高中化学必修第二册第8章　第1节　第2课时

第八章第一节第2课时A组·基础达标1．石油和煤都是重要的化石能源。下列有关石油和煤的叙述正确的是()A．都是纯净物 B．都含有碳元素C．都是可再生能源 D．都有固定的沸点【答案】B2．绿色能源是指使用过程中不会对环境造成污染的能源。下列属于绿色能源的是()①太阳能②风能③潮汐能④煤⑤天然气⑥石油A．①②③ B．③④C．④ D．①②【答案】A【解析】使用①太阳能、②风能、③潮汐能不会对环境造成污染，三者均属于绿色能源；④煤、⑤天然气、⑥石油均是化石燃料，不属于绿色能源。3．下列说法正确的是()A．禁止使用四乙基铅作汽油抗爆震剂，可减少汽车尾气污染B．聚乙烯可发生加成反应C．煤的干馏和石油的分馏均属化学变化D．石油分馏可获得乙烯、丙烯和丁二烯【答案】A【解析】铅是一种重要的污染物，A正确；乙烯经加聚反应生成聚乙烯后，双键变单键，不能发生加成反应，B错误；石油的分馏属于物理变化，C错误；石油分馏得到的是不同沸点范围的混合物，如汽油、煤油、柴油等，只有通过裂解的方法可得到乙烯等不饱和的烃类物质，D错误。4．下列说法不正确的是()A．煤油可由石油分馏获得，可用作燃料和保存少量金属钠B．煤可与水蒸气反应制成水煤气，水煤气的主要成分为CO和H2C．汽油、煤油、柴油和植物油都是碳氢化合物D．以石油、煤和天然气为原料，可生产塑料、合成橡胶和合成纤维【答案】C【解析】植物油是由C、H、O三种元素构成的有机物，不属于碳氢化合物。5．石油被称为工业的血液，煤被称为工业的粮食。它们的加工以及综合利用具有非常重要的意义。下列说法正确的是()A．煤的干馏产物主要是各类有机物B．石油的分馏、裂化、裂解，煤的干馏都属于化学变化C．从煤焦油中经过分馏可以得到苯、甲苯等，说明煤中含有苯和甲苯D．石油的裂化、裂解说明烃在加热条件下是可以分解的，且碳链越长越易分解【答案】D【解析】煤的干馏产物有粗氨水、煤焦油、焦炉气和焦炭等物质，其中焦炭居多，A错误；石油的分馏属于物理变化，B错误；煤是由有机物和少量无机物组成的复杂的混合物，通过干馏能得到苯、甲苯、二甲苯等有机物，C错误；石油的裂化、裂解是在一定条件下将长链烃断裂为相对分子质量较小的短链烃的过程，说明烃在加热条件下是可以分解的，且碳链越长越易分解，D正确。6．北宋沈括在《梦溪笔谈》中首次记载了石油用途，并预言“此物后必大行于世”。关于石油的说法正确的是()A．是可再生资源 B．主要成分是苯C．石油的分馏可以获得乙烯 D．从石油中可获得大量的基本化工原料【答案】D7．石油不可再生，其开采和利用的部分信息如图所示。下列过程主要通过化学变化实现的是()A．① B．②C．③ D．④【答案】D8．我国在煤炭综合利用领域成就斐然。以煤为原料制备乙醇的过程示意如下。下列说法不正确的是()煤……→甲醇()……→乙醇(CH3CH2OH)A．煤是一种纯净物 B．乙醇可作为燃料使用C．乙醇可用于生产消毒剂 D．甲醇与乙醇互为同系物【答案】A【解析】煤是多种复杂的有机物和无机物组成的混合物，故A错误。9．(1)如图是石油分馏塔的示意图。关于a、b、c三种馏分，下列说法正确的是______(填字母)。A．a的沸点最高 B．b的熔点最低C．c的平均相对分子质量最大 D．每一种馏分都是纯净物(2)裂化汽油中除含有C5～C11的烷烃外，还含有C5～C11的烯烃及甲苯、二甲苯等苯的同系物。已知甲苯、二甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色。要用化学方法检验某裂化汽油样品中含有烯烃及苯的同系物，实验步骤为：①先逐滴加入________，振荡，如果看到________，则证明有__________存在。②继续逐滴加入________至________为止，静置，用分液漏斗分出________(填“上”或“下”)层的裂化汽油样品，再加入____________________振荡，如果看到__________，则证明裂化汽油中有______________存在。【答案】(1)C(2)①溴水溴水褪色烯烃②溴水不褪色上酸性KMnO4溶液溶液褪色苯的同系物【解析】(1)由题图可知，a先分馏出来，c较a、b最后分馏出来，故熔、沸点高低顺序为a<b<c，熔、沸点越高，烃中含碳原子数越多，其相对分子质量越大。(2)因为烯烃可使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，而苯的同系物只能使酸性KMnO4溶液褪色，根据这一性质差异，则先用溴水检验烯烃的存在，再用酸性KMnO4溶液检验苯的同系物的存在。①向样品中逐滴加入溴水，振荡，如看到溴水褪色，则证明有烯烃存在。②继续逐滴加溴水至不再褪色为止，用分液漏斗分出上层的裂化汽油样品，因为加足量溴水后，生成的卤代烷及水的密度均比烷烃和苯的同系物大，所以上层应是烷烃和苯的同系物的混合物。向分出的上层样品中加入酸性KMnO4溶液，如果溶液紫色褪去，则证明有苯的同系物存在。10．下图是实验室煤的干馏装置图：(1)指出图中仪器的名称：b__________，c________。(2)仪器d的作用是________________________________，c中的液体中无机物里溶有________，可用__________________________________检验出来。有机物有________，可以通过______的方法使其中的重要成分分离出来。(3)e处点燃的气体主要成分有_______________________________(填化学式)，火焰的颜色是____________。(4)反应结束后b中的固体是________。【答案】(1)硬质玻璃管U形管(2)盛装冷水对蒸汽进行冷却氨酚酞溶液煤焦油分馏(3)H2、CH4、CH2=CH2、CO淡蓝色(4)焦炭【解析】本题是关于煤的干馏实验，根据煤干馏的主要产品，b中得到的应是焦炭，c中得到的应是粗氨水和煤焦油，e处放出的应是焦炉气。其中粗氨水中溶有氨，呈碱性，可用酚酞溶液检验；煤焦油主要是苯、甲苯、二甲苯的混合物，应用分馏的方法分离；焦炉气的主要成分有H2、CH4、CH2=CH2、CO，燃烧时呈淡蓝色火焰。11．煤是一种重要能源，工业上常把煤进行气化和液化处理，变为清洁能源。由水蒸气和炽热的无烟煤作用可得水煤气，水煤气是混合气体，主要由两种无色无味气体组成，是重要的工业原料。(1)在工业生产水煤气时，燃料层的温度会下降，这说明__________________。(2)提出猜想：水煤气的成分可能是①____和氢气，②__________(以上两空均填化学式)和氢气。提出以上猜想的依据是_________________________________________。(3)设计实验：请从下列装置中选择一种，设计简单的实验证明猜想。你选择的装置是________(填字母)。(4)实验结论：如果____________________________，那么猜想______(填序号)合理。【答案】(1)碳和水蒸气的反应是吸热反应(2)①CO②CO2化学反应前后元素种类不变(3)B(4)澄清石灰水不变浑浊①(或澄清石灰水变浑浊②)B组·能力提升12．化学与人类生活、社会可持续发展密切相关。下列说法正确的是()A．地球上最基本的能源是化学能B．太阳能热水器、沼气的使用、玉米制乙醇都涉及生物质能的利用C．利用二氧化碳制造全降解塑料能有效减少“白色污染”D．人们可以把放热反应释放的能量转化为其他可利用的能量，而吸热反应没有利用价值【答案】C【解析】地球上最基本的能源是太阳能，A错误；使用太阳能热水器涉及太阳能的利用，不是生物质能的利用，B错误；利用二氧化碳制造全降解塑料能有效减少“白色污染”，C正确；吸热反应中由于反应物总能量小于生成物总能量，有时需要利用吸热反应吸收热量降低环境温度，有利用价值，D错误。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.(山西浑源五中月考)在田径运动会投掷项目的比赛中,投掷链球、铅球、铁饼和标枪等都是把物体斜向上抛出的运动,如图所示,若不计空气阻力,这些物体从被抛出到落地的过程中()A.物体的机械能先减小后增大B.物体的机械能先增大后减小C.物体的动能先增大后减小,重力势能先减小后增大D.物体的动能先减小后增大,重力势能先增大后减小答案D解析不计空气阻力,这些物体从被抛出到落地过程中机械能守恒,A、B均错误;物体斜向上飞行过程中,动能减小,重力势能增大,物体下落过程中,动能增大,重力势能减小,D正确,C错误。2.(山东潍坊模拟)在篮球比赛中,某位同学获得罚球机会,他站在罚球线处用力将篮球投出,篮球以约1m/s的速度撞击篮筐。已知篮球质量约为0.6kg,篮筐离地高度约为3m,忽略篮球受到的空气阻力,则该同学罚球时对篮球做的功大约为()A.1J B.10J C.50J D.100J答案B解析该同学将篮球投出时的高度约为h1=1.8m,根据动能定理有W-mg(h-h1)=12mv2,解得W=7.5J,B项最接近,故选项B3.一运动员穿着飞翔装备从飞机上跳出后的一段运动过程可近似认为是匀变速直线运动,如图运动员的运动方向与水平方向的夹角为53°,运动员做匀变速直线运动的加速度大小为3g4。已知运动员(包含装备)的质量为m,则在运动员下落高度为h的过程中,正确的(A.运动员动能的增加量为15mgℎB.运动员动能的增加量为3C.运动员重力势能的减少量为3mgℎD.运动员的机械能减少了15答案A解析运动员下落的高度是h,则飞行的距离L=ℎsin53°=54h,运动员受到的合外力F合=ma=34mg,动能的增加等于合外力做的功,即ΔEk=W=34mg×54h=1516mgh,故A正确,B错误;运动员下落的高度是h,则重力做功为WG=mgh,所以运动员重力势能的减少量为mgh,故C错误;运动员重力势能的减少量为mgh,动能的增加量为154.如图所示,小车以较大的速度冲上斜坡,受阻力作用,则在这个过程中,下列关于小车的说法正确的是()A.机械能增加B.克服阻力做的功等于机械能的减少量C.减少的动能等于增加的重力势能D.因为要克服阻力做功,故克服重力做的功小于克服阻力做的功答案B解析以较大的速度冲上斜坡时,受阻力作用,部分的机械能转化为内能,所以机械能减小,故A错误;除重力外,只有阻力做功,小车克服阻力做的功等于机械能的减少量,故B正确;由于阻力做负功,所以减少的动能大于增加的重力势能,故C错误;克服重力做功,与克服阻力做功的大小无法比较,故D错误。5.(安徽合肥一中检测)弹簧发生弹性形变时,其弹性势能的表达式为Ep=12kx2,其中k是弹簧的劲度系数,x是形变量。如图所示,一质量为m的物体位于一直立的轻弹簧上方h高度处,该物体从静止开始落向弹簧。设弹簧的劲度系数为k,忽略空气阻力,则物体的最大动能为(弹簧形变在弹性限度内)(A.mgh+m2g22kC.mgh+m2g2k 答案A解析物体和弹簧组成的系统机械能守恒,当弹簧压缩h1时物体受力平衡,mg=kh1,此时动能最大,由机械能守恒定律得mg(h+h1)=12kℎ12+Ekm,故E6.(北京丰台区一模)摩天轮是游乐场里的大型娱乐项目,它的直径可以达到几百米。乘客乘坐时,转轮始终不停地匀速转动,下列说法正确的是()A.在最高点,乘客处于超重状态B.任一时刻乘客受到的合力都不等于零C.乘客在乘坐过程中对座椅的压力始终不变D.乘客在乘坐过程中的机械能始终保持不变答案B解析在最高点,乘客具有向下的加速度,处于失重状态,选项A错误;乘客做圆周运动,任一时刻受到的合力都不等于零,选项B正确;乘客在乘坐过程中匀速转动,向心力时刻指向圆心,大小不变,向心力由座椅对乘客的作用力与乘客的重力的合力提供,由力的合成与牛顿第三定律可知乘客对座椅的压力不可能始终不变,选项C错误;乘客在乘坐过程中匀速转动,动能不变,但重力势能在变化,所以机械能也在变化,选项D错误。7.如图所示的拖轮胎跑是一种体能训练活动。某次训练中,轮胎的质量为5kg,与轮胎连接的拖绳与地面夹角为37°,轮胎与地面间的动摩擦因数是0.8。若运动员拖着轮胎以5m/s的速度匀速前进,则10s内运动员对轮胎做的功最接近的是(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)()A.500J B.750J C.1250J D.2000J答案C解析对轮胎受力分析如图所示,Fcosθ=Ff,FN+Fsinθ=mg,Ff=μFN,得F=μmgcosθ+μsinθ=0.8×500.8+0.8×0.6N=31.25N,10s内运动员对轮胎做功W=Fcosθ·vt=31二、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.如图所示,在发射地球同步卫星的过程中,卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ,然后在Q点通过改变卫星速度,让卫星进入地球同步轨道Ⅱ。下列说法正确的是()A.在轨道Ⅱ上,卫星的运行速度大于7.9km/sB.在轨道Ⅰ上,卫星在P点的速度大于在Q点的速度C.卫星在Q点通过加速实现由轨道Ⅰ进入轨道ⅡD.在轨道Ⅰ上运行的过程中,卫星、地球组成的系统的机械能不守恒答案BC解析据GMmr2=mv2r得v=GMr,第一宇宙速度v1=GMR地=7.9km/s,因r>R地,故A错误。卫星在轨道Ⅰ上运行过程中只受地球引力,它与地球组成的系统机械能守恒,因rP<rQ,故vP>vQ,故D错误,BGMmrQ2故vQ2>vQ1,C正确。9.(山东菏泽月考)在抢险救灾工作中常见到直升机的身影。如图为直升机抢救伤员的情景,直升机悬停在空中,用绳索将伤员由静止向上吊起,绳索对伤员做功的功率恒定,不计空气阻力,则在伤员加速上升的过程中()A.绳索对伤员的拉力越来越小B.伤员克服重力做功的功率恒定C.伤员运动的速度变化越来越慢D.合力对伤员做功的功率越来越大答案AC解析绳索对伤员的拉力做功的功率不变,而伤员加速上升,速度增大,由P=Fv可知,绳索对伤员的拉力F越来越小,A项正确;由P1=mgv可知,伤员克服重力做功的功率不断增大,B项错误;由F-mg=ma可知,伤员运动的加速度越来越小,速度变化得越来越慢,C项正确;合力对伤员做功的功率(F-mg)v=P-mgv,由于P不变,速度越来越大,则合力对伤员做功的功率越来越小,D项错误。10.中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置如图所示。当太阳光照射到小车上方的光电板时,光电板中产生的电流经电动机作用带动小车前进。若质量为m的小车在平直的水泥路上行驶,某时刻的速度为v0,从该时刻起小车开始加速,经过时间t前进的距离为s,且速度达到最大值vmax。设这一过程中电动机的输出功率恒为P,小车所受阻力恒为Ff,那么这段时间内牵引力所做的功为()A.Pt B.FfvmaxtC.Ffs D.12mvmax答案ABD解析牵引力的功率恒为P,则牵引力做的功W=Pt,A正确;当牵引力等于阻力时,小车速度达到最大值,则有P=Ffvmax,B正确;小车加速阶段牵引力大于阻力,C错误;对小车加速阶段,由动能定理得W-Ffs=12m三、非选择题(本题共5小题,共54分)11.(8分)(河南洛阳模拟)某实验小组进行“验证机械能守恒定律”的实验。(1)实验室提供了铁架台、夹子、导线、纸带等器材。为完成此实验,除了所给的器材,从图中还必须选取的实验器材是。

(2)下列方法有助于减小实验误差的是。

A.在重物的正下方地面铺海绵B.必须从纸带上第一个点开始计算验证机械能是否守恒C.重复多次实验,重物必须从同一位置开始下落D.重物的密度尽量大一些(3)完成实验后,小明用刻度尺测量纸带上点间距离时如图所示,已知打点计时器每隔0.02s打一个点,则B点对应的速度vB=m/s。

若H点对应的速度为vH,重物下落的高度为hBH,重物质量为m,当地重力加速度为g,为得出实验结论,需要比较mghBH与的大小关系(用题中字母表示)。

答案(1)AEF(2)D(3)1.351解析(1)实验中需要用刻度尺测量纸带上点间距离,从而可知重物下降的距离,以及各点对应的瞬时速度。纸带上相邻两计数点的时间间隔已知,所以不需要秒表。实验时不必测重物的质量和所受力,故不需要天平和测力计。必须选取的实验器材为重物、打点计时器、刻度尺。(2)在重物的正下方地面铺海绵可以防止摔坏实验器材,但对减小实验误差没有帮助,故A不符合题意;不一定要从纸带上第一个点开始计算验证机械能是否守恒,故B不符合题意;重复多次实验时,重物不需要从同一位置开始下落,故C不符合题意;重物的密度尽量大一些,可以相对减小阻力的影响,以减小实验误差,故D符合题意。(3)B点的瞬时速度等于A、C两点间的平均速度,vB=xAC2T=5.40×1如果机械能守恒,重物减少的重力势能等于增加的动能,则mghBH=1212.(10分)“利用自由落体运动验证机械能守恒定律”的实验如图甲所示。甲(1)下列器材中不必要的一项是(填字母代号)。

A.天平B.低压交流电源C.毫米刻度尺(2)某同学在该实验中得到了一条如图乙所示的纸带,图中O点为打点计时器打下的第一点,可以看做是重物运动的起始点,从后面某点起选取连续打下的三个点A、B、C,各点间距离为s0、s1、s2。已知相邻两点之间的时间间隔为T,重力加速度为g,设所用重物的质量为m,则从起点O到打下B点的过程中,重物动能的增加量ΔEk=,重物重力势能的减少量ΔEp=。(用题目中的字母表示)

乙(3)通过计算,在数值上ΔEpΔEk(填“>”“=”或“<”),原因是重物在下落过程中,除重力做功之外还有。

丙(4)某同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度,他打出了一条纸带后,利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应的速度v,以h为横轴,以12v2为纵轴画出了如图丙所示的图线。由于图线没有过原点,他又检查了几遍,发现测量和计算都没有出现问题,其原因可能是;该同学测出该图线的斜率为k,如果不计一切阻力,则当地的重力加速度g(选填“>”“=”或“<”)k答案(1)A(2)m(s1+s2)28T2mg(=解析(1)由于动能和势能的表达式中都有物体的质量可以消去,不必测量,因此不必要的仪器是天平。(2)由于B点为AC的中间时刻,因此打B点的速度等于AC段的平均速度vB=s因此物体增加的动能ΔEk=1重物重力势能的减小量ΔEp=mgh=mg(s0+s1)。(3)减小的重力势能大于增加的动能,原因是除重力做功外还有空气阻力做功,导致机械能减少。(4)根据mgh=12mv2-12mv02,整理得可知g=k图线不过坐标原点就是打第一个点时速度不为零,可能的原因是先释放重物,再接通电源。13.(10分)(山东泰安高一检测)一辆汽车正以20m/s的速度向东匀速行驶在某水平路面的AB段上,汽车前方的BC段,由于刚刚维修过比较粗糙。小明观察汽车中控屏并记录下汽车通过整个ABC路段的不同时刻的速度,作出了v-t图像如图乙所示(在t=15s处水平虚线与曲线相切)。假设运动过程中汽车发动机的输出功率保持80kW不变,汽车在两个路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空气阻力等)各自保持不变。求:(1)汽车在AB段及BC段上运动时所受的阻力Ff1和Ff2。(2)小明通过中控屏记录了BC路段的长度约为122.5m,那么这辆汽车连同乘客的质量m约是多少?答案(1)4000N8000N(2)1.2×103kg解析(1)汽车在AB段匀速行驶,有P=Ff1v1则有Ff1=Pv1=8000020汽车在BC段运动,当t=15s时匀速行驶,有P=Ff2v2则有Ff2=Pv2=8000010N(2)汽车在5~15s内做变减速直线运动,而汽车发动机的功率P不变,由动能定理有Pt-Ff2x=12mv22−12mv1214.(12分)如图所示,MNP为竖直面内一固定轨道,其圆弧段MN与水平段NP相切于N,P端固定一竖直挡