高中化学必修第2册第7章 第1节

第七章第一节A组·基础达标1．下列互为同分异构体的是()A．CH3CH2CH3和B．异戊烷和新戊烷C．和D．甲烷和乙烷【答案】B【解析】同分异构体是分子式相同而结构不同的有机物。A、D中的两种物质的分子式不同，C是同种物质，B正确。2．下列4组数字，代表有机物同系列的4个同系物相对分子质量的是()A．16、32、48、64 B．16、17、18、19C．16、30、44、58 D．16、28、40、52【答案】C【解析】同系物在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团，故相对分子质量差为14的整数倍。3．如下图是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型。下列说法正确的是()A．CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构B．CH4、CCl4都是正四面体结构C．CH4和CCl4中的化学键完全相同D．CH4、CCl4的结构相同，性质也相同【答案】B【解析】一氯甲烷分子含有化学键C—H键和C—Cl键，不是正四面体结构，A错误；CH4、CCl4分子中都只含有一种化学键且有4个键，都是正四面体结构，B正确；CH4、CCl4分子中含有的化学键分别为C—H键、C—Cl键，C错误；结构决定性质，CH4、CCl4分子中含有的化学键不同，结构不同，性质也不同，D错误。4．下列说法正确的是()A．C4H10有2种同分异构体B．相对分子质量相同、结构不同的两种化合物互为同分异构体C．同分异构体之间的转化是物理变化D．和互为同分异构体【答案】A【解析】C4H10有2种同分异构体，即CH3CH2CH2CH3和，A正确；相对分子质量相同，但分子式不一定相同，故相对分子质量相同，结构不同的两种化合物不一定是同分异构体，B错误；同分异构体为不同的物质，故它们之间的转化是化学变化，C错误；和为同一物质，不是同分异构体，D错误。5．(2018·全国卷Ⅱ)实验室中用如下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映实验现象的是()ABCD【答案】D【解析】甲烷和氯气在光照条件下反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl，试管内压强减小，外压大于内压，试管内液面升高，且试管内出现白雾和油状液滴，D正确。6．在常温、常压下，取下列四种气态烷烃各1mol，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是()A．CH4 B．C3H8C．C4H10 D．C2H6【答案】C【解析】设选项中的气态烷烃的分子式为CxHy，其完全燃烧的化学方程式为CxHy＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(y,4)))O2eq\o(→,\s\up7(点燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O，则1mol烷烃完全燃烧时耗氧量为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(y,4)))mol，将上述选项中分子式中相应数值分别代入eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(y,4)))mol，比较可知C4H10耗氧量最多。7．下列说法正确的是()A．碳碳间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定是饱和链烃B．分子式符合CnH2n＋2的碳氢化合物一定是烷烃C．正戊烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上D．碳、氢原子个数比为1∶3的烷烃有两种【答案】B【解析】环烷烃也符合要求，但它不是链烃，属于环烃，A错误；由碳原子的成键方式和键角特征知，正戊烷中碳原子呈锯齿状排列，因此所有碳原子不在同一直线上，C错误；分子中n(C)∶n(H)＝1∶3的烷烃必为C2H6，一定是乙烷，D错误。8．向甲、乙两支盛有甲烷的试管(其中乙试管用黑纸包好)中分别快速加入0.5gKMnO4和1mL浓盐酸，然后迅速塞上胶塞，放在试管架上，将其置于光线一般的室内，等待片刻，观察现象。已知KMnO4与浓盐酸在常温下即可反应产生氯气，试回答下列问题。(1)请填写下表：试管实验现象实验结论甲KMnO4与浓盐酸混合，试管中立即充满________色气体；在光照条件下，试管内气体的颜色________；试管内壁上出现了______________CH4与Cl2在光照条件下发生化学反应乙迅速剥开黑纸，立即观察，试管内气体的颜色为________CH4与Cl2在无光照条件下不发生化学反应(2)CH4和Cl2在光照条件下发生反应，生成气态有机物的化学方程式为________________________，该反应属于________反应。【答案】(1)黄绿变浅(或消失)油状液滴黄绿色(2)CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))CH3Cl＋HCl取代【解析】KMnO4与浓盐酸混合时，立即产生黄绿色的氯气，氯气与甲烷在黑暗处不能发生反应，但在光照条件下能发生取代反应，生成的有机产物中有三种是无色油状液体，只有一氯甲烷是气体，同时还生成HCl气体，该反应属于取代反应。

B组·能力提升9．有机物和的关系是()A．互为同位素 B．互为同系物C．互为同分异构体 D．互为同种物质【答案】C【解析】有机物和的分子式相同，均是C6H14，结构不同，互为同分异构体，C正确。10．能够证明甲烷分子空间结构为正四面体的事实是()A．甲烷的四个碳氢键的键能相等B．甲烷的四个碳氢键的键长相等C．甲烷的一氯代物只有一种D．甲烷的二氯代物只有一种【答案】D【解析】甲烷的结构式为，其空间分子构型可能有两种：①为平面正方形结构；②为空间正四面体结构。无论是①还是②的空间构型，A、B、C三项都是成立的。或者说，A、B、C三项成立并不能证明甲烷分子空间构型是①还是②。若是构型①，则二氯甲烷有两种结构；若是构型②，则二氯甲烷只有一种结构。11．燃烧0.1mol两种气态碳氢化合物的混合物，生成3.58LCO2(标准状况)和3.6gH2O，则混合气体中()A．一定有甲烷 B．一定有乙烷C．一定无甲烷 D．一定有丙烷【答案】A【解析】生成的n(CO2)＝eq\f(3.58L,22.4L·mol－1)≈0.16mol，生成的n(H2O)＝eq\f(3.6g,18g·mol－1)＝0.2mol，因此该气态混合物的平均分子组成为C1.6H4，而分子中碳原子数小于1.6的碳氢化合物只有甲烷，故另一种碳氢化合物应为分子中氢原子数为4、碳原子数大于或等于2的气态碳氢化合物。12．(2019·湖南益阳箴言中学期末)化学式为C3H6Cl2的有机物，若再有一个氢原子被氯原子替代，则产物有两种可能的结构，原有机物的结构简式为()A．CH2Cl—CH2—CH2Cl B．CHCl2—CH2—CH3C．CH2Cl—CHCl—CH3 D．CH3—CCl2—CH3【答案】A【解析】CH2Cl—CH2—CH2Cl分子中有2种等效氢原子，再取代一个氢原子有2种结构，A正确；CHCl2—CH2—CH3分子有3种等效氢原子，再取代一个氢原子有3种结构，B错误；CH2Cl—CHCl—CH3分子中有3种等效氢原子，再取代一个氢原子有3种结构，C错误；CH3—CCl2—CH3分子中只有1种等效氢原子，再取代一个氢原子有1种结构，D错误。13．如下图是某同学利用日常用品注射器设计的简易实验装置。甲管中吸入10mLCH4，同温同压下乙管中吸入50mLCl2，将乙管气体推入甲管中，将针管放在光亮处片刻后，观察现象。(1)下列是某同学预测的实验现象：①气体最终变为无色；②实验过程中，甲管活塞向内移动；③甲管内壁有油珠；④产生火花。其中正确的是________(填序号)。(2)甲管中发生的化学反应类型为____________。(3)反应后，甲管中剩余气体最好用下列试剂中的________(填序号)吸收。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，若将甲管中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到________________________________，若再向其中滴入几滴石蕊试液，又观察到________________。【答案】(1)②③(2)取代反应(3)B(4)液体分为两层，产生白色沉淀溶液变红色【解析】光照下，甲烷与氯气发生连锁反应：CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))CH3Cl＋HCl，CH3Cl＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))CH2Cl2＋HCl，CH2Cl2＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))CHCl3＋HCl，CHCl3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))CCl4＋HCl。(1)理论上，甲烷与氯气体积比为1∶4时二者恰好完全反应，而该针管里氯气与甲烷体积比为5∶1＞4∶1，说明氯气过量，最终气体中仍有氯气。该反应进行缓慢，不会产生火花。产物中只有氯化氢和一氯甲烷为气体，所以气体的总物质的量减小，内部压强减小，甲管活塞向内移动。(2)甲烷分子中的四个氢原子可被氯原子逐一取代，故甲管中发生的是取代反应。(3)剩余气体中含有氯气和氯化氢，可用氢氧化钠溶液吸收剩余气体。(4)生成的HCl会与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀，同时因CH2Cl2、CHCl3、CCl4难溶于水而看到液体分为两层，若加入几滴石蕊试液，溶液变红色。14．“立方烷”是一种新合成的烃，分子为正方体结构，其碳架结构如下图所示。(1)立方烷的分子式为________。(2)该立方烷与氯气发生取代反应，生成的一氯代物有________种，生成的二氯代物有________种。(3)若要使1mol该烃的所有氢原子全部被氯原子取代，需要________mol氯气。【答案】(1)C8H8(2)13(3)8【解析】(1)1个立方烷分子中有8个碳原子，分布在立方烷各顶点。氢原子数目可根据碳原子最多形成4个价键来考虑。由于每个碳原子与其他碳原子均已形成3个碳碳单键，故只能与1个氢原子结合。分子式为C8H8。(2)由于是正方体，8个顶点的位置全部一样，所以立方烷只有1种一氯代物。根据正方体中两顶点的相对位置只有3种情况，可得二氯代物应有3种结构：(3)根据取代反应的特点，完全取代8mol氢原子，需8mol氯原子，同时又生成8mol氯化氢。综合素养测评一、选择题：本题包括8小题，每小题3分，共24分，每小题只有一个选项符合题意。1．化学与生活密切相关。下列有关说法错误的是()A．用灼烧的方法可以区分蚕丝和人造纤维B．食用油反复加热会产生稠环芳烃等有害物质C．加热能杀死流感病毒是因为蛋白质受热变性D．医用消毒酒精中乙醇的浓度为95%2．下列物质中属于高分子化合物的是()①蛋白质②植物油③纤维素④淀粉⑤葡萄糖⑥脂肪⑦氨基酸A．①②⑥B．②⑥⑦C．①③④D．⑤⑥⑦3．下列说法正确的是()A．食用白糖的主要成分是蔗糖B．小苏打的主要成分是碳酸钠C．煤气的主要成分是丁烷D．植物油的主要成分是高级脂肪酸4．下列反应不属于取代反应的是()A．淀粉水解制葡萄糖B．石油裂解制丙烯C．乙醇与乙酸反应制乙酸乙酯D．油脂与浓NaOH反应制高级脂肪酸钠5．下列关于有机化合物的说法正确的是()A．2­甲基丁烷也称异丁烷B．由乙烯生成乙醇属于加成反应C．C4H9Cl有3种同分异构体D．油脂和蛋白质都属于高分子化合物6．下图所示的有机反应的反应类型是()A．聚合反应B．加成反应C．置换反应D．取代反应7．下列实验失败的原因是缺少必要实验步骤的是()①将乙醇和乙酸混合，再加入稀硫酸共热制乙酸乙酯②将在酒精灯火焰上灼烧至表面变黑的铜丝冷却后插入乙醇中，铜丝表面仍是黑色③要除去甲烷中混有的乙烯得到干燥纯净的甲烷，将甲烷和乙烯的混合气体通入溴水④做葡萄糖的还原性实验时，当加入新制的氢氧化铜碱性悬浊液后，未出现砖红色沉淀A．①④B．①③④C．③④D．④8．下列各组物质相互间一定互为同系物的是()A．淀粉和纤维素B．蔗糖和麦芽糖C．C3H6与C4H8D．C4H10与C10H22二、选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有一个或两个选项符合题意，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。9．某有机物的结构简式为，它在一定条件下不可能发生①加成、②水解、③消去、④酯化、⑤中和中的反应有()A．①B．②④C．②③D．③10．酯类物质广泛存在于香蕉、梨等水果中。某实验小组从梨中分离出一种酯，然后将分离出的酯水解，得到乙酸和另一种分子式为C6H13OH的物质。下列分析不正确的是()A．C6H13OH分子中含有不饱和键B．实验小组分离出的酯可表示为CH3COOC6H13C．C6H13OH可与金属钠发生反应D．不需要催化剂，这种酯在水中加热即可大量水解11．某烷烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物，则该烃的分子式不可能的是()A．CH4B．C2H6C．C4H10D．C5H1212．某酯A的分子式为C5H10O2，已知A～E有如下图所示转化关系，且C、E均能发生银镜反应，则A的结构可能有()A．2种B．3种C．4种D．5种三、非选择题(本题包括4小题，共52分)13．(10分)大豆含有大量的蛋白质和脂肪，由大豆配制出来的菜肴很多，它是人体营养中最重要的补品之一，我们几乎每天都要饮食豆制品。请回答下列问题：(1)我们所吃的豆腐是一种________(填字母，下同)。A．蛋白质凝胶B．纯蛋白质C．脂肪D．淀粉(2)我们食用的大豆，最终补充给人体的主要成分是________。A．氨基酸B．蛋白质C．油脂D．糖类(3)蛋白质水解的最终产物是________，请以甘氨酸(CH2NH2COOH)为例，写出其与NaOH反应的化学方程式：________________________________________________________________________。(4)豆油不能保存较长时间的原因主要是________________________________________________________________________________________________________________________________________________，所以必须进行硬化，油脂的硬化是指________________________________________________________________________________________________________________________________________________，人造脂肪指的是________________________________________________________________________。14．(12分)乳酸乙酯是白酒的香气成分之一，广泛用于食品香精。适量添加可增加白酒中酯的浓度，增加白酒的香气。乳酸乙酯发生如图变化：(已知烃A的产量是衡量一个国家化工发展水平的重要标志)(1)B中含氧官能团的名称是________；②的反应类型是________；(2)A分子的空间构型是____________；(3)③的化学方程式是__________________；⑤的化学方程式是______________________；(4)1mol乳酸与足量Na反应，可生成H2______mol；(5)绿色化学的核心内容之一是“原子经济性”，即原子的理论利用率为100%。下列转化符合绿色化学要求的是________(填序号)。a．乙醇制取乙醛b．甲烷制备CH3Clc．2CH3CHO＋O2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2CH3COOH15．(14分)资料在线：查阅资料可知以下数据：物质熔点/℃沸点/℃密度/g·cm－3乙醇－117.078.00.79乙酸16.6117.91.05乙酸乙酯－83.677.50.90浓硫酸(98%)－338.01.84【实验步骤】学生在实验室制取乙酸乙酯的主要步骤如下：①在30mL的大试管A中按体积比144的比例配制浓硫酸、乙醇和乙酸的混合溶液；②按下图连接好装置(装置气密性良好)，用小火均匀地加热装有混合溶液的大试管5～10min；③待试管B收集到一定量的产物后停止加热，撤去试管B并用力振荡，然后静置待分层；④分离出乙酸乙酯层、洗涤、干燥。【问题设计】请根据题目要求回答下列问题：(1)写出制取乙酸乙酯的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)上述实验中饱和碳酸钠溶液的作用是________(填字母)。A．中和乙醇B．和乙酸反应并溶解乙醇C．乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度比在水中更小，有利于分层析出D．加速酯的生成，提高其产率(3)步骤②中需要小火均匀加热操作，其主要理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)指出步骤③所观察到的现象：________________________________________________________________________________________________________________________________________________；分离出乙酸乙酯后，为了干燥乙酸乙酯可选用的干燥剂为________(填字母)。A．P2O5B．无水Na2SO4C．碱石灰D．NaOH固体(5)某化学课外小组设计了如下图所示的制取乙酸乙酯的装置(图中的铁架台、铁夹、加热装置已略去)，与上图装置相比，此装置的主要优点有________________________________________________________________________________________________________________________________________________。16．(16分)溴苯是一种化工原料，实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下：苯溴溴苯密度/g·cm－30.