高中化學必修第2冊第7章 第1節

第七章第一節A組·基礎達標1．下列互為同分異構體的是()A．CH3CH2CH3和B．異戊烷和新戊烷C．和D．甲烷和乙烷【答案】B【解析】同分異構體是分子式相同而結構不同的有機物。A、D中的兩種物質的分子式不同，C是同種物質，B正確。2．下列4組數字，代表有機物同系列的4個同系物相對分子質量的是()A．16、32、48、64 B．16、17、18、19C．16、30、44、58 D．16、28、40、52【答案】C【解析】同系物在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團，故相對分子質量差為14的整數倍。3．如下圖是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型。下列說法正確的是()A．CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面體結構B．CH4、CCl4都是正四面體結構C．CH4和CCl4中的化學鍵完全相同D．CH4、CCl4的結構相同，性質也相同【答案】B【解析】一氯甲烷分子含有化學鍵C—H鍵和C—Cl鍵，不是正四面體結構，A錯誤；CH4、CCl4分子中都只含有一種化學鍵且有4個鍵，都是正四面體結構，B正確；CH4、CCl4分子中含有的化學鍵分別為C—H鍵、C—Cl鍵，C錯誤；結構決定性質，CH4、CCl4分子中含有的化學鍵不同，結構不同，性質也不同，D錯誤。4．下列說法正確的是()A．C4H10有2種同分異構體B．相對分子質量相同、結構不同的兩種化合物互為同分異構體C．同分異構體之間的轉化是物理變化D．和互為同分異構體【答案】A【解析】C4H10有2種同分異構體，即CH3CH2CH2CH3和，A正確；相對分子質量相同，但分子式不一定相同，故相對分子質量相同，結構不同的兩種化合物不一定是同分異構體，B錯誤；同分異構體為不同的物質，故它們之間的轉化是化學變化，C錯誤；和為同一物質，不是同分異構體，D錯誤。5．(2018·全國卷Ⅱ)實驗室中用如下圖所示的裝置進行甲烷與氯氣在光照下反應的實驗。光照下反應一段時間后，下列裝置示意圖中能正確反映實驗現象的是()ABCD【答案】D【解析】甲烷和氯氣在光照條件下反應，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl，試管內壓強減小，外壓大于內壓，試管內液面升高，且試管內出現白霧和油狀液滴，D正確。6．在常溫、常壓下，取下列四種氣態烷烴各1mol，分別在足量的氧氣中燃燒，消耗氧氣最多的是()A．CH4 B．C3H8C．C4H10 D．C2H6【答案】C【解析】設選項中的氣態烷烴的分子式為CxHy，其完全燃燒的化學方程式為CxHy＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(y,4)))O2eq\o(→,\s\up7(點燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O，則1mol烷烴完全燃燒時耗氧量為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(y,4)))mol，將上述選項中分子式中相應數值分別代入eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(y,4)))mol，比較可知C4H10耗氧量最多。7．下列說法正確的是()A．碳碳間以單鍵結合，碳原子剩余價鍵全部與氫原子結合的烴一定是飽和鏈烴B．分子式符合CnH2n＋2的碳氫化合物一定是烷烴C．正戊烷分子中所有的碳原子均在同一條直線上D．碳、氫原子個數比為1∶3的烷烴有兩種【答案】B【解析】環烷烴也符合要求，但它不是鏈烴，屬于環烴，A錯誤；由碳原子的成鍵方式和鍵角特征知，正戊烷中碳原子呈鋸齒狀排列，因此所有碳原子不在同一直線上，C錯誤；分子中n(C)∶n(H)＝1∶3的烷烴必為C2H6，一定是乙烷，D錯誤。8．向甲、乙兩支盛有甲烷的試管(其中乙試管用黑紙包好)中分別快速加入0.5gKMnO4和1mL濃鹽酸，然后迅速塞上膠塞，放在試管架上，將其置于光線一般的室內，等待片刻，觀察現象。已知KMnO4與濃鹽酸在常溫下即可反應產生氯氣，試回答下列問題。(1)請填寫下表：試管實驗現象實驗結論甲KMnO4與濃鹽酸混合，試管中立即充滿________色氣體；在光照條件下，試管內氣體的顏色________；試管內壁上出現了______________CH4與Cl2在光照條件下發生化學反應乙迅速剝開黑紙，立即觀察，試管內氣體的顏色為________CH4與Cl2在無光照條件下不發生化學反應(2)CH4和Cl2在光照條件下發生反應，生成氣態有機物的化學方程式為________________________，該反應屬于________反應。【答案】(1)黃綠變淺(或消失)油狀液滴黃綠色(2)CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))CH3Cl＋HCl取代【解析】KMnO4與濃鹽酸混合時，立即產生黃綠色的氯氣，氯氣與甲烷在黑暗處不能發生反應，但在光照條件下能發生取代反應，生成的有機產物中有三種是無色油狀液體，只有一氯甲烷是氣體，同時還生成HCl氣體，該反應屬于取代反應。

B組·能力提升9．有機物和的關系是()A．互為同位素 B．互為同系物C．互為同分異構體 D．互為同種物質【答案】C【解析】有機物和的分子式相同，均是C6H14，結構不同，互為同分異構體，C正確。10．能夠證明甲烷分子空間結構為正四面體的事實是()A．甲烷的四個碳氫鍵的鍵能相等B．甲烷的四個碳氫鍵的鍵長相等C．甲烷的一氯代物只有一種D．甲烷的二氯代物只有一種【答案】D【解析】甲烷的結構式為，其空間分子構型可能有兩種：①為平面正方形結構；②為空間正四面體結構。無論是①還是②的空間構型，A、B、C三項都是成立的。或者說，A、B、C三項成立并不能證明甲烷分子空間構型是①還是②。若是構型①，則二氯甲烷有兩種結構；若是構型②，則二氯甲烷只有一種結構。11．燃燒0.1mol兩種氣態碳氫化合物的混合物，生成3.58LCO2(標準狀況)和3.6gH2O，則混合氣體中()A．一定有甲烷 B．一定有乙烷C．一定無甲烷 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，因此該氣態混合物的平均分子組成為C1.6H4，而分子中碳原子數小于1.6的碳氫化合物只有甲烷，故另一種碳氫化合物應為分子中氫原子數為4、碳原子數大于或等于2的氣態碳氫化合物。12．(2019·湖南益陽箴言中學期末)化學式為C3H6Cl2的有機物，若再有一個氫原子被氯原子替代，則產物有兩種可能的結構，原有機物的結構簡式為()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種等效氫原子，再取代一個氫原子有2種結構，A正確；CHCl2—CH2—CH3分子有3種等效氫原子，再取代一個氫原子有3種結構，B錯誤；CH2Cl—CHCl—CH3分子中有3種等效氫原子，再取代一個氫原子有3種結構，C錯誤；CH3—CCl2—CH3分子中只有1種等效氫原子，再取代一個氫原子有1種結構，D錯誤。13．如下圖是某同學利用日常用品注射器設計的簡易實驗裝置。甲管中吸入10mLCH4，同溫同壓下乙管中吸入50mLCl2，將乙管氣體推入甲管中，將針管放在光亮處片刻后，觀察現象。(1)下列是某同學預測的實驗現象：①氣體最終變為無色；②實驗過程中，甲管活塞向內移動；③甲管內壁有油珠；④產生火花。其中正確的是________(填序號)。(2)甲管中發生的化學反應類型為____________。(3)反應后，甲管中剩余氣體最好用下列試劑中的________(填序號)吸收。A．水 B．氫氧化鈉溶液C．硝酸銀溶液 D．飽和食鹽水(4)反應后，若將甲管中的物質推入盛有適量AgNO3溶液的小試管中會觀察到________________________________，若再向其中滴入幾滴石蕊試液，又觀察到________________。【答案】(1)②③(2)取代反應(3)B(4)液體分為兩層，產生白色沉淀溶液變紅色【解析】光照下，甲烷與氯氣發生連鎖反應：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)理論上，甲烷與氯氣體積比為1∶4時二者恰好完全反應，而該針管里氯氣與甲烷體積比為5∶1＞4∶1，說明氯氣過量，最終氣體中仍有氯氣。該反應進行緩慢，不會產生火花。產物中只有氯化氫和一氯甲烷為氣體，所以氣體的總物質的量減小，內部壓強減小，甲管活塞向內移動。(2)甲烷分子中的四個氫原子可被氯原子逐一取代，故甲管中發生的是取代反應。(3)剩余氣體中含有氯氣和氯化氫，可用氫氧化鈉溶液吸收剩余氣體。(4)生成的HCl會與AgNO3反應生成AgCl白色沉淀，同時因CH2Cl2、CHCl3、CCl4難溶于水而看到液體分為兩層，若加入幾滴石蕊試液，溶液變紅色。14．“立方烷”是一種新合成的烴，分子為正方體結構，其碳架結構如下圖所示。(1)立方烷的分子式為________。(2)該立方烷與氯氣發生取代反應，生成的一氯代物有________種，生成的二氯代物有________種。(3)若要使1mol該烴的所有氫原子全部被氯原子取代，需要________mol氯氣。【答案】(1)C8H8(2)13(3)8【解析】(1)1個立方烷分子中有8個碳原子，分布在立方烷各頂點。氫原子數目可根據碳原子最多形成4個價鍵來考慮。由于每個碳原子與其他碳原子均已形成3個碳碳單鍵，故只能與1個氫原子結合。分子式為C8H8。(2)由于是正方體，8個頂點的位置全部一樣，所以立方烷只有1種一氯代物。根據正方體中兩頂點的相對位置只有3種情況，可得二氯代物應有3種結構：(3)根據取代反應的特點，完全取代8mol氫原子，需8mol氯原子，同時又生成8mol氯化氫。綜合素養測評一、選擇題：本題包括8小題，每小題3分，共24分，每小題只有一個選項符合題意。1．化學與生活密切相關。下列有關說法錯誤的是()A．用灼燒的方法可以區分蠶絲和人造纖維B．食用油反復加熱會產生稠環芳烴等有害物質C．加熱能殺死流感病毒是因為蛋白質受熱變性D．醫用消毒酒精中乙醇的濃度為95%2．下列物質中屬于高分子化合物的是()①蛋白質②植物油③纖維素④淀粉⑤葡萄糖⑥脂肪⑦氨基酸A．①②⑥B．②⑥⑦C．①③④D．⑤⑥⑦3．下列說法正確的是()A．食用白糖的主要成分是蔗糖B．小蘇打的主要成分是碳酸鈉C．煤氣的主要成分是丁烷D．植物油的主要成分是高級脂肪酸4．下列反應不屬于取代反應的是()A．淀粉水解制葡萄糖B．石油裂解制丙烯C．乙醇與乙酸反應制乙酸乙酯D．油脂與濃NaOH反應制高級脂肪酸鈉5．下列關于有機化合物的說法正確的是()A．2-甲基丁烷也稱異丁烷B．由乙烯生成乙醇屬于加成反應C．C4H9Cl有3種同分異構體D．油脂和蛋白質都屬于高分子化合物6．下圖所示的有機反應的反應類型是()A．聚合反應B．加成反應C．置換反應D．取代反應7．下列實驗失敗的原因是缺少必要實驗步驟的是()①將乙醇和乙酸混合，再加入稀硫酸共熱制乙酸乙酯②將在酒精燈火焰上灼燒至表面變黑的銅絲冷卻后插入乙醇中，銅絲表面仍是黑色③要除去甲烷中混有的乙烯得到干燥純凈的甲烷，將甲烷和乙烯的混合氣體通入溴水④做葡萄糖的還原性實驗時，當加入新制的氫氧化銅堿性懸濁液后，未出現磚紅色沉淀A．①④B．①③④C．③④D．④8．下列各組物質相互間一定互為同系物的是()A．淀粉和纖維素B．蔗糖和麥芽糖C．C3H6與C4H8D．C4H10與C10H22二、選擇題：本題共4小題，每小題6分，共24分。每小題有一個或兩個選項符合題意，全部選對得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。9．某有機物的結構簡式為，它在一定條件下不可能發生①加成、②水解、③消去、④酯化、⑤中和中的反應有()A．①B．②④C．②③D．③10．酯類物質廣泛存在于香蕉、梨等水果中。某實驗小組從梨中分離出一種酯，然后將分離出的酯水解，得到乙酸和另一種分子式為C6H13OH的物質。下列分析不正確的是()A．C6H13OH分子中含有不飽和鍵B．實驗小組分離出的酯可表示為CH3COOC6H13C．C6H13OH可與金屬鈉發生反應D．不需要催化劑，這種酯在水中加熱即可大量水解11．某烷烴的一種同分異構體只能生成一種一氯代物，則該烴的分子式不可能的是()A．CH4B．C2H6C．C4H10D．C5H1212．某酯A的分子式為C5H10O2，已知A～E有如下圖所示轉化關系，且C、E均能發生銀鏡反應，則A的結構可能有()A．2種B．3種C．4種D．5種三、非選擇題(本題包括4小題，共52分)13．(10分)大豆含有大量的蛋白質和脂肪，由大豆配制出來的菜肴很多，它是人體營養中最重要的補品之一，我們幾乎每天都要飲食豆制品。請回答下列問題：(1)我們所吃的豆腐是一種________(填字母，下同)。A．蛋白質凝膠B．純蛋白質C．脂肪D．淀粉(2)我們食用的大豆，最終補充給人體的主要成分是________。A．氨基酸B．蛋白質C．油脂D．糖類(3)蛋白質水解的最終產物是________，請以甘氨酸(CH2NH2COOH)為例，寫出其與NaOH反應的化學方程式：________________________________________________________________________。(4)豆油不能保存較長時間的原因主要是________________________________________________________________________________________________________________________________________________，所以必須進行硬化，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氣成分之一，廣泛用于食品香精。適量添加可增加白酒中酯的濃度，增加白酒的香氣。乳酸乙酯發生如圖變化：(已知烴A的產量是衡量一個國家化工發展水平的重要標志)(1)B中含氧官能團的名稱是________；②的反應類型是________；(2)A分子的空間構型是____________；(3)③的化學方程式是__________________；⑤的化學方程式是______________________；(4)1mol乳酸與足量Na反應，可生成H2______mol；(5)綠色化學的核心內容之一是“原子經濟性”，即原子的理論利用率為100%。下列轉化符合綠色化學要求的是________(填序號)。a．乙醇制取乙醛b．甲烷制備CH3Clc．2CH3CHO＋O2eq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2CH3COOH15．(14分)資料在線：查閱資料可知以下數據：物質熔點/℃沸點/℃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濃硫酸(98%)－338.01.84【實驗步驟】學生在實驗室制取乙酸乙酯的主要步驟如下：①在30mL的大試管A中按體積比144的比例配制濃硫酸、乙醇和乙酸的混合溶液；②按下圖連接好裝置(裝置氣密性良好)，用小火均勻地加熱裝有混合溶液的大試管5～10min；③待試管B收集到一定量的產物后停止加熱，撤去試管B并用力振蕩，然后靜置待分層；④分離出乙酸乙酯層、洗滌、干燥。【問題設計】請根據題目要求回答下列問題：(1)寫出制取乙酸乙酯的化學方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)上述實驗中飽和碳酸鈉溶液的作用是________(填字母)。A．中和乙醇B．和乙酸反應并溶解乙醇C．乙酸乙酯在飽和碳酸鈉溶液中的溶解度比在水中更小，有利于分層析出D．加速酯的生成，提高其產率(3)步驟②中需要小火均勻加熱操作，其主要理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)指出步驟③所觀察到的現象：________________________________________________________________________________________________________________________________________________；分離出乙酸乙酯后，為了干燥乙酸乙酯可選用的干燥劑為________(填字母)。A．P2O5B．無水Na2SO4C．堿石灰D．NaOH固體(5)某化學課外小組設計了如下圖所示的制取乙酸乙酯的裝置(圖中的鐵架臺、鐵夾、加熱裝置已略去)，與上圖裝置相比，此裝置的主要優點有________________________________________________________________________________________________________________________________________________。16．(16分)溴苯是一種化工原料，實驗室合成溴苯的裝置示意圖及有關數據如下：苯溴溴苯密度/g·cm－30.