2020版高中化学 第3章 重要的有机化合物

2020版高中化学 第3章 重要的有机化合物

第2课时　有机化合物的结构特点 课后篇巩固提升 A组 ‎1.下列有机物不属于烃类的是(　　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A.CH4 B.C2H‎4 ‎C.C6H6 D.C2H6O 解析烃是只含有碳氢两种元素的有机物,D中含有O元素,所以不属于烃类。‎ 答案D ‎2.下列有关烷烃的叙述中,不正确的是(　　)‎ A.在烷烃分子中,所有的化学键都为单键 B.所有的烷烃在光照条件下都能与Cl2发生取代反应 C.烷烃的分子通式为CnH2n+2,符合该通式的烃不一定是烷烃 D.随着碳原子数的增加,烷烃的熔、沸点逐渐升高 解析烷烃中的碳碳键、碳氢键均为单键,且烷烃在光照条件下都能与Cl2发生取代反应,这是烷烃的结构特征和反应特征,故A、B项均正确;由于烷烃分子的通式CnH2n+2中的C原子已达饱和,所以符合CnH2n+2的有机物只可能为烷烃,故C项错误;由于随着C原子数的增加,烷烃的相对分子质量增大,其熔、沸点升高,故D项正确。‎ 答案C ‎3.根据下表中烃的分子式排列规律,判断空格中烃的同分异构体数目是(　　)‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ CH4‎ C2H4‎ C3H8‎ C4H8‎ C6H12‎ C7H16‎ C8H16‎ A.3 B‎.4 ‎C.5 D.6‎ 解析根据表中烃的分子式排列,可知烃中碳原子数依次递增,处于奇数格内的烃符合通式CnH2n+2,处于偶数格内的则符合通式CnH2n,故第5空格内烃的分子式为C5H12,为戊烷,有CH3CH2CH2CH2CH3(正戊烷)、(异戊烷)和(新戊烷)三种同分异构体。‎ 答案A ‎4.下列说法不正确的是(　　)‎ A.烷烃中每个碳原子都形成四个共价单键 B.正丁烷的四个碳原子可以在同一条直线上 C.甲烷、乙烷、丙烷的结构都只有一种 D.任何烷烃分子不可能为平面结构 解析C原子的最外层有四个电子,故能与其他原子形成四个共价键,在烷烃中原子之间都是单键,A项正确;由碳原子的四个共价键在空间排列成四面体结构推知,丁烷的四个碳原子一定不在同一条直线上,B项错;烷烃从丁烷开始才有同分异构体,C项正确;烷烃中C原子形成四个共价键,这四个键在空间排列成四面体形,故不可能为平面结构,D项正确。‎ 答案B ‎5.下列化学式只表示一种纯净物的是(　　)‎ 8‎ A.C2H6 B.C4H10‎ C.C2H4Cl2 D.C 解析A是CH3CH3,无同分异构体;B有CH3CH2CH2CH3和两种同分异构体;C有CH2ClCH2Cl和CHCl2CH3两种同分异构体;D中碳有多种不同单质,如金刚石、石墨等。‎ 答案A ‎6.运动会火炬一般使用丙烷作燃料。下列关于丙烷的说法中正确的是(　　)‎ A.常温常压下是液体 B.分子中所有原子在同一直线上 C.丙烷充分燃烧不会产生污染,是一种清洁能源 D.一氯取代产物有3种同分异构体 解析常温常压下丙烷是气体;丙烷是立体结构,所有原子不在同一直线上;丙烷充分燃烧产生水和二氧化碳,不会产生污染;丙烷的一氯取代产物有2种同分异构体。‎ 答案C ‎7.为验证烷烃分子中含有碳、氢两种元素,可将其燃烧产物通过a.浓硫酸　b.澄清石灰水　c.无水硫酸铜,正确的通过顺序是(　　)‎ A.abc B.bc C.bca D.cb 解析验证烷烃中的氢元素需用无水CuSO4检验燃烧产物中的H2O,验证碳元素需用Ca(OH)2检验燃烧产物中的CO2。‎ 答案D ‎8.某烃具有同分异构体,且各同分异构体的一氯代物的种数相同,该烃的分子式是(　　)‎ A.CH4 B.C3H‎8 ‎C.C4H10 D.C5H12‎ 解析A、B项的物质没有同分异构体,C项C4H10有CH3CH2CH2CH3和两种结构,其分子中均有2种等效氢原子,即一氯代物都有2种;D项,C5H12有CH3CH2CH2CH2CH3、和 C(CH3)43种结构,其分子中分别有3种、4种和1种等效氢原子,即一氯代物分别有3种、4种、1种。‎ 答案C ‎9.1 mol某烷烃在氧气中完全燃烧,需要消耗氧气‎246.4 L(标准状况下)。它在光照条件下与氯气反应能生成4种不同的一氯取代物。该烃的结构简式是(　　)‎ A. B.CH3CH2CH2CH2CH3‎ C. D.‎ 解析 8‎ 题目提示的信息是“某烷烃在氧气中完全燃烧”,所以产物是二氧化碳和水。设该烷烃的分子式为CnH2n+2,根据碳原子、氢原子结合氧的多少,得1 mol该烃完全燃烧的耗氧量为(n+) mol。所以(n+) mol=,得n=7,故排除B、C两项。A项中,的一氯取代物有4种,而D项中的一氯取代物只有3种,故答案为A。‎ 答案A ‎10.按要求填写下列空白:‎ ‎(1)乙烷的结构式:　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)丙烷的结构简式:　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)分子中含30个氢原子的烷烃的分子式:　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)相对分子质量为58的烷烃的结构有　　　　　种;试分别写出它们的结构简式:　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)分子式为C5H12的直链烷烃的习惯命名为　　　　　　　　　　,其一氯代物只有一种的结构简式为　　　　　　　　。 ‎ 解析(1)乙烷的分子式为C2H6,结构式为。(2)丙烷的分子式为C3H8,其结构简式为CH3CH2CH3。(3)由烷烃的分子通式可知:2n+2=30,n=14,分子式为C14H30。(4)由烷烃的分子通式可知14n+2=58,n=4,C4H10的结构有2种,分别为CH3CH2CH2CH3、。(5)C5H12的直链烷烃为正戊烷,其一氯代物只有一种的是。‎ 答案(1)‎ ‎(2)CH3CH2CH3　(3)C14H30‎ ‎(4)2　CH3CH2CH2CH3、‎ ‎(5)正戊烷　‎ ‎11.某气态烃在标准状况下密度为‎2.59 g·L-1。‎ 8‎ ‎(1)其摩尔质量为　　　　。 ‎ ‎(2)该烃的含碳量为82.8%,则分子中碳、氢原子的个数比是　　　　,分子式是　　　　。 ‎ ‎(3)可能的结构简式:　。 ‎ 解析(1)M=‎2.59 g·L-1×‎22.4 L·mol-1≈‎58 g·mol-1。‎ ‎(2)N(C)∶N(H)=≈2∶5,则烃的最简式为C2H5。设其分子式为(C2H5)x,则有(12×2+5)x=58,x=2,所以烃的分子式为C4H10。‎ ‎(3)可能的结构简式为CH3CH2CH2CH3(正丁烷)、。‎ 答案(1)‎58 g·mol-1　(2)2∶5　C4H10‎ ‎(3)CH3CH2CH2CH3、‎ ‎12.已知某种气态化石燃料含有碳和氢两种元素。为了测定这种燃料中碳和氢两种元素的质量分数,可将气态燃料放入足量的氧气中燃烧,并使产生的气体全部通入如图所示的装置,得到如表所列的实验数据(U形管中干燥剂只吸收水蒸气且假设产生的气体完全被吸收)。‎ 实验前 实验后 ‎(干燥剂+U形管)的质量 ‎101.1 g ‎102.9 g ‎(石灰水+广口瓶)的质量 ‎312.0 g ‎314.2 g 根据实验数据求:‎ ‎(1)实验完毕后,生成物中水的质量为　　　 g。假设广口瓶里生成一种正盐,其质量为　　　 g。 ‎ ‎(2)生成的水中氢元素的质量为　　　 g。 ‎ ‎(3)生成的CO2中碳元素的质量为　　　 g。 ‎ ‎(4)该气态化石燃料中碳元素与氢元素的质量比为　　　。 ‎ 解析(1)生成水的质量为‎102.9 g-101.1 g=‎1.8 g,生成正盐即CaCO3的质量为:‎ ‎×‎100 g·mol-1=‎5 g。‎ ‎(2)生成的水中氢元素的质量为:‎ ‎×‎2 g·mol-1=‎0.2 g。‎ 8‎ ‎(3)生成的CO2中碳元素的质量为:‎ ‎×‎12 g·mol-1=‎0.6 g。‎ ‎(4)碳元素与氢元素的质量比为0.6∶0.2=3∶1。‎ 答案(1)1.8　5　(2)0.2　(3)0.6　(4)3∶1‎ B组 ‎1.下列说法正确的是(　　)‎ A.碳碳间以单键结合,碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定是饱和链烃 B.分子组成符合CnH2n+2的烃一定是烷烃 C.正戊烷分子中所有碳原子均在一条直线上 D.新戊烷的一氯取代物有2种 解析A项符合条件的烃为饱和烃,可为烷烃,也可为环烷烃,但分子组成符合CnH2n+2的烃一定为烷烃,故A错误,B正确;在烷烃分子中与碳原子紧邻的四个原子构成四面体形,所以正戊烷分子中所有碳原子呈锯齿形,而非直线形,故C错误;新戊烷分子完全对称,分子中只有一种氢原子,故一氯取代物只有一种,故D错误。‎ 答案B ‎2.导学号15184058分子式为C4H8Cl2的有机物共有(不含立体异构)(　　)‎ A.7种 B.8种 C.9种 D.10种 解析C4H8Cl2对应的烷烃为C4H10,C4H10有两种同分异构体:CH3CH2CH2CH3和。‎ CH3CH2CH2CH3对应的二氯代物有6种:‎ CH3CH2CH2CHCl2、CH3CH2CCl2CH3、‎ CH3CH2CHClCH2Cl、CH3CHClCHClCH3、‎ CH3CHClCH2CH2Cl、CH2ClCH2CH2CH2Cl。‎ 对应的二氯代物有3种:‎ ‎、、。故C4H8Cl2共有9种同分异构体。‎ 答案C ‎3.导学号‎1518405925 ℃‎和101 kPa时,乙烷、乙炔(C2H2)和丙烯(C3H6)组成的混合烃32 mL与过量氧气混合并完全燃烧,除去水蒸气,恢复到原来的温度和压强,气体总体积缩小了72 mL,原混合烃中乙炔的体积分数为 (　　)‎ A.12.5‎‎% B.25% C.50% D.75%‎ 解析根据反应方程式:C2H6+O22CO2+3H2O、C2H2+O22CO2+H2O、C3H6+O23CO2+3H2O,结合差量法可知,1体积的C2H6和C3H6完全燃烧,混合气体体积都减小2.5体积,设C2H6和C3H6混合气体的体积为x,C2H2的体积为y,则有x+y=32 mL,2.5x+1.5y=72 mL,解之得:x=24 mL,y=8 mL,故原混合烃中C2H2的体积分数为×100%=25%。‎ 8‎ 答案B ‎4.下列烷烃在光照下与氯气反应,只生成一种一氯代烃的是(　　)‎ A.CH3CH2CH2CH3‎ B.‎ C.‎ D.‎ 解析本题主要考查烷烃的取代反应和同分异构体的有关知识,由题意分析,若只产生一种一氯代烃,则该烃中只有一类氢原子。A、B项中有两类氢原子,故有两种一氯代烃,C项中四个—CH3对称,12个氢原子的位置完全相同,故只生成一种一氯代烃,而D项中有四类氢原子,可生成四种一氯代烃。‎ 答案C ‎5.关于CH4和的叙述正确的是 (　　)‎ A.均能用组成通式CnH2n+2来表示 B.与所有烷烃互为同位素 C.因为它们结构相似,所以它们的化学性质相似,物理性质相同 D.通常情况下它们都是气态烷烃 解析A项,因二者均为烷烃,都符合通式CnH2n+2;B项,它们与其他烷烃互为同系物;C项,化学性质相似,但物理性质不同;D项,碳原子数小于或等于4的烷烃在常温下都是气体。‎ 答案A ‎6.写出下列各烷烃的分子式。‎ ‎(1)烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的43倍,　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)烷烃B的碳原子数是5,　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)分子中含有26个电子的烷烃D,　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)室温下相对分子质量最大的气态直链烷烃F,　　　　　　　　　　　。 ‎ 解析(1)M=‎2 g·mol-1×43=‎86 g·mol-1,所以14n+2=86,n=6,即该烷烃的分子式为C6H14。‎ ‎(2)根据烷烃的通式CnH2n+2,n=5时,得2n+2=12,该烷烃的分子式为C5H12。‎ ‎(3)由CnH2n+2可知:6n+2n+2=26,n=3。该烷烃的分子式为C3H8。‎ ‎(4)室温下相对分子质量最大的气态直链烷烃应为CH3CH2CH2CH3,分子式为C4H10。‎ 答案(1)C6H14　(2)C5H12　(3)C3H8　(4)C4H10‎ ‎7.烃是一类重要的有机物。‎ ‎(1)验证某有机物属于烃,应完成的实验内容是　。 ‎ A.只测定它的C、H比 B.只要证明它完全燃烧后产物只有H2O和CO2‎ C.只测定其燃烧产物H2O和CO2的物质的量之比 D.测定该试样的质量及完全燃烧后生成H2O和CO2的质量 8‎ ‎(2)现有CH4、C2H4、C3H4、C2H6、C3H6五种烃。等质量的以上物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是　　　　;等物质的量的以上五种物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是　　　　。 ‎ ‎(3)某烃的一种同分异构体只能生成1种一氯代物,该烃的分子式可以是　　　　。 ‎ A.C3H8 　B.C4H‎10 ‎C.C5H12 D.C6H14‎ 解析(1)A、B、C选项均无法判断该有机物中是否含氧,故不能达到目的;而D选项中,通过生成物CO2和H2O的质量,可计算出碳和氢的质量,若两者的质量和等于该试样的质量,则证明只含碳、氢两元素,即该有机物是烃。‎ ‎(2)相同质量的烃(CxHy)完全燃烧时的耗氧量相对大小由决定,越大,耗氧量越大;相同物质的量的烃完全燃烧时的耗氧量由(x+)决定。‎ ‎(3)分析C3H8、C4H10、C6H14各种结构,生成的一氯代物不止1种,从CH4、C2H6的一氯代物只有1种,衍生分析下去,C(CH3)4,(CH3)‎3C—C(CH3)3,……的一氯代物只有1种,此题是一种典型的逆向思维方式,关键是不重复、不遗漏,要巧抓“对称性”。‎ 答案(1)D　(2)CH4　C3H6　(3)C ‎8.导学号15184060为了测定一种气态烃A的分子式,取一定量的A置于一密闭容器中燃烧,定性实验表明产物是CO、CO2和水蒸气。学生甲、乙设计了两种方案,均认为根据自己的方案能求出A的最简式。他们测得的有关数据如下(箭头表示气流的方向,实验前系统内的空气已排尽):‎ 甲:燃烧产物质量增加‎2.52 g质量增加‎1.30 g生成CO2 ‎‎1.78 g 乙:燃烧产物质量增加‎5.60 g减轻‎0.64 g质量增加‎4 g 试回答:‎ ‎(1)根据甲、乙两方案,你认为哪种方案能求出A的最简式?‎ ‎(2)请根据你选择的方案,通过计算求出A的最简式。‎ ‎(3)若要确定A的分子式,是否还需要测定其他数据?并说明原因。‎ 解析要确定烃的最简式,只需要计算n(C)∶n(H)即可,即只要计算。‎ 甲方案中先通过浓硫酸质量增加‎2.52 g,即n(H2O)==0.14 mol,n(H)=0.28 mol,再通过碱石灰吸收CO2 ‎1.30 g,点燃又生成CO2 ‎1.78 g,这两步中共有CO2的物质的量为n(CO2)==0.07 mol,所以,最简式为CH4;‎ 乙方案先通过碱石灰,吸收CO2和H2O,无法计算H2O和CO2的物质的量,也无法计算n(C)∶n(H),无法求A的最简式。‎ 本题不需要测定其他数据,因为最简式符合n(C)∶n(H)=1∶4的烃只有甲烷。‎ 答案(1)甲方案。‎ 8‎ ‎(2),即最简式为CH4。‎ ‎(3)不需要,因为最简式符合n(C)∶n(H)=1∶4的烃只有甲烷。‎ 8‎