1、 - 1 - 课后达标检测 基础巩固 1下列关于甲烷的说法正确的是( ) A实验室可以用排水法收集甲烷 B只有纯净甲烷才能在空气中安静燃烧 C甲烷能与溴水发生取代反应 D甲烷在空气中燃烧只生成二氧化碳和水 解析：选 A。甲烷极难溶于水，可以用排水法收集，A 项正确；甲烷与空气的混合物中甲 烷的体积分数只要在爆炸极限之外，甲烷就能安静燃烧，B 项错误；甲烷与气态卤素单质在光 照条件下发生取代反应，甲烷不能与溴水反应，C 项错误；在氧气不足条件下，甲烷燃烧会生 成一氧化碳和水，D 项错误。 2(2018 高考全国卷)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
2、，下列装置示意图中能正确反映实验现象的是( ) 解析：选 D。甲烷和氯气在光照条件下反应，生成 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和 HCl， 试管内压强减小，外压大于内压，试管内液面升高，且试管内出现白雾和油状液滴，综合上 述分析，D 项正确。 3. 如图所示的装置是某次实验最初的情况(夹持装置省略)， 烧瓶内盛有等体积的甲烷和 Cl2， 用光照射烧瓶一段时间，下列说法正确的是( ) A只能生成 CH3Cl 一种有机物 B烧瓶内液面不可能上升 C大试管内的液体可能会分层 D向水中加入石蕊试液后变蓝 解析：选 C。甲烷和 Cl2反应生成四种氯代有机物，故 A 错误；甲烷和 Cl2反
3、应生成的一 氯甲烷和 HCl 是气体，其余都是液体，且 HCl 易溶于水，烧瓶内压强减小，则液面上升，故 - 2 - B 错误；反应生成的二氯甲烷等有机物为油状液体，在水的上层，故 C 正确；反应生成的 HCl 溶于水，形成盐酸，显酸性，加入石蕊试液后变红，故 D 错误。 4“可燃冰”是海底蕴藏的资源之一，其主要成分是甲烷。以下是甲烷在空气中燃烧的 微观过程模拟图，符合该反应微观过程先后顺序的选项是( ) A B C D 解析： 选 D。 甲烷和氧气反应生成二氧化碳和水， 该过程首先是分子状态的甲烷和氧气(图 )，然后化学键断裂形成原子(图)，最后原子重新组合得到二氧化碳和水(图)。 5有机物
4、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叫取代反应。下 列化学反应中不属于取代反应的是( ) ACH2Cl2Br2 光 CHBrCl2HBr BCH3OHHCl 光 CH3ClH2O C2Na2H2O=2NaOHH2 DCH3CH2BrH2O NaOH CH3CH2OHHBr 解析：选 C。C 项中的反应为置换反应，不是有机反应，更不是取代反应。 6验证某有机物属于烃，应完成的实验内容是( ) A只测定它的碳、氢原子个数比 B只要证明它完全燃烧后的产物只有 H2O 和 CO2 C只测定其完全燃烧产物中 H2O 和 CO2的物质的量的比值 D测定该试样的质量及试样完全燃烧后生成 H
5、2O 和 CO2的质量 解析：选 D。烃仅含碳和氢两种元素，完全燃烧的产物为 CO2和 H2O，但完全燃烧产物 只有 CO2和 H2O 的有机物不一定是烃，它可能含有碳、氢、氧三种元素。 7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点燃罩上干燥的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 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， H2燃烧后生成 H2O， CO 燃烧后生成 CO2。在火焰的上方罩一个干燥的小烧杯，烧杯内壁出现水珠的是甲烷和 H2， 没有水珠的是 CO；然后
6、在有水珠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。 8将标准状况下的 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 ( ) A11.2 L B22.4 L C33.6 L D44.8 L 解析：选 A。CH42O2 点燃 CO22H2O，因此，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 CO2气体，故选 A。 - 3 - 9天然气作为清洁能源，在助力节能减排的同时，也带来“气荒”等问题，于是出现了 “油改气”或“煤改气”。 (1) 天 然 气 主 要 成 分 的 分 子 式 是 _ ， 电
7、 子 式 为 _ ， 结 构 式 为 _；分子里各原子的空间分布呈_结构。 (2)天然气主要成分在空气中燃烧的实验现象是_，反应 的化学方程式为_。 (3) 天 然 气 主要 成 分与 Cl2在 光 照 条件 下 反应生 成 一 氯甲 烷 的化 学方 程 式为 _。 解析：(1)天然气的主要成分是甲烷，甲烷的分子式、电子式、结构式分别为 ，甲烷分子是正四面体结构。 答案：(1)CH4 正四面体 (2)产生淡蓝色火焰 CH42O2 点燃 CO22H2O (3)CH4Cl2 光 CH3ClHCl 10如图是某同学利用日常用品注射器设计的简易实验装置。甲管中注入 10 mL CH4，同 温同压下乙管
8、中注入 50 mL Cl2，将乙管气体推入甲管中，气体在甲管中反应，针管放在光亮 处一段时间。 (1)下列是某同学预测的实验现象： 气体最终变为无色 实验过程中，甲管活塞向内移动 甲管内壁有油珠 产生 火花 其中正确的是_。 (2)甲管中发生化学反应的类型为_。 (3)反应后，能用于吸收甲管中剩余气体的是_。 A水 BNaOH 溶液 CAgNO3溶液 D饱和食盐水 (4)反应后，若将甲中的物质推入盛有适量 AgNO3溶液的小试管中会观察到 _， 若再向其中滴入几滴石蕊试液，又观察到 _。 解析： 在光照条件下， 甲烷与氯气发生反应： CH4Cl2 光 CH3ClHCl， CH3ClCl2 光
9、CH2Cl2HCl，CH2Cl2Cl2 光 CHCl3HCl，CHCl3Cl2 光 CCl4HCl。 (1)理论上，甲烷与氯气体积比为 14 时，二者恰好完全反应，而甲中氯气与甲烷体积比 为 5141，说明氯气过量，反应后仍有氯气剩余。该反应进行缓慢，不会产生火花。产 - 4 - 物中只有氯化氢和一氯甲烷为气体，所以气体的总物质的量减小，内部压强减小，甲管活塞 向内移动。 (2)甲烷分子中的四个氢原子可被氯原子逐一取代，故甲管中发生的是取代反应。 (3)剩余气体中含有氯气和氯化氢，可用氢氧化钠溶液吸收。 (4)生成的 HCl 会与 AgNO3溶液反应生成 AgCl 白色沉淀，同时因 CH2Cl
10、2、CHCl3、CCl4 难溶于水而看到液体分为两层，因 Cl2有剩余，若加入几滴石蕊试液，溶液会先变红后褪色。 答案：(1) (2)取代反应 (3)B (4)液体分为两层，产生白色沉淀 溶液先变红后褪 色 能力提升 11为验证甲烷分子中含有 C、H 两种元素，可将其完全燃烧产物通过浓硫酸；澄清 石灰水；无水硫酸铜。正确的顺序是( ) A B C D 解析：选 D。要证明 CH4中含有 C、H 两种元素，可通过其完全燃烧产物为 CO2和 H2O 来证明，选，检验时应先检验 H2O 后检验 CO2，故顺序为。 12(2019 宜宾高一期末)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
11、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反应过程中试管内黄绿色逐渐变浅，试管壁上有油珠产生 B甲烷和 Cl2反应后的产物有 4 种 C盛放饱和食盐水的水槽底部不会有晶体析出 DCH4和 Cl2完全反应后液面上升，液体充满试管 解析：选 A。Cl2被消耗，黄绿色逐渐变浅，生成的 CH2Cl2、CHCl3、CCl4均为油状液体， 所以试管壁上有油珠产生，A 项正确；CH4与 Cl2反应生成 4 种有机物和 1 种无机物，共有 5 种产物，B 项错误；CH4与 Cl2反应后最多的产物是 HCl，HCl 溶于饱和食盐水会有 NaCl 晶体 析出，C 项错误；取
12、代产物中的 CH2Cl2、CHCl3、CCl4是油状液体，而 CH3Cl 是气体，不溶 于饱和食盐水，故液体不会充满试管，D 项错误。 13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 BE 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：选 C。由题意可知，E 为正四面体形分子，组成 E 分子的元素的原子序数都小于 10，由题图可知，E
13、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， - 5 - 所以 E 是甲烷；G 为直线形分子，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 项错误；四种物质中甲烷、一氯甲烷和 HCl 属于共价化合物，所以 4 种物质中有 3 种为共价化合物，D 项正确。 14
14、三个装有 CH4和 Cl2混合气体的集气瓶，用玻璃片盖好瓶口后，分别做如下处理，各 有怎样的现象发生？ (1)置于黑暗中： _； 将点燃的镁条靠近集气瓶外壁： _； 放在有光线的房子里： _。 (2)若要使 0.5 mol CH4完全和 Cl2发生取代反应，并生成相同物质的量的四种取代产物， 则生成 HCl 的物质的量为_。 A2.5 mol B2 mol C1.25 mol D0.5 mol 解析：对于有机反应，反应条件非常重要，通过控制反应条件，可使 CH4和 Cl2的取代反 应发生的现象不同。0.5 mol CH4生成等物质的量的 4 种取代产物，即 0.125 mol CH3Cl、0.
15、125 mol CH2Cl2、0.125 mol CHCl3、0.125 mol CCl4，生成 HCl 的物质的量为 n(HCl)0.125 mol1 0.125 mol20.125 mol30.125 mol41.25 mol，故选 C 项。 答案：(1)无明显现象 爆炸 黄绿色逐渐变浅，有油状液滴生成 (2)C 15如图所示，U 形管的左端被水和胶塞封闭，装有甲烷和氯气(体积比为 14)的混合气 体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略。常温下，将封闭有甲烷和氯气混合气体的装置放置 在有光亮的地方，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，请写出反应的化
16、学方程式： _。 (2)若题目中甲烷与氯气的体积比为 11，则得到的产物为_。 ACH3Cl、HCl BCCl4、HCl CCH3Cl、CH2Cl2 DCH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl (3)经过几个小时的反应，U 形管右端水柱的变化是_。 A升高 B降低 C不变 D无法确定 (4) 若 水 中 含 有Na2SiO3， 则 在U形 管 左 端 会 观 察 到 的 现 象 是 _。 (5)右端玻璃管的作用是 - 6 - _。 解析：(1)因 Cl2足量，若充分反应且只产生一种有机物，则 CH4中的 4 个 H 原子可完全 被取代，生成 CCl4和 HCl，CH44Cl2 光
17、 CCl44HCl。 (2)甲烷与氯气的取代反应是一种连锁反应，第一步反应一旦开始，后续反应立即进行， 因此四步反应均发生，故得到 4 种氯代产物和 HCl。 (3)甲烷和氯气在光照的条件下发生取代反应，U 形管左侧生成的氯化氢气体易溶于水， 该条件下除 CH3Cl 外其他 3 种氯代物均为液体，气体压强减小，U 形管右侧液面降低，左侧 液面升高。 (4)因左侧生成的 HCl 溶于水后发生反应： 2HClNa2SiO3=H2SiO32NaCl， 所以观察 到有白色胶状沉淀生成。 (5)右端玻璃管的作用是平衡气压。 答案：(1)CH44Cl2 光 CCl44HCl (2)D (3)B (4)有白色胶状沉淀生成 (5)平衡气 压
