下学期高二化学人教版选修五小节测验2.1.1甲烷

2020-2021 学年高二下学期化学人教版选修五小节测验 2.1.1 甲烷 1.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( ) A． B． C． D． 2.等体积的甲烷与氯气混合于一集气瓶中，加盖后置于光亮处，下列有关 实验现象和结论中，正确的是( ) ① 反应后 完全反应而 有剩余 ② 瓶内壁有油状液滴生成 ③ 最后有 七种物质共存 ④ 只有 和 HCl 两种产物 A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④ 3.将甲烷与氯气按 1：3 的体积比混合于一试管中，倒立于盛有饱和食盐水 的水槽，置于光亮处 ( 如图所示 ) ，下列有关此实验的现象和结论的叙述不 正确的是( ) A. 试管中气体的黄绿色逐渐变浅，水面上升 B. 生成物只有三氯甲烷和氯化氢在标准状况下是气体 C. 试管内壁有油状液滴形成 D. 试管内有少量白雾 4.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 下反应段时间后，下列装置示意图中能正确反映实验现象的是( ) A. B. C. D. 5.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，下列说法正确的是（ ） A.反应后的混合气体能使湿润的石蕊试纸变红说明生成的一氯甲烷具有酸 性 B.产物之一氯仿在常温下为液态 C.甲烷和氯气在光照条件下反应，只能生成四种含氯的化合物 D. 和 完全反应后液面上升，液体可能会充满试管 6.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( ) A. B. C. D. 7.下列说法正确的是( ) A.甲烷分子的比例模型为 B.甲烷分子的球棍模型 为 C.甲烷分子具有正方形的平面结构 D.甲烷分子中四个 C-H 键是完全等价的键 8.甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构,而不是正方形的平面结构, 理由是( ) A.甲烷中的四个键的键长、键角相等 B.CH4 是由分子构成的 C.二氯甲烷只有一种结构 D.三氯甲烷只有一种结构 9.若甲烷与氯气以物质的量之比 1: 3 混合，在光照下得到的产物可能是下 列物质，其中正确的是（ ） ① ② ③ ④ A.只有① B.只有② C.①②③ D.①②③④ 10.关于甲烷与氯气反应的叙述有 ①常温下，只有 1 种氯代产物是气体； ②二氦甲烷只有一种的事实证明了甲烷不是平面正方形； ③如果把收集好甲烷和氯气的试管放在日光直射的地方，可能会发生爆 炸； ④光照时，试管中甲烷和氯气的混合气体的颜色逐渐变浅，试管壁出现油 状液滴，试管中有少量白雾。 其中正确的是（ ） A.①②③ B. ②③④ C. ①②④ D. ①②③④ 11.下列关于甲烷的结构说法错误的是( ) A.甲烷分子的空间构型为正四面体结构 B.甲烷分子中的4个原子不在同一平面上 C.甲烷分子中最多有4个原子在同一平面上 D.甲烷分子中任意两个碳氢键之间的夹角相等 12.下列关于烷烃的叙述不正确的是（ ） A.分子式符合 CnH2n+2 的烃一定是烷烃 B.烷烃均能与氯水发生取代反应 C.正戊烷的熔、沸点比异戊烷的高 D.烷烃不能被酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂氧化 13.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.为加快化学反应速率,应在强光照射下完成 B.甲烷和 Cl2 反应后试管内壁的油状液滴包括 CH3Cl、 CH2Cl2、CHCl3、 CC14 C.盛放饱和食盐水的水槽底部会有少量晶体析出 D.CH4 和 Cl2 完全反应后液面上升，液体充满试管 14.下列叙述错误的是( ) A.通常情况下,甲烷跟强酸、强碱和强氧化剂都不反应 B.甲烷化学性质稳定,不能被任何氧化剂氧化 C.甲烷与 Cl2 反应无论生成 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3 还是 CCl4,都属于取代 反应 D.甲烷的四种有机取代产物有一种气态,其余三种为液态且都不溶于水 15.如图所示,U 形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(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,将封闭有甲烷和氯气的混合气 体的装置放置在有光亮的地方,让混合气体缓慢反应一段时间。 (1)假设甲烷与氯气充分反应,且只产生一种有机物,其化学方程式为 _______________。 (2)经过几个小时的反应后,U 形管右端的玻璃管中水柱的变化是( )(填字母) A.升高 B.降低 C.不变 D.无法确定 (3)U 形管中溶液的颜色变化是,原因是_______________。 (4)若将石蕊溶液换成 Na2SiO3 溶液,U 形管会出现白色沉淀,原因是 _____________(用离子方程式解释)。 16.甲烷是最简单的有机物。 (1)下列关于天然气的叙述中,不正确的是____(填字母)。 a.天然气和沼气的主要成分都是甲烷 b.天然气是一种清洁能 源 c.天然气燃烧的废气中,SO2 等污染物的含量少 d.天然气和空气混合点 燃,不会发生爆炸 (2)写出光照条件下 CH4 与溴蒸气反应时一个氢原子被取代的化学方程 式:_________________。 (3)完全燃烧一定量的甲烷,其燃烧产物依次通过浓硫酸、碱石灰,使装有碱 石灰的玻璃管增加 8.8g。则原来的甲烷在标准状况下的体积为_____L。 (4)CH4 和 H2 混合气体 10mL,完全燃烧后生成 6mL CO2 气体(气体的体积在 相同状况下测定),则混合气体中 CH4 和 H2 的体积之比为____(填字母) 。 a.2:3 b.3:2 c.2:1 d.1:2 17.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,光照后观察到 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 (填序号)。 A.水 B.饱和石灰水 C.饱和食盐水 D.饱和 NaHCO3 溶液 (4)该实验的实验现象为 、 、试管壁上出现油状液 滴。 (5)该油状液滴中含有的有机产物共有 种。 [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,认为甲烷与氯气反应有氯化氢生成。 (6)你认为该实验设计得出的结论是否正确: ;若不正确,理由是 . [实验三]步骤一:收集半试管氯气,加入 10 mL 蒸馏水,充分振荡,采用 DIS 系 统的 pH 传感器测溶液的 pH(下同),测得 PH=3.26; 步骤二:收集一试管甲烷和氯气的混合气体(各占 50% ),在 40 W 的日光灯下 光照 6 min 后,加入 10 mL 蒸馏水,充分振荡,测得 pH = 1.00。 (7)判断该反应中有氯化氢生成的依据是 参考答案 1.答案：D 2.答案：A 3.答案：B 解析：A.氯气是黄绿色气体，光照条件下，甲烷和氯气发生取代反应生成 氯代烃和氯化氢，所以气体颜色变浅，二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳常 温下均为液体，氯化氢易溶于水，导致试管内液面上升，故 A 正确； B.甲烷和氯气反应的生成物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳 和氯化氢，生成物只有一氯甲烷和氯化氢在标准状况下是气体，故 B 错 误； C.二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳都是液态有机物，所以瓶内壁有油状液 滴生成，故 C 正确； D.该反应中有氯化氢生成，氯化氢与空气中的水蒸气形成白雾，故 D 正 确。 故选 B。 4.答案：D 解析：甲烷和氯气在光照条件下反应，生成 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。 5.答案：B 6.答案：D 解析：甲烷与氯气在光照条件下发生反 应:CH4+Cl2 CH3Cl+HCl,CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl,CH2Cl2+Cl2 CHC l3+HCl,CHCl3+Cl2 CCl4+HCl。黄绿色的氯气参加了反应,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 CH2Cl2、CHCl3、 CCl4 均为无色油状液体,附着在试管内壁上,因此试管内壁上出现油状液滴; 生成的 HCl 气体遇水蒸气溶解生成盐酸小液滴,形成白雾,因此试管中有少 量白雾。综合上述现象,D 项正确。 7.答案：D 解析：A 项，该式为甲烷分子的球棍模型，所以错误;B 项，该式为甲烷分 子的比例模型，所以错误;C 项，甲烷分子具有正四面体结构而不是平面结 构，所以错误;D 项，甲烷中四个碳氢键都相同，所以正确。 8.答案：C 解析：A 项,无论是正四面体结构还是正方形结构,甲烷的四个键的键长、 键角都相等,因此无法证明,所以错误;B 项,由分子构成无法证明甲烷的结构, 所以错误;C 项,若 CH2Cl2 是正方形的平面结构,则其结构应有两种，即 和 ,若是正四面体结构,则其结构只有一种,因此可以证明, 所以正确;D 项,无论是正四面体结构还是正方形结构,三氯平烷都只有一种 结构,因此无法证明,所以错误。 9.答案：D 解析：无论 与 按何种比例混合，甲烷与氯气反应的产物都包括 、 、 、 和 HCl，所 以 D 项正确。 10.答案：D 解析：①氯代产物中只有一氯甲烷是无色气体，所以正确；②若甲烷为平 面正方形结构，其二氯代物有两种结构，即 2 个氯原子分别在邻位和对 位，实际上二氯甲烷只有一种结构，因此甲烷不是平面正方形结构，而是 正四面体结构，所以正确；③在日光直射时，反应更加剧烈，可能会发生 爆炸，所以正确；④反应过程中，混合气体的颜色逐渐变浅，试管壁出现 油状液滴，试管中出现少量的白雾，所以正确。综上分析 可知，D 项正 确。 11.答案：C 解析：A 项，碳原子位于正四面体的中心，4 个氢原子位于正四面体的四 个顶点上，所以正确，不符合题意；B 项，正四面体结构的 4 个原子不可 能在同一平面上，所以正确，不符合题意；C 项，甲烷分子中最多有 3 个 原子在同一平面上，所以错误，符合题意；D 项，甲烷分子为正四面体结 构，每个碳氢键的夹角均相同，所以正确，不符合题意。 12.答案：B 解析：分子式符合 CnH2n+2 的烃中碳原子的化合价均已饱和， 属于烷烃， A 正确；烷烃的化学性质与甲烷相似，可与气态卤素单质 发生取代反应,B 错误;烷烃的同分异构体中，支链越多，沸点越低， 则正戊烷的熔、沸点 比异戊烷的高，C 正确;烷烃化学性质相对稳定， 不能被酸性高锰酸钾溶 液等强氧化剂氧化，D 正确. 13.答案：C 解析：A 项，CH4 和 Cl2 在强光照射下会发生爆炸，错误；B 项， 甲烷和 Cl2 在光照条件下发生取代反应生成 CH3C1、CH2C12、 CHCl3、CC14 和 HC1，其中 CH2Cl2、CHC13、CCl4 是油状液体.错误;C 项，甲烷和 Cl2 反 应生成 HC1，HC1 溶于饱和食盐水后会有少量 NaCl 晶体析出，正确；D 项，甲烷和 Cl2 反应的产物为 CH3C1、CH2C12、 CHCl3、CCl4 和 HCl,其 中 CH2Cl2、CHCl3、CCl4 是油状液体，CH3Cl 是不溶于水的气体，所以液 体不会充满试管,错误。 14.答案：B 15.答案：(1)CH4+4Cl2 CCl4+4HCl(2)B(3)变红盐酸使紫色石蕊溶液变红 (4)2H++ =H2SiO3↓ 解析：(1)甲烷与氯气可能发生反 应:CH4+Cl2 CH3Cl+HCl,CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl,CH2Cl2+Cl2 CHC l3+HCl,④CHCl3+Cl2 CCl4+HCl,由于 HCl 易溶于水,CH2Cl2、CHCl3、 CCl4 都是液体,反应后气体的物质的量减小,故 U 形管两边液差减小,U 形管 右侧中的水面降低,左侧气柱体积减小直至消失。 (3)生成的 HCl 溶于水为盐酸,盐酸使紫色的石蕊溶液变红。 (4)盐酸与 Na2SiO3 溶液发生反应:2H++ =H2SiO3↓(白色沉淀)。 16.答案：(1)d(2)CH4+Br2 CH3Br+HBr(3)4.48(4)b 解析：(1)天然气和沼气的主要成分都是 CH4,甲烷完全燃烧生成 CO2 和 H2O,所以是一种清洁能源；天然气中硫元素等含量低,所以燃烧废气中 SO2 等污染物的含量少;天然气与空气混合点燃,如果二者比例达到某一范围就 可能爆炸。 (2)类似于与氯气的取代反应。 (3)由题意可知 m(CO2)=8.8g,n(CO2)=0.2mol,根据碳原子守恒 知,n(CH4)=0.2mol,V(CH4)=4.48L。 (4)CH4+2O2 CO2+2H2O 1 1 V(CH4) 6mL V(H2)-10mL-6mL=4mL 故 V(CH4):V(H2)=6mL:4mL=3:2。 17.答案：(1)取代反应 (2)CH4 +C12 CH3C1 + HC1 (3)C (4)量筒内液面上升；黄绿色褪去（5)3 (6)错误；氯气中滴加入 AgNO3 溶液也会产生白色沉淀 (7)步骤二测得的 pH 比步骤一测得的 pH 低 解析：（1）甲烷与氣气在光照条件下发生取代反应。 (2)甲烷和氣气发生取代反应的第一步化学方程式为 CH4 +C12 CH3C1 + HC1 (3)因为氯气可溶于水，且能与水发生反应，因此水槽中不能盛放 H2O，A 错误;氯气与饱和石灰水发生反应，水槽中不能盛放饱和石 灰水,B 错误;饱 和食盐水可抑制氯气的溶解，且饱和食盐水能吸收 甲烷与氯气反应生成 的 HC1，造成量筒中气体压强减小，量筒中的液面上升，C 正确;氯气与 饱和 NaHCO3 溶液发生反应，且有杂质气 体 CO2 产生,D 错误： (4)甲烷与氣气发生反应消耗氯气，故最筒内黄绿色褪去，因为生 成物中 CH2C12、CHC13、CC14 为液体，量筒内壁上出现油状液滴，且 HC1 溶于 饱和食盐水，造成讀筒中气体压强减小，即量筒中液面 上升。 （5）甲烷与氯气反应的有机产物为 CH3C1、CH2C12、CHC13、CC14，其 中 CH3C1 为气态，另外 3 种为液态，因此油状液滴中含有的有机物 为 CH2C12、CHC13、CC14，共 3 种。 （6）氯气能与 AgNO3 溶液中的水反应，产生 Cl-，与 Ag+结合产生 白色 沉淀，因此该实验得出的结论错误。 (7)根据实验，步骤二测得的 pH 小于步骤一测得的 pH,说明 c(H+ )增大， 即甲烷与氯气反应产生了 HC1。