第一节_[甲烷的结构和性质]测试题[1]

甲烷的结构和性质测试题

【基础达标】

一、选择题（下列题目中只有一个选项最符合题目的要求）

1、（原创）2009年1月2日，新华社报道了俄罗斯指责乌克兰方面截留俄方通过乌方

输往欧盟天然气导致欧洲各国用气紧张的事件。下列有关说法不正确的是（ ）

A、天然气是一种混合物 B、天然气是种清洁能源

C、乌克兰截留天然气的目的是为了利用甲烷生产粮食

D、天然气的主要成分是一种只含碳、氢元素的化合物

2、（原创）下列物质中，所含主要成分不同于其他三种的是（ ）

A、沼气 B、煤气 C、天然气 D、煤矿内瓦斯

3、（原创）土卫六是环绕土星运行的一颗卫星，据国外媒体报道，土卫六表面的海洋中

有可能存在生命，又知这些海洋的主要成份是液态甲烷、乙烷以及这两物质构成的聚合物。

以下说法中，错误的是（ ）

A．土卫六表面的海洋中富含有机化合物

B．土卫六的海洋中含有正四面体结构的分子

C．甲烷分子中含4种共价键

D．土卫六的海洋中主要含两种元素

4、甲烷与氯气反应可得到的取代产物有⑴CH3Cl， ⑵CH2Cl2，⑶CHCl3，⑷CCl4，若

将甲烷与氯气以物质的量之比1:3混合，在光照下充分反应后得到的产物为（ ）

A．只有⑴ B．只有⑶

C．⑴⑵⑶的混合物 D．⑴⑵⑶⑷的混合物

5、（原创）学完《最简单的有机物——甲烷》后，小明列出了有机物的下列特点，其中

不正确的是（ ）

A.大多数有机物难溶于水，易溶于有机溶剂

B.有机物参加的反应比较复杂，一般情况下反应较慢

C.绝大多数有机物受热不易分解，而且不易燃烧

D.绝大多数有机物是非电解质，不易导电熔点低

6、（原创）甲烷在氧气中燃烧后生成二氧化碳和水，从该实验事实可以得出的结论是（ ）

A．甲烷的分子式为CH4 B．甲烷气体中含碳元素和氢元素

C．甲烷分子中只含碳元素和氢元素 D．甲烷的化学性质比较稳定

7、（原创）某校化学兴趣小组的同学将等体积的甲烷与氯气混合于一集气瓶中，用玻

1

璃片盖严后置于光亮处，一段时间后不可能观察到的现象是（ ）

A、集气瓶中气体的黄绿色逐渐变浅 B、集气瓶内壁上有油状液滴附着

C、集气瓶底部出现黑色颗粒 D、取下玻璃片，可能会看到白雾

8、已知a g甲烷受热完全分解后得到m个碳原子，则下列数值中跟阿佛加德罗常数相

等的是（ ）

16m4m6m8mA、 B、 C、 D、 aaaa

9、下列气体在氧气中充分燃烧后 ，其产物既可使无水硫酸铜变蓝，又可使澄清石灰水

变浑浊的是（ ）

A、CO B、CH4 C、H2 D、N2

10、在光照条件下，1mol甲烷和足量氯气发生反应后，测得四种取代产物的物质的量

相同，则反应中消耗氯气的物质的量为（ ）

A、0.5摩尔 B、2摩尔 C、2.5摩尔 D、4摩尔

11、现有H2、CO、CH4的混合气体VL，其体积比为1∶1∶2。当aL该混合气体完全

燃烧时，所需O2的体积为（ ）

5V A、L 4

二、填空题

12、在通常情况下，甲烷的化学性质 应，即 （填“能”或“不能”）使酸性高锰酸钾溶液褪色；不与 或 反应，但在

一定条件下，甲烷能发生 、 等反应。已知甲烷与气态卤素单质发生反应，

请问甲烷能否使溴水褪色呢？ 。

13、写出在光照条件下，甲烷与氯气发生反应生成气态有机物的化学方程

式： 。

【能力提高】

三、选择题（下列题目中只有一个选项最符合题目的要求）

14、（原创）沼气是一种清洁能源，已知0.5molCH4完全燃烧生成二氧化碳和水时，放

出445kJ热量，则1molCH4完全燃烧时，断裂反应物分子内的化学键所吸收的总能量与形

成生成物分子内的化学键所放出的总能量之间的关系为（ ）

A、前者比后者多890kJ B、后者比前者多890kJ

C、前者比后者多445kJ D、后者比前者多445kJ

15、现有一组可能由CH4、NH3、、H2、CO、CO2 和HCl组成的无色混合气体，善思的

李聪进行了以下实验：①将此混合气体通过浓硫酸，②再通过过量的澄清石灰水，③剩余气

2 B、5VL C、5a L 5a D、L 4

体经干燥后可在氧气中燃烧。得到的实验现象依次为：①中气体总体积基本不变，②中未见

浑浊，但气体体积减少，③中燃烧产物不能使无水硫酸铜变色。据此确定原混合气体的组成

为（ ）

A、CO和HCl B、CH4和NH3 C、CH4和HCl、 D、H2和CO2

16、一定体积的甲烷在一定量O2中燃烧后得到的产物为CO、CO2和水蒸气，测得混合

气体的质量为49. 6g ，将混合气体缓慢经过无水CaCl2时，CaCl2增重25.2g，则原混合气

体中CO2的质量为（ ）

A.12．5 g B.13．2g C.19．7g D.24．4g

四、填空题

17、（原创）随着人类社会活动的加剧，我们地球人已面临能源危机，能高效地利用现

有能源和开发新能源已受到各国的高度重视。试回答下列问题：

（1）为提高燃料利用率，可通过改进汽油组成的办法来改善汽油的燃烧性能。例如，“无

铅汽油”是在汽油中加入CH3OC(CH3)3得到的，在CH3OC(CH3)3分子中必然存在的原子间连

接形式有 (填写编号)。

① ，

②，

③ ，④。

（2）天然气燃烧的产物无毒、热值高，而且管道输送方便，是值得推广的一种清洁能

源，已成为我国西部开发的重点项目之一。天然气的主要成分是 ，它的空间结构

是 ，下列说法中能证明它是该结构的理由是 （填写编号）。

①CH3Cl只有一种结构，②CH2Cl2只有一种结构，③CHCl3只有一种结构，④CCl4

只有一种结构，⑤它是非极性分子。

（3）为解决能源危机，有效开发民用氢能源是一条卓有实效的途径，为制得廉价的氢

气，下列制氢方法中可行的途径是 （填写编号）。 ①电解水②锌和稀硫酸反应③光

解海水

18、（原创）2008是全球经济急剧衰退的一年，在金融风暴的冲击下，提高原料利用率

来提高经济效益成为人们关注的焦点。某化工厂利用甲烷与氯气反应得到的副产品来制取盐

酸实现了变废为宝的梦想，其生产原理可在实验室中模拟如下，请根据要求填空：

3

（1）写出装置A中发生反应的化学方程式 ；

（2）B装置的三种功能是① ，② ，

③ ；

V(Cl2)（3）设 =x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应； V(CH4)

（4）在C装置中，经过一段时间的强光照射后，发现硬质玻璃管内壁附着有油珠，写出生

成产物中密度最大的物质的化学方程式 ；

（5）D装置的作用是 （填编号）；

A、收集气体 B、吸收氯气 C、防止倒吸 D、吸收氯化氢

（6）D装置生成盐酸外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为 ；

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。

①CH4 ②CH3Cl ③CH2Cl2 ④CHCl3 ⑤CCl4

【竞赛舞台】

五、选择题（下列题目中只有一个选项最符合题目的要求）

19、已知某种有机物的化学式为C4H4，分子结构如图所示，

若将该有机物与适量氯气混合后光照，则生成卤代烃的种类最

多有（ ）

A．2 B．4 C．5 D．6

20、（原创）2009元旦一过，国家开始征收燃油税，很多出租车司机热衷于汽车油改气，

即将原来燃烧汽油的装置改为燃烧天然气，但改烧天然气后，最大的隐患就是使用不当发生

爆炸。当发生爆炸最剧烈时，甲烷在空气中所占的体积比是（ ）

A．5% B．9.1% C．12% D．15%

21、将甲烷和氧气的混合气体充入含有23.4 g Na2O2

的密闭容器中，保持容器中温度为

4

150 ℃，用电火花引燃充分反应后，压强为0 Pa，若将残留物溶于水，无气体逸出。据此判

断下列叙述正确的是( )

A．原混合气体中甲烷和氧气体积比为1∶2

B．原混合气体中甲烷和氧气体积比为2∶1

C．残留固体中只有NaOH

D．残留固体中只有Na2CO3

六、填空题

22、（原创）小红同学用导气管将生成的甲烷导出后，在玻璃管尖嘴处

点燃，并用内壁涂有石灰水的烧杯倒扣在火焰上方（夹持装置略去），她会

观察到的现象是 ，却意外

的发现火焰颜色与理论不符，她观察到的颜色很可能是 ，其原因CH4

是 ，该反应称为 。

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【高考阵地】

七、选择题（下列题目中只有一个选项最符合题目的要求）

23、（2008全国高考Ⅱ改编）2008年北京奥运会的“祥云”火炬所用燃料的主要成分是丙

烷，已知丙烷具有和甲烷类似的性质，但相对分子质量与CO2相同。下列有关丙烷的叙述

中不正确的是（ ）

A．分子中含有多种碳氢键 B．光照下能够发生取代反应

C．比甲烷更易液化 D．可以做生活用燃料

24、（2008高考上海卷改编）下列化学式既能表示物质组成，又能表示物质分子的是（ ）

A．NaOH

答案及解析

1、C 解析：天然气的主要成分是甲烷，是一种常用的燃料，甲烷不可能转化成淀粉等

粮食。

2、B 解析：沼气、煤气、煤矿瓦斯气的主要成分都是甲烷，煤气是CO和水蒸气的混

合物。

3、C 解析：甲烷、乙烷以及这两物质构成的聚合物都属于有机物中的烃，含有C、H

两种元素；甲烷分子中4个碳氢键完全相同。

4、D 解析：甲烷与氯气发生取代反应一定得到四种卤代烃的混合物。

5、C 解析：绝大多数有机物具有易燃的性质。

6、B 解析：根据元素守恒，只能推知甲烷分子中含碳元素和氢元素，不能确定是否含

5 B．SiO2 C．Fe D．CH4

氧元素，更不能确定甲烷的分子式。

7、C 解析：甲烷与氯气在光照条件下生成四种氯代甲烷和氯化氢，其中有三种液体，氯化氢遇到水蒸气会出现白雾；但甲烷在该条件下不会分解。

ama16m8、A 解析：a g甲烷中含碳原子 mol，故 = NA= 。 16NA16a

9、B 解析：符合题目要求的气体必然含有C、H两种元素。

10、C 解析：根据碳原子守恒，CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均为0.25mol，故消耗氯气为0.25mol×（1+2+3+4）=2.5mol。

11、D解析：aL混合气体中含CH4 aaL，H2和CO共 L，根据关系式CH4—2O2、2H2 2 2

aa15a（或CO）—O2，可得需O2 L×2+ = 。 2224

12、答案：比较稳定，不能，不能，强酸、强碱 ，氧化、取代。不能。

13、答案：

气体，CH2Cl2、CHCl3、CCl4为液体。

14、B 解析：破坏分子内的化学键需要吸收能量，形成分子内的化学键放出能量，对于放热反应，后者显然大于前者；0.5molCH4完全燃烧时，二者差为445kJ热量，故1molCH4完全燃烧时，二者差为890kJ热量。

15、A 解析：通过①的现象可得气体中无NH3，通过②的现象可得气体中有HCl、可能有CO2，通过③的现象可得气体中无CH4、H2，一定有CO，故原混合气体一定有CO、HCl，一定无NH3、CH4、H2，可能有CO2 。

16、B 解析：CaCl2吸收水蒸气，生成H2O 25.2g，即生成1.4molH2O；根据氢原子守恒，可得CH40.7mol；再根据碳原子守恒，可得CO和CO2共0.7mol，可得44g／mol×n（CO2）＋28g／mol×[0.7mol －n（CO2）]= 49. 6g－25.2g，可得n（CO2）=0.3mol，m（CO2）=13．2g。

17、答案：（1）③（2）甲烷（或者CH4），正四面体，②（3）③。

解析：（1）根据碳的四价、氧的二价结合该分子有支链可得结论；（2）天然气的主要成分是甲烷，根据分子式，可推测CH4的空间结构只有平面正方形和正四面体两种可能。若为平面正方形结构，则其二元取代物有两种同分异构体，而正四面体的二元取代物不存在同分异构体；无论哪种结构，其他三种取代物都只有一种结构。但不管哪种结构，CH4 均为非极性分子，且其一氯取代物不存在同分异构体。（3）电解水消耗大量的电能，锌和硫酸反应也不符合工业上大量生产，只有利用太阳能使海水光解才是最经济的方法。

18、答案：（1）MnO2＋4HCI

解析：甲烷与氯气的取代产物中只有CH3Cl是 △ MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；（2）干燥混合气体，减缓气6

体流速，使气体混合均匀 ； （3）大于或等于4 ；（ 4）c、d；（5）CH4+2Cl2

（6）分液；a、b。 CCl4+4HCl ；

解析：利用MnO2和浓HCl共热制得氯气；CH4和Cl2取代物中只有CH3Cl是气体，可能成为尾气，CCl4的密度最大；副产物HCl极易溶于水，需要防止倒吸装置来制取氯化氢；分离不易溶于水的有机物和无机物的水溶液选择萃取的方法。

19、B 解析：该有机物的结构为正四面体，四个碳原子完全相同，可得C4H3Cl、C4H2Cl2、C4HCl3、C4Cl4四种卤代烃。

20、B解析：根据反应CH4＋2O2CO2＋2H2O可知，反应最剧烈时V（CH4）／V（O2）=1／2，又因V（O2）／V（空气）=1／5，V（CH4）／V（CH4+空气）=1／11。

21、B 解析：残留物溶于水无气体逸出，说明Na2O2完全反应，根据反应CH4＋2O2CO2＋2H2O①，2CO2＋2Na2O2=2Na2CO3＋O2②，2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2③，根据题意,可将①×2＋②＋③×2写出总反应式：6Na2O2＋2CH4＋O2=2Na2CO3＋8NaOH。

22、答案：甲烷燃烧，火焰呈淡蓝色，烧杯内壁附着了一层白色物质；黄色；进行实验的尖嘴玻璃管的成分含Na2SiO3，其中钠元素颜色呈黄色；焰色反应。

解析： 甲烷燃烧后生成CO2，CO2与澄清石灰水生成CaCO3；玻璃的成分含Na2SiO3 ，受热时钠元素的焰色呈黄色。

23、A解析：根据结构决定性质，可知丙烷具有和甲烷类似的结构，分子中只有一种碳氢键。

24、D 解析：离子化合物NaOH和原子晶体SiO2的化学式只能表示物质组成及其组成原子的比例，金属单质Fe只能表示物质组成，只有CH4分子既能表示物质组成，又能表示物质分子。

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