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1、3.1.1 最简单的有机化合物甲烷一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1下列说法中正确的是()A由碳、氢、氧三种元素组成的化合物一定是有机物B烃是含有碳元素和氢元素的化合物C大多数有机物熔、沸点较低D有机物都难溶于水【答案】C2下列物质中属于有机物的是()乙醇食盐石墨甲烷蔗糖水一氧化碳碳酸钙乙酸ABC D【解析】CO、CO2、碳酸盐、碳酸氢盐等化合物虽然含有碳元素，但不属于有机物。【答案】B3下列叙述不正确的是()A天然气和石油气的主要成分是甲烷B沼气是一种可再生能源CCH4和CO2都是温室气体D热稳定性：H2OCH4SiH4【解析】石油气的主要成分不是甲烷(是丙烷、丁烷等)。
2、【答案】A4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点燃后罩上涂有澄清石灰水的烧杯C点燃，先后罩上干燥的冷烧杯和涂有澄清石灰水的烧杯D点燃后罩上涂有澄清石灰水的烧杯，通入溴水【解析】用干燥的冷烧杯可以检出是否生成水，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以检出是否生成CO2，从而确定原气体中是否含有碳元素。【答案】C5下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是()A甲烷与氯气的物质的量之比为1：1，混合发生取代反应只生成CH3ClB甲烷与氯气的取代反应，生成的产物中CH3Cl最多C甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物D1 mol甲烷
3、生成CCl4最多消耗2 mol氯气【解析】甲烷与氯气一旦发生取代反应就不会停止在某一步，四种有机物都会产生，故得不到纯净的CH3Cl，A错误，C正确；甲烷与氯气的反应中每取代1 mol H原子，消耗1 mol氯气，生成1 mol HCl，故产物中HCl最多，B错误；1 mol甲烷生成CCl4最多消耗4 mol氯气，D错误。【答案】C6(2017昆明高一检测)为验证甲烷分子中含有C、H两种元素，可将其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 BC D【解析】要证明CH4中含有C、H两种元素，可通过其燃烧产物为CO2和H2O来证明，选、，检验时应先检验H2O后检验CO2，故顺
4、序为。【答案】D7(2017宁德高一检测)将试管中的甲烷和氯气光照一段时间后，拔开橡胶塞，实验过程中不可能观察到的现象是()A试管中气体的黄绿色变浅B试管中有火星出现C试管壁上有油状液滴出现D试管口有白雾【解析】甲烷和氯气光照一段时间后试管内气体颜色逐渐变浅，内壁有油状液滴出现，拔开橡胶塞试管口有少量白雾出现。故选B。【答案】B8(2017山东聊城高一检测)能证明甲烷是正四面体结构而不是正方形的事实是()ACH3Cl只有一种结构BCH2Cl2只有一种结构CCHCl3只有一种结构DCH键的键长都相同【解析】无论甲烷是正四面体结构还是正方形，A、C、D都成立；甲烷若为正方形其二氯代物CH2Cl2有
5、两种结构，如图，故选B。【答案】B9(2017山东滨洲高一检测)下图是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型图。下列说法正确的是()ACH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构BCH4、CCl4、CH3Cl都难溶于水CCH4、CCl4、CH3Cl都比水轻DCH4、CCl4的结构相同，性质也相同【解析】CH3Cl不是正四面体结构，CCl4比水重，CH4和CCl4的性质不同。【答案】B10(2017太原高一检测)一定量的CH4恰好与一定量的O2完全反应得CO2、CO、H2O(g)，产物总质量为49.6 g，将其通过装有足量浓H2SO4的洗气瓶后，洗气瓶增重25.2 g。CH4若完全燃烧还需O
6、2的体积(标准状况)为()A8.96 L B2.24 LC4.48 L D6.72 L【解析】由题中洗气瓶增重25.2 g可知，H2O的物质的量为1.4 mol，根据H原子守恒，所以CH4为0.7 mol，这样就知道CH4完全燃烧时生成CO2的物质的量也是0.7 mol。用0.7 mol CO2的质量减去已经生成的CO和CO2两者的总质量，就是CH4完全燃烧还需O2的质量，即m(O2)0.7 mol44 gmol1(49.6 g25.2 g)6.4 g，即n(O2)0.2 mol，V(O2)0.2 mol22.4 L/mol4.48 L。【答案】C二、非选择题(本题包括5小题，共50分)11(
7、10分)(2017山东淄博高一检测)(1)某气态烃在标准状况下的体积为2.8 L，其质量为2 g，该烃中氢元素的质量分数为25%，则该烃的分子式为_，电子式为_，结构式为_，空间构型为_，在光照条件下该烃与氯气反应生成气态有机物的化学方程式为：_。(2)如图立方体中心的“”表示甲烷分子中的碳原子，请在立方体的顶点用“”表示出与之紧邻的4个氢原子的位置。【解析】(1)该烃的物质的量为n2.8 L/22.4 Lmol10.125 mol，该烃的摩尔质量为M2 g/0.125 mol16 gmol1；1 mol该烃中含氢原子的物质的量为n(H)16 g25%/1 gmol14 mol；1 mol该烃
8、中含碳原子的物质的量为n(C)16 g(125%)/12 gmol11 mol，所以分子式为CH4。(2)CH4分子是以碳原子为中心的正四面体结构，在立方体中互不相邻的4个顶点即构成正四面体结构。【答案】(1)CH4正四面体结构CH4Cl2CH3ClHCl(2)或12(10分)(2017南京高一检测)某气体X可能由H2、CO、CH4中的一种或几种组成，将X气体燃烧，把燃烧后生成的气体通过A、B两个洗气瓶，如图所示。试回答下列问题：(1)若A洗气瓶的质量增加，B洗气瓶的质量不变，则气体X是_。(2)若A洗气瓶的质量不变，B洗气瓶的质量增加，则气体X是_。(3)若A、B两个洗气瓶的质量都增加，则气
9、体X可能是(完成下表，可不填满，也可补充)：【解析】(1)X燃烧只生成H2O。(2)X燃烧只生成CO2。(3)X燃烧既生成CO2也生成H2O。【答案】(1)H2(2)CO(3)CH4H2、COH2、CH4CO、CH4H2、CO、CH413(10分)(2014山东德州高一检测)3个装有CH4和Cl2混合气体的集气瓶，用玻璃片盖好瓶口后，分别作如下处理，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)CH4和Cl2发生的一系列反应都是_(填反应类型)反应，请写出CH4和Cl2反应生成一氯甲烷的化学方程式：_。(3)若要使0.5 mol CH4
10、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 molC1.25 mol D0.5 mol【解析】(1)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。(3)0.5 mol CH4生成等物质的量的4种取代产物，即0.125 mol CH3Cl、0.125 mol CH2Cl2、0.125 mol CHCl3、0.125 mol CCl4，生成HCl的物质的量为n(HCl)0.125 mol10.125 mol20.125 mol30.125 mol41.25 mol，故选C项。【答案】
11、(1)无明显现象爆炸黄绿色逐渐变浅，有油状液滴生成(2)取代CH4Cl2CH3ClHCl(3)C14(10分)(2015广东高一检测)根据下图所示的实验装置回答有关问题：(1)B装置有三种功能：控制气流速度；均匀混合气体；_。(2)设V(Cl2)/V(CH4)x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x的值应为_。(3)D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是_。(4)E装置的作用是_(填编号)。A收集气体 B吸收氯气C防止倒吸 D吸收氯化氢(5)E装置除生成盐酸外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为_。该装置存在的缺陷是没有进行尾气处理，其尾气的主要成分为_(填编号)。ACH4 BCH3Cl
12、CCH2Cl2 DCHCl3ECCl4【解析】(1)浓H2SO4吸水，可干燥混合气体；(2)CH4和Cl2在光照条件下发生连锁取代反应，V(Cl2)/V(CH4)4时生成氯化氢最多，故x4。(3)过量的氯气进入D装置，发生反应：Cl22KI=2KClI2，所以D装置可以吸收过量的Cl2。(4)E为防倒吸装置，烧杯中含有水，可吸收HCl气体。(5)盐酸与有机物不互溶，故可用分液法分离；尾气成分是多余的CH4和产物CH3Cl。【答案】(1)干燥混合气体(2)大于或等于4(3)吸收过量的氯气(4)C、D(5)分液A、B15(10分)(2015山东泰安高一检测)向甲、乙两支盛有甲烷的试管中(其中一支用
13、黑纸包好)分别快速加入0.5 g KMnO4和1 mL浓盐酸，然后迅速塞上胶塞，放在试管架上，将其置于光线一般的室内，等待片刻，观察现象。已知KMnO4与浓盐酸在常温下即可反应产生氯气，试回答下列问题。(1)请填写下表：实验现象实验结论甲KMnO4与浓盐酸混合，试管中立即充满_色气体；在光照条件下，试管内气体的颜色_；试管内壁上出现了_。CH4与Cl2在光照条件下发生化学反应乙迅速剥开黑纸，立即观察，试管内气体的颜色为_CH4与Cl2在无光照条件下不发生化学反应(2)CH4和Cl2在光照条件下发生反应，生成气态有机物的化学方程式为_，该反应属于_反应。【解析】KMnO4与浓盐酸混合时，立即产生黄绿色的氯气，氯气与甲烷在黑暗处不能发生反应，但在光照条件下能发生取代反应，生成的有机产物中有三种是无色油状液体，只有一氯甲烷是气体，同时还生成HCl气体，该反应属于取代反应。【答案】(1)黄绿变浅(或消失)油状液滴黄绿色(2)CH4Cl2CH3ClHCl取代- 5 -
