知识点一：甲烷的结构和性质
1．下列叙述错误的是( )
A．甲烷化学性质比较稳定，不能被任何氧化剂氧化
B．在通常情况下，甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂都不反应
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．甲烷的四种有机取代物都不溶于水
解析：甲烷化学性质比较稳定，但能在氧气中燃烧，故A错误；甲烷化学性质比较稳定，常温下，甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂都不反应，故B正确；甲烷跟氯气在光照条件下，发生取代反应可生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，故C正确；CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均不溶于水，故D正确。答案为A。
答案：A
2．天然气是一种很重要的清洁能源，其主要成分为CH4，下列说法正确的是( )
A．常温常压下CH4是液体
B．一氯甲烷分子式为CH4Cl
C．CH4与Cl2可以发生加成反应
D．CH4完全燃烧生成CO2和H2O
解析：甲烷常温下为气体，故A错误；一氯甲烷中含有1个C,3个H,1个Cl，分子式为CH3Cl，故B错误；甲烷与Cl2可以发生取代反应，故C错误；甲烷中含有碳氢两种元素，完全燃烧生成二氧化碳和水，故D正确。故选D。
答案：D
3．下列有关甲烷的说法正确的是( )
A．易溶于水
B．是最简单的有机化合物
C．与氯气发生加成反应
D．与乙烷互为同分异构体
解析：甲烷难溶于水，故A错误；甲烷是最简单的有机化合物，故B正确；在光照条件下，甲烷与氯气发生取代反应，故C错误；甲烷与乙烷互为同系物，故D错误。答案为B。
答案：B
4．下列关于甲烷的说法正确的是( )
A．实验室可用向上排空气法收集甲烷
B．甲烷点燃之前需要验纯
C．甲烷可以与溴水发生取代反应
D．甲烷在空气中燃烧只可能生成CO2和H2O
解析：甲烷的密度小于空气，实验室可用向下排空气法收集甲烷，A错误；甲烷是可燃性气体，甲烷点燃之前需要验纯，B正确；甲烷与溴水不反应，C错误；甲烷在空气中如果燃烧不完全，可能生成CO和H2O，D错误。答案选B。
答案：B
5．在光照条件下，将2 mol CH4与足量的Cl2反应，得到等物质的量的四种取代物，则消耗Cl2物质的量为( )
A．4 mol B．5 mol
C．8 mol D．10 mol
解析：反应完全后，得四种有机物物质的量相等，根据碳原子守恒知，CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的物质的量都是0.5 mol，CH4与Cl2发生取代反应：1个氯原子替换出1个氢原子，另一个氯原子则与氢原子结合生成HCl，可得关系式Cl2～CH3Cl,2Cl2～CH2Cl2,3Cl2～CHCl3,4Cl2～CCl4，生成0.5 mol CH3Cl需要Cl2的物质的量为0.5 mol，生成0.5 mol CH2Cl2需要Cl2的物质的量为0.5 mol×2＝1 mol，生成0.5 mol CHCl3需要Cl2的物质的量为0.5 mol×3＝1.5 mol，生成0.5 mol CCl4需要Cl2的物质的量为0.5 mol×4＝2 mol，所以总共消耗的氯气的物质的量n(Cl2)＝5 mol。答案选B。
答案：B
6．在光照的条件下，将1 mol甲烷与一定量的氯气充分混合，经过一段时间，甲烷和氯气均无剩余，生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢。
(1)若已知生成的二氯甲烷，三氯甲烷，四氯化碳的物质的量分别为a mol、b mol、c mol，生成的混合物经水洗后所得气体在标准状况下的体积为________。
(2)该反应中消耗的氯气的物质的量是________。
(3)下列叙述中，能证明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构而非平面正方形结构的________。
A．CH3Cl不存在同分异构体
B．CH2Cl2不存在同分异构体
C．CHCl3不存在同分异构体
D．CH4不存在同分异构体
