人教版必修2第3章 第1节第1课时甲烷作业

课时分层作业(十一)

(建议用时：30分钟)

[合格基础练]

1．下列化合物不是有机化合物的是( )

A．CH

4B．CHCl

3

C．CO

2D．CH

3

COOH

[答案] C

2．在我国的南海、东海海底已发现天然气(含甲烷等)的水合物，它易燃烧，外形似冰，被称为“可燃冰”。“可燃冰”的开采，有助于解决人类面临的能源危机。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．②③④

C．①③④D．①②④

C [甲烷是最简单的烃，难溶于水，因其相对分子质量为16，故相同条件下

密度小于空气，甲烷燃烧放出较多的热量且产物为CO

2和H

2

O，所以可燃冰是一种

极具潜力的能源，因此C正确。]

3．下列物质分子中，属于正四面体结构的是( )

A．CCl

4B．CHCl

3

C．CH

2Cl

2

D．CH

3

Cl

[答案] A

4．取一支硬质大试管，通过排饱和食盐水的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气(如图)，下列对于试管内发生的反应及现象的说法正确的是( )

A．此反应无光照也可发生

B．甲烷和Cl

2反应后的产物只有CH

3

Cl和HCl

C．盛放饱和食盐水的水槽底部会有少量晶体析出

D．CH

4和Cl

2

完全反应后液面上升，液体充满试管

C [甲烷与Cl

2在光照条件下发生取代反应生成CH

3

Cl、CH

2

Cl

2

、CHCl

3

、CCl

4

和HCl，其中CH

2Cl

2

、CHCl

3

、CCl

4

是油状液体，CH

3

Cl是气体，故液体不会充满试

管，A、B、D三项错误。甲烷与Cl

2

反应后产物最多的是HCl，HCl溶于饱和食盐水会有少量NaCl晶体析出，C项正确。]

5．下列反应属于取代反应的是( )

A．C

2H

4

＋3O

2

――→

点燃

2CO

2

＋2H

2

O

B．Zn＋CuSO

4===ZnSO

4

＋Cu

C．CH

2Cl

2

＋Cl

2

――→

光

CHCl

3

＋HCl

D．CH

2===CH

2

＋Br

2

―→

[答案] C

6．瓦斯爆炸是空气中含甲烷5%～15%(体积分数)时遇火所产生的，发生爆炸最剧烈时，甲烷在空气中的体积分数大约为 ( )

A．10.5% B．9.5%

C．8% D．5%

B [由CH

4＋2O

2

――→

点燃

CO

2

＋2H

2

O可知，瓦斯爆炸最剧烈时，CH

4

和O

2

的体积比

应为1∶2，因此CH

4与空气的体积比为1∶(2×

100

21

)＝

21

200

，那么它在空气中的体

积分数为21

200＋21

×100%≈9.5%。]

7．如图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭，充有甲烷和氯气(体积比为1∶4)的混合气体，假定氯气在水中的溶解可以忽略不计。将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在光亮的地方，让混合气体缓慢反应足够长的时间。

(1)假设甲烷与氯气充分反应，且只生成一种有机物，请写出该反应的化学方程式_________________________________________________________________

____________________________________________________________________。

(2)经过几个小时的反应后，U形管右端的水面变化是________。

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)U形管右端水面变化的原因是____________________________________ ____________________________________________________________________。

[解析] 甲烷与氯气可能发生的反应有①CH

4＋Cl

2

――→

光

CH

3

Cl＋HCl，②CH

3

Cl

＋Cl

2――→

光

CH

2

Cl

2

＋HCl，③CH

2

Cl

2

＋Cl

2

――→

光

CHCl

3

＋HCl，④CHCl

3

＋Cl

2

――→

光

CCl

4

＋HCl。由于时间足够长，只生成一种有机物CCl

4，而CCl

4

是液体，故反应后气

体的物质的量减少，且生成的HCl易溶于水，所以左端压强减小直至为零，气柱消失，右端的水面降低。

[答案] (1)CH

4＋4Cl

2

――→

光

CCl

4

＋4HCl

(2)B (3)BC

(4)反应生成的CCl

4

是液体，反应后气体的物质的量减小，且生成的HCl易溶于水，所以左端压强减小直至为零，气柱消失，右端的水面降低

[等级过关练]

8．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

D [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，A、B不能证明；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项能证明。]

9．一定量的甲烷在O

2不足的情况下燃烧，得到CO、CO

2

和H

2

O的总质量为14.4