高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 认识有机化合物第2课时测试题

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知识梳理
一、烷烃的结构
1.甲烷的结构
2.已知乙烷、丙烷、丁烷的分子结构和甲烷相似
3.烷烃：只含 和 两种元素，分子中的碳原子之间都以 结合，碳原子的剩余价键均与氢原子结合，使碳原子的化合价都达到“饱和”，这样的一类有机化合物称为 ，也称为 。链状烷烃的通式： 。
4.链状烷烃的结构特点
(1)单键：碳原子之间以 单键相结合。
(2)饱和：碳原子剩余价键全部与 原子相结合，烷烃是饱和烃，相同碳原子数的有机物分子里，链状烷烃的含氢量最大。
5.链状烷烃的命名——习惯命名法
(1)表示
(2)当碳原子数n相同，结构不相同时，用 、 、新表示。
如：C4H10的两种分子的命名：
无支链时，CH3CH2CH2CH3称为 ；
有支链时，称为 。
二、同系物 同分异构体
1.同系物
（1）结构： ；
（2）分子组成：相差 或若干个 原子团；
【补充】①同系物所含元素种类一定 ，除C、H外其他种类元素原子数必须相同。
②同系物一定具有不同的碳、氢原子数和 。
③同系物一定具有不同的 (相差14n)。
3.同分异构现象和同分异构体
4.对同分异构体概念的理解
（1）分子式相同： 必相同，但不一定属于同一类物质；
（2）结构不同：原子或原子团的连接顺序不同，原子的空间 不同。
5.烷烃同分异构体的书写
(1)遵循的原则： 由长到短， 由整到散； 由心到边， 对邻到间。
(2)书写的步骤
①先写出碳原子数 的主链。
②写出少一个碳原子的主链，另一个碳原子作为 (—CH3)接在主链某碳原子上。
③写出少两个碳原子的主链，另两个碳原子作为 (—CH2CH3)或两个甲基(—CH3)接在主链碳原子上，以此类推。
三、烷烃的性质
1.烷烃的物理性质
2.化学性质
(1)稳定性：通常条件下与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂 。
(2)可燃性：烷烃都能 。
CH4燃烧方程式：
C3H8燃烧方程式：
链状烷烃燃烧通式： (3)取代反应
①实验探究：CH4和Cl2的取代反应
②甲烷的四种氯代产物的性质。
a.水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均 。
b.状态：常温下除CH3Cl是 ，其余三种均为 。
③取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所 的反应。
(4)分解反应：烷烃在较高的温度下会发生 。
四、烷烃(以甲烷为例)发生取代反应的有关规律
(1)反应条件：反应条件为 ，其光照为漫射光，强光直射易发生爆炸。
(2)反应物：反应物为 单质，如甲烷与氯水、溴水不反应，但可以与氯气、溴蒸气发生取代反应。
(3)反应产物：虽然反应物的比例、反应的时间长短等因素会造成各种产物的比例不同，但甲烷与氯气反应生成的产物都是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与HCl形成的 。反应产物中 的物质的量最多。
(4)反应特点
①连锁反应
甲烷分子中的氢原子被 逐步取代，第一步反应一旦开始，后续反应立即进行，且各步反应可同时进行。即当 时，并不只发生反应CH4＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光))CH3Cl＋HCl，其他反应也在进行。
②数量关系
CH4与Cl2发生取代反应时，每有1 ml H被取代，则消耗 ，同时生成 ，即n(Cl2)＝n(H)＝n(HCl)。1 ml CH4与Cl2发生取代反应，最多消耗4 ml Cl2。
典例分析
题型一：同系物、同分异构现象的概念与判断
【典例1】下列说法正确的是（ ）
A．O2和O3互为同素异形体
B．可燃冰和CO2是同种物质
C．和互为同分异构体
D．CH3CH2CH2CH2CH3和互为同系物
【变式练】
1．下列说法正确的是（ ）
A．14C和14N互为同位素
B．H2、D2、T2互为同素异形体
C．正丁烷和异丁烷互为同分异构体
D．C2H4和C3H6一定互为同系物
2．下列说法错误的是（ ）
A．丙烷有两种一氯代物
B．和互为同分异构体
C．和互为同分异构体
D．和互为同系物
题型二：甲烷的结构与性质
【典例2】下列说法正确的是（ ）
A．甲烷为平面正方形结构，其结构式为
B．甲烷的电子式为
C．CH2Cl2为正四面体结构
D．CCl4 为平面正方形结构
【变式练】
1．下列关于甲烷的说法中，不正确的是（ ）
A．分子式为CH4B．甲烷是最简单的烃
C．含有极性键D．所有原子在同一平面上
2．下列实验能获得成功的是（ ）
①甲烷气体在空气中点燃获得热量②甲烷气体通入氯水中制取一氯甲烷③甲烷通入酸性高锰酸钾溶液中使其紫色褪去④甲烷通入浓硝酸中分解得到碳单质和氢气
A．只有①②B．只有①C．只有④D．①②③④
题型三：甲烷的取代反应
【典例3】天然气的主要成分为甲烷。下列关于甲烷的叙述中错误的是（ ）
A．通常情况下，甲烷与强酸、强碱、强氧化剂都不反应
B．甲烷的化学性质比较稳定，点燃前不必验纯
C．甲烷与氯气反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3或CCl4，都属于取代反应
D．甲烷的四种有机氯代产物都难溶于水
【变式练】
1．下列说法正确的是（ ）
A．甲烷与氯气以物质的量之比1：1混合时发生取代反应只生成CH3Cl
B．1ml甲烷生成CCl4，最多消耗2ml氯气
C．CH4和Cl2反应属于取代反应，产物中HCl最多
D．CH4化学性质很稳定，不能被溴水、酸性KMnO4等强氧化剂氧化，所以CH4不能发生氧化反应
2．将1ml甲烷与一定量的氯气混合于一试管中，并将试管倒立于盛有饱和NaCl溶液的水槽中(如图所示)，对于此反应，下列有关叙述正确的是（ ）
A．该反应的生成物中含量最高的是CCl4
B．该反应有4种产物
C．该反应条件为光照，反应类型为取代反应
D．该反应中试管内壁上因为有油状液滴产生说明产物中有CH3Cl
题型四：烷烃的通式与结构
【典例4】以下说法正确的是（ ）
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的烃不一定是烷烃
C．正戊烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上
D．随着碳原子数的增大，烷烃的熔沸点通常会逐渐增高
【变式练】
1．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．不溶于水
C．分子的通式为CnH2n+2，与氯气发生取代反应D．密度比水的密度小
2．下列关于烷烃的叙述中不正确的是（ ）
A．烷烃中的碳原子均以共价单键的形式与碳原子或氢原子相连
B．甲烷中既有极性键又有非极性键
C．甲烷、乙烷及丙烷均无同分异构体
D．乙烷与丙烷互为同系物
题型五：烷烃的性质
【典例5】下列关于链状烷烃的说法正确的有（ ）
①在链状烷烃分子中，每个原子都形成四个共价单键
②相邻两个烷烃分子组成上相差一个甲基
③分子组成上满足CnH2n＋2(n≥1)的有机物一定是链状烷烃
④丙烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上
⑤链状烷烃中所有原子可能共平面
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链状烷烃
⑦都易燃烧，都难溶于水
⑧甲烷、乙烷、丙烷的结构都只有一种
⑨分子式为C3H8与C6H14的两种有机物互为同系物
A．3个B．4个C．5个D．6个
【变式练】
1．2008年白净奥运会的“祥云”火炬所用燃料的主要成分是丙烷，下列有关丙烷的叙述中不正确的是（ ）
A．分子中碳原子不在同一直线上B．光照下能够发生取代反应
C．比丁烷沸点低D．燃烧时火焰明亮并伴有大量黑烟
2．下列关于烷烃性质的叙述正确的是（ ）
A．烷烃的沸点随碳原子数增加而逐渐降低
B．烷烃易被酸性高锰酸钾溶液氧化
C．在光照条件下，烷烃易与溴水发生取代反应
D．烷烃的卤代反应很难得到纯净的产物
跟踪训练
一、单选题
1．对于丙烷和丁烷的下列有关说法正确的是（ ）
A．丙烷和丁烷互为同分异构体
B．符合通式CnH2n＋2(n≥1)的物质均属于烷烃
C．丁烷的一氯代物有5种
D．等质量的丙烷和丁烷完全燃烧时，后者耗氧量大
2．下列有关简单烷烃的叙述中正确的是（ ）
①都是可燃物②特征反应是取代反应③所有烷烃都存在同分异构体
A．①③B．②③C．①D．①②
3．由A、B两种烃组成的混合物，当混合物总质量一定时，无论A、B以何种比例混合，完全燃烧消耗氧气的质量为一恒量。对A、B两种烃有下面几种说法：①互为同系物；②互为同分异构体；③具有相同的最简式；④两种烃中碳的质量分数相同。正确的结论是（ ）
A．①②③④B．①③④C．②③④D．①②③
4．在光照条件下，甲烷与充分反应，得到的生成物中物质的量最多的物质是（ ）
A．B．C．D．HCI
5．关于烷烃性质的叙述中，不正确的是（ ）
A．烷烃同系物的熔沸点随分子内碳原子数的增多逐渐升高，常温下的状态由气态递变到液态，再递变到固态
B．烷烃同系物的密度随分子内碳原子数的增多而逐渐增大，从比水轻递变到比水重
C．烷烃跟卤素单质在光照下能发生取代反应
D．烷烃同系物都不能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色
6．下列有关甲烷的说法不正确的是（ ）
A．1ml甲烷中含有4mlC—H共价键
B．CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构
C．光照条件下甲烷能与氯气发生取代反应
D．通常情况下，甲烷与稀H2SO4、NaOH溶液均不反应
7．下列烷烃在光照下与氯气反应，生成的一氯代烃只有一种的是（ ）
A．CH3CH2CH3B．CH3CH2CH2CH2CH3
C．D．
8．下列有关甲烷的说法正确的是（ ）
A．是天然气的主要成分B．能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C．可与氯气发生加成反应D．与乙烷互为同分异构体
9．两种气态烃的混合物共1 L，在空气中完全燃烧生成1.5 L CO2气体和2 L水蒸气(均在120 ℃下测定)，关于该混合物的说法正确的是（ ）
A．一定有甲烷B．一定有乙烷
C．一定含有甲烷，不一定含有乙烷D．可能是甲烷和丙烷的混合物
10．下列关于CH4和的叙述正确的是（ ）
A．均能用通式CnH2n+2来表示
B．二者互为同分异构体
C．都属于烷烃，分子中既有极性共价键又有非极性共价键
D．都是平面形分子，所有原子都处于同一平面内
11．以下说法不正确的是（ ）
①O2、O3、O2-、互为同素异形体
②C2H4和C3H6一定互为同系物
③35Cl、37Cl互为同位素
④乙酸()和羟基乙醛()互为同分异构体
A．①②B．②③C．①③D．③④
12．据报道，我国科学家研制出以石墨烯为载体的催化剂，在25℃下用H2O2直接将CH4转化为含氧有机物，其主要原理如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A．图中表示CH4，其空间构型是正四面体形
B．步骤ⅲ、ⅳ的总反应方程式是CH3OH＋H2O2HCHO＋2H2O
C．步骤ⅰ到ⅳ中消耗的CH4与H2O2的物质的量之比为1:1
D．根据以上原理，步骤ⅵ生成HCOOH和H2O
二、有机推断题
13．正己烷在工业上主要用作溶剂，常用于电子信息产业生产过程中的擦拭清洗作业。但正己烷具有较强的毒性，挥发快，若使用不当，极易造成职业中毒。
(1)正己烷的分子式为_______，正己烷的结构简式为_______。aml正己烷含有_______ml碳氢键，_______ml碳碳键。
(2)下列几种烃的结构：
A． B． C． D．
其中，与正己烷互为同分异构体的有_______(填字母，下同)，与正己烷互为同系物的有_______，与正己烷为同一种物质的是_______。
三、实验题
14．甲烷是常见的有机化合物，在生产生活中有广泛的应用。根据所学知识回答下列问题：
I.某研究小组为了探究甲烷和氯气反应的情况，设计了几个实验。
实验一：
用如图所示装置，收集一试管甲烷和氯气的混合气体，光照后观察到量筒内形成一段液柱，认为有氯化氢生成。
(1)该反应的反应类型为_______。
(2)该反应的化学方程式为_______(只写第一步)。
实验二：
收集一试管甲烷和氯气的混合气体，光照后，滴加溶液，看到有白色沉淀生成，认为有氯化氢生成。
(3)该实验设计得出的结论_______(填“正确”或“不正确”)，理由是_______
实验三：
步骤一：收集半试管氯气，加入10mL蒸馏水，充分振荡，采用pH传感器测得溶液的。
步骤二：收集一试管甲烷和氯气的混合气体(各占50%)，在40W的日光灯下光照6min后，加入10mL蒸馏水，充分振荡，测得。
(4)判断该反应中有氯化氢生成的依据是_______。
II.同分异构现象的广泛存在是有机物种类繁多的重要原因之一、
(5)有机物M是甲烷的同系物，M的相对分子质量为86，则有机物M的结构有_______种。
(6)在甲烷的同系物中，碳原子个数不超过10且一氯代物只有1种的结构有___种(不包括甲烷)。
分子结构示意图
球棍模型
空间充填模型
结构特点
4个C—H键的 和 相同， 相等(即键角为109°28′)，是 结构；碳原子位于正四面体的 ，4个氢原子分别位于4个顶点
有机
化合物
乙烷
丙烷
丁烷
碳原子数



结构式
结构简式



分子式



碳原子数(n)及表示
n≤10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
甲烷
乙烷
丙烷
丁烷
戊烷
己烷
庚烷
辛烷
壬烷
癸烷
n＞10
相应汉字数字＋
相似性
递变性(随分子中碳原子数增加)
熔、沸点
较低
逐渐
密度
比水小
逐渐
状态
气态→液态→固态，常温常压下分子中碳原子数n≤4的烷烃为 (常温常压下，新戊烷为气态)
溶解性
溶于水， 溶于汽油等有机溶剂
实验
操作
实验
现象
A装置：试管内气体颜色逐渐 ；试管内壁有 出现，试管中有一层油状液体，且试管内液面上升，水槽中有固体析出
B装置：
实验
结论
CH4与Cl2在光照条件下发生化学反应，有关化学方程式为：
CH4＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光)) ；
CH3Cl＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光)) ；
CH2Cl2＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光)) ；
CHCl3＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光))