1选择题
某日用品说明书中标示其主要成分为「丙烯（CH₂=CHCH₃）」，可用于制备食品包装材料。下列关于丙烯及同系物的说法正确的是
- A. 丙烯属于烷烃，分子中只含碳碳单键
- B. 丙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色，说明丙烯能发生加成反应
- C. 丙烯的通式为 CₙH₂ₙ₊₂（n＝3）
- D. 丙烯分子中所有原子共平面，且键角均为 120°
答案：B
解析：丙烯分子中含有碳碳双键 CH₂=CHCH₃，属于烯烃而非烷烃，A 错误；烯烃的通式为 CₙH₂ₙ，烷烃才是 CₙH₂ₙ₊₂，故丙烯（C₃H₆）符合 CₙH₂ₙ，C 错误；丙烯中甲基碳为 sp³ 杂化，呈四面体结构，所有原子不可能共平面，键角也不是 120°，D 错误；碳碳双键可与 Br₂ 发生加成反应而使溴的四氯化碳溶液褪色，B 正确。易错点：混淆烷烃与烯烃的通式（烷烃 CₙH₂ₙ₊₂、烯烃 CₙH₂ₙ），以及误认为含双键的分子一定共平面。故选 B。
2选择题
某品牌速溶咖啡配料中含有苯甲酸钠（C₆H₅COONa）作为防腐剂，其酸性形式苯甲酸的结构简式为 C₆H₅COOH。下列关于苯及其同系物性质的说法不正确的是
- A. 苯分子是平面正六边形结构，6 个碳碳键完全相同
- B. 苯分子中碳碳键的键长介于碳碳单键与碳碳双键之间
- C. 苯易发生取代反应，在一定条件下也能发生加成反应
- D. 苯能与溴水发生加成反应而使溴水迅速褪色
答案：D
解析：苯分子为平面正六边形，6 个碳碳键等同，键长介于单键和双键之间，A、B 正确；苯易发生取代反应（如溴代、硝化），在催化剂、加热等条件下可与 H₂ 发生加成反应生成环己烷，C 正确；苯不能与溴水发生加成反应，苯萃取溴水中的 Br₂ 只是物理萃取（上层呈橙红色），并非加成褪色，故 D 错误，符合题意。易错点：把「萃取使溴水褪色」误当作「加成反应」；以及认为苯含大 π 键就一定像烯烃那样易加成。故选 D。
3选择题
某同学在超市购买的自热食品中，发热包主要成分为生石灰（CaO）与铝粉的混合物，加水后发生反应放热。已知信息：生石灰与水反应生成 Ca(OH)₂ 并放出大量热；铝粉在碱性条件下与水反应生成偏铝酸盐和氢气。下列关于发热包中相关物质与能量变化的说法正确的是
- A. 生石灰与水反应是放热反应，反应物总能量高于生成物总能量
- B. 铝粉与水在碱性条件下反应生成氢气，该反应中氢元素被氧化
- C. 反应生成的 Ca(OH)₂ 属于离子化合物，其晶体中 Ca²⁺ 与 OH⁻ 之间以离子键结合，每个 Ca²⁺ 周围紧邻的 OH⁻ 数目只由 Ca²⁺ 所带电荷数决定
- D. 氢气在空气中燃烧生成水，该过程吸收热量，属于吸热反应
答案：A
解析：本题把能量变化、氧化还原与离子晶体结构放进自热食品发热包这一日常生活情境中，考查知识迁移。A 正确：放热反应中反应物总能量高于生成物总能量，CaO + H₂O = Ca(OH)₂ 为典型放热反应。B 错误：铝与水（碱性）反应中 Al 由 0 价升高为 +3 价被氧化，水中的氢由 +1 价降低为 0 价生成 H₂，被还原的是氢元素而非被氧化。C 错误：离子晶体中配位数由离子半径比、几何堆积方式等几何因素决定，不是只由电荷决定——这正是常见易错点。D 错误：氢气燃烧是放热反应，「燃烧即吸热」是典型错误。故选 A。
4填空题
某超市上架了一款标称为「烷烃类」的打火机燃料，标签标注其分子式为 C₄H₁₀。请回答：
（1）该物质属于烃中的______（填“烷烃”“烯烃”“炔烃”或“芳香烃”），其分子式符合烷烃的通式 CₙH₂ₙ₊₂ 中 n = ______。
（2）另有一款标称为「烯烃类」的燃料添加剂，其分子式为 C₄H₈，能使溴的四氯化碳溶液褪色。该分子中含有的官能团名称是______，其通式为 CₙH₂ₙ 中 n = ______。
（3）某芳香烃类溶剂，其分子式为 C₆H₆。已知该分子为平面正六边形结构，六个碳碳键完全等同，键长介于碳碳单键和碳碳双键之间。该物质的名称是______，它在常温下易发生______反应（填“取代”或“加成”）。
答案：（1）烷烃；4
（2）碳碳双键；4
（3）苯；取代
解析：本题考查烃的分类、通式与苯的结构特点。
（1）C₄H₁₀ 中氢原子数满足 2n+2 = 2×4+2 = 10，符合烷烃通式，故为烷烃，n = 4。易错点：把通式 CₙH₂ₙ₊₂ 与烯烃 CₙH₂ₙ 记混，或直接用分子式中的碳数 4 去套氢数出错。
（2）C₄H₈ 满足 2n = 8，n = 4，符合烯烃通式；烯烃的官能团是碳碳双键，能与 Br₂ 发生加成反应使溴的四氯化碳溶液褪色。易错点：把官能团写成「碳碳单键」或「双键」而不写全称。
（3）C₆H₆ 且为平面正六边形、碳碳键等同，正是苯的结构特征；苯由于大 π 键的特殊稳定性，易发生取代反应而难发生加成反应。易错点：把苯误认为含碳碳双键的烯烃，从而误答「加成」。
5解答题
日常消费与理财中常涉及材料与化学计算。请结合下列已知信息作答：
已知信息一：某品牌净水器滤芯外壳使用的材料为铜基合金，其晶胞结构为面心立方，晶胞边长 a = 361 pm，铜的摩尔质量 M(Cu) = 63.5 g/mol，阿伏伽德罗常数 Nₐ = 6.02×10²³ mol⁻¹。
已知信息二：某品牌防腐保鲜膜材料由乙烯（CH₂=CH₂）聚合而成，聚合时碳碳双键断开并彼此连接形成长链。
已知信息三：N₂ 分子中含 1 个氮氮三键，其键能为 946 kJ/mol。
（1）计算该面心立方铜晶胞中所含铜原子的个数，并求出铜的密度（结果保留两位有效数字，单位 g/cm³）。
（2）写出乙烯聚合生成聚乙烯的化学方程式，并指出乙烯在聚合反应中断开的化学键名称。
（3）断开 1 mol N₂ 分子中的化学键需要吸收多少千焦能量？若某次工业合成氨反应中断开了 2 mol N₂，共需吸收多少能量？
答案：（1）面心立方晶胞中，顶点原子数 8×1/8 = 1，面心原子数 6×1/2 = 3，故晶胞中含 Cu 原子数 Z = 1 + 3 = 4。
晶胞体积 V = a³ = (361×10⁻¹⁰ cm)³ = (3.61×10⁻⁸ cm)³ ≈ 4.71×10⁻²³ cm³。
晶胞质量 m = Z×M/Nₐ = 4×63.5 g ÷ (6.02×10²³) ≈ 4.22×10⁻²² g。
密度 ρ = m/V = 4.22×10⁻²² g ÷ 4.71×10⁻²³ cm³ ≈ 8.9 g/cm³。
（2）nCH₂=CH₂ → —[CH₂—CH₂]ₙ—（聚乙烯）；聚合时断开的是碳碳双键（其中一个 π 键），形成碳碳单键。
（3）键能指断开 1 mol 该共价键所需吸收的能量。N₂ 中含 1 个氮氮三键，故断开 1 mol N₂ 需吸收 946 kJ；断开 2 mol N₂ 需吸收 946 kJ/mol × 2 mol = 1892 kJ。
解析：本题为物质结构与有机、化学键综合计算题，考查知识迁移能力。
（1）关键步骤：①先算晶胞中原子个数 Z（面心立方 Z = 4），常见错误是漏算面心贡献或把 Z 当成 1；②单位换算 1 pm = 10⁻¹⁰ cm，易错点是直接用 361 pm 代入公式导致数量级错 10³⁰ 倍；③牢记公式 ρ = ZM/(Nₐ·a³)，不可漏除 Nₐ。结果 ρ ≈ 8.9 g/cm³，与铜的实际密度相符，可作合理性检验。
（2）乙烯加聚反应方程式书写时，双键打开写成链节 —CH₂—CH₂—，须注明 n 与产物聚乙烯，易错点是把产物写成小分子或漏写 n。
（3）键能定义是「断开 1 mol 共价键吸收的能量」，N₂ 中只有 1 个三键，故 1 mol N₂ 对应 946 kJ；2 mol 则为 1892 kJ。易错点：把键能误当反应热，或误认为 1 mol N₂ 含 3 mol 键而乘 3。
6解答题
某超市售卖的一种保鲜膜主要成分为聚乙烯，其单体乙烯（C₂H₄）是石油化工的重要产品；而货架上一瓶标有「芳香剂」的日用品中含有从煤焦油中提取的苯（C₆H₆）。请回答下列问题：
（1）实验室常用乙醇消去反应制取乙烯，写出该反应的化学方程式，并指出乙烯分子中σ键与π键的数目之比。
（2）某同学为鉴别己烷（C₆H₁₄）、己烯（C₆H₁₂）和苯三种无色液体，设计如下方案：分别取少量三种液体于试管中，先滴加少量酸性高锰酸钾溶液，振荡；再向未褪色的试管中滴加少量溴的四氯化碳溶液，振荡。请说明三种液体各自的现象，并写出己烯与溴反应的化学方程式，指出该反应的类型。
（3）某烷烃的蒸气密度在标准状况下为 3.214 g/L，试通过计算确定该烷烃的分子式，并写出它所有同分异构体的结构简式。
（4）苯分子是平面正六边形结构，碳碳键介于碳碳单键和碳碳双键之间。请据此解释：苯为什么易发生取代反应而难发生加成反应？
答案：（1）CH₃CH₂OH ─浓硫酸，170℃→ CH₂=CH₂↑ + H₂O。乙烯分子中含 4 个 C—H σ键和 1 个 C—C σ键（双键中含 1 个 σ键、1 个 π键），故 σ键与 π键数目之比为 5∶1。
（2）现象：己烯使酸性高锰酸钾溶液褪色；己烷、苯均不使酸性高锰酸钾溶液褪色。再滴加溴的四氯化碳溶液，己烷、苯中均不褪色（苯与液溴在催化剂下才发生取代，不与溴的四氯化碳溶液加成；己烷与溴需光照才取代），故不能仅凭溴水/溴的四氯化碳区分己烷与苯，还需利用己烷可萃取溴而苯密度小等物理性质或用液溴加 FeBr₃ 催化等进一步区分（答出己烯褪色、其余不褪色即可）。己烯与溴的反应：CH₃(CH₂)₃CH=CH₂ + Br₂ → CH₃(CH₂)₃CHBrCH₂Br，属于加成反应。
（3）M = 3.214 g/L × 22.4 L/mol ≈ 72 g/mol。烷烃通式 CₙH₂ₙ₊₂，12n + 2n + 2 = 72，14n = 70，n = 5，分子式为 C₅H₁₂。同分异构体结构简式：CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃、CH₃CH(CH₃)CH₂CH₃、C(CH₃)₄。
（4）苯分子中碳碳键是介于单键和双键之间的独特共价键（大π键），六个碳碳键完全等同，键长、键能均介于单键与双键之间，体系稳定；因此苯不易被氧化、不易发生加成反应（加成会破坏稳定的大π键），而易发生取代反应（取代后仍保留稳定的苯环结构）。
解析：本题以超市保鲜膜、芳香剂等日常消费情境切入，考查烃的分类、通式、特征反应与分子结构。（1）易错点：把 C=C 双键算成 2 个 σ键，或漏数 4 个 C—H σ键，导致比值写成 4∶1 或 6∶1；正确为 5∶1。（2）易错点：认为苯能使溴的四氯化碳溶液褪色——苯与液溴需 FeBr₃ 催化发生取代，与溴水/溴的 CCl₄ 溶液只发生萃取而不反应；己烯使酸性 KMnO₄ 褪色是因双键被氧化。（3）易错点：忘记烷烃通式 CₙH₂ₙ₊₂，把己烷、戊烷混算；由密度求摩尔质量是关键步骤（M = ρ × 22.4）。（4）易错点：把「介于单键和双键之间」误说成「既有单键又有双键」，或答成「苯能加成」——必须强调苯易取代、难加成及其结构原因。
7解答题
某同学在学习选修《物质结构与性质》时，围绕家庭日用化学品与消费理财中的化学知识整理了如下笔记，请你帮他完成分析。
已知信息：
① 家用不粘锅涂层、部分食品包装膜由聚四氟乙烯等高分子材料制成；不粘锅内胆基体为铝合金，而某款高档保温杯内胆为镁合金。
② 家用天然气的主要成分是甲烷（CH₄），瓶装液化气的主要成分之一是丙烯（CH₃CH＝CH₂），某些芳香型空气清新剂中含有苯（C₆H₆）。
③ 镁（Mg）晶体的堆积方式为六方最密堆积（hcp），铜（Cu）晶体的堆积方式为面心立方最密堆积（fcc）。
请回答下列问题：
（1）甲烷、丙烯、苯均只含碳、氢两种元素，它们都属于烃。请分别写出烷烃、烯烃的通式（用 n 表示碳原子数），并指出丙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色的原因。
（2）苯分子是平面正六边形结构，碳碳键的键长完全相同。请说明苯分子中碳碳键与碳碳单键、碳碳双键的关系，并解释苯为什么易发生取代反应而难发生加成反应。
（3）镁晶体的配位数是多少？请与面心立方最密堆积的铜晶体的配位数进行比较，并说明最密堆积的金属具有良好导电性的结构原因。
答案：（1）烷烃通式为 CₙH₂ₙ₊₂（n≥1）；烯烃通式为 CₙH₂ₙ（n≥2）。丙烯分子中含有碳碳双键，能与溴（Br₂）发生加成反应，消耗溴单质，故能使溴的四氯化碳溶液褪色。
（2）苯分子中的碳碳键既不是普通的碳碳单键，也不是普通的碳碳双键，而是一种介于单键和双键之间的独特的键（六个碳碳键完全相同，键长介于单键和双键之间）。正由于苯环中不存在典型的碳碳双键，苯不易发生加成反应（加成会破坏苯环的稳定结构）；而苯环上的氢原子容易被其他原子或原子团取代，故苯易发生取代反应、难发生加成反应。
（3）镁晶体为六方最密堆积（hcp），配位数为 12；面心立方最密堆积（fcc）的铜晶体配位数也是 12，两者配位数相同。金属晶体中存在自由电子（金属键为金属阳离子与自由电子之间的相互作用），自由电子在外加电场作用下可定向移动，因此金属具有良好的导电性。
解析：本题把烃的分类、通式与苯的结构放进日常生活消费情境（天然气、液化气、空气清新剂、保温杯），考查知识迁移。
（1）易错点：① 把烷烃通式误记为 CₙH₂ₙ，把烯烃通式误记为 CₙH₂ₙ₊₂，两者记混；② 只答「含双键」而不说明发生了加成反应。注意烯烃中 n≥2，因为至少要有两个碳原子才能形成碳碳双键。
（2）易错点：① 误认为苯中碳碳键是单双键交替结构；② 误认为苯「不能加成」——苯在特殊条件下（如 Ni 催化、加热加压）仍可与 H₂ 加成生成环己烷，只是「难」加成；③ 把苯易取代的原因归结为「含双键」，逻辑错误。
（3）易错点：① 把镁误认为面心立方最密堆积（镁是六方最密堆积 hcp）；② 混淆配位数，误答 8 或 6；③ 解释导电性时误答「有自由移动的离子」，应答自由电子。
8解答题
某品牌便携式暖手宝与自热火锅发热包的说明书中出现了多种物质，某同学查阅资料后整理出下列信息，并试图用「物质结构与性质」的知识解释其中的规律。
已知信息：
① 自热火锅发热包的主要成分是生石灰（CaO）和铝粉；暖手宝中的储热材料之一是十水合硫酸钠（Na₂SO₄·10H₂O）。
② 该同学用到的有机溶剂中，二氯甲烷（CH₂Cl₂）为四面体结构（中心原子为碳），二氧化碳（CO₂）为直线形分子，二氧化硫（SO₂）为 V 形（角形）分子。
③ 下表为几种物质的相对分子质量与常压沸点（℃）：
物质 相对分子质量 沸点/℃
---- ------------ ------
CH₄ 16 −161.5
CCl₄ 154 76.7
H₂O 18 100.0
请回答下列问题：
（1）CH₄ 和 CCl₄ 都是正四面体结构的非极性分子，但两者沸点相差很大。请从分子间作用力的角度解释原因，并判断 CH₂Cl₂ 是否为极性分子。
（2）CO₂ 是非极性分子，而 SO₂ 是极性分子。请从分子构型与键的极性能否抵消的角度加以解释。
（3）H₂O 的相对分子质量（18）远小于 CCl₄（154），但其沸点却远高于 CCl₄，请解释原因。该同学据此推断：同主族元素氢化物中，H₂S 的沸点一定高于 H₂O。你认为该推断是否正确？请说明理由。
答案：（1）CH₄ 和 CCl₄ 均为非极性分子，分子间作用力只有范德华力；CCl₄ 的相对分子质量（154）远大于 CH₄（16），分子中电子数更多，范德华力更强，因此 CCl₄ 的沸点高于 CH₄。CH₂Cl₂ 中 C—H 键与 C—Cl 键的极性不能完全抵消（正负电荷中心不重合），故 CH₂Cl₂ 是极性分子。
（2）CO₂ 为直线形分子（O＝C＝O），两个 C＝O 键的极性大小相等、方向相反，键的极性相互抵消，正负电荷中心重合，故为非极性分子；SO₂ 为 V 形（角形）分子，两个 S—O 键的极性不能相互抵消，正负电荷中心不重合，故为极性分子。
（3）水分子之间除范德华力外还存在氢键，氢键的作用力比范德华力强得多，使水的沸点显著升高，故 H₂O 沸点远高于 CCl₄。该同学的推断不正确：H₂O 分子间存在氢键，而 H₂S 分子间不存在氢键，实际沸点 H₂O（100 ℃）高于 H₂S（约 −60 ℃），因此不能简单依据相对分子质量判断沸点高低。
解析：本题把分子间作用力、分子极性放进自热火锅、暖手宝等消费情境，考查知识迁移与解释能力。
（1）易错点：① 误认为「相对分子质量越大，熔沸点一定越高」，忽略氢键、极性等因素；② 把范德华力误说成化学键（共价键），分子间作用力远弱于化学键；③ 判断 CH₂Cl₂ 极性时，误以为「四面体就一定非极性」，实际上四面体结构只有在四个取代基完全相同时键极性才抵消（如 CH₄、CCl₄）。
（2）易错点：① 只答「CO₂ 有极性键、SO₂ 也有极性键」而不分析构型；② 误认为所有三原子分子都是非极性（如 SO₂、H₂O 均为极性）；③ 混淆键的极性与分子的极性。
（3）易错点：① 不能识别氢键这一关键因素；② 认为氢键是化学键；③ 盲目用「相对分子质量越大沸点越高」这一规律外推到 H₂S 与 H₂O 的比较，得出错误结论。注意：同主族氢化物中，第 2 周期的 NH₃、H₂O、HF 因氢键而沸点反常偏高。