第1章《有机化合物的结构与性质 烃》巩固练习
一、单选题
1.下列化学物质的名称正确的是
A.Na2SO4:芒硝 B.SiO2:刚玉
C.(NH4)2CO3:碳铵 D.CH3OCH3:二甲醚
2.某烃的结构简式为,它可能具有的性质是
A.不易溶于水,易溶于苯等有机溶剂
B.是芳香烃,也是苯的同系物。
C.能发生聚合反应,其产物可表示为
D.分子中所有碳原子一定在同一平面。
3.下列说法不正确的是
A.德国化学家维勒在制备NH4CNO时得到了尿素
B.甲醇在能源工业领域有很好的应用前景,甲醇燃料电池能实现污染物的“零排放”
C.可燃冰的主要成分是天然气的水合物,易燃烧
D.煤的气化、煤的液化都是物理变化
4.某烃具有同分异构体,且各同分异构体的一氯代物的种数相同,该烃的分子式是
A.CH4 B.C3H8 C.C4H10 D.C5H12
5.下列说法正确的是
A.金刚石与C70互为同素异形体,熔沸点和硬度都很高
B.氕、氘、氚互为同位素,其物理性质和化学性质均相同
C.HCOOH和CH3OCHO互为同系物
D.立方烷()和苯乙烯互为同分异构体
6.研究物质需从宏微层面去剖析,下列有关物质认识正确的是
A.Na2O2的电子式:
B.聚丙烯的结构简式:
C.2,3-二甲基戊烷的键线式:
D.熔融状态下NaHSO4的电离方程式:
7.关于物质的分离、提纯实验操作,下列叙述正确的是
A.进行蒸馏操作时,温度计的水银球应伸入液面下
B.分离碘与的混合物,不可采用蒸馏的方法
C.在苯甲酸重结晶实验中,溶解粗苯甲酸时,加热是为了使其充分溶解
D.在苯甲酸重结晶实验中,待粗苯甲酸完全溶解后要冷却到室温再过滤
8.下列物质中,属于烷烃的是
A.C8H16 B.CH3CH2OH C. D.CH2=CH2
9.下列有关化学用语表示正确的是
A.乙醇的分子式:C2H5OH B.间二甲苯的结构简式:
C.氯仿的球棍模型: D.四氯化碳的比例模型:
10.某烷烃有两种同分异构体,含相同数目碳原子的单烯烃的同分异构体有几种(含顺反异构)
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
11.拟除虫菊酯是一类高效、低毒、对昆虫具有强烈触杀作用的杀虫剂,其中对光稳定的溴氰菊酯的结构简式如下所示。下列对该化合物的叙述正确的是( )
A.属于芳香烃
B.属于芳香化合物,含有醚键、羰基两种官能团
C.属于卤代烃
D.可使酸性KMnO4溶液褪色
12.最近美国宇航局(NASA)马里诺娃博士找到了一种比二氧化碳有效104倍的“超级温室气体”——全氟丙烷(C3F8),并提出用其“温室化火星”使其成为第二个地球的计划。有关全氟丙烷的说法不正确的是
A.分子中三个碳原子不可能处于同一直线上
B.全氟丙烷属于烃的衍生物
C.全氟丙烷的电子式为:
D.全氟丙烷分子中既有极性键又有非极性键
13.下列有机物存在顺反异构的是
A.1-丁烯 B.2-丁烯 C.2-甲基-2-丁烯 D.2,3-二甲基-2-丁烯
14.下列各组物质属于同分异构体且为位置异构的是
A.CH3CH2OH和CH3CHO
B.和
C.和
D.CH3CH(OH)CH2CH2CH3和
15.下列物质中所有碳原子一定在同一平面上的是
A. B. C. D.
二、填空题
16.现有下列5种有机物:
①CH2=CH2②CH3C≡CH ③CH3CH2CH2OH ④CH3OCH2CH3⑤
请回答:
(1)属于烃类的是______________(填序号,下同),与①互为同系物的是___________,与③互为同分异构体的是_________。
(2)用系统命名法给⑤命名,其名称为_____________________________________。
17.烷烃是常见的有机化合物之一,其组成可以用CnH2n+2表示。回答下列问题:
(1)n≤10的烷烃中,一氯代物只有一种的有___种。
(2)按n递增的顺序,一氯代物只有一种的第三个烷烃的系统命名是____,该烷烃____(填“能”或“不能”)由烯烃加氢生成,理由是____,它的同分异构体有____种,它和它的同分异构体中沸点最高的化合物的结构简式是____。
18.回答下列问题。
(1)酚酞是常用的酸碱指示剂,其结构简式如图所示:
①酚酞的分子式为_______。
②从结构上看酚酞可看作_______(填字母)。
A.烯烃 B.芳香族化合物 C.醇 D.酚 E.醚 F.酯
(2)莽草酸是从中药八角茴香中提取的一种有机物,具有消炎、镇痛作用,常用作合成抗病毒和抗癌药物的中间体。莽草酸的结构简式如下图:
①在横线上写出官能团的名称_______、_______、_______。
②莽草酸按含氧官能团分类,属于_______类、_______类。
19.有下列几组物质:
①与 ②石墨与富勒烯 ③硝基丙烷(CH3CH2CH2NO2)与丙氨酸( ) ④CH3CH2CH2CH3和 ⑤天然气的主要成分与沼气的主要成分 ⑥HF与HCl。对各组物质的性质异同点进行分析,请用数字序号回答问题:
(1)互为同素异形体的是___________;
(2)互为同分异构体的是________;
(3)互为同位素的是_________;
(4)属于同一化合物的是_________。
20.玫瑰的香味物质中包含蚽烯,蚽烯的键线式为:。
(1)1 mol蚽烯最多可以跟____ mol H2发生反应。
(2)写出蚽烯跟等物质的量的Br2发生加成反应所得产物的可能的结构_______________ (用键线式表示)。
(3)有机物A是蚽烯的同分异构体,分子中含有“”结构,A可能的结构为______(用键线式表示)。
(4)写出与Cl2发生1,4-加成反应的化学方程式____________。
21.下图是表示4个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子,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。
(1)碳原子间所成的化学键全是碳碳单键的有___________(填字母,下同),含有碳碳双键的有___________,含有碳碳三键的有___________。
(2)碳骨架为链状的有___________,为环状的有___________,含有支链的有___________。
(3)以小球表示碳原子,小棍表示化学键,试画出3个碳原子相互结合的所有碳骨架的示意图:___________。
22.苯的同系物的物理性质规律
苯的同系物一般是具有类似苯的气味的无色液体,不溶于水,易溶于有机溶剂。
(1)随着碳原子数的递增,苯的同系物的熔、沸点___________,密度___________,但都小于水的密度。
(2)相同碳原子数的同分异构体中,苯环上的侧链越短,即链在苯环上分布越分散,物质的熔、沸点也就___________,如对二甲苯<间二甲苯<邻二甲苯
三、有机推断题
23.请回答下列问题:
(1)请命名如图所示的烷烃________。
(2)对二甲苯的二氯代物有几种_________。
(3)写出乙二醇催化氧化的化学方程式_________。
(4)如图是两种不同的高分子化合物结构简式片段,构成两种物质的单体的结构简式分别为_________;_________。
、
(5)将过量水杨酸()加入Na2CO3溶液中发生的化学方程式:______。
(6)CH2ClCOOCH2CH3与NaOH的水溶液共热的化学方程式:________。
24.根据下面的反应路线及所给信息填空。
(1)A的结构简式是__________________,名称是_______________。
(2)①的反应类型是___________________________。
(3)反应④的化学方程式是____________________________________________。
(4)与Br2的CCl4溶液发生1,4-加成产物的结构简式是_________________________。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【详解】A.芒硝的化学式为Na2SO410H2O,A错误;
B.刚玉的成分为Al2O3,B错误;
C.碳铵指的是碳酸氢铵,化学式为NH4HCO3,C错误;
D.二甲醚是乙醇的同分异构体,根据醚类物质的命名可知,二甲醚的化学式为CH3OCH3,D正确;
故选D。
2.A
【详解】A.根据相似相溶原理,该烃易溶于有机溶剂,不易溶于水,故A正确;
B.该分子含有碳碳双键,苯不含碳碳双键,因此结构不相似,不是同系物,故B错误;
C.该分子含有碳碳双键,因此能发生加聚反应,其产物为,故C错误;
D.该分子可以看作是甲烷分子的一个氢原子被苯乙烯基取代,甲烷是正四面体结构,因此该分子中所有原子不在同一平面上,故D错误。
综上所述,答案为A。
3.D
【详解】A.德国化学家维勒在制备无机盐NH4CNO时得到了一种晶体,这种晶体经检验是尿素,则A说法正确;
B.甲醇在能源工业领域有很好的应用前景,甲醇燃料电池在工作时,被氧化为二氧化碳和水,对环境无污染,能实现污染物的“零排放”,则B说法正确;
C.可燃冰的主要成分是甲烷的结晶水合物,甲烷是天然气的成分,易燃烧,则C说法正确;
D.煤的气化、煤的液化是指将煤通过化学变化转为可燃的气体和液体,和物态变化不一样,则D说法不正确;
本题答案D。
4.C
【详解】A. 甲烷没有同分异构体,A不正确;
B. 丙烷没有同分异构体,B不正确;
D. 丁烷有2种同分异构体,分别是正丁烷和异丁烷,其中等效氢原子的种类都是2种,C正确;
D. 戊烷有3种同分异构体,分别是正戊烷、异戊烷和新戊烷,其中等效氢原子的种类分别是3、4、1种,D不正确;
答案选C。
5.D
【详解】A.金刚石和C70均为碳单质,互为同素异形体,金刚石是原子晶体,熔沸点和硬度很高,但C70是分子晶体,熔沸点、硬度较低,A错误;
B.氕、氘、氚互为同位素,其化学性质相同,物理性质不同,B错误;
C.HCOOH和CH3OCHO含有的官能团种类不同,不互为同系物,C错误;
D.立方烷()和苯乙烯的分子式均为C8H8,结构不同,互为同分异构体,D正确;
答案选D。
6.C
【详解】A.过氧化钠为离子化合物,电子式为,A错误;
B.图示聚丙烯的支链连接错误,结构简式应为,B错误;
C.2,3-二甲基戊烷的结构简式为,改写成键线式为,C正确;
D.熔融状态下NaHSO4不能电离出氢离子,应为NaHSO4=Na++HSO,D错误;
综上所述答案为C。
7.C
【详解】A.蒸馏时温度计的水银球应在蒸馏烧瓶支管口处,故A错误;
B.碘和的沸点相差较大,能用蒸馏的方法分离,故B错误;
C.苯甲酸在温度较高时溶解度较大,加热可使其充分溶解,故C正确;
D.苯甲酸重结晶实验中,为减少苯甲酸的损失,要趁热过滤,故D错误;
故选C。
8.C
【详解】烷烃属于饱和烃,分子中只含有C、H元素,烷烃分子中只存在单键,烷烃的通式可用CnH2n+2表示,满足该通式的有机物一定属于烷烃;
A.C8H16属于烯烃或环烷烃,故A不选;
B.CH3CH2OH属于醇类,故B不选;
C.属于烷烃,故C选;
D.CH2=CH2属于烯烃,故D不选;
故选C。
9.C
【详解】A.乙醇的分子式为C2H6O,结构简式为CH3CH2OH或C2H5OH,A错误;
B.间二甲苯的结构简式为: ,B错误;
C.氯仿分子式为:CHCl3,其中原子半径:Cl>C>H,对应球棍模型为: ,C正确;
D.由于Cl原子半径大于C原子,故CCl4对应比例模型为: ,D错误;
故答案选C。
10.C
【详解】某烷烃有两种同分异构体,因此该烷烃一定为丁烷,而丁烯的同分异构体为四种,分别为:CH2=CH-CH2-CH3、CH3-CH=CH-CH3(包括顺反两种物质)、及,答案选C。
11.D
【详解】A. 含有苯环的碳氢化合物是芳香烃,该有机物分子中含有C、H、O、N、Br,不属于芳香烃,A错误;
B. 含有苯环,属于芳香化合物,含有溴原子、碳碳双键、酯基、-CN、醚键等5种官能团,B错误;
C. 该有机物分子中含有C、H、O、N、Br,不属于卤代烃,C错误;
D. 含有碳碳双键,可使酸性KMnO4溶液褪色,D正确。
答案选D。
12.C
【详解】A.全氟丙烷可以看做丙烷分子中的氢原子全部被氟原子取代得到,则全氟丙烷分子中三个碳原子呈锯齿形,不可能处于同一直线上,故A正确;
B.全氟丙烷可以看做丙烷分子中的氢原子全部被氟原子取代得到,属于烃的衍生物,故B正确;
C.全氟丙烷为共价化合物,电子式为,故C错误;
D.全氟丙烷分子中含有非极性键和极性键键,故D正确;
故选C。
13.B
【详解】A.1-丁烯结构为:,1号碳连接两个相同的H,故不存在顺反异构,A不符合题意;
B.2-丁烯中双键碳连接不同的原子(团),存在顺式结构:和反式结构,B符合题意;
C.2-甲基-2-丁烯结构为:,2号碳连接两个相同的甲基,故不存在顺反异构,C不符合题意;
D.2,3-二甲基-2-丁烯结构为:,2、3号碳连接两个相同的甲基,故不存在顺反异构,D不符合题意;
故答案选B。
14.B
【详解】A.CH3CH2OH的分子式为C2H6O,CH3CHO的分子式为C2H4O,二者分子式不同,不属于同分异构,故A不符合题意;
B.的分子式为C7H7Cl,的分子式为C7H7Cl,二者分子式相同,结构不同,属于同分异构体,且取代基的相对位置不同,属于位置异构,故B符合题意;
C.的分子式为C4H10,的分子式为C4H10,二者分子式相同,结构不同,属于同分异构体,且碳架不同,属于碳架异构,故C不符合题意;
D.CH3CH(OH)CH2CH2CH3的分子式为C5H12O,的分子式为C5H12O,二者名称均为2-戊醇,二者分子式相同,名称相同,为同种物质,故D不符合题意;
答案为B。
15.D
【详解】A.分子中C原子为饱和C原子,具有甲烷的四面体结构,因此分子中不可能所有的C原子在同一平面上,A错误;
B.乙苯分子中含有的2个饱和C原子具有甲烷的四面体结构,因此分子中不可能所有的C原子在同一平面上,B错误;
C.分子中C原子为饱和C原子,具有甲烷的四面体结构,因此分子中不可能所有的C原子在同一平面上,C错误;
D.苯分子是平面分子,甲基—CH3的C原子取代苯分子中H原子的位置,在苯环平面上,因此物质分子中所有碳原子一定在同一平面上,D正确;
故合理选项是D。
16. ①②⑤ ⑤ ④ 2﹣甲基﹣2﹣丁烯
【分析】(1)只含C、H元素的有机化合物的烃;结构相似、在分子组成上相差一个或n个-CH2原子团的有机物互称同系物;分子式相同、结构不同的有机物互称同分异构体,据此分析判断;
(2)选取含有碳碳双键的最长碳链为主链,从距离碳碳双键最近的一段编号,据此分析解答。
【详解】(1)只含C、H元素的有机化合物称为烃,属于烃的是①②⑤;结构相似、在分子组成上相差一个或n个-CH2原子团的有机物互称同系物,所以与①互为同系物的是⑤;分子式相同、结构不同的有机物互称同分异构体,与③互为同分异构体的是④,故答案为:①②⑤;⑤;④;
(2)⑤中含有碳碳双键的最长碳链中有4个C原子,为丁烯,2号碳原子上含有一个甲基且含有碳碳双键,则该物质名称为2-甲基-2-丁烯,故答案为:2-甲基-2-丁烯。
17.(1)4
(2) 2,2—二甲基丙烷 不能 该烷烃分子中相邻的两个碳原子上只有一个碳原子上有氢原子 2 CH3(CH2)3CH3
【解析】(1)
一氯代物只有一种的烷烃必须是中心对称。中心对称的简单烷烃有CH4、
CH3CH3,然后以此为基础,分子中的H原子用CH3代替得出“第二代”分子,“第二代”分子中的H原子再用CH3代替得出“第三代”分子……按此规律,第三个是C(CH3)4即C5H12,第四个是C2(CH3)6,即C8H18,故n≤10的烷烃中,一氯代物只有一种的有4种。
(2)
第三个烷烃是C(CH3)4,系统命名是2,2-二甲基丙烷,该烷烃分子中相邻的两个碳原子上只有一个碳原子上有氢原子,故不能由烯烃加氢生成;它的同分异构体有正戊烷、异戊烷2种;它和它的同分异构体中,无支链的化合物沸点最高,故结构简式是CH3(CH2)3CH3。
18.(1) BDF
(2) 羧基 碳碳双键 羟基 羧酸 醇
【解析】(1)
①根据酚酞的结构简式可知,其分子式为:;
②从结构上看酚酞中含有苯环,故属于芳香族化合物,其中含有酚羟基,故属于酚类物质,其中含有酯基,故属于酯类物质,故选BDF;
(2)
①根据莽草酸的结构简式可知其中含有的官能团分别为:羧基、碳碳双键、羟基;
②莽草酸中含有羧基,故属于羧酸;其中含有羟基,故属于醇。
19. ② ③④ ① ⑤
【详解】①与的质子数相同,而中子数不同,是碳元素的两种核素,互称为同位素;
②石墨与富勒烯都是由碳元素形成的不同单质,都属于碳元素的同素异形体;
③硝基丙烷与丙氨酸的分子式都为C3H7NO2,分子式相同,结构式不同,是同分异构体;
④CH3CH2CH2CH3和 的分子式都为C4H10,但是结构不同,所以互为同分异构体;
⑤天然气与沼气的主要成分都是CH4,属于同一种物质;
⑥HF和HCl属于不同的物质;
(1)互为同素异形体的是②;
(2)互为同分异构体的是③④;
(3)互为同位素的是①;
(4)属于同一化合物的是⑤。
20. 2
【详解】(1)蚽烯分子中含有2个碳碳双键,故1 mol蚽烯最多可以跟2molH2发生加成反应。
(2) 蚽烯跟等物质的量的Br2发生加成反应,加成的位置有两处,故产物有两种:。
(3) 的分子式为C10H16,同分异构体可以表示为,则-R为丁基-C4H9,丁基有四种结构,故A可能的结构为4种,分别为:。
(4) 结构与1,3-丁二烯相似,与Cl2可以发生1,2-加成或者1,4-加成,发生1,4-加成反应的化学方程式为。
21.(1) A、C、H、J B、E、F D、G
(2) A、B、C、D、E、F、G H、J C、F、J
(3)、、、
【解析】略
22.(1) 升高 增大
(2)越低
【详解】(1)随着碳原子数的递增,苯的同系物的相对分子质量不断变大,导致其熔、沸点升高,密度增大,但都小于水的密度。
(2)相同碳原子数的同分异构体中,苯环上的侧链越短,即链在苯环上分布越分散,物质的熔、沸点也就越低,如对二甲苯<间二甲苯<邻二甲苯。
23. 3,3,5-三甲基庚烷 7 HOCH2-CH2OH+O2 OHC-CHO +2H2O CF2=CF2 HCHO、 Na2CO3+2 →2+CO2↑+H2O CH2ClCOOCH2CH3+2NaOHHOCH2COONa+CH3CH2OH+NaCl
【分析】(1)根据烷烃的系统命名方法命名;
(2)采用定一移二方法确定对二甲苯的二氯代物种类数目;
(3)结合乙醇催化氧化分析;
(4)观察物质结构,根据重复最小单元,结合加聚、缩聚反应的特点分析判断;
(5)根据酸性:—COOH>H2CO3> >NaHCO3分析;
(6)结合卤代烃的水解反应和酯的水解反应分析。
【详解】(1)该物质分子中含有C原子数最多的碳链上有7个C原子,从左上端为起点,给主链上C原子编号,以确定支链的位置,该物质名称为3,3,5-三甲基庚烷;
(2)两个氯原子可能位于同一个碳原子上,也可能位于不同碳原子上。如果2个氯原子位于同一个碳原子上只有1种结构;如果2个氯位于2个甲基C原子上只有1种结构;若1个Cl原子位于甲基上,另1个位于苯环上,有2种不同结构;若2个Cl原子都在苯环上,有3种不同结构,故其二氯代物共有1+1+2+3=7种;
(3)乙二醇结构简式是HOCH2-CH2OH,由于羟基连接的C原子上含有2个H原子,可以被催化氧化产生-CHO,HOCH2-CH2OH被氧化为OHC-CHO,同时产生水,该反应的化学方程式为:HOCH2-CH2OH+O2 OHC-CHO +2H2O;
(4) 最小重复单元是,将碳碳单键改为双键,就得到其相应的单体,结构简式是CF2=CF2;
酚羟基属于邻对位取代基,即羟基使苯环的邻位、对位H原子变得活泼,易发生取代反应,其与甲醛HCHO发生缩聚反应产生 ,同时得到H2O,故其单体是HCHO和 ;
(5)由于物质的酸性:—COOH>H2CO3> >NaHCO3,所以将过量水杨酸( )加入Na2CO3溶液中发生反应产生 、CO2、H2O,反应的化学方程式为Na2CO3+2 →2 +CO2↑+H2O;
(6)CH2ClCOOCH2CH3中含有Cl原子和酯基都可以在碱性条件下发生水解反应,则其与NaOH的水溶液共热反应的化学方程式为:CH2ClCOOCH2CH3+2NaOHHOCH2COONa+CH3CH2OH+NaCl。
【点睛】本题综合考查了烃及其衍生物的性质。要学会根据课本已有知识进行联系,采用联想类推方法进行分析。易错点是(2)、(5)。对于同分异构体种类数目的判断时,要综合考虑2个Cl原子所有可能的位置;对于(5)化学方程式的书写,既要考虑各个基团活动性的强弱,还有考虑相对量的多少对反应及其产物的影响,然后做出正确判断。
24. 环己烷 取代反应 +2NaOH+2NaBr+2H2O
【分析】由合成路线可知,反应①为光照条件下的取代反应,所以A为,反应②为卤代烃发生的消去反应,反应③为环己烯的加成反应,则B为,反应④为卤代烃的消去反应生成1,3-环己二烯,以此解答该题。
【详解】(1)根据以上分析可知A的结构简式是,名称是环己烷。
(2)反应①为光照条件下的取代反应,即①的反应类型是取代反应。
(3)反应④是卤代烃的消去反应,反应的化学方程式是+2NaOH+2NaBr+2H2O。
(4)含有2个碳碳双键,与Br2的CCl4溶液发生1,4-加成产物的结构简式是。
答案第1页,共2页
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