第17讲 烷烃扩展（教师版）-高一化学同步讲义（人教版必修第二册）

第17讲第17讲烷烃扩展知识导航知识导航知识精讲知识精讲一、烷烃同分异构体的书写方法1.减碳对称法举个例子——庚烷（C7H16）有9种结构注意主链上有两个取代基时，采取“定一移一”的方法。主链上有两个取代基时，采取“定一移一”的方法。2.常见烷烃的同分异构体数目烷烃甲烷乙烷丙烷丁烷戊烷己烷庚烷分子式CH4C2H6C3H8C4H10C5H12C6H14C7H16个数1112359二、一卤代烃数目的判断1.等效氢①连在同一碳原子上的氢原子等效；②连在同一碳原子上的甲基上的氢原子等效；③分子中处于对称位置的氢原子等效。2.等效氢法烷烃中有几种等效氢，其一卤代物就有几种结构。3.烷基取代法（1）烷基：指相应的烷烃失去一个氢原子(H)后剩下的基团。（2）将有机物看成由基团（主要是烃基）连接而成，由烃基的异构数目可推断有机物的异构体数目。如：丁基（—C4H9）有四种结构，则一氯丁烷（—C4H9—Cl）、丁醇（—C4H9—OH）、戊醛（—C4H9—CHO）、戊酸（—C4H9—COOH）也有四种结构。（3）常见烷基的同分异构体数目烷基甲基乙基丙基丁基戊基分子式—CH3—C2H5—C3H7—C4H9—C5H11个数11248对点训练对点训练题型一：烷烃的同分异构体【例1】含有5个碳原子的链状烷烃的同分异构体有A．2种 B．3种 C．4种 D．5种【答案】B【解析】含有5个碳原子的链状烷烃即为戊烷，其同分异构体有3种，分别是正戊烷、异戊烷和新戊烷，故B正确，故选B。【变1】下列关于戊烷的说法正确的是A．分子中的碳原子在一条直线上 B．其一氯代物共有8种C．能与溴水发生取代反应 D．同分异构体有2种【答案】B【解析】A、戊烷中全是碳碳单键，碳原子排布呈锯齿状，戊烷中五个碳原子不在一条直线上，故A错误；B、正戊烷一氯代物有3种，异戊烷一氯代物有4种，新戊烷一氯代物有1种，其一氯代物共有8种，故B正确；C、戊烷不能与溴水发生取代反应，故C错误；D、戊烷同分异构体有3种，CH3-CH2-CH2-CH2-CH3、CH3-CH(CH3)-CH2-CH3、C(CH3)4，故D错误。答案选B。题型二：一卤代烃数目的判断【变2-1】下列各组有机物中，其一氯代物的数目不相等的是（

）A．正戊烷和正己烷 B．新戊烷和C．环戊烷和乙烷 D．丙烷和【答案】B【解析】A．正戊烷分子中氢原子有3种，一氯代物有3种；正己烷分子中氢原子3种，一氯代物有3种，所以二者一氯代物数目相同，故A不选；B．新戊烷()只有1种氢原子，一氯代物有1种，异丁烷()有2种H原子，一氯代物有2种，故B选；C．环戊烷和乙烷都只有一种氢原子，一氯代物只有一种，故C不选；D．丙烷有2种H原子，一氯代物有2种，有2种H原子，一氯代物有2种，故D不选故选B。【点睛】把握等效氢的判断是解题的关键。本题的易错点为C，要注意环戊烷的结构简式用键线式表示为，结构中所有氢原子等效。【变2-3】某烷烃可生成三种沸点不同的一氯代物A．(CH3)2CHCH2CH2CH3 B．(CH3CH2)2CHCH3C．(CH3)2CHCH(CH3)2 D．(CH3)3CCH2CH3【答案】D【解析】A．(CH3)2CHCH2CH2CH3分子中含有5种化学环境不同的H原子，其一氯代物有5种，故A不符合；B．(CH3CH2)2CHCH3分子中含有4种化学环境不同的H原子，其一氯代物有4种，故B不符合；C．(CH3)2CHCH(CH3)2分子中含有2种化学环境不同的H原子，其一氯代物有2种，故C不符合；D．(CH3)3CCH2CH3分子中含有3种化学环境不同的H原子，其一氯代物有3种，故D符合；故选D。【例3】分子式为C4H10的烃一氯代物的同分异构体有A．4种 B．5种 C．6种 D．10种【答案】A【解析】分子式为C4H10的丁烷结构有两种，分别为CH3CH2CH2CH3和，而CH3CH2CH2CH3中有两种氢原子，一氯代物有两种；中也有两种氢原子，一氯代物也有两种，故C4H10的一氯代物的同分异构体有4种；故选A。【变3-3】某烃具有同分异构体，且各同分异构体的一氯代物的种数相同，该烃的分子式是A．CH4 B．C3H8 C．C4H10 D．C5H12【答案】C【解析】A.甲烷没有同分异构体，A不正确；B.丙烷没有同分异构体，B不正确；D.丁烷有2种同分异构体，分别是正丁烷和异丁烷，其中等效氢原子的种类都是2种，C正确；D.戊烷有3种同分异构体，分别是正戊烷、异戊烷和新戊烷，其中等效氢原子的种类分别是3、4、1种，D不正确；答案选C。【例4】C6H14的各种同分异构体中所含的甲基数目和一氯取代物的数目可能是A．2，4 B．4，1 C．3，5 D．4，4【答案】C【解析】①C6H14的各种同分异构体中只有CH3CH2CH2CH2CH2CH3中含2个甲基，一氯取代物的数目为3种；②若C6H14的某种同分异构体中含3个甲基，则C6H14的结构为，有5种一氯代物；若为，一氯代物有4种；③若C6H14的某种同分异构体中含4个甲基，则C6H14的结构为或，前一种有2种一氯代物，后一种有3种一氯代物；综上所述，答案为C。【变5】1mol某烷烃在氧气中充分燃烧，需要消耗标准状况下的氧气179.2L，它在光照的条件下与氯气反应能生成三种不同的一氯取代物(不考虑立体异构)，该烃的结构简式是A． B．C．CH3CH2CH2CH2CH3 D．【答案】C【解析】在光照的条件下与氯气反应能生成三种不同的一氯取代物，那么就有3种化学环境不同的H，1mol该烃燃烧需氧气179.2L（标准状况），其物质的量为，A．该分子式是C6H14，耗氧量为：，故A错误；B．该分子式是C5H12，耗氧量为：，分子式中含有4种化学环境不同的H，故C错误；C．该分子式是C5H12，耗氧量为：，分子式中含有3种化学环境不同的H，符合题意，故C正确；D．该分子式是C5H12，耗氧量为：，分子式中含有1种化学环境不同的H，故D错误；故选：C。提分特训提分特训【题1】某烷烃发生氯代反应后，只能生成三种沸点不同的一氯代产物，此烷烃是A．(CH3)2CHCH2CH2CH3 B．CH3CH2CH2CH2CH3C．(CH3)2CHCH(CH3)2 D．(CH3)3CCH2CH2CH3【答案】B【解析】A．(CH3)2CHCH2CH2CH3分子中含有5种化学环境不同的氢原子，其一氯取代物有5种，A项错误；B．CH3CH2CH2CH2CH3分子中含有3种化学环境不同的氢原子，其一氯取代物有3种，B项正确；C．(CH3)2CHCH(CH3)2分子中含有2种化学环境不同的氢原子，其一氯取代物有2种，C项错误；Ｄ．(CH3)3CCH2CH2CH3分子中含有4种化学环境不同的氢原子，其一氯取代物有4种，D项错误；答案选B。【题2】主链上有5个碳原子，含甲基，乙基两个支链的烷烃有（

）A．5种 B．4种 C．3种 D．2种【答案】D【解析】主链5个C，则乙基只能在3号C上，甲基可以在2号C、或者3号C上，所以有如下2种：、，D正确。答案选D。【题3】1mol某烷烃在氧气中充分燃烧，需要消耗氧气246.4L(标准状况)，它在光照的条件下与氯气反应，生成4种不同的一氯取代物。该烷烃的结构简式是A． B．CH3CH2CH2CH2CH3C． D．【答案】A【解析】由题意知，该有机物充分燃烧消耗O2物质的量n(O2)=，由烷烃燃烧通式，得，解得n=7，即该烷烃中有7个碳，即C7H16，由题意知，该有机物含4种氢，故答案选A。【题4】用相对分子质量为43的烷基取代烷烃()分子中的一个氢原子，所得的有机化合物有(不考虑立体异构)A．5种 B．7种 C．8种 D．4种【答案】B【解析】相对分子质量为43的烷基有两种：，烷烃有两种碳架异构：，均各有2种氢原子，则一个氢原子被取代的情况共有4种：，故有8个取代结构，其中重复了一次，因此所得的有机化合物共有7种，故B正确；答案选B。【题5】如图是几种烷烃分子的球棍模型：(1)A、B、E三种烷烃的关系为________，C、D、E的关系为________________。(2)用习惯命名法命名：D_______。(3)E的一氯代物有________种，请写出它们的结构简式：________【答案】

同系物

同分异构体

异戊烷

1

(CH3)3-C-CH2Cl【解析】(1)A为丙烷、B为丁烷、E为新戊烷，三种物质均属于烷烃，且碳原子数不同，结构相似，分子组成相差若干个-CH2，所以属于同系物；C为正戊烷、D为2-甲基丁烷，与E的分子式相同，结构不同，所以属于同分异构体；(2)D的习惯命名法为异戊烷；(3)E分子中的4个甲基连在同一C原子上，所以H原子数只有1种，其结构简式是(CH3)3-C-CH2Cl。【题6】可燃冰属于甲烷的水合物，其结构如图所示，请回答下列问题。(1)下列说法正确的是___________(填标号)A．可燃冰中与以共价键的形式相结合B．使用可燃冰时应注意安全C．甲烷的一氯代物、三氯代物和四氯代物都是正四面体D．空间充填模型为的有机物在光照下能与溴蒸气发生取代反应(2)如图所示是某同学利用注射器设计的简易实验装置。加热分离出可燃冰中的甲烷，将10甲烷注入甲注射器中，在同温、同压下向乙注射器中注入50，将乙注射器中气体推入甲注射器中，用日光照射甲注射器一段时间，气体在甲注射器中发生反应。①下列是某同学预测的实验现象，其中正确的是______(填标号)。A．气体最终变为无色

B．实验过程中，甲注射器活塞向右移动C．甲注射器内壁有油状液滴产生

D．产生火花②甲注射器中发生的化学反应类型为______。③反应后，甲注射器中剩余气体最好用_______(填标号)吸收。A．水

B．氢氧化钠溶液

C．硝酸银溶液

D．饱和食盐水(3)丙烷能产生破坏臭氧层的一氯六氟丙烷()，该物质的同分异构体有_____种。【答案】

BD

BC

取代反应

B

5【解析】(1)A．与以分子间作用力结合在一起形成可燃冰，A项错误；B．易燃、易爆，所以使用过程中要注意安全，B项正确；C．、是四面体结构但不是正四面体结构，为正四面体结构，C项错误；D．该有机物的结构简式为，属于烷烃，其性质与相似，所以该有机物在光照下能与溴蒸气发生取代反应，D项正确；答案选BD。(2)在光照下，甲烷与氯气发生多步取代反应：，，，。①理论上，甲烷与氯气的体积比为1∶4时，二者恰好完全反应，而甲注射器中甲烷与氯气的体积比为1∶5，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，其他为油状液体，所以气体的总体积减小，内部压强减小，甲注射器活塞向右移动，答案选BC；②甲烷分子中的四个氢原子可被氯原子逐一取代，故甲注射器中发生的是取代反应；③剩余气体中含有氯气和氯化氢，最好用氢氧化钠溶液吸收；(3)该物质的同分异构体可根据氢、氯原子在碳原子上的位置变化得到，其碳链可表示为，氢、氯原子均与①号或②号碳原子相连（均与③号碳原子相连时为重复情况）时共有2种结构。氢、氯原子分别与①、②号碳原子或①、③号碳原子或②、①号碳原子相连（其他相连情况为重复情况）时共有3种结构，因此该物质共有5种同分异构体。提分作业提分作业【练1】下列烷烃在光照条件下与氯气反应，生成的一氯代烷只有一种的是A．CH3CH3 B．CH3CH2CH3C．CH3CH2CH2CH3 D．CH3CH2CH2CH2CH3【答案】A【解析】A.CH3CH3为乙烷的结构简式，分子中有1种氢原子，其一氯代物有1种，故A正确；B.CH3CH2CH3为丙烷的结构简式，分子中有2种氢原子，所以一氯代物有2种，故B错误；C.CH3CH2CH2CH3为正丁烷的结构简式，分子中有2种氢原子，其一氯代物有2种，故C错误；D.CH3CH2CH2CH2CH3为正戊烷的结构简式，分子中有3种氢原子，所以一氯代物有3种，故D错误；故选A。【点睛】本题考查了同分异构体的判断，会确定烷烃的对称中心找出等效氢原子是解本题的关键。先确定烷烃的对称中心，即找出等效的氢原子，再根据先中心后外围的原则，将氯原子逐一去代替氢原子，有几种氢原子就有几种一氯代烃。【练2】下列烷烃的一氯取代物只有一种的是A．丙烷 B．正丁烷 C．异丁烷 D．新戊烷【答案】D【解析】A．丙烷的结构简式为CH3CH2CH3，有2种不同的化学环境的H，一氯代物有2种，故A不符合题意；B．正丁烷的结构简式为CH3CH2CH2CH3，有2种不同的化学环境的H，一氯代物有2种，故B不符合题意；C．异丁烷的结构简式为，有2种不同的化学环境的H，一氯代物有2种，故C不符合题意；D．新戊烷的结构简式为，有1种不同化学环境的H，一氯代物有1种，故D符合题意；答案为D。【练3】甲、乙两种有机物的球棍模型如下，下列有关二者的描述中正确的是A．甲、乙为同一物质B．甲、乙互为同分异构体C．甲、乙一氯取代物的数目不同D．甲、乙分子中含有的共价键数目不同【答案】B【解析】A．甲为CH3CH(CH3)2，乙为CH3CH2CH2CH3，甲、乙不是同一物质，故A错误；B．同分异构体是指分子式相同，但结构不同的化合物，甲、乙分子式相同为C4H10，结构不同，两者互为同分异构体，故B正确；C．一氯取代产物的种类取决于有机物物中氢原子的种类，甲、乙都有2种H原子，其一氯代物有2种，故C错误；D．甲、乙中化学键均为单键，二者的化学式相同，因此相同物质的量两种物质所含化学键数目相同，故D错误；故答案为：B。【练4】分子式为C6H14O且含有“-CH2OH”的同分异构体有(不考虑立体异构)A．7种 B．8种 C．9种 D．10种【答案】B【解析】确定C6H14的同分异构体，-OH取代C6H14中甲基上的H原子，C6H14的同分异构体有：①CH3CH2CH2CH2CH2CH3、②CH3CH2CH2CH(CH3)2、③CH3CH2CH(CH3)CH2CH3、④CH3CH2C(CH3)3、⑤CH(CH3)2CH(CH3)2；①中甲基处于对称位置，-OH取代甲基上的H原子有1种结构；②中甲基有2种，-OH取代甲基上的H原子有2种结构；③中甲基有2种，-OH取代甲基上的H原子有2种结构；④中甲基有2种，-OH取代甲基上的H原子有2种结构；⑤中甲基有1种，-OH取代甲基上的H原子有1种结构；故符合条件的C6H14O的同分异构体有8种，B满足题意；故选B。【练5】它在光照的条件下与氯气反应，能生成4种不同的一氯取代物，该烷烃的结构简式是A． B．CH3CH2CH2CH2CH3C．CH3CH2CH3 D．【答案】A【解析】A．有4种等效氢，一氯代物有4种，A正确；B．CH3CH2CH2CH2CH3有3种等效氢，一氯代物有3种，B错误；C．CH3CH2CH3有2种等效氢，一氯代物有2种，C错误；

D．有3种等效氢，一氯代物有3种，D错误；故选A。【练6】某烷烃的分子式为C4H10，其一氯代物最多有A．2种 B．3种 C．4种 D．5种【答案】C【解析】C4H10有CH3CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)CH3，CH3CH2CH2CH3中有2种H原子，1个H原子被1个氯原子取代有2种结构，CH3CH(CH3)CH3中有2种H原子，1个H原子被1个氯原子取代有2种结构，故符合条件的C4H10结构共有4种，故选C。【练7】下列烷烃在光照条件下与氯气反应，能生成两种一氯代物的是A．CH3CH2CH2CH3 B．CH3CH2CH(CH3)CH3C．C(CH3)4 D．CH3C(CH3)2CH2CH3【答案】A【解析】A．CH3CH2CH2CH3中有2种氢原子，所以一氯代物有2种，A正确；B．CH3CH2CH(CH3)CH3中有4种氢原子，所以一氯代物有4种，B错误；C．C(CH3)4中有1种氢原子，所以一氯代物有1种，C错误；D．CH3C(CH3)2CH2CH3中有3种氢原子，所以一氯代物有3种，D错误；故选A。课后检测(时间：100分钟满分：100分)第Ⅰ卷一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分，每小题只有一个正确选项)1．在2010年两会的政府工作报告中，温家宝总理在对节能减排工作进行部署时强调，要完善能源资源节约和环境保护奖惩机制。大力发展“低碳经济”，实现经济的可持续发展。以下说法正确的是()A．发展“低碳经济”就是禁止开采使用化石能源B．加快发展核电、可再生等清洁、低碳能源，有利于“低碳经济”的发展C．大力发展火电，能有效减少CO2的排放D．将工厂的烟囱加高，能有效地减少SO2、CO2等的排放，有利于环境保护2．下列有关能量转换的说法正确的是()A．煤燃烧是化学能转化为电能的过程B．化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能C．动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转变成化学能的过程D．植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程3．下列对实验事实的叙述正确的是()①煤是由无机物和有机物组成的复杂混合物，其中含有苯、甲苯等有机物，可以用煤的干馏的方法获得苯②实验室石油分馏时，在蒸馏烧瓶中加入一些碎瓷片，防止暴沸；冷凝管下口进冷水，上口出热水③钠是活泼金属，易和空气中的氧气、水反应，实验室将钠保存在无水酒精中④做酯化反应实验时，先向试管中加入乙醇，然后边振荡边缓缓加入浓硫酸和冰醋酸⑤植物油和裂化汽油可用溴水鉴别A．②③ B．②④ C．④⑤ D．①②③④4．下列有关化学用语使用正确的是()A．硫原子的原子结构示意图：B．NH4Cl的电子式：C．原子核内有10个中子的氧原子：eq\a\vs4\al(\o\al(18,8)O)D．对氯甲苯的结构简式：5．X、Y为短周期元素，X位于ⅠA族，X与Y可形成化合物X2Y，下列说法正确的是()A．X的原子半径一定大于Y的原子半径B．X与Y的简单离子不可能具有相同的电子层结构C．两元素形成的化合物中，原子个数比不可能为1∶1D．X2Y可能是离子化合物，也可能是共价化合物6．下列有关叙述正确的是()A．如图表示反应X(g)4Y(g)＋Z(g)，在某温度时X的浓度随时间变化的曲线：6min后，反应就终止了B．MgSO4晶体中只存在离子键C．蒸馏时蒸馏烧瓶中液体的体积不能超过容积的2/3，液体也不能蒸干D．将金属钠在研钵中研成粉末，使钠与水反应的实验更安全7．下列叙述中错误的是()A．在平衡体系PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)中加入一定量的37Cl2，一段时间后37Cl存在于五氯化磷、三氯化磷和氯气这三种物质中B．CH3COOH与H18O—CH2CH3发生酯化反应是可逆反应，达到平衡后18O仅存在于乙醇和乙酸乙酯分子里，不可能存在于乙酸和水分子里C．CH2Cl2没有同分异构体的事实证明了甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构D．在氧气中完全燃烧后生成物只有CO2和H2O的有机物一定是烃8．X、Y、Z、W、E为原子序数相邻且依次递增的同一短周期元素(稀有气体除外)，下列说法正确的是()A．若Y为非金属，则X一定为金属B．Z为氧化物常温下可能为液态C．X、E的简单离子的半径大小为X＞ED．若E的最高价氧化物对应的水化物的化学式为HmEOn，则其气态氢化物的化学式为H8－2n＋m或EH8－2n＋m(m、n均为正整数)9．为体现“绿色奥运”、“科技奥运”，2008年北京奥运会出现了中国自己生产的燃料电池汽车，作为马拉松领跑车和电视拍摄车，该车装着“绿色心脏”——质子交换膜燃料电池，其工作原理如图所示，下列叙述正确的是()A．通入氧气的电极发生氧化反应B．通入氢气的电极为正极C．总反应式为O2＋2H2eq\o(=,\s\up7(点燃))2H2OD．正极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－=2H2O10．下列说法正确的是()A．SiH4比CH4稳定B．O2－的半径比F－小C．Na和Cs属于ⅠA族元素，Cs失电子能力比Na的强D．P和As属于ⅤA族元素，H3PO4酸性比H3AsO4的弱11．下列除杂方法不正确的是()A．除去乙酸乙酯中混有的少量乙酸：加入饱和碳酸钠溶液，振荡、静置、分液B．除去乙醇中混有的少量水：加入适量的金属钠，充分反应后蒸馏C．除去溴苯中混有的少量溴：加入足量的氢氧化钠溶液，振荡、静置、分液D．除去96%的乙醇中的少量水制无水乙醇：加入生石灰，振荡、静置、蒸馏12．已知汽车尾气无害化处理反应为2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)。下列说法不正确的是()A．升高温度可使该反应的逆反应速率减小B．使用高效催化剂可有效增大正反应速率C．反应达到平衡后，NO的反应速率保持恒定D．单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时，反应达到平衡13．用下列实验装置进行实验，能达到相应实验目的的是()A．装置甲：防止铁钉生锈B．装置乙：除去乙烯中混有的乙炔C．装置丙：验证HCl气体在水中的溶解性D．装置丁：实验室制取乙酸乙酯14．美国墨西哥湾美国石油公司的一海上石油钻探平台发生爆炸，致使大量石油泄漏，给墨西哥湾海域带来巨大的经济损失和生态灾难。下列关于石油加工的叙述中，不正确的是()A．石油分馏所得的馏分是一种具有固定熔、沸点的纯净物B．石油裂化的主要目的是提高汽油等轻质油的产量C．石油裂解的原料是石油分馏产物，包括石油气D．石油在催化剂的作用下加热，可以使链状烃转化为环状烃(如苯、甲苯)15．主链含5个碳原子，有甲基、乙基两个支链的烷烃有()A．2种 B．3种 C．4种 D．5种16．一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：下列描述正确的是()A．反应开始到10s，用Z表示的平均反应速率为0.158mol·L－1·s－1B．反应开始到10s，X的物质的量浓度减少了0.79mol·L－1C．反应开始到10s，Y的物质的量浓度减少了0.395mol·L－1D．反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)Z(g)第Ⅱ卷二、非选择题(本题包括6小题，共52分)17．(10分)下表为元素周期表的一部分，请参照元素①～⑧在表中的位置，用化学用语回答下列问题：(1)④⑤⑥的原子半径由大到小的顺序是________________________________________________________________________。(2)②③⑦的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是________________________________________________________________________。(3)由表中两种元素的原子按1∶1组成的常见液态化合物的稀液易被催化分解，可使用的催化剂为(填序号)______。a．MnO2 b．FeCl3 c．Na2SO3 d．KMnO418．(8分)现用纯净的锌粒与0.1mol·L－1的稀硫酸反应制取氢气，请回答下列问题。(1)写出反应的离子方程式：________________________________________________________________________。(2)实验过程中生成氢气的速率曲线如图所示，通过分析比较，可发现曲线中的k(OE)＜k(EF)(k代表曲线斜率，)F点之后，曲线斜率又逐渐变小，试分析其原因。(3)为了增大反应速率，有人采取了下列措施，你认为可行的是______。A．加入蒸馏水B．加入浓盐酸C．将锌粒改为锌粉D．加入ZnSO4溶液(4)实验结束时，用手触摸所用的试管壁，感觉其温度比反应前明显升高，这说明ZnSO4溶液和H2的总能量______(填“＞”、“＜”或“＝”)锌片和稀硫酸的总能量。(5)某中学为了节约药品，利用铜和浓硫酸反应后的废液经过滤，稀释得到0.1mol·L－1的稀溶液，做上述实验时，发现反应速率明显增大。请你分析其原因________________________________________________________________________________________________________________________________________________。19．(10分)通过粮食发酵可获得某含氧有机化合物X，其相对分子质量为46，其中碳的质量分数为52.2%，氢的质量分数为13.0%。(1)X的分子式是________。(2)X与金属钠反应放出氢气，反应的化学方程式是________________________(有机物用结构简式表达)。(3)X与空气中的氧气在铜或银催化下反应生成Y，Y的结构简式是____________。(4)X与酸性KMnO4溶液反应可生成Z，在加热和浓硫酸作用下，X与Z反应可生成一种有香味的物质W，若184gX和120gZ反应能生成106gW，计算该反应的产率。20．(8分)如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。请回答下列问题：(1)当电极a为Al、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸时，正极的电极反应式为____________。(2)当电极a为Al、电极b为Mg、电解质溶液为氢氧化钠溶液时，该装置__________(填“能”或“不能”)形成原电池。若不能，请说明理由；若能，请说明在两电极上所发生的现象：________。(3)燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如O2)反应所放出的化学能直接转化为电能。现设计一燃料电池，以电极a为正极，电极b为负极，甲烷为燃料，氢氧化钠溶液为电解质溶液。则甲烷应通入________(填“a”或“b”)极，正极上的电极反应式为____。21．(8分)普通锌锰干电池是利用上述反应原理设计的，其结构如图所示。回答下列问题。①电池中电解质溶液为__________。②正极反应式为____________。③放电时NHeq\o\al(＋,4)向__________(填“正极”或“负极”)移动。④废电池中的锌皮常用于实验室制氢气，废锌皮和纯锌粒分别与同浓度的稀硫酸反应，产生氢气速率较大的是________，原因是___________________________。22．(8分)将一定量的SO2和含0.7mol氧气的空气(忽略CO2)放入一定体积的密闭容器中，550℃时，在催化剂作用下发生反应：2SO2＋O2催化剂△2SO3催化剂△达到平衡后，将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液，气体体积减少了21.28L；再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O2，气体体积又减少了5.6L(以上气体体积均为标准状况下的体积)。请回答下列问题：(1)判断该反应达到平衡状态的标志是_________________________(填字母)。a．SO2和SO3浓度相等b．SO2百分含量保持不变c．容器中气体的压强不变d．SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等e．容器中混合气体的密度保持不变(2)求该反应达到平衡时SO2的转化率(用百分数表示，计算结果保留一位小数)。(3)若将平衡混合气体的5%通入过量的BaCl2溶液，生成沉淀多少克(计算结果保留一位小数)。期末模块检测卷(一)1．B[发展“低碳经济”是有效利用化石能源，提高能源利用率，并不是禁止开采使用化石能源；发展火电要消耗大量的化石燃料，会增加CO2的排放；将工厂的烟囱加高，不能减少SO2、CO2等的排放。]2．B[煤燃烧及葡萄糖氧化放出热量，是化学能转化为热能的过程，A、C错误；选项D应该是太阳能转化为化学能，D错误。]3．B[煤是一种复杂的混合物，其中不含有苯、甲苯等有机物，苯、甲苯是煤干馏的产物；钠与乙醇反应，钠应保存在煤油中；植物油和裂化汽油都含有不饱和键，都能使溴水褪色，应选B。]4．C[A项，硫原子的原子结构示意图为；B项，NH4Cl是由NHeq\o\al(＋,4)和Cl－构成，由于Cl－是阴离子，必须写出其电子式；C项，eq\a\vs4\al(\o\al(18,8)O)表示质量数为18，质子数为8的氧原子，所以该原子核内有10个中子；D项，该结构简式是邻氯甲苯，对氯甲苯中的氯原子和甲基的位置应该处于苯的相对位置。]5．D[X为ⅠA族短周期元素，化合价为＋1，X2Y中Y为－2价，为ⅥA族元素，当X为H时，则X的原子半径一定小于Y的原子半径；X和Y分别是Na和O时，它们的简单离子具有相同的电子层结构，且可形成原子个数比为1∶1的化合物Na2O2；Na2O是离子化合物，H2O是共价化合物。]6．C[6min时反应达平衡，但反应并未停止，故A项错误；MgSO4中的SOeq\o\al(2－,4)内部含有共价键，故B项错误；钠的化学性质活泼，在空气中易与O2、H2O等反应，不能在研钵中研磨。]7．D[A项，加入37Cl2反应一段时间后，37Cl存在于五氯化磷、三氯化磷和氯气中；B项酯化反应的原理为“酸脱羟基醇脱氢”，CH3COOH与CH3CHeq\o\al(18,2)OH发生酯化反应：,18O只存在于乙醇与乙酸乙酯分子中；C项，若CH4为平面结构，则CH2Cl2应有两种同分异构体，CH2Cl2无同分异构体说明CH4分子是以碳原子为中心的正四面体结构；D项，在O2中完全燃烧后生成物只有CO2和H2O的有机物除了烃，还有烃的含氧衍生物，如CH3CH2OH、CH3CHO等。]8．D[五种元素原子序数相邻，且在同一周期，如果同在第三周期，A符合，如果同在第二周期，A不符合，故A错误；短周期中其氧化物为液态的只有氢，B错误；X、E的简单离子，X为阳离子，E为阴离子，分别为失电子和得电子，故半径应为E＞X，C错误；由题意可得，E的最高正价为＋(2n－m)，可得其负价为－(8－2n＋m)；故选D。]9．D[原电池的负极是还原剂失去电子发生氧化反应的电极，正极是氧化剂得到电子发生还原反应的电极，质子交换膜燃料电池中氢气是还原剂，氧气是氧化剂，A、B均不正确；燃料电池是将化学能转化为电能的装置，总反应式不能写“点燃”，C错；正极发生的反应是O2得电子生成O2－，进一步结合传导至正极的H＋生成H2O。]10．C[选项A中C与Si属于同主族元素，其氢化物的稳定性逐渐减弱，即CH4比SiH4稳定；选项B中O2－与F－的电子层结构相同，核电荷数小的离子半径大，所以O2－的半径大于F－的半径；选项C中Na与Cs同主族，随着核电荷数的增大，原子失去电子的能力逐渐增强，即失去电子的能力：Cs＞Na；选项D中根据同主族元素从上到下最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱，碱性逐渐增强，所以酸性：H3PO4＞H3AsO4。]11．B[乙醇与钠反应。]12．A[升高温度、使用催化剂都会使化学反应速率增大，既包括正反应速率也包括逆反应速率，故A错误，B正确。反应达到平衡后，正反应速率和逆反应速率相等，因此C、D都正确。]13．C[装置甲中将铁钉连在电源的正极，作阳极，发生氧化反应，会加速铁钉的腐蚀，不能起到防止生锈的作用；装置乙中乙烯、乙炔均能与酸性KMnO4溶液反应；装置丙中滴入的水能溶解大量的HCl气体，使烧瓶内压强减小，外面的空气进入气球，从而引起气球体积膨胀，能验证HCl气体在水中的溶解情况；装置丁中不能用NaOH溶液来收集生成的乙酸乙酯，这样会引起乙酸乙酯的水解。]14．A[石油分馏所得的馏分依然是混合物。]15．A[这类烷烃的结构简式为：16．C[从题图中可看出：达到平衡后，X、Y均减少了0.79mol，Z增加了1.58mol，反应方程式为X(g)＋Y(g)2Z(g)，所以反应开始到10s，Z的平均反应速率为eq\f(1.58mol,2L×10s)＝0.079mol·L－1·s－1，X的物质的量浓度减少了eq\f(0.79mol,2L)＝0.395mol·L－1，Y的物质的量浓度减少了0.395mol·L－1。]17．(1)Na＞Al＞O(2)HNO3＞H2CO3＞H2SiO3(3)ab解析本题考查元素在周期表中的位置与原子结构、元素性质的关系。根据各元素在周期表中的位置，推出各元素依次为①H、②C、③N、④O、⑤Na、⑥Al、⑦Si、⑧Cl。(1)Na、Al是第三周期元素，O在第二周期，所以原子半径：Na＞Al＞O。(2)因为非金属性：N＞C＞Si，所以酸性：HNO3＞H2CO3＞H2SiO3。(3)该液态物质是H2O2，MnO2、FeCl3可以作H2O2分解的催化剂。18．(1)Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑(2)该反应为放热反应，在反应的最初阶段，反应放出的热使体系温度升高，反应速率增大；反应一段时间之后，c(H＋)成为影响反应速率的主要因素，溶液中c(H＋)逐渐减小，反应速率又逐渐减小。(3)BC(4)＜(5)锌置换出铜附着在锌表面，与硫酸组成原电池，使反应速率增大解析锌与酸反应时，影响反应速率的主要因素有c(H＋)、温度、锌的表面积等，在反应的最初阶段，溶液的温度较低，温度对反应速率影响较大，该反应是放热反应，随着反应的进行，温度逐渐升高，反应速率逐渐增大，故k(OE)＜k(EF)；经过一段时间后，c(H＋)又成为影响反应速率的主要因素，随着c(H＋)的减小，反应速率又逐渐减小，故F点之后曲线斜率又逐渐变小。加入浓盐酸，可使c(H＋)增大；加入蒸馏水或ZnSO4溶液会使c(H＋)减小；将锌粒改为锌粉，增大了锌与H＋的接触面积，可使反应速率增大。当反应物的总能量大于生成物的总能量时，反应放出热量。反应实质相同，其他条件相同时，发生原电池反应比直接发生氧化还原反应的速率大。19．(1)C2H6O(2)2C2H5O