斯指责乌克兰方面截留俄方通过乌方输往欧盟天然气导致欧洲各国用气紧张的事件。

下列有关说法不正确的是（）
A、天然气是一种混合物
B、天然气是种清洁能源
C、乌克兰截留天然气的目的是为了利用甲烷生产粮食
D、天然气的主要成分是一种只含碳、氢元素的化合物
2、（原创）下列物质中，所含主要成分不同于其他三种的是（）
A、沼气
B、煤气
C、天然气
D、煤矿内瓦斯
3、（原创）土卫六是环绕土星运行的一颗卫星，据国外媒体报道，土卫六表面的海洋中有可能存在生命，又知这些海洋的主要成份是液态甲烷、乙烷以及这两物质构成的聚合物。

以下说法中，错误的是（）
A．土卫六表面的海洋中富含有机化合物
B．土卫六的海洋中含有正四面体结构的分子
C．甲烷分子中含4种共价键
D．土卫六的海洋中主要含两种元素
4、甲烷与氯气反应可得到的取代产物有⑴CH3Cl，⑵CH2Cl2，⑶CHCl3，⑷CCl4，若将甲烷与氯气以物质的量之比1:3混合，在光照下充分反应后得到的产物为（）
A．只有⑴B．只有⑶
C．⑴⑵⑶的混合物D．⑴⑵⑶⑷的混合物
5、（原创）学完《最简单的有机物——甲烷》后，小明列出了有机物的下列特点，其中不正确的是（）
A.大多数有机物难溶于水，易溶于有机溶剂
B.有机物参加的反应比较复杂，一般情况下反应较慢
C.绝大多数有机物受热不易分解，而且不易燃烧
D.绝大多数有机物是非电解质，不易导电熔点低
6、（原创）甲烷在氧气中燃烧后生成二氧化碳和水，从该实验事实可以得出的结论是（）
A．甲烷的分子式为CH4 B．甲烷气体中含碳元素和氢元素
C．甲烷分子中只含碳元素和氢元素D．甲烷的化学性质比较稳定
7、（原创）某校化学兴趣小组的同学将等体积的甲烷与氯气混合于一集气瓶中，用玻璃片盖严后置于光亮处，一段时间后不可能观察到的现象是（）
A、集气瓶中气体的黄绿色逐渐变浅
B、集气瓶内壁上有油状液滴附着
C、集气瓶底部出现黑色颗粒
D、取下玻璃片，可能会看到白雾
8、已知a g甲烷受热完全分解后得到m个碳原子，则下列数值中跟阿佛加德罗常数相等的是（）
A、B、C、D、
9、下列气体在氧气中充分燃烧后，其产物既可使无水硫酸铜变蓝，又可使澄清石灰水变浑浊的是（）
A、CO
B、CH4
C、H2
D、N2
10、在光照条件下，1mol甲烷和足量氯气发生反应后，测得四种取代产物的物质的量相同，则反应中消耗氯气的物质的量为（）
A、0.5摩尔
B、2摩尔
C、2.5摩尔
D、4摩尔
11、现有H2、CO、CH4的混合气体VL，其体积比为1∶1∶2。

当aL该混合气体完全燃烧时，所需O2的体积为（）
A、L
B、5VL
C、5a L
D、L
二、填空题
12、在通常情况下，甲烷的化学性质，即使高锰酸钾等强氧化剂也反应，即（填“能”或“不能”）使酸性高锰酸钾溶液褪色；不与或反应，但在一定条件下，甲烷能发生、等反应。

已知甲烷与气态卤素单质发生反应，请问甲烷能否使溴水褪色呢？。

13、写出在光照条件下，甲烷与氯气发生反应生成气态有机物的化学方程式：。

【能力提高】
三、选择题（下列题目中只有一个选项最符合题目的要求）
14、（原创）沼气是一种清洁能源，已知0.5molCH4完全燃烧生成二氧化碳和水时，放出445kJ 热量，则1molCH4完全燃烧时，断裂反应物分子内的化学键所吸收的总能量与形成生成物分子内的化学键所放出的总能量之间的关系为（）
A、前者比后者多890kJ
B、后者比前者多890kJ
C、前者比后者多445kJ
D、后者比前者多445kJ
15、现有一组可能由CH4、NH3、、H2、CO、CO2 和HCl组成的无色混合气体，善思的李聪进行了以下实验：①将此混合气体通过浓硫酸，②再通过过量的澄清石灰水，③剩余气体经干燥后可在氧气中燃烧。

得到的实验现象依次为：①中气体总体积基本不变，②中未见浑浊，但气体体积减少，③中燃烧产物不能使无水硫酸铜变色。

据此确定原混合气体的组成为（）
A、CO和HCl
B、CH4和NH3
C、CH4和HCl、
D、H2和CO2
16、一定体积的甲烷在一定量O2中燃烧后得到的产物为CO、CO2和水蒸气，测得混合气体的质量为49. 6g ，将混合气体缓慢经过无水CaCl2时，CaCl2增重25.2g，则原混合气体中CO2的质量为（）
A.12．5 g
B.13．2g
C.19．7g
D.24．4g
四、填空题
17、（原创）随着人类社会活动的加剧，我们地球人已面临能源危机，能高效地利用现有能源和开发新能源已受到各国的高度重视。

试回答下列问题：
（1）为提高燃料利用率，可通过改进汽油组成的办法来改善汽油的燃烧性能。

例如，“无铅汽油”是在汽油中加入CH3OC(CH3)3得到的，在CH3OC(CH3)3分子中必然存在的原子间连接形式有(填写编号)。

①，②，③，④。

（2）天然气燃烧的产物无毒、热值高，而且管道输送方便，是值得推广的一种清洁能源，已成为我国西部开发的重点项目之一。

天然气的主要成分是，它的空间结构是，下列说法中能证明它是该结构的理由是（填写编号）。

①CH3Cl只有一种结构，②CH2Cl2只有一种结构，③CHCl3只有一种结构，④CCl4只有一种结构，⑤它是非极性分子。

（3）为解决能源危机，有效开发民用氢能源是一条卓有实效的途径，为制得廉价的氢气，下列制氢方法中可行的途径是（填写编号）。

①电解水②锌和稀硫酸反应③光解海水
18、（原创）2008是全球经济急剧衰退的一年，在金融风暴的冲击下，提高原料利用率来提高经济效益成为人们关注的焦点。

某化工厂利用甲烷与氯气反应得到的副产品来制取盐酸实现了变废为宝的梦想，其生产原理可在实验室中模拟如下，请根据要求填空：
（1）写出装置A中发生反应的化学方程式；
（2）B装置的三种功能是①，②，③；
（3）设=x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应；
（4）在C装置中，经过一段时间的强光照射后，发现硬质玻璃管内壁附着有油珠，写出生成产物中密度最大的物质的化学方程式；（5）D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）D装置生成盐酸外，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（填编号）。

①CH4 ②CH3Cl ③CH2Cl2 ④CHCl3 ⑤CCl4
【竞赛舞台】
五、选择题（下列题目中只有一个选项最符合题目的要求）
19、已知某种有机物的化学式为C4H4，分子结构如图所示，若将该有机物与适量氯气混合后光照，则生成卤代烃的种类最多有（）
A．2 B．4C．5 D．6
20、（原创）2009元旦一过，国家开始征收燃油税，很多出租车司机热衷于汽车油改气，即将原来燃烧汽油的装置改为燃烧天然气，但改烧天然气后，最大的隐患就是使用不当发生爆炸。

当发生爆炸最剧烈时，甲烷在空气中所占的体积比是（）
A．5% B．9.1% C．12% D．15%
21、将甲烷和氧气的混合气体充入含有23.4 g Na2O2的密闭容器中，保持容器中温度为150 ℃，用电火花引燃充分反应后，压强为0 Pa，若将残留物溶于水，无气体逸出。

据此判断下列叙述正确的是( )
A．原混合气体中甲烷和氧气体积比为1∶2
B．原混合气体中甲烷和氧气体积比为2∶1
C．残留固体中只有NaOH
D．残留固体中只有Na2CO3
六、填空题
22、（原创）小红同学用导气管将生成的甲烷导出后，在玻璃管尖嘴处点燃，并用内壁涂有石灰水的烧杯倒扣在火焰上方（夹持装置略去），她会观察到的现象是，却意外的发现火焰颜色与理论不符，她观察到的颜色很可能是，其原因是，该反应称为。

【高考阵地】
七、选择题（下列题目中只有一个选项最符合题目的要求）
23、（2008全国高考Ⅱ改编）2008年北京奥运会的“祥云”火炬所用燃料的主要成分是丙烷，已知丙烷具有和甲烷类似的性质，但相对分子质量与CO2相同。

下列有关丙烷的叙述中不正确的是（）
A．分子中含有多种碳氢键B．光照下能够发生取代反应
C．比甲烷更易液化D．可以做生活用燃料
24、（2008高考上海卷改编）下列化学式既能表示物质组成，又能表示物质分子的是（）A．NaOH B．SiO2 C．Fe D．CH4
答案及解析
1、C 解析：天然气的主要成分是甲烷，是一种常用的燃料，甲烷不可能转化成淀粉等粮食。

2、B 解析：沼气、煤气、煤矿瓦斯气的主要成分都是甲烷，煤气是CO和水蒸气的混合物。

3、C 解析：甲烷、乙烷以及这两物质构成的聚合物都属于有机物中的烃，含有C、H两种元素；甲烷分子中4个碳氢键完全相同。

4、D 解析：甲烷与氯气发生取代反应一定得到四种卤代烃的混合物。

5、C 解析：绝大多数有机物具有易燃的性质。

6、B 解析：根据元素守恒，只能推知甲烷分子中含碳元素和氢元素，不能确定是否含氧元素，更不能确定甲烷的分子式。

7、C 解析：甲烷与氯气在光照条件下生成四种氯代甲烷和氯化氢，其中有三种液体，氯化氢遇到水蒸气会出现白雾；但甲烷在该条件下不会分解。

8、A 解析：a g甲烷中含碳原子mol，故= ，所以NA= 。

9、B 解析：符合题目要求的气体必然含有C、H两种元素。

10、C 解析：根据碳原子守恒，CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均为0.25mol，故消耗氯气为0.25mol×（1+2+3+4）=2.5mol。

11、D解析：aL混合气体中含CH4 L，H2和CO共L，根据关系式CH4—2O2、2H2
（或CO）—O2，可得需O2 L×2+ ×= L。

12、答案：比较稳定，不能，不能，强酸、强碱，氧化、取代。

不能。

13、答案：解析：甲烷与氯气的取代产物中只有CH3Cl是气体，CH2Cl2、CHCl3、CCl4为液体。

14、B 解析：破坏分子内的化学键需要吸收能量，形成分子内的化学键放出能量，对于放热反应，后者显然大于前者；0.5molCH4完全燃烧时，二者差为445kJ热量，故1molCH4完全燃烧时，二者差为890kJ热量。

15、A 解析：通过①的现象可得气体中无NH3，通过②的现象可得气体中有HCl、可能有CO2，通过③的现象可得气体中无CH4、H2，一定有CO，故原混合气体一定有CO、HCl，一定无NH3、CH4、H2，可能有CO2 。

16、B 解析：CaCl2吸收水蒸气，生成H2O 25.2g，即生成1.4molH2O；根据氢原子守恒，可得CH40.7mol；再根据碳原子守恒，可得CO和CO2共0.7mol，可得44g／mol×n（CO2）＋28g／mol×[0.7mol －n（CO2）]= 49. 6g－25.2g，可得n（CO2）=0.3mol，m（CO2）=13．2g。

17、答案：（1）③（2）甲烷（或者CH4），正四面体，②（3）③。

解析：（1）根据碳的四价、氧的二价结合该分子有支链可得结论；（2）天然气的主要成分是甲烷，根据分子式，可推测CH4的空间结构只有平面正方形和正四面体两种可能。

若为平面正方形结构，则其二元取代物有两种同分异构体，而正四面体的二元取代物不存在同分异构体；无论哪种结构，其他三种取代物都只有一种结构。

但不管哪种结构，CH4 均为非极性分子，且其一氯取代物不存在同分异构体。

（3）电解水消耗大量的电能，锌和硫酸反应也不符合工业上大量生产，只有利用太阳能使海水光解才是最经济的方法。

18、答案：（1）MnO2＋4HCIMnCl2＋Cl2↑＋2H2O；（2）干燥混合气体，减缓气体流速，使气体混合均匀；（3）大于或等于4 ；（4）c、d；（5）CH4+2Cl2CCl4+4HCl ；（6）分液；
a、b。

解析：利用MnO2和浓HCl共热制得氯气；CH4和Cl2取代物中只有CH3Cl是气体，可能成为尾气，CCl4的密度最大；副产物HCl极易溶于水，需要防止倒吸装置来制取氯化氢；分离不易溶于水的有机物和无机物的水溶液选择萃取的方法。

19、B 解析：该有机物的结构为正四面体，四个碳原子完全相同，可得C4H3Cl、C4H2Cl2、C4HCl3、C4Cl4四种卤代烃。

20、B解析：根据反应CH4＋2O2CO2＋2H2O可知，反应最剧烈时V（CH4）／V（O2）=1／2，又因V（O2）／V（空气）=1／5，V（CH4）／V（CH4+空气）=1／11。

21、B 解析：残留物溶于水无气体逸出，说明Na2O2完全反应，根据反应CH4＋2O2CO2＋2H2O①，2CO2＋2Na2O2=2Na2CO3＋O2②，2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2③，根据题意,可将
①×2＋②＋③×2写出总反应式：6Na2O2＋2CH4＋O2=2Na2CO3＋8NaOH。

22、答案：甲烷燃烧，火焰呈淡蓝色，烧杯内壁附着了一层白色物质；黄色；进行实验的尖
嘴玻璃管的成分含Na2SiO3，其中钠元素颜色呈黄色；焰色反应。

解析：甲烷燃烧后生成CO2，CO2与澄清石灰水生成CaCO3；玻璃的成分含Na2SiO3 ，受热时钠元素的焰色呈黄色。

23、A解析：根据结构决定性质，可知丙烷具有和甲烷类似的结构，分子中只有一种碳氢键。

24、D 解析：离子化合物NaOH和原子晶体SiO2的化学式只能表示物质组成及其组成原子的比例，金属单质Fe只能表示物质组成，只有CH4分子既能表示物质组成，又能表示物质分子。