高中化学必修第二册第7章　第2节　第1课时

第七章第二节第1课时A组·基础达标1．下列关于乙烯用途的叙述中，错误的是()A．利用乙烯可以生产聚乙烯塑料B．可作为植物生长的调节剂C．是替代天然气作为燃料的理想物质D．农副业上用作水果催熟剂【答案】C【解析】用乙烯作为燃料的经济成本太高，乙烯不是理想的燃料，C错误。2．下列反应属于加成反应的是()A．CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))CH3Cl＋HClB．CH2=CH2＋HCleq\o(→,\s\up7(催化剂))CH3CH2ClC．2C3H6＋9O2eq\o(→,\s\up7(点燃))6CO2＋6H2OD．CH4＋2O2eq\o(→,\s\up7(点燃))CO2＋2H2O【答案】B【解析】A反应是甲烷的取代反应，A错误；B反应是乙烯的加成反应，B正确；C反应是丙烯的燃烧反应，C错误；D反应是甲烷的燃烧反应，D错误。3．下列各组物质混合前后颜色没有发生变化的是()A．乙烯通入酸性高锰酸钾溶液中B．溴水中加入CCl4C．氯气和甲烷混合光照D．氨气通入稀盐酸溶液中【答案】D4．与乙烯所含碳、氢元素的百分含量相同，但与乙烯既不是同系物又不是同分异构体的是()A． B．乙烷C．甲烷 D．CH3CH=CH2【答案】A【解析】A项分子式为C3H6，与乙烯(C2H4)所含碳、氢元素的百分含量相同，但与乙烯既不是同系物又不是同分异构体，A正确。5．由乙烯推测丙烯(CH3CH=CH2)的结构或性质正确的是()A．分子中3个碳原子在同一直线上B．分子中所有原子在同一平面上C．与HCl加成只生成一种产物D．能使酸性KMnO4溶液褪色【答案】D【解析】只要掌握乙烯的结构和性质就可推断丙烯的结构和性质，具体过程如下：6．(2022·广东广州四十七中期中)下列物质不能发生加聚反应的是()A．CH2=CH2 B．CH2CHCH3C．CH2=CHCH2OH D．CH3CH2OH【答案】D【解析】CH2CH2、CH2=CHCH3、CH2=CHCH2OH均含有碳碳双键，均可以发生加聚反应，A、B、C均正确；CH3CH2OH不含碳碳双键，不可以发生加聚反应，D错误。7．某有机化合物M的结构简式如下。下列说法不正确的是()A．M与乙烯互为同系物 B．M能使酸性高锰酸钾溶液褪色C．1molM最多能消耗2molBr2 D．M能发生加聚反应【答案】A8．下列叙述正确的是()A．等质量的甲烷和乙烯完全燃烧，甲烷消耗的O2少B．C4H9Cl有6种同分异构体C．乙烯可使溴水褪色D．正丁烷和异丁烷互为同系物【答案】C【解析】根据烃分子的燃烧通式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可知，在质量相等时，烃分子的含氢量越高，耗氧量越多，则等质量的甲烷和乙烯完全燃烧，甲烷消耗的O2多，A错误；C4H9Cl相当于丁烷分子中的1个氢原子被氯原子取代，正丁烷有2类氢原子，异丁烷有2类氢原子，因此C4H9Cl有4种同分异构体，B错误；乙烯含有碳碳双键，能使溴水褪色，C正确；正丁烷和异丁烷的分子式相同，结构不同，互为同分异构体，不是同系物，D错误。9．足球比赛中当运动员肌肉挫伤或扭伤时，队医会迅速对运动员的受伤部位喷射一种药剂——氯乙烷(沸点为12.27℃)进行局部冷冻麻醉应急处理。(1)氯乙烷用于冷冻麻醉应急处理的原因是_____________________________________。(2)制取CH3CH2Cl最好的方法是______(填字母)。A．乙烷与氯气反应 B．乙烯与氯气反应C．乙烷与HCl反应 D．乙烯与HCl反应(3)选择上述方法的理由是___________________________________________；发生反应的化学方程式为____________________________________________。【答案】(1)氯乙烷的沸点较低，易挥发而吸收热量，使局部冷冻麻醉(2)D(3)由于烷烃的卤代反应是分步进行的，而且反应很难停留在一元取代阶段，所以得到的产物往往是混合物；而用乙烯和HCl反应只有一种加成产物，所以可以得到相对纯净的产物CH2=CH2＋HCleq\o(→,\s\up7(催化剂))CH3CH2Cl10．根据乙烯的转化图，完成下列问题：(1)①③的反应类型是____________。(2)丙的结构简式是__________________。(3)写出反应②的化学方程式：____________________________________________。(4)反应④为工业上乙烯制备乙醇的反应，其反应的化学方程式为_________________________________________________________________________。【答案】(1)加成反应(2)CH2BrCH2Br(3)CH2=CH2＋3O2eq\o(→,\s\up7(点燃))2CO2＋2H2O(4)CH2=CH2＋H2Oeq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(加热、加压))CH3CH2OH【解析】(1)CH2=CH2与溴、氯化氢均能发生加成反应。(2)溴与乙烯发生加成反应生成1，2－二溴乙烷(CH2BrCH2Br)。(3)反应②为乙烯的燃烧，化学方程式为CH2=CH2＋3O2eq\o(→,\s\up7(点燃))2CO2＋2H2O。(4)乙烯与水发生加成反应生成乙醇的化学方程式为CH2=CH2＋H2Oeq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(加热、加压))CH3CH2OH。B组·能力提升11．某课外活动小组设计了以下四种方案除去乙烷中混有的少量乙烯，并得到纯净、干燥的乙烷，合理的是()A．①②④ B．①②③C．②③④ D．①②③④【答案】D【解析】C2H4与Br2发生加成反应生成液态1，2－二溴乙烷而除去C2H4，NaOH溶液除去挥发出来的Br2蒸气，浓硫酸除去水蒸气，碱石灰除去挥发出来的Br2蒸气和水蒸气，①和②均正确；酸性KMnO4溶液将C2H4氧化为CO2，NaOH溶液和碱石灰都能吸收CO2，碱石灰和浓硫酸都能吸收水蒸气，③和④也正确。12．将15gCH4和C2H4的混合气体通入盛有足量溴水的容器中，溴水的质量增加了7g，则混合气体中CH4和C2H4的体积之比为()A．1∶2 B．2∶1C．3∶2 D．2∶3【答案】B【解析】烷烃不与溴水反应，乙烯可与Br2发生加成反应，因此，溴水增加的质量就是乙烯的质量，故乙烯的物质的量为eq\f(7g,28g·mol-1)＝0.25mol，则甲烷的物质的量为eq\f(15g－7g,16g·mol-1)＝0.5mol，相同条件下气体的体积之比等于其物质的量之比，即CH4与C2H4的体积之比为2∶1。13．CH3CH=CHCH3存在以下转化关系：eq\x(正丁烷)eq\o(→,\s\up7(H2),\s\do5(①))eq\x(CH3CH=CHCH3)eq\o(→,\s\up7(HBr),\s\do5(②))(1)正丁烷的同分异构体的结构简式为_________________________________________。(2)写出框图中反应①在催化剂和加热条件下的化学方程式：____________________________________________________。(3)CH3CH=CHCH3能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色，二者褪色的原理相同吗？说明原因：_________________________________________________________。(4)烯烃A是CH3CH=CHCH3的一种同分异构体，它在催化剂作用下与氢气反应的产物不是正丁烷，则A的结构简式为________________；A分子中共平面的碳原子个数为__________。(5)反应②的产物的同分异构体有______种。【答案】(1)CH(CH3)3(2)CH3CHCHCH3＋H2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))CH3CH2CH2CH3(3)不同。使溴水褪色是发生了加成反应，使酸性KMnO4溶液褪色是发生了氧化反应(4)CH2C(CH3)24(5)3【解析】(1)正丁烷CH3CH2CH2CH3存在碳链异构，同分异构体是异丁烷CH(CH3)3。(2)CH3CHCHCH3和氢气在催化剂条件下发生加成反应生成CH3CH2CH2CH3。(3)CH3CHCHCH3使溴水褪色是发生了加成反应，使酸性KMnO4溶液褪色是发生了氧化反应，二者褪色的原理不同。(4)CH3CHCHCH3的同分异构体有2种：CH2CHCH2CH3、CH2C(CH3)2，前者与氢气加成的产物是正丁烷，因此A为CH2C(CH3)2；A分子中含有碳碳双键，与碳碳双键中的碳原子直接相连的原子及碳碳双键中的两个碳原子，共6个原子肯定共平面，故A分子中共平面的碳原子个数为4。(5)反应②的产物的同分异构体有CH3CH2CH2CH2Br、(CH3)2CHCH2Br、(CH3)3CBr，共3种。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