3.1 甲烷典型例题3.docVIP

典型例题 ? 例1 　27g某烃在足量氧气中燃烧，生成88gCO2和27g水，此气态烃对氧气的相对密度是1.6875，求该烃的化学式。 分析　 确定烃的化学式有两条途径。第一条是先求出最简式和式量，再根据烃的相对分子质量求出化学式。第二种途径是根据烃的相对分子质量，含碳质量分数或者燃烧产物中的CO2的量，直接计算出该烃的化学式。这两种方法可根据具体题目灵活运用。 该烃的最简式为C2H3，式量为27 设该烃的化学式为(C2H3)x， 该烃的相对分子质量=1.6875×32=54 所以该烃的化学式为C4H6。 解法二　 设该烃的化学式为CxHy，则1mol该烃分子中含碳原子、氢原子物质的量分别为x，y。 该烃的相对分子质量=1.6875×32=54 所以该烃的化学式为C4H6。 例2　 1mol CH4与Cl2发生取代反应，待反应完成后测得四种取代物物质的量相等，则消耗Cl2为　　 [　　　 ] A．0.5mol B．2mol C．2.5mol D．4mol 分析　 因为CH4与Cl2发生取代反应生成的4种取代物中的碳原子均来自于CH4，由碳原子守恒可知，其生成1mol取代物，且每一种取代物物质的量均为0.25mol。由于CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4分子中的氯原子均来自Cl2，由CH4和Cl2反应的方程式知共耗Cl2：0.25+0.25×2+0.25×3+0.25×4=2.5mol。 答　 C。 例3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是　　 [　　　 ] ①CH3Cl　 ②CH2Cl2　 ③CHCl3　 ④CCl4 A．只有① B．只有② C．①②③的混合物 D．①②③④的混合物 分析　 甲烷和氯气在光照下，会发生如下取代反应： CH4+ Cl2 ?CH3Cl +HCl CH3Cl + Cl2 燙H2Cl2+HCl CH2Cl2+ Cl2 2燙HCl3+HCl CHCl3+ Cl2 l燙Cl4+HCl 这四个取代反应是连锁反应，反应进行到哪一步不是由反应物甲烷和氯气的物质的量之比来决定的，即使是甲烷和氯气的物质的量之比是1∶1的情况，也不会仅发生CH4 Cl2 ?CH3Cl +HCl这样一种取代反应，因为一旦生成CH3Cl后，CH3Cl分子中的氢原子又可继续被氯原子取代，直至分子中氢原子都被取代完，因此其产物不是纯净的CH3Cl，而是混合物。若甲烷分子中的氢原子全部被氯原子所取代，则甲烷与反应的氯气的物质的量之比必然是1∶4。由此可推知，若某烷烃CnH2n+2分子中的氢原子，全部被卤素原子取代，则该烷烃与反应的卤素单质物质的量之比是1∶(2n+2) 答　 D。 例4 甲烷和丙烷组成的混合气体，其混合气体对氢气的相对密度为15，则混合气体中甲烷和丙烷的物质的量比为多少？ 　　解法1 　　设甲烷的物质的量为n，丙烷的物质的量为m 　　混合气体的相对质量为15×2=30 　　 　　解得： 　　解法2 　　十字交差法（主要用于选择题） 　　 　　巩固试题：平均相对分子质量为27.2的甲烷和乙烯（C2H4）的混合气体，它们的物质的量之比为 　　?A. 1:14??? B. 14:1??? C. 1:2??? D. 8:15 　　答案：选A 　　例5在相同温度下，相同质量的下列气体分别通入相同容积的容器中，容器内压强最小的是????????????????????????????????????? (??? ) 　　A．CO2???????? B．HCl???????? C．SO2???????? D．CH4 　　解：相同温度下，相同质量相同容积的不同气体的压强比等于摩尔质量的反比，所以相对分子质量越大，压强越小。也可以参考 。 　　答案：选C。 　　例6 甲烷和氯气以物质的量1 ：1混合，在光照条件下，得到的产物是（????????? ） 　　①CH3Cl?? ②CH2Cl2????????? ③CHCl3??????????? ④ CCl4 　　A．只有①?　　B．①和②的混合物?　　C．只有②　D．①②③④的混合物 　　选题目的：学生对于甲烷的取代反应的理解往往不够深刻，此题正好纠正它们认识上的错误。 　　解析：甲烷和氯气按等物质的量反应，而不可能是1个甲烷分子与1个氯分子在反应，所以无论反应物的物质的量之比是多少，都会得到各种氯代物。不能认为甲烷和氯气1 ：1，就生成CHCl3。1：2就生成CH2Cl2等。 　　答案：D 　　启示：本题常常错选A，认为甲烷和氯气物质的量之比（或者同温同压下等体积混合）1 ：1，只是发生第一步反应得到CH3Cl。 　　例7?将75mL的甲烷、氢气和一氧化碳的混合气与200mL氧气混合点燃，经过充分反应并干燥，体积减少100mL，再将剩余气