第二章 章末测试（基础）2022-2023学年高二化学一隅三反系列（人教版2019选择性必修3）（解析版）

第二章章末测试（基础）满分100分，考试用时75分钟一、选择题：本题共16小题，共44分。第1~10小题，每小题2分；第11~16小题，每小题4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．（2023春·高二课时练习）下列烷烃的名称正确的是A．2-乙基丁烷B．1,2-二甲基戊烷C．2-甲基-4-乙基庚烷D．2,3-二乙基-4-甲基己烷【答案】C【解析】A、B、D都是主链选错了，选项D还不符合“先简后繁”的命名原则。2．（2023·全国·高二练习）下列各组物质，可用分液漏斗将它们分离的是A．苯和乙醇B．苯和液溴C．苯和水D．苯和汽油【答案】C【解析】苯和乙醇，苯和液溴，苯和汽油，每组两种物质均互溶，不能用分液漏斗分离，A、B、D不符合题意，苯和水不互溶，可用分液漏斗分离，符合题意，故选C。3．（2023·海南）下列物质属于烷烃系列同系物的是A．B．C．D．【答案】A【解析】A．为丙烷，属于烷烃系列同系物，A符合题意；B．为丙烯，不属于烷烃系列同系物，B不符合题意；C．为丙炔，不属于烷烃系列同系物，C不符合题意；D．为环戊烷，不属于烷烃系列同系物，D不符合题意；故选A。4．（2023·高二课时练习）下列关于有机物的说法正确的是A．乙烯的分子式为CH2=CH2B．甲烷的结构简式为CH4 C．乙炔的结构简式为C2H2D．乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色说明它具有漂白性【答案】B【解析】A．乙烯的分子式为C2H4，A错误；B．甲烷的结构简式与其分子式一致，甲烷的结构简式为CH4，B正确；C．C2H2是乙炔的分子式，其结构简式应为CH≡CH，C错误；D．乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色，是因为乙烯发生了氧化反应，乙烯无漂白性，D错误；故本题选B。5．（2023·上海闵行·高二上海市七宝中学校考期末）下列可证明甲烷分子是正四面体结构，而非平面结构的是A．键的键长均相同B．键的键能均相同C．键的键角均相同D．只有一种结构【答案】D【解析】若甲烷分子是正方形的平面结构，其二氯代物CH2Cl2有两种结构：相邻或者对角线上的氢被Cl取代；若甲烷分子是正四面体结构，则其二氯代物CH2Cl2只有一种结构；无论甲烷分子是正方形的平面结构还是正四面体结构，其C−H键的键长、键能、键角均相同；由此可知，选项D符合题意，故选D。6．（2023山东）有八种物质：①甲烷、②苯、③聚丙烯、④聚1，3丁二烯，⑤2丁炔、⑥环己烷、⑦乙烯，既能使酸性KMnO4溶液退色，又能使溴的CCl4溶液退色的是A．③④⑤⑥⑦B．④⑤⑥C．④⑤⑦D．③④⑤⑦【答案】C【解析】下表中用“√”表示退色，用“×”表示不退色物质①②③④⑤⑥⑦KMnO4溶液×××√√×√溴的CCl4溶液×××√√×√故选C。7．（2023·全国·高三专题练习）实验室用无水乙醇和浓硫酸制取乙烯的操作，错误是A．先注入无水乙醇再慢慢倒入浓硫酸B．放入几片碎瓷片C．加热，使温度慢慢升到170℃D．用排水法收集乙烯 【答案】C【解析】A．浓硫酸溶解放出大量的热，故先注入无水乙醇再慢慢倒入浓硫酸，A正确；B．放入几片碎瓷片可以防止液体爆沸，B正确；C．加热，使温度迅速升到170℃，以减少副产物的生成，C错误；D．乙烯难溶于水，用排水法收集乙烯，D正确；故选C。8．（2022秋·河北石家庄·高二石家庄二中校考阶段练习）下列说法中正确的是A．互为同分异构体的两有机物的相对分子质量可能不同B．互为同系物的两有机物必是同类物质C．碳原子之间只以单键相结合的有机物为烷烃D．互为同分异构体的两物质必是同类物质【答案】B【解析】A．互为同分异构体的两有机物分子式相同，相对分子质量也相同，A错误；B．互为同系物的两有机物结构相似，分子组成相差若干个原子团，这类物质必定是同类物质，B正确；C．烷烃是一类只含有碳、氢元素的饱和链烃，碳原子之间只以单键相结合的有机物，除烷烃外，也可能是烃的某些衍生物，C错误；D．互为同分异构体的两物质，可能有多种异构形式，如果是官能团相同的异构，仍属于同类物质，如果是官能团不同的异构就不是同类物质了，D错误；故选B。9．（2022春·吉林延边）下列方法能用来鉴别甲烷和乙烯的是A．通入酸性KMnO4溶液B．通入紫色石蕊溶液C．通入水中D．观察颜色【答案】A【解析】A．乙烯可以与高锰酸钾反应使之褪色，甲烷不与高锰酸钾反应，A正确；B．紫色石蕊溶液是酸碱指示剂，不能鉴别甲烷和乙烯，B错误；C．甲烷和乙烯都不溶于水，C错误；D．甲烷和乙烯都是无色气体，D错误；故选A。10．（2022春·陕西西安·）下列关于苯的说法中，正确的是 A．分子中含有3个C—C键和3个C=C键B．能与溴水发生加成反应C．苯不能被高锰酸钾溶液氧化，它属于饱和烃D．在空气中燃烧时产生较多的黑烟【答案】D【解析】A．苯分子中不含碳碳双键、单键，为大π键，A错误；B．苯分子中不含碳碳双键，不能与溴水发生加成反应，B错误；C．苯不能被高锰酸钾溶液氧化，也不属于饱和烃，C错误；D．苯含碳量较大，在空气中燃烧时产生较多的黑烟，D正确；故选D。11．（2023春·河北邯郸·高二武安市第三中学校考阶段练习）下列化合物，其分子中所有原子都位于同一平面的是A．甲烷B．正戊烷C．乙烯D．丙炔【答案】C【解析】A．甲烷的空间构型为正四面体，不可能原子都位于同一平面，故不选A；    B．正戊烷中含有5个单键碳原子，单键碳原子与其相连的原子构成四面体形，不可能原子都位于同一平面，故不选B；C．乙烯为平面结构，6个原子都在同一个平面上，故选C；D．丙炔结构简式为HC≡C-CH3，含有1个单键碳原子，单键碳原子与其相连的原子构成四面体形，不可能原子都位于同一平面，故不选D；选C。12．（2023春·河南南阳·高二南阳中学校考阶段练习）对如图有机物的叙述，正确的是A．该有机物的分子式为B．该有机物中共线的碳原子最多有7个C．该有机物中共面的碳原子最多有17个 D．该有机物被酸性高锰酸钾氧化时有二氧化碳生成【答案】B【解析】A．由结构简式可知有机物的分子式为C18H16O，A错误；B．由乙炔的直线形结构和苯环的平面正六边形结构可知，可能在一条直线的上碳原子共有7个，如图，B正确；C．苯、乙烯为平面型结构，乙炔为直线形结构，可知该有机物中所有碳原子可能在同一个平面上，C错误；D．根据结构简式可知，该结构中双键碳只是连接了1个氢原子，和高锰酸钾反应时不能生成二氧化碳，D错误。答案选B。13．（2023·北京）下列关于乙烷、乙烯、乙炔的说法正确的是①它们既不是同系物，也不是同分异构体            ②乙烷属于饱和烃，乙烯、乙炔属于不饱和烃③乙烯、乙炔能使溴水褪色，乙烷不能使溴水褪色    ④它们都能燃烧⑤它们都能使酸性溶液褪色A．①③④B．①②③⑤C．②③④⑤D．①②③④【答案】D【解析】①乙烷、乙烯和乙炔结构不相似，分子式也不同，所以它们既不是同系物，也不是同分异构体，故①正确；②乙烷是饱和烃，乙烯、乙炔中含有碳碳不饱和键，因此乙烯和乙炔是不饱和烃，故②正确；③乙烯、乙炔中碳碳不饱和键能和溴水发生加成反应而使溴水褪色，乙烷和溴水不反应因而不能使溴水褪色，故③正确；④它们都属于有机物，都能燃烧，故④正确；⑤乙烯和乙炔中碳碳不饱和键能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色，乙烷性质稳定和高锰酸钾溶液不反应，所以不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故⑤错误；综上所述，①②③④正确，故选D。14．（2023·福建）下列性质中，能证明乙炔分子中含碳碳三键的事实是A．乙炔能使溴水褪色B．乙炔可以和氢气发生加成反应 C．乙炔可以跟气体加成D．乙炔能使酸性高锰酸钾溶液褪色【答案】B【解析】A．乙炔能使溴水褪色，只能说明含有碳碳双键或碳碳三键等，选项A不符合；B．乙炔中含有三键，即有2个不饱和度，1mol的乙炔能与2mol氢气加成，证明乙炔分子中含碳碳三键，选项B符合；C．乙炔可以跟气体加成，只能说明含有碳碳双键或碳碳三键等，选项C不符合；D．乙炔能使酸性高锰酸钾溶液褪，只能说明含有不饱和键、醇羟基等，选项D不符合；答案选B。15．（2023春·河南南阳·高二南阳中学校考阶段练习）下列说法中正确的是①烃分子中的氢原子被羟基取代的有机化合物均属于醇②酚类和醇类具有相同的官能团，因而具有相同的化学性质③分子组成相差1个或若干个原子团的物质互称为同系物④分子内有苯环和羟基的化合物一定是酚类⑤相对分子质量相同而结构不同的化合物互称为同分异构体⑥碳原子之间只以单键相结合的链烃为烷烃⑦分子式相同有机物一定是同一种物质A．②④⑤⑥B．④⑤⑥C．⑥D．④⑥【答案】C【解析】①若苯中的氢原子被羟基取代之后形成酚，错误；②酚具有弱酸性而醇则没有弱酸性，错误；③结构相似，分子组成相差1个或若干个原子团的物质互称为同系物，错误；④羟基直接与苯环相连的为酚，错误；⑤分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体，错误；⑥烷烃为碳原子之间只以单键相结合的链烃，正确；⑦分子式相同有机物也可能为同分异构体，错误；故选C。16．（2023春·高二课时练习）下列说法正确的是A．某有机化合物燃烧只生成CO2和H2O，且二者物质的量相等，则此有机化合物的组成为CnH2nB．某种苯的同系物完全燃烧时，所得CO2和H2O的物质的量之比为3∶2，该物质分子式为C8H10 C．某气态烃CxHy与足量O2恰好完全反应，如果反应前后气体体积不变(温度>100℃)，则y=4；若体积减少，则y<4；否则，y>4D．相同质量的烃完全燃烧，消耗O2越多，烃中含碳元素的质量分数就越高【答案】C【解析】A．由题意可知，有机化合物燃烧后产物只有CO2和H2O，生成物中含有碳、氢、氧元素，依据原子守恒可知该物质中一定含有碳、氢元素，氧元素不能确定，A项错误；B．苯的同系物的通式为CnH2n-6，其完全燃烧的化学方程式为CnH2n-6+O2nCO2+(n-3)H2O，当n=9时，则该物质分子式为C9H12，B项错误；C．根据CxHy+(x+)O2xCO2+H2O可得，若反应前后气体体积不变，则y=4；若体积减少，则y小于4；反之，则大于4，C项正确；D．因为1mol碳原子对应消耗1mol氧气分子，4mol氢原子对应消耗1mol氧气分子，而1mol碳原子的质量为12g，4mol氢原子的质量为4g，所以相同质量的烃完全燃烧，消耗的O2越多，则烃中氢元素的质量分数越高，D项错误；故选C。一、非选择题：共56分。17．（2022春·黑龙江绥化）（10分）有下列各组物质：①和；②石墨和足球烯；③正丁烷和异丁烷；④丙烷和庚烷；⑤和⑥CH3-CH2-CH2-CH3和CH3-CH(CH3)CH3.用序号填空：(1)___________组互为同位素。(2)___________组互为同素异形体。(3)___________组属于同系物。(4)___________组互为同分异构体。(5)___________组是同一物质。【答案】(1)①(2)②(3)④(4)③⑥(5)⑤【解析】（1）和为碳元素的两种不同的核素，属于同位素，故选①；（2）石墨和足球烯为碳元素形成的两种不同的单质，属于同素异形体，故选②；（3）丙烷和庚烷都属于烷烃，结构相似，分子组成相差4个CH2，属于同系物，故选④；（4）正丁烷和异丁烷分子式均为C4H10，但结构不同，二者互为同分异构体，CH3-CH2-CH2-CH3和CH3-CH(CH3)CH3的分子式均为C4H10，但结构不同，二者互为同分异构体，故选③⑥； （5）由于甲烷是正四面体结构，与碳原子直接相连的H原子两两相邻，所以其二溴代物只有一种，即和为同一种物质，故选⑤。18．（2022秋·海南儋州）（16分）按要求完成下列各小题(1)键线式表示的物质的分子式为_______。(2)中含有的官能团的名称为_______、_______。(3)戊烷的某种同分异构体只有一种一氯代物，试书写它的结构简式：_______。(4)写出2，6-二甲基-4-乙基辛烷结构简式_______。(5)写出CH3-CH2-CH2-CH(CH3)-CH2-CH3按系统命名法的名称_______。(6)写出C6H12的一种同分异构体，满足其一氯代物只有一种的结构简式_______。(7)的名称是_______。(8)2，4，6-三甲基-5-乙基辛烷的分子中共有_______个甲基原子团。(9)分子中有6个甲基而一溴代物只有1种的烷烃的分子式是_______，其结构简式是_______，名称是_______。【答案】(1)C6H14(2)    羟基    酯基(3)(4)CH3CH(CH3)CH2CH(CH2CH3)CH2CH(CH3)CH2CH3(5)3-甲基己烷(6)(7)2，5−二甲基−3−乙基己烷(8)6(9)    C8H18    (CH3)3CC(CH3)3    2，2，3，3−四甲基丁烷【解析】（1）分子中含有6个碳原子，属于饱和烃，分子式为C6H14，故答案为C6H14； （2）中含有的官能团的名称为羟基、酯基，故答案为羟基；酯基；（3）戊烷的某种同分异构体只有一种一氯代物，说明该有机物分子中只含1种类型的氢原子，该烃的结构简式为，故答案为；（4）2，6−二甲基−4−乙基辛烷中最长的主链含有8个C原子，甲基处于2、6号碳原子上，乙基处于4号碳原子上，其结构简式为CH3CH(CH3)CH2CH(CH2CH3)CH2CH(CH3)CH2CH3，故答案为CH3CH(CH3)CH2CH(CH2CH3)CH2CH(CH3)CH2CH3；（5）CH3-CH2-CH2-CH(CH3)-CH2-CH3主链上有6个碳原子，甲基处于3号碳原子上，所以系统命名法的名称为3-甲基己烷；故答案为3-甲基己烷；（6）C6H12的一种同分异构体，满足其一氯代物只有一种，说明该化合物结构对称且有一个双键或者环，满足条件的物质的结构简式为，故答案为；（7）的最长碳链为6，在2、5号碳上各含有1个甲基，在3号碳上含有1个乙基，正确命名为2，5−二甲基−3−乙基己烷，故答案为2，5−二甲基−3−乙基己烷；（8）由名称可知主链两端各有1个甲基，支链上有3个甲基，1个乙基，乙基上含有1个甲基，所以分子中共有6个甲基原子团，故答案为6；（9）分子中有6个甲基而一溴代物只有1种，说明结构对称，其结构简式是(CH3)3CC(CH3)3，分子式是C8H18，名称是2，2，3，3−四甲基丁烷，故答案为C8H18；(CH3)3CC(CH3)3；2，2，3，3−四甲基丁烷。19．（2022春·河北张家口）（12分）甲烷的综合利用是各国科学家研究的重要课题。(1)天然气的主要成分是甲烷，甲烷的结构式为____。(2)验证甲烷和氯气发生取代反应的条件。实验装置如图所示，A中观察到的实验现象是黄绿色气体逐渐变浅，试管壁出现油状液滴，试管内液面上升，B中无明显现象。①装置A中试管壁出现的油状液滴是____(填化学式)。②装置A、B中的实验现象可得出甲烷和氯气发生取代反应的条件____。 ③甲烷与氯气反应生成的产物最多的是____(填化学式)。④若将1molCH4与一定量的Cl2反应，得到等物质的量的4种取代物，则消耗Cl2的物质的量为____mol。(3)以甲烷为燃料的新型燃料电池；成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池。一种以甲烷为燃料的电池装置如图所示。①N口通入的气体是____(填化学式)。②在标准状况下，若有11.2LO2参与反应，则电路中转移的电子数是____。【答案】(1)(2)    CH2Cl2、CHCl3、CCl4    光照    HCl    2.5(3)    O2    2NA(或1.204×1024)【解析】(1)甲烷的结构式为(2)甲烷与Cl2在光照条件下发生取代反应，油状液滴中包含常温下呈液态的以下卤代烃：CH2Cl2、CHCl3、CCl4；对比两组实验可知氯气和甲烷发生反应的条件是光照；每一步取代反应均有HCl生成，所以含量最多的产物是HCl；根据题意可列出总反应式4Cl2+10Cl2CH3Cl+CH2Cl2+CHCl3+CCl4+10HCl，则若将1molCH4与一定量的Cl2反应，得到等物质的量的4种取代物，则消耗Cl2的物质的量为10÷4=2.5mol；(3)燃料电池中燃料在负极被氧化，助燃剂O2在正极被还原，由图可知在燃料电池中K+向正极迁移，因此N口进入的气体是正极反应物O2；每1molO2在燃料电池中得到4mole-，则标况下11.2LO2参与反应的电子转移数为。20．（2022秋·黑龙江哈尔滨·高二哈师大附中校考期末）（16分）已知苯与液溴的反应是放热反应，某校学生为探究苯与液溴发生反应的原理，用如图装置进行实验。(夹持装置已略去) 请回答下列问题：(1)仪器M的名称为_______。(2)装置II中生成溴苯的化学方程式为_______，反应类型为_______，装置IIIAgNO3溶液中出现的_______现象可证明苯与液溴发生了该反应类型。(3)冷凝管的冷凝水由_______口进(填“a”或“b”)；装置III小试管中苯可以吸收II中可能挥发过来的_______(写物质的化学式)。(4)整套实验装置中能防止倒吸的装置有_______(填装置序号)。(5)实验结束后，若想除去装置II中残余的HBr气体，可以使装置I中的水倒吸入装置II中。达到此实验目的的操作是先关闭仪器M的活塞，再_______。(6)反应结束后，粗溴苯经过水洗-碱洗-水洗，可除去溶有的溴。此时粗溴苯中还含有的主要杂质为_______，可选择下列操作中_______进一步提纯(填字母)。A．重结晶        B．过滤           C．蒸馏         D．萃取【答案】(1)分液漏斗(2)    +Br2+HBr    取代反应    淡黄色沉淀(3)    a    Br2(4)III和IV(5)打开K2关闭K1(6)    苯    C【解析】(1)由图可知，仪器M为分液漏斗；(2)装置二中溴与铁丝反应生成溴化铁，苯和液溴在溴化铁或铁作催化剂的条件下发生取代反应，生成溴苯和HBr，反应的化学方程式为+Br2+HBr，其反应类型为取代反应；装置Ⅲ中硝酸银与HBr发生反应生成淡黄色的AgBr沉淀；(3)冷凝管的冷凝水下进上出能使冷凝更加充分，因此冷凝水由a口进；溴在有机溶剂中的溶解度大于在水中的溶解度，因此装置Ⅲ中的苯可吸收挥发出来的溴，溴的化学式为Br2； (4)冷凝管可以将大部分苯、溴苯、溴回流到装置Ⅱ中，HBr极易溶于水，装置Ⅲ中，HBr先接触苯，再被水吸收，从而达到防倒吸的目的，装置Ⅳ中的干燥管也可防倒吸；(5)将K1关闭，使装置Ⅱ处于密闭状态，反应生成大量的HBr，再打开K2，HBr极易溶于水，HBr进入装置Ⅰ从而引起装置Ⅰ发生倒吸；(6)粗溴苯经过水洗-碱洗-水洗，可除去溶有的溴，此时含有的杂质为苯，溴苯和苯为互溶的液体，且两者沸点不同，可通过蒸馏的方法进行分离，故选C。