高考二轮复习知识点：甲烷的化学性质

试卷更新日期：2023-07-31 类型：二轮复习

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一、选择题

1. 化学与人体健康及环境保护息息相关。下列叙述正确的是（）

A、食品加工时不可添加任何防腐剂 B、掩埋废旧电池不会造成环境污染 C、天然气不完全燃烧会产生有毒气体 D、使用含磷洗涤剂不会造成水体污染

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2. 实验室用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。

光照下反应一段时间后，下列装置示意图中能正确反应实验现象的是（）

A、 B、 C、 D、

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3. 下列说法错误的是

A、甲烷热分解可以生成炭黑 B、呈冰状的乙酸溶液称为冰醋酸 C、花生油可以制得肥皂 D、电器开关外壳的主要成分是酚醛树脂

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4. 化学与生产、生活、科技发展息息相关。下列有关说法错误的是（）

A、葡萄酒中添加少量SO₂可以起到杀菌和抗氧化的作用 B、食物中的膳食纤维通过水解反应为人体提供能量 C、钛合金能耐高温，可用于制造航天器的部件 D、我国率先实现水平井钻采深海可燃冰，单位质量时可燃冰比煤产生的热量更高

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5. 下列涉及的化学相关知识说法错误的是（）

A、医用镍钛形状记忆合金属于新型金属材料 B、新能源可燃冰大量进入大气会引起温室效应 C、补铁剂与维生素同时服用有助于增加药物的吸收和利用 D、新型氮化镓可替代传统半导体材料二氧化硅制造芯片

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6. 根据下列实验操作和现象所得结论正确的是（）

选项	实验操作	现象	结论
A	向待测液中依次滴入氯水和KSCN溶液	溶液变为红色	待测溶液中含有Fe²⁺
B	向浓度均为0.1mo/L的NaHCO₃溶液和NaHSO₃溶液中滴加几滴酚酞试剂	前者溶液变红，后者不变色	NaHCO₃水解，而NaHSO₃不水解
C	向2支盛有2mL相同浓度银氨溶液的试管中分别加入2滴相同浓度的NaCl和NaI溶液	一只试管中产生黄色沉淀，另一支中无明显现象	Ksp(AgI)<Ksp(AgCl)
D	甲烷与氯气在光照下反应	产生混合气体能使湿润的石蕊试纸变红	生成的氯甲烷具有酸性

A、A B、B C、C D、D

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7. 不能使溴水褪色的气体是（）

A、 $H_{2} S$ B、 ${NH}_{3}$ C、 $C_{2} H_{6}$ D、 $C_{2} H_{2}$

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8. 如图是四种常见有机物的比例模型示意图。下列说法正确的是（）

A、甲能使酸性KMnO₄溶液褪色 B、乙可与溴水发生取代反应而使溴水褪色 C、丙中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键 D、丁在稀硫酸作用下可与乙酸发生取代反应

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9. 如图为甲烷氧溴化反应催化机理。下列说法错误的是（）

A、Br₂、HBr为反应的催化剂 B、反应中，CH₄与Br₂发生取代反应 C、反应中，ZnBr₂、HBr均被O₂氧化 D、反应的总方程式是2CH₄+2HBr+O₂ $\to_{}^{催化剂}$ 2CH₃Br+2H₂O

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10. 如图是四种常见有机物的比例模型示意图。下列说法正确的是（）

A、甲能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B、乙可与溴水发生取代反应使溴水褪色 C、丙中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键 D、丁在稀硫酸作用下可与乙酸发生取代反应

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11. 下列说法错误的是（）

A、等物质的量的氯气与甲烷在光照条件下反应能制得纯净的一氯甲烷 B、石油的裂解主要目的是为了获得乙烯、丙烯等气态短链烃 C、煤焦油中可以获取苯、甲苯、二甲苯等有机化合物 D、主要成分为聚氯乙烯的塑料瓶可回收利用

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12. 加热聚丙烯废塑料可以得到碳、氢气、甲烷、乙烯、丙烯、苯和甲苯。用如图所示装置探究废旧塑料的再利用。下列叙述不正确的是（）

A、装置乙试管中收集到的液体在催化剂存在下可以与Br₂发生取代反应 B、装置丙中的试剂吸收反应产生的气体后得到的产物的密度均比水大 C、最后收集的气体可以作为清洁燃料使用 D、甲烷的二氯代物有2种

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13. 下列物质中，能通过化学反应使溴的四氯化碳溶液褪色的是（）

A、CH₄ B、CH₂=CH₂ C、CH₃CH₂OH D、苯

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14. 下列关于有机物的说法正确的是（）

A、甲烷和苯都是重要的化工原料，可从石油分馏中获得 B、淀粉、菜籽油和蛋白质都是天然高分子化合物 C、室温下，在水中的溶解度：乙醇大于溴乙烷 D、苯乙烯在一定条件下可加聚反应，不可以发生取代反应

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15. 下列叙述正确的是（）

A、很多鲜花和水果的香味来自于酯 B、甲烷和苯都可通过石油分馏得到 C、糖类和油脂在一定条件下均能水解 D、棉花和蚕丝的主要成分是纤维素

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16. 四种常见有机物的比例模型如下图。下列说法正确的是（）

A、乙可与溴水发生取代反应而使溴水褪色 B、甲能使酸性KMnO₄溶液褪色 C、丙中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键 D、丁为醋酸分子的比例模型

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17. 下列说法正确的是（）

A、1mol乙烷在光照条件下最多能与3molCl₂发生取代反应 B、分子式为C₄H₁₀O且能与金属钠反应的有机物有3种 C、甲烷、苯和油脂均不能使酸性KMnO₄溶液褪色 D、分子式为C₆H₁₂的烃，所有碳原子可能位于同一平面上

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18. 下列有关说法正确的是（）

A、甲烷是天然气的主要成分，能发生取代反应，但不能发生氧化反应 B、实验室中，可用金属钠检验乙醇中是否含有水 C、只用水无法鉴别苯、乙酸和四氯化碳 D、植物油不能用于萃取溴水中的溴

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19. 下列与有机物结构、性质相关的叙述错误的是（）

A、乙酸分子中含有羧基，可与NaHCO₃溶液反应生成CO₂ B、蛋白质和油脂都属于高分子化合物，一定条件下都能水解 C、甲烷和氯气反应生成一氯甲烷与苯和硝酸反应生成硝基苯的反应类型相同 D、苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色，说明苯分子中没有乙烯分子中类似的碳碳双键

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20. 公元前一世纪，我国已使用天然气井．现在“西气东输”工程早已全面竣工．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、强氧化剂都不反应 B、甲烷的化学性质比较稳定，点燃前不必验纯 C、甲烷与氯气反应，无论生成CH₃Cl、CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄ ，都属于取代反应 D、甲烷的四种有机氯代产物都难溶于水

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二、非选择题

21. 某活动小组的同学对甲烷还原氧化铜进行了探究，回答下列问题：

查阅资料得：实验室制取甲烷常用的方法为无水醋酸钠 $({CH}_{3} COONa)$ 与氢氧化钠在二氧化锰作催化剂的条件下共热，产物中有少量的副产物丙酮 $({CH}_{3} {COCH}_{3})$ ，丙酮可与水混溶。

(1)、组装好仪器后，首先进行的操作是，实验中先点燃(填“A”或“D”)处酒精灯，此时

K_{1}

、

K_{2}

的状态为(填标号)。

A． $K_{1}$ 关闭、 $K_{2}$ 关闭 B． $K_{1}$ 关闭、 $K_{2}$ 打开

C． $K_{1}$ 打开、 $K_{2}$ 打开 D． $K_{1}$ 打开、 $K_{2}$ 关闭

(2)、装置A中主要发生反应的化学方程式为，试管内壁加一层铝箔不仅能使药品受热均匀，还能。

(3)、装置B中盛装的试剂为。

(4)、实验过程中记录的实验数据如下：

实验前装置总质量/g	D	E	F	G
实验后装置总质量/g	180.0	277.8	311.5	301.0
实验前装置总质量/g	177.2	279.6	312.6	301.0

若装置D中的氧化铜全部被还原成铜，则气球中收集到的由D中反应产生的气体在标准状况下的体积为L，此条件下，装置D中发生反应的化学方程式为。

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22. 氰化氢(HCN)和乙腈(CH₃CN)作为重要的化工原料，在合成医药和精细化学品等领域有广泛用途。实验室中制备氰化氢和乙腈的装置如下图所示。
回答下列问题：

(1)、甲烷和氨气反应生成HCN和一种单质气体的化学方程式为。

(2)、实验室中制备CH₄和NH₃的反应原理分别为：
制备 ${CH}_{4} {：CH}_{3} COONa+NaOH \begin{matrix} \underline{\underline{△}} \end{matrix} {Na}_{2} {CO}_{3} {+CH}_{4} ↑$

制备NH₃(以浓氨水和生石灰为原料)：。

下图所示分别为制备CH₄和NH₃并得到合适体积比混合气体的装置，根据上述原理选择合适的仪器并连接成装置，则连接顺序为a→e，→f(填接口标号)。装置E中的试剂为(选填“饱和食盐水”、“浓硫酸”或“四氯化碳”)。装置E相当于上述图1装置中的。

(3)、实验过程中，选择不同的温度，对氰化氢和乙腈的选择性不同，下图所示为不同温度下甲烷的转化率和氰化氢、乙腈的选择性关系。高温时，甲烷的转化率升高，但乙腈的选择性却降低，原因是。

实验过程中，采用不同的催化剂，HCN的产率不同，下图所示分别为不同温度，不同催化剂条件下HCN、H₂和N₂的产率关系图。

由图可知，低温条件下最适宜的催化剂为，高温条件下，选择该催化剂不如另外两种作催化剂时HCN产率高的原因是。

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23. 某烃A是有机化学工业的基本原料，其产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平，A可发生如图所示的一系列化学反应，其中①②③属于同种反应类型，E为高分子化合物。根据下图回答下列问题：

(1)、写出A的电子式， D的结构简式。

(2)、写出E的结构简式，链节为。

(3)、写出②、⑤两步反应的化学方程式，并注明反应类型。
② ，反应类型为。
⑤ ，反应类型为。

(4)、②、⑤两步反应均可制取C，你认为哪种方法好？为什么？。

(5)、F是B的一种同系物，其相对分子质量为72，则F的同分异构体有种。

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24. $C H_{4}$ 既是一种重要的能源，也是一种重要的化工原料。

(1)、甲烷分子的空间构型为。

(2)、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10mLCH₄ ，同温、同压下乙管中注入50mL $C l_{2}$ ，将乙管气体全部推入甲管中，用日光照射一段时间，气体在甲管中反应。
①某同学预测的实验现象：a．气体最终变为无色；b．反应过程中，甲管活塞向内移动；c．甲管内壁有油珠；d．产生火花。其中正确的是(填字母，下同)。
②实验结束后，甲管中剩余气体最宜选用下列试剂吸收。
A．水 B．氢氧化钠溶液 C．硝酸银溶液 D．饱和食盐水
③反应结束后，将甲管中的物质推入盛有适量 $A g N O_{3}$ 溶液的试管中，振荡后静置，可观察到，再向其中滴加几滴石蕊试液，又观察到。

(3)、甲烷可直接应用于燃料电池，该电池采用可传导 $O^{2 -}$ 的固体氧化物为电解质，其工作原理如图所示。
①外电路电子移动方向为(填“a→b”或“b→a”)。
②a极的电极反应式为。
③若该燃料电池消耗空气5.6L(标准状况下)，则理论上消耗甲烷mol(假设空气中 $O_{2}$ 体积分数为20%)。

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25. 甲烷的综合利用是各国科学家研究的重要课题。回答下列问题：

(1)、天然气的主要成分是甲烷，甲烷的结构式为，甲烷的空间构型为。

(2)、验证甲烷和氯气发生取代反应的条件，实验装置如图所示：
①装置A、B中的实验现象分别为、
②写出甲烷与氯气反应生成一氯甲烷的化学方程式：
③若将2mol $C H_{4}$ 与一定量的 $C l_{2}$ 反应，得到等物质的量的4种取代物，则消耗 $C l_{2}$ 的物质的量为。

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26. 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，假定氯气在水中不溶解。将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在有光亮的地方，让混合气体缓慢的反应一段时间。

(1)、下列关于甲烷结构的说法中正确的是____。

A、甲烷的分子式是CH₄ ， 5个原子共面 B、甲烷分子的空间构型属于正四面体结构 C、甲烷中的任意三个原子都不共面

(2)、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。

(3)、经过几个小时的反应后，U形管右端的玻璃管中水柱变化是____。

A、升高 B、降低 C、不变 D、无法确定

(4)、甲烷通常用来作燃料，其燃烧反应的化学方程式是。

(5)、丁烷与甲烷同属烷烃，其结构有两种，CH₃CH₂CH₂CH₃和。

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27. 某同学为了探究甲烷、乙烯分别与卤素反应的情况，设计了以下实验，请回答问题。

(1)、Ⅰ．取2支硬质大试管，通过排饱和食盐水法先后各收集半试管甲烷和半试管氯气。分别用铁架台固定好，按如图的A、B装置进行实验，片刻后观察，补充并完成下列实验报告的内容。

实验操作及现象		实验结论
A	①在漫射日光条件下，试管内：、液面上方有形成、内壁上出现了油状液滴	③CH₄与Cl₂在条件下发生化学反应
B	②迅速剥开黑纸，立即观察：试管内气体颜色为黄绿色	③CH₄与Cl₂在条件下发生化学反应

④1 mol甲烷与足量Cl₂发生取代反应时，得到最多的产物是(填化学式)。

(2)、Ⅱ．探究乙烯与溴的加成反应。因实验室制得的乙烯中通常会含有少量的SO₂等杂质气体，为此他设计了如图所示的实验装置：

①②装置中可盛放的试剂是：①、②(填字母)。

A．品红 B． NaOH溶液 C．溴水 D．酸性高锰酸钾溶液

(3)、除杂后观察到③中现象为，写出发生反应的化学方程式。

通过探究，该同学得出结论：甲烷和乙烯在不同条件下均能与卤素反应。

(4)、Ⅲ．现有H₂、Cl₂、乙烷、乙烯这四种原料，请你设计一种制取一氯乙烷的最佳实验方案，请用化学方程式表示出来(注意：原料不一定要全部选用)。

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28. 在催化剂存在下， $C H_{4}$ 和 $C O_{2}$ 发生催化重整反应 $C H_{4} (g) + C O_{2} (g) ⇌ 2 C O (g) + 2 H_{2} (g)$ ，既能保护环境，又能利用资源。一定温度下，将 $1 m o l C H_{4}$ 和 $3 m o l C O_{2} (g)$ 通入体积为10L的恒容密闭容器里，在一定条件下发生上述反应。请回答下列问题：

(1)、 $C H_{4}$ 的空间结构为，标准状况下 $1.12 L C H_{4}$ 所含电子的数目为。

(2)、下列说法可以判定反应达到化学平衡状态的是____(填标号)。

A、 $\frac{c (C H_{4})}{c (C O_{2})}$ 不再改变 B、混合气体的密度不再改变 C、相同时间内，断裂C-H键的数目与生成H-H键的数目比为2∶1 D、气体的平均相对分子质量不再改变

(3)、若上述反应 $10 m i n$ 后达到化学平衡，容器压强变为起始压强的1.25倍，则 $10 m i n$ 内， $C H_{4}$ 的平衡转化率为， $v (C O_{2})$ $m o l \cdot L^{- 1} \cdot m i n^{- 1}$ ， $c (C O) =$ $m o l \cdot L^{- 1}$ 。

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29. 取A、B两支试管，均通过排饱和NaCl溶液的方法收集半试管CH₄和半试管Cl₂ ，分别用铁架台固定好（如图）。将A试管用铝箔套上，B试管放在光亮处，静置。一段时间后取下A试管上的铝箔，观察两支试管中的现象。

(1)、A试管上铝箔的作用是， A试管中的现象是。

(2)、B试管中的现象是，有关反应的化学方程式是（写一个）。

(3)、对比A、B试管中的现象能得出的结论是。

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30. 某同学为了探究甲烷、乙烯分别与卤素反应的情况，设计了以下实验，请回答问题。

实验操作及现象		实验结论
A	①在漫射日光条件下，试管内：、液面上方有形成、内壁上出现了油状液滴	③CH₄与Cl₂在条件下发生化学反应
B	②迅速剥开黑纸，立即观察：试管内气体颜色为黄绿色	③CH₄与Cl₂在条件下发生化学反应

④1 mol甲烷与足量Cl₂发生取代反应时，得到最多的产物是（填化学式）。

(2)、Ⅱ．探究乙烯与溴的加成反应。因实验室制得的乙烯中通常会含有少量的SO₂等杂质气体，为此他设计了如图所示的实验装置：

①②装置中可盛放的试剂是：①、②（填字母）。

A．品红 B． NaOH溶液 C．溴水 D．酸性高锰酸钾溶液

(3)、除杂后观察到③中现象为，写出发生反应的化学方程式。

通过探究，该同学得出结论：甲烷和乙烯在不同条件下均能与卤素反应。

(4)、Ⅲ．现有H₂、Cl₂、乙烷、乙烯这四种原料，请你设计一种制取一氯乙烷的最佳实验方案，请用化学方程式表示出来（注意：原料不一定要全部选用）。

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31. 按要求完成下列问题。

(1)、现有5种有机物：①乙烯；②乙醇；③葡萄糖；④乙酸；⑤乙酸乙酯。
①能发生银镜反应的是（填序号，下同）；

②能发生水解反应的是；

③具有酸性且能发生酯化反应的是；

④既能发生加成反应，又能发生加聚反应的是；

⑤能使酸性高锰酸钾褪色的是。

(2)、下列说法正确的是___________（填字母）。

A、含元素种类相同而结构不同的化合物互为同分异构体 B、某有机物完全燃烧后生成二氧化碳和水，说明该有机物中必定含有碳、氢、氧三种元素 C、甲烷与氯气的混合气体在光照条件下反应生成的是一氯甲烷和氯化氢 D、乙烯与氯气加成反应的产物是 ${CH}_{2} Cl - {CH}_{2} Cl$

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32. 由三种元素组成的化合物A，按如下流程进行实验：

已知：①气体B为烃类物质。②固体E既能溶于 $NaOH$ 溶液又能溶于盐酸。请回答：

(1)、A的化学式是。

(2)、固体A与足量 $NaOH$ 溶液反应的化学方程式是。

(3)、有人提出气体B在一定条件下反应可生成四氯化碳，请写出相应的化学方程式。

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33. 现有CH₄、C₂H₄、C₂H₆三种有机化合物：

(1)、等质量的以上三种物质完全燃烧时消耗O₂的量最多的是。

(2)、常温常压下，同体积的以上三种物质完全燃烧时消耗O₂的量最多的是。

(3)、等质量的以上三种物质燃烧时，生成二氧化碳的量最多的是，生成水的量最多的是。

(4)、在120℃、1.01×10⁵Pa下，以上三种物质中的两种和足量的氧气混合点燃，相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化，这两种气体是。

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34. 如图所示是高中化学常见四种有机物的比例模型示意图。请用字母序号填空：

(1)、可燃冰的主要成分是；

(2)、分子中所有原子共平面的是；

(3)、能与金属钠反应的是。

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35. 如图是某同学利用日常用品注射器设计的简易实验装置。向甲中注入10 mL CH₄ ，同温同压下向乙中注入50 mL Cl₂ ，将乙中气体推入甲中，用漫散光照射一段时间，气体在甲中反应。

(1)、下列是某同学预测的实验现象：①气体最终变为红色；②实验过程中，甲中活塞向内移动；③甲中内壁有油珠；④甲中产生火花。其中正确的是。

(2)、甲管中发生反应的反应类型为。

(3)、反应后，下列试剂能用于吸收甲中剩余气体的是____。

A、水 B、氢氧化钠溶液 C、硝酸银溶液 D、饱和食盐水

(4)、反应后，若将甲中的物质推入盛有适量AgNO₃溶液的小试管中会观察到。

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