人教版高中化学必修第二册第七章有机化合物章末整合提升练习含答案

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第七章　有机化合物章末整合提升1.知识网络2.思维发展(1)有机化合物的认识视角和认识思路。 (2)化学核心观念。①结构决定性质。如乙烯分子中含有“CC”,则易发生加成反应、加聚反应,易被氧化等;醇分子中含有羟基“—OH”,则能与活泼金属钠反应放出氢气,可能发生催化氧化反应,可与羧酸(含羧基“—COOH”)发生酯化反应等。②性质决定用途、制法等。如利用乙烯的加聚反应工业上制备聚乙烯塑料,利用乙醇可被强氧化剂氧化的性质检测驾驶员是否饮酒,利用葡萄糖可与新制的氢氧化铜反应检验尿液中是否含有葡萄糖等。专题1　同系物、同分异构体概念辨析及判断1.同系物结构相似,分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物,例如,甲烷、乙烷、丙烷等互为同系物。(1)同系物的结构相似,主要指化学键类型相似,分子中各原子的结合方式相似,官能团的种类和个数相同。同系物的结构相似,并不是相同。例如,和CH3CH2CH3,前者有支链,而后者无支链,结构不相同,但两者的碳原子均以单键结合成链状,结构相似,故互为同系物。(2)同系物的组成元素必相同。(3)同系物必符合同一通式,但符合同一通式且分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质不一定是同系物,如CH2CH2(乙烯)和(环丙烷)。(4)同系物一定具有不同的分子式。【例1】下列关于同系物的叙述中正确的是 (　　)A.某有机化合物同系物的组成可用通式CnH2n+4表示B.乙烯和聚乙烯互为同系物C.两个同系物之间相对分子质量相差14或14的整数倍D.同系物之间具有相同的化学性质【思维提示】烷烃是饱和烃,也就是说碳原子已经饱和,烷烃的分子通式为CnH2n+2,所以烃的分子通式不可能为 CnH2n+4;乙烯和聚乙烯结构不相似,两者不互为同系物;一个CH2的相对分子质量为14,同系物的分子组成上相差一个或若干个CH2原子团;同系物之间化学性质相似。【答案】C2.同分异构体具有相同的分子式,但具有不同结构的化合物互称为同分异构体。(1)“同分”——相同分子式(当然相对分子质量也相同,但相对分子质量相同的不一定是同分异构体);“异构”——结构不同,分子中原子的排列顺序或结合方式不同。(2)同分异构体之间可能是同类物质,也可能是不同类物质。如CH3CH2OH属于醇,CH3OCH3属于醚,为不同类物质。(3)化合物分子组成越复杂,同分异构体越多,如CH4、C2H6、C3H8无同分异构体,丁烷(C4H10)有2种同分异构体,戊烷(C5H12)有3种同分异构体，己烷(C6H14)有5种同分异构体。同分异构现象是有机化合物种类繁多的主要因素之一。【例2】同分异构现象是有机化合物中的一种普遍现象,下列有关同分异构体的叙述中正确的是 (　　)A.分子式相同而结构不同的化合物互称同分异构体B.组成成分相同而结构不同的物质互称同分异构体C.互为同分异构体的物质性质相同D.互为同分异构体的物质性质相异【思维提示】组成成分相同,分子式不一定相同,所以B选项错误;同分异构体的性质可能相似(如正丁烷与异丁烷都属于烷烃,化学性质相似),也可能相差很大[如乙醇(CH3CH2OH)和甲醚(CH3OCH3)属于不同类物质,性质不相同],所以C、D选项均错误。【答案】A专题2　几种重要的有机反应类型有机化合物化学反应的类型主要决定于有机化合物分子里的官能团(如碳碳双键、羟基、羧基等),此外还受反应条件的影响。1.取代反应有机化合物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。主要有:(1)卤代反应:如烷烃的卤代反应、苯的卤代反应。(2)酯化反应:如乙酸与乙醇的酯化反应。(3)水解反应:如酯的水解反应,淀粉、纤维素、蛋白质的水解反应等。【例3】下列反应中,属于取代反应的是 (　　)①CH3CHCH2+Br2CH3CHBrCH2Br②CH3CH2OHCH2CH2↑+H2O③CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O④C6H6+HNO3C6H5NO2+H2OA.①② B.③④ C.①③ D.②④【思维提示】①属于烯烃的加成反应;②中乙醇脱水,未发生取代反应;③属于酯化反应,而酯化反应属于取代反应;④属于取代反应。所以选项B正确。【答案】B2.加成反应有机物分子里以不饱和键相结合的不饱和原子与其他原子或原子团直接结合生成新化合物的反应。如乙烯与氢气、氯气、氯化氢、水等的加成反应。3.加聚反应由相对分子质量小的化合物通过加成反应的形式相互结合生成相对分子质量大的聚合物的反应。如乙烯生成聚乙烯、氯乙烯生成聚氯乙烯等,都属于加聚反应。4.氧化反应有机化合物在空气中燃烧、乙醇转化为乙醛、葡萄糖与新制的氢氧化铜的反应、乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色的反应等都属于氧化反应。【例4】某有机化合物的结构简式为:其可能具有的性质是 (　　)①能发生加成反应　②能使酸性高锰酸钾溶液褪色③能发生取代反应　④能发生中和反应　⑤能发生氧化反应A.全部 B.能发生①③④C.除⑤外都能 D.除④⑤外都能【思维提示】该有机化合物含有的官能团有碳碳双键、醇羟基、羧基,即能发生加成反应、能使酸性高锰酸钾溶液褪色、能发生中和反应、能发生氧化反应；又由于含有苯环,具有苯的性质,可发生取代反应;含有醇羟基、羧基,可发生酯化反应,即也可发生取代反应。【答案】A专题3　烃完全燃烧的三大规律1.气态烃完全燃烧前后气体体积变化规律(1)若燃烧后生成的水为液态:CxHy+x+y4O2xCO2+y2H2O(l)　1　　x+y4　　　x　　 y2ΔV=V前-V后=1+x+y4-x=1+y4>0由此可见,若燃烧后生成的水为液态,燃烧后气体的体积一定减小,燃烧前后气体体积减小值只与烃分子中的氢原子数有关,与碳原子数无关。(2)若燃烧后生成的水为气态:CxHy+x+y4O2xCO2+y2H2O(g)　1　　x+y4　　　　x　　y2ΔV=V后-V前=x+y2-1-x-y4=y4-1，则烃分子中氢原子数y=4时,总体积不变；4时,总体积增大。由此可见,若燃烧后生成的水为气态,气体总体积只与氢原子数有关,可能增大,可能不变,也可能减小。【例5】120 ℃时,1体积某烃和4体积O2混合,完全燃烧后,恢复到原来的温度和压强,测得反应前后气体的体积不变。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】烃燃烧通式为CxHy+x+y4O2xCO2+y2H2O(g),由燃烧前后体积不变,得1+x+y4=x+y2,解得y=4。依题意,4体积O2为适量或过量,故x+y4≤4,因为y=4,故x≤3。【答案】D2.烃完全燃烧时耗氧量规律烃燃烧通式为CxHy+x+y4O2xCO2+y2H2O依上式可得如下规律:(1)物质的量相同的烃,x+y4越大,耗氧量越多,若两种烃x+y4相等,则耗氧量相同。(2)质量相同的烃,yx越大(含氢量越多),则耗氧量越多,若两种烃的yx相等,质量相等时,则耗氧量相同。(3)质量相同的烃,xy越大(含碳量越多),则生成的CO2越多,若两种烃的xy相等,质量相等时,则生成的CO2和H2O的量均相等。【例6】等质量的下列烃完全燃烧时,消耗氧气量最多的是 (　　)A.CH4 B.C2H6 C.C3H6 D.C6H6【思维提示】12 g碳和4 g氢分别完全燃烧都消耗1 mol O2,显然,含氢质量分数越大的烃,等质量时消耗O2越多。故消耗氧气最多的是CH4。【答案】A3.烃的组成与燃烧生成H2O和CO2的量的关系规律(1)相同状况下,有机化合物燃烧后:n(CO2)∶n(H2O)1时为苯或炔烃(2)分子中具有相同碳(或氢)原子数的烃混合,只要混合物总物质的量恒定,完全燃烧后产生的CO2(或H2O)的量也一定是恒定值。【例7】CO、CH4均为常见的可燃性气体。(1)等体积的CO和CH4在相同条件下分别完全燃烧,转移的电子数之比是　　　　。 (2)120 ℃、101 kPa下,a mL由CO、CH4组成的混合气体在b mL O2中完全燃烧后,恢复到原温度和压强。①若混合气体与O2恰好完全反应,产生b mL CO2,则混合气体中CH4的体积分数约为　　　　(保留两位小数); ②若燃烧后气体体积缩小了a4 mL,则a与b关系的数学表达式是　　　　　　　　。 【思维提示】(1)完全燃烧后COCO2,C的化合价由+2价升为+4价,变化2价,而CH4CO2,C的化合价由-4价升为+4价,变化8价,因此等体积的CO和CH4完全燃烧转移的电子数之比为2∶8,即1∶4。(2)①设混合气体中CO的体积为x mL,CH4的体积为y mL。则:2CO　+　O22CO2 x　　　 x2　　xCH4　+　2O2CO2+2H2O(g) y　　　2y　　 y　 2y根据题意:x+y=a,x2+2y=b。解得:y=2b-a3。所以CH4的体积分数为2b-a3a。由于a mL混合气体产生b mL CO2,根据碳原子守恒得a=b,故2b-a3a=13≈0.33。②由燃烧方程式可以看出,在题设的条件下CH4燃烧前后体积不变,体积减小是由CO燃烧引起的,设CO体积为x mL,CH4的体积为y mL。则:2CO　+　O2 2CO2　ΔV 2　　　 1　 2　　 1 x x2 x x2CH4　+　2O2 CO2 + 2H2O(g) y 2y y 2y根据题意,x+y=a,x2=a4。则有x=y=a2。若要保证气体完全燃烧,O2必须足量,即b≥x2+2y,即b≥5a4。【答案】(1)1∶4　(2)①0.33　②b≥5a4