高中化学第三章有机化合物最简单的有机化合物甲烷时学案新人教版必修Word格式.docx
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取代反应的定
义：
_____________________________________
___________________。
⑶甲烷的裂解：
。
⒋甲烷的用途：
【自主探究】为了测定甲烷的分子结构，科学家是通过研究二氯甲烷有一种结
构还是有两种结构来完成的，请你分析这种方法的依据是什么？
【教师点睛】
【例
题】在光照的条件下，将等物质的量的甲烷和氯气混合充分反应后，得到产物的物质的量最多的是（）
A.CH2Cl2B.CHCl3
C.CCl4D.HCl
【练习】1.光照对下列反应几乎无影响的是（）
A.
甲烷与氯气B.甲烷与氧气C.氢气与氯气D.次氯酸分解
2.下列反应属于取代反应的是（）
A.甲烷燃烧B.由甲烷制取氯仿
C.由甲烷分解制炭黑D.钠与水反应制得H2
3.下列说法中，正确的是（）
A.取代反应也就是置换反应，都符合表达式：
单质+化合物=单质+化合物
B.甲烷分子中4个氢原子和一个碳原子位于同一平面上，且碳原子位于正方形的中心
C.甲烷分子的四个C—H键是完全等同的的键
D.甲烷分子中具有非极性键
2021届新高考化学模拟试卷
一、单选题（本题包括15个小题，每小题4分，共60分．每小题只有一个选项符合题意）
1．正确的实验操作是实验成功的重要因素，下列实验操作正确的是（）
A．称取一定量的NaCl
B．制备氢氧化亚铁并观察其颜色
C．检验浓硫酸与铜反应后的产物中是否含有铜离子
D．收集NO2并防止其污染环境
2．NA为阿伏加德罗常数，关于ag亚硫酸钠晶体（Na2SO3•7H2O）的说法中正确的是
A．含Na+数目为
NAB．含氧原子数目为
NA
C．完全氧化SO32-时转移电子数目为
NAD．含结晶水分子数目为
3．下列说法中，不正确的是
A．固体表面水膜的酸性很弱或呈中性，发生吸氧腐蚀
B．钢铁表面水膜的酸性较强，发生析氢腐蚀
C．将锌板换成铜板对钢闸门保护效果更好
D．钢闸门作为阴极而受到保护
4．LiFePO4是一种电动汽车电池的电极材料，实验室以绿矾和磷酸为原料制备LiFePO4的流程如下：
（1）“溶解”和“反应1”步骤不能互换的原因是________。
（2）“反应1”的离子方程式是________。
（3）“反应2”是2LiOH＋6H2C2O4＋2FePO4===2LiFePO4＋7CO2↑＋5CO↑＋7H2O，其中体现氧化性和还原性的反应物的物质的量之比为________。
（4）LiFePO4需要在高温下成型才能作为电极，高温成型时要加入少量活性炭黑，其作用是：
①________，②________。
（5）利用LiFePO4作电极的电池稳定、安全、对环境友好，放电时工作原理如图所示。
放电时电极b的电极反应式为_________。
5．四元轴烯t，苯乙烯b及立方烷c的结构简式如下，下列说法正确的是
A．b的同分异构体只有t和c两种B．t和b能使酸性KMnO4溶液褪色而c不能
C．t、b、c的二氯代物均只有三种D．b中所有原子－定不在同－个平面上
6．新华网报道，我国固体氧化物燃料电池技术研发取得新突破。
科学家利用该技术实现了H2S废气资源回收能量，并得到单质硫的原理如图所示。
下列说法正确的是
A．电极b为电池负极
B．电路中每流过4mol电子，正极消耗44.8LH2S
C．电极b上的电极反应为：
O2+4e-＋4H+=2H2O
D．电极a上的电极反应为：
2H2S+2O2--4e-=S2+2H2O
7．温度T℃时，在初始体积为1L的两个密闭容器甲（恒容）、乙（恒压）中分别加入0.2molA和0.1molB，发生反应2A（g）+B（g）
xC（g），实验测得甲、乙容器中A的转化率随时间的变化关系如图所示。
下列说法错误的是
A．x可能为4
B．M为容器甲
C．容器乙达平衡时B的转化率为25%
D．M的平衡常数大于N
8．X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素。
X分别与Y、Z、W结合形成质子数相同的甲、乙、丙三种分子。
丁为无色气体，遇空气变红棕色；
丙的水溶液可刻蚀玻璃。
上述物质有如图转化关系：
A．四种元素形成的单质中W的氧化性最强
B．甲、乙、丙中沸点最高的是丙
C．甲常用作致冷剂
D．甲、乙分子均只含极性共价键
9．某科研小组将含硫化氢的工业废气进行了资源化利用，将获得的电能用于制取“84”消毒液。
已知:
2H2S（g）+O2（g）=S2（s）+2H2O（l）△H=-632KJ/mol。
下图为该小组设计的原理图。
下列说法正确的是（）
A．电极a为燃料电池正极
B．电极b上发生的电极反应为:
O2+4e-+2H2O=4OH-
C．电路中每流过4mol电子，电池质子固体电解质膜饱和NaCl溶液内部释放热能小于632kJ
D．a极每增重32g，导气管e将收集到气体22.4L
10．油脂是重要的工业原料．关于“油脂”的叙述错误的是
A．不能用植物油萃取溴水中的溴
B．皂化是高分子生成小分子的过程
C．和H2加成后能提高其熔点及稳定性
D．水解可得到丙三醇
11．我国对二氧化硫一空气质子交换膜燃料电池的研究处于世界前沿水平，该电池可实现硫酸生产、发电和环境保护三位一.体的结合。
其原理如图所示。
下列说法不正确的是（）
A．Pt1电极附近发生的反应为：
SO2+2H2O-2e-=H2SO4+2H+
B．相同条件下，放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2：
1
C．该电池工作时质子从Pt1电极经过内电路流到Pt2电极
D．该电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合
12．下列有关说法正确的是
A．酒精浓度越大，消毒效果越好
B．通过干馏可分离出煤中原有的苯、甲苯和粗氨水
C．可用饱和碳酸钠溶液除去乙酸乙酯中残留的乙酸
D．淀粉和纤维素作为同分异构体，物理性质和化学性质均有不同
13．下列说法不正确的是（）
A．乙烯的结构简式为CH2＝CH2
B．乙烯分子中6个原子共平面
C．乙烯分子的一氯代物只有一种
D．CHBr＝CHBr分子中所有原子不可能共平面
14．根据下列实验操作和现象，得出的结论正确的是（）
选项
实验操作和现象
结论
A
光照时甲烷与氯气反应后的混合气体能使紫色石蕊溶液变红
生成的氯甲烷具有酸性
B
向溶有SO2的BaCl2溶液中通入气体X，出现白色沉淀
X一定具有氧化性
C
两支盛0.1mol·
L-1醋酸和次氯酸的试管中分别滴加等浓度Na2CO3溶液，观察到前者有气泡、后者无气泡
Ka（CH3COOH）＞Ka1（H2CO3）＞Ka（HClO）
D
向淀粉溶液中滴加H2SO4并加热，再加入新制的Cu（OH）2悬浊液，加热，未见砖红色沉淀
淀粉没有水解
A．AB．BC．CD．D
15．Ag+与I－既能发生沉淀反应又能发生氧化还原反应。
为探究其反应，进行下列实验：
实验现象如下：
实验1中试管②出现浅黄色沉淀,试管③无蓝色出现；
实验2中电流计指针发生明显偏转。
下列有关说法中错误的是
A．实验1中Ag+与I－沉淀反应速率更大
B．向实验2甲烧杯中滴入淀粉，溶液变蓝
C．实验2装置的正极反应式为Ag＋＋e－=Ag
D．实验2中Ag+与I－沉淀反应速率大于0
二、实验题（本题包括1个小题，共10分）
16．将一定量的Cu和浓硫酸反应（装置中的夹持、加热仪器省略），反应后，圆底烧瓶内的混合液倒入水中，得到蓝色溶液与少量黑色不溶物。
（1）反应后蓝色溶液呈酸性的原因有①______________，②______________。
（2）为检验反应产生气体的还原性，试剂a是______________。
（3）已知酸性：
H2SO3＞H2CO3＞H2S。
反应后测得Na2S和Na2CO3混合溶液中有新气体生成。
该气体中______________（填“含或不含”）H2S，理由是______________；
（4）少量黑色不溶物不可能是CuO的理由是______________。
查阅资料后发现该黑色固体可能是CuS或Cu2S中的一种或两种，且CuS和Cu2S在空气中煅烧易转化成Cu2O和SO2。
称取2.000g黑色固体，灼烧、冷却、……最后称得固体1.680g。
（5）灼烧该固体除用到酒精灯、坩埚、坩埚钳、三脚架等仪器，还需要______________。
确定黑色固体灼烧充分的依据是______________，黑色不溶物其成分化学式为______________。
三、推断题（本题包括1个小题，共10分）
17．在医药工业中，有机物G是一种合成药物的中间体，其合成路线如图所示：
已知：
R1ONa+R2X→R1OR2+NaX（R1与R2代表苯环或烃基、X代表卤素原子）
RCOOH+SOCl2（液体）→RCOCl+HCl↑+SO2↑
回答下列问题：
（1）A与C在水中溶解度更大的是_________，G中官能团的名称是___________。
（2）E→F的有机反应类型是________，F的分子式为______________。
（3）由A→B反应的化学方程式为___________________。
（4）物质D的结构简式为_________________。
（5）B→C反应中加入NaOH的作用是________________。
（6）写出一种符合下列条件的G的同分异构体_________________。
①与G的苯环数相同；
②核磁共振氢谱有5个峰；
③能发生银镜反应
四、综合题（本题包括2个小题，共20分）
18．2019年诺贝尔化学奖由来自美、英、日的三人分获，以表彰他们在锂离子电池研究方面做出的贡献，他们最早发明用LiCoO2作离子电池的正极，用聚乙炔作负极。
（1）基态Co原子价电子排布图为______________（轨道表达式）。
第四电离能I4（Co）比I4（Fe）小，是因为_____________________。
（2）LiCl的熔点（605℃）比LiF的熔点（848℃）低，其原因是_________________________.
（3）乙炔（C2H2）分子中δ键与π键的数目之比为_______________。
（4）锂离子电池的导电盐有LiBF4等，碳酸亚乙酯（
）是一种锂离子电池电解液的添加剂。
①LiBF4中阴离子的空间构型是___________；
与该阴离子互为等电子体的分子有_____________。
（列一种）
②碳酸亚乙酯分子中碳原子的杂化方式有_______________________。
（5）Li2S是目前正在开发的锂离子电池的新型固体电解质，其晶胞结构如图所示，已知晶胞参数a=588pm。
①S2－的配位数为______________。
②设NA为阿伏加德罗常数的值，Li2S的晶胞密度为____________（列出计算式）
。
19．（6分）研究NO的性质对建设美丽家乡，打造宜居环境具有重要意义。
（1）自然界在闪电时，生成NO的反应方程式为__________________。
（2）T℃时在容积为2L的恒容密闭容器中，充入NO和O2发生反应：
2NO（g）+O2（g）⇌2NO2（g），不同时刻测得容器中n（NO）、n（O2）如表：
时间/s
2
3
4
5
n（NO）/mol
0.6
0.4
0.2
n（O2）/mol
0.3
①在T℃下，0~2s时，该反应的平均反应速率
=________；
②该温度下反应的平衡常数K=________，在T℃下，能提高NO的平衡转化率的措施有_______、________。
（3）已知NO和O2反应的历程如图，回答下列问题：
①写出其中反应①的热化学方程式也（△H用含物理量E的等式表示）：
________。
②试分析上述基元反应中，反应①和反应②的速率较小的是_____（选填“反应①”或“反应②”）；
已知反应①会快速建立平衡状态，反应②可近似认为不影响反应①的平衡。
对该反应体系升高温度，发现总反应速率变慢，其原因可能是____________。
参考答案
1．A
【解析】
【详解】
A.称取一定量的NaCl，左物右码，氯化钠放在纸上称，故A正确；
B.氢氧化亚铁易被氧化，制备氢氧化亚铁时，胶头滴管应伸入硫酸亚铁溶液中，并油封，故B错误；
C.检验浓硫酸与铜反应后的产物中是否含有铜离子，应把反应后的混合液倒入水中，故C错误；
D.NO2密度大于空气，应用向上排空气法收集NO2，故D错误；
答案选A。
2．D
A.ag亚硫酸钠晶体（Na2SO3•7H2O）的物质的量n=
mol，而1molNa2SO3•7H2O中含2molNa+，故
molNa2SO3•7H2O中含
mol，即
mol钠离子，A错误；
B.ag亚硫酸钠晶体（Na2SO3•7H2O）的物质的量n=
mol，而1molNa2SO3•7H2O中含10mol氧原子，故
molNa2SO3•7H2O中含氧原子
mol，即含有
mol的O原子，B错误；
C.SO32-被氧化时，由+4价被氧化为+6价，即1molSO32-转移2mol电子，故
molNa2SO3•7H2O转移
mol电子，C错误；
D.1molNa2SO3•7H2O中含7mol水分子，故
molNa2SO3•7H2O中含水分子数目为
mol×
7×
NA/mol=
NA，D正确；
故合理选项是D。
3．C
【分析】
钢铁生锈主要是电化学腐蚀，而电化学腐蚀的种类因表面水膜的酸碱性不同而不同，当表面水膜酸性很弱或中性时，发生吸氧腐蚀；
当表面水膜的酸性较强时，发生析氢腐蚀，A、B均正确；
C、钢闸门与锌板相连时，形成原电池，锌板做负极，发生氧化反应而被腐蚀，钢闸门做正极，从而受到保护，这是牺牲阳极的阴极保护法；
当把锌板换成铜板时，钢闸门做负极，铜板做正极，钢闸门优先腐蚀，选项C错误；
D、钢闸门连接直流电源的负极，做电解池的阴极而受到保护，这是连接直流电源的阴极保护法，选项D正确。
答案选C。
4．可能导致FePO4中混有较多Fe（OH）32Fe2＋＋ClO－＋2H3PO4＋4OH－===2FePO4↓＋Cl－＋5H2O9∶7改善成型后LiFePO4（或电极）的导电作用与空气中O2反应，防止LiFePO4中的Fe2＋被氧化Li（1－x）FePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4
（1）“溶解”时溶液保持酸性，抑制亚铁离子的水解，保持离子浓度较高，“反应1”生成FePO4，步骤不能互换，否则可能导致FePO4中混有较多Fe（OH）3；
（2）“反应1”在磷酸存在下，加入氢氧化钠时亚铁离子被次氯酸根离子氧化生成FePO4，反应的离子方程式是2Fe2＋＋ClO－＋2H3PO4＋4OH－===2FePO4↓＋Cl－＋5H2O；
（3）“反应2”是2LiOH＋6H2C2O4＋2FePO4===2LiFePO4＋7CO2↑＋5CO↑＋7H2O，反应中碳元素由+3价降为+2价、铁元素由+3价降为+2价；
碳元素由+3价升为+4价，根据氧化还原反应原理，每生成2molLiFePO4，则生成7molCO2，转移7mole-，故体现氧化性的反应物H2C2O4、FePO4和还原性的反应物H2C2O4的物质的量之比为（2.5+2）：
3.5=9：
7；
①改善成型后LiFePO4（或电极）的导电作用，②与空气中O2反应，防止LiFePO4中的Fe2＋被氧化；
放电时锂离子通过隔膜向电极b移动，则电极b为正极，电极上Li＋得电子产生LiFePO4，电极反应式为Li（1－x）FePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4。
5．B
A．b苯乙烯分子式为C8H8，符合分子式的有机物结构可以是多种物质；
B．t和b含有碳碳双键，可被酸性高锰酸钾氧化；
C．根据一氯代物中氢原子的种类判断；
D．b含有碳碳双键和苯环，为平面形结构。
A．b苯乙烯分子式为C8H8，对应的同分异构体也可能为链状烃，故A错误；
B．t和b含有碳碳双键，可被酸性高锰酸钾氧化，故B正确；
C．不考虑立体结构，二氯代物t和e均有3种，b有14种，故C错误；
D．b含有碳碳双键和苯环，为平面形结构，苯环和碳碳双键可能在同一个平面上，故D错误。
故选B。
6．D
由图中信息可知，该燃料电池的总反应为2H2S+O2=2S+2H2O，该反应中硫化氢是还原剂、氧气是氧化剂。
硫化氢通入到电极a，所以a电极是负极，发生的电极反应为2H2S+2O2--4e-=S2+2H2O；
氧气通入到电极b，所以b电极是正极。
该反应中电子转移数为4个电子，所以电路中每流过4mol电子，正极消耗1molO2，发生的电极反应为O2+4e-=2O2-.综上所述，D正确，选D。
点睛：
本题考查的是原电池原理。
在原电池中一定有一个可以自发进行的氧化还原反应发生，其中还原剂在负极失去电子发生氧化反应，电子经外电路流向正极；
氧化剂在正极上得到电子发生还原反应，电子定向移动形成电流。
在书写电极反应式时，要根据电解质的酸碱性分析电极反应的产物是否能稳定存在，如果产物能与电解质的离子继续反应，就要合在一起写出总式，才是正确的电极反应式。
有时燃料电池的负极反应会较复杂，我们可以先写出总反应，再写正极反应，最后根据总反应和正极反应写出负极反应。
本题中电解质是氧离子固体电解质，所以正极反应就是氧气得电子变成氧离子，变化较简单，可以先作出判断。
7．D
若该反应为气体物质的量增大的反应，即x＞3，随着反应的进行，甲容器中气体的压强增大，平衡过程中反应速率比恒压时大，建立平衡需要的时间较少，对应于图像M，增大压强，平衡逆向移动，A的转化率减小，与图像相符；
若该反应为气体物质的量减少的反应，即x＜3，随着反应的进行，甲容器中气体的压强减小，平衡过程中反应速率比恒压时小，建立平衡需要的时间较长，对应于图像N，减小压强，平衡逆向移动，A的转化率减小，与图像不符；
若该反应x=3，则两容器得到相同的平衡状态，与图像不符，据此分析解答。
A．根据上述分析，该反应为气体物质的量增大的反应，因此x可能为4，故A正确；
B．根据上述分析，该反应为气体体积增大的反应，M为容器甲，N为容器乙，故B正确；
C．根据上述分析，N为容器乙，容器乙达平衡时A的转化率为25%，根据方程式2A（g）+B（g）
xC（g），加入0.2molA和0.1molB时，反应的B为A的物质的量的一半，A和B的转化率相等，也是25%，故C正确；
D．温度不变，平衡常数不变，达到平衡时，M、N对应的温度相同，则平衡常数相等，故D错误；
故选D。
【点睛】
解答本题的关键是判断压强对该反应的影响。
本题的难点是排除x＜3的情况。
8．B
丁为无色气体，遇空气变红棕色，则丁为NO，单质Z与化合物甲反应生成NO，则单质Z为O2，化合物甲为NH3，乙为H2O，能与H2O反应生成氧气的单质为F2，丙为HF，故元素X、Y、Z、W分别为H、N、O、F。
据此解答。
A.根据以上分析，H、N、O、F四种元素形成的单质中F2的氧化性最强，故A正确；
B.常温下NH3和HF为气态，H2O在常温下为液态，所以沸点最高的是H2O，故B错误；
C.化合物甲为NH3，氨气易液化，液氨气化时吸收大量的热，故常用作致冷剂，故C正确；
D.化合物甲为NH3，乙为H2O，NH3和H2O分子均只含极性共价键，故D正确。
本题考查了结构性质位置关系应用，推断元素是解题关键，注意丁为无色气体，遇空气变红棕色是解题的突破口，熟记常见的10电子微粒。
9．C
根据2H2S（g）+O2（g）=S2（s）+2H2O反应，得出负极H2S失电子发生氧化反应，则a为电池的负极，正极O2得电子发生还原反应，则b为电池的正极，则c为阴极，发生还原反应生成氢气，d为阳极，发生氧化反应生成氯气，以此解答该题。
A.由2H2S（g）+O2（g）=S2（s）+2H2O反应，得出负极H2S失电子发生氧化反应，则a为电池的负极，故A错误；
B.正极O2得电子发生还原反应，所以电极b上发生的电极反应为：
O2+4H++4e-＝2H2O，故B错误；
C.电路中每流过4mol电子，则消耗1mol氧气，但该装置将化学能转化为电能，所以电池内部释放热能小于632kJ，几乎不放出能量，故C正确；
D.a极发生2H2S−4e−=S2+4H+，每增重32g，则转移2mol电子，导气管e将收集到气体1mol，但气体存在的条件未知，体积不一定为22.4L，故D错误。
故选C。
此题易错点在D项，涉及到由气体物质的量求体积时，一定要注意条件是否为标准状
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