(新课标)2019_2020学年高中化学课后作业13甲烷的性质新人教版必修2

课后作业(十三)

[基础巩固]

一、甲烷的结构、存在和用途

1．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

[解析] 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CO2和H2O，所以可燃冰是一种极具潜力的能源，因此C项正确。

[答案] C

2．能够证明甲烷分子空间结构为正四面体的事实是( )

A．甲烷的四个碳氢键的强度相等

B．甲烷的四个碳氢键的键长相等

C．甲烷的一氯代物只有一种

D．甲烷的二氯代物只有一种

[解析] 甲烷无论是正四面体结构，还是正方形的平面结构，CH4中都含有4个相同的C—H，键的强度、键长均相等；且一氯代物均只有一种。所以A、B、C三项错误；CH2Cl2若是正方形的平面结构，则其结构应有两种，即

，若是正四面体结构，则其结构只有一种；所以D项正确。

[答案] D

3．下列关于甲烷分子结构的说法正确的是( )

A ．甲烷分子的电子式为

，分子中各原子都达到8电子稳定结构

B ．甲烷分子中的化学键全部为非极性键

C ．CH 4分子比SiH 4分子稳定，说明碳元素的非金属性比硅元素的非金属性强

D ．CH 3Cl 的四个价键的键长和强度相同，夹角相等

[解析] 甲烷分子中H 原子最外层只有2个电子，不是8电子稳定结构，A 项错误；甲烷分子中的化学键均为极性键，B 项错误；元素的非金属性越强，其简单氢化物越稳定，反之也成立，C 项正确；一氯甲烷中C —Cl 键与C —H 键的键长和强度不同，故四个键的键角也不完全相等，D 项错误。

[答案] C

二、甲烷的燃烧及相关计算

4．鉴别甲烷、一氧化碳和氢气等三种无色气体的方法是( )

A ．通入溴水―→通入澄清石灰水

B ．点燃―→罩上涂有澄清石灰水的烧杯

C ．点燃―→罩上干冷烧杯―→罩上涂有澄清石灰水的烧杯

D ．点燃―→罩上涂有澄清石灰水的烧杯―→通入溴水

[解析] 点燃，用干燥的烧杯可以检验出是否生成水，从而确定原气体是否含有氢元素；用涂有澄清石灰水的烧杯可检验出是否生成CO 2，从而确定原气体中是否含有碳元素。

[答案] C

5．将标准状况下11.2 L 甲烷和22.4 L 氧气混合点燃，恢复到原状况后，气体的体积为( )

A ．11.2 L

B ．22.4 L

C ．33.6 L

D ．44.8 L

[解析] CH 4＋2O 2――→点燃

CO 2＋2H 2O ，因标准状况下11.2 L 甲烷与22.4 L 氧气恰好完全反应生成11.2 L 的CO 2气体，此时H 2O 不是气体，故选A 。

[答案] A

三、取代反应的理解

6．下列化学反应中不属于取代反应的是( )

A ．CH 2Cl 2＋Br 2――→光照

CHBrCl 2＋HBr

B ．CH 3OH ＋HCl ――→光照

CH 3Cl ＋H 2O

C ．2Na ＋2H 2O===2NaOH ＋H 2↑

D ．CH 3—CH 2—Br ＋H 2O ――→NaOH

△

CH 3—CH 2—OH ＋HBr

[解析] 取代反应是指有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。C 项中的反应为置换反应，不是有机反应，更不是取代反应。

[答案] C

7.(2018·全国卷)实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。光照下反应一段时间后，下列装置示意图中能正确反映实验现象的是( )

[解析] 甲烷与氯气在光照条件下发生反应：CH 4＋Cl 2――→光照

CH 3Cl ＋HCl ，CH 3Cl ＋Cl 2――→光照CH 2Cl 2＋HCl ，CH 2Cl 2＋Cl 2――→光照CHCl 3＋HCl ，CHCl 3＋Cl 2――→光照

CCl 4＋HCl 。黄绿色的氯气参加反应，逐渐减少，生成无色的气体，因此试管内气体颜色逐渐变浅；反应生成的HCl 极易溶于水，使试管内气体压强减小，因此试管内液面上升；生成的CH 2Cl 2、CHCl 3、CCl 4均为无色油状液体，附着在试管壁上，因此试管壁上出现油状液滴；生成的HCl 气体遇到水蒸气溶解生成盐酸小液滴，形成，因此试管中有少量白雾。

[答案] D

8.如图所示，集气瓶内充满某混合气体，置于光亮处，将滴管内的水挤入集气瓶后，烧杯中的水会进入集气瓶，集气瓶内的气体是( )

①CO、O2②Cl2、CH4③NO2、O2④N2、H2

A．①②B．②④

C．③④D．②③

[解析] 一氧化碳与氧气在点燃条件下反应，在光照下不反应，且一氧化碳不溶于水，氧气难溶于水，所以压强不变化，烧杯中水不进入，故①错误；甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应，生成氯化氢气体，氯化氢极易溶于水，将滴管中的水挤入集气瓶后，集气瓶内压强减小，烧杯中水进入集气瓶，故②正确；二氧化氮和氧气与水反应生成硝酸，将滴管内的水挤入集气瓶后，集气瓶内压强减小，烧杯中的水进入集气瓶，故③正确；氮气与氢气在催化剂、加热条件下反应，在光照条件下不反应，压强不变化，烧杯中水不会进入，故④错误。

[答案] D

9．已知正四面体形分子E和单质分子G反应，生成四面体形分子L和分子M(组成E分子的元素的原子序数小于10，组成G分子的元素为第三周期的元素)，如图所示，则下列判断中不正确的是( )

A．常温常压下，E、L均为气态有机物

B．E是一种含有10个电子的分子

C．上述反应的类型是置换反应

D．上述4种物质中有3种为共价化合物

[解析] 正四面体形分子E，组成E分子的元素的原子序数都小于10，E由两种元素组成，灰色球只形成一个共价键，所以是H，黑色球表示C，所以E是甲烷；直线形分子G，组成G分子的元素为第三周期的元素，且G是双原子分子，所以G是Cl2，该反应是甲烷和氯气发生取代反应生成一氯甲烷和氯化氢，即L是一氯甲烷，M是氯化氢。常温常压下，甲烷、一氯甲烷均是气体，A项正确；E是甲烷分子，含有10个电子，B项正确；甲烷中的氢原子被氯原子取代生成一氯甲烷，属于取代反应，生成物中没有单质，不是置换反应，C项