高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第3章 简单的有机化合物第1节 认识有机化合物第1课时同步达标检测题

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知识点1认识有机化合物的一般性质
1.下列物质中属于有机化合物的是( )
①乙醇 ②蛋白质 ③石墨 ④甲烷 ⑤蔗糖
⑥碳酸⑦一氧化碳 ⑧碳酸钙 ⑨乙酸
A．①②④⑤⑨B．①④⑤⑨
C．①④⑤⑦⑧⑨D．①②④⑨
2．下列关于有机化合物性质的叙述不正确的是( )
A．大多数有机化合物难溶于水，易溶于有机溶剂
B．有机化合物参加的反应比较复杂，一般情况下反应较慢
C．有机化合物一般硬度大、熔点高
D．绝大多数有机化合物受热易分解，容易燃烧
3．下列关于有机化合物叙述不正确的是( )
A．碳原子性质较活泼，除C原子之间可以成键外，C原子与其他元素的原子也可形成化学键
B．碳原子间能形成单键，也能形成双键或三键，进而形成碳链或碳环
C．易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂中的物质不一定是有机化合物
D．有机化合物所发生的反应，一般比较复杂，并且还常伴有副反应发生
4．下列有关有机物的说法正确的是( )
A．有机物只能从动植物中提取
B．所有的有机反应都比较复杂、缓慢，并且常伴有副反应发生
C．所有的有机物都易燃烧
D．有机物都含有碳元素，但含碳化合物不一定是有机物
知识点2认识有机化合物的结构特点
5.下列物质中，属于有机物但不属于烃的是( )
A．CO B．CH3COOH
C．CaCO3D．C2H6
6．验证某有机物属于烃，应完成的实验内容是( )
A．只测定它的碳、氢原子个数比
B．只要证明它完全燃烧后的产物只有H2O和CO2
C．只测定其燃烧产物中H2O和CO2的物质的量的比值
D．测定该试样的质量及试样完全燃烧后生成H2O和CO2的质量
7．下列关于甲烷结构的说法错误的是( )
A．甲烷分子的空间构型为正四面体结构
B．甲烷分子中的4个氢原子不在同一平面上
C．甲烷分子中最多有4个原子在同一平面上
D．甲烷分子中任意两个碳氢键之间的夹角相等
8．下列分子与甲烷的结构相同的是( )
9．下列有关碳原子之间相互结合的方式不正确的是( )
A．碳原子之间可以以单键相连
B．碳原子之间可以形成双键，也可以形成三键
C．多个碳原子之间可以形成碳环，也可以形成碳链
D．在一种有机物中，碳原子之间只能结合成碳链或者结合成碳环
10．下列关于碳原子成键的说法正确的是( )
A．所有有机化合物中每个碳原子均与4个氢原子形成4个共价单键
B．碳原子与氢原子以及碳原子之间只能形成共价单键
C．碳原子间可以构成链状结构，也可以构成环状结构
D．有机化合物中碳原子间形成的共价键数一定小于碳原子数
11．碳原子之间的不同结合方式使得有机物种类繁多，下列碳原子的结合方式中错误的是(假设碳原子其余共价键全部与氢原子结合)( )
12．下列叙述中不正确的是( )
A．碳原子既可以跟碳原子又可以跟其他原子(如氢原子)形成4个共价键
B．碳原子性质非常活泼，易跟多种原子形成共价键
C．碳原子之间既可以形成单键，又可以形成双键和三键
D．多个碳原子可以形成长度不同的链、支链及环，且链、环之间又可以相互结合
13．下列化学用语或模型正确的是( )
A．NH4Cl的电子式：
B．中子数为7的氮原子： eq \\al(\s\up1(15),\s\d1( 7)) N
C．丙烷分子的球棍模型：
D．乙烯的结构简式：CH2CH2
14.常温下取一支大硬质试管，通过排饱和食盐水的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气(如图)，下列对于试管内发生的反应及现象的说法正确的是( )
A．此反应无光照也可发生
B．甲烷和Cl2反应后的产物只有CH3Cl和HCl
C.CH4和Cl2完全反应后液面上升，液体充满试管
D．盛放饱和食盐水的水槽底部会有少量晶体析出
15．下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是( )
A．甲烷与氯气的物质的量之比为1∶1，混合发生取代反应只生成CH3Cl
B．甲烷与氯气的取代反应，产物中CH3Cl最多
C．甲烷与氯气的取代反应，产物为混合物
D．1 ml甲烷与氯气反应生成CCl4，最多消耗2 ml氯气
关键能力综合练进阶训练第二层
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1．下列各图均能表示甲烷的分子结构，哪一种更能反映其真实存在的状况( )
A．甲烷分子结构示意图：
B．甲烷分子电子式：
C．球棍模型：
D．填充模型：
2．把1 ml甲烷和4 ml氯气的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛有饱和食盐水的水槽里，放在光亮处，一段时间后，推测可能观察到的现象是( )
①黄绿色逐渐消失 ②试管壁上有油状液滴产生
③试管内水面上升 ④水槽内有少量晶体析出
A．①③B．①②③
C．①③④D．①②③④
3．如图表示碳原子相互结合的几种方式。小圆球表示碳原子，小棍表示化学键，假如碳原子上其余的化学键都是与氢原子结合，则下列说法正确的是( )
A．图中属于烷烃的是A、C、D
B．一个C分子和一个E分子中氢原子数相同
C．图中物质碳元素的质量分数最小的是A
D．图中与B互为同分异构体的有C、D、E
4．下列关于链状烷烃的说法正确的有( )
①在烷烃分子中，所有的化学键都是单键； ②分子组成上满足CnH2n＋2(n≥1)的有机物一定是烷烃； ③丁烷分子中所有的碳原子一定在同一平面上； ④烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明烷烃不能发生氧化反应； ⑤CH3CH(CH3)CH2CH3的一氯代物有四种； ⑥碳原子间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的有机物一定是烷烃。
A．3个 B．4个 C．5个 D．6个
5．下列反应中，属于取代反应的是( )
①CH3CH===CH2＋Br2―→CH3CHBrCH2Br
②2CH3CH2OH＋O2 eq \(――→,\s\up7(Cu),\s\d5(△)) 2CH3CHO＋2H2O
③CH3COOH＋CH3CH2OH eq \(,\s\up7(浓H2SO4),\s\d5(△))
CH3COOCH2CH3＋H2O
④＋HNO3 eq \(――→,\s\up7(浓H2SO4),\s\d5(△)) ＋H2O
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。
6．将2 ml甲烷和适量的Cl2混合后，在光照条件下充分反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的物质的量依次增多0.2 ml，则参加反应的Cl2的物质的量为( )
A．1.5 ml B．3 ml C．4.5 ml D．6 ml
7．以下结构表示的有机物不属于烷烃的是( )
A．
B．
C．
D．
8．已知：正四面体形分子E和直线形分子G反应，生成四面体形分子L和直线形分子M(组成E分子的元素的原子序数均小于10，组成G分子的元素为第三周期元素)。下列判断中正确的是( )
A．常温常压下，L是一种液态有机物
B．E的二溴代物只有两种结构
C．G的水溶液具有强氧化性和漂白性
D．上述反应的类型是取代反应
9．在光照的条件下，将1 ml甲烷与一定量的氯气充分混合，经过一段时间，甲烷和氯气均无剩余，生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢，若已知生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳的物质的量分别为a ml、b ml、c ml，该反应中消耗的氯气的物质的量是( )
A．(1－a－b－c) ml B．(1＋a＋2b＋3c) ml
C．(2a＋3b＋4c) ml D．(a＋b＋c) ml
三、非选择题
10．如图是某同学利用日常用品注射器设计的简易实验装置。甲管中注入10 mL CH4，同温同压下乙管中注入50 mL Cl2，将乙管气体推入甲管中，气体在甲管中反应，针管放在光亮处一段时间。
(1)下列是某同学预测的实验现象正确的是________。
A．气体颜色变浅最终变为无色
B．实验过程中，甲管活塞向内移动
C．甲管内壁有油珠附着
D．甲管中产生火花
(2)甲管中发生化学反应的类型为_______________________________________。
(3)反应后，甲管中剩余气体能用下列试剂吸收的是________。
A．水 B．NaOH溶液
C．AgNO3溶液 D．饱和食盐水
(4)反应后，若将甲中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到的现象正确的是( )
A．溶液分层，油层在下层
B．溶液不分层
C．溶液分层，油层在上层
D．水层产生白色沉淀
若再向其中滴入几滴石蕊试液，又观察到___________________________________
________________________________________________________________________。
学科素养升级练进阶训练第三层
1．如图是CH4、CCl4、CH3Cl的球棍模型。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、CCl4所含的化学键完全相同
D．CH4、CCl4的结构相同，性质也相同
2．下列各项中的物质，互为同系物的是( )
A．和
B．和
C．HOCH2CH2OH和
D．和
3．下列事实中能证明甲烷分子具有以碳原子为中心的正四面体结构的是( )
A．CH3Cl只代表一种物质
B．CH2Cl2只代表一种物质
C．CHCl3只代表一种物质
D．CCl4只代表一种物质
4．利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组通过在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下所示：
根据设计要求回答：
(1)B装置有三种功能：①控制气流速度；②均匀混合气体；③________。
(2)设V(Cl2)/V(CH4)＝x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应________。
(3)D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是________________________________。
(4)E装置的作用是________(填字母)。
A．收集气体 B．吸收氯气
C．防止倒吸 D．吸收氯化氢
(5)E装置除生成盐酸外，还含有有机物，从E中分离出有机物的最佳方法为________。该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分为________(填字母)。
a．CH4 b．CH3Cl c．CH2Cl2
d．CHCl3 e．CCl4
第1课时 认识有机化合物的一般性质与结构特点
必备知识基础练
1．答案：A
解析：①乙醇、②蛋白质、④甲烷、⑤蔗糖、⑨乙酸是含碳元素的化合物，属于有机化合物；③石墨是碳元素形成的单质，不属于有机化合物；⑥碳酸、⑦一氧化碳、⑧碳酸钙是含碳元素的化合物，但其性质与无机物类似，因此把它们看作无机物。
2．答案：C
解析：大多数有机化合物难溶于水，易溶于有机溶剂，A正确；有机化合物参加的反应比较复杂，一般情况下反应较慢，B正确；有机化合物一般硬度较小、熔点较低，C不正确；绝大多数有机化合物受热易分解，容易燃烧，D正确。
3．答案：A
解析：碳原子除了彼此间可以成键外，还可以与其他元素的原子成键，但碳元素的非金属性较弱，碳原子性质不活泼，故A错误；碳原子间可以形成单键，也可以形成双键或三键，进而形成碳链或碳环，故B正确；易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂的物质不一定是有机化合物，如溴单质在这些溶剂中的溶解度也较大，故C正确；有机反应往往比较复杂，常常伴有副反应发生，故D正确。
4．答案：D
解析：有机物可以人工合成，有机反应一般较复杂、缓慢，常伴有副反应发生，并不是所有的有机物都易燃烧。
5．答案：B
解析：仅由碳、氢两种元素形成的有机化合物是烃类。CO是无机物，A不符合题意；乙酸是有机物，但不是烃，B符合题意；碳酸钙是无机物，C不符合题意；乙烷是碳氢化合物，属于烃类，D不符合题意。
6．答案：D
解析：烃仅含碳和氢两种元素，完全燃烧的产物为CO2和H2O，但燃烧产物只有CO2和H2O的有机物不一定是烃，它可能含有碳、氢、氧三种元素。
7．答案：C
解析：A项，甲烷的碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子位于正四面体的四个顶点上，正确；B项，构成正四面体结构的4个氢原子不可能在同一平面上，正确；C项，甲烷分子中最多有3个原子在同一平面上，错误；D项，甲烷分子为正四面体结构，每两个碳氢键间的夹角均相等，正确。
8．答案：D
解析：甲烷属于正四面体结构，A、B、C都属于四面体结构，但不是正四面体。D属于正四面体结构。
9．答案：D
解析：在一种有机物中，碳原子之间既能结合成碳链也可以结合成碳环。
10．答案：C
解析：A项，除甲烷外有机化合物中不可能每个碳原子都与4个氢原子形成4个共价键，错误；B项，碳原子与氢原子间只能形成共价单键，但碳原子间除可形成共价单键外，还可形成共价双键等，错误；C项，碳原子间可以以链状结构形式存在，也可以以环状结构形式存在，正确；D项，如果是链状结构，则碳原子间形成的共价键数一定小于碳原子数，如果是环状结构，且碳原子全部位于环上，则碳原子间形成的共价键数可以等于或大于碳原子数，错误。
11．答案：C
解析：A项，该物质是正丁烷，图中省略了C—H键；B项，该物质是异丁烷，图中省略了C—H键；C项，图中有1个C连有5个键，不合理；D项，该物质是环丁烷，图中省略了C—H键；故选C。
12．答案：B
解析：碳原子性质不活泼，B项不正确。
13．答案：C
解析：氯化铵的电子式为，故A错误；质量数＝质子数＋中子数，中子数为7的氮原子的质量数为14，该氮原子可表示为 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1(7)) N，故B错误；丙烷的球棍模型为，故C正确；烯烃的结构简式中碳碳双键不能省略，乙烯的结构简式为CH2===CH2，故D错误。
14．答案：D
解析：在光照条件下，CH4与Cl2能发生如下反应：CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl、CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl、CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl、CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl，常温下反应产物中，CH3Cl、HCl呈气态，CH2Cl2、CHCl3、CCl4呈液态，只有HCl易溶于水，CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4都难溶于水。CH4与Cl2的取代反应只有在光照条件下才能发生，若无光照则不能发生反应，故A不正确；甲烷和Cl2在光照条件下发生取代反应后的产物有HCl、CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，故B不正确；CH4和Cl2反应很难完全进行，且反应后的气体产物CH3Cl难溶于水，反应后液面会上升，但液体不能充满试管，故C不正确；由于反应生成的HCl易溶于饱和食盐水，使得饱和食盐水中c(Cl－)增大，从而使水槽底部有少量晶体(NaCl)析出，故D正确。
15．答案：C
解析：甲烷与氯气一旦发生取代反应就不会停止在某一步，生成的产物为混合物，得不到纯净的CH3Cl，A错误，C正确；甲烷与氯气的取代反应中每取代1ml氢原子，消耗1ml氯气，生成1mlHCl，故产物中HCl最多，B错误；1ml甲烷与氯气反应生成CCl4，最多消耗4ml氯气，D错误。
关键能力综合练
1．答案：D
解析：题中形式都可表示甲烷这种物质，电子式只反映原子的成键情况，分子结构示意图、球棍模型及填充模型均能反映甲烷分子的立体构型，但其中填充模型更能形象地表达出H、C的相对位置及所占比例。
2．答案：D
解析：氯气是黄绿色气体，常温下一氯甲烷和氯化氢是无色气体，光照条件下，甲烷和氯气发生取代反应生成氯代烃和氯化氢，所以气体颜色变浅，①正确；常温下二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳都是液态有机物，所以试管壁上有油状液滴产生，②正确；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，试管内液面上升，③正确；氯化氢溶于水后溶液中氯离子浓度增大，导致有氯化钠晶体析出，④正确。
3．答案：C
解析：图中A、C分别为丙烷和异丁烷，属于烷烃，D为环丁烷，不属于烷烃，故A错误；图中C的分子式为C4H10，而E的分子式为C4H8，它们每个分子中的氢原子数目不同，故B错误；题中丙烷中碳元素的质量分数最小，故C正确；B的分子式为C4H8，C的分子式为C4H10，二者不互为同分异构体，故D错误。
4．答案：A
解析：①烷烃分子中存在C—C键、C—H键(注：甲烷中只含有C—H键)，所以只存在单键，正确；②分子通式为CnH2n＋2(n≥1)的烃一定是烷烃，正确；③丁烷分子中碳原子以单键相连，单键可以旋转，所以四个碳原子可能在同一平面上，也可能不在同一平面上，错误；④烷烃能够燃烧，说明可以发生氧化反应，错误；⑤CH3CH(CH3)CH2CH3中有四种不同环境的氢原子，所以其一氯代物有四种，正确；⑥碳原子间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的有机物不一定是烷烃，可以是环烷烃，错误。故选A。
5．答案：B
解析：①CH3CH===CH2＋Br2―→CH3CHBrCH2Br，属于加成反应；②2CH3CH2OH＋O2eq \(――→,\s\up7(Cu),\s\d5(△))2CH3CHO＋2H2O，属于氧化反应；
③CH3COOH＋CH3CH2OHeq \(,\s\up7(浓H2SO4),\s\d5(△))CH3COOCH2CH3＋H2O，属于取代反应；
④＋HNO3eq \(――→,\s\up7(浓H2SO4),\s\d5(△))＋H2O，属于取代反应；故选B。
6．答案：D
解析：根据充分反应后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.2ml，可知CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的物质的量分别是0.2ml、0.4ml、0.6ml、0.8ml；消耗氯气的物质的量为0.2ml＋2×0.4ml＋3×0.6ml＋4×0.8ml＝6ml，故选D。
7．答案：BD
解析：碳原子之间以碳碳单键结合成链状的烃属于烷烃。
8．答案：CD
解析：组成E分子的元素的原子序数均小于10，且E为正四面体形分子，结合E的球棍模型可知，E为CH4；组成G分子的元素为第三周期元素，且G为直线形分子，结合反应，G为Cl2，L为CH3Cl，M为HCl。常温常压下，CH3Cl是一种气态有机物，A错误；CH4的二溴代物可以看作Br2分子中的一个溴原子取代CH3Br分子中的一个氢原子，CH3Br分子中只有一种化学环境的H原子，因此生成的CH2Br2只有一种结构，B错误；Cl2的水溶液氯水具有强氧化性和漂白性，C正确；题述反应为CH4与Cl2发生取代反应生成CH3Cl和HCl，D正确。
9．答案：B
解析：根据取代反应的特点可知，光照条件下，1ml甲烷与一定量的氯气充分混合，生成几氯代物就消耗几摩尔的氯气，因此消耗氯气的物质的量为(1－a－b－c) ml＋2aml＋3bml＋4cml＝(1＋a＋2b＋3c) ml，B项正确。
10．答案：(1)BC (2)取代反应 (3)B (4)AD 溶液先变红后褪色
解析：在光照条件下，甲烷与氯气发生反应：
CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl，
CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl，
CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl，
CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl。
(1)理论上，甲烷与氯气体积比为1∶4时，二者恰好完全反应，而甲中氯气与甲烷体积比为5∶1>4∶1，说明氯气过量，反应后仍有氯气剩余，颜色变浅但不会没有颜色。该反应进行缓慢，不会产生火花。产物中只有氯化氢和一氯甲烷为气体，所以气体的总物质的量减小，内部压强减小，甲管活塞向内移动。(2)甲烷分子中的四个氢原子可被氯原子逐一取代，故甲管中发生的是取代反应。(3)剩余气体中主要含有氯气和氯化氢，可用氢氧化钠溶液吸收。(4)生成的HCl会与AgNO3溶液反应生成AgCl白色沉淀，同时因CH2Cl2、CHCl3、CCl4难溶于水，密度比水大而看到液体分为两层，油层在下。因Cl2有剩余，若加入几滴石蕊试液，溶液会先变红后褪色。
学科素养升级练
1．答案：B
解析：CH3Cl中含C—H键和C—Cl键两种不同的化学键，不是正四面体结构，A错误；CH4、CCl4含有的化学键分别为C—H键、C—Cl键，C错误；CH4、CCl4含有的化学键不同，二者虽然结构相同，但性质不同，D错误。
2．答案：A
解析：结构相似、分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机化合物互称为同系物。和均为烷烃，相差2个CH2原子团，互为同系物，A项正确；为环烷烃、为烯烃，二者不为同一类物质，不互为同系物，B项错误；HO—CH2CH2OH为二元醇、为一元醇，官能团的数目不同，结构不相似，二者不互为同系物，C项错误；和的分子式均为C7H14，二者互为同分异构体而非同系物，D项错误。
3．答案：B
解析：CH4分子中有4个等同的C—H键，在空间可能有2种对称分布——正四面体结构和平面正方形结构(如下图所示)。
对于正四面体的立体结构，4个顶点的位置完全相同，4个氢原子完全相同，所以其一氯代物(CH3Cl)、二氯代物(CH2Cl2)、三氯代物(CHCl3)、四氯代物(CCl4)都只有1种结构。而平面正方形结构中，4个氢原子的位置虽然也相同，但相互间存在相邻和相间的关系，所以其一氯代物(CH3Cl)、三氯代物(CHCl3)、四氯代物(CCl4)都只有1种结构，但二氯代物(CH2Cl2)却有2种结构(如下图所示)。
因此，由CH2Cl2只代表一种物质可以判断甲烷分子为正四面体结构，而不是平面正方形结构。
4．答案：(1)干燥混合气体 (2)eq \f(V（Cl2）,V（CH4）)＝x≥4 (3)吸收多余的氯气 (4)CD (5)分液 ab
解析：(1)B装置的三个作用：①控制气流速度从而达到合适的反应比例；②均匀混合气体，便于后续实验；③干燥混合气体。(2)CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl时生成HCl气体最多，所以要保证eq \f(V（Cl2）,C（CH4）)＝x≥4。(3)KI能吸收多余的Cl2，反应的化学方程式为Cl2＋2KI===2KCl＋I2。(4)E装置既可以吸收反应生成的HCl气体，同时还可以防止倒吸。(5)分离难溶于水的油状液体可用分液法。