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高中人教版 (2019)实验活动9 乙醇、乙酸的主要性质精品习题
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这是一份高中人教版 (2019)实验活动9 乙醇、乙酸的主要性质精品习题，文件包含新教材精创712烷烃的性质练习1原卷版docx、新教材精创712烷烃的性质练习1解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共15页， 欢迎下载使用。
第一节 化认识有机化合物
第2课时 烷烃的性质
1、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 ml丙烷完全燃烧需4 ml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C3H8
【答案】 D
【解析】 1 ml C3H8完全燃烧消耗O2为3＋eq \f(8,4)＝5 ml，A项不正确；C3H8与丁烷(C4H10)互为同系物，B项不正确；C3H8为饱和烃，不能被高锰酸钾氧化即C3H8不能使高锰酸钾溶液褪色，C项不正确。
2、下列反应中，光照对反应几乎没有影响的是( )
A.氯气与氢气反应 B.次氯酸分解
C.甲烷与氯气反应 D.甲烷与氧气反应
【答案】 D
【解析】 A项，氯气与氢气在加热或光照下进行反应，光照有影响，错误；B项，次氯酸在光照下发生分解反应，错误；C项，甲烷与氯气在光照下发生取代反应，错误；D项，甲烷与氧气在点燃时发生氧化反应，光照对反应几乎没有影响，正确。
3、下列反应中，不属于取代反应的是( )
A.CH3Cl＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))CH2Cl2＋HCl
B.CH4＋2O2eq \(――→,\s\up7(点燃))CO2＋2H2O
C.CH3CH2Br＋H2O―→CH3CH2OH＋HBr
D.C2H6＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))C2H5Cl＋HCl
【答案】 B
4、在常温、常压下，取下列四种气态烃各1 ml，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是( )
A.CH4 B.C3H8 C.C4H10 D.C2H6
【答案】 C
【解析】 设此气态烃的分子式为CxHy，其完全燃烧的化学方程式为CxHy＋eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x＋\f(y,4)))O2eq \(――→,\s\up7(点燃))xCO2＋eq \f(y,2)H2O，则1 ml该烃完全燃烧时耗氧量为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x＋\f(y,4))) ml，将上述选项分别代入，比较可知C4H10耗氧量最多。
5、某气态烃在密闭容器内与氧气混合完全燃烧，如果燃烧前后容器内(温度高于100 ℃)压强保持不变，该烃可能是( )
A.C2H6 B.C2H4 C.C3H8 D.C3H6
【答案】 B
【解析】 CxHy＋(x＋eq \f(y,4))O2eq \(――→,\s\up7(点燃))xCO2＋eq \f(y,2)H2O(g)
1 x＋eq \f(y,4) x eq \f(y,2)
因为燃烧前后压强不变，说明燃烧前后气体总体积不变，即1＋x＋eq \f(y,4)＝x＋eq \f(y,2)，得y＝4，所以B项正确。
6、下列叙述中错误的是( )
A.点燃甲烷不一定会爆炸
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.点燃甲烷前不必进行验纯
【答案】 D
【解析】 甲烷与氧气混合达到一定比例范围时，点燃会发生爆炸，因此，甲烷点燃前要进行验纯。
7、在光照条件下，将等物质的量的甲烷和氯气充分反应，所得产物中物质的量最多的是( )
A.CH3Cl B.CH2Cl2 C.CHCl3 D.HCl
【答案】 D
【解析】 在光照条件下，将等物质的量的甲烷和氯气充分反应，会发生取代反应，由于取代反应是逐步进行的，每一步在产生氯代烃的同时，都会产生HCl，所以在所得产物中物质的量最多的是HCl。
8、若甲烷与氯气以物质的量之比1∶3混合，在光照下得到的产物可能是①CH3Cl ②CH2Cl2 ③CHCl3 ④CCl4，其中正确的是( )
A.只有① B.只有② C.①②③的混合物 D.①②③④的混合物
【答案】 D
【解析】 甲烷与氯气在光照的条件下，发生取代反应时总共有五种产物，①CH3Cl，②CH2Cl2，③CHCl3，④CCl4和氯化氢，因此答案选D。
9、已知正四面体形分子E和直线形分子 G 反应，生成四面体形分子 L 和直线形分子 M(组成 E 分子的元素原子序数小于10，组成 G 分子的元素为第三周期的元素)。如下图所示，则下列判断中正确的是( )
A.常温常压下，L 是一种液态有机物
B. E 是一种含有非极性键的分子
C.干燥的 G 能漂白有色物质
D.上述反应的类型是取代反应
【答案】 D
【解析】 本题实为用图像考查甲烷与氯气的反应。L 为CH3Cl，常温常压下是一种气态有机物；E 为甲烷，含有极性键；G 为氯气，干燥的氯气不能漂白有色物质。
10、在标准状况下，11.2 L甲烷和22.4 L氧气混合后点燃，恢复到原状况时，气体的体积共( )
A.11.2 L B.22.4 L C.33.6 L D.44.8 L
【答案】 A
【解析】 甲烷燃烧的化学方程式为CH4＋2O2eq \(――→,\s\up7(点燃))CO2＋2H2O，当温度超过100 ℃时(即水为气态)，反应前后气体体积不变。而在标准状况下，水是液态，11.2 L甲烷与22.4 L 氧气恰好完全反应，最后只剩下二氧化碳，其体积为11.2 L。
11、公元前一世纪，我国已使用天然气，天然气的主要成分为甲烷。下列关于甲烷的叙述中，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.甲烷化学性质比较稳定，不能被任何氧化剂氧化
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.甲烷的四种取代物都难溶于水
【答案】 B
【解析】 CH4的性质比较稳定，通常情况下，不与强酸、强碱、强氧化剂反应，而不是不能被任何氧化剂氧化，A正确、B错误；CH4在光照条件下与Cl2发生取代反应，生成4种有机产物，它们是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4，且均难溶于水，故C、D均正确。
12、有一种无色的混合气体可能由CH4、NH3、H2、CO、CO2和HCl组成。为确定其组成，进行了以下实验：①将此混合气体通过浓硫酸，气体总体积基本不变；②再通过过量的澄清石灰水，未见浑浊，但气体体积减少；③把剩余气体在供氧的情况下燃烧，燃烧产物不能使无水硫酸铜变色。原混合气体含有( )
A.CO和HCl B.CH4和NH3 C.CH4和HCl D.H2和CO2
【答案】 A
【解析】 由①知，不含NH3；由②知，不含CO2，含HCl；由③知，不含CH4、H2，含CO。
13、一定量的CH4燃烧后得到的产物是CO、CO2、H2O(g)，此混合物的质量为49.6 g，当其缓缓通过足量的无水CaCl2时气体质量减少25.2 g，则混合气中CO的质量为( )
A.24.4 g B.13.2 g C.12.5 g D.11.2 g
【答案】 D
【解析】 设产物中CO的物质的量为x，CO2的物质的量为y。由碳原子守恒可得CH4的物质的量为(x＋y)，又由氢原子守恒可得生成H2O的物质的量为2(x＋y)，即可得：44 g·ml－1·y＋28 g·ml－1·x＋2(x＋y)×18 g·ml－1＝49.6 g,2(x＋y)×18 g·ml－1＝25.2 g。则解得x＝0.4 ml，y＝0.3 ml，m(CO)＝0.4 ml×28 g·ml－1＝11.2 g。
14、在光照条件下，将1 ml CH4与Cl2反应，得到等物质的量的4种取代物，则消耗Cl2物质的量为( )
A.1 ml B.2 ml C.2.5 ml D.10 ml
【答案】 C
【解析】 由于CH4＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))CH3Cl＋HCl、CH4＋2Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))CH2Cl2＋2HCl、CH4＋3Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))CHCl3＋3HCl、CH4＋4Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))CCl4＋4HCl。1 ml CH4生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各为0.25 ml，则消耗Cl2为(0.25＋0.25×2＋0.25×3＋0.25×4)ml＝2.5 ml。
15、如图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为1∶4)的混合气体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气混合气体的装置放置在有光亮的地方，让混合气体缓慢地反应一段时间。
假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式：_______________。
若题目中甲烷与氯气体积之比为1∶1，则得到的产物为________(填字母，下同)。
A.CH3Cl HCl
B.CCl4 HCl
C.CH3Cl CH2Cl2
D.CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 HCl
(3)经过几个小时的反应后，U形管右端的水柱变化是________。
A.升高 B.降低 C.不变 D.无法确定
【答案】 (1)CH4＋4Cl2eq \(――→,\s\up7(光))CCl4＋4HCl (2)D (3)B
【解析】 (1)因Cl2足量，若充分反应，则CH4中的四个H原子可完全被取代，生成CCl4和HCl：CH4＋4Cl2eq \(――→,\s\up7(光))CCl4＋4HCl。
(2)甲烷与氯气的取代反应，是四步反应同时发生，故得到四种氯代产物和HCl。
(3)甲烷和氯气在光照的条件下发生取代反应生成油状液滴，U形管左侧生成的氯化氢气体易溶于水。压强减小，U形管右端液面下降，左端液面上升。
16、把1 ml CH4和一定量Cl2组成的混合气体通入大试管中，将此试管倒立在盛有饱和食盐水的水槽中，放在光亮处，回答下列问题：
(1)片刻后试管中的现象：①试管内气体的黄绿色变浅，②试管壁上出现_______________，
③试管内_______________________________________________________。
(2)在反应结束后，试管内的产物最多的是________，空间构型呈正四面体的产物为________。
(3)若(2)中生成的四种有机产物的物质的量相同，则反应消耗的Cl2的物质的量为________。
(4)已知CH4分子在空间呈正四面体形状，1个C原子与4个H原子各共用一对电子形成4条共价键，C原子位于中心，4个H原子位于4个顶点。如图所示为一个立方体，已画出1个C原子(在立方体中心)、1个H原子(在立方体顶点)和1条共价键(实线表示)。请画出另外3个H原子的合适位置和3条共价键。
【答案】 (1) 油状液滴 出现白雾、液面上升
(2)HCl CCl4
(3)2.5 ml
(4)
【解析】 甲烷与氯气在光照下发生取代反应，消耗氯气，所以黄绿色变浅，由于产生的一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷都难溶于水，所以在试管内壁有油状液滴，由于取代反应产生的HCl气体在水中溶解，所以试管内液面上升，而且出现白雾。(1)片刻后试管中的现象：①试管内气体的颜色变浅，②试管壁上出现油状液滴，③试管内出现白雾、液面上升。(2)由于取代反应是逐步进行的，每一步取代反应都会产生HCl气体，所以在反应结束后，试管内的产物最多的是HCl；其中空间构型呈正四面体的产物为CCl4。(3)甲烷物质的量是1 ml，若(2)中生成的四种有机产物的物质的量相同，则反应消耗的Cl2的物质的量为(0.25×1＋0.25×2＋0.25×3＋0.25×4) ml＝2.5 ml。
17、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。某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下：
根据设计要求回答：
(1)B装置有三种功能：
①控制气流速度；②均匀混合气体；③____________。
(2)设V(Cl2)/V(CH4)＝x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应为____________。
(3)D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是_________________________________。
(4)E装置的作用是________(填序号)。
A.收集气体 B.吸收氯气
C.防止倒吸 D.吸收氯化氢
(5)在C装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，写出置换出黑色小颗粒的化学方程式：________________________________________________。
(6)E装置除生成盐酸外，还含有油状有机物，从E中分离出油状有机物的最佳方法为_______。该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分为________(填序号)。
a.CH4 b.CH3Cl c.CH2Cl2 d.CHCl3 e.CCl4
【答案】 (1)干燥混合气体 (2)大于或等于4
(3)吸收过量的氯气 (4)CD
(5)CH4＋2Cl2eq \(――→,\s\up7(强光))C＋4HCl (6)分液 ab
【解析】 (1)B装置的三个作用：①控制气流速度从而达到合适的反应比例；②均匀混合气体，便于后续实验；③干燥混合气体。
(2)当发生反应：CH4＋4Cl2eq \(――→,\s\up7(光))CCl4＋4HCl时生成HCl气体最多，所以要保证eq \f(VCl2,VCH4)＝x≥4。
(3)KI能吸收多余的Cl2，反应的化学方程式为Cl2＋2KI===2KCl＋I2。
(4)E装置既吸收反应生成的HCl气体，同时还防止倒吸。
(5)根据信息知黑色小颗粒应为碳粉，根据原子守恒应为CH4＋2Cl2eq \(――→,\s\up7(强光))C＋4HCl。
(6)分离难溶于水的油状液体可用分液法。
18、已知某种气态化石燃料中含有碳和氢两种元素。为了测定这种燃料中碳和氢两种元素的质量分数，可将气态燃料放入足量的氧气中燃烧，并使产生的气体全部通入如图所示的装置，得到如表所列的实验数据(U形管中干燥剂只吸收水蒸气且假设产生的气体完全被吸收)。
根据实验数据求：
(1)实验完毕后，生成物中水的质量为________ g。假设广口瓶里生成一种正盐，其质量为________ g。
(2)生成的水中氢元素的质量为________ g。
(3)生成的CO2中碳元素的质量为________ g。
(4)气态化石燃料中碳元素与氢元素的质量比为_____________________________。
【答案】 (1)1.8 5 (2)0.2 (3)0.6 (4)3∶1
【解析】 (1)生成水的质量为102.9 g－101.1 g＝1.8 g，生成正盐即CaCO3的质量为eq \f(314.2 g－312.0 g,44 g·ml－1)×100 g·ml－1＝5 g。
(2)生成的水中氢元素的质量为eq \f(1.8 g,18 g·ml－1)×2 g·ml－1＝0.2 g。
(3)生成的CO2中碳元素的质量为eq \f(314.2 g－312.0 g,44 g·ml－1)×12 g·ml－1＝0.6 g。
(4)碳元素与氢元素的质量比为0.6∶0.2＝3∶1。实验前
实验后
(干燥剂＋U形管)的质量
101.1 g
102.9 g
(石灰水＋广口瓶)的质量
312.0 g
314.2 g
第一节 化认识有机化合物
第2课时 烷烃的性质
1、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 ml丙烷完全燃烧需4 ml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C3H8
【答案】 D
【解析】 1 ml C3H8完全燃烧消耗O2为3＋eq \f(8,4)＝5 ml，A项不正确；C3H8与丁烷(C4H10)互为同系物，B项不正确；C3H8为饱和烃，不能被高锰酸钾氧化即C3H8不能使高锰酸钾溶液褪色，C项不正确。
2、下列反应中，光照对反应几乎没有影响的是( )
A.氯气与氢气反应 B.次氯酸分解
C.甲烷与氯气反应 D.甲烷与氧气反应
【答案】 D
【解析】 A项，氯气与氢气在加热或光照下进行反应，光照有影响，错误；B项，次氯酸在光照下发生分解反应，错误；C项，甲烷与氯气在光照下发生取代反应，错误；D项，甲烷与氧气在点燃时发生氧化反应，光照对反应几乎没有影响，正确。
3、下列反应中，不属于取代反应的是( )
A.CH3Cl＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))CH2Cl2＋HCl
B.CH4＋2O2eq \(――→,\s\up7(点燃))CO2＋2H2O
C.CH3CH2Br＋H2O―→CH3CH2OH＋HBr
D.C2H6＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))C2H5Cl＋HCl
【答案】 B
4、在常温、常压下，取下列四种气态烃各1 ml，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是( )
A.CH4 B.C3H8 C.C4H10 D.C2H6
【答案】 C
【解析】 设此气态烃的分子式为CxHy，其完全燃烧的化学方程式为CxHy＋eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x＋\f(y,4)))O2eq \(――→,\s\up7(点燃))xCO2＋eq \f(y,2)H2O，则1 ml该烃完全燃烧时耗氧量为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x＋\f(y,4))) ml，将上述选项分别代入，比较可知C4H10耗氧量最多。
5、某气态烃在密闭容器内与氧气混合完全燃烧，如果燃烧前后容器内(温度高于100 ℃)压强保持不变，该烃可能是( )
A.C2H6 B.C2H4 C.C3H8 D.C3H6
【答案】 B
【解析】 CxHy＋(x＋eq \f(y,4))O2eq \(――→,\s\up7(点燃))xCO2＋eq \f(y,2)H2O(g)
1 x＋eq \f(y,4) x eq \f(y,2)
因为燃烧前后压强不变，说明燃烧前后气体总体积不变，即1＋x＋eq \f(y,4)＝x＋eq \f(y,2)，得y＝4，所以B项正确。
6、下列叙述中错误的是( )
A.点燃甲烷不一定会爆炸
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.点燃甲烷前不必进行验纯
【答案】 D
【解析】 甲烷与氧气混合达到一定比例范围时，点燃会发生爆炸，因此，甲烷点燃前要进行验纯。
7、在光照条件下，将等物质的量的甲烷和氯气充分反应，所得产物中物质的量最多的是( )
A.CH3Cl B.CH2Cl2 C.CHCl3 D.HCl
【答案】 D
【解析】 在光照条件下，将等物质的量的甲烷和氯气充分反应，会发生取代反应，由于取代反应是逐步进行的，每一步在产生氯代烃的同时，都会产生HCl，所以在所得产物中物质的量最多的是HCl。
8、若甲烷与氯气以物质的量之比1∶3混合，在光照下得到的产物可能是①CH3Cl ②CH2Cl2 ③CHCl3 ④CCl4，其中正确的是( )
A.只有① B.只有② C.①②③的混合物 D.①②③④的混合物
【答案】 D
【解析】 甲烷与氯气在光照的条件下，发生取代反应时总共有五种产物，①CH3Cl，②CH2Cl2，③CHCl3，④CCl4和氯化氢，因此答案选D。
9、已知正四面体形分子E和直线形分子 G 反应，生成四面体形分子 L 和直线形分子 M(组成 E 分子的元素原子序数小于10，组成 G 分子的元素为第三周期的元素)。如下图所示，则下列判断中正确的是( )
A.常温常压下，L 是一种液态有机物
B. E 是一种含有非极性键的分子
C.干燥的 G 能漂白有色物质
D.上述反应的类型是取代反应
【答案】 D
【解析】 本题实为用图像考查甲烷与氯气的反应。L 为CH3Cl，常温常压下是一种气态有机物；E 为甲烷，含有极性键；G 为氯气，干燥的氯气不能漂白有色物质。
10、在标准状况下，11.2 L甲烷和22.4 L氧气混合后点燃，恢复到原状况时，气体的体积共( )
A.11.2 L B.22.4 L C.33.6 L D.44.8 L
【答案】 A
【解析】 甲烷燃烧的化学方程式为CH4＋2O2eq \(――→,\s\up7(点燃))CO2＋2H2O，当温度超过100 ℃时(即水为气态)，反应前后气体体积不变。而在标准状况下，水是液态，11.2 L甲烷与22.4 L 氧气恰好完全反应，最后只剩下二氧化碳，其体积为11.2 L。
11、公元前一世纪，我国已使用天然气，天然气的主要成分为甲烷。下列关于甲烷的叙述中，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.甲烷化学性质比较稳定，不能被任何氧化剂氧化
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.甲烷的四种取代物都难溶于水
【答案】 B
【解析】 CH4的性质比较稳定，通常情况下，不与强酸、强碱、强氧化剂反应，而不是不能被任何氧化剂氧化，A正确、B错误；CH4在光照条件下与Cl2发生取代反应，生成4种有机产物，它们是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4，且均难溶于水，故C、D均正确。
12、有一种无色的混合气体可能由CH4、NH3、H2、CO、CO2和HCl组成。为确定其组成，进行了以下实验：①将此混合气体通过浓硫酸，气体总体积基本不变；②再通过过量的澄清石灰水，未见浑浊，但气体体积减少；③把剩余气体在供氧的情况下燃烧，燃烧产物不能使无水硫酸铜变色。原混合气体含有( )
A.CO和HCl B.CH4和NH3 C.CH4和HCl D.H2和CO2
【答案】 A
【解析】 由①知，不含NH3；由②知，不含CO2，含HCl；由③知，不含CH4、H2，含CO。
13、一定量的CH4燃烧后得到的产物是CO、CO2、H2O(g)，此混合物的质量为49.6 g，当其缓缓通过足量的无水CaCl2时气体质量减少25.2 g，则混合气中CO的质量为( )
A.24.4 g B.13.2 g C.12.5 g D.11.2 g
【答案】 D
【解析】 设产物中CO的物质的量为x，CO2的物质的量为y。由碳原子守恒可得CH4的物质的量为(x＋y)，又由氢原子守恒可得生成H2O的物质的量为2(x＋y)，即可得：44 g·ml－1·y＋28 g·ml－1·x＋2(x＋y)×18 g·ml－1＝49.6 g,2(x＋y)×18 g·ml－1＝25.2 g。则解得x＝0.4 ml，y＝0.3 ml，m(CO)＝0.4 ml×28 g·ml－1＝11.2 g。
14、在光照条件下，将1 ml CH4与Cl2反应，得到等物质的量的4种取代物，则消耗Cl2物质的量为( )
A.1 ml B.2 ml C.2.5 ml D.10 ml
【答案】 C
【解析】 由于CH4＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))CH3Cl＋HCl、CH4＋2Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))CH2Cl2＋2HCl、CH4＋3Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))CHCl3＋3HCl、CH4＋4Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))CCl4＋4HCl。1 ml CH4生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各为0.25 ml，则消耗Cl2为(0.25＋0.25×2＋0.25×3＋0.25×4)ml＝2.5 ml。
15、如图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为1∶4)的混合气体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气混合气体的装置放置在有光亮的地方，让混合气体缓慢地反应一段时间。
假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式：_______________。
若题目中甲烷与氯气体积之比为1∶1，则得到的产物为________(填字母，下同)。
A.CH3Cl HCl
B.CCl4 HCl
C.CH3Cl CH2Cl2
D.CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 HCl
(3)经过几个小时的反应后，U形管右端的水柱变化是________。
A.升高 B.降低 C.不变 D.无法确定
【答案】 (1)CH4＋4Cl2eq \(――→,\s\up7(光))CCl4＋4HCl (2)D (3)B
【解析】 (1)因Cl2足量，若充分反应，则CH4中的四个H原子可完全被取代，生成CCl4和HCl：CH4＋4Cl2eq \(――→,\s\up7(光))CCl4＋4HCl。
(2)甲烷与氯气的取代反应，是四步反应同时发生，故得到四种氯代产物和HCl。
(3)甲烷和氯气在光照的条件下发生取代反应生成油状液滴，U形管左侧生成的氯化氢气体易溶于水。压强减小，U形管右端液面下降，左端液面上升。
16、把1 ml CH4和一定量Cl2组成的混合气体通入大试管中，将此试管倒立在盛有饱和食盐水的水槽中，放在光亮处，回答下列问题：
(1)片刻后试管中的现象：①试管内气体的黄绿色变浅，②试管壁上出现_______________，
③试管内_______________________________________________________。
(2)在反应结束后，试管内的产物最多的是________，空间构型呈正四面体的产物为________。
(3)若(2)中生成的四种有机产物的物质的量相同，则反应消耗的Cl2的物质的量为________。
(4)已知CH4分子在空间呈正四面体形状，1个C原子与4个H原子各共用一对电子形成4条共价键，C原子位于中心，4个H原子位于4个顶点。如图所示为一个立方体，已画出1个C原子(在立方体中心)、1个H原子(在立方体顶点)和1条共价键(实线表示)。请画出另外3个H原子的合适位置和3条共价键。
【答案】 (1) 油状液滴 出现白雾、液面上升
(2)HCl CCl4
(3)2.5 ml
(4)
【解析】 甲烷与氯气在光照下发生取代反应，消耗氯气，所以黄绿色变浅，由于产生的一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷都难溶于水，所以在试管内壁有油状液滴，由于取代反应产生的HCl气体在水中溶解，所以试管内液面上升，而且出现白雾。(1)片刻后试管中的现象：①试管内气体的颜色变浅，②试管壁上出现油状液滴，③试管内出现白雾、液面上升。(2)由于取代反应是逐步进行的，每一步取代反应都会产生HCl气体，所以在反应结束后，试管内的产物最多的是HCl；其中空间构型呈正四面体的产物为CCl4。(3)甲烷物质的量是1 ml，若(2)中生成的四种有机产物的物质的量相同，则反应消耗的Cl2的物质的量为(0.25×1＋0.25×2＋0.25×3＋0.25×4) ml＝2.5 ml。
17、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。某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下：
根据设计要求回答：
(1)B装置有三种功能：
①控制气流速度；②均匀混合气体；③____________。
(2)设V(Cl2)/V(CH4)＝x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应为____________。
(3)D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是_________________________________。
(4)E装置的作用是________(填序号)。
A.收集气体 B.吸收氯气
C.防止倒吸 D.吸收氯化氢
(5)在C装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，写出置换出黑色小颗粒的化学方程式：________________________________________________。
(6)E装置除生成盐酸外，还含有油状有机物，从E中分离出油状有机物的最佳方法为_______。该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分为________(填序号)。
a.CH4 b.CH3Cl c.CH2Cl2 d.CHCl3 e.CCl4
【答案】 (1)干燥混合气体 (2)大于或等于4
(3)吸收过量的氯气 (4)CD
(5)CH4＋2Cl2eq \(――→,\s\up7(强光))C＋4HCl (6)分液 ab
【解析】 (1)B装置的三个作用：①控制气流速度从而达到合适的反应比例；②均匀混合气体，便于后续实验；③干燥混合气体。
(2)当发生反应：CH4＋4Cl2eq \(――→,\s\up7(光))CCl4＋4HCl时生成HCl气体最多，所以要保证eq \f(VCl2,VCH4)＝x≥4。
(3)KI能吸收多余的Cl2，反应的化学方程式为Cl2＋2KI===2KCl＋I2。
(4)E装置既吸收反应生成的HCl气体，同时还防止倒吸。
(5)根据信息知黑色小颗粒应为碳粉，根据原子守恒应为CH4＋2Cl2eq \(――→,\s\up7(强光))C＋4HCl。
(6)分离难溶于水的油状液体可用分液法。
18、已知某种气态化石燃料中含有碳和氢两种元素。为了测定这种燃料中碳和氢两种元素的质量分数，可将气态燃料放入足量的氧气中燃烧，并使产生的气体全部通入如图所示的装置，得到如表所列的实验数据(U形管中干燥剂只吸收水蒸气且假设产生的气体完全被吸收)。
根据实验数据求：
(1)实验完毕后，生成物中水的质量为________ g。假设广口瓶里生成一种正盐，其质量为________ g。
(2)生成的水中氢元素的质量为________ g。
(3)生成的CO2中碳元素的质量为________ g。
(4)气态化石燃料中碳元素与氢元素的质量比为_____________________________。
【答案】 (1)1.8 5 (2)0.2 (3)0.6 (4)3∶1
【解析】 (1)生成水的质量为102.9 g－101.1 g＝1.8 g，生成正盐即CaCO3的质量为eq \f(314.2 g－312.0 g,44 g·ml－1)×100 g·ml－1＝5 g。
(2)生成的水中氢元素的质量为eq \f(1.8 g,18 g·ml－1)×2 g·ml－1＝0.2 g。
(3)生成的CO2中碳元素的质量为eq \f(314.2 g－312.0 g,44 g·ml－1)×12 g·ml－1＝0.6 g。
(4)碳元素与氢元素的质量比为0.6∶0.2＝3∶1。实验前
实验后
(干燥剂＋U形管)的质量
101.1 g
102.9 g
(石灰水＋广口瓶)的质量
312.0 g
314.2 g
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