高中化学专题3有机化合物的获得与应用第一单元化石燃料与有机化合物第1课时天然气的利用甲烷课时作业必修2

专题3 第一单元第1课时天然气的利用甲烷课后提升·速达标时间：45分钟满分：100分一、选择题(每小题4分，共48分)1．(2017·江苏省宿迁名校高一期中)下列有关甲烷的说法正确的是( )A．易溶于水B．是最简单的有机化合物C．与氯气发生加成反应D．与乙烷互为同分异构体2．(2017·黑龙江省哈尔滨市六中高一期中)下列关于甲烷的说法正确的是( )A．实验室可用向上排空气法收集甲烷B．甲烷点燃之前需要验纯C．甲烷可以与溴水发生取代反应D．甲烷在空气中燃烧只可能生成CO2和H2O3．(2017·黑龙江牡丹江市一中高二期中)能说明CH4的空间构型是正四面体而不是平面正方形的是( )A．4个H与C的距离相等B．CH4没有同分异构体C．CH4分子中的键角相等D．CH2Cl2没有同分异构体4．(2017·山东省济南一中高一期中)在一定条件下，下列物质可与甲烷发生化学反应的是( )A．氯气B．溴水C．氢气D．高锰酸钾溶液5．(2017·四川省成都市彭州中学高一月考)若要使0.5 mol CH4完全和Cl2发生取代反应，并生成相同物质的量的4种取代产物，则生成HCl的物质的量为( )A．2.5 mol B．2 molC．1.25 mol D．0.5 mol6．(2017·安徽省淮南二中高二期中)下列有关说法不正确的是( )A．具有相同通式的有机物不一定互为同系物B．甲烷和乙烯互为同系物C．分子式为C3H8与C6H14的两种有机物一定互为同系物D．两个相邻同系物的相对分子质量数值相差147．下列物质属于同系物的一组是( )A．CH4与C2H4C．C2H6与C3H8D．O2与O38．在1.01×105Pa下，测得的某些烷烃的沸点见下表。

据表分析，下列选项正确的是( )A.B．在1.01×105Pa,20 ℃时，C5H12都是气体C．烷烃随碳原子数的增加，沸点降低D．C5H12随着支链的增加，沸点降低9．下列分子只表示一种物质的是( )A．C3H7Cl B．C5H12C．CH2Cl2D．C4H1010．北京奥运会“祥云”火炬使用的燃料为丙烷。

下列关于丙烷的说法正确的是( ) A．1 mol 丙烷完全燃烧需4 mol氧气B．与丁烷互为同分异构体C．能使酸性高锰酸钾溶液褪色D．分子式为C3H811．(2017·广西桂林市桂林中学高一期中)下列有关烷烃的叙述中，正确的是( )①在烷烃分子中，所有的化学键都是单键②烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去③饱和烷烃的通式是C n H2n＋2④所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应⑤光照条件下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色A．①③⑤ B．②③C．①③④ D．①②④12．(2017·山东省济南一中高一期中)下列关于CH4和CH3CH(CH3)CH2CH3的叙述正确的是( )A．均能用C n H2n＋2组成通式来表示B．与所有烷烃互为同素异形体C．因为它们的结构相似，所以它们的化学性质相似，物理性质相同D．通常状况下，它们都是气态烷烃答案与解析1．B 甲烷难溶于水，故A错误；甲烷是最简单的有机化合物，故B正确；在光照条件下，甲烷与氯气发生取代反应，故C错误；甲烷与乙烷互为同系物，故D错误；答案为B。

2．B 甲烷的密度小于空气，实验室可用向下排空气法收集甲烷，A错误；甲烷是可燃性气体，甲烷点燃之前需要验纯，B正确；甲烷与溴水不反应，C错误；甲烷在空气中如果燃烧不完全，可能生成CO和H2O，D错误，答案选B。

3．D 甲烷无论是正四面体结构，还是正方形，甲烷的4个碳氢键的键长都相等，无法判断甲烷的结构，A错误；甲烷无论是正四面体结构，还是正方形，甲烷均没有同分异构体，B错误；甲烷无论是正四面体结构，还是正方形，甲烷分子中的键角都相等，C错误；若为平面正方形结构，二氯甲烷有两种同分异构体，而正四面体的二氯甲烷不存在同分异构体，D正确；答案选D。

4．A 甲烷在光照条件下与氯气发生取代反应，故A正确；甲烷性质稳定与溴水不反应，故B错误；甲烷是饱和烷烃，不能与氢气发生加成反应，故C错误；甲烷不能被酸性高锰酸钾氧化，故D错误；故选A。

5．C 0.5 mol CH4完全和Cl2发生取代反应，反应完全后，得四种有机物物质的量相等，根据碳原子守恒知，CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的物质的量都是0.125 mol。

由于氯气发生的取代反应是1个氯原子替换出1个氢原子，另一个氯原子则与氢原子结合生成氯化氢，所以参加反应的氯气的物质的量等于生成的氯代烃中氯原子的物质的量，而4种氯代烃的物质的量相等，即各有0.125 mol，所以所需的氯气的物质的量为0.125 mol×1＋0.125 mol×2＋0.125 mol×3＋0.125 mol×4＝1.25 mol，根据取代反应的特点：1个氯原子替换出1个氢原子，另一个氯原子则与氢原子结合生成氯化氢知：n(HCl)＝1.25 mol，答案选C。

6．B 同系物一定具有相同的通式，而通式相同不一定是同系物，如单烯烃通式与环烷烃通式都是C n H2n，不是同系物，故A正确；甲烷和乙稀不是同系的，故B错误；分子式为C3H8与C6H14的有机物是烷烃，碳原子数不相同的烷烃一定属于同系物，故C正确；相邻同系物分子组成相差一个“—CH2—”原子团，相对分子质量相差14，故D正确。

综上，选B。

7．C 结构相似，分子组成上相差1个或若干个“CH2”原子团的有机物互称为同系物，C项两种物质互为同系物；B项两物质互为同分异构体；D项两物质互为同素异形体。

8．D 据表中信息知在1.01×105 Pa下，新戊烷的沸点为9.5 ℃，所以在标准状况下不是气体，而在20 ℃时，正戊烷和异戊烷也不是气体，所以A、B均错；烷烃随碳原子数的增加，沸点逐渐升高，C错；C5H12随支链的增加，沸点降低，D正确。

9．C A 项可表示CH 3CH 2CH 2Cl 和两种；B 项C 5H 12可表示CH 3CH 2CH 2CH 2CH 3、三种；CH 4是正四面体，四个氢原子完全相同，所以CH 2Cl 2只有一种结构；D 项C 4H 10可表示CH 3CH 2CH 2CH 3和两种。

10．D 丙烷燃烧的化学方程式为C 3H 8＋5O 2――→点燃3CO 2＋4H 2O,1 mol 丙烷完全燃烧需5 mol 氧气，A 项错；丙烷与丁烷分子组成相差1个“CH 2”，互称同系物，B 项错；甲烷、丙烷均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，C 项错；D 项正确。

11．C ①在烷烃分子中，所有的化学键都是单键，正确；②烷烃都不能使酸性KMnO 4溶液的紫色褪去，错误；③饱和烷烃的通式是C n H 2n ＋2，正确；④所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应，正确；⑤乙烷通入溴水中不反应，不能使溴水褪色，错误。

答案选C 。

12．A CH 4和CH 3CH(CH 3)CH 2CH 3均为烷烃，分子组成均符合C n H 2n ＋2通式，故A 正确；CH 4和CH 3CH(CH 3)CH 2CH 3与所有不等碳原子的烷烃互为同系物，故B 错误；CH 4和CH 3CH(CH 3)CH 2CH 3均为烷烃，所以它们的化学性质相似，但物理性质不一定相同，故C 错误；通常状况下，甲烷为气态烷烃，而CH 3CH(CH 3)CH 2CH 3为液态烷烃，故D 错误。

答案为A 。

答案与解析二、非选择题(共52分)13．(10分)下列各组物质①O 2和O 3 ②H 2、D 2、T 2 ③12C 和14C互为同位素的是________(填序号，下同)，互为同素异形体的是________，互为同系物的是________，互为同分异构体的是________，属于同一物质的是________。

14．(10分)如图是某同学利用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)甲试管中生成一氯代物的化学方程式： ___________________________________________________________________________________________________。

(4)反应后，甲管中剩余气体能用下列试剂吸收的是________。

A．水B．氢氧化钠溶液C．硝酸银溶液D．饱和食盐水(5)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_______________________________________________________________________。

15．(12分)(2017·海南省文昌中学高一期中)下列各图均能表示甲烷的分子结构，按要求回答下列问题。

(1)甲烷的球棍模型是________，甲烷的电子式是________(填序号)。

(2)写出甲烷与氯气发生反应的化学方程式________________________________(只写第一步)，该反应的反应类型是________。

(3)相对分子质量为72的烷烃的分子式是________。

(4)甲烷与丙烷互为________。

A．同位素B．同素异形体C．同系物D．同分异构体16．(20分)已知某气态化石燃料X中只含有碳、氢两种元素。

为探究该气体中碳和氢两种元素的质量比，某同学设计了燃烧法测量的实验方案，通过测量装置C和D的增重即可求得碳氢两种元素的质量比。

实验装置如图所示(已知CuO可以作为碳氢化合物燃烧的催化剂)：(1)A 装置中所盛放的药品是__________，其作用为______________________。

(2)C 装置中所盛放的药品是____________，作用是____________________________。

(3)D 装置中所盛放的药品是____________，作用是__________。

(4)上述装置中有一处错误，请按要求填写下表(不考虑酒精灯和加热方法可能存在的错误；若增加仪器和药品，请指明仪器、药品名称和位置)：(5)答案与解析13.③ ① ⑤ ④ ⑥⑦解析：①是同种元素组成的不同单质，互为同素异形体。