苏教版高中化学必修2天燃气的利用甲烷 课时练习Word文档格式.docx
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C.甲烷跟氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4,都属于取代反应
D.甲烷的四种取代物都难溶于水
甲烷的化学性质比较稳定,但可以燃烧,有可燃性,即能被O2氧化。
B
4.甲烷和氯气按等物质的量混合,在光照下得到的产物是( )
①CH3Cl ②CH2Cl2 ③CHCl3 ④CCl4
A.只有①B.只有②
C.①②③的混合物D.①②③④的混合物
甲烷和氯气发生取代反应是逐步进行的,CH4+Cl2
CH3Cl+HCl,CH3Cl+Cl2
CH2Cl2+HCl,CH2Cl2+Cl2
CHCl3+HCl,CHCl3+Cl2
CCl4+HCl,所以,得到的应是混合物。
D
5.光照对下列反应几乎无影响的是( )
A.氢气和氯气B.甲烷和氯气
C.甲烷和氧气D.CH3Cl与Cl2
光照条件下发生的反应有:
H2和Cl2化合,CH4和Cl2取代,HClO、HNO3、AgNO3、AgCl、AgBr、AgI等见光分解,而O2与CH4反应需要点燃。
C
6.(2019年四川绵阳模拟)已知正四面体形分子E和直线形分子G反应,生成四面体形分子L和直线形分子M。
(组成E分子的元素的原子序数都小于10,组成G分子的元素为第三周期的元素。
)如下图,则下列判断中正确的是( )
A.常温常压下,L是一种液态有机物
B.E是一种含有非极性键的分子
C.干燥的G能漂白有色物质
D.上述反应的类型是取代反应
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元素,黑色球表示C元素,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Cl元素,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。
A.常温常压下,一氯甲烷是气体,不溶于水,故A错误;
B.氯化氢中只含共价键,属于共价化合物,故B错误;
C.氯气没有漂白性,但次氯酸有漂白性,故C错误;
D.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,故D正确。
7.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.此反应无光照也可发生
B.甲烷和Cl2反应后的产物只有CH3Cl和HCl
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
CH4和Cl2反应需要光照才能进行,A项错误;
无论CH4与Cl2以何种比例混合发生反应产物均为CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl的混合物,B项错误;
水槽中有晶体析出,C项正确;
试管内液面上升,但不能充满试管,生成物CH3Cl是气体,D项错误。
8.下列各图均能表示甲烷的分子结构,按要求回答下列各问题。
(1)对号入座(填序号)
甲烷的球棍模型是______________,甲烷的电子式是____________________________________。
(2)如果甲烷是平面形,则CH2Cl2应该有________种结构,实际CH2Cl2有________种结构,证明甲烷不是平面形,而是________结构,上面________更能反映其真实存在状况。
(1)这几种形式都可表示甲烷这种物质,其中分子结构示意图(A),球棍模型(C),比例模型(D)均能反映甲烷分子的空间构型,但比例模型更能形象地表达出C、H的相对位置及所占比例;
电子式(B)只反映原子最外层电子的成键情况。
(2)甲烷若为平面结构,则CH2Cl2有两种结构
(1)C B
(2)2 1 正四面体 D
9.下列物质分子中,属于正四面体结构的是( )
A.CCl4B.CHCl3
C.CH2Cl2D.CH3Cl
由甲烷是正四面体结构,可推知CCl4也应是正四面体结构。
10.在我国的南海、东海海底已发现天然气(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
甲烷是最简单的烃,难溶于水,其相对分子质量为16,小于空气的平均相对分子质量(29),相同条件下密度小于空气,甲烷燃烧放出大量的热,故可燃冰是一种极具潜力的能源,故C项正确。
11.在集气瓶中使甲烷与氧气混合,点燃,进行爆炸性实验,下列甲烷与氧气的体积比(同温、同压)中爆炸声最大的是( )
A.1∶1B.1∶2
C.1∶3D.3∶1
爆炸声最大的必要条件之一,气体恰好完全反应,使单位体积的气体反应放出的热量最多。
甲烷与氧气在点燃的条件下发生完全反应的化学方程式为CH4+2O2
CO2+2H2O,符合此反应中CH4和O2的物质的量之比即可,故选B。
12.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,集气瓶内气体是( )
①CO、O2;
②Cl2、CH4;
③NO2、O2;
④N2、H2;
A.①②B.②④
C.③④D.②③
①一氧化碳与氧气在点燃条件下反应,在光照条件下不反应,压强不变化,烧杯中的水不会进入集气瓶,故①错误;
②氯气和甲烷在光照条件下发生取代反应生成氯化氢气体和一氢甲烷,氯化氢易溶于水,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②正确;
③二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;
④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,烧杯中的水不会进入集气瓶,故④错误。
13.一定质量的甲烷燃烧后得到的产物为CO、CO2和水蒸气,此混合气体质量为49.6g,当其缓慢经过无水氯化钙(足量)时,氯化钙增重25.2g,则原混合气体中CO的质量为( )
A.24.4gB.19.7g
C.13.2gD.11.2g
氯化钙增重25.2g,即m(H2O)=25.2g,n(H2O)=
=1.4mol,n(H)=2.8mol,由H守恒知n(CH4)=
n(H)=0.7mol;
再由C原子守恒知n(CO)+n(CO2)=0.7mol,m(CO)+m(CO2)=49.6g-25.2g=24.4g,解得m(CO2)=13.2g,m(CO)=11.2g。
14.1molCH4与Cl2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Cl2的物质的量为( )
A.0.5molB.2mol
C.2.5molD.4mol
1molCH4与Cl2发生取代反应,得到四种氯代物的物质的量相等,则生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各为0.25mol,该四种氯代物中n(Cl)=0.25mol×
(1+2+3+4)=2.5mol,根据取代反应的特点知,n(HCl)=2.5mol,故生成物中含氯原子的物质的量为5mol,则n(Cl2)=2.5mol。
15.如图所示,一端封闭的U型管,封闭着的一端有一段CH4和Cl2的混合气体,在水平部分有一段气柱,其他两段为液体,已知液体与气体不反应,使CH4和Cl2在稍暗的光线下缓慢反应,则中间气柱的长度的变化情况是(假设中间气柱未移出U型管的水平部分)( )
A.变长B.变短
C.不变D.难以确定
CH4+Cl2
CH3Cl+HCl;
CH3Cl+Cl2
CH2Cl2+HCl;
CH2Cl2+Cl2
CHCl3+HCl;
CHCl3+Cl2
CCl4+HCl。
在这四个反应中:
第一个反应是反应物为气体,生成物也为气体的等体积反应,气体体积不变,后三个反应由于CH2Cl2、CHCl3和CCl4都为液体,使反应后气体体积减小,使得左边液柱高度上升,而右边液柱高度下降,使液体对中间气柱的压强减小,所以体积将变大。
16.某课外活动小组利用如图所示装置探究甲烷与氯气的反应。
根据题意,回答下列问题
(1)CH4与Cl2发生反应的条件是________;
若用日光直射,可能会引起________。
(2)实验中可观察到的实验现象有:
量筒内壁出现油状液滴,饱和食盐水中有少量固体析出,______________________________,____________等。
(3)实验中生成的油状液滴的化学式为________,其中________是工业上重要的溶剂。
(4)用饱和食盐水而不用水的原因是_______________________
________________________________________________________________________________________________________________。
CH4和Cl2在光照下反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl等物质,随着反应进行,Cl2不断消耗,黄绿色逐渐变浅。
又由于生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下是无色油状液体,故量筒内壁上有油滴。
因生成的HCl易溶于水,量筒内的压强减小,故量筒内液面上升。
HCl溶于水后,溶液中Cl-浓度增大,使NaCl固体析出。
(1)光照(或光亮处) 爆炸
(2)量筒内黄绿色气体颜色变浅 量筒内液面上升
(3)CH2Cl2、CHCl3、CCl4 CHCl3、CCl4
(4)降低Cl2在水中的溶解度,抑制Cl2和水的反应
17.某学校课外实验小组欲探究甲烷的性质。
实验小组成员发现实验台有两个盖有毛玻璃片的集气瓶(其中一瓶为甲烷、一瓶为氯气)。
小组成员从实验台上拿出一支规格为20mL的刻度试管,想在试管中取5mL甲烷、15mL氯气的混合气体进行实验探究。
请你帮助他们完成下列问题:
(1)用最简单的方法区别两个集气瓶中气体:
______________
______________________________________________________。
(2)有同学提出用分液漏斗、双孔橡胶塞、玻璃管等仪器组装,可以将集气瓶中的气体取到刻度试管中。
请你画出在刻度试管中取用5mL甲烷、15mL氯气的混合气体的操作装置。
说明简单的操作方法:
__________________________________。
(3)在水槽中将橡皮塞塞在集有混合气体的试管口上,取出,放置在________(填写下面的序号)的地方,探究甲烷与氯气的取代反应。
A.黑暗中B.阳光直射的地方
C.室内自然光D.任何地方
写出该反应中的一个化学方程式:
_________________________。
足够长的一段时间后,用手握住试管,口朝下,伸入水中,在水下拔下橡皮塞,可以观察到的现象是____________________________。
(1)有颜色的一瓶中为氯气,另外一瓶中为甲烷
(2)装置如下图所示
先将双孔塞塞到盛有氯气的集气瓶口上,打开分液漏斗旋塞,使食盐水缓缓流下,收集15mL氯气;
然后将双孔塞换到盛有甲烷的集气瓶上,再打开分液漏斗旋塞,排出试管中所有的饱和氯化钠溶液即可
(3)C CH4+Cl2
CH3Cl+HCl
(或CH3Cl+Cl2
CH2Cl2+HCl
或CH2Cl2+Cl2
CHCl3+HCl
或CHCl3+Cl2
CCl4+HCl)
试管内有水柱慢慢上升
18.(2019年广东实验中学顺德学校月考)从有机反应
R—H+Cl2
R—Cl+HCl(其中R代表烃基)制取副产品盐酸的设想已成为现实。
请根据所给模拟装置图回答下列问题:
(1)装置A中制取Cl2的离子方程式为_____________________。
(2)装置B中盛放的溶液是________,作用是___________。
(3)装置C有三种功能:
①________;
②__________;
③观察气泡的产生情况,便于控制两种气体的配比。
(4)玻璃管E中放在石棉碎块上的碘化钾的作用是:
____________________。
导管末端“肚形”装置的作用是____________________________。
(5)从F中分离出盐酸的最佳方法是_____________。
该套实验装置还存在的缺陷是__________________。
(1)MnO2+2Cl-+4H+
Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)饱和食盐水 除去Cl2中混有的HCl
(3)①干燥Cl2、CH4 ②使CH4、Cl2充分混合
(4)除去未反应完的Cl2 防止倒吸
(5)分液 没有进行尾气(CH3Cl等)处理
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