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2014年化学竞赛——中学化学竞赛试题资源库——甲烷及绪论


中学化学竞赛试题资源库——甲烷及绪论
A组
1.已知天然气的主要成份 CH4 是一种会产生温室效应的气体,等物质的量的 CH4 和 CO2 产生的温室效应,前者大。下面是有关天然气的几种叙述:①天然气与煤、柴油相比 是较清洁的能源; ②等质量的 CH4 和 CO2 产生的温室效应也是前者大;③燃烧天然气也是 酸雨的成因之一。其中正确的 A 是①、②、③ B 只

有① C 是①和② D 只有③ 2.碳氢化合物是大气污染物之一,下列现象的产生与碳氢化合物有关的是 A 臭氧空洞 B 酸雨 C 温室效应 D 光化学烟雾 3.下列关于有机物的叙述正确的是 A 有机物都是非电解质 B 熔点低的化合物都是有机物 C 不含氢的化合物也可能是有机物 D 含有碳元素的化合物都是有机物 4.人们一向把碳的氧化物、碳酸盐看作无机物的原因是 A 都是碳的简单化合物 B 不是从生命体中取得 C 不是共价化合物 D 不具备有机物典型的性质和特点 5.下列说法正确的是 A 有机物都是从有机体中分离出来的物质 B 有机物都是共价化合物 C 有机物都不溶于水 D 有机物参加的反应较复杂,一般速率慢,常伴有副反应发生 6.下列各组物质中,组内各种物质都属于烃的是 A CH4、C2H6O、CH3Cl B C100H202、C6H6、C2H2 C H2O2、CH4、C2H6 D C2H4、CH4、C6H5NO2 7.2005 年 1 月,欧洲航天局的惠更斯号探测器首次成功登陆土星的最大卫星——土 卫六。科学家对探测器发回的数据进行了分析,发现土卫六的大气层中含有 95%的氮气, 剩余的气体为甲烷和其他碳氢化合物。下列关于碳氢化合物的叙述正确的是 A 碳氢化合物的通式为 CnH2n+2 B 石油的主要成分是碳氢化合物 C 乙炔是含碳量最高的碳氢化合物 D 碳氢化合物中的化学键都是极性键 8.验证某有机物属于烃,应完成的实验内容属是 A 只测定它的 C、H 比 B 只要证明它完全燃烧后产物只有 H2O 和 CO2 C 只测定其燃烧产物中 H2O 与 CO2 的物质的量的比值 D 测定该试样的质量及试样完全燃烧后生成 CO2 和 H2O 的质量 9.某物质在氧气中完全燃烧后,生成物只有二氧化碳和水,以下说法正确的是 A 该物质只含有碳元素和氢元素 B 该物质只含有碳元素和氧元素 C 该物质一定含有碳元素、氧元素、氢元素 D 该物质一定含有碳元素和氢元素,可能含有氧元素 10.1mol 甲烷完全与氯气发生取代反应,若生成相同物质的量的四种取代物,则消耗

氯气的物质的量为 A 1mol B 2mol C 2.5mol D 4mol 11.等物质量的甲烷和氯气组成的混和气体,经较长时间的光照,最后得到的有机物 是 ①CH3Cl ②CH2Cl2 ③CHCl3 ④CCl4 A 只有① B 只有② C 只有①②③ D ①②③④ 12.在集气瓶内使甲烷与氧气混合,点燃进行爆炸性实验,下列甲烷与氧气的体积比 (同温、同压)中使爆炸响声最大的是 A 1︰1 B 1︰2 C 1︰3 D 3︰1 13.瓦斯爆炸是空气中含甲烷 5%~15%遇到火源所产生的爆炸。发生爆炸最强烈时, 甲烷在空气中所占的体积应是 A 15% B 10.5% C 9.5% D 5% 14.由 X、Y 两种元素组成的有机物 A 和 B,已知 A 含 X 为 80%,B 含 X 为 75%, 且 B 的分子式为 XY4,则 A 的分子式为 A X2Y6 B X3Y4 C X2Y3 D XY3 15.完全燃烧某有机物,生成 Ag 二氧化碳和 Bg 水,则有机物中碳、氢原子个数之 比是 A A︰ B B A/12︰B/2 C A/44︰B/9 D A/44︰B/18 16.完全燃烧相同质量的下列各烃,消耗氧气最多的是 A CH4 B C2H4 C C2H2 D C6H14 17.等质量的下列各组混合物完全燃烧生成 CO2 的质量由大到小是 ①C2H6、C3H8 ②C3H4、C3H6 ③C3H6、C2H4 ④C4H10、C3H8 ⑤C2H2、C3H4 A ①②③④⑤ B ②③⑤④① C ⑤②③④① D ⑤②③①④ 18.一定量的甲烷燃烧之后得到的产物为 CO、CO2 和水蒸气,此混合气体重 49.6g, 当其缓缓通过足量无水氯化钙时,CaCl2 固体增重 25.2g,原混合气体中 CO2 的质量为 A 12.5g B 13.2g C 19.7g D 24.4g 19.在标准状况下,某气态有机物 4L,其质量为 12.5g,则该有机物的最简式可能是 A CH B CH2 C CH3 D CH2O 20.某气态烷烃 20mL,完全燃烧时,正好消耗同温同压下的氧气 100mL,该烃的化 学式是 A C2H6 B C3H8 C C4H10 D C5H12 21.某气态烃含碳 85.7%,1mol 该烃充分燃烧生成的二氧化碳恰好被 1.5L、4mol/L 的 NaOH 溶液吸收生成正盐,这种烃的分子式是 A C2H6 B C3H6 C C4H8 D C6H14 22.在 20℃,某气态烃与氧气混合装入密闭容器中,点燃爆炸后,又恢复到 20℃, 此时容器内气体的压强为反应前的一半,经过 NaOH 溶液吸收后,容器几乎成为真空,此 烃的分子式可能为 A CH4 B C2H6 C C3H8 D C2H4 5 23.1.01×10 Pa、428K 时将体积为 8L 的某烃与适量的氧气组成的混和气体燃烧使之 完全反应,再恢复到原温度和压强,测得生成混和气体体积为 9L,则此烃分子中的碳原子

数为 A 4 B 5 C 6 D 8 24.某烃在氧气中恰好完全燃烧生成等体积的二氧化碳和水蒸气,测得反应后混和气 体的密度比反应前减少 1/8(均指 120℃,1.01×105Pa) ,则该烃的分子式 A C4H6 B C2H4 C C3H6 D C4H8 25.140℃时,1 体积某烃和 4 体积 O2 混和,完全燃烧后恢复到原来的温度和压强, 体积不变,该分子式中所含的碳原子数不可能是 A 1 B 2 C 3 D 4 26.两种气态烃以任意比例混和,在 105℃时 1L 该混和烃与 9L 氧气混和,充分燃烧 后恢复到原状态,所得的气体仍是 10L。下列各组混和烃中不符合此条件的是 A CH4 C2H4 B CH4 C3H6 C C2H4 C3H4 D C2H2 C3H6 27.常温常压下,50mL 三种气体烃的混和物与足量氧气混和后点燃爆炸,恢复到原 来状况时,体积共缩小 100mL,则三种烃可能是 A CH4 C2H2 C3H4 B C2H6 C3H6 C4H6 C CH4 C2H6 C3H8 D C2H4 C2H6 C2H2 28. amL 气态烃混合物与足量的氧气混合点燃爆炸后, 恢复到原来状态 (常温常压下) , 体积共缩小 2amL,则气态烃的可能组合是 A CH4,C2H4,C3H4 B C2H6,C3H6,C4H6 C CH4,C2H6,C3H8 D C2H4,C2H2,CH4 29. amL 3 种气态烃的混和物和足量氧气混和点燃爆炸后恢复到原来状态 (常温常压) , 气体体积共缩小了 2amL(不考虑 CO2 的溶解) 。则这 3 种烃可能的组合是 A CH4,C2H4,C3H4 任意体积比 B CH4,C3H6,C2H2 保持 C3H6︰C2H2=1︰2(物质的量之比) C C2H6,C4H6,C2H2 同条件下体积比为 2︰1︰2 D C3H8 ,C4H8 ,C2H2 质量比为 11︰14︰26 30.今有 H2、CO、CH4 的体积比为 1︰1︰2 的混合气体 VL,当其完全燃烧时,所需 O2 的体积为 (相同条件下) 31.烃 A 的碳元素的质量分数为 75%;烃 B 充分燃烧后生成 6.75g 水和 8.4L 二氧化 碳(标准状况) ;烃 C 中碳的质量是氢的质量的 4 倍;13g 烃 D 完全燃烧后生成 9g 水,写 出这四种烃的最简式 A 、B 、C 、D 。 32.燃烧 0.5mol 有机物 A 生成 22g 二氧化碳和 18g 水,同时消耗 32g 氧气,实验室 制取 A 的化学方程式是 。燃烧 0.5mol 有机物 B 生成二氧化碳、水的质量与 A 相同,但消耗氧气是 24g,则 B 的分子式是 ,结 构简式是 。 33.把 1 体积 CH4 和 4 体积 Cl2 组成的混合气体充入大试管中,将此试管倒立在盛有 饱和食盐水的水槽里,放在光亮处,试推测可观察到的现象是: ①_______________; ②_______________; ③_______________; ④_______________。 34.能否用甲烷和氯气 1∶1(体积比)混合来制取纯净的一氯甲烷?为什么? 35.A 盐和碱石灰反应,微热时放出一种气体 B,再经强热又放出一种气体 C,同温 同压下气体 B、C 密度相接近,余下的残渣加入硝酸,又有一种气体 D 放出,气体 D 通入

一种淡黄色的固体中可得到一种气体 E。 (1)写出有关物质的化学式:A ,B ,C 。 (2)气体 D 转变为气体 E 的化学反应方程式 。 36.化学上常用燃烧法确定有机物的组成,这种方法是在电炉加热时用纯氧气氧化管 内样品,根据产物的质量确定有机物的组成,下图装置是用燃烧法确定有机物分子式常用 的装置。

试回答下列问题: (1)产生的氧气按从左到右流向,所选装置各导管的连接顺序是_____________。 (2)C 装置中浓硫酸的作用是____________________________。 (3)D 装置中MnO2 的作用是 。 (4)燃烧管中 CuO 的作用是 。 (5)若准确称取 0.90 g 样品(只含 C、H、O 三种元素中的两种或三种),经充分燃烧 后,A 管质量增加 1.32g,B 管质量增加 0.54g,则该有机物的最简式为 。 (6)要确定该有机物的分子式,还要 。 37.有 A、B、C、D、E 五种气体,C 对空气的相对密度为 2.45,在相同温度和压力 下,B、D、E 的密度之比为 4︰2︰1,这五种气体均为常见气体,各气体两两混合时出现 如下情况: 气体 反应情况 A+B 不用光照能反应 A+E C+E D+E 点燃反应 B+C 有水存在时易反应 不反应 漫射光下反应

据此可以推知: (填化学式) A ,B ,C ,D ,E 。 38.已知实验室常用无水醋酸钠粉末和碱石灰共热制取 CH4 气体,该反应发生的原理 可简单表示如下:

试从上述信息得出必要的启示回答下列小题: (1)实验室制取甲烷的装置还能制取哪些气体: 。 (2)试写出 -COONa 固体与碱石灰共热所发生的主要化学反应方程式 。 (3)X、Y、Z、W 分别是酸、碱、盐中的一种,A、B、C、D、E、F 均为常见气体, A、B 分子中含有相同数目的电子,b、e 中均含有氧元素,各步反应生成的水均略去,反 应条件未注明,试回答:

①写出下列物质的化学式:X ,Y ; ②写出物质 B 和 b 的电子式:B ,b ; ③反应Ⅰ的化学方程式 ; ④反应Ⅱ的离子方程式 ; ⑤在上述各步反应中,有两种物质既做氧化剂又做还原剂,它们是: , ; 39.室温下,将 60mL 氧气通入 10mL 某气态烃中,点火燃烧,再冷却到室温,得到 气体的体积为 50mL,用氢氧化钾溶液吸收后剩余 30mL 气体,则此气态烃的分子式 为 。 40.将 x mol O2,y mol CH4,z mol Na2O2 一起放入某密闭容器中,在 150℃条件下, 用电火花引发反应后,容器内压强为零,则 x、y、z 之间的关系为 。 5 41.在 1.01×10 Pa、120℃时,某气态烃 CxHy 与足量氧气在密闭容器中混和,经电火 花点燃后,最后回复到原来状况,发现反应前后容器中的压强没有发生变化,则该烃分子 中 x 的值为 ,y 的值是 。 42.室温时某气态烃 20mL 与过量的氧气混和,完全燃烧后的产物通过浓硫酸,再恢 复到室温,气体的体积减少 50mL,再通过氢氧化钠溶液体积又减少 40mL,求气态烃的分 子式。 43.在标准状况下某气态烃 112mL,完全燃烧后生成二氧化碳和水蒸气的体积比是 3 ︰4,把燃烧产物通过碱石灰,碱石灰质量增加 1.02g,求气态烃的分子式。 44.常温下 10mL 某气态烃和 50mL 氧气混和,引燃后该烃完全燃烧,残留气体的体 积为 35mL,此时所处的温度与压强与燃烧前相同,试分析该气态烃的可能组成。 45.常温下,在密闭容器中混有 2mL 某气态烷烃和 13mL 氧气,点火爆炸,生成的只 是气态产物,同时发现烃过量。将其中的二氧化碳除去,又在剩余物中通入 6mL 氧气, 再进行一次爆炸, 对反应后的混和物进行分析, 发现氧气有剩余。 试确定该烃的结构简式。 46.某气态烃 10mL,通入氧气 100mL,完全燃烧后,冷却致室温,体积变为 75mL, 再通过足量的石灰水后,干燥,气体的体积变为 35mL,求该烃的化学式。 47.体积为 V 的 O2 和 CH4 混和后在 150℃时恰好反应,生成 CO2、CO 和 H2O,反应 后体积增加了 10mL,将上述体积为 V 的 O2 和 CH4 的混和气与装有足量的 Na2O2 的密闭 容器中加热至 150℃,充分反应后,气体体积减少了 60mL,求原混和气体中 CH4 和 O2 各 多少 mL(反应前后压强与温度不变) 48.甲烷稍微溶于水,在水中以细微气泡构成水气分散系。在 273K 1.5×105Pa 下每 升水可溶解甲烷 0.01L(假定 CO2 全溶于水成为碳酸) 。右图为某沼气池 的示意图,下层堆放人畜屎尿和植物性废弃物,池内加入 1000kg 水,上 部余 10m3 空气空间。水中正好悬浮着一个倒立的易拉罐瓶,里有一定比 例的空气和水,下面小孔打开,而气体难以进入瓶中。池中产生沼气使池 内压强逐渐由 1.01×105Pa 增至 1.5×1.01×105Pa,温度保持 273 K。

(1)在整个过程中瓶子的位置如何变化? (2)在这一过程中产生了多少立方米标况下的 CH4?需要消耗多少千克纤维素? 49.已知甲烷与氧气的混和气体,在有足量过氧化钠存在的密闭容器中,点燃充分反 应后,总的化学方程式为:2CH4+O2+6Na2O2=2Na2CO3+8NaOH (1)假设原混和气体中 CH4 与 O2 的物质的量分别为 xmol、ymol,反应后气体的物 质的量为 nmol,试确定 x 与 y 在不同比值条件下的 n 值。将结果填入下表: x︰y 2︰1 大于 2 小于 2 (2)某烃(CxHy)与 O2 的混和气体在上述条件下反应,若该烃与 O2 的物质的量之 比分别为 3︰3 和 2︰4 时,充分反应后剩余的气体的物质的量相同,推断该烃可能的分子 式。 50.在 120℃,101kPa 条件下,由 H2、CH4、CO 组成的混合气体 amL,通入一定量 (设为 xrnL)氧气使其完全燃烧。 (1)若 amL 混合气体完全燃烧消耗相同条件下氧气的体积也为 amL 即 x=a),则原 混合气体中 CH4 的体积分数是 。 (2)若完全燃烧后生成 CO2 和 H2O(g)的总体积在相同条件下为 2arnL,则原混合 气体中 CO2 的体积分数是 ,现要测定原混合气体中 H2 的体积分数,还必须知道相 同条件下其他数据可以是 (填选项字母)。 A.2amL 混合气体的密度 B.生成 CO2 气体的总体积 C.生成 H2O(g)的总质量 (3)若原混合气体完全燃烧时,生成的气体中只有 CO2 和 H2O(g),则 X 的取值 范围是 。 51.石油及其分馏产物在供氧不足时燃烧,常常产生 CO,这也是常见的大气污染物 之一。将某气态烃在 5 倍体积的纯氧中燃烧,产物通过足量的 Na2O2 并在电火花连续作用 下充分反应, 生成的气体体积缩小到燃烧后产物体积的 3/8 (气体体积都在 100℃以上、 1.01 5 ×10 Pa 时测定) (1)试写出通式为 CxHy 的某烃在供氧不足时燃烧的化学方程式(CO2 的系数设定为 m) 。 (2)当 m=2 时,求该烃的分子式。 (3)若 1mol 某气态烃在供氧不足时燃烧,产物在足量 Na2O2 和电火花连续作用下产 生 3mol 氧气,且固体 Na2O2 增重范围为 90≤?W≤118g,求烃可能的分子式和燃烧产物 CO 与 CO2 的物质的量之比,将结果填入下表。 烃的分子式 N(CO)/ n(CO2) n

B组

52.近年来,科学家在海洋中发现了一种冰状物质——可燃冰,其有效成分为甲烷。 下列说法正确的是 ①甲烷属于烃类 ②在相同条件下甲烷的密度大于空气 ③甲烷难溶于水 ④可燃冰是一种极具潜力的能源 A ①②③ B ②③④ C ①③④ D ①②④ 53. “可燃冰”又称“天然气水合物” ,它是在海底的高压、低温条件下形成的,外观 象冰。1 体积“可燃冰”可贮载 100~200 体积的天然气。下面关于“可燃冰”的叙述不正 确的是 A “可燃冰”有可能成为人类未来的重要能源 B “可燃冰”是一种比较洁净的能源 C “可燃冰”提供了水可能变成油的例证 D “可燃冰”的主要可燃成分是甲烷 54.在海洋底部存在大量的称为“可燃冰”的物质,其蕴藏量是地球上煤石油的百倍, 因而是一种等待开发的巨大能源。初步查明可燃冰是甲烷、乙烷等可燃气体跟水的结合产 物。有关可燃冰的下列推测中错误的是 A 高压、低温有助于可燃冰的形成 B 常温常压下,可燃冰是一种稳定物质 C 可燃冰的微粒间可能存在氢键 D 构成可燃冰的原子间存在极性共价键 55.证明 CH4 是正四面体几何构型的正确方法是 A CH 4 分子中的 C-H 键长都相等 B CH 4 分子中的∠HCH 键角都相等 C CH 2Cl2 不存在立体异构体 D CHXYZ 存在光学异构体(X、Y、Z 代表不同的原子) 56.化学工作者从有机反应 RH+Cl2(气) ? ?? RCl(液)+HCl(气)受到启发,


提出在农药和有机合成工业中可以获得副产品盐酸的设想已成为现实。试指出从上述反应 产物中分离得到盐酸的最佳方法是 A 蒸馏法 B 水洗分液法
H 2O

C 升华法

D 有机溶剂萃取法

57.在对醋酸盐进行的甲烷发酵研究时,曾做过如下同位素示踪实验:CD3COOH

?? ? CD3H+CO2 在同样反应条件下,预测反应:CH3COOH ?D2O 的产物是 ? ?? ?
A CH4+CO2 B CD3H+CO2 C CH3D+CO2 D CH2D2+CO2 58.如图所示,一端封闭的 U 型管,封闭着的一端有一段 CH4 和 Cl2 的混合气体,在水平部分有一段气往,其他两段为液体,已知 液体与气体不反应,使 CH4 和 Cl2 在稍暗的光线下缓慢反应,则中间 气柱的长度如何变化(假设中间气柱未移出 U 型管的水平部分) A 变大 B 变小 C 不变 D 难以确定 59.将 x mol O2、y mol CH4、z mol Na2O2 投入一密闭容器中,在 150℃条件下以电火 花不断引发反应。当容器内的压强为零时,下列关系式中正确的是 A 2(x+z)=3y B x︰y︰z=2︰1︰6 C x︰y︰z=1︰2︰4 D 2x+z=4y 60.将 O2、CH4、Na2O2 置于密闭容器中,在 250℃的温度下用电火花引发化学反应。 反应停止后,使容器内恢复至 250℃的温度,容器内的气压为零。由此得出的结论正确的

是 A 原 O2、 4、 2O2 物质的量之比为 1︰2︰6, CH Na 反应后容器内生成的固体是 Na2CO3 和 NaHCO3 B 原 O2、 4、 2O2 物质的量之比为 2︰1︰4, CH Na 反应后容器内生成的固体是 Na2CO3 和 NaOH C 原 O2、 4、 2O2 物质的量之比为 1︰2︰6, CH Na 反应后容器内生成的固体是 Na2CO3 和 NaOH D 原 O2、 4、 2O2 物质的量之比为 2︰1︰4, CH Na 反应后容器内生成的固体是 NaHCO3 和 NaOH 61.1mol CH4 气体完全燃烧放出的热量为 802kJ,但当不完全燃烧仅生成 CO 和 H2O 时,放出的热量为 519kJ,如果 1mol CH4 与一定量 O2 燃烧生成 CO、CO2 和 H2O,并释放 出 731.25kJ 的热量,则这一定量 O2 的质量为 A 48g B 56g C 60g D 64g 62. 往一体积不变的密闭容器中充入一种气态烃和 O2 的混合气体, 其体积比为 1︰10, 将该混合气体点火引爆,完全反应后在 127℃时测得气体压强为 p,恢复到常温 27℃时测 得气体压强为 p/2,则该气态烃可能是 A CH4 B C2H6 C C4H8 D C6H10 63.将甲烷分子的 4 个氢原子互相连接可以构成一个正四面体。右图 是一个正立方体,设想将一个甲烷分子放入,碳原子将居于该正立方体的 中心,黑球表示已有 1 个氢原子居于该立方体的一角。请在图上另画三个 黑球标示其它 3 个氢原子的位置。 64.在部分海底或陆地的深层,有丰富的 8CH4·46H2O 晶体,这是 一种水合物(像 CuSO4·5H2O 一样) 。若点燃这种晶体,可见的现象是 ,相应 现象的化学方程式是 。 65.为了测定一种气态烃 A 的化学式,取一定量的 A 置于一密闭容器中燃烧,定性 实验表明产物是 CO2、CO 和水蒸气。学生甲、乙设计了两个方案,均认为根据自已的方 案能求出 A 的最简式,他们测得的在有关数据如下(图中的箭头表示气流的方向,实验前 系统内的空气已排尽) :

? ? ? 甲方案:燃烧产物 ? ? ? 增重 2.52g ? ? ? 增重 1.32g ? ? ? 生成 CO21.76g
浓硫酸 碱石灰 碱石灰 点燃

? ? ? 乙方案:燃烧产物 ? ? ? 增重 5.60g ? ?? ? 增重 0.64g ? ? ? 增重 4g 试回答: (1)根据两方案,你认为能否求出 A 的最简式? (2)请根据你选择的方案,通过计算求出 A 的最简式 (3)若要确定 A 的分子式,是否需要测定其它数据?为什么? 66.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。 (1)设计一个方案证明上述结论。 (2)若甲烷分子中相邻氢原子间的距离为 a,试求 C-H 键的键长。 (3)若甲烷分子是平面正方形,它的二氯代物有几种同分异构体? 67.有人猜想百慕大三角区之谜是水合天然气引起的,如果一艘水上排水量为 990t、
灼热CuO 石灰水

水下排水量为 1200t、最大潜水深度为 250m 的潜艇在百慕大地区海面下 10m 处巡航,突 遇海水密度骤降(假如潜艇所在处及它下面的海水密度从 1.03×103kg/m3 骤变为 0.9× 103kg/m3) 后潜艇发现此情况并立即采取措施,以最快速度排泄艇内贮水舱中的水。当 ,5s 它刚止住自己的加速下坠时已在水面下 200m 处,不计阻力,问: (1)把动植物遗体变成天然气的生物是生态系统中的什么成分? (2)潜艇舱内各空气过滤口放了盛有 Na2O2 颗粒的装置,请说出该装置的用途并说 明原理,写出化学反应方程式。有时潜艇也用 KO2 代替 Na2O2,这有什么好处?试通过简 单分析说明。 (3)潜艇在采取措施前的 5s 钟内下坠了多少位移?5s 末的速度多大? (4)假如潜艇一直保持排水速度不变,它做什么运动?加速度大小如何变化?能否 摆脱葬身海底的厄运? 68.右图所示是我国农村采用的一种沼气池的剖面 示意图,使用时由进料口放进农作物的废弃物如秸秆、 杂草、树叶等以及人、畜、家禽的排泄物,然后加满水 到一定位置以留下贮气间。经过一段时间的发酵之后, 便有沼气产生。 (1) 在沼气发酵的过程中, 有一种微生物具有除臭 的作用,这种微生物是什么?是如何除臭的? (2) 在沼气发酵的过程中, 进行着非常复杂的微生 物代谢活动.其呼吸类型有:好氧型、厌氧型和兼气型(如酵母菌)三种。试分析这三类 微生物的数量在沼气池中的消长规律。 (3)在对醋酸盐进行的甲烷发酵研究中,曾做过如下同位素示踪实验:
2 CD3COOH ?? ? CD3H+CO2 ?

H O

2 在同样反应条件下,请预测下列反应产物:CH3COOH ??? ? (4)下面是由乙醇经奥氏甲烷杆菌及一种硫微生物等作用下生产甲烷的方程式

DO

? CH3CH2OH+H2O ?? ? ? CH3COO +H++2H2–给体;
硫微生物


4H2–给体+CO2 ?甲烷杆菌 ? CH4+2H2O ?? ? 合并以上两步反应并写出一个方程式 (5)如果某山村有 50 户人家,每户生活用电平均 100W,公共设施及学校用电约 1000W,设发电机效率与动力机转换效率均为 80%,应选用多大功率的发电机和动力机? (6)若 1m3 大小的沼气池一天产气量为 0.2m3,据有关方面测定,在一定的条件下沼 气发电率为 1.5kw·h/m3。设全村平均每天用电 5h,为保证全村正常用电,沼气池的容积 至少为多少立方米? 69.1986 年英国德尔比郡的一栋平房被一起爆炸炸成 碎片!科学调查发现,这一爆炸是由甲烷气体引起的,甲烷 气体来自平房附近的一旧垃圾堆置场。其中堆埋了以下物 质,建筑垃圾:水泥、砖碴、玻璃、木头、钢铁;生活垃圾: 植物性垃圾、塑料等。如右图示: (1)指出两种可以产生甲烷的物质?

(2)甲烷气体为什么会使平房被炸成碎片? (3) 用焚烧法处理上述全部类型的垃圾是否可行?请提出一个含上述各类垃圾的 “城 市垃圾处理方案” 。 (4)产生甲烷的反应:(C6H10O5)n+nH2O ?? ? 3nCO2+3nCH4+Q ? 这一反应有什么实际意义?在农村甲烷被完全地作为燃料,那么甲烷属于几级能源? (5)甲烷的爆炸极限为 5%~15%。将甲烷与空气混合,求爆炸最具威力时空气和甲 烷体积比。 70.容积为 0.672 L 的密闭容器中,有一定质量的氧气和甲烷的混合气(其中含有甲 烷气体 0.48g) 。混合气的温度为 546K、压强为 4atm,容器壁上还有一点火装置。已知每 mol 甲烷完全燃烧生成液态水时放出热量 890kJ, mol 无烟煤完全燃烧放出热量 403.2kJ, 每 试求: (1)混合气中甲烷气体的压强多大? (2)混合气中所含氧气的质量多大? (3)完全燃烧无烟煤和甲烷放出相同热量时,所释放的 CO2 的百分比多大?并说明 由此可得出什么结论?
细菌

C组 71.曾有人将等量甲烷和氯的混合气体通过弧光灯照射,产物经冷凝后分析,发现其 中含 20%乙烷氯化物。即使用很纯的甲烷作原料,也得到乙烷的氯化物。扩大实验的规模 还可以分离出更高级的烷烃氯化物。请解释产生这一现象的原因。 72.甲烷和氯的反应通常在光照或必须在加热至 250℃时才开始发生反应,但在无光 照条件下,加入少量(0.02%)的四甲基铅[Pb(CH3)4],则加热至 140℃,氯化反应即可顺 利进行。试用反应机理进行解释。 73. 柏林大学著名化学家 Fritz Paneth 通过下述实验首先肯定了烷烃光卤代反应的本 质。当四甲基铅[(CH3)4Pb]的蒸气流通过在某一点(A 点)加热的石英管时,在加热点便 沉积出金属而形成铅镜,并发现自管内逸出的气体主要是乙烷;然后在铅镜的下游不远处 (B 点)加热,同时通过更多的四甲基铅,在加热点同样出现铅镜,但却发现处在上游的 原先已经生成的铅镜却消失了,此时若分析逸出的气体,可发现气体主要是四甲基铅。但 如果在距第一次生成铅镜的下游较远处(C 点)加热,则原先生成的铅镜消失速度变小, 甚至不会消失。

(1)发生上述现象的根本原因是在于反应过程中生成了一种显电中性但具有很强化 学活性的物质的微粒,请写出这种物质微粒的名称和电子式。 (2)生成铅镜的化学反应方程式是: (3)铅镜消失的原因是什么?(请用化学反应式表示)

(4)当加热位置离原先生成铅镜的位置较远时,则原先铅镜消失速度变慢,甚至不 能消失的原因是什么?

参考答案(B9)
1 C 2 C 3 C 4 D 5 D 6 B 7 B 8 D 9 D 10 C 11 D 12 B 13 C 14 A 15 C 16 A 17 C 18 B 19 B 20 B 21 B 22 C、D 23 B 24 D 25 D 26 B、D 27 D 28 A 29 A、D 30 1.25VL 31 CH4 CH2 CH3 CH 32 CH3COONa+NaOH ??? CH4↑+Na2CO3 CH4O CH3OH ? 33 ①黄绿色逐渐消失;②试管壁上有黄色油珠;③水位在试管内上升;④水槽内有少量 晶体析出。 34 不能。因为甲烷分子中的四个氢原子都可被氯原子取代,生成的 CH3Cl 还会和氯气继 续发生反应生成 CH2Cl2、CHCl3 和 CCl4。 35 (1)A:CH3COONH4;B:NH3;C:CH4; (2)2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2 36 (1)g、f、e、h、i、c、d(d、c) 、a、b(b、a) (2)吸收水分,得干燥纯净的氧气。 (3)催化剂,加快产生氧气的速率 (4)使有机物更充分氧化生成二氧化碳和水。 (5)CH2O (6)测出有机物的分子量。 37 A:H2S;B:SO2;C:Cl2;D:O2;E:CH4 38 (1)O2、NH3 (2) -COONa+NaOH +Na2CO3

(3)①NaOH CH3COONH4 ②

Na+[

]2-Na+

39 40 41 42 43 44 45 46 47 48

49 50 51

52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63

4NO+6H2O ④3Cu+8H++2H2O=3Cu2++2NO↑+4H2O ③4NH3+5O2 ⑤Na2O2,NO2 C2H4 z≥3y=6x 任意值,只要符合该烃是气态就可 4 C2H6 C3H8 C2H6 或 C3H6 新戊烷 C4H10 甲烷的体积为 40 毫升,氧气为 70 毫升。 (1)小瓶即为一个沉浮子,开始阶段因甲烷溶解而使水溶液密度减小,瓶子排开水的 质量减小,浮力减小而下沉。后阶段因压强增到原来的 1.5 倍,瓶内气体体积变为原 来的 2/3,排开液体质量增大,浮力增大而瓶子慢慢升到液面。 (2)此时溶解 CH40.1m3,用上部空间甲烷分压为总压的 1/3,含甲烷 10/3m3,共计此 压下的 CH4 约为 3.4m3,可求出相当于标况下 CH4 为 5.1m3。可求出消耗纤维素为 12.3kg。 (1)0 x-2y y-0.5x (2)C3H4 C3H6 C3H8 (1)33.3% (2)50% B (3)0.5a≤x≤2a (1)CxHy+(x/2+y/4+m/2)O2→mCO2+y/2H2O+(x-m)CO (2)C4H8 (3)C3H8 1/2 C4H6 1/3 C C B C、D B A A D C C、D C

64 固体燃烧或看到火焰;8CH4·46H2O=8CH4+46H2O,CH4+2O2 2H2O+CO2 65 (1)甲方案能够求得 A 的最简式 (2)CH4 (3)不需要,因为最简式中,H 的含 量已经达到最大,实际上最简式就是 A 的分子式 66 (1)用甲烷的二氯代物不存在同分异构体来证明 (2) 6 a/4 (3) 和

67 (1)分解者 (2)吸收艇内 CO2,同时放出 O2,2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 4KO2+2CO2= 2K2CO3+3O2 从方程式计算可知,相同质量的 KO2 比 Na2O2 放出的 O2 多。 (3)a=1.58m/s2,s=19.75m,v=7.9m/s。 (4)先做 a 减小的加速运动,再做 a 增大的减速运动。将葬身海底。 68 (1)硝化细菌 它能将 NH3 氧化成亚硝酸和硝酸 (2)沼气发酵的开始阶段,好氧型和兼气型微生物大量活动和繁殖;但随着水中氧含 量的下降,好氧微生物的活动受到抑制而兼气型和厌氧型微生物活动加强,最终好氧 型微生物大量死亡而厌氧型微生物和兼气型微生物大量繁殖 (3)CH3D+CO2 (4)2CH3CH2OH+CO2→2CH3COOH+CH4 (5)P 发=7500W;P 动=9375W (6)100m3 69 (1)植物性垃圾 木头 (2)当甲烷的量与内能积累到一定量时会冲破覆盖土层,与空气混合并同自身的热能 或外来火星点燃混合气体而产生爆炸 (3)①建筑性垃圾(除木头外)难以燃烧,浪费能源,植物性垃圾燃烧会产生大量烟 尘,塑料类燃烧还会产生 HCl 等有毒气体及毒性最强的二恶英污染大气,故不可行; ②用分类处理法:不燃性垃圾以堆置填埋方法处理;植物性垃圾用以制沼气;玻璃、 塑料、钢铁等回收重复利用 (4)利用植物性废弃物经微生物发酵之后产生沼气,它是农村一种重要的能源之一, 也是扩大肥源提高肥效,改善卫生条件的重要措施。 一级能源 (5)用两极思维方法:CH4 或空气不论哪一个过量都使爆炸威力不强或不炸,故当 CH4 和空气中 O2 正好反应完全时爆炸威力最大,可求得:V 空气︰V 甲烷=10︰2(空气 中 O2 体积占 20%) 70 (1)2atm (2)0.96g (3)220% 通过上述计算可见,燃烧煤炭大量释放的 CO2,将加剧热岛效应,使全 球升温,造成人类生存环境的恶化,因此,改变燃料的种类,减少 CO2 的排放是保护 环境的重要内容。 71 甲烷和氯的混合气体在弧光灯照射下的反应机理如下: Cl2→2Cl· (光照或加热) CH4+Cl·→CH3·+HCl CH3·+Cl2→CH3Cl+Cl· 产生的一氯甲烷再与氯自由基作用,生成二氯甲烷: CH3Cl+Cl·→·CH2Cl+HCl ·CH2Cl+Cl2→CH2Cl2+Cl· 该反应生成的自由基 CH3·和 CH2Cl·能发生如下反应而生成氯乙烷或更高级的氯化 物: CH3·+CH3·→CH3CH3 CH3CH3+Cl·→CH3CH2·+HCl CH3CH2·+Cl2→CH3CH2Cl+Cl· ???? CH2Cl·+CH2Cl·→CH2ClCH2Cl CH3·+CH2Cl·→CH3CH2Cl 72 四甲基铅[Pb(CH3)4]在加热的情况下,易发生 Pb-C 键的断裂而引发如下的反应过程: Pb(CH3)4 4CH3·+Pb· CH3·+Cl2→CH3Cl+Cl· CH4+Cl·→CH3·+HCl 循环进行,反应即可顺利进行。 73 (1)甲基自由基

(2)(CH3)4Pb→2CH3CH3+Pb (3)加热点:(CH3)4Pb→4CH3?+Pb 原先铅镜沉积处:4CH3?+Pb→(CH3)4Pb (4) 铅镜消失是因为(CH3)4Pb 受热分解生成的具有强反应活性 的 CH3?与铅结合重新 生成(CH3)4Pb 所致, 而当加热点离铅镜较远时, 从加热点生成的 CH3?相互之间结合生 成 CH3CH3,不再与铅镜反应,故铅镜几乎不消失。


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