高中化学必修第二册第7章　第3节　第1课时

第七章第三节第1课时A组·基础达标1．下列物质不能氧化乙醇的是()A．氧气 B．酸性高锰酸钾溶液C．酸性重铬酸钾溶液 D．稀硫酸【答案】D【解析】乙醇可在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，也可与O2发生催化氧化生成乙醛；乙醇可被强氧化剂酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液氧化成乙酸，但不能被稀硫酸氧化。2．比较乙烷和乙醇的分子结构，下列说法错误的是()A．两个碳原子以单键相连B．分子里都含6个相同的氢原子C．乙基与一个氢原子相连就是乙烷分子D．乙基与一个羟基相连就是乙醇分子【答案】B【解析】乙烷和乙醇的结构简式分别为CH3CH3和CH3CH2OH，乙烷分子中只有1种等效氢原子，乙醇分子中有3种等效氢原子，B错误。3．下列有关乙醇物理性质的应用的说法不正确的是()A．由于乙醇的密度比水小，所以乙醇中的水可以通过分液的方法除去B．由于乙醇能够溶解很多有机物和无机物，所以可用乙醇提取中药的有效成分C．由于乙醇能够以任意比溶解于水，所以酒厂可以勾兑各种浓度的酒D．从化学学科角度看，俗语“酒香不怕巷子深”中包含乙醇容易挥发的性质【答案】A【解析】乙醇与水能以任意比混溶，无法用分液法将乙醇中的水除去。4．下列醇不能发生催化氧化的是()A．CH3OH B．C． D．【答案】C【解析】醇的催化氧化断裂的化学键是O—H键和连接羟基的碳原子上的C—H键。C项中连接羟基的碳原子上没有C—H键，故不能发生催化氧化。5．将等质量的铜片在酒精灯上加热后，分别插入下列溶液中，最终导致铜片质量增加的是()A．硝酸 B．稀盐酸C．Ca(OH)2溶液 D．乙醇【答案】C【解析】铜片在酒精灯上加热，发生化学反应：2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO，使质量增加。当遇到硝酸和稀盐酸后，发生反应，反而使铜片质量减少，A、B均错误；当遇到乙醇时发生化学反应：CuO＋CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(△))CH3CHO＋H2O＋Cu，CuO被还原为Cu，反应前后铜片质量不变，D错误；当遇到Ca(OH)2溶液时，CuO不与它反应，故加热后的铜片比原铜片质量增加，C正确。6．下列物质，都能与Na反应放出H2，其产生H2的速率排列顺序正确的是()①C2H5OH②H2CO3溶液③H2OA．①>②>③ B．②>①>③C．③>①>② D．②>③>①【答案】D【解析】Na与H2O反应比与C2H5OH反应剧烈，故反应速率③>①，A、B均错误；H2CO3溶液中不仅含有H2O，而且含有H2CO3，H2CO3电离出H＋使溶液呈酸性，Na与H2CO3反应比与H2O反应剧烈得多，故可知反应速率②>③>①。7．下列有关反应的化学方程式不正确的是()A．乙醇与钠反应：C2H5OH＋Na→C2H5ONa＋H2↑B．乙醇催化氧化：2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(Cu),\s\do5(△))2CH3CHO＋2H2OC．乙醇燃烧：C2H5OH＋3O2eq\o(→,\s\up7(点燃))2CO2＋3H2OD．乙烯加成：CH2=CH2＋H2Oeq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(加热、加压))CH3—CH2—OH【答案】A8．乙醇能与Na反应。下列根据事实所做推测错误的是()选项事实推测A乙醇分子的球棍模型为1mol乙醇中含有1mol—OHB少量Na可保存在煤油中Na不能置换出烷基中的HC1mol乙醇与足量Na反应，收集到11.2L气体(标准状况)Na仅置换了羟基上的HDNa在乙醇中反应比在水中反应缓慢乙醇显碱性，水显中性【答案】D9．如下图是A分子的球棍模型和B分子的空间填充模型，回答下列问题：(1)A和B的关系是______________。(2)写出A分子在催化剂存在条件下加热和氧气反应的化学方程式：________________________________________________。(3)写出B分子和金属钠反应的化学方程式：________________________。(4)B在加热条件下能够与HBr发生反应生成溴乙烷(C2H5Br)和水，该反应类型是____________。【答案】(1)同系物(2)2CH3OH＋O2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2HCHO＋2H2O(3)2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑(4)取代反应【解析】根据成键原则，可以判断A和B的结构简式分别是CH3OH(甲醇)和CH3CH2OH，它们结构相似，互称为同系物；它们都含—OH，甲醇和乙醇性质相似，能被氧化成相应的醛，能够与金属钠反应；根据B在加热条件下能与HBr发生反应生成溴乙烷，对比二者结构的特点可知，该反应为取代反应。B组·能力提升10．下列说法正确的是()①检测乙醇中是否含有水可加入少量的无水硫酸铜，若变蓝则含水②除去乙醇中的微量水可加入金属钠，使其完全反应③获得无水乙醇的方法是直接加热蒸馏④获得无水乙醇的方法通常是先用生石灰吸水，再加热蒸馏A．①③ B．②④C．①④ D．③④【答案】C【解析】用无水CuSO4可检验是否有水存在，因为无水CuSO4遇水变蓝，①正确；乙醇和水均能与金属钠反应生成气体，②错误；含水的酒精直接加热蒸馏，水也会挥发，导致酒精不纯，③错误，④正确。11．香叶醇是合成玫瑰香油的主要原料，其结构简式如下图所示。下列有关香叶醇的叙述正确的是()A．香叶醇的分子式为C10H18OB．不能使溴的四氯化碳溶液褪色C．不能使酸性高锰酸钾溶液褪色D．能发生加成反应，不能与Na反应【答案】A【解析】由香叶醇的结构简式可得分子式为C10H18O，A正确；分子结构中含有碳碳双键，能与溴发生加成反应，从而使溴的CCl4溶液褪色，能被酸性高锰酸钾溶液氧化，使酸性高锰酸钾溶液的紫红色褪去，B、C均错误；分子结构中含有醇羟基，可与Na反应生成H2，D错误。12．有关催化剂的催化机理等问题可从“乙醇的催化氧化实验”得到一些认识，其实验装置如下图所示(夹持装置省略)。实验操作：预先使棉花团浸透乙醇并照上图安装好仪器；在铜丝的中间部分加热，片刻后开始有节奏(间歇性)地鼓入空气，即可观察到明显的实验现象。请回答以下问题。(1)被加热的铜丝处发生反应的化学方程式为________________________。(2)A管中可观察到______________________________________________________现象，从中可认识到在该实验过程中催化剂起催化作用时参加了化学反应，还可认识到催化剂起催化作用时往往需要一定的________。(3)实验一段时间后，如果撤掉酒精灯，反应______(填“能”或“不能”)继续进行。原受热的铜丝处的现象是________________________，原因是_____________________。【答案】(1)2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(Cu),\s\do5(△))2CH3CHO＋2H2O(2)受热部分的铜丝随间歇性鼓入空气而交替出现变黑、变亮红色温度(3)能交替出现变黑、变亮红色该反应是放热反应【解析】(1)铜丝加热时被氧气氧化生成氧化铜，氧化铜将乙醇氧化生成乙醛和水。(2)铜丝被氧气氧化变为黑色的氧化铜，黑色的氧化铜被乙醇还原重新变为红色，铜丝再与氧气反应，反应继续进行下去。催化剂在起催化作用时往往需要一定的温度。(3)因醇的催化氧化是一个放热反应，故撤掉酒精灯后，反应放出的热量使该反应继续进行，受热的铜丝处仍然出现上述现象。课后测评一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.(河北衡水月考)下列说法正确的是()A.由开普勒第一定律可知,所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动B.由F=Gm1mC.引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,是由英国物理学家卡文迪什利用扭秤实验测出的D.由开普勒第三定律可知,所有行星轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等,即a3T2=k答案C解析由开普勒第一定律可知,所有行星各自绕太阳运行的轨道为椭圆,太阳在椭圆的一个焦点上,所以各行星不在同一椭圆轨道上,故A错误;万有引力定律的研究对象是质点,当物体间距离趋于零时物体不能被视为质点,万有引力定律不再适用,故B错误;引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,是由卡文迪什利用扭秤实验测出的,故C正确;由开普勒第三定律可知,所有绕同一中心天体运行的行星轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等,即a3T2=k,其中k与中心天体有关,与行星无关,2.(山东日照模拟)年7月23日,中国首次火星探测任务天问一号探测器发射成功,已知火星的质量约为地球质量的19,火星的半径约为地球半径的12。下列关于火星探测器的说法正确的是(选项中的宇宙速度均指地球的)(A.发射速度只要大于第一宇宙速度即可B.发射速度只有达到第三宇宙速度才可以C.发射速度应大于第二宇宙速度,小于第三宇宙速度D.火星探测器环绕火星运行的最大速度约为第一宇宙速度的1答案C解析根据三个宇宙速度的意义,可知选项A、B错误,选项C正确;已知m火=m地9,R火=R地2,则v火∶v地=Gm3.(三湘名校联考)年7月23日,天问一号火星探测器在中国文昌航天发射基地发射升空。天问一号探测器从地球上发射到抵达火星,运动轨道如图中椭圆所示。飞向火星过程中,只考虑太阳对探测器的引力,下列说法正确的是()A.天问一号在椭圆轨道上运动的周期小于地球公转的周期B.在抵达火星前,天问一号的加速度小于火星公转的加速度C.天问一号在无动力飞向火星的过程中,引力势能增大,动能减少,机械能守恒D.天问一号在地球上的发射速度需要大于第一宇宙速度但小于第二宇宙速度答案C解析天问一号运动的椭圆轨道半长轴大于地球公转半径,由开普勒第三定律可知,天问一号在椭圆轨道上运动的周期大于地球公转的周期,A项错误;由Gmr2=a可知,天问一号在抵达火星前位于火星与地球之间,与太阳的距离小于火星与太阳的距离,所以天问一号的加速度大于火星公转的加速度,B项错误;天问一号飞向火星过程中,即在椭圆轨道上,只有万有引力做负功,引力势能增大,动能减小,机械能守恒,C项正确;天问一号从地球上发射,需要脱离地球引力的束缚,则发射速度需要大于或等于第二宇宙速度4.假设如图所示为载着登陆舱的探测器经过多次变轨后登陆火星的轨迹图,其中轨道Ⅰ、Ⅲ为椭圆,轨道Ⅱ为圆。探测器在轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上运动后在Q点登陆火星,O点是轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的交点,轨道上的O、P、Q三点与火星中心在同一直线上,O、Q两点分别是椭圆轨道Ⅲ的远火星点和近火星点。已知火星的半径为R,OQ=4R,探测器在轨道Ⅱ上经过O点时的速度为v。下列说法正确的是()A.相等时间内,在轨道Ⅰ上,探测器与火星中心的连线扫过的面积和在轨道Ⅱ上探测器与火星中心的连线扫过的面积相等B.探测器在轨道Ⅱ上运动时,经过O点的加速度等于vC.探测器在轨道Ⅰ上运动时,经过O点的速度小于vD.探测器在轨道Ⅱ上第一次由O点到P点与在轨道Ⅲ上第一次由O点到Q点运动的时间之比是3∶2答案B解析根据开普勒第二定律可知,在同一轨道上,探测器与火星中心的连线在相等的时间内扫过的面积相等,在两个不同的轨道上,不具备上述关系,故A错误;轨道Ⅱ是圆轨道,半径为3R,经过O点时的速度为v,根据圆周运动的规律可知,探测器经过O点的加速度a=v23R,故B正确;探测器在轨道Ⅰ上运动,经过O点时需减速才能变轨到轨道Ⅱ上,则探测器在轨道Ⅰ上运动时,经过O点的速度大于v,故C错误;轨道Ⅲ的半长轴为2R,根据开普勒第三定律可知,3R2R3=TⅡTⅢ2,解得TⅡTⅢ=364,则由对称性可知,探测器在轨道Ⅱ上第一次由O点到P点与在轨道Ⅲ5.某黑洞半径为R,质量m和半径R的关系满足:mR=c22G(其中c为光速,G为引力常量)。若天文学家观测到距黑洞中心距离为A.该黑洞质量为v2r2G C.该黑洞的半径为2v2rc2答案C解析黑洞的万有引力提供天体做圆周运动所需的向心力,则Gmm'r2=m'v2r,即有m=v2rG,故A、B错误;黑洞的质量m和半径R的关系满足mR=6.年5月15日17时18分,中国火星探测器天问一号携祝融号火星车成功在火星软着陆,为人类探测火星打开了新的一页。假如某航天员登上火星后将一小球从高h处以初速度v0水平抛出,测出小球的水平射程为L。已知火星半径为R,引力常量为G,不计空气阻力,不考虑火星自转,则下列说法正确的是()A.火星表面的重力加速度为ℎB.火星的第一宇宙速度为vC.火星的质量为2ℎvD.火星的平均密度为3答案B解析根据平抛运动的公式有L=v0t,h=12gt2,解得g=2ℎv02L2,故A错误;火星的第一宇宙速度为v1=gR=2ℎv02L2·R=v0L2ℎR,故B正确;7.假设两个质量分别为m1和m2(m1>m2)的星体A和B组成一双星系统,二者中心之间的距离为L,运动的周期为T,引力常量为G,下列说法正确的是()A.因为m1>m2,所以星体A对星体B的万有引力大于星体B对星体A的万有引力B.星体A做圆周运动的半径为m1C.星体B的线速度大小为2D.两星体的质量之和为4答案D解析二者之间的万有引力为相互作用力,等大反向,A错误;由Gm1m2L2=m1r12πT2,Gm1m2L2=m2r22πT2,r1+r2=L,联立可得,星体A、星体B的运动半径分别为r1=m2m1+m2L,r2=m1m1+m2L,两星体质量之和为二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)8.(大连高一检测)如图所示,我国发射神舟十一号飞船时,先将飞船发送到一个椭圆轨道上,其近地点M距地面200km,远地点N距地面340km。进入该轨道正常运行时,通过M、N点时的速率分别是v1和v2,加速度大小分别为a1和a2。当某次飞船通过N点时,地面指挥部发出指令,点燃飞船上的发动机,使飞船在短时间内加速后进入离地面340km的圆形轨道,开始绕地球做匀速圆周运动,这时飞船的速率为v3,加速度大小为a3,比较飞船在M、N、P三点正常运行时(不包括点火加速阶段)的速率和向心加速度大小,下列结论不正确的是()A.v1>v3>v2,a1>a3>a2B.v1>v2>v3,a1>a2=a3C.v1>v2=v3,a1>a2>a3D.v1>v3>v2,a1>a2=a3答案ABC解析由开普勒定律知v1>v2,由牛顿第二定律知,GMmr2=ma,所以有a1>a2=a3,所以A、C错误;由题意可知,GMmrN2=mv32rN,GMmrN2>mv22rN,GMmrM2<mv12rM,r9.(湘豫名校联考)一质量为m的物体静止放在北极与静止放在赤道对地面的压力差为ΔF,假设地球是质量分布均匀的球体,半径为R,则下列说法正确的是(设地球表面的重力加速度为g)()A.地球的自转周期为T=2πmRB.地球的自转周期为T=πmRC.地球同步卫星的轨道半径为mgΔFD.地球同步卫星的轨道半径为2mgΔF答案AC解析物体在北极处有FN1=Gm地mR2,物体在赤道处有Gm地mR2-FN2=m4π2T2R,根据题意有FN1-FN2=ΔF,联立解得T=2πmRΔF,选项A正确,B错误;万有引力提供同步卫星所需要的向心力,则Gm地m'r2=m'4π2rT2,10.我国在西昌卫星发射中心成功发射嫦娥五号探月卫星。已知月球的半径为R,月球表面的重力加速度为g,引力常量为G,嫦娥五号离月球中心的距离为r,绕月周期为T。根据以上信息可求出()A.嫦娥五号绕月运行的线速度为R2B.嫦娥五号绕月运行的线速度为rC.月球的平均密度为3πD.月球的平均密度为3答案AC解析月球表面物体的重力等于万有引力,则有mg=Gm月mR2,解得Gm月=gR2,嫦娥五号绕月运行时,万有引力提供向心力,则有Gm月m'r2=m'v2r,解得v=Gm月r,联立可得v=gR2r,A正确,B错误;嫦娥五号绕月运行时,根据万有引力提供向心力,有Gm三、非选择题(本题共5小题,共54分)11.(8分)(山东潍坊期中检测)年12月我国发射嫦娥五号探月卫星,执行月面取样返回任务。嫦娥五号从月球返回地球的过程可以简化成四步,如图所示,第一步将嫦娥五号发射至月球表面附近的环月圆轨道Ⅰ,第二步在环月轨道的A处进行变轨,进入月地转移轨道Ⅱ,第三步当接近地球表面附近时,又一次变轨,从B点进入绕地圆轨道Ⅲ,第四步再次变轨道后降落至地面。(1)将嫦娥五号发射至轨道Ⅰ时,所需的发射速度(选填“大于”“小于”或“等于”)7.9km/s。

(2)嫦娥五号从环月轨道Ⅰ进入月地转移轨道Ⅱ时需要,嫦娥五号在第四步变轨时需要。(均选填“加速”或“减速”)

(3)嫦娥五号从A点沿月地转移轨道Ⅱ到达B点的过程中其速率变化是先后。(均选填“减速”“匀速”或“加速”)

答案(1)小于(2)加速减速(3)减速加速解析(1)7.9km/s是地球的第一宇宙速度,也是将卫星从地面发射到近地轨道的最小发射速度,而月球的第一宇宙速度比地球的小得多,故将卫星发射到近月轨道Ⅰ上的发射速度比7.9km/s小得多。(2)嫦娥五号从环月轨道Ⅰ进入月地转移轨道Ⅱ时做离心运动,因此需要加速,嫦娥五号在第四步变轨时做近心运动,因此需要减速。(3)嫦娥五号从A点沿月地转移轨道Ⅱ到达B点的过程中,开始时月球的引力大于地球的引力,嫦娥五号做减速运动,当地球的引力大于月球的引力时,嫦娥五号开始做加速运动。12.(10分)一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星,并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行数圈后,着陆在行星上,宇宙飞船上备有以下实验仪器:A.弹簧测力计一个B.精确秒表一只C.天平一台(附砝码一套)D.物体一个为测定该行星的质量m和半径R,航天员在绕行及着陆后各进行一次测量,依据测量数据可以求出m和R(已知引力常量为G)。绕行时测量所用的仪器为(用仪器的字母序号表示),所测物理量及其字母为。

着陆后测量所用的仪器为(用仪器的字母序号表示),所测物理量及其字母为。

用测量数据求该行星质量m=,用测量数据求该星球半径R=。(用所测物理量字母表示)

答案B周期TA、C、D物体质量m'、重力FF解析根据Gmm'R2=m'g,Gmm'R2=m'2πT2R。绕行时,用秒表测得绕行星表面运动一周的时间即周期为T,在着陆后,用天平测得物体的质量为m',用弹簧测力计测得该物体的重力为F,则g=Fm'13.(10分)年5月15日中国祝融号火星车成功软着陆火星,开始对火星进行探测,已知火星的质量约为地球质量的19,半径为地球半径的12。若从地球表面高为答案90m解析在星球表面,