高中化学 专题3 有机化合物的获得与应用 第1单元 化石燃料与有机化合物(第1课时)天然气的利用 甲烷学业分由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“高中化学有机化合物”。
天然气的利用 甲烷
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[学业达标] 1．关于化石燃料的说法不正确的是()A．化石燃料为不可再生能源 B．石油的化学成分主要是液态烃类 C．煤就是碳，只含碳元素
D．天然气和沼气的主要成分均为甲烷
【解析】 煤是由有机物和无机物组成的混合物，含量最高的为碳元素，其次还有氢、氧等元素。
【答案】 C 2．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】 甲烷难溶于水，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；甲烷与卤素单质发生取代反应的条件是光照，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。
【答案】 A 3．(2016·青岛高一质检)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 D．点燃后罩上内壁涂有澄清石灰水的烧杯，通入溴水
【解析】 甲烷燃烧生成CO2和H2O，而CO燃烧只生成CO2，H2燃烧只生成H2O，故点燃后先罩上干燥的冷烧杯，观察有小水珠生成的为甲烷和氢气，无小水珠生成的为CO；再用内壁涂有澄清石灰水的烧杯，能使澄清石灰水变浑浊的为甲烷，从而鉴别出甲烷和H2。
【答案】 C 4．下列反应属于取代反应的是()
【导学号：39700044】高温A．CH4――→C＋2H2 B．2HI＋Cl2===2HCl＋I2 点燃C．CH4＋2O2――→CO2＋2H2O 光D．CH3Cl＋Cl2――→CH2Cl2＋HCl 【答案】 D 5．下列关于碳氢化合物的说法中正确的是()A．碳氢化合物的通式为CnH2n＋2
B．燃烧产物为二氧化碳和水的化合物，一定是碳氢化合物 C．碳原子间以单键相连的烃是烷烃
D．碳氢化合物分子的相对分子质量一定是偶数
【解析】 CnH2n＋2是烷烃的通式，A错误；燃烧产物为二氧化碳和水的化合物不只是碳氢化合物，分子式为CxHyOz的有机物的燃烧产物也是二氧化碳和水，B错误；碳原子间全部以单键相连的链烃才是烷烃，C错误；因为碳原子的相对原子质量(12)为偶数，烃分子中的氢原子数也为偶数，所以碳氢化合物分子的相对分子质量一定是偶数。
【答案】 D 6．液化石油气中含有丙烷，且丙烷中碳原子成键特点与CH4中碳原子相似，性质相似。下列有关丙烷的叙述中不正确的是()A．分子中碳原子不在一条直线上 B．光照下能够发生取代反应 C．丙烷与甲烷不是同系物 D．丙烷的一氯代物有2种
【解析】 A项，结合CH4中碳原子成键特点知丙烷分子中碳原子不在同一直线上；B项，光照下与卤素发生取代反应是烷烃的主要性质；C项，丙烷与甲烷均为烷烃，互为同系物；D项，丙烷分子中有两种氢原子，其一氯代物有2种。
【答案】 C 7．关于CH4和A．均能用CnH2n＋2组成通式来表示 B．与所有烷烃互为同分异构体
C．因为它们结构相似，所以它们的化学性质相似 D．它们互为同系物的叙述不正确的是()2 【解析】 B项它们与其他烷烃互为同系物；C项化学性质相似；D项它们结构相似，相差4个“CH2”原子团，互为同系物。
【答案】 B 8．下列数据是有机物的相对分子质量，可能互为同系物的一组是()A．16、30、58、72
C．16、32、48、54
B．16、28、40、52 D．16、30、42、56 【解析】 由于同系物在组成上相差若干个CH2原子团，因此在相对分子质量上相差14的整数倍，只有A符合。
【答案】 A 9．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．CH3Cl只有一种结构 B．CH2Cl2只有一种结构 C．CHCl3只有一种结构 D．CH4中含有4个C—H共价键
【解析】 甲烷分子无论是正四面体结构，还是正方形的平面结构，A、C、D三项都是成立的，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。无论是正四面体结构还是正方形结构，CH4中含有4个C—H极性共价键。
【答案】 B 10．某课外兴趣小组利用下图所示装置探究甲烷与氯气的反应。
请回答下列问题：
(1)反应前向100 mL量筒中通入体积比为1∶4的CH4和Cl2的方法是 _________________________________________________________ _________________________________________________________。(2)CH4与Cl2发生反应的条件是_________________________。若用日光直射，可能会引起________。
(3)实验中可观察到的实验现象：量筒内壁上出现________，饱和食盐水中有________析出，量筒内黄绿色逐渐________，量筒内液面________等。
(4)实验中生成的有机物的分子式为_______________，其中________(写分子式)是工业上重要的有机溶剂。
【解析】 甲烷与氯气反应可生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl。随着反应的进行，Cl2不断被消耗，黄绿色逐渐变浅直至消失。又由于生成的CH2Cl2、CHCl3和CCl4常温下均为无色油状液体，故量筒内壁上出现油状液滴。
【答案】(1)用排饱和食盐水的方法，先通入20 mL CH4，后通入80 mL Cl2(2)光照 爆炸
(3)油状液滴 少量固体 变浅直至消失 上升(4)CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4 CHCl3、CCl4 11．有下列几组物质： A.1H和1H B．甲烷和已烷 C．正丁烷和异丁烷 1
2其中，①属于同分异构体的是________(填字母编号，下同)；②属于同位素的是________；③属于同一种物质的是________；④属于同系物的是________。
【解析】 利用同位素、同系物及同分异构体的概念判断解答。【答案】 ①C、E ②A ③D ④B 12．写出下列烷烃的分子式。
(1)烷烃A的相对分子质量为86，其分子式为________。(2)烷烃B分子中含有200个氢原子，其分子式为________。(3)分子中含有10个C—C键的烷烃C的分子式为________。
(4)0.1 mol烷烃D完全燃烧生成0.8 mol CO2气体，D的分子式为________。【解析】 可根据通式确定烷烃分子式。【答案】(1)C6H14(2)C99H200(3)C11H24(4)C8H18
[能力提升] 13．(双选)下列各组内的物质不属于同系物的是()4
【解析】 虽然A项中的3种物质有的是直链结构，有的是带支链的结构，但它们通式相同，都属于烷烃，在分子组成上依次相差一个CH2原子团，故为同系物；B项中有3种物质均只含一个碳碳双键，在分子组成上依次相差一个CH2原子团，也属于同系物；C项中和质互为同分异构体。
【答案】 CD 14．甲烷和氯气以物质的量比1∶1混合，在光照条件下，得到的产物是()①CH3Cl ②CH2Cl2 ③CHCl3 ④CCl4 A．只有① C．只有③
B．①和②的混合物 D．①②③④的混合物
分子式相同，结构不同，是同分异构体；D项中3种物【解析】 甲烷和氯气按等物质的量反应，不可能是1个甲烷分子与1个氯分子的反应，所以不论反应物的物质的量之比是多少，都会得到各种氯代物。
【答案】 D 15．在标准状况下，22.4 L CH4与氯气在光照下发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗的氯气为()A．0.5 mol C．2.5 mol
B．2 mol D．4 mol 【解析】 1 mol CH4与氯气发生取代反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各0.25 mol，该四种取代物中n(Cl)＝0.25 mol×(1＋2＋3＋4)＝2.5 mol，根据取代反应特点，1/2的氯原子进入氯化氢，所以n(HCl)＝2.5 mol，故生成物中所含氯原子共2.5 mol＋2.5 mol＝5 mol，参加反应的氯气为n(Cl2)＝2.5 mol。
【答案】 C 16．如图是几种烷烃的球棍模型，试回答下列问题：
(1)A、B、C三者的关系是________。
(2)A的分子式为________，C的名称为________。(3)写出C的同分异构体的结构简式________。
(4)若1 mol B气体完全燃烧，生成CO2气体和液态水，放出2 217.8 kJ热量，则其燃烧的热化学方程式为___________________。
【解析】 据球棍模型知结构简式分别为：
A．CH3CH3，B.CH3CH2CH3，C.CH3CH2CH2CH3，名称分别为乙烷、丙烷、正丁烷，它们分子组成上依次相差一个“CH2”，互为同系物。
【答案】(1)同系物(2)C2H6 正丁烷
点燃(4)C3H8(g)＋5O2(g)――→3CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－2 217.8 kJ·mol
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