课时作业3：7.1.2 烷烃的性质

第七章有机化合物
第一节认识有机化合物
第2课时烷烃的性质
1.下列关于甲烷的叙述中不正确
．．．的是()
A．甲烷是一种无色、难溶于水的气体
B．将甲烷通入酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色
C．甲烷只有1种二氯代物，证明它是正四面体结构
D．CH4和Cl2在光照条件下能发生反应，得到多种产物
2.在标准状况下，22.4 L CH4与氯气在光照下发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗的氯气为()
A．0.5 mol B．2 mol
C．2.5 mol D．4 mol
3.液化石油气中含有丙烷，且丙烷中碳原子成键特点与CH4中碳原子相似，性质相似。

下列有关丙烷的叙述中不正确的是()
A．分子中碳原子不在一条直线上
B．光照下能够发生取代反应
C．丙烷与甲烷不是同系物
D．丙烷不能使酸性KMnO4溶液褪色
4.鉴别CH4、CO、H2三种无色气体的方法是()
A．点燃——通入澄清石灰水——加入溴的四氯化碳溶液
B．点燃——罩上小烧杯——加入澄清石灰水
C．点燃——通入澄清石灰水
D．点燃——通入酸性KMnO4溶液
5.乙烷与氯气反应得到的有机产物最多有()
A．10种B．9种C．8种D．7种
6.下列关于CH4和的叙述正确的是()
A．均能用C n组成通式来表示
B．与所有烷烃互为同素异形体
C．因为它们的结构相似，所以它们的化学性质相似，物理性质相同
D．通常状况下，它们都是气态烷烃
7.一定量的甲烷在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 g
C．5.6 g D．在2.8 g～5.6 g之间
8.甲烷是最简单的有机物。

(1)下列关于天然气的叙述中，不正确的是________(填字母)。

A．天然气和沼气的主要成分都是甲烷
B．天然气是一种清洁能源
C．天然气燃烧的废气中，SO2等污染物的含量少
D．天然气和空气混合点燃，不会发生爆炸
(2)写出光照条件下CH4与溴蒸气反应时一个氢原子被取代的化学方程式：
____________。

(3)完全燃烧一定量的甲烷，其燃烧产物依次通过浓硫酸、碱石灰，使装有碱石灰的玻璃管增加8.8 g。

则原来的甲烷在标准状况下的体积为________L。

(4)CH4和H2混合气体10 mL，完全燃烧后生成6 mL CO2气体(气体的体积在相同状况下测定)，则混合气体中CH4和H2的体积之比为________(填字母)。

A．2∶3 B．3∶2 C．2∶1 D．1∶2
9.如图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭着甲烷和氯气(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。

将封闭着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形管右端玻璃管的水柱变化是________(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：______________。

10.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)D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是____________________________。

(3)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
(4)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，写出生成黑色小颗粒的化学方程式：___________________。

(5)E装置除生成盐酸外，还含有有机物，从E中分离出有机物的最佳方法为
______________________________________。

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)。

A．CH4B．CH3Cl C．CH2Cl2D．CHCl3 l4
【参考答案】
1. 【解析】选B。

常温下，甲烷是一种无色无味的气体，难溶于水，A正确；甲烷不能与高锰酸钾溶液反应使溶液褪色，B错误；甲烷的取代产物二氯甲烷没有同分异构体，即可说明甲烷是正四面体结构，C正确；甲烷与氯气在光照条件下发生反应可以生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷四种有机产物，另外还有HCl气体生成，D正确。

2.【解析】选C。

1 mol CH4与氯气发生取代反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各0.25 mol，该四种取代物中n(Cl)=0.25 mol×(1+2+3+4)=2.5 mol，根据取代反应特点，的氯原子进入氯化氢，所以n(HCl)=2.5 mol，故生成物中所含氯原子共2.5 mol+2.5 mol=5 mol，参加反应的氯气为n(Cl2)=2.5 mol。

3. 【解析】选C。

A项，结合CH4中碳原子成键特点知丙烷分子中碳原子不在同一条直线上；B项，光照下与卤素发生取代反应是烷烃的主要性质；C项，丙烷与甲烷均为烷烃，互为同系物；D项，丙烷性质稳定，不能被酸性KMnO4溶液氧化而使其褪色。

4. 【解析】选B。

根据燃烧后的产物来判断，甲烷燃烧后生成CO2和H2O，氢气燃烧后生成H2O，CO燃烧后生成CO2。

在燃烧的火焰上方罩一个干燥的小烧杯，出现水雾的是甲烷和氢气，没有水雾的是CO；然后在有水雾的两个小烧杯里加入澄清石灰水，出现浑浊的是甲烷，无现象的是H2。

5. 【解析】选B。

乙烷的一氯取代物和五氯取代物种数相同，各有1种，二氯取代物和四氯取代物种数相同，各有2种，三氯取代物有2种，六氯取代物1种，所以共9种。

6. 【解析】选A。

B项，它们与其他碳原子数不同的烷烃互为同系物；C项，化学性质相似，但物理性质不同；D项，碳原子数小于或等于4的烷烃及新戊烷在通常状况下是气体。

7. 【解析】选A。

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
解得x=2.8 g。

8.【解析】(1)天然气和沼气的主要成分都是CH4，甲烷完全燃烧生成CO2和H2O，所以是一种清洁能源；天然气中硫元素等含量低，所以燃烧废气中SO2等污染物的含量少；天然气与空气混合点燃，如果二者比例达到某一范围就可能爆炸。

(2)类似于与氯气的取代反应。

(3)由题意可知m(CO2)=8.8 g，n(CO2)=0.2 mol，根据碳原子守恒知，n(CH4)=0.2 mol，
V(CH4)=4.48 L。

(4) CH4+2O2CO2+2H2O
1 1
V(CH4)6 mL
V(CH4)==6 mL
V(H2)=10 mL-6 mL=4 mL
故V(CH4)∶V(H2)=6 mL∶4 mL=3∶2。

答案：(1)d(2)CH4+Br2CH3Br+HBr
(3)4.48(4)b
9.【解析】CH4与Cl2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CH4中的氢原子完全被取代。

答案：(1)CH4+4Cl2CCl4+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
10.【解析】(1)B装置的三个作用为：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)氯气具有强氧化性，能将碘离子氧化生成碘单质，KI的作用是吸收多余的Cl2，防止过量的氯气排入空气中污染环境，反应的化学方程式为Cl2+2KI2KCl+I2。

(3)E装置既吸收反应生成的HCl气体，同时还防止倒吸。

(4)据信息可知生成的黑色小颗粒为炭黑，说明在强光照射下可发生反应，根据原子守恒应为CH4+2Cl2C+4HCl。

(5)最后从D中分离出的气体有HCl易溶于水，可用分液的方法分离，分离难溶于水的油状液体可用分液法。

答案：(1)干燥混合气体
(2)吸收过量的氯气
(3)C、D
(4)CH4+2Cl2C+4HCl
(5)分液a、b。