高中人教版 (2019)实验活动8 搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点一课一练

第七章　有机化合物

第一节　化认识有机化合物
第1课时　有机化合物中碳原子的成键特点 烷烃的结构

1．下列关于有机物的说法正确的是(　　)

A．有机物只能存在于动植物体内，不能通过人工的方法合成

B．有机物只含有碳、氢两种元素

C．含碳元素的化合物不一定属于有机物

D．烃是指燃烧后只生成CO2和H2O的有机物

【答案】　C

2．下列物质分子中，属于正四面体结构的是(　　)

A．CCl4  B．CHCl3   C．CH2Cl2  D．CH3Cl

【答案】　A

【解析】　只有CCl4是正四面体，另外三种物质都只是四面体，但不是正四面体。

3．对的叙述正确的是(　　)

A．有两种结构     B．只有一种结构   C．含有非极性键  D．有四种结构

【答案】　B

【解析】　甲烷分子的空间结构是正四面体。若氢原子分别被两个氯原子、两个氟原子代替，其结构变为四面体，碳原子位于四面体的中心位置，两个氯原子、两个氟原子不管从哪个方向与碳原子相连，它们都分别处在相邻的位置。故只有一种结构，如图所示。C—Cl、C—F均为极性键。若换成结构式、仍为一种而不是两种。CH2Cl2只有一种结构，可证明CH4是正四面体结构，而不是平面正方形结构。

4．下图是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型图，下列说法正确的是(　　)

A．CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构

B．CH4、CCl4都是正四面体结构

C．CH4和CCl4中的化学键均为非极性键

D．CH4、CCl4的结构相同，性质也相同

【答案】　B

5．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．正戊烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上

D．碳、氢原子个数比为1∶3的烷烃有两种

【答案】　B

【解析】　A项中环烷烃也符合要求，但它不是链烃，属于环烃；C项中由碳原子的成键方式和键角特征知，碳原子呈折线方式排列，因此正戊烷中的碳原子不在同一直线上；D项中n(C)∶n(H)＝1∶3时必为C2H6，一定是乙烷。

6．下列性质中，属于烷烃特征的是(　　)

A．完全燃烧只生成二氧化碳和水

B．它们不溶于水

C．分子的通式为CnH2n＋2，与氯气发生取代反应

D．它们密度都较小

【答案】　C

【解析】　分子通式为CnH2n＋2，与Cl2发生取代反应是烷烃的特征，而其他类别的烃燃烧时也产生二氧化碳和水，且密度较小，难溶于水，故A、B、D错误，选C。

7．有关烷烃的叙述：①都是易燃物；②特征反应是取代反应；③相邻两个烷烃在分子组成上相差一个甲基，其中正确的是(　　)

A．①和③  B．②和③  C只有①  D．①和②

【答案】　D

【解析】　相邻烷烃在分子组成上相差一个—CH2—，而不是—CH3。

8．下列数值都是烃的相对分子质量值，其对应的烃一定为烷烃的是(　　)

A．44  B．42  C．54  D．128

【答案】　A

【解析】　用CnH2n＋2的Mr＝14n＋2进行判断，44对应的烃是C3H8，42对应的烃是C3H6，54对应的烃是C4H6，128对应的烃是C9H20。由于1个C原子与12个H原子的式量之和相等，所以C9H20与C10H8的相对分子质量相等，则128对应的烃不一定是烷烃。

9．下列物质之间的相互关系错误的是(　　)

A．CH3CH2CH2CH2CH3和互为同分异构体

B．干冰和冰为同一种物质

C．CH3CH3和CH3CH2CH3互为同系物

D．12C和14C互为同位素

【答案】　B

【解析】　干冰是二氧化碳晶体，冰是固态的水。

11．下列关于烷烃的叙述，不正确的是(　　)

A．在烷烃分子中，只有单键

B．烷烃的通式为CnH2n＋2，符合该通式的烃不一定是烷烃

C．烷烃在一定条件下都能与Cl2发生取代反应

D．随着碳原子数的增加，烷烃的熔、沸点逐渐升高

【答案】　B

【解析】　烷烃中的碳碳键、碳氢键均为单键；烷烃在一定条件下都能与Cl2发生取代反应，取代反应是烷烃的典型性质；随着碳原子数的增加，烷烃的分子间作用力增大，使其熔、沸点逐渐升高；因烷烃分子中的氢原子已达饱和，故符合CnH2n＋2的有机物只能是烷烃。

12．下列关于CH4和CHCH3CH3CH3的叙述正确的是(　　)

A．均能用组成通式CnH2n＋2来表示

B．与所有烷烃互为同分异构体

C．它们物理、化学性质相同

D．通常情况下前者是气体，后者是液体

【答案】　A

【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的烷烃常温下是气体。

13．下列关于同系物的说法中，错误的是(　　)

A．同系物具有相同的最简式

B．同系物能符合同一通式

C．同系物中，相邻的同系物彼此在组成上相差一个CH2原子团

D．同系物的化学性质基本相似，物理性质随碳原子数增加而呈规律性变化

【答案】　A

【解析】　结构相似，必属同一类物质，因此有同一通式，但不一定有相同的最简式，A错误，B正确；相邻同系物组成上相差一个CH2原子团，C正确；因结构相似，所以化学性质基本相似，但组成上的差异使得物理性质随碳原子数增加而呈规律性变化，D正确。

14．下列叙述正确的是(　　)

A．分子式相同，各元素质量分数也相同的物质是同种物质

B．通式相同的不同物质一定属于同系物

C．分子式相同的不同物质一定是同分异构体

D．相对分子质量相同的不同物质一定是同分异构体

【答案】　C

【解析】　分子式相同的物质，结构不一定相同，所以不一定是同种物质；通式相同的不同物质不一定是同系物，也可能是同分异构体或是其他关系；相对分子质量相同，分子式不一定相同，如NO和C2H6，因此不一定是同分异构体。

15．观察下面几种烷烃的球棍模型

(1)与C互为同系物的是________，与C互为同分异构体的是____________ ____。

(2)在烷烃的同系物中，随碳原子数增加，其熔、沸点依次________(其中碳原子数满足________条件的烷烃常温下呈气态)，液态时密度依次____________。

【答案】　(1)A、B　D　(2)升高　小于或等于4　增大

【解析】　理解同系物、同分异构体的概念，会判断同系物、同分异构体。了解随碳原子数增加，烷烃熔点、沸点、密度的递变规律。

16．下列各图均能表示甲烷的分子结构，按要求回答下列问题。

(1)对号入座(填序号)：

甲烷的球棍模型是____________，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，上面________更能反映其真实存在状况。

【答案】　(1)C　B　(2)2　1　正四面体　D

【解析】　(1)这几种形式都可以表示甲烷这种物质，其中分子结构示意图(A)、球棍模型(C)及比例模型(D)均能反映甲烷分子的空间构型，但其中比例模型更能形象地表达出H、C的相对位置及所占比例；电子式(B)只反映原子最外层电子的成键情况。

(2)甲烷的结构式为，其分子空间构型若为平面正方形结构，则二氯甲烷有2种结构、；实际上甲烷为空间正四面体结构，所以二氯甲烷只有1种结构。

17．(1)乙烷的电子式为________________，分子式为CmH20的烷烃中m为________，分子式为C8Hn的烷烃中n为________，与CO2密度(同温同压)相同的烷烃分子式为________。

【答案】9　18　C3H8　

18．有下列结构的物质：①CH3(CH2)3CH3

② CH3CH2CH2CH2CH3　     ③ CH3CH2CH2CH2CH2CH3

其中，属于同系物的是________；属于同分异构体的是_________；属于同种物质的是________。

A．①②　B．②③　C．③④⑤⑥⑦　D．①③　E．③④⑤⑦　F．④⑥

【答案】　BD　E　AF

【解析】　7种物质均为烷烃，若碳原子数不同，则互为同系物；若碳原子数相同，而结构不同，则互为同分异构体；若碳原子数相同，且结构也相同，则为同一种物质。7种物质的分子式分别为①C5H12　②C5H12　③C6H14　④C6H14　⑤C6H14　⑥C6H14　⑦C6H14。所以①②中任一物质与③④⑤⑥⑦中任一物质均属于同系物；①②结构相同，属于同种物质，④⑥结构相同，属于同种物质；③④⑤⑦或③⑤⑥⑦互为同分异构体。

19．已知某烷烃分子中电子数为42。

(1)该烷烃的分子式为______________________________________________。

(2)写出该烷烃分子的所有同分异构体的结构简式___________________。

(3)上述同分异构体中，在相同条件下沸点最低的是____________。(写结构简式)

【答案】　(1)C5H12

(2)CH3—CH2—CH2—CH2—CH3、

【解析】　(1)烷烃分子通式为CnH2n＋2，则其分子中电子数为6n＋(2n＋2)＝42，n＝5，烷烃分子式为C5H12。

(2)烷烃C5H12有三种同分异构体，其结构简式分别为CH3—CH2—CH2—CH2—CH3、。

(3)烷烃分子中，碳原子数相同时，所带支链越多，其沸点越低，因此烷烃C5H12三种同分异构体中，沸点最低。