甲烷 烷烃 作业题

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甲烷烷烃作业题
一．选择题（共12小题）
1．下列各组物质中，属于同分异构体的是（）
A．C与C B．O2和O3C．淀粉与纤维素
D．
2．满足分子式为C3H4ClBr不含有环的有机物共有（）
A．6种B．7种C．8种D．9种
3．下列化学式只表示一种纯净物的是（）
A．C2H6B．C4H10C．C2H4Cl2D．C
4．满足分子式为C5H11Br的有机物共有（）
A．7种B．8种C．9种D．10种
5．乙烷跟氯气在光照下发生取代反应，得到乙烷的氯代产物最多有（）A．10种B．9种C．8种D．7种
6．关于甲烷和乙烯，说法正确的是（）
A．甲烷能燃烧，乙烯不能B．甲烷和乙烯都能使溴水褪色
C．甲烷和乙烯都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D．甲烷和乙烯完全燃烧的产物都是CO2和H2O
7．对比甲烷和乙烯的燃烧反应，下列叙述中正确的是（）
A．二者燃烧时现象完全相同B．点燃前都不需要验纯
C．甲烷燃烧火焰呈淡蓝色，乙烯燃烧火焰较明亮D．二者燃烧时都有黑烟生成
8．将4mol 甲烷与氯气发生取代反应，待反应完全后测知四种取代物物质的量相同，测消耗的氯气有（
）
A．2mol B．10mol C．7.5mol D．6mol
9．某有机物分子中含有n个﹣CH2﹣，m个﹣CH﹣，a个﹣CH3，其余为﹣Cl，则分子中﹣Cl的
个数为（）
A．m+2﹣a B．n+m+a C．2n+3m﹣a D．m+2n+2﹣a
10．如图表示4个碳原子相互结合的几种方式．小圆球表示碳原子，小棍表示化学键，假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合，则下列说法正确的是（）
A．图中属于烷烃的是A、C、H B．图中与B互为同分异构体的有E、F、H C．图中物质碳元素的质量分数最大的是C D．图中C和F分子中氢原子数相同
11．下列烷烃在光照下与氯气反应，生成3种二氯代烃的是（）
A．CH3CH2CH2CH3B．
C．D．
12．2014年第青奥会将在我省南京举办，组委会拟采用丙烷（C3H8）作为火炬燃料．下列有关丙烷的说法中，正确的是（）
A．丙烷既能发生取代反应，又能发生加成反应B．丙烷完全燃烧，其产物对空气没有污染C．丙烷燃料电池中，丙烷在正极发生反应D．丙烷的一氯取代物有三种同分异构体二．填空题（共3小题）
13．某研究小组为了探究甲烷和氯气反应的情况，设计了几个实验．请填写下列空白：【实验一】用如图所示装置，收集一试管甲烷和氯气的混合气体，照后观察到量筒内形成一段水柱，认为有氯化氢生成．
（1）该反应的反应类型为；
（2）该反应的化学方程式为；（只写第一步）
（3）水槽中盛放的液体应为（填标号）；
A．水B．饱和石灰水C．饱和食盐水D．饱和NaHCO3溶液
【实验二】收集一试管甲烷和氯气的混合气体，光照反应后，滴加AgNO3溶液，看到有白色沉淀生成，认为有氯化氢生成．
（4）该实验设计的错误之处．
14．已知碳化铝（Al4C3）与水反应生成氢氧化铝和甲烷．为了探究甲烷性质，设计如下实验探究甲烷与氧化剂反应，如图所示．已知溴水无颜色变化，澄清石灰水变浑浊，无水硫酸铜变蓝色．
（1）写出碳化铝与硫酸反应的化学方程式．
（2）实验中浓硫酸的作用是，集气瓶中收集到的气体（填“能”或“不能”）直接排入空气中．
（3）下列对实验有关现象与结论的叙述都正确的是
A．酸性高锰酸钾溶液不褪色，结论是通常条件下，甲烷不能与强氧化剂反应
B．硬质试管里黑色粉末无颜色变化，结论是甲烷不与氧化铜反应
C．硬质试管里黑色粉末变红色，推断氧化铜与甲烷反应只生成水和二氧化碳
D．甲烷不能与溴水反应，推知甲烷不能与卤素单质反应
（4）写出硬质试管里可能发生的化学方程式（甲烷与氧化铜物质的量之比2：7）15．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．某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如图：
根据设计要求回答：
（1）A中制取Cl2反应的化学方程式是．
（2）B装置有三种功能：①干燥气体；②；③．
（3）设V（Cl2）/V（CH4）＝x，若测得通入1molCH4得到四种有机产物物质的量相等，则理论上x值应为．
（4）D装置的石棉中均匀混有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）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，写出置换出黑色小颗粒的化学方程式．
（7）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．CHCl3e．CCl4．
（8）将1mol CH4与Cl2发生取代，测得4种有机取代物的物质的量相等，则消耗的氯气的物质的量是．
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参考答案与试题解析
1．D 2．C 3．A 4．B 5．B 6．D 7．C 8．B 9．A 10．B 11．B 12．B 13．【解答】解：（1）甲烷与氯气的反应属于取代反应，故答案为：取代反应；
（2）甲烷中一个氢原子被氯气取代的反应方程式为：CH4+Cl2CH3Cl+HCl，
（3）Cl2+H2O⇌H++Cl﹣+HClO，氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度较小，所以防止氯气和水反应，水槽中盛放的液体最好为饱和食盐水；由于氯气在水中溶解度较大、氯水能够与饱和石灰水、饱和碳酸氢钠溶液反应，干扰的实验结果，而不能使用水，更不能使用饱和石灰水、饱和碳酸氢钠溶液，故答案为：C；
（4）氯水中存在化学平衡：Cl2+H2O⇌H++Cl﹣+HClO；次氯酸是弱电解质，溶液中存在三种分子：Cl2、HClO、H2O；四种离子：H+、Cl﹣、ClO﹣、OH﹣（少量），所以当氯水中加入AgNO3溶液时会发生反应：Ag++Cl﹣＝AgCl↓，同样会产生白色沉淀，干扰了氯离子的检验，
故答案为：氯水中加入AgNO3溶液也会产生白色沉淀．
14．【解答】解：（1）碳化铝（Al4C3）与水反应生成氢氧化铝和甲烷，碳化铝与硫酸反应可理解为碳化铝（Al4C3）与水反应，产物再和硫酸反应，所以产物为硫酸铝和甲烷，反应方程式为：Al4C3+6H2SO4＝2Al2（SO4）3+3CH4↑，
（2）碳化铝与硫酸反应生成硫酸铝和甲烷，甲方案探究甲烷与氧化剂反应，盛放浓硫酸的装置放置在氧化剂氧化铜之前，所以实验甲中浓硫酸的作用是干燥CH4，甲烷和氧化铜反应，碳元素化合价升高，生成碳的氧化物，产物中可能有一氧化碳生成，所以集气瓶中收集到的气体不能直接排放到空气中，故答案为：干燥CH4；不能；
（3）A．甲烷不能与强氧化剂反应，若能反应，则酸性高锰酸钾溶液在甲烷的作用下会褪色，现不褪色，结论是通常条件下，甲烷不能与强氧化剂反应，故A正确；B．甲烷能与氧化铜反应，当少量甲烷参加反应，硬质试管里为大量黑色粉末氧化铜和少量铜的混合物，业可能为氧化亚铜，现象无颜色变化，结论是甲烷不与氧化铜反应时错误的，故B错误；C．氧化铜与甲烷反应生成水和二氧化碳、一氧化碳，硬质试管里黑色粉末也能变红色，故C错误；D．甲烷不能与溴水反应，但甲烷能与卤素单质发生取代反应，故D错误；故选A；
（4）甲烷中碳元素化合价为﹣4价，甲烷与氧化铜反应，碳元素化合价升高，甲烷与氧化铜物质的量之比2：7，先根据氢守恒确定水前系数，再根据碳、氧守恒得硬质试管里可能发生的化学方程式为：2CH4+7CuO7Cu+CO+CO2+4H2O
15．【解答】解：（1）MnO2能将HCl（浓）氧化为MnCl2和Cl2，A中制取Cl2反应的化学方程式MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O；
（2）生成的氯气中含有水，因浓硫酸具有吸水性，具有干燥作用，B装置除具有干燥作用之外，具有控制气流速度、均匀混合气体，故答案为：控制气流速度；均匀混合气体；
（3）1mol甲烷与氯气完全反应生成四种有机产物的物质的量相同，即分别生成了0.25molCH3Cl（气体）、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，根据取代反应特点，每取代1molH原子，需要消耗1mol氯气，则总共消耗氯气的物质的量为：0.25mol+0.25mol×2+0.25mol×3+0.25mol ×4＝2.5mol，则V（Cl2）/V（CH4）＝x＝2.5，故答案为：2.5；
（4）氯气具有氧化性，KI中﹣1价的碘能被氯气氧化，产物为氯化钾固体和碘单质，所以，D 装置的石棉中均匀混有KI粉末，能吸收过量的氯气，故答案为：吸收过量的氯气；
（5）装置中最后剩余的氯化氢气体需要吸收不能排放到空气中，氯化氢易溶于水需要防止倒吸；故答案为：CD；
（6）生成的黑色小颗粒为炭黑，甲烷在强光照射下可发生CH4+2Cl2C+4HCl，
（7）E装置中除了有盐酸生成外，还含有二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳，二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳不溶于水，能分层，可用分液分开；反应生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液体，只有一氯甲烷是气体，还可能有过量的甲烷，可能存在剩余的甲烷和生成的一氯甲烷等气体，应进行尾气处理，故答案为：分液；ab．
（8）1mol甲烷完全与氯气发生取代反应，若生成相同物质的量的四种取代物，所以每种取代物的物质的量是0.25mol，甲烷和氯气的取代反应中，被取代的氢原子的物质的量与氯气的物质的量相等，所以生成0.25mol一氯甲烷需要氯气0.25mol氯气，生成0.25mol二氯甲烷需要氯气0.5mol，生成0.25mol三氯甲烷需要氯气0.75mol氯气，生成0.25mol四氯化碳需要氯气1mol，所以总共消耗氯气的物质的量＝0.25mol+0.5mol+0.75mol+1mol＝2.5mol。