高中化学复习知识点：甲烷的燃烧

考点：考查有机物燃烧规律的计算的知识。5．D【解Fra bibliotek】【详解】
A.氯气与氢气可在光照或点燃条件下发生化合反应生成氯化氢，故A不选；
B.次氯酸具有不稳定性，在光照条件下发生：2HClO 2HCl+O2↑，故B不选；
C.光照条件下，氯气与甲烷发生取代反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳等有机物和氯化氢，故C不选；
高中化学复习知识点：甲烷的燃烧
一、单选题
1．甲烷是天然气的主要成分，是一种高效、污染小的清洁能源。下列有关甲烷的说法正确的是（）
①甲烷是一种正四面体结构的分子
②甲烷与氯气以物质的量之比为1：1发生取代反应时，生成物只有CH3Cl和HCl
③0.5molCH4完全燃烧时消耗1molO2
④1molCH4全部生成CCl4，消耗2molCl2
D．点燃后罩上内壁涂有澄清石灰水的烧杯，通入溴水
8．取一定量的甲烷与少量氧气混合点燃，生成CO、CO2和水蒸气的混合物49.6g，将燃烧混合物缓缓通过无水氯化钙并吸收完全，氯化钙的质量增加25.2g，由此可知甲烷不完全燃烧所得产物中碳的氧化物的总质量是( )
A．11.2gB．28gC．13.2gD．24.4g
4．A
【解析】
试题分析：根据题意可知反应产生水的物质的量是n(H2O)= 14．4g÷18g/mol=0.8mol,根据H元素守恒可知甲烷的物质的量是n(CH4)= 0.8mol×2÷4=0.4mol，则根据C元素守恒可知反应产生的CO、CO2的物质的量的和是n(CO)+n(CO2)=0.4mol，二者的质量和m(CO)+m(CO2)= 30．4g-14．4g=16g，解得n(CO)=0.1mol，n(CO2)=0.3mol，若该甲烷完全燃烧，还需使CO发生反应产生CO2，根据方程式2CO+ O2 2CO2可知0.1molCO完全燃烧需要消耗0.05molO2，其在标准状况下的体积是v(O2)= 0.05mol×22.4L/mol=1.12L，故选项A正确。
(2)天然气的主要成分是甲烷，甲烷在点燃条件下燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为CH4+2O2 CO2+2H2O，故答案为：CH4+2O2 CO2+2H2O；
(3)煤是可燃物，空气中有氧气，因此煤在空气中燃烧需要满足的条件是温度达到其着火点；吹灭蜡烛的原理是降低温度到着火点以下，故答案为：温度达到着火点；降低温度到着火点以下；
A．①②B．③④C．①③D．②④
2．25℃和101kPa时，乙烷，乙炔和丙烯组成的混合径32mL与过量氧气混合并完全燃烧，除去水蒸气，恢复到原来的温度和压强，气体总体积缩小了72Ml,原混合烃中乙炔的体积分数为
A．12.5%B．25%C．50%D．75%
3．一定质量的甲烷燃烧后得到的产物为CO、CO2和水蒸气，此混合气体质量为49.6g，当其缓慢经过无水CaCl2时，CaCl2增重25.2g，原混合气体中CO2的质量为（）
【解析】
【分析】
A装置的作用是吸收水蒸气，B装置的作用是检验并吸收二氧化碳气体，氢气燃烧生成水，一氧化碳燃烧生成二氧化碳，甲烷燃烧生成水和二氧化碳，根据生成水和二氧化碳的质量就可以判断X气体的组成。
【详解】
(1)若A洗气瓶的质量增加，B洗气瓶的质量不变，说明X燃烧后只生成水，那么X气体就是氢气；
(2)若A、 B两个洗气瓶的质量都增加，说明同时生成了水和二氧化碳，那么X气体的组成情况就有以下几种可能：①CH4、H2；②CO、H2；③CH4、H2、CO；④CH4；⑤CH4、CO等（序号顺序可随意颠倒，组合符合题意即可）。
A．甲醇B．汽油C．柴油D．重油
二、填空题
11．某气体X可能由氢气、一氧化碳、甲烷中的一种或几种组成，将X燃烧，把燃烧后生成的气体通过如图所示的A、B两个洗气瓶，试回答：
(1)若A洗气瓶的质量增加，B洗气瓶的质量不变，则X气体是(填化学式，下同)．________。
(2)若A、B两个洗气瓶的质量都增加，则X气体可能的组合是(每空填一种组合)：①________，②________，③________，④________，⑤________。
A．氯气与氢气反应B．次氯酸分解C．甲烷与氯气反应D．甲烷与氧气反应
6．下列反应属于取代反应的是（）
A．
B．
C．
D．
7．鉴别甲烷、一氧化碳和氢气三种无色气体的方法，是将它们分别（ ）
A．先后通入溴水和澄清的石灰水
B．点燃后罩上内壁涂有澄清石灰水的烧杯
C．点燃，先后罩上干燥的冷烧杯和内壁涂有澄清石灰水的烧杯
A．12.5gB．13.2gC．19.7gD．24.4g
4． 一定量的甲烷恰好与一定量的氧气完全反应后得到CO、CO2和水蒸气共30．4g，该产物缓缓通过浓硫酸充分吸收后，浓硫酸增重14．4g，则此甲烷完全燃烧还需要氧气的体积（标准状况）为
A．1.12LB．2.24LC．3.36LD．4.48L
5．下列反应中，光照对反应几乎没有影响的是
12．碳原子的排列方式不同分子构成不同CH4+2O2 CO2+2H2O温度达到着火点，降低温度到着火点以下含碳量
【解析】
【详解】
(1)因为金刚石、石墨的内部碳原子的排列方式不同，导致两种物质物理性质的差异很大；一氧化碳是一氧化碳分子构成的，而二氧化碳是二氧化碳分子构成，两者一个分子中相差一个氧原子，而分子是保持物质化学性质的最小微粒，分子不同，化学性质也就不同．所以一氧化碳和二氧化碳的化学性质不同，故答案为：碳原子的排列方式不同；分子构成不同；
（4）生铁和钢都是铁的合金，由于________不同，二者性能不同。
参考答案
1．C
【解析】
【分析】
【详解】
①甲烷是一种正四面体结构的分子，①正确；
②甲烷与氯气按物质的量之比为1：1发生取代反应时，生成物不是只有 和 ，还含有 、 、 ，②错误；
③ 完全燃烧时，消耗 ，则0.5mol 完全燃烧时消耗 ，③正确；
④根据取代反应的特点， 全部生成 ，消耗 ，④错误；
综上分析，①③正确，答案选C。
2．B
【解析】
【详解】
4CnHm＋(4n+m)O2→4nCO2＋2mH2O△V↓
4 4n+m 4n 4+m
32 72
所以m＝5，即氢原子的平均值是5，由于乙炔和丙烯分别含有2个和6个氢原子，则根据十字交叉法可知乙炔和丙烯的物质的量之比＝ ，因此乙炔的体积分数为25%，答案选B。
8．D
【解析】
【分析】
无水氯化钙能吸收水蒸气，将燃烧混合物通过无水氯化钙减少的质量即为甲烷燃烧生成的水的质量。
【详解】
由分析可知，甲烷和氧气反应生的水的质量为25.2g，那么甲烷不完全燃烧所得产物中碳的氧化物的总质量=49.6g-25.2g=24.4g。
答案选D。
9．A
【解析】
【详解】
设该混合烃的平均组成为CxHy，燃烧的化学方程式为：CxHy+（x+ ）O2=xCO2+ H2O，温度保持在120℃，水为气体，若反应前后压强保持不变，则：1+x+ =x+ ，解得：y=4，故混合烃平均组成满足4个H原子即可；
9．在120℃时，将下列各组烃以任意比例混合，与过量O2在一密闭容器中完全反应，测知反应前后的压强没有变化，则该混合烃是（）
A．CH4和C2H4B．CH4和C2H6C．C2H2和C2H4D．C3H4和C3H6
10．为减少汽车对城市大气的污染，近年来中国成功开发出了以新燃料作能源的“绿色汽车”，这种汽车可避免有毒的有机铅、苯和苯的同系物及多环芳烃的排放，保护环境。该“绿色汽车”的燃料是
12．根据学过的化学知识填空：
（1）金刚石和石墨物理性质差异较大的原因是____________________；一氧化碳和二氧化碳性质不同的原因是_____________________。
（2）天然气的主要成分燃烧的化学方程式是_________________________。
（3）煤在空气中燃烧需要满足的条件是__________；吹灭蜡烛的原理是____________。
3．B
【解析】
【分析】
【详解】
产物通过无水CaCl2时，无水CaCl2增重25.2g为水的质量，则 ，根据H原子守恒，可以知道 ，又m(CO)+m(CO2)=49.6g-25.2g=24.4g，则[0.7mol-n(CO2)]×28g·mol-1+n(CO2)×44g·mol-1=24.4g，解之得，n(CO2)=0.3mol，则m(CO2)=0.3mol×44g·mol-1=13.2g，故答案选B。
(4)生铁和钢都是铁的合金，二者性能不同是因为含碳量不同，故答案为：含碳量。
A. CH4和C2H4分子中H原子都为4、6，二者混合H原子平均数是4，故A正确；
B. CH4和C2H6分子中氢原子分别为4、6，二者混合H原子平均数介于4~6之间，故B错误；
C. C2H2和C2H4分子中H原子分别为2、4，二者混合H原子平均数介于2~4之间，故C错误；
D. C3H4和C3H6分子中H原子分别为4、6，二者混合H原子平均数介于4~6之间，故D错误；
故选A。
10．A
【解析】
【详解】
汽油常添加有机铅，燃烧时会产生一些有害气体，污染空气；柴油常导致苯和苯的同系物及多环芳烃的排放，重油一般不用作汽车燃料，而甲醇燃烧的产物只有CO2和H2O，不会造成污染，安全、应用范围广，是绿色新能源，可作绿色汽车的燃料，故选：A。
11．H2CH4H2、COCO、CH4CH4、H2CH4、CO、H2
D.甲烷与氧气在点燃的条件下反应，光照条件下不反应，故D选，答案选D。
6．C
【解析】
【分析】
【详解】
A. 为置换反应，故A不符合题意；