新教材2023高中化学第二章烃章末整合提升新人教版选择性必修3 试卷

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第二章　烃　　　
章末整合提升



专题1　有机基本反应类型的理解与判断
1.从反应物类别判断
烷烃、芳香烃能发生取代反应。
2.从产物判断
不饱和键变成饱和键或生成物的不饱和度减小,一定发生加成反应。
3.从反应形式判断
两种物质互换原子或原子团,一定发生取代反应;物质由“多”变“少”,一定发生加成反应。
【例1】下列反应中,属于有机氧化反应的有　　　　(填序号,下同),属于取代反应的有　　　　　　,属于加成反应的有　　　　　,属于加聚反应的有　　　　。 
①C2H5OH+3O22CO2+3H2O
②2FeCl3
③+HClCH3CH2Cl
④CH3CH2OH↑+H2O
⑤+3H2
⑥+Br2+HBr↑
⑦(苯)
⑧(有导电性)
⑨
【思维提示】①为燃烧反应,属于氧化反应;②是无机反应,属于化合反应,不是加成反应;③⑤⑦属于加成反应;④不属于上述任何一种反应类型;⑥属于取代反应;⑧⑨属于加聚反应。
答案:①　⑥　③⑤⑦　⑧⑨
【名师点拨】在解答有机化合物性质、有机化合物之间转化的反应类型题目时,首先要明确常见官能团的结构、性质以及重要有机反应类型的含义与实质,尽管有些有机反应的名称不同,但是很多有机反应的实质是相同的,如酯化反应、酯的水解反应等实质上都是取代反应,若能从反应中结构的变化,尤其是官能团的变化方面认识有机反应,则可达到触类旁通、灵活运用的效果。
专题2　有机化合物分子中的原子共线、共面问题
先将被分析对象分解成下述几种常用的结构模板,然后综合分析不同结构间的交叉关系确定结果。

1.明确三类结构模板
结构
四面体形
平面形
直线形
模板
:5个原子构成四面体,有3个原子共面
:6个原子共面;
: 12个原子共面
a—C≡C—b:4个原子共直线;苯环上处于对角位置的4个原子共直线
2.对照模板确定共线、共面原子数目
需要结合相关的几何知识进行分析:如不共线的任意三点可确定一个平面;一条直线与某平面有两个交点时,则这条直线上的所有点都在该平面内。同时要注意问题中的限定性词语(如最多、至少等)。
【例2】下列关于分子结构的叙述中正确的是 (　　)
A.6个碳原子有可能在一条直线上
B.6个碳原子不可能在一条直线上
C.位于同一平面上的原子最多有9个
D.6个碳原子不可能在同一平面上
【思维提示】题给结构可以分割成两部分,一部分与乙烯分子结构相似,另一部分与乙炔分子结构相似。双键上的碳原子及与其直接相连的2个碳原子和2个氢原子位于同一平面;而三键上的碳原子及与其直接相连的2个碳原子位于一条直线上,且该直线的2个碳原子又在上述平面上,因此这条直线在该平面上,故6个碳原子处于同一平面上。由于乙烯分子中的键角是120°,题给结构可表示为,显然6个碳原子不可能在一条直线上,位于同一平面的原子最多有10个。
答案:B
【例3】分子中,在同一平面上的碳原子至少有(　　)
A.7个　　　B.8个　　　C.9个　　　D.14个
【思维提示】苯环是平面正六边形结构,分子中12个原子共平面,且处于对角位置的4个原子共直线。分析的结构时,容易受苯环书写形式的局限而认为至少有8个碳原子共平面,实质上4、7、8、11四个碳原子共直线,至少有9个碳原子共平面。两个苯环所确定的平面可以绕7号碳原子和8号碳原子之间的碳碳单键旋转,若两平面重合,则所有的碳原子均在同一平面上,最多有14个碳原子共平面。
答案:C
【名师点拨】在分析复杂分子的空间结构时,应将分子拆解成熟悉的较简单的空间结构,如CH4为正四面体形结构、为平面结构,为直线形结构,为平面正六边形结构,并利用几何原理加以重组、整合。形成单键的原子可以绕键轴旋转。形成双键、三键的原子不能绕轴旋转,因此在分析“一定共平面的原子数”和“最多可能共平面的原子数”时,要考虑单键的绕轴旋转问题。如中,一定共平面的是4个碳原子和双键上的2个氢原子。但最多可能共平面的还包括每个—CH3上的1个氢原子。苯是平面正六边形结构,所以苯分子中对角的2个碳原子及2个碳原子上所连的2个氢原子在一条直线上。
专题3　有机化学中的褪色问题
1.溴水和溴的四氯化碳溶液
因溶剂的不同而引起化学性质的不同,如溴水能与二氧化硫发生氧化还原反应,而溴的四氯化碳溶液与二氧化硫不反应,故溴的四氯化碳溶液可用来鉴别二氧化硫和乙烯,而溴水不能。苯和烯烃都能使溴水褪色,但前者发生的是物理变化,是利用溴在苯和水中溶解度不同,用苯将溴水中的溴萃取出来;后者使溴水褪色是发生了化学变化即加成反应。
2.酸性高锰酸钾溶液
烯烃可使酸性高锰酸钾溶液褪色,而苯不能,故可用此方法检验烯烃和苯。苯的部分同系物能使酸性高锰酸钾溶液褪色,但与苯环直接相连的碳原子上无氢原子的苯的同系物却不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
【例4】下列现象中不是因为发生化学反应而产生的是(　　)
A.乙烯使酸性KMnO4溶液褪色
B.将苯滴入溴水中,振荡后水层接近无色
C.乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色
D.甲苯使酸性KMnO4溶液褪色
【思维提示】乙烯和甲苯均能使酸性KMnO4溶液褪色,均发生了氧化反应;乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色,发生了加成反应;将苯滴入溴水中,振荡后水层接近无色,是苯萃取了溴水中的溴,属于物理变化。
答案:B
专题4　烃类重要的规律及其应用
1.等量的烃完全燃烧时耗氧量的计算
(1)等物质的量的烃完全燃烧时耗氧量的计算。
对于等物质的量(1 mol)的烃CxHy完全燃烧时,消耗氧气的物质的量为mol。的值越大,烃消耗氧气的物质的量越大。
(2)等质量的烃完全燃烧时耗氧量的计算。
等质量的烃CxHy完全燃烧时,烃分子中氢元素的质量分数越大,其耗氧量越大。
2.燃烧时耗氧量相同,则两者的关系为互为同分异构体或实验式相同。
3.有机化合物完全燃烧时生成的CO2或H2O的物质的量一定,则有机化合物中碳原子或氢原子的个数一定;若混合物总物质的量一定,不论按何种比例混合,完全燃烧后生成的CO2或H2O的量保持不变,则该混合物中各组分的碳或氢原子的个数相同。
4.烃分子中含氢原子数恒为偶数,其相对分子质量恒为偶数。
5.有机化合物完全燃烧前后气体体积的变化
气态烃(CxHy)在100 ℃及以上温度完全燃烧时气体体积变化规律与氢原子个数有关。
CxHy+O2xCO2+H2O(g)ΔV=-1
ΔV的值与烃分子中的氢原子数有关,可能增大,也可能减小或不变,具体关系如下:
氢原子数
体积变化(ΔV)
实例
y=4
ΔV=0,总体积不变
CH4、C2H4等
y0,总体积增大
C2H6等
【例5】120 ℃时,1体积某气态烃与4体积O2混合,完全燃烧至烃无剩余后恢复到原来的温度和压强,气体的体积不变,该烃分子中所含的碳原子数不可能是(　　)
A.1 B.2 C.3 D.4
【思维提示】由燃烧前后气体体积不变知该烃分子中一定含有4个氢原子。烃分子中氢原子个数等于4的烃有CH4、C2H4、C3H4、C4H4等,根据该气态烃的体积和氧气的体积比为1∶4,可排除C4H4,因为1体积该烃完全燃烧需消耗5体积O2。
答案:D
【例6】现有CH4、C2H4、C2H6、C3H6、C3H8五种有机化合物。
(1)同质量的以上物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是　　　　;同状况、同体积、同物质的量的以上物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是　　　　;同质量的以上物质完全燃烧时,生成的CO2最多的是　　　　　　　,生成水最多的是　　　　。 
(2)在120 ℃,1.01×105 Pa时,以上气态烃与足量的O2点燃完全燃烧,相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化的是　　　　。 
【思维提示】(1)同质量的烃,值越大,完全燃烧耗氧量越多,生成H2O的物质的量越大,生成CO2的物质的量越少。同状况、同体积、同物质的量的烃完全燃烧,耗氧量取决于的相对大小。
(2)当温度高于100 ℃时,水为气态,当y=4时,燃烧前后体积不变。
答案:(1)CH4　C3H8　C2H4、C3H6　CH4 (2)CH4、C2H4
专题5　有机化合物不饱和度的计算及应用
1.不饱和度的含义
不饱和度是有机化合物分子不饱和程度的量化标志,即有机化合物分子中与碳原子数相等的开链烷烃相比较,每减少2个氢原子,则有机化合物的不饱和度增加1,用希腊字母Ω表示。
2.不饱和度的一般计算方法
(1)规定链状烷烃Ω=0(所有原子均已饱和),每增加一个双键或每形成一个环,氢原子数就减少2,不饱和度就增加1。如、的Ω分别为1、4。
(2)已知有机化合物的分子式为CnHm或CnHmOx,则其Ω=。已知有机化合物键线式,则Ω=双键数+环数+三键数×2。
3.不饱和度的应用
(1)根据不饱和度(Ω)判断分子结构:
①若Ω=0,说明分子是饱和链状结构。
②若Ω=1,说明分子中有一个双键或一个环。
③若Ω=2,说明分子中有两个双键或一个三键，或一个双键和一个环，或两个环;以此类推。
④若Ω≥4,说明分子中很可能有苯环。
(2)根据不饱和度判断同分异构体、同系物:
同系物结构相似(同类物质),不饱和度相同;同分异构体分子式相同,不饱和度相同,根据这条规律,可快速判断。
【例7】分子式为C5H7Cl的有机化合物,其结构不可能是(　　)
A.含1个双键的环状有机化合物
B.含2个双键的直链有机化合物
C.只含1个双键的直链有机化合物
D.含1个三键的直链有机化合物
【思维提示】把Cl原子看成H原子,可知C5H7Cl的不饱和度为=2,一个双键的不饱和度为1,一个三键的不饱和度为2,一个环的不饱和度为1,据此判断C项结构不可能。
答案:C
【例8】已知链式炔碳C300经过适当处理可得含多个的链状化合物C300H298,则C300H298分子中的个数为 (　　)
A.70 B.72 C.74 D.76
【思维提示】经计算该链状分子的不饱和度为=152,而碳碳三键的不饱和度为2,则该分子中含有碳碳三键的个数为=76。
答案:D