2018-2019學年高中化學 課時分層作業(yè)14 天然氣的利用 甲烷 蘇教版必修2.doc

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課時分層作業(yè)(十四) 天然氣的利用 甲烷 (建議用時：45分鐘) [學業(yè)達標練] 1．關于化石燃料的說法不正確的是(　　) A．化石燃料為不可再生能源 B．石油的化學成分主要是液態(tài)烴類 C．煤就是碳，只含碳元素 D．天然氣和沼氣的主要成分均為甲烷 C　[煤是由有機物和無機物組成的混合物，含量最高的為碳元素，其次還有氫、氧等元素。] 2．以下關于甲烷的說法中正確的是(　　) A．甲烷分子有兩種結構，即正四面體結構或平面正方形結構 B．根據(jù)結構式可知甲烷分子中C—H鍵的夾角為90 C．甲烷分子中四個C—H鍵是完全相同的鍵 D．甲烷分子中具有C—H極性鍵和H—H非極性鍵 C　[甲烷分子為空間正四面體結構，而不是平面正方形結構，A錯；由于甲烷分子為正四面體型結構，故C—H鍵的夾角為109.5，B錯；在甲烷分子中只有C—H極性鍵，兩個H原子之間無化學鍵，D錯。] 3．下列關于甲烷的說法正確的是(　　) A．實驗室可以用排水法收集甲烷 B．純凈甲烷在空氣中燃燒時發(fā)出黃色火焰 C．甲烷與氯水發(fā)生取代反應 D．甲烷在空氣中燃燒一定只生成二氧化碳和水 A　[甲烷難溶于水，可以用排水法收集，A項正確；甲烷在空氣中燃燒產(chǎn)生淡藍色火焰，B項錯誤；甲烷與鹵素單質在光照條件下發(fā)生取代反應，但不能與鹵素單質的水溶液反應，C項錯誤；在氧氣不足的條件下，甲烷燃燒會生成一氧化碳和水，D項錯誤。] 4.將漫射日光照射到裝有氯氣和甲烷混合氣體(體積比4∶1)的裝置上，現(xiàn)列出下列現(xiàn)象： ①試管內(nèi)黃綠色逐漸消失?、谠嚬軆?nèi)黃綠色加深?、蹮o任何現(xiàn)象?、茉嚬軆?nèi)液面上升?、菰嚬軆?nèi)壁有油狀物生成 其中正確的是(　　) 【導學號：13572116】 A．只有③ B．①④⑤ C．①⑤ D．②⑤ B　[混合氣體能發(fā)生取代反應，隨著反應的進行，Cl2逐漸被消耗，故試管內(nèi)黃綠色逐漸消失；因為取代反應生成物中CH2Cl2、CHCl3、CCl4都為油狀液體，且HCl極易溶于水，使得試管中壓強減小，故試管內(nèi)液面上升，試管內(nèi)壁有油狀物生成。] 5．有機化合物分子里的原子(或原子團)被其他原子(或原子團)所取代的反應叫做取代反應。下列反應中屬于取代反應的是(　　) 【導學號：13572117】 A．AgNO3＋HCl===AgCl↓＋HNO3 B．CH4＋2O2CO2＋2H2O C．CH2Br2＋Cl2CHClBr2＋HCl D．CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O C　[A反應不是有機反應，不屬于取代反應；B反應為CH4的燃燒，是氧化反應，而D反應中沒有原子或原子團被替代，故B、D也不屬于取代反應。] 6．關于CH4和的敘述不正確的是(　　) 【導學號：13572118】 A．均能用CnH2n＋2組成通式來表示 B．與所有烷烴互為同分異構體 C．因為它們結構相似，所以它們的化學性質相似 D．它們互為同系物 B　[B項它們與其他烷烴互為同系物；C項化學性質相似；D項它們結構相似，相差4個“CH2”原子團，互為同系物。] 7．如圖是某兩種烴的結構，分析其結構，下列分析正確的是(　　) 【導學號：13572119】 A．這兩種分子中，碳原子的化合價都達到“飽和” B．這兩種分子結構不同，分子式不同 C．這兩種烴都屬于烷烴，具有相似的化學性質和物理性質 D．這兩種烴互為同系物 A　[此兩種烴，分子式均為C4H10，兩者都為烷烴且互為同分異構體，兩者有相似的化學性質，但物理性質不同，前者的熔沸點高于后者。] 8．甲烷分子是以碳原子為中心的正四面體結構，而不是正方形的平面結構，理由是(　　) A．CH3Cl只有一種結構 B．CH2Cl2只有一種結構 C．CHCl3只有一種結構 D．CH4中含有4個C—H共價鍵 B　[甲烷分子無論是正四面體結構，還是正方形的平面結構，A、C、D三項都是成立的，CH2Cl2若是正方形的平面結構，則其結構應有兩種，即和，若是正四面體結構，則其結構只有一種。無論是正四面體結構還是正方形結構，CH4中含有4個C—H極性共價鍵。] 9.某課外活動小組利用如圖所示裝置探究甲烷與氯氣的反應。根據(jù)題意，回答下列問題： (1)CH4與Cl2發(fā)生反應的條件是 _______________________________________________________________。 (2)實驗中可觀察到的實驗現(xiàn)象有：試管內(nèi)壁出現(xiàn)油狀液滴，飽和食鹽水中有少量固體析出，________________，________________等。 (3)實驗中生成的油狀液滴的化學式為__________________________。 (4)用飽和食鹽水而不用水的原因是_________________________________ ______________________________________________________________。 【解析】　CH4和Cl2在光照條件下反應生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，隨著反應進行，Cl2不斷被消耗，黃綠色逐漸變淺；又由于生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常溫下是無色油狀液體，故試管內(nèi)壁上有油滴，同時生成的HCl易溶于水，使得試管內(nèi)的壓強減小，故試管內(nèi)液面上升；HCl溶于水后，溶液中Cl－濃度增大，使NaCl固體析出。 【答案】　(1)光照　(2)試管內(nèi)黃綠色氣體顏色變淺　試管內(nèi)液面上升　(3)CH2Cl2、CHCl3、CCl4　(4)降低Cl2在水中的溶解度，抑制Cl2和水的反應 10．現(xiàn)有下列6種有機物： 【導學號：13572120】 請回答： (1)其中不屬于烴類的是________(填序號，下同)； (2)其中屬于烷烴的是________； (3)其中與①互為同系物的是________； (4)其中與②互為同分異構體的是________。 【解析】　只含C、H兩種元素的有機物屬于烴；分子式符合通式CnH2n＋2(n≥1)的烴屬于烷烴；結構相似，分子組成上相差一個或多個CH2原子團的物質互為同系物；分子式相同，結構不同的物質互為同分異構體。 【答案】　(1)④　(2)⑥　(3)⑤　(4)③ 11．如圖是幾種烷烴的球棍模型，試回答下列問題： (1)A、B、C三者的關系是________。 (2)A的分子式為________，C的名稱為________。 (3)寫出C的同分異構體的結構簡式________。 (4)若1 mol B氣體完全燃燒，生成CO2氣體和液態(tài)水，放出2 217.8 kJ熱量，則其燃燒的熱化學方程式為_____________________________________________ _______________________________________________________________。 【解析】　據(jù)球棍模型知結構簡式分別為： A．CH3CH3，B.CH3CH2CH3，C.CH3CH2CH2CH3，名稱分別為乙烷、丙烷、正丁烷，它們分子組成上依次相差一個“CH2”，互為同系物。 【答案】　(1)同系物　(2)C2H6　正丁烷 [沖A挑戰(zhàn)練] 12．在光照條件下，CH4與Cl2能發(fā)生取代反應。使1 mol CH4與Cl2反應，待反應完全后測得四種有機取代產(chǎn)物的物質的量之比n(CH3Cl)∶n(CH2Cl2)∶n(CHCl3)∶n(CCl4)＝1∶2∶3∶4，則消耗的Cl2的物質的量為(　　) 【導學號：13572121】 A．1.0 mol B．2.0 mol C．3.0 mol D．4.0 mol C　[在光照條件下，CH4與Cl2發(fā)生取代反應時，生成1 mol CH3Cl 消耗1 mol 氯氣，生成1 mol CH2Cl2消耗2 mol 氯氣，生成1 mol CHCl3消耗3 mol氯氣，生成1 mol CCl4消耗4 mol氯氣。四種有機取代產(chǎn)物的物質的量之比n(CH3Cl)∶n(CH2Cl2)∶n(CHCl3)∶n(CCl4)＝1∶2∶3∶4，根據(jù)碳原子守恒可知，生成的n(CH3Cl)、n(CH2Cl2)、n(CHCl3)、n(CCl4)分別是0.1 mol、0.2 mol、0.3 mol、0.4 mol，消耗的Cl2的物質的量為0.1 mol＋20.2 mol＋30.3 mol＋40.4 mol＝3.0 mol。] 13．一定條件下，兩種氣態(tài)烴的混合物共1 mol，在空氣中完全燃燒生成1.5 mol CO2和2 mol水蒸氣。關于該混合物的說法正確的是(　　) 【導學號：13572122】 A．一定有甲烷 B．一定有乙烷 C．一定含有甲烷，可能含有乙烷 D．可能是甲烷和丙烷的混合物 A　[設混合烴的平均分子式為CxHy，則有 CxHy＋O2xCO2＋H2O(g) 1 x 1 mol 1.5 mol 2 mol 列式解得：x＝1.5，y＝4 即混合烴的平均分子式為C1.5H4，則其中一定含有CH4，且另一種烴的1個分子中含有4個H。] 14．利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應制取副產(chǎn)品鹽酸的設想在工業(yè)上已成為現(xiàn)實。某化學興趣小組在實驗室中模擬上述過程，其設計的模擬裝置如下： 根據(jù)設計要求回答： (1)B裝置有三個功能：①控制氣流速率；②均勻混合氣體；③________。 (2)D裝置的石棉中均勻混有KI粉末，其作用是________________________ _____________________________________________________________。 (3)E裝置的作用是________(填編號)。 A．收集氣體 B．吸收氯氣 C．防止倒吸 D．吸收氯化氫 (4)在C裝置中，經(jīng)過一段時間的光照，發(fā)現(xiàn)硬質玻璃管內(nèi)壁有黑色小顆粒產(chǎn)生，寫出置換出黑色小顆粒的化學方程式：____________________________。 (5)裝置E中的物質除鹽酸外，還有有機物，從E中分離出鹽酸的最佳方法為________。該裝置還有缺陷，原因是沒有進行尾氣處理，其尾氣的主要成分為________(填編號)。 a．CH4　b．CH3Cl　c．CH2Cl2　d．CHCl3　e．CCl4 【解析】　(1)B裝置的作用有三個：①控制氣流速率從而達到合適的反應物比例；②均勻混合氣體；③干燥混合氣體。 (2)KI能與過量的Cl2反應。 (3)E裝置既能吸收反應生成的HCl氣體，又能防止倒吸。 (4)由題中信息知黑色小顆粒為碳，根據(jù)原子守恒可以寫出化學方程式：CH4＋2Cl2C＋4HCl。 (5)從E中分離出鹽酸可用分液法。 【答案】　(1)干燥混合氣體　(2)除去過量的Cl2 (3)CD　(4)CH4＋2Cl2C＋4HCl　(5)分液　ab