2020版新教材高中化学第3章简单的有机化合物第1节第1课时有机化合物的性质课后练习含解析鲁科版必修第二册 7页

第1课时　有机化合物的性质 ‎1.二氟甲烷(CH2F2)是性能优异的环保产品,它可替代某些会破坏臭氧层的“氟里昂”产品,用作空调、冰箱和冷冻库的制冷剂。对二氟甲烷的叙述正确的是(　　)‎ A.只有1种结构 B.属于烃 C.有2种结构 D.为正四面体结构 答案A 解析甲烷是正四面体结构,其分子中的四个氢原子是完全等效的,甲烷的二氟代物只有一种,选项A正确;二氟甲烷(CH2F2)不属于烃,选项B错误;甲烷是正四面体结构,其分子中的四个氢原子是完全等效的,甲烷的二氟代物只有一种,选项C错误;甲烷是正四面体结构,碳原子位于正四面体的中心,4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点,当甲烷分子上的2个氢原子被氯原子取代后,由于原子之间的相互影响,键长、键角都发生了变化,所以就不再是正四面体结构了,选项D错误。‎ ‎2.古丝绸之路贸易中的下列商品,主要成分属于无机物的是(　　)‎ A.瓷器 B.丝绸 C.茶叶 D.中草药 答案A 解析瓷器是以黏土为主要原料烧制而成的,黏土属于无机非金属材料;丝绸的主要成分为蛋白质,而蛋白质是含C、H、O、N、S、P等元素的有机物;茶叶、中草药的主要成分均为有机物。故答案为A。‎ ‎3.乙烷与氯气反应得到的有机产物最多有(　　)‎ A.10种 B.9种 C.8种 D.7种 答案B 解析乙烷的一氯取代物和五氯取代物取代产物种数相同,各有1种,二氯取代物和四氯取代物取代产物种数相同,各有2种,三氯取代物有2种,六氯取代物1种,所以共有9种。‎ ‎4.下列事实中能证明甲烷分子是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 答案B 解析对于甲烷的正四面体结构,因为其4个顶点的位置完全相同,所以它的一氯代物(CH3Cl)、二氯代物(CH2Cl2)、三氯代物(CHCl3)、四氯代物(CCl4)都只有一种。而如果甲烷是平面正方形结构,虽然4个C—H键都完全相同,但4个角上的氢原子的位置关系可能相邻,也可能相间,CH2Cl2应有两种。但实际上CH2Cl2只有一种结构,所以CH2Cl2只代表一种物质可说明甲烷为正四面体结构。‎ ‎5.室温下,下列关于甲烷与Cl2的取代反应所得产物的说法正确的是(　　)‎ A.都是有机物 B.都不溶于水 C.有一种气态物质,其余均是液体 D.除一种物质外其余均是四面体结构 - 7 -‎ 答案D 解析甲烷与Cl2反应的产物中有HCl,HCl不是有机物,且易溶于水;产物中HCl、CH3Cl是气态物质;除HCl外,其余产物均为四面体结构。‎ ‎6.下列关于碳原子的成键特点及成键方式的理解,正确的是(　　)‎ A.饱和有机物中碳原子不能发生化学反应 B.碳原子只能与碳原子形成不饱和键 C.任何有机物中氢原子数目不可能为奇数 D.5个碳原子之间能够形成五个碳碳单键 答案D 解析烷烃中的碳原子都是饱和碳原子,饱和碳原子能发生取代反应,故A错误;碳原子与碳原子可以形成不饱和键,如烯烃,也可以形成饱和键,如烷烃,故B错误;有的有机物分子中含有奇数个氢原子,如一氯甲烷、三氯甲烷等,故C错误;5个碳原子可以形成碳环,可以带支链,也可以不带支链,两种情况都含有5个C—C单键,故D正确。‎ ‎7.写出下列各烷烃的分子式。‎ ‎(1)烷烃A的分子中含有200个氢原子:　　　　。 ‎ ‎(2)烷烃B的分子中含有22个共价键:　　　　　。 ‎ ‎(3)标准状况下,1 L气态烷烃C完全燃烧时,消耗标准状况下的O2 6.5 L:　　　　　　。 ‎ ‎(4)1 L烷烃D的蒸气完全燃烧时,生成同温、同压下15 L水蒸气:　　　　　　。 ‎ ‎(5)烷烃E的蒸气密度是同温、同压下氢气的22倍:　　　　　　。 ‎ 答案(1)C99H200　(2)C7H16　(3)C4H10　(4)C14H30　(5)C3H8‎ 解析(1)根据烷烃的通式CnH2n+2可得,2n+2=200,则n=99,A的分子式为C99H200。‎ ‎(2)在烷烃分子中,n个C原子形成(n-1)个C—C键,(2n+2)个氢原子形成(2n+2)个C—H键,则n-1+2n+2=22,n=7,B的分子式为C7H16。‎ ‎(3)1 mol CnH2n+2完全燃烧时,消耗O2‎3n+1‎‎2‎ mol,标准状况下1 L CnH2n+2完全燃烧消耗O2‎3n+1‎‎2‎ L,则‎3n+1‎‎2‎=6.5,n=4,则C的分子式为C4H10。‎ ‎(4)烷烃完全燃烧时,1 mol CnH2n+2生成(n+1) mol H2O,同温、同压下1 L CnH2n+2生成(n+1) L水蒸气,则n+1=15,n=14,D的分子式为C14H30。‎ ‎(5)由ρ(CnH2n+2)=22ρ(H2)可知,Mr(CnH2n+2)=22Mr(H2),则Mr(CnH2n+2)=44,可推出n=3,即E的分子式为C3H8。‎ 提升能力·跨越等级 ‎1.下列关于甲烷的说法不正确的是(　　)‎ A.甲烷的分子式是CH4,是氢元素质量分数含量最高的烃 B.甲烷中最多三个原子共面 C.CCl4可由CH4制得,CCl4可萃取碘水中的碘 D.1 mol甲烷和氯气光照充分反应,最多消耗2 mol氯气 答案D 解析甲烷的分子式是CH4,甲烷是氢元素质量分数含量最高的烃,故A正确;甲烷是正四面体结构,最多三个原子共面,故B正确;四氯化碳是甲烷的完全取代产物,可由CH4制得,是一种有机溶剂,和水互不相溶,碘在其中的溶解度大于在水中的溶解度,CCl4可萃取碘水中的碘,故C正确;甲烷分子中的四个氢原子均可以被氯原子取代,1 mol甲烷中有4 mol氢原子,甲烷和氯气光照充分反应,1 mol甲烷最多消耗4 mol氯气,故D错误。‎ - 7 -‎ ‎2.如图中的大黑点代表原子序数为1~18的元素的原子实(原子实是原子除最外层电子后剩余的部分),小黑点代表未用于形成共价键的最外层电子,短线代表共价键。下列各图表示的结构与化学式一定不相符的是(　　)‎ 选项 A B C D 图式 化学式 NH3‎ C2H4‎ CCl4‎ CO2‎ 答案C 解析氨气分子中氮原子与氢原子形成三个共价键,还有一个孤电子对,故A正确;乙烯分子中碳原子与碳原子形成碳碳双键,是平面结构,故B正确;四氯化碳分子中氯原子的最外层还有三个孤电子对未画出,正确的图式为,故C错误;二氧化碳分子中碳原子分别与两个氧原子形成2个共价键,每个氧原子还有2个孤电子对,故D正确。‎ ‎3.有下列物质:①氯气　②硝酸　③溴水　④烧碱 ‎⑤氧气　⑥酸性KMnO4溶液,其中在一定条件下可与甲烷发生化学反应的是(　　)‎ A.①②③ B.④⑤⑥ C.①⑤ D.②③④⑥‎ 答案C 解析甲烷非常稳定,常温下不与强酸、强碱及强氧化剂反应。‎ ‎4.(双选)下列叙述中正确的是(　　)‎ A.含5个碳原子的有机物,每个分子中最多可形成4个C—C键 B.正戊烷分子中所有原子均在一条直线上 C.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不一定符合通式CnH2n+2‎ D.分子式为C3H8与C6H14的两种有机物一定互为同系物 答案CD 解析碳原子可以形成碳链,无论带支链,还是不带支链,5个碳原子的有机物都含有4个C—C单键;碳原子可以形成碳环,可以带支链,也可以不带支链,5个碳原子的有机物都含有5个C—C单键,故A错误;正戊烷分子中,甲基中的原子形成立体结构,正戊烷也是立体结构的有机物,所以正戊烷分子中所有原子在一条直线上是错误的,故B错误;不仅饱和链烃中只含有C—C单键与C—H单键,环烷烃中也只含有C—C单键与C—H单键,故C正确;满足通式为CnH2n+2的有机物是烷烃,互为同系物,所以分子式为C3H8与C6H14的两种有机物一定互为同系物,故D正确。‎ ‎5.(2018全国2,9)实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。‎ - 7 -‎ 光照下反应一段时间后,下列装置示意图中能正确反映实验现象的是(　　)‎ 答案D 解析CH4和Cl2反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl的混合物,其中CH3Cl常温下是气体,难溶于水,CH2Cl2、CHCl3和CCl4常温下是无色油状液体,难溶于水,HCl极易溶于水,故试管内气体体积减小,颜色变淡,液面上升,试管壁上有无色油状液滴出现,D项正确。‎ ‎6.分析下表中各项的排布规律,按此规律排布C8H18在表中应为(　　)‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ C2H4‎ C2H6‎ C2H6O C2H4O2‎ C3H6‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ C3H8‎ C3H8O C3H6O2‎ C4H8‎ C4H10‎ A.第24项 B.第25项 C.第26项 D.第27项 答案C 解析根据表格中所给的项目可知,每四项为一个周期,每一个周期中四种物质的碳原子数均相同,且碳原子数均比周期数多1,由于C8H18的碳原子数为8,故为第七个周期中第2种物质,其所在的位置为4×6+2=26,故选C。‎ ‎7.‎ 如图所示,U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为1∶4)的混合气体,假定氯气在水中的溶解度可以忽略。常温下,将封闭有甲烷和氯气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。‎ - 7 -‎ ‎(1)假设甲烷与氯气反应充分,且只产生一种有机物,请写出反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(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,U形管右端水柱的变化是　　　　　　　　　　。 ‎ A.升高 B.降低 C.不变 D.无法确定 ‎(4)若水中含有Na2SiO3,则在U形管左端会观察到的现象是　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(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,若充分反应且只产生一种有机物,则CH4中的氢原子可完全被取代,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一种连锁反应,第一步反应一旦开始,后续反应立即进行,因此四步反应均发生,故得到4种氯代产物和HCl。‎ ‎(3)甲烷和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,该条件下除CH3Cl外其他3种氯代物均为液体,气体压强减小,则U形管右侧液面降低,左侧液面升高。‎ ‎(4)因左侧生成的HCl溶于水后发生反应2HCl+Na2SiO3H2SiO3↓+2NaCl,所以可观察到有白色胶状沉淀生成。‎ ‎(5)为了平衡气压,所以在U形管右侧插入了一支玻璃管。‎ ‎8.(1)完全燃烧0.1 mol某烃,燃烧产物依次通过浓硫酸、浓碱液,实验结束后,称得浓硫酸增重9 g,浓碱液增重17.6 g。该烃的化学式为　　　　　。 ‎ ‎(2)某烃2.2 g,在O2中完全燃烧,生成6.6 g CO2和3.6 g H2O,在标准状况下其密度为1.964 3 g·L-1,其化学式为　　　　　　。 ‎ ‎(3)某烷烃的相对分子质量为128,该烷烃的化学式为　　　　　　。 ‎ ‎(4)在120 ℃和101 kPa的条件下,某气态烃和一定质量的氧气的混合气体,点燃完全反应后再恢复到原来的温度时,气体体积缩小,则该烃分子内的氢原子个数　　　　　　。 ‎ A.小于4 B.大于4‎ C.等于4 D.无法判断 答案(1)C4H10　　(2)C3H8　(3)C9H20　(4)A 解析(1)0.1 mol烃中,n(C)=‎17.6 g‎44 g·mol‎-1‎=0.4 mol,n(H)=‎9 g‎18 g·mol‎-1‎×2=1 mol,则每个烃分子中含4个碳原子、10个氢原子,即化学式为C4H10。‎ ‎(2)由题意可得烃的摩尔质量M=22.4 L·mol-1×1.964 3 g·L-1≈44 g·mol-1。该烃分子中,n(C)∶n(H)=‎6.6 g‎44 g·mol‎-1‎∶(‎3.6 g‎18 g·mol‎-1‎×2)=3∶8,故最简式为C3H8,最简式相对分子质量为44,等于该烃的相对分子质量,故该烃的化学式为C3H8。‎ - 7 -‎ ‎(3)某烷烃CnH2n+2的相对分子质量为128,则14n+2=128,解得n=9,故化学式为C9H20。‎ ‎(4)设某气态烃的分子式为CxHy,则有CxHy+(x+y‎4‎)O2xCO2+y‎2‎H2O,‎ 因为反应后气体体积缩小,则1+x+y‎4‎>x+y‎2‎,‎ 即y<4。‎ 贴近生活·拓展创新 ‎★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。某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程,其设计的模拟装置如下:‎ 根据设计要求回答:‎ ‎(1)A中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　 ‎ ‎(2)B装置有三种功能:①均匀混合气;②干燥混合气体;③　　　　　　　。 ‎ ‎(3)设V(Cl‎2‎)‎V(CH‎4‎)‎=x,若理论上欲获得最多的氯化氢,则x值应≥　　　　　　。 ‎ ‎(4)E装置的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)在C装置中,经过一段时间的强光照射,发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生,写出生成黑色小颗粒的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(6)D装置中的石棉上放较多的KI粉末,其作用为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(7)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　　　　　　。 ‎ 答案(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O ‎(2)控制气流速度(或调整混合气的比例)‎ ‎(3)4　(4)吸收氯化氢和防止倒吸 ‎(5)CH4+2Cl2C+4HCl　(6)除去未反应的氯气 ‎(7)分液 解析(1)加热条件下,浓盐酸和二氧化锰反应生成氯化锰、氯气和水,反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。‎ ‎(2)B装置可以均匀混合气、干燥混合气体和控制气流速度(或调整混合气的比例)。‎ ‎(3)根据甲烷与氯气的反应可知欲获得较多的HCl,也就是使甲烷中的氢原子全部转化为HCl,此时消耗的氯气的物质的量至少是甲烷物质的量的4倍。‎ ‎(4)E能吸收氯化氢且能防止倒吸,所以E装置的作用是吸收氯化氢和防止产生倒吸。‎ ‎(5)由题意可知,在C装置中,经过一段时间的强光照射,发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒应为炭黑,说明光照条件下,氯气和甲烷发生取代反应生成黑色小颗粒碳和氯化氢,反应方程式为CH4+2Cl2C+4HCl。‎ - 7 -‎ ‎(6)氯气能将碘化钾氧化为碘单质,KI饱和溶液及KI粉末可除去过量的未反应的氯气。‎ ‎(7)E装置中除了有盐酸生成外,还含有二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳,二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳都不溶于水,能分层,可用分液的方法分离出有机物。‎ - 7 -‎