高一化学同步人教版必修二课时跟踪检测十二甲烷的性质含答案

课时跟踪检测（十二） 甲烷的性质1．有机化合物中一定含有的元素是( )A ．CB ．NC ．HD ．O解析：选A 含有碳元素的化合物称为有机化合物，简称有机物。

2．光照对下列反应几乎无影响的是( )A ．氢气与氯气B ．甲烷与氯气C ．甲烷与氧气D ．次氯酸分解解析：选C CH 4与O 2反应需点燃；H 2与Cl 2反应可光照，也可点燃；CH 4与Cl 2光照发生取代反应；2HClO=====光照2HCl ＋O 2↑。

3．瓦斯爆炸往往与矿坑中的甲烷有关，下列叙述中错误的是( )A ．点燃甲烷不必事先进行验纯B ．甲烷燃烧放出大量的热，所以是一种很好的气体燃料C ．煤矿的矿井要注意通风并严禁烟火，以防爆炸事故的发生D ．点燃混有空气的甲烷不一定会爆炸解析：选A A 项，甲烷是可燃性气体，点燃前必须先验纯，错误；B 项，甲烷燃烧放热，是很好的气体燃料，正确；C 项，煤矿的矿井中有很多的甲烷气体，容易燃烧爆炸，所以要注意通风并严禁烟火，正确；D 项，空气中甲烷含量在5%～15.4%(体积)范围内遇火将会爆炸，所以点燃混有空气的甲烷不一定爆炸，正确。

4．下列物质中，不能和氯气发生取代反应的是( )A ．CH 3ClB ．CCl 4C ．CH 2Cl 2D ．CH 4 解析：选B 甲烷和CH 3Cl 、CH 2Cl 2、CHCl 3均能与氯气发生取代反应，但CH 4分子中的氢原子全部被取代后即CCl 4与氯气不能再发生取代反应。

5．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Cl 2完全反应而CH 4有剩余②瓶内壁有油状液滴生成③最后有CH 4、Cl 2、CH 3Cl 、CH 2Cl 2、CHCl 3、CCl 4、HCl 七种物质共存④只有CH3Cl和HCl两种产物A．①②B．②③C．③④D．①④解析：选B有机化学反应进行不彻底，故反应后有CH4和Cl2剩余，产物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl。

6．下列反应属于取代反应的是()A．CH4高温,C＋2H2B．2HI＋Cl2===2HCl＋I2C．CH4＋2O2点燃,CO2＋2H2OD．CH4＋Cl2光,CH3Cl＋HCl解析：选D A属于分解反应，B属于置换反应，C属于氧化还原反应(燃烧)，D属于取代反应。

7．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极性键解析：选B 甲烷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，即和，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中都含有4个C—H极性键。

8．下列叙述错误的是()A．通常情况下，甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂不起反应B．甲烷是正四面体结构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．甲烷的四种取代物常温下均为液体解析：选D通常情况下甲烷较稳定，不与强酸、强碱和强氧化剂反应，A正确；甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，B正确；甲烷与Cl2在光照时发生取代反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4及HCl五种产物，其中四种有机产物中CH3Cl为气体，CH2Cl2、CHCl3、CCl4为液体，C正确，D错误。

9．(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________，其空间构型为________。

(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n＝2.8 L÷22.4 L·mol－1＝0.125 mol，该烃的摩尔质量M＝2 g÷0.125 mol＝16 g·mol－1；1 mol该烃中，含氢原子的物质的量为n(H)＝16 g×25%÷1 g·mol－1＝4 mol；1 mol含碳原子的物质的量为n(C)＝16 g×(1－25%)÷12 g·mol－1＝1 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四个顶点各有一个氢原子，即构成正四面体结构。

答案：(1)CH4正四面体形(2)10．如下图所示，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。

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，则气体X可能是(可以不填满)解析：(1)有水生成而没有二氧化碳，确定气体为氢气；(2)生成二氧化碳而没有水，判断气体为CO；(3)当两个洗气瓶的质量均增加，则同时生成水和二氧化碳，判断可能的情况为：CH4、CH4和H2、CH4和CO、H2和CO、CH4、H2和CO。

答案：(1)H2(2)CO(3)1．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．②③④C．①③④D．①②④解析：选C甲烷是最简单的烃，难溶于水，因其相对分子质量为16，故相同条件下密度小于空气，甲烷燃烧放出较多的热量且产物为CO2和H2O，所以可燃冰是一种极具潜力的能源，因此C正确。

2．下列关于甲烷的叙述中正确的是()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C．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之一D．甲烷能使KMnO4溶液褪色解析：选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。

3．将标准状况下11.2 L甲烷和22.4 L氧气混合点燃，恢复到原状况后，气体的体积为()C ．33.6 LD ．44.8 L 解析：选A CH 4＋2O 2――→点燃CO 2＋2H 2O ，因11.2 L 甲烷与22.4 L 氧气恰好完全反应生成11.2 L 的CO 2气体，此时H 2O 不是气体，故选A 。

4．鉴别CH 4、CO 、H 2三种无色气体的方法是( )A ．点燃—通入澄清石灰水—加入溴的四氯化碳溶液B ．点燃—罩上小烧杯—加入澄清石灰水C ．点燃—通入澄清石灰水D ．点燃—通入酸性KMnO 4溶液解析：选B 根据燃烧后的产物来判断，甲烷燃烧后生成CO 2和H 2O ，H 2燃烧后生成H 2O ，CO 燃烧后生成CO 2。

在火焰的上方罩一个干燥的小烧杯，出现水雾的是甲烷和H 2，没有水雾的是CO ；然后在有水雾的两个小烧杯里加入澄清石灰水，出现浑浊的是甲烷，无现象的是H 2。

5．甲烷和氢气的混合气体V L ，完全燃烧需要的氧气的体积也是V L(相同状况)，则原混合气体中甲烷和氢气的体积比为( )A ．1∶1B ．1∶2C ．2∶1D ．3∶1解析：选B 设混合气体中CH 4为x L ，氢气为y L ，依据以下反应：CH 4＋2O 2――→点燃CO 2＋2H 2O2H 2＋O 2=====点燃2H 2O 则⎩⎪⎨⎪⎧x ＋y ＝V2x ＋12y ＝V解得：y ＝23V ，x ＝13V ； x ∶y ＝13V ∶23V ＝1∶2。

6．在一定的温度、压强下，向100 mL CH 4和Ar 的混合气体中通入400 mL O 2，点燃使其完全反应，最后在相同条件下得到干燥气体460 mL ，则反应前混合气体中CH 4和Ar 的物质的量之比为( )A ．1∶4B ．1∶3解析：选A Ar 是稀有气体，不参与反应，反应前后气体的体积变化由CH 4燃烧生成的水引起。

反应前后气体的体积变化为100 mL ＋400 mL －460 mL ＝40 mL 。

设混合气体中CH 4的体积为x 。

CH 4＋2O 2――→点燃CO 2＋2H 2O ΔV 减小1 mL2 mL 1 mL 2 mLx 40 mLx ＝20 mLAr 的体积为100 mL －20 mL ＝80 mL ，CH 4与Ar 的体积之比为1∶4，相同条件下，气体的体积之比等于物质的量之比，即n (CH 4)∶n (Ar)＝1∶4。

7．1.6 mol CH 4与Cl 2发生取代反应，待反应完成后测得4种氯代物的物质的量依次增大0.2 mol ，则参加反应的Cl 2为( )A ．5 molB ．2 molC ．2.5 molD ．4 mol 解析：选A 1.6 mol CH 4与Cl 2发生反应，反应后4种氯代物的物质的量依次增大0.2 mol ，设CH 3Cl 的物质的量是x mol ，则CH 2Cl 2的物质的量是(x ＋0.2) mol ，CHCl 3的物质的量为(x ＋0.4) mol ，CCl 4的物质的量为(x ＋0.6) mol ，根据碳原子守恒可得1.6＝x ＋x ＋0.2＋x ＋0.4＋x ＋0.6，解得x ＝0.1 mol ，根据取代反应的特点，生成CH 3Cl 、CH 2Cl 2、CHCl 3、CCl 4消耗氯气的物质的量分别是0.1 mol 、0.3 mol ×2＝0.6 mol 、0.5 mol ×3＝1.5 mol 、0.7 mol ×4＝2.8 mol ，共消耗氯气的物质的量是0.1＋0.6＋1.5＋2.8＝5.0 mol 。

8．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。

某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如图。

根据要求填空：(1)写出CH 4与Cl 2反应生成一氯代物的化学方程式：________________________________________________________________________。