高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 认识有机化合物精品同步测试题

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第09周  认识有机化合物课标要点(1)通过认识有机化合物中碳原子的成键特点，从微观的化学键视角探析有机化合物的分子结构。(2)通过认识有机化合物的同分异构现象，从分子结构的多样性角度探析有机化合物性质的多样性。(3)通过认识烷烃的命名法和同系物的概念，从物质分类的角度辨识各类有机化合物的结构和性质特点。(4)以烷烃的代表物——甲烷的结构和性质为模型，认知烷烃的结构和性质。重点:从物质分类、化学键、有机分子结构的多样性角度辨识和探析有机化合物的结构和性质。难点:甲烷与氯气发生取代反应的实验探究和反应原理的微观探析。（限时：50分钟  满分80分）一、选择题：本题共15个小题，每小题3分，共45分。1．下列关于有机物结构特点的说法中，正确的是（    ）A．CH4具有正四面体结构 B．碳原子之间只能形成C-C单键C．含碳元素的物质都是有机物 D．碳原子之间只能形成碳链【答案】A【解析】A．CH4具有正四面体结构，故A正确；B．碳原子之间能形成碳碳单键，碳碳双键，碳碳三键，故B错误；C．含碳元素的物质不一定都是有机物，比如CO，故C错误；D．碳原子之间能形成碳链，也可以形成碳环，故D错误。综上所述，答案为A。2．下列化学式及结构式，从成键情况看合理的是A．CH3N： B．CH2SO：C．CH4S： D．CH4Si：【答案】B【解析】A．CH3N：中，N原子形成了4个共价键，而C原子只形成3个共价键，与事实不符，A不正确；B．CH2SO：中，O、S原子的最外层有6个电子，可形成2个共价键，C原子的最外层有4个电子，可形成4个共价键，与事实相符，B正确；C．CH4S：中，C原子只形成3个共价键，而S原子却形成了3个共价键，与事实不符，C不正确；D．CH4Si：中，C、Si的最外层都有4个电子，C、Si原子间应形成双键，D不正确；故选B。3．如图所示为乙醇（）和二甲醚（）的球棍模型，下列说法错误的是（   ）A．两者互为同分异构体 B．两者的化学键完全相同C．两者的化学性质不同 D．两者的相对分子质量相同【答案】B【详解】乙醇和二甲醚的分子式相同（均为），但两者的结构不同，故两者互为同分异构体：A．根据上述分析，两者互为同分异构体，故A正确；B．从球棍模型可知，在乙醇分子中存在碳碳单键、碳氧单键、氢氧键、碳氢键，而二甲醚分子中只有碳氧单键与碳氢键，二者化学键不完全相同，故B错误；C．由于两者的结构不同，且属于不同类物质，故两者的化学性质必然不同，故C正确；D．两者互为同分异构体，同分异构体的分子式和相对分子质量相同，故D正确；答案选B。4．以下关于甲烷的说法中，正确的是 ①一氯甲烷分子具有四面体结构②二氯甲烷有两种同分异构体③甲烷与发生光照取代，取代需④甲烷分子中四个键，任意两个之间的键角均相等A．②③④ B．②③ C．①④ D．①③【答案】C【解析】①一氯甲烷分子为甲烷中一个H原子被Cl取代，C为sp3杂化，但CH3Cl的结构不对称，为四面体结构，故①正确；②甲烷为正四面体结构，为立体结构，所以二氯甲烷只有一种，故②错误；③甲烷与氯气发生一氯取代的方程式为：CH4+Cl2→CH3Cl+HCl，取代1molH需要1mol氯气，故③错误；④甲烷分子中四个碳氢键完全相同，四个C-H键的任意两个之间的键角均相等，故④正确；故选：C。5．下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是A．甲烷与氯气以物质的量之比为1∶4混合时只生成CCl4B．甲烷与氯气反应生成的产物中CH3Cl的量最多C．甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物D．1mol甲烷生成CH2Cl2最多消耗1mol氯气【答案】C【解析】A．甲烷与氯气一旦发生取代反应就不会停止在某一步，四种有机物都会产生，故得不到纯净的CH3Cl，A错误；B．甲烷与氯气的反应中每取代1 mol氢原子，消耗1 mol氯气，生成1 mol HCl，故产物中HCl最多，B错误；C．由A分析可知，甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物，C正确；D．1 mol甲烷生成CH2Cl2最多消耗2mol氯气，D错误。故选C。6．与互为同分异构体的是A． B．C． D．【答案】C【解析】同分异构体是分子式相同结构不同的化合物，题干中的有机物的分子式为C5H12，根据系统命名法，名称为2-甲基丁烷。A．分子式为C4H10，和题干中的有机物分子式不同，不互为同分异构体，故A不选；B．分子式是C5H12，名称也为2-甲基丁烷，和题干中的有机物是同种物质，故B不选；C．分子式是C5H12，名称为2，2-二甲基丙烷，和题干中的有机物是同分异构体，故C选；D．分子式是C6H14，和题干中的有机物分子式不同，不互为同分异构体，故D不选；故选C。7．下列各组物质中，属于同系物的是①；②；③；④A．①③ B．①④ C．②③ D．③④【答案】BD【解析】在题目已知的四种物质中，①是3，4-二甲基己烷；②是4，4-二甲基1-己烯；③是2，3，3-三甲基戊烷；④是2，2，4，4-四甲基己烷。其中的①④结构相似，在分子组成上相差2个CH2原子团，二者互为同系物；③④结构相似，在分子组成上相差2个CH2，二者互为同系物；②属于烯烃，属于不饱和烃，与①③④的烷烃不属于同系物关系，故合理选项是BD。8．下列反应属于取代反应的是A．CH4+2O2CO2+2H2O B．CH4C+2H2C．CH4+Cl2CH3Cl+HCl D．Fe+2HCl=FeCl2+H2↑【答案】C【解析】A．CH4+2O2CO2+2H2O是氧化反应，故不选A；       B．CH4C+2H2是分解反应，故不选B；C．CH4+Cl2CH3Cl+HCl是甲烷分子中1个H原子被1个Cl原子取代生成CH3Cl，属于取代反应，故选C；D．Fe+2HCl=FeCl2+H2↑是置换反应，故不选D；选C。9．下列关于烃的说法中正确的是A．烷烃不能发生加成反应，烯烃不能发生取代反应B．烷烃中含饱和键，烯烃、炔烃中含不饱和键C．能发生加成反应的一定是烯烃D．符合通式CnH2n+2的一定是链状烷烃，符合通式CnH2n的一定是烯烃【答案】B【解析】A．烯烃的代表性质是加成反应，烯烃中-H原子较活泼，烯烃在一定条件下也能能发生取代反应，故A错误；B．烷烃中只含有单键，不存在不饱和键，而烯烃和炔烃中分别含有碳碳双键、碳碳三键，故B正确；C．含有不饱和键（除了羧基和酯基以外）的化合物都能发生加成反应，如烯烃、炔烃等，所以能发生加成反应的不一定是烯烃，故C错误；D．通式CnH2n+2是饱和链烃（烷烃），而通式CnH2n可能是环烷烃，不一定是烯烃，故D错误；答案选B。10．下列有关烷烃(C4H10)的叙述不正确的是A．分子中碳原子不在同一直线上B．分子中所有原子不可能在同一平面内C．符合该分子式的烷烃的一氯代物共有4种D．不能发生氧化反应【答案】D【解析】A．烷烃(C4H10)中的C原子具有甲烷的四面体结构，分子中四个C原子不可能在同一直线上，A正确；B．烷烃(C4H10)中的C原子具有甲烷的四面体结构，分子中所有原子不可能在同一平面上，B正确；C．烷烃(C4H10)有CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2两种结构，每种结构中都含有2种不同的H原子，故符合该分子式的烷烃的一氯代物共有4种，C正确；D．该物质是烃，属于可燃物，其能够完全燃烧产生CO2、H2O，燃烧反应属于氧化反应，D错误；故合理选项是D。11．下列有关简单烷烃的描述，说法错误的是A．原子间所成的键都是单键B．都易燃烧，都难溶于水C．分子组成上满足通式CnH2n＋2(n≥1)D．相邻两个烷烃分子组成上相差一个甲基【答案】D【解析】烷烃属于饱和烃，碳碳原子间成单键，剩余的价键与氢相连，分子组成上满足通式CnH2n＋2(n≥1)，所有的烷烃均不溶于水，能够燃烧；相邻的两个烷烃分子在组成上相差一个CH2原子团，而不是甲基，故A、B、C正确，D错误；故选D。12．下列说法错误的是（      ）A．烷烃的通式为CnH2n+2，随n值的增大，碳元素的质量分数逐渐增大B．分子式为C2H6和分子式为C5H12的烷烃的一氯代物的数目不可能相同C．丙烷的球棍模型为D．和属于同种物质【答案】B【详解】A．由烷烃中碳元素的质量分数计算式=可知，随着碳原子数逐渐增多碳元素的质量分数逐渐增大，A正确；B．C2H6的一氯代物只有一种，C5H12中的新戊烷的一氯代物也只有一种，因此可能相同，B错误；C．符合丙烷球棍模型的表示方式，C正确；D．二者的分子式相同，结构相同，属于同种物质，D正确；故选B。13．下列关于CH4、CH3CH3和的叙述正确的是A．均能用通式CnH2n＋2来表示B．与所有烷烃互为同素异形体C．它们都是烷烃，结构中都既有极性共价键又有非极性共价键D．它们的性质完全相同【答案】A【解析】A．CH3CH3的分子式为C2H6，的分子式为C4H10，三者均可以用通式CnH2n＋2来表示，A正确；B．由同种元素组成的不同的单质互为同素异形体，三者均为化合物，其他烷烃也为化合物，不互为同素异形体，B错误；C．三者都是烷烃，但甲烷中只含C-H极性共价键，不含非极性共价键，C错误；D．三者都是烷烃，化学性质相似，但熔、沸点等物理性质不相同，D错误；答案选A。14．丁烷(分子式为C4H10)是家用液化石油气的成分之一，也用作打火机的燃烧，下列关于丁烷的叙述不正确的是A．在常温下，C4H10是气体B．C4H10与CH4互为同系物C．正丁烷和异丁烷互为同分异构体，两者的性质完全相同D．正丁烷中四个碳原子不在同一直线上【答案】C【解析】A．一般情况下烃分子中C原子数少于4个的物质呈气态，则在常温下，C4H10是气体，A正确；B．C4H10与CH4属于烷烃，结构相似，在分子组成上相差3个CH2原子团，因此二者互为同系物，B正确；C．正丁烷和异丁烷互为同分异构体，两者的结构不同，因此是不同的物质，化学性质相似，但物理性质不同，C错误；D．正丁烷分子中C原子为饱和C原子，具有甲烷的四面体结构，因此分子中四个碳原子不在同一直线上，也不在同一平面内，D正确；故合理选项是C。15．如图所示的碳氢化合物像中文的“井”字。下列说法正确的是A．分子式为B．是甲烷的同系物C．不能发生氧化反应D．其一氯代物有2种【答案】A【详解】A．键线式的端点和交点均表示碳原子，式中含有一个环状结构，所以分子式为，A正确；B．该烃为环烷烃，甲烷属于烷烃，它们不是同系物，B错误；C．烃能与氧气发生氧化反应，C错误；D．该烃结构中8个甲基对称，所以其一氯代物只有1种，D错误。故选A。二、非选择题：共35分。16．有下列结构的物质：①CH3(CH2)3CH3②CH3CH2CH2CH2CH3③CH3CH2CH2CH2CH2CH3④⑤⑥⑦。其中：(1)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(2)烃分子中失去一个氢原子后剩余的部分叫烃基，如—CH3叫甲基。则符合—C5H11的烷基共有___种，C5H11F的同分异构体共有____种。【答案】(1)     BD     E     AF(2)     8     8【解析】(1)七种有机物均为烷烃，①②均含有5个碳的烷烃，且为同一种物质正戊烷；③④⑤⑥⑦均含有6个碳的烷烃，两组相差1个CH2,符合由前面一组①②和后面一组③④⑤⑥⑦各一个组合的均符合同系物的关系，符合条件只有BD，答案选BD；①②为同一种物质；③④⑤⑥⑦中有④⑥为同一种物质，故③④⑤⑦互为同分异构体或③⑤⑥⑦互为同分异构体，答案选E；根据结构简式可知，①②为同一种物质；④⑥为同一种物质，答案为AF；(2)符合—C5H11的烷基戊基是由戊烷去除一个氢后产生的，C-C-C-C-C，正戊烷形成的戊基有3种；C-C-C(-C)2，异戊烷形成的戊基有4种；C(-C)4，新戊烷形成的戊基有1种，共8种；C5H11F是戊基与F原子相连，同分异构体与戊基的数目一样，共有8种。17．如图所示，U形管的左端用橡胶塞封闭，充有甲烷和氯气(体积比为1∶4)的混合气体，假定氯气在水中的溶解可以忽略不计。将封闭有甲烷和氯气混合气体的装置放置在有漫射光的地方让混合气体缓慢反应一段时间。(1)假设甲烷与氯气反应充分，且只生成一种有机物，写出发生反应的化学方程式____。(2)经过几个小时的反应，U形管右端的水面变化是____。A．升高 B．降低 C．不变 D．无法确定(3)若水中含有Na2SiO3，则在U形管左端会观察到____。(4)右端玻璃管的作用是____。(5)若把1体积的CH4和4体积的Cl2组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒置在盛有饱和食盐水的水槽里，放在光亮处，试推测可观察到的现象是____。①黄绿色逐渐消失②试管壁上有油珠出现③水位在试管内上升到一定高度④水槽内有少量晶体析出⑤液面上有白雾A．①③ B．①②③ C．①②③④⑤ D．①②③④【答案】(1)CH4+4Cl2CCl4+4HCl(2)B(3)有白色胶状沉淀生成(4)平衡压强(5)D【解析】(1)光照条件下甲烷与氯气发生取代反应，根据题意，甲烷和氯气以1∶4完全反应，且只生成一种有机物，说明甲烷中的H原子全部被取代生成四氯化碳，化学方程式为CH4+4Cl2CCl4+4HCl；(2)氯气和甲烷在光照条件下发生取代反应，产物中HCl易溶于水，有机产物中只有一氯甲烷为气态，其余均为液态，所以气体的体积会减小，左侧压强降低，液面升高，右侧的液面会降低，故选B；(3)取代反应产物中有HCl，HCl会和硅酸钠反应生成硅酸沉淀，所以会观察到有白色胶状沉淀生成；(4)反应过程中U形管内压强会降低，玻璃管连接大气，可以平衡压强；(5)①氯气是黄绿色气体，氯代甲烷和氯化氢都是无色气体，光照条件下，甲烷和氯气发生取代反应生成氯代烃和氯化物，所以气体颜色变浅，最终逐渐消失，故①正确；②二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳都是液态有机物且不溶于水，所以瓶内壁有油状液滴生成，故②正确；③该反应中有氯化氢生成，氯化氢极易溶于水导致试管内压强减小，水进入试管水位上升到一定高度，故③正确；④氯化氢溶于水后溶液中氯离子浓度增大，导致氯化钠固体析出，故④正确；⑤因为生成的氯化氢溶于水，液面上不会产生白雾，故⑤错误；综上分析①②③④符合题意，故答案为：D。18．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50倍____。(2)烷烃B的分子中含有200个氢原子____。(3)1L烷烃C的蒸气完全燃烧时，生成同温同压下16L的水蒸气____。(4)分子中含有22个共价键的烷烃D____。(5)0.1mol烷烃E完全燃烧，消耗标准状况下的O211.2L____。(6)室温下相对分子质量最大的气态直链烷烃F____。【答案】(1)C7H16  (2)C99H200  (3)C15H32 (4)C7H16  (5)C3H8  (6)C4H10【解析】烷烃的通式为CnH2n+2；(1)烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的50倍，则A的相对分子质量为50×2=100，则12n+(2n+2)=10，n=7，化学式为C7H16；(2)烷烃B的分子中含有200个氢原子，则2n+2=200，n=99，化学式为C99H200；(3)1L烷烃C的蒸气完全燃烧时，生成同温同压下16L的水蒸气，相同条件下气体体积比等于物质的量比，则1个C分子中含有氢原子的数目为16×2=32，则n=15，化学式为C15H32；(4)烷烃CnH2n+2中共价键的数目为3n+1，分子中含有22个共价键的烷烃D，则n=7，化学式为C7H16；(5)1mol烷烃CnH2n+2完全燃烧消耗O2的物质的量为，0.1mol烷烃E完全燃烧，消耗标准状况下的O211.2L，O2的物质的量11.2L÷22.4L/mol=0.5mol，则1molE完全燃烧消耗O2的物质的量为5mol，，n=3，化学式为C3H8；(6)室温下相对分子质量最大的气态直链烷烃F为正丁烷，化学式为C4H10。19．按要求完成下列各题：(1)同温同压下蒸气的密度是H2的43倍的烷烃的分子式为___________，其中一氯代物只有2种的结构简式为___________。(2)碳原子数是5的烷烃的同分异构体有___________种，其中含有甲基个数最多的结构简式为___________，该物质的习惯命名为___________。(3)分子中含有26个电子的烷烃的二氯代物有___________种，其不含甲基的结构简式为___________。(4)碳原子数小于10的烷烃中一氯代物只有一种结构的物质有___________种，其中含有碳原子个数最少的物质的电子式为___________。(5)请总结书写烷烃同分异构体的方法(至少两点)：___________。【答案】        3        新戊烷    4        4        ①先写出碳原子数最多的直链烷烃，再将直链碳原子逐渐减少，减少的碳原子作为支链；②烷烃只存在碳链异构，可结合等效氢，借助取代产物的数目写出结构简式    【详解】(1)同温同压下蒸气的密度是的43倍的烷烃的相对分子质量为，由烷烃的通式可知，此烷烃为，共有5种同分异构体，其中一氯代物只有2种的结构简式为。(2)碳原子数是5的烷烃的分子式为，其同分异构体分别是正戊烷、异戊烷和新戊烷，共3种，其中甲基最多的是，其烷烃的习惯命名是新戊烷。(3)碳原子核外电子数是6，H原子核外电子数是1，结合烷烃的通式可知，分子中含有26个电子的烷烃的分子式为，没有同分异构体，其二氯代物共有4种，其中不含甲基的结构简式为。(4)在碳原子数的所有烷烃的同分异构体中，一氯取代物只有一种的烷烃是甲烷、乙烷、2，2-二甲基丙烷和2，2，3，3-四甲基丁烷，共4种，其中含有碳原子数最少的是甲烷，其电子式为。(5)书写烷烃同分异构体的方法：①先写出碳原子数最多的直链烷烃，再将直链碳原子逐渐减少，减少的碳原子作为支链；②烷烃只存在碳链异构，可结合等效氢，借助取代产物的数目写出结构简式。