课后作业限时：45分钟总分：100分人教版高中化学必修二课后作业：3-1-1甲烷含解析(2)1．下列说法正确的是( )C．CH2Cl2为正四面体结构D．CCl4为平面正方形结构2.将1 mol甲烷和适量的Cl2混合后光照，充分反应后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1 mol，则参加反应的Cl2的物质的量为( )A．1.5 mol B．3 molD．6 mol．C4.5 mol3．下列叙述正确的是 ( )A．由甲烷分子呈正四面体形结构可推知一氯甲烷分子也呈正四面体形结构B．在甲烷的四种氯的取代物中，只有四氯甲烷是非极性分子C．由甲烷(CH4)的氯代物有4种，可推知乙烷(结构式为)的氯代物有6种D．点燃CH4前不需要检验其纯度4．下列关于甲烷的叙述正确的是( )A．甲烷分子的空间构型是正四面体，所以，CH2Cl2有两种不同构型B．甲烷可以与氯气发生取代反应，因此，可以使氯水褪色．甲烷能够燃烧，在一定条件下会发生爆炸，因此，是矿井安全的重要威胁C．之一D．甲烷能使KMnO4溶液褪色5．把1 mol甲烷和4 mol氯气组成的混合气体充入到大试管中将此试管倒立在盛有饱和食盐水的水槽里，放在光亮处，一段时间后，推测可能观察到的现象( )①黄绿色逐渐消失②试管壁上有油珠③试管内水面上升④水槽内有少量晶体析出A．只有①③ B．只有①②③D．①②③④C．只有①③④6．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，则集气瓶中的气体可能是( )①CO、O2 ②Cl2、CH4 ③NO2、O2 ④N2、H2A．①② B．②④D ．②③C．③④7．1 mol甲烷和Cl2发生取代反应，待反应完成后，测得四种取代物的物质的量相等，则消耗Cl2的物质的量为( )A．0.5 mol B．2 molD．2.5 mol．4 mol C8．瓦斯爆炸是空气中含甲烷5%～15.4%(体积分数)遇火所产生的，发生爆炸最强烈时，甲烷在空气中的体积分数大约为( ) A．10.5% B．9.5%D．．C8%5%9．在一定条件下，下列物质可与甲烷发生化学反应的是( )A．溴水 B．氯水D ．高锰酸钾溶液．氧气C10．下图是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型图。
下列说法正确的是( )都是正四面体结构CH3Cl和CCl4、CH4．A．B．CH4、CCl4都是正四面体结构C．CH4和CCl4中的化学键完全相同D．CH4、CCl4的结构相同，性质也相同11. 在光照条件下，将体积相同的甲烷气体和Cl2(常温、常压下)混合，得到的混合物中物质的量最多的是( )A. CH3ClB. CH2Cl2D. HCl C. CHCl3答案1．B 甲烷为正四面体结构，CCl4也是正四面体结构，CH2Cl2为四面体结构，但不是正四面体结构。
2．B 解答此题宜用原子守恒法。
CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4中的碳原子都是从CH4中来的，故这四种取代物共1 mol，设CH3Cl的物质的量为x，则x＋(x＋0.1 mol)＋(x＋0.2 mol)＋(x＋0.3 mol)＝1 mol，得x＝0.1 mol，即CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次为0.1 mol、0.2 mol、0.3 mol、0.4 mol，含Cl原子的物质的量共为0.1 mol×1＋0.2 mol×2＋0.3 mol×3＋0.4 mol×4＝3 mol。
而一个Cl2分子中只有一个Cl 原子参加取代反应，因此消耗的Cl2也为3mol。
4．C A中，由于甲烷是正四面体结构，四个顶点中任意两个氢原子都是相邻关系，故CH2Cl2不存在不同构型。
B中，CH4只能跟氯气在光照下反应，与氯水不反应。
D中，CH4比较稳定，不能被KMnO4溶液氧化。
5．D 氯气被消耗后，黄绿色消失。
生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4均为油状液体，又因为氯气被消耗，气体的体积减小，试管内水面上升。
生成的HCl溶于水降低了NaCl的溶解度，有NaCl 析出。
6．D 从题目的叙述情况看，所选气体组必须是与水作用后混合气体总体积减小的，此时应注意CH4与Cl2的取代反应生成HCl，HCl易溶于水，因此应选D。
7．C 依据CH4与Cl2的取代反应规律可知：1个Cl2分子取代1个H原子，，mol0.25 产生四种取代产物均为所以由碳原子守恒可得，分子。
HCl个1同时生成．生成0.25 mol CH3Cl需消耗n(Cl2)＝0.25 mol，生成0.25 mol CH2Cl2需消耗n(Cl2)＝0.5 mol，生成0.25 mol CHCl3需消耗n(Cl2)＝0.75 mol，生成0.25 mol CCl4需消耗n(Cl2)＝1.0 mol，因此总共消耗n(Cl2)＝2.5 mol。
8．B 由CH4＋2O2CO2＋2H2O可知瓦斯爆炸最强烈时，CH4和O2的体积比应为1∶2，因此CH4与空气的体积比为1∶≈1∶9.5。
那么它在空气中的体积分数为×100%≈9.5%，选B。
9．C 甲烷化学性质比较稳定，在常温常压下不易被氧气、高锰酸钾溶液氧化，但在点燃条件下与氧气发生反应；甲烷与Cl2在光照条件下发生取代反应，但与溴水、氯水不反应。
10．B CH3Cl中的C—Cl共价键和C—H共价键键能、键长及键的牢固性均不同，故CH3Cl不是正四面体结构，CH4和CCl4的性质也不相同。
———————————————————————————12. 一定质量的甲烷燃烧后的产物为CO、CO2和水蒸气，此混合气体质量为49.6 g，当其缓慢经过无水CaCl2时，CaCl2增重25.2 g。
原混合气体中CO2的质量为( )A. 12.5 g B. 13.2 gC. 19.7 gD. 24.4 g二、非选择题(共52分)13．(15分)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度可以忽略。
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，请写出化学方程式：_____________________________________________________________________。
(2)若题目中甲烷与氯气的体积之比为1∶1，则得到的产物为________(填字母编号)。
A．CH3Cl HClHClCCl4 ．B C．CH3Cl CH2Cl2D．CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 HCl(3)经过几个小时的反应后，U形管右端的水柱变化是________(填字母编号)。
A．升高 B．降低C．不变 D．无法确定形管则在U左端会观察到中(4)若水含有Na2SiO3，___________________________________________________________ _____________。
_______________________________是管的作用(5)右端玻璃。
________________________________________14.(18分)利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。
某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下：根据设计要求回答：(1)B装置有三种功能：①控制气流速度；②均匀混合气体；③______________。
(2)设V(Cl2)/V(CH4)＝x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应________。
(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________(填序号)。
A．收集气体 B．吸收氯气C．防止倒吸 D．吸收氯化氢(5)在C装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，写出置换出黑色小颗粒的化学方程式：___________________________________________________________ _____________。
中分离出盐酸的最佳方法为E(6)E装置除生成盐酸外，还含有有机物，从为。
该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分________。
填序号)________(CCl4．eCHCl3 ．dCH2Cl2 ．cCH3Cl ．bCH4 ．a15．(12分)如图是某同学利用日常用品注射器设计简易实验装置。
甲管中注入10 mL CH4，同温、同压下乙管中注入50 mL Cl2，将乙管气体推入甲管中，气体在甲管中反应，针管用日光照射一段时间。
(1)下列是某同学预测的实验现象：①气体最终变为无色；②实验过程中，甲管活塞向内移动；③甲管内壁有油珠；④产生火花。
其中正确的是________。
(2)甲管中发生的化学反应类型为________。
(3)反应后，甲管中剩余气体能用下列试剂吸收的是________。
B．氢氧化钠溶液A．水C．硝酸银溶液D．饱和食盐水(4)反应后，若将甲管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________________。
16．(7分)取标准状况下CH4和过量O2的混合气体840 mL，点燃，将燃烧后的气体用过量碱石灰吸收，碱石灰质量增加0.600 g。
回答下列问题：(1)碱石灰吸收后所剩气体的体积为________(标准状况下)。
(2)原混合气体中CH4与O2的体积比为______。
答案11. D Cl2和CH4气体的取代反应，无论按何体积比混合都将会发生各步取代反应。
它不像无机反应那样固定反应物计量数可确定生成物种类。
无机反应易于控制，有机反应则不易控制。
在某一阶段，CH4与Cl2的每一步取代反应中都有HCl生成，因此得到的反应混合物中物质的量最多的是HCl。
12. B 经过CaCl2被吸收的为水蒸气，即n(H2O)＝＝1.4 mol，根据CH4的组成可知，CO和CO2的物质的量之和为：＝0.7 mol，设CO2的质量为x，则CO的质量为49.6 g－25.2 g－x，故有关系式：＋＝0.7 mol，解得：x＝13.2 g。
13．(1)CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl (2)D (3)B (4)有白色胶状沉淀生成 (5)平衡气压生原子可完全被取代，H中的四个CH4则若充分反应，足量，Cl2因(1)解析：成CCl4和HCl，CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl。