2020-2021学年高一化学鲁科版必修二活页规范训练：3-1-2-有机化合物的结构特点.docx

第2课时　有机化合物的结构特点

(时间：30分钟)

考查点一　烷烃的分子结构与性质
1．科学家对探测器发回的数据进行了分析，发觉土卫六的大气层中含有95%的氮气，剩余的气体为甲烷和其他碳氢化合物。下列关于碳氢化合物的说法正确的是 (　　)。
A．碳氢化合物的通式为CnH2n＋2
B．燃烧产物为CO2和H2O的化合物肯定是碳氢化合物
C．碳原子间以单键相连的烃是烷烃
D．碳氢化合物分子的相对分子质量肯定是偶数
解析　CnH2n＋2是烷烃的通式，故A项错误；燃烧产物为CO2和H2O的化合物不肯定是碳氢化合物，分子通式为CxHyOz的燃烧产物也是CO2和H2O，故B项错误；仅由碳和氢两种元素组成的物质称为烃，碳原子之间都以碳碳单键结合成链状，碳原子剩余价键全部跟氢原子相结合的烃，才称为烷烃，故C项错误；由于碳原子的相对原子质量是偶数，烃分子中的氢原子数也肯定是偶数，所以碳氢化合物分子的相对分子质量肯定是偶数，故D项正确。
答案　D
2．下列性质不属于烷烃的是 (　　)。
A．燃烧产物只有CO2和H2O
B．与卤素发生取代反应
C．都溶于水
D．通常不与强酸、强碱、强氧化剂反应
解析　烷烃是除了甲烷外的一系列结构和性质与甲烷相像的烃，如乙烷、丙烷、丁烷等，故其性质也同甲烷一样，具有可燃性、易在光照的条件下发生取代反应、稳定性。故C项所指的性质不属于烷烃。
答案　C
3．下列关于乙烷的说法错误的是 (　　)。
A．乙烷分子的空间结构是两个像CH4那样的正四周体连接而成
B．乙烷不能使酸性高锰酸钾溶液退色
C．乙烷完全燃烧的产物对空气没有污染
D．乙烷的一氯取代物只有一种结构
解析　由乙烷的结构简式CH3CH3可知，从分子组成可以看成是一个甲基(－CH3)取代了甲烷分子中的一个氢原子，故其空间结构不是两个像CH4那样的正四周体连接，而是它们有部分重叠在一起的，故A项错误；乙烷的化学性质与甲烷的相像，所以乙烷也具有稳定性，它不能使酸性高锰酸钾溶液退色，其完全燃烧的产物是CO2和H2O，对空气没有污染，故B、C两项正确；由乙烷的结构简式CH3CH3可知，分子中的六个氢原子处于相同的位置，故其一氯取代物只有一种结构，D项正确。
答案　A
4．有一类组成最简洁的有机硅化合物叫硅烷，它的分子结构与烷烃相像。下列有关硅烷的说法中错误的是 (　　)。
A．硅烷的分子通式可表示为SinH2n＋2
B．甲硅烷燃烧生成二氧化硅和水
C．相同条件下，甲硅烷的密度小于甲烷
D．甲硅烷与乙硅烷的相对分子质量相差30
解析　硅烷与烷烃相像，可进行类比推断。由于C和Si同主族，故硅烷的分子通式可表示为SinH2n＋2；由甲烷燃烧生成二氧化碳和水推知，甲硅烷燃烧生成二氧化硅和水；相同条件下，甲硅烷的密度大于甲烷；与烷烃相像，甲硅烷与乙硅烷的分子应相差一个SiH2原子团。
答案　C
5．煤的气化是煤高效、洁净利用的方向之一。下图为加热某地煤样所得煤气组成及体积分数随温度变化的曲线如图所示。由图可知该煤气中 (　　)。

A．只含有碳、氢两种元素
B．所含的有机物是CH4、CnHm、CO
C．CO体积分数小于CH4体积分数
D．氢气体积分数最大
解析　由图示中的CO可知，CO属于无机物，故A、B两项错误；在温度低于1 000 ℃时，CO体积分数总是小于CH4体积分数，而低于600 ℃时CH4体积分数最大，故C项正确，D项错误。
答案　C
考查点二　烷烃燃烧的有关规律
6．将0.1 mol两种气态烃组成的混合气体完全燃烧后得3.36 L(标准状况)CO2和3.6 gH2O。下列说法正确的是 (　　)。
A. 肯定有甲烷 B．肯定有乙烯
C．肯定没有甲烷 D．可能有乙烷
解析　0.1 mol两种气态烃中含有：n(C)＝n(CO2)＝0.15 mol，n(H)＝2 n(H2O)＝0.4 mol，其平均分子式为C1.5H4。故肯定有甲烷，没有乙烷。
答案　A
7．0.5 mol某烃完全燃烧后得到二氧化碳和水蒸气的混合气体。若将该混合气体全部通入盛有足量澄清石灰水的洗气瓶中，洗气瓶内产生白色沉淀100 g；若将该混合气体全部通入盛有足量过氧化钠的干燥管，干燥管的质量增加30 g。
试完成下列问题：
(1)该烃的化学式是________。
(2)该烃是否为烷烃________(填“是”或“否”)，理由是_________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析　(1)烃是仅由碳和氢两种元素组成的有机化合物，完全燃烧生成CO2和H2O，烃与CO2之间保持碳元素的质量守恒，烃与H2O之间保持氢元素的质量守恒。100 g白色沉淀是CaCO3，其物质的量是1 mol，与其对应的CO2的物质的量也是1 mol。设CO2使盛Na2O2的干燥管增加的质量是x。则：
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　Δm
2 mol　　　　　　　　56 g
1 mol x
x＝1 mol×56 g÷2 mol＝28 g。
H2O使盛Na2O2的干燥管增加的质量是30 g－28 g＝2 g。
设H2O的物质的量是y，则：
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑　Δm
2 mol　　　　　　　　　4 g
y 2 g
y＝2 mol×2 g÷4 g＝1 mol。
0．5 mol烃完全燃烧生成1 mol CO2和1 mol H2O，则每摩尔烃含2 mol C和4 mol H，烃的化学式为C2H4。
(2)烷烃分子组成的通式为CnH2n＋2，C2H4不是烷烃。
答案　(1)C2H4　(2)否　C2H4不符合烷烃通式CnH2n＋2
考查点三　同分异构体及其推断与书写
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
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的，但元素百分组成、相对分子质量都相同，则分子式肯定相同。故B项符合题意。
答案　B
9．分子式为C5H11Cl的同分异构体共有(不考虑立体异构) (　　)。
A．6种 B．7种
C．8种 D．9种
解析　戊烷C5H12有3种同分异构体，分别是正戊烷(省略H原子)：C—C—C—C—C，有3种不同的H原子，故—Cl取代—H，有3种可能；异戊烷：，有4种不同的H原子，故—Cl取代—H，有4种可能；新戊烷：，有1种H原子，故—Cl取代—H，有1种可能。则C5H11Cl的同分异构体有CH2ClCH2CH2CH2CH3、CH3CHClCH2CH2CH3、CH3CH2CHClCH2CH3、、
、，共8种。
答案　C
10．下列各组物质中属于同系物的是________，互为同分异构体的是________，互为同素异形体的是________，互为同位素的是________，属于同一物质的是________。
①
②CH3(CH2)3CH3和CH3(CH2)5CH3
③H2O和H2O
④35Cl和37Cl
⑤石墨和金刚石

⑦(CH3)2CHCH(CH3)2和(CH3)2CH(CH2)2CH3
答案　②　⑦　⑤　④　①③⑥
11．写出下列各烷烃的分子式。并写出烷烃A的同分异构体的结构简式。
(1)在同温同压下，烷烃A蒸气的密度是H2密度的36倍
_______________________________________________________________.
(2)烷烃B的分子中含有200个氢原子________。
(3)1 L烷烃C的蒸气完全燃烧时，生成同温同压下15 L的水蒸气________。
(4)烷烃D分子中含有22个共价键的烷烃________。
解析　(1)利用分子通式与相对分子质量的关系来计算烷烃分子通式中的n值：12n＋2n＋2＝36×2＝72，所以n＝5，即烷烃A的分子式为C5H12。先写最长碳链：C—C—C—C—C；然后进行减碳变位得到两种碳架结构： ； 再用氢原子补齐碳原子的剩余价键，即CH3CH2CH2CH2CH3、

(2)烷烃B分子中的氢原子数为2n＋2＝200，所以n＝99，则烷烃B的分子式为C99H200。
(3)由关系式CnH2n＋2～(n＋1)H2O得：n＋1＝15，所以n＝14，则烷烃C的分子式为C14H30。
(4)分析烷烃CnH2n＋2中共价键的个数，有(2n＋2)个碳氢单键，还有把n个碳连成链状的(n－1)个碳碳单键，即(n－1)＋(2n＋2)＝22，所以n＝7，则烷烃D的分子式为C7H16。
答案　(1)C5H12，同分异构体为CH3CH2CH2CH2CH3、

(2)C99H200　(3)C14H30　(4)C7H16
12．某化合物A的化学式为C5H11Cl，分析表明，分子中有两个“—CH3”，两个“—CH2—”，一个“”和一个“—Cl”，写出它的同分异构体的结构简式。
解析　本题考查限制条件下一元取代物同分异构体的书写。可先写出C5H12的三种同分异构体的结构简式，然后对每一种同分异构体分别进行氯代，写出各同分异构体的结构式，并标记出等效氢，再从中找出符合条件的结构式。
———C—C　
　正戊烷　　　　

正戊烷的一氯代物有3种，符合条件的有2种，即：

异戊烷的一氯代物有4种，符合条件的有2种，即：

新戊烷的一氯代物只有1种，不符合条件。