高中化学 专题3 有机化合物的获得与应用 第1单元 化石燃料与有机化合物（第1课时）天然气的利用 甲烷学业分层测评 苏教版

天然气的利用甲烷(建议用时：45分钟)学业达标1关于化石燃料的说法不正确的是()A化石燃料为不可再生能源B石油的化学成分主要是液态烃类C煤就是碳，只含碳元素D天然气和沼气的主要成分均为甲烷【解析】煤是由有机物和无机物组成的混合物，含量最高的为碳元素，其次还有氢、氧等元素。【答案】C2下列关于甲烷的说法正确的是()A实验室可以用排水法收集甲烷B只有纯净甲烷才能在空气中安静燃烧C甲烷与溴水发生取代反应D甲烷在空气中燃烧只生成二氧化碳和水【解析】甲烷难溶于水，可以用排水法收集，A项正确；甲烷与空气的混合物中甲烷的体积分数只要在爆炸极限之外，甲烷就能安静燃烧，B项错误；甲烷与卤素单质发生取代反应的条件是光照，甲烷不能与溴水反应，C项错误；在氧气不足条件下，甲烷燃烧会生成一氧化碳和水，D项错误。【答案】A3(2016青岛高一质检)鉴别甲烷、一氧化碳和氢气三种无色气体的方法，是将它们分别()A先后通入溴水和澄清的石灰水B点燃后罩上内壁涂有澄清石灰水的烧杯C点燃，先后罩上干燥的冷烧杯和内壁涂有澄清石灰水的烧杯D点燃后罩上内壁涂有澄清石灰水的烧杯，通入溴水【解析】甲烷燃烧生成CO2和H2O，而CO燃烧只生成CO2，H2燃烧只生成H2O，故点燃后先罩上干燥的冷烧杯，观察有小水珠生成的为甲烷和氢气，无小水珠生成的为CO；再用内壁涂有澄清石灰水的烧杯，能使澄清石灰水变浑浊的为甲烷，从而鉴别出甲烷和H2。【答案】C4下列反应属于取代反应的是()【导学号：39700044】ACH4C2H2B2HICl2=2HClI2CCH42O2CO22H2ODCH3ClCl2CH2Cl2HCl【答案】D5下列关于碳氢化合物的说法中正确的是()A碳氢化合物的通式为CnH2n2B燃烧产物为二氧化碳和水的化合物，一定是碳氢化合物C碳原子间以单键相连的烃是烷烃D碳氢化合物分子的相对分子质量一定是偶数【解析】CnH2n2是烷烃的通式，A错误；燃烧产物为二氧化碳和水的化合物不只是碳氢化合物，分子式为CxHyOz的有机物的燃烧产物也是二氧化碳和水，B错误；碳原子间全部以单键相连的链烃才是烷烃，C错误；因为碳原子的相对原子质量(12)为偶数，烃分子中的氢原子数也为偶数，所以碳氢化合物分子的相对分子质量一定是偶数。【答案】D6液化石油气中含有丙烷，且丙烷中碳原子成键特点与CH4中碳原子相似，性质相似。下列有关丙烷的叙述中不正确的是()A分子中碳原子不在一条直线上B光照下能够发生取代反应C丙烷与甲烷不是同系物D丙烷的一氯代物有2种【解析】A项，结合CH4中碳原子成键特点知丙烷分子中碳原子不在同一直线上；B项，光照下与卤素发生取代反应是烷烃的主要性质；C项，丙烷与甲烷均为烷烃，互为同系物；D项，丙烷分子中有两种氢原子，其一氯代物有2种。【答案】C7关于CH4和的叙述不正确的是()A均能用CnH2n2组成通式来表示B与所有烷烃互为同分异构体C因为它们结构相似，所以它们的化学性质相似D它们互为同系物【解析】B项它们与其他烷烃互为同系物；C项化学性质相似；D项它们结构相似，相差4个“CH2”原子团，互为同系物。【答案】B8下列数据是有机物的相对分子质量，可能互为同系物的一组是()A16、30、58、72B16、28、40、52C16、32、48、54 D16、30、42、56【解析】由于同系物在组成上相差若干个CH2原子团，因此在相对分子质量上相差14的整数倍，只有A符合。【答案】A9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()ACH3Cl只有一种结构BCH2Cl2只有一种结构CCHCl3只有一种结构DCH4中含有4个CH共价键【解析】甲烷分子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，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中含有4个CH极性共价键。【答案】B10某课外兴趣小组利用下图所示装置探究甲烷与氯气的反应。请回答下列问题：(1)反应前向100 mL量筒中通入体积比为14的CH4和Cl2的方法是_。(2)CH4与Cl2发生反应的条件是_。若用日光直射，可能会引起_。(3)实验中可观察到的实验现象：量筒内壁上出现_，饱和食盐水中有_析出，量筒内黄绿色逐渐_，量筒内液面_等。(4)实验中生成的有机物的分子式为_，其中_(写分子式)是工业上重要的有机溶剂。【解析】甲烷与氯气反应可生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl。随着反应的进行，Cl2不断被消耗，黄绿色逐渐变浅直至消失。又由于生成的CH2Cl2、CHCl3和CCl4常温下均为无色油状液体，故量筒内壁上出现油状液滴。【答案】(1)用排饱和食盐水的方法，先通入20 mL CH4，后通入80 mL Cl2(2)光照爆炸(3)油状液滴少量固体变浅直至消失上升(4)CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4CHCl3、CCl411有下列几组物质：A.H和HB甲烷和已烷C正丁烷和异丁烷其中，属于同分异构体的是_(填字母编号，下同)；属于同位素的是_；属于同一种物质的是_；属于同系物的是_。【解析】利用同位素、同系物及同分异构体的概念判断解答。【答案】C、EADB12写出下列烷烃的分子式。(1)烷烃A的相对分子质量为86，其分子式为_。(2)烷烃B分子中含有200个氢原子，其分子式为_。(3)分子中含有10个CC键的烷烃C的分子式为_。(4)0.1 mol烷烃D完全燃烧生成0.8 mol CO2气体，D的分子式为_。【解析】可根据通式确定烷烃分子式。【答案】(1)C6H14(2)C99H200(3)C11H24(4)C8H18能力提升13(双选)下列各组内的物质不属于同系物的是()【解析】虽然A项中的3种物质有的是直链结构，有的是带支链的结构，但它们通式相同，都属于烷烃，在分子组成上依次相差一个CH2原子团，故为同系物；B项中有3种物质均只含一个碳碳双键，在分子组成上依次相差一个CH2原子团，也属于同系物；C项中和分子式相同，结构不同，是同分异构体；D项中3种物质互为同分异构体。【答案】CD14甲烷和氯气以物质的量比11混合，在光照条件下，得到的产物是()CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4A只有 B和的混合物C只有 D的混合物【解析】甲烷和氯气按等物质的量反应，不可能是1个甲烷分子与1个氯分子的反应，所以不论反应物的物质的量之比是多少，都会得到各种氯代物。【答案】D15在标准状况下，22.4 L CH4与氯气在光照下发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗的氯气为()A0.5 mol B2 molC2.5 mol D4 mol【解析】1 mol CH4与氯气发生取代反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各0.25 mol，该四种取代物中n(Cl)0.25 mol(1234)2.5 mol，根据取代反应特点，1/2的氯原子进入氯化氢，所以n(HCl)2.5 mol，故生成物中所含氯原子共2.5 mol2.5 mol5 mol，参加反应的氯气为n(Cl2)2.5 mol。【答案】C16如图是几种烷烃的球棍模型，试回答下列问题：(1)A、B、C三者的关系是_。(2)A的分子式为_，C的名称为_。(3)写出C的同分异构体的结构简式_。(4)若1 mol B气体完全燃烧，生成CO2气体和液态水，放出2 217.8 kJ热量，则其燃烧的热化学方程式为_。【解析】据球棍模型知结构简式分别为：ACH3CH3，B.CH3CH2CH3，C.CH3CH2CH2CH3，名称分别为乙烷、丙烷、正丁烷，它们分子组成上依次相差一个“CH2”，互为同系物。【答案】(1)同系物(2)C2H6正丁烷(4)C3H8(g)5O2(g)3CO2(g)4H2O(l)H2 217.8 kJmol1