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2020-2021学年高中化学 第7章 有机化合物 第1节 认识有机化合物作业新人教版必修2

2020-2021学年高中化学 第7章 有机化合物 第1节 认识有机化合物作业新人教版必修2

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10

第一节　认识有机化合物
合格考过关检验
1.下列说法正确的是(　　)。
A.互称为同分异构体的物质不可能具有相同的通式
B.通式相同的不同有机化合物一定属于同系物
C.互为同分异构体的物质之间物理性质一定不同,但化学性质一定相似
D.同系物一定是同类物质
答案:D
解析:有机化合物中存在通式相同的碳链异构,如正丁烷与异丁烷互为同分异构体,两者具有相同的通式,故A错误;结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物,通式相同,但是结构不同,则不是同系物,如乙烯(CH2CH2)与环丙烷()的通式相同,但两者不是同系物,故B错误;互为同分异构体的物质,若是同类物质,则化学性质相似,若不是同类物质,则化学性质不同,故C错误;D正确。
2.下列烷烃的沸点按由高到低的顺序排列正确的是(　　)。
①CH4　②C2H6　③C5H12　④C18H38　⑤C22H46
A.①②③④⑤
B.⑤④③②①
C.⑤③④②①
D.③④⑤②①
答案:B
解析:一般来说,组成和结构相似的分子,相对分子质量越大,熔、沸点越高。
3.下列物质在一定条件下可与乙烷发生化学反应的是(　　)。
A.氯气
B.溴水
C.氯水
D.酸性高锰酸钾溶液
答案:A
解析:类比甲烷的化学性质,乙烷与氯气在光照条件下发生取代反应,与溴水、氯水、酸性高锰酸钾溶液不反应。
4.下列关于烷烃的叙述不正确的是(　　)。
A.烷烃可作燃料
B.烷烃均能与氯水发生取代反应
C.正戊烷的熔、沸点比丙烷的高
D.烷烃不能被酸性高锰酸钾溶液氧化
答案:B
解析:烷烃与卤素单质发生取代反应,与卤素单质的水溶液不反应。
5.下列有机化合物中,其一氯取代物的结构只有一种的是(　　)。
A.C2H6 B.C3H8
C.C4H10 D.C5H12
答案:A
解析:C、D两种烷烃本身存在同分异构体,其一氯取代物可以发生在不同的同分异构体中,所以肯定有多种一氯取代物;乙烷分子的结构是对称的,它的6个氢原子是等效氢原子,所以一氯取代物只有一种;丙烷虽然也是对称结构,但其有两种不同化学环境的氢原子,所以有两种一氯取代物。
6.下列有机化合物中,互为同分异构体的是(　　)。
①CH2CHCH3　②
③CH3CH2CH3　④
⑤　⑥CH3CH2CH2CH3
A.①和② B.①和③
C.①和④ D.⑤和⑥
答案:A
解析:①的分子式是C3H6,②的分子式是C3H6,③的分子式是C3H8,④的分子式是C3H4,⑤的分子式是C4H8,⑥的分子式是C4H10。只有①和②的分子式相同,结构不同,互为同分异构体。
7.下列物质中不属于烷烃的是(　　)。
A.CH4 B.C2H4
C.C3H8 D.C4H10
答案:B
解析:CH4只含碳、氢两种元素,碳原子达到饱和,符合烷烃的通式,是最简单的烷烃,故A不符合题意;C2H4不符合烷烃通式,碳原子未饱和,存在碳碳双键,不属于烷烃,故B符合题意;C3H8符合烷烃通式,碳原子均达到饱和,故C不符合题意;C4H10符合烷烃通式,碳原子均达到饱和,故D不符合题意。
8.下列关于同分异构体的说法正确的是(　　)。
A.相对分子质量相同,组成元素相同,结构相同
B.元素百分组成、相对分子质量都相同,结构不同
C.相对分子质量相同,分子结构不同
D.最简式相同,分子结构不同
答案:B
解析:同分异构体是指分子式相同,结构不同的化合物。而相对分子质量相同、最简式相同,分子式可能相同也有可能不相同,但元素百分组成、相对分子质量都相同,则分子式一定相同。故B项符合题意。
9.将1 mol甲烷与一定量的氯气混合于一量筒中,倒立于盛有饱和食盐水的水槽(如图所示),对于此反应,有关叙述不正确的是(　　)。

A.该反应属于取代反应
B.该反应的条件是光照
C.该反应的生成物只有四种
D.该反应现象是量筒内气体颜色变浅,量筒内壁上有油状液滴,量筒内液面上升
答案:C
解析:CH4与Cl2在光照条件下发生取代反应,该反应的生成物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷、氯化氢五种产物,反应现象是量筒内气体颜色变浅,量筒内壁上有油状液滴,量筒内液面上升。
10.如图所示,U形管的左端是被水和胶塞封闭的甲烷和氯气(体积比为1∶4)的混合气体,假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在有光亮的地方,让混合气体缓慢地反应一段时间。

(1)假设甲烷与氯气反应充分,且只产生一种有机化合物,请写出化学方程式:
　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)若题目中甲烷与氯气的体积比为1∶1,则得到的产物为　　　　。 
A.CH3Cl、HCl
B.CCl4、HCl
C.CH3Cl、CH2Cl2
D.CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl
(3)经过几个小时的反应后,U形管右侧的液面变化是　　　　。 
A.升高 B.降低
C.不变 D.无法确定
(4)若水中含有Na2SiO3,则在U形管左侧会观察到　　　　　　　　。 
(5)右端玻璃管的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案:(1)CH4+4Cl2CCl4+4HCl
(2)D　(3)B
(4)有白色胶状沉淀生成
(5)平衡气压
解析:(1)因Cl2足量,若充分反应,则CH4中的四个H原子可完全被取代,生成CCl4和HCl,化学方程式为CH4+4Cl2CCl4+4HCl。
(2)甲烷与氯气的取代反应,是四步反应同时发生,故得到四种氯代产物和HCl。
(3)甲烷与氯气在光照的条件下发生取代反应,U形管左侧生成的氯化氢气体易溶于水,压强减小,U形管右侧液面降低,左侧液面上升。
(4)因左侧生成的HCl溶于水后发生反应2HCl+Na2SiO3H2SiO3↓+2NaCl,所以观察到有白色胶状沉淀生成。
(5)为了平衡气压,在U形管右端插有一个玻璃管。
等级考素养提升
1.(双选)下列化学用语正确的是(　　)。
A.甲烷的结构式:CH4
B.乙烷的结构简式:CH3CH3
C.四氯化碳的电子式:··Cl······C·· ··Cl······ ··Cl···· ··Cl······
D.丙烷的结构简式:C3H8
答案:BC
解析:甲烷的结构式为;乙烷的结构简式为CH3CH3;CCl4的电子式为 ··Cl······C·· ··Cl······ ··Cl···· ··Cl······;丙烷的结构简式为CH3CH2CH3。
2.下列物质之间的相互关系错误的是(　　)。
A.CH3CH2OH和CH3OCH3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.O2和O3互为同素异形体
答案:B
解析:干冰的成分为CO2,冰的成分是水,两者不是同一种物质。
3.瓦斯爆炸是当空气中含甲烷5%~15%(体积分数)时遇火所产生的爆炸,发生爆炸最剧烈时,甲烷在空气中的体积分数大约为(　　)。
A.10.5%
B.9.5%
C.8%
D.5%
答案:A
解析:由CH4+2O2CO2+2H2O可知,瓦斯爆炸最剧烈时,CH4和O2的体积比应为1∶2,因此CH4与空气的体积比为1∶(2÷21%)≈1∶9.5,那么它在空气中的体积分数为19.5+1×100%≈9.5%。
4.一定量的甲烷在O2不足的情况下燃烧,得到CO、CO2和H2O的总质量为14.4 g,若其中水的质量为7.2 g,则CO的质量是(　　)。
A.2.8 g
B.4.4 g
C.5.6 g
D.在2.8~5.6 g之间
答案:A
解析:甲烷燃烧时,当O2少量时生成CO和H2O,当O2足量时生成CO2和H2O;所以在不足量的O2中燃烧生成CO、CO2和H2O。由氢原子守恒知CH4的物质的量为0.2mol。设CO和CO2的质量分别为x、y。
则x+y=14.4g-7.2g=7.2gx28g·mol-1+y44g·mol-1=0.2mol
解得x=2.8g。
5.如图所示是几种烷烃的球棍模型,试回答下列问题:

(1)A、B、C三者的关系是　　　　　　。 
(2)A的分子式为　　　　,C的名称为　　　　。 
(3)写出C的同分异构体的结构简式:　　　　　　　　　　　。 
答案:(1)同系物
(2)C2H6　丁烷
(3)
解析:烷烃由C和H元素组成,大球表示C,小球表示H,所以A、B、C的结构简式为CH3CH3、CH3CH2CH3、CH3CH2CH2CH3。(1)三者均为碳原子数不同的烷烃,应属同系物。(2)C的名称为丁烷。(3)丁烷的同分异构体的结构简式为,叫异丁烷。
6.某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来,同时证明氯气的某些性质,甲同学设计了如图1所示的实验装置(支撑用的铁架台省略),按要求回答问题。(B中装的是无水硫酸铜)

图1

图2

图3
(1)A是氯气发生装置,实验室制取Cl2的原理是 　(用化学方程式表示)。 
(2)该实验中A部分的装置是图2中　　　　(填字母)。 
(3)若用含有0.2 molHCl的浓盐酸与足量的氧化剂反应制Cl2,制得的Cl2体积(标准状况下)总是小于1.12 L的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)装置E的作用是　　　　　　　　。 
(5)乙同学认为甲同学的实验有缺陷,不能确保最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。为了确保实验结论的可靠性,证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种,乙同学提出在某两个装置之间再加一个装置。该装置中应放入　　　　　　　　　。 
(6)用如图3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液面上升,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) 
③水槽中盛放的液体应为　　　　　　(填字母)。 
A.水
B.饱和石灰水
C.饱和食盐水
D.饱和NaHCO3溶液
答案:(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+H2O
(2)c
(3)浓盐酸的浓度随着反应的进行变稀以后,将不再反应;加热时浓盐酸因挥发而损失
(4)吸收氯气
(5)湿润的淀粉KI试纸
(6)取代反应　CH4+Cl2CH3Cl+HCl　C
解析:(1)二氧化锰与浓盐酸在加热条件下生成氯气、氯化锰和水,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+H2O。
(2)实验室制备氯气的反应物为液体+固体,反应条件为加热,所以应选择装置c。
(3)加热时部分浓盐酸挥发,同时随着反应的进行,盐酸不断消耗,浓度变稀,不再与二氧化锰反应,所以制得的氯气小于理论产量。
(4)四氯化碳为有机溶剂,氯气易溶于有机溶剂,可以用来吸收氯气。
(5)氯气与碘化钾反应生成单质碘,碘能使淀粉溶液变蓝,用湿润的淀粉碘化钾试纸检验氯气是否被吸收完全。
(6)①甲烷与氯气的反应属于取代反应;②甲烷中一个氢原子被氯气取代的化学方程式为CH4+Cl2CH3Cl+HCl;③Cl2+H2OH++Cl-+HClO,氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度较小,所以为防止氯气与水反应,水槽中盛放的液体最好为饱和食盐水;由于氯气在水中溶解度较大、氯水能够与饱和石灰水、饱和碳酸氢钠溶液反应,干扰实验结果,因此不能使用水,更不能使用饱和石灰水、饱和碳酸氢钠溶液。