高中化学第三单元 物质结构研究的意义课时训练

这是一份高中化学第三单元 物质结构研究的意义课时训练，共7页。

[基础过关练]
1．化学与生活密切相关，下列说法不正确的是( )
A．用来制造电线电缆的聚乙烯树脂属于热塑性高分子材料
B．研发可降解高分子材料，可以减少“白色污染”
C．棉、麻、羊毛及合成纤维完全燃烧都只生成CO2和H2O
D．硅橡胶()可由(CH3)2SiCl2经水解、缩聚两步反应制得
C [A．聚乙烯树脂是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂，属于高分子材料，常用来制造电线电缆，A正确；B．聚乙烯塑料，性质稳定，不容易降解，是“白色污染”的主要来源，研发可降解高分子材料代替聚乙烯塑料，可以减少“白色污染”，B正确；C．羊毛属于蛋白质，为含氮化合物，合成纤维除含碳元素，氢元素外，有的还含有其他元素，如腈纶和锦纶含氮元素等，他们完全燃烧都不只生成二氧化碳和水，C错误；D．(CH3)SiCl2经水解可生成(CH3)Si(OH)2(该物质不稳定，会脱水)，(CH3)Si(OH)2经缩聚反应得，D正确。]
2．最近科学家发明了一种酶电池，该电池的电解质溶液中含有酶，酶分解纤维素会产生氢离子，氢离子与空气混合产生水，从而形成电流。其结构如图所示。下列关于该电池的叙述不正确的是( )
A．该电池属于燃料电池
B．a为该电池的正极
C．工作一段时间后，溶液的pH增大
D．H＋向a极移动
C [纤维素、氧气分别在两个电极放电，属于燃料电池，A正确；根据图示 a电极O2→H2O，氧元素得电子化合价降低，发生还原反应，a为该电池的正极，B正确；工作一段时间后，溶液的pH不变，C错误；a为该电池的正极，b是负极，H＋向a极移动，D正确。]
3．中国科学技术大学设计出一种“松果结构”的铂金属催化剂，在催化电解水制氢效果不变的情况下，铂金属的用量降低到传统商业催化剂的eq \f(1,75)，下列说法不正确的是( )
A．催化剂的结构会影响催化效果
B．使用“松果结构”的铂金属催化剂能够极大提高水的转化率
C．使用铂金属催化剂能够降低电解水的活化能
D．氢能是一种高能、洁净的可再生能源
B [A．“松果结构”的铂金属催化剂的表面积更大，在催化电解水制氧效果不变的情况下，其用量降低到传统商业催化剂的eq \f(1,75)，即催化剂的结构能影响其催化效果，A正确；B．催化剂不能使平衡移动，故不能提高其转化率，B错误；C．催化剂能改变反应路径，能降低反应的活化能，C正确；D．氢能燃烧后生成水，水分解又得到氢能，故氢能是高效、洁净的可再生能源，D正确。]
4．2007年诺贝尔化学奖授予德国化学家Gerhard Ertl，以表彰他在表面化学领域研究所取得的开拓性成就。某反应在Pd/Al2O3/Ba催化剂表面吸附与解吸作用的机理如下图所示(图中HC表示碳氢化合物，nitrate指硝酸盐)，该机理研究是指( )
A．汽车尾气催化转化机理
B．钢铁生锈机理
C．合成氨工业催化氧化机理
D．氢氧燃烧电池电极反应机理
A [A．从机理图上分析，气体的吸附和解吸可知，氮氧化物、一氧化碳等污染气体在催化剂表面转化为无毒气体二氧化碳和氮气，属于汽车尾气的催化转化机理，正确。B．钢铁生锈机理是原电池的反应铁作负极被水膜中的氧气氧化，发生吸氧腐蚀，错误；C．工业合成氨是高温高压催化剂作用下氮气和氢气在催化剂表面反应生成氨气，错误；D．氢氧燃料电池是氢气和氧气发生的氧化还原反应，是原电池反应，错误。]
5．中国科学家在合成氨(N2＋3H22NH3 ΔH<0)反应机理研究中取得新进展，首次报道了LiH­3d过渡金属这一复合催化剂体系，并提出了“氮转移”催化机理。如图所示，下列说法不正确的是( )
A．转化过程中有非极性键断裂与形成
B．复合催化剂降低了反应的活化能
C．复合催化剂能降低合成氨反应的焓变
D．低温下合成氨，能提高原料转化率
C [A．合成氨为可逆反应，氮气和氢气在反应过程中有消耗和生成，故转化过程中有非极性键断裂与形成，A项正确；B．催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，B项正确；C．催化剂不能改变反应的焓变，焓变只与反应物和生成物总能量的相对大小有关系，C项错误；D．合成氨的正反应为放热反应，降低温度，平衡向正向移动，能提高原料转化率，D项正确。]
[拓展培优练]
6．合成氨反应eq \f(1,2)N2(g)＋eq \f(3,2)H2(g)NH3(g)ΔH的反应机理如图所示，图中“吸”表示各气态物质在催化剂表面吸附。下列说法错误的是( )
A．该反应的ΔH＝－46 kJ· ml－ 1
B．该反应机理中最大活化能为79 kJ· ml－ 1
C．升高温度，该反应过渡态的能量会增大
D．该反应达到平衡后增大压强反应正向进行
C [A．ΔH与始态和终态有关，与过程无关，ΔH＝生成物的总能量减去反应物总能量由图可知，ΔH＝－46 kJ· ml－1，A说法正确；B．该反应的机理中的活化能即为每一步骤的过渡态的总能量减去该步骤的反应物的总能量，由图可知，过渡态2步骤的活化能最高，为79 kJ· ml－1，B说法正确；C．该反应过渡态的能量不会随着温度的改变而改变，C说法错误；D．该反应为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡向右进行，D说法正确。]
7．2020年6月，我国化学家实现了首例基于苯炔的高效不对称催化，为构建手性化合物提供了一种简便的方法，用苯炔和M合成手性化合物N的方程式如下：
(—Ph为苯基)
已知：碳原子连接4个不同的原子或原子团，这样的碳原子称为“手性碳原子”，含有手性碳原子的物质称为手性化合物。下列说法中正确的是( )
A．化合物M不能发生还原反应
B．1 ml苯炔最多可以和4 ml H2反应
C．1 ml N最多消耗2 ml NaOH
D．化合物N分子中含有2个手性碳原子
B [A．化合物M含羰基和酯基，其中羰基能和氢气发生还原反应，A错误；B．可以看作苯环的邻位脱去一分子氢而生成的，则1 ml苯炔最多可以和4 ml H2反应，B正确；
C．N分子内含有1个酯基，1 ml N最多消耗1 ml NaOH，C错误；D．化合物N分子中与苯基相连的碳原子为手性碳原子，N分子内只有1个手性碳原子，D错误。]
8．电影《厉害了，我的国》通过镜头将我国在改革开放和社会主义现代化建设上所取得的历史性成就，进行了全方位、多层次的展现。下列说法错误的是( )
A．大型客机C919机身表面含有耐紫外线的物质PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)，PMMA属于有机高分子化合物
B．“神舟十一号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷的主要成分是硅酸盐
C．DF­5弹道导弹是国之利器，其含有金属钐(Sm)，钐的活动性介于钠与铝之间，工业上可通过电解法制备钐
D．中国天眼为我国探索宇宙提供了有力的保障，其中的防腐蚀材料磷酸钡属于强电解质
B [A．聚甲基丙烯酸甲酯属于有机高分子化合物，A项正确；B．高温结构陶瓷包括高温氧化物和高温非氧化物(或称难熔化合物)两大类，如氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、氮化硼陶瓷等，不是硅酸盐，B项错误；C．钠与铝在工业上可通过电解法制备，则钐也可以通过电解法制备，C项正确；D．磷酸钡是钡盐，属于强电解质，D项正确。]
9．下列各图均能表示甲烷的分子结构，按要求回答下列问题。( )

A B

C D
(1)甲烷的球棍模型是________________(填序号，下同)，甲烷的电子式是________________。
(2)如果甲烷是平面结构，则CH2Cl2应该有________种结构，实际CH2Cl2有________种结构，证明甲烷不是平面结构，而是________结构，上述示意图中的________更能反映其真实存在状况。
[解析] (1)这几种形式都可以表示甲烷这种物质，其中甲烷分子结构示意图(A)、甲烷球棍模型(C)和比例模型(D)均能反映甲烷分子的空间结构，其中比例模型表示的是原子的相对大小及连接形式，更接近分子的真实结构，电子式(B)只反映最外层电子的成键情况。
(2)甲烷的结构式为，其分子构型若为平面正方形结构，则二氯甲烷的结构式有、两种表示方法，但实际上CH2Cl2只有一种结构，故甲烷为正四面体结构。
[答案] (1)C B (2) 2 1 正四面体 D
10．催化剂的研究使许多物质出现了新的化学反应。例如烯烃A在苯中用一种特殊催化剂处理时，生成两种新的烯烃：烯烃B和烯烃C，用反应式可表示为如下：2AB＋C
(1)若A为R1CH===CHR2，B为R1CH===CHR1，试写出上述反应的化学方程式：_____________________________________________________________
________________________________________________________________。
(2)对上述反应提出两种可能的反应机理(虚线表示断键位置)：
你认为机理b是怎样断键的。(在方框内用虚线标明具体的断键位置)
(3)结合你所学，证明是机理a还是机理b，你采用的方法是：_____________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
[解析] (1)若A为R1CH===CHR2，B为R1CH===CHR1，为烯烃交换反应，该反应为2R1CH===CHR2R1CH===CHR1＋R2CH===CHR2。
(2)机理a是C—C断裂，则机理b为B＋C。
(3)用同位素示踪法能证明反应机理是a或b，方法为利用含重氢的烯烃RCD===CHR′进行反应，若产物有RCD===CDR和R′CH===CHR′，证明反应按机理b进行；若产物有RCD===CHR和R′CD===CHR′，证明反应按机理a进行。
或用C­14进行原子示踪：反应物选用Req \\al(14,1)CH===CHR2，若生成物中含有Req \\al(14,1)CH===14CHR1，证明机理b正确。
[答案] (1)2 R1CH===CHR2R1CH===CHR1＋ R2CH===CHR2 (2) (3)用同位素示踪法能证明反应机理是a或b，方法为利用含重氢的烯烃RCD===CHR′进行反应，若产物有RCD===CDR和R′CH===CHR′，证明反应按机理b进行；若产物有RCD===CHR和R′CD===CHR′，证明反应按机理a进行。
或用C­14进行原子示踪：反应物选用Req \\al(14,1)CH===CHR2，若生成物中含有Req \\al(14,1)CH===14CHR1，证明机理b正确。