精选人教版高中化学必修2课时分层作业11甲烷含答案

课时分层作业(十一) 甲烷
(建议用时：45分钟)
[学业达标练]
1．下列关于有机物的说法正确的是( )
A．有机物只能存在于动植物体内，不能通过人工的方法合成
B．有机物只含有碳、氢两种元素
C．含碳元素的化合物不一定属于有机物
D．烃是指燃烧后只生成CO2和H2O的有机物
C[A项，有机物可以通过人工合成的方法合成；B项，有机物可以含C、H、O、N、P 等；C项，CO2、CaCO3为无机物；D项，烃的含氧化合物燃烧也只生成CO2和H2O。

] 2．以下关于甲烷的说法中错误的是( )
A．甲烷分子是由极性键构成的分子
B．甲烷分子具有正四面体结构
C．甲烷分子中四个C—H是完全等同的键
D．甲烷分子中具有非极性键
D[甲烷分子的正四面体结构中，四个键的长度、角度相等，四个氢原子的位置一样，分子中的C—H为极性键。

]
3．下列关于甲烷的叙述正确的是( )
A．甲烷分子的立体构型是正四面体，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．甲烷能使酸性KMnO4溶液褪色
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，不能被酸性KMnO4溶液氧化。

]
4．下列反应属于取代反应的是( )
【导学号：43722141】A．C2H4＋3O22CO2＋2H2O
B．Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu
C．NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3
D．CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl
【答案】 D
5．把纯净的甲烷和氯气混合于集气瓶中，用玻璃片盖住瓶口，放在光亮的地方，片刻后移动玻璃片，留一条缝，此时观察到的现象有：①发生爆炸；②瓶口有白雾；③瓶内气体
颜色变浅；④瓶内有油状物。

其中正确的是( )
A ．①②③
B ．②③④
C ．①③④
D ．①②④
B [CH 4和Cl 2在光照条件下生成CH 3Cl(气体)、CH 2Cl 2、CHCl 3、CCl 4和HCl ，随着反应的进行，Cl 2不断被消耗，黄绿色逐渐消失，又由于生成的CH 2Cl 2、CHCl 3、CCl 4常温下均为无色液体，故瓶壁上有油状液滴生成，所生成的HCl 遇空气中的水分形成白雾，故②③④正确；因为不是强光照射，混合物不会发生爆炸，故①不正确。

]
6．某有机物在氧气中充分燃烧，生成的CO 2和H 2O 的物质的量之比为1∶2，下列说法中正确的是( )
A ．分子中C 、H 、O 原子个数之比为1∶2∶3
B ．分子中
C 、H 原子个数之比为1∶2
C ．分子中可能含有氧原子
D ．此有机物的最简式为CH 4
C [根据有机物在氧气中燃烧时生成的CO 2与H 2O 的物质的量之比为1∶2，推知有机物分子中C 、H 原子的个数比为1∶4，但不能说明其最简式为CH 4，因为该分子中还可能含有氧原子，故C 正确。

]
7.如图所示，一端封闭的U 形管，封闭着的一端有CH 4和Cl 2的混合气体，在水平部分有一段气柱，已知液体与气体不反应，使CH 4与Cl 2在稍暗的光线下缓慢反应，则中间气柱的长度如何变化(假设中间气柱未移出U 形管的水平部分)( )
【导学号：43722142】
A ．变大
B ．变小
C ．不变
D ．难以确定
A [本题考查化学与物理知识，发生的反应为：
CH 4＋Cl 2――→光CH 3Cl ＋HCl
CH 3Cl ＋Cl 2――→光CH 2Cl 2＋HCl
CH 2Cl 2＋Cl 2――→光CHCl 3＋HCl
CHCl 3＋Cl 2――→光CCl 4＋HCl
上述反应只有一个反应的产物CH 3Cl 是气体，其余CH 2Cl 2、CHCl 3、CCl 4都是液体，反应后体积减少，故左边液柱高度上升，而右边液柱高度下降，那么对中间气柱的压强减小，则体积变大。

]
8．如图所示，某气体X 可能由H 2、CO 、CH 4中的一种或几种组成，将X 气体点燃，将燃烧后的气体通过A 、B 两个洗气瓶。

试根据实验现象回答下列问题：
【导学号：43722143】
(1)若A洗气瓶的质量增加，B洗气瓶的质量不变，则X气体是________。

(2)若A洗气瓶的质量不变，B洗气瓶的质量增加，则X气体是________。

(3)若A、B两个洗气瓶的质量都增加，则X气体可能是________。

【解析】写出三种气体燃烧反应的化学方程式，然后根据浓硫酸吸水，澄清石灰水吸收CO2可得：(1)若A瓶质量增加，B瓶质量不变，说明气体X燃烧只生成水，X为H2；(2)若A瓶质量不变，B瓶质量增加。

说明气体X燃烧只有CO2生成，故X为CO；(3)若A、B两瓶质量都增加，说明气体X燃烧产物既有H2O又有CO2，故X气体为不确定成分。

它可以是CH4，也可以是以下组合：H2与CO；H2与CH4；CO与CH4；H2与CO和CH4。

【答案】(1)H2(2)CO (3)CH4或H2和CO或H2和CH4或CO和CH4或H2和CO与CH4
[冲A挑战练]
9．能够证明甲烷分子的空间结构为正四面体的事实是( )
A．甲烷分子中4个C—H键的强度相同
B．甲烷分子中4个C—H键的长度相同
C．甲烷的一氯代物只有1种
D．甲烷的二氯代物只有1种
D[若甲烷为平面正方形结构，则甲烷分子中4个C—H键的长度和强度也可以相同，A、B不能证明；若甲烷为平面正方形结构，则二氯甲烷应有2个氯原子分别在邻位和对位两种结构。

而实际上二氯甲烷只有1种结构，所以甲烷不是平面正方形结构，而是正四面体结构，D项能证明。

]
10．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CH3Cl
B．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
D．1 mol甲烷生成CCl4最多消耗2 mol氯气
C[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氢原子，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。

]
11．如图是某同学利用日常用品注射器设计的简易实验装置。

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，针管放在光亮处一段时间。

【导学号：43722144】
(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)甲管中发生化学反应的类型为________。

(3)反应后，甲管中剩余气体能用下列试剂吸收的是________。

A ．水
B ．NaOH 溶液
C ．AgNO 3溶液
D ．饱和食盐水
(4)反应后，若将甲中的物质推入盛有适量AgNO 3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___________________________________________________________________。

【解析】 在光照条件下，甲烷与氯气发生反应：CH 4＋Cl 2――→光CH 3Cl ＋HCl ，CH 3Cl ＋
Cl 2――→光CH 2Cl 2＋HCl ，CH 2Cl 2＋Cl 2――→光CHCl 3＋HCl ，CHCl 3＋Cl 2――→光CCl 4＋HCl 。

(1)理论上，甲烷与氯气体积比为1∶4时，二者恰好完全反应，而甲中氯气与甲烷体积比为5∶1>4∶1，说明氯气过量，反应后仍有氯气剩余，为黄绿色。

该反应进行缓慢，不会产生火花。

产物中只有氯化氢和一氯甲烷为气体，所以气体的总物质的量减小，内部压强减小，甲管活塞向内移动。

(2)甲烷分子中的四个氢原子可被氯原子逐一取代，故甲管中发生的是取代反应。

(3)剩余气体中含有氯气和氯化氢，可用氢氧化钠溶液吸收剩余气体。

(4)生成的HCl 会与AgNO 3溶液反应生成AgCl 白色沉淀，同时因CH 2Cl 2、CHCl 3、CCl 4难溶于水而看到液体分为两层，因Cl 2有剩余，若加入几滴石蕊，溶液会先变红后褪色。

【答案】 (1)②③ (2)取代反应 (3)B
(4)液体分为两层，产生白色沉淀 溶液先变红后褪色。