高中化学人教版（2019）必修第二册 第七章第一节 认识有机化合物
一、单选题
1．（2020高二上·长春期中）下列有机物属于烷烃的是（ ）
A．CH3CH2OH B．CH3COOH C．C6H6 D．C3H8
【答案】D
【知识点】烷烃
【解析】【解答】A. CH3CH2OH中含有O元素，不是烷烃，故A不符合题意；
B. CH3COOH中含有O元素，不是烷烃，故B不符合题意；
C. C6H6不符合通式CnH2n+2，结构不同，故C不符合题意；
D. C3H8符合通式CnH2n+2，结构相似，组成相差CH2，是烷烃同系物，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】烷烃分子结构中碳原子为饱和碳原子，烷烃同系物符合通式CnH2n+2，据此分析选项。
2．（2021高二下·讷河开学考）下列有机物中，实验式相同，且既不是同系物，又不是同分异构体的是（ ）
A．1 -辛烯和3- 甲基 -1 -丁烯
B．苯和乙炔
C．1 -氯丙烷和2- 氯丙烷
D．甲苯和乙苯
【答案】B
【知识点】有机物的结构式
【解析】【解答】A、1 -辛烯和3 -甲基- 1 -丁烯含有相同的官能团碳碳双键，分子组成相差3个-CH2-原子团，属于同系物，A不符合题意；
B、苯和乙炔的分子式分别为C6H6和C2H2，实验式均为CH，含有的官能团不同，不属于同系物，也不是同分异构体，B符合题意；
C、1 -氯丙烷和2 -氯丙烷分子式均为C3H7Cl，属于同分异构体，C不符合题意；
D、甲苯和乙苯结构相似，分子组成相差一个CH2原子团，属于同系物，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】理解同系物与同分异构体的概念，同系物是指结构相似、分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机物，强调的是结构必须相似，如含有相同的官能团且官能团数目也相同，同分异构体是指分子式相同而结构不同的有机物之间的互称，同分异构体一般包括碳链异构、位置异构和官能团异构三种形式。
3．（2020高二上·紫金期中）分子式为C6H14的烷烃的同分异构体数目有（ ）种
A．2 B．3 C．4 D．5
【答案】D
【知识点】同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】分子式为C6H14的烷烃的同分异构体数目分别为(碳架结构)： ， ， ， ， ，共5种，故D符合题意。
故答案为D。
【分析】具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体，据此分析解答。
4．（2020高二上·揭阳期中）已知 的键线式可写作 ，某有机物的键线式为 ，其正确名称是（ ）
A．5 -乙基 -2- 己烯 B．2 -甲基庚烯
C．3 -甲基- 5- 庚烯 D．5 -甲基- 2- 庚烯
【答案】D
【知识点】有机化合物的命名
【解析】【解答】有机物的键线式是将碳原子和氢原子省略，用线段的端点和拐点代表碳原子所得到的式子，根据键线式 可知结构简式为：CH3CH=CHCH2CH(CH3)CH2CH3，烯烃命名时，要选含双键的最长碳链为主链，故主链上有7个碳原子，从离官能团近的一端开始编号，则在5号碳上有一个甲基，用双键两端编号较小的碳原子表示出双键的位置，故此有机物的名称为：5-甲基-2-庚烯。
故答案为：D。
【分析】有机物的键线式是将碳原子和氢原子省略，用线段的端点和拐点代表碳原子所得到的式子，根据键线式可以写出结构简式，应注意的是烯烃命名时，要选含双键的最长碳链为主链，从离官能团近的一端开始编号，并用双键两端编号较小的碳原子表示出双键的位置，据此分析。
5．（2020高二上·松原月考）下列反应中，属于取代反应的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【知识点】取代反应
【解析】【解答】A.甲烷在氧气中的燃烧反应属于氧化反应，不属于取代反应，故A不符合题意；
B.在催化剂作用下，乙烯与氢气生成乙烷的反应属于加成反应，不属于取代反应，故B不符合题意；
C.在铁做催化剂作用下，苯和液溴生成溴苯和溴化氢的反应属于取代反应，故C符合题意；
D.在铜或银做催化剂作用下，乙醇和氧气共热生成乙醛和水的反应属于氧化反应，不属于取代反应，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】有机化合物分子里的某些原子(或原子团)被其他原子(或原子团)代替的反应叫作取代反应，取代反应具有“上一下一，取而代之”的特点。
6．（2020高三上·武功月考）已知某两种物质在光照条件下能发生化学反应，其微观示意图如下：
(说明：一种小球代表一种原子）则下列说法正确的是（ ）
A．图示中的反应物都是单质 B．图示中共有4种分子
C．该反应属于置换反应 D．该图示不符合质量守恒定律
【答案】B
【知识点】化学基本反应类型；取代反应
【解析】【解答】A. 图示中的反应物中 由两种小球组成，应为化合物，A不符合题意；
B. 图示中构成4种分子的小球都不完全相同，所以共有4种分子，B符合题意；
C. 该反应中，生成物没有单质，不属于置换反应，C不符合题意；
D. 该图示中，原子的种类和数目都不变，符合质量守恒定律，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】依据单质含有一种元素，化合物含有多种元素，因此从图示分析，该反应是反应物是一种化合物和一种单质，生成物是两种化合物，根据反应特点，不属于基本反应类型中的任何一种反应类型。
7．（2020高二上·大庆月考）已知正丁烷、异丁烷燃烧的热化学方程式分别为：CH3CH2CH2CH3(g)+6.5O2(g)→4CO2(g)+5H2O(l)△H=－2878kJ·mol－1,(CH3)2CHCH3(g)+6.5O2(g)→4CO2(g)+5H2O(l)△H=－2869kJ·mol－1，下列说法正确的是（ ）
A．正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子
B．正丁烷的稳定性大于异丁烷
C．异丁烷转化为正丁烷的过程是一个放热过程
D．异丁烷和正丁烷属于同系物
【答案】A
【知识点】吸热反应和放热反应；反应热和焓变；同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】设①CH3CH2CH2CH3(g)+6.5O2(g)→4CO2(g)+5H2O(l)△H=－2878kJ·mol－1
②(CH3)2CHCH3(g)+6.5O2(g)→4CO2(g)+5H2O(l)△H=－2869kJ·mol－1
由①-②可得CH3CH2CH2CH3（g）→(CH3)2CHCH3(g)，△H=-2878kJ mol-1+2869kJ mol-1=-9kJ mol-1，
A．从正丁烷转化成异丁烷是放热过程，说明正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子，故A符合题意；
B．CH3CH2CH2CH3（g）→（CH3）2CHCH3（g），△H＜0，能量越低物质越稳定，因此异丙烷比正丁烷稳定，故B不符合题意；
C．正丁烷转化成异丁烷CH3CH2CH2CH3（g）→（CH3）2CHCH3（g），△H＜0，是放热过程，则反过来异丁烷转化为正丁烷的过程是一个吸热过程，故C不符合题意；
D．异丁烷和正丁烷是同分异构体，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】根据盖斯定律可以求出正丁烷转变成异丁烷是放热反应。
A．能量越高，储存的能量越高；
B．根据能量越低物质越稳定可以判断异丙烷更稳定；
C．由盖斯定律可以得出结论；
D．同分异构体：分子式相同，结构不同的有机化合物。
8．（2020高二上·长春月考）将1 mol甲烷和适量的Cl2混合后光照，充分反应后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1 mol，则参加反应的Cl2的物质的量为（ ）
A．3 mol B．4.5 mol C．6 mol D．7.5 mol
【答案】A
【知识点】甲烷的化学性质；取代反应
【解析】【解答】根据充分反应后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1mol，可以设其物质的量分别是n mol、(n+0.1)mol、(n+0.2)mol、(n+0.3)mol；根据碳原子守恒可知：1mol=n+n+0.1+n+0.2+n+0.3，解得：n=0.1mol，发生取代反应时，一半的Cl进入HCl，消耗氯气的物质的量为0.1mol+2×0.2mol+3×0.3mol+4×0.4mol=3mol，故A符合题意；
故答案为：A。
【分析】质量守恒产物中的氯原子的量和反应氯气中氯原子的物质的量相等
9．（2020高二上·明光开学考）下列有机物分子中，所有的原子不可能在同一平面上的是 （ ）
A． B．
C． D．CH2=CHCl
【答案】B
【知识点】有机化合物中碳的成键特征；有机物的结构和性质
【解析】【解答】A、苯为平面结构，所以所有原子可能都处在同一平面上，A不符合题意；
B、该分子相当于甲烷中的一个氢原子被苯基取代，甲烷是正四面体结构，所以甲苯中所有原子不可能在同一平面上，B符合题意；
C、苯为平面结构，苯乙烯相当于苯环上的一个氢被乙烯基取代，不改变原来的平面结构，乙烯基的所有原子在同一个直线上，所以所有原子可能都处在同一平面上，C不符合题意；
D、乙烯是6个原子共平面的结构，CH2═CHCl是乙烯分子中的一个氢被氯原子基取代，不改变原来的平面结构，乙烯的所有原子在同一个面上，所以所有原子可能都处在同一平面上，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】在常见的有机化合物中甲烷是正四面体结构，乙烯和苯是平面型结构，乙炔是直线型结构，其它有机物可在此基础上进行判断。
10．（2021高二下·新乐开学考）下列化学用语表示正确的是（ ）
A．果糖的分子式：
B．异丁烷的球棍模型：
C．2-硝基甲苯的结构简式：
D．四氯化碳的比例模型：
【答案】A
【知识点】结构简式；球棍模型与比例模型；电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A．果糖是一种单糖，其分子式为： ，故A符合题意；
B．异丁烷的结构简式为(CH3)2CHCH3，主链有3个碳原子，有 1个甲基支链，故其球棍模型为： ，故B不符合题意；
C.2-硝基甲苯中甲基和硝基处于邻位，其结构简式为： ，故C不符合题意；
D． 不能表示四氯化碳分子的比例模型，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.符合果糖的组成
B.异丁烷是主链上含有甲基支链的结构
C.选项为间硝基甲苯
D.氯原子半径大于碳原子半径
二、实验探究题
11．（2020高二上·长春月考）如图所示，U形管的左端用橡胶塞封闭，充有甲烷和氯气(体积比为1：4)的混合气体，假定氯气在水中的溶解可以忽略不计。将封闭有甲烷和氯气混合气体的装置放置在有漫射光的地方让混合气体缓慢反应一段时间。
（1）假设甲烷与氯气反应充分，且只生成一种有机物，写出发生反应的化学方程式 。
（2）经过几个小时的反应，U形管右端的水面变化是________。
A．升高 B．降低 C．不变 D．无法确定
（3）若水中含有Na2SiO3，则在U形管左端会观察到 。
（4）右端玻璃管的作用是 。
（5）若把1体积CH4和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛有饱和食盐水的水槽里，放在光亮处，试推测可观察到的现象是 _______________________
①黄绿色逐渐消失 ②试管壁上有黄色油珠出现 ③水位在试管内上升到一定高度 ④水槽内有少量晶体析出 ⑤液面上有白雾
A．①③ B．①②③ C．①②③④⑤ D．①②④⑤
（6）CH3CH(CH3)C(CH3)2C(CH3)(C2H5)
CH =CH CH3用系统命名法命名，其名称为
【答案】（1）CH4＋4Cl2 CCl4＋4HCl
（2）B
（3）有白色胶状沉淀生成
（4）平衡压强
（5）C
（6）4、5、5、6-四甲基-4-乙基-2-庚烯
【知识点】有机化合物的命名；甲烷的取代反应
【解析】【解答】(1)甲烷与氯气能发生取代反应有①CH4+Cl2 CH3Cl+HCl；②CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl；③CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl；④CHCl3+Cl2 CCl4+HCl，如果甲烷与氯气反应充分，且只生成一种有机物，则该反应方程式：CH4＋4Cl2 CCl4＋4HCl，故答案：CH4＋4Cl2 CCl4＋4HCl。(2)由反应方程式可知，反应生成的CCl4是液体，反应后气体的物质的量减少，且生成的HCl易溶于水，所以左端压强减小直至为零，气柱消失，右端的水面降低，所以B正确，故答案：B。(3)若水中含有Na2SiO3，生成的HCl能够溶解于水，能与Na2SiO3反应生成硅酸，硅酸不溶于水，所以在U形管左端会观察到有白色胶状沉淀生成，故答案：有白色胶状沉淀生成。(4)因为甲烷与氯气能发生取代反应，最终能生成CCl4为液态物质，生成的HCl能够溶解于水，使反应中气体的物质的量减少，压强减小，U型管右端的玻璃管中水柱降低，所以右端玻璃管的作用是平衡压强，故答案：平衡压强。(5) ①氯气是黄绿色气体，氯代甲烷和氯化氢都是无色气体，光照条件下，甲烷和氯气发生取代反应生成氯代烃和氯化物，所以气体颜色变浅，最终逐渐消失，故①正确；②二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳都是液态有机物且不溶于水，所以瓶内壁有油状液滴生成，故②正确；③该反应中有氯化氢生成，氯化氢极易溶于水导致试管内压强减小，水进入试管水位上升到一定高度，故③正确；④氯化氢溶于水后溶液中氯离子浓度增大，导致氯化钠固体析出，故④正确；⑤因为生成的氯化氢溶于水，液面上不会产生白雾，故⑤不正确；
综上分析①②③④正确；
故答案：C。(6)根据烯烃的命名原则，从距离官能团最近的一端编号，取代基从简到繁，所以CH3CH(CH3)C(CH3)2C(CH3)(C2H5) CH =CH CH3的系统名称为：4、5、5、6-四甲基-4-乙基-2-庚烯，故答案：4、5、5、6-四甲基-4-乙基-2-庚烯。
【分析】（1）充分反应，即甲烷中的氢气全部被取代
（2）左侧的气压降低，大气压的作用下，右侧液面下降
（3）甲烷和氯气的取代反应生成HCl，强酸置换弱酸有白色胶状的硅酸生成
（5）难点：同离子效应，由于氯离子增加，导致氯化钠的溶解度降低，有晶体析出
（6）有机物系统命名的规则
三、综合题
12．（2021高二下·赣州开学考）下列是八种环状的烃类物质：
（1）互为同系物的有 和 (填名称)。互为同分异构体的有 和 、 和 (填名称，可以不填满，也可以再补充)。
（2）正四面体烷的二氯取代产物有 种；金刚烷的一氯取代产物有 种。
（3）用系统命名法给 有机物命名
【答案】（1）环己烷；环辛烷；苯；棱晶烷；环辛四烯；立方烷
（2）1；2
（3）2-甲基-2，4-己二烯
【知识点】有机化合物的命名；同分异构现象和同分异构体；同系物
【解析】【解答】(1)同系物：结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物，则环己烷（C6H12）与环辛烷（C8H16）均为环烷烃，分子组成上相差2个CH2，互为同系物；
同分异构体：分子式相同，结构不同的化合物，则苯与棱晶烷（分子式均为C6H6），环辛四烯与立方烷（分子式均为C8H8）互为同分异构体，故互为同系物的有环己烷和环辛烷；
互为同分异构体的有苯和棱晶烷、环辛四烯和立方烷；
(2)由正四面体烷的结构可知分子中有4个碳原子和4个氢原子，分子式为C4H4，正四面体烷完全对称，只有一种氢原子，一氯代物只有1种，一氯代物中氢原子也只有1种，所以故二氯代物只有1种；金刚烷分子中有两种氢原子，一种是次甲基氢，一种亚甲基氢，所以其一氯代物有2种；
(3)将有机物进行编号 ，主链上有6个碳原子，系统命名为2-甲基-2，4-己二烯。
【分析】一氯代物就是等效氢的个数，二氯代物就是利用等效氢和排列组合来考虑：
①先确定一氯代物；
②再在一氯代物的基础上再连一个氯，利用排列组合进行分析，要仔细分析前面出现的，防止重复。
13．（2020高二上·长春期中）如图所示，U型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，假定氯气在水中不溶解。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，让混合气体缓慢的反应一段时间。
（1）下列关于甲烷结构的说法中正确的是________。
A．甲烷的分子式是CH4，5个原子共面
B．甲烷分子的空间构型属于正四面体结构
C．甲烷中的任意三个原子都不共面
（2）假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式 。
（3）下列事实能证明甲烷分子是正四面体结构的是 。
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
（4）烃分子中的碳原子与氢原子结合的方式是 。
a.形成4对共用电子对b.通过1个共价键
c.通过2个共价键d.通过离子键和共价键
（5）若CH4、C2H6、C3H8、C4H10四种烃各为1g，在足量O2中燃烧，消耗O2最多的是 。
【答案】（1）B
（2）CH4+4Cl2→CCl4+4HCl
（3）b
（4）b
（5）CH4
【知识点】甲烷的化学性质；甲烷的取代反应；取代反应
【解析】【解答】(1)A. 甲烷的分子式是CH4，甲烷是正四面体结构，有3个原子共面，故A不正确；
B. 甲烷分子中碳原子含有4个共价键，其空间构型是正四面体结构，故B正确；
C. 甲烷是正四面体结构，所以甲烷中的任意三个原子都共面，故C不正确；
故答案为：B；(2)甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物是CCl4，该取代反应的化学方程式为：CH4+4Cl2→CCl4+4HCl；(3)CH4分子中有四个等同的C-H键，可能有两种对称的结构：正四面体结构和平面正方形结构，甲烷无论是正四面体结构还是正方形结构，一氯代物均不存在同分异构体，而平面正方形中，四个氢原子的位置虽然也相同，但是相互间存在相邻和相间的关系，其二氯代物有两种异构体：两个氯原子在邻位和两个氯原子在对位，若是正四面体，则只有一种，因为正四面体的两个顶点总是相邻关系，由此，由CH2Cl2只代表一种物质，可以判断甲烷分子是空间正四面体结构，而不是平面正方形结构，
故答案为：b；(4)烃中碳原子与氢原子以共价键结合，且C与H之间只能形成1个共价键，
故答案为：b；(5)等质量时H的质量分数越大，消耗氧气越多，由最简式分别为CH4、CH3、CH2.6、CH2.5，据此可知消耗O2最多的是CH4。
【分析】(1)A.甲烷是正四面体结构，据此判断共面的原子；
B.根据价层电子对互斥理论确定其空间构型；
C.根据甲烷的空间构型判断；
(2)根据甲烷和氯气发生取代反应的实质来回答判断；
(3)甲烷若是正四面体，则只有一种结构，因为正四面体的两个顶点总是相邻关系；
(4)烃中碳原子与氢原子以共价键结合；
(5)质量相同时，分子中H元素的质量分数越大，完全燃烧时消耗 O2 越多。
1 / 1高中化学人教版（2019）必修第二册 第七章第一节 认识有机化合物
一、单选题
1．（2020高二上·长春期中）下列有机物属于烷烃的是（ ）
A．CH3CH2OH B．CH3COOH C．C6H6 D．C3H8
2．（2021高二下·讷河开学考）下列有机物中，实验式相同，且既不是同系物，又不是同分异构体的是（ ）
A．1 -辛烯和3- 甲基 -1 -丁烯
B．苯和乙炔
C．1 -氯丙烷和2- 氯丙烷
D．甲苯和乙苯
3．（2020高二上·紫金期中）分子式为C6H14的烷烃的同分异构体数目有（ ）种
A．2 B．3 C．4 D．5
4．（2020高二上·揭阳期中）已知 的键线式可写作 ，某有机物的键线式为 ，其正确名称是（ ）
A．5 -乙基 -2- 己烯 B．2 -甲基庚烯
C．3 -甲基- 5- 庚烯 D．5 -甲基- 2- 庚烯
5．（2020高二上·松原月考）下列反应中，属于取代反应的是（ ）
A．
B．
C．
D．
6．（2020高三上·武功月考）已知某两种物质在光照条件下能发生化学反应，其微观示意图如下：
(说明：一种小球代表一种原子）则下列说法正确的是（ ）
A．图示中的反应物都是单质 B．图示中共有4种分子
C．该反应属于置换反应 D．该图示不符合质量守恒定律
7．（2020高二上·大庆月考）已知正丁烷、异丁烷燃烧的热化学方程式分别为：CH3CH2CH2CH3(g)+6.5O2(g)→4CO2(g)+5H2O(l)△H=－2878kJ·mol－1,(CH3)2CHCH3(g)+6.5O2(g)→4CO2(g)+5H2O(l)△H=－2869kJ·mol－1，下列说法正确的是（ ）
A．正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子
B．正丁烷的稳定性大于异丁烷
C．异丁烷转化为正丁烷的过程是一个放热过程
D．异丁烷和正丁烷属于同系物
8．（2020高二上·长春月考）将1 mol甲烷和适量的Cl2混合后光照，充分反应后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1 mol，则参加反应的Cl2的物质的量为（ ）
A．3 mol B．4.5 mol C．6 mol D．7.5 mol
9．（2020高二上·明光开学考）下列有机物分子中，所有的原子不可能在同一平面上的是 （ ）
A． B．
C． D．CH2=CHCl
10．（2021高二下·新乐开学考）下列化学用语表示正确的是（ ）
A．果糖的分子式：
B．异丁烷的球棍模型：
C．2-硝基甲苯的结构简式：
D．四氯化碳的比例模型：
二、实验探究题
11．（2020高二上·长春月考）如图所示，U形管的左端用橡胶塞封闭，充有甲烷和氯气(体积比为1：4)的混合气体，假定氯气在水中的溶解可以忽略不计。将封闭有甲烷和氯气混合气体的装置放置在有漫射光的地方让混合气体缓慢反应一段时间。
（1）假设甲烷与氯气反应充分，且只生成一种有机物，写出发生反应的化学方程式 。
（2）经过几个小时的反应，U形管右端的水面变化是________。
A．升高 B．降低 C．不变 D．无法确定
（3）若水中含有Na2SiO3，则在U形管左端会观察到 。
（4）右端玻璃管的作用是 。
（5）若把1体积CH4和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛有饱和食盐水的水槽里，放在光亮处，试推测可观察到的现象是 _______________________
①黄绿色逐渐消失 ②试管壁上有黄色油珠出现 ③水位在试管内上升到一定高度 ④水槽内有少量晶体析出 ⑤液面上有白雾
A．①③ B．①②③ C．①②③④⑤ D．①②④⑤
（6）CH3CH(CH3)C(CH3)2C(CH3)(C2H5)
CH =CH CH3用系统命名法命名，其名称为
三、综合题
12．（2021高二下·赣州开学考）下列是八种环状的烃类物质：
（1）互为同系物的有 和 (填名称)。互为同分异构体的有 和 、 和 (填名称，可以不填满，也可以再补充)。
（2）正四面体烷的二氯取代产物有 种；金刚烷的一氯取代产物有 种。
（3）用系统命名法给 有机物命名
13．（2020高二上·长春期中）如图所示，U型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，假定氯气在水中不溶解。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，让混合气体缓慢的反应一段时间。
（1）下列关于甲烷结构的说法中正确的是________。
A．甲烷的分子式是CH4，5个原子共面
B．甲烷分子的空间构型属于正四面体结构
C．甲烷中的任意三个原子都不共面
（2）假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式 。
（3）下列事实能证明甲烷分子是正四面体结构的是 。
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
（4）烃分子中的碳原子与氢原子结合的方式是 。
a.形成4对共用电子对b.通过1个共价键
c.通过2个共价键d.通过离子键和共价键
（5）若CH4、C2H6、C3H8、C4H10四种烃各为1g，在足量O2中燃烧，消耗O2最多的是 。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】烷烃
【解析】【解答】A. CH3CH2OH中含有O元素，不是烷烃，故A不符合题意；
B. CH3COOH中含有O元素，不是烷烃，故B不符合题意；
C. C6H6不符合通式CnH2n+2，结构不同，故C不符合题意；
D. C3H8符合通式CnH2n+2，结构相似，组成相差CH2，是烷烃同系物，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】烷烃分子结构中碳原子为饱和碳原子，烷烃同系物符合通式CnH2n+2，据此分析选项。
2．【答案】B
【知识点】有机物的结构式
【解析】【解答】A、1 -辛烯和3 -甲基- 1 -丁烯含有相同的官能团碳碳双键，分子组成相差3个-CH2-原子团，属于同系物，A不符合题意；
B、苯和乙炔的分子式分别为C6H6和C2H2，实验式均为CH，含有的官能团不同，不属于同系物，也不是同分异构体，B符合题意；
C、1 -氯丙烷和2 -氯丙烷分子式均为C3H7Cl，属于同分异构体，C不符合题意；
D、甲苯和乙苯结构相似，分子组成相差一个CH2原子团，属于同系物，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】理解同系物与同分异构体的概念，同系物是指结构相似、分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机物，强调的是结构必须相似，如含有相同的官能团且官能团数目也相同，同分异构体是指分子式相同而结构不同的有机物之间的互称，同分异构体一般包括碳链异构、位置异构和官能团异构三种形式。
3．【答案】D
【知识点】同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】分子式为C6H14的烷烃的同分异构体数目分别为(碳架结构)： ， ， ， ， ，共5种，故D符合题意。
故答案为D。
【分析】具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体，据此分析解答。
4．【答案】D
【知识点】有机化合物的命名
【解析】【解答】有机物的键线式是将碳原子和氢原子省略，用线段的端点和拐点代表碳原子所得到的式子，根据键线式 可知结构简式为：CH3CH=CHCH2CH(CH3)CH2CH3，烯烃命名时，要选含双键的最长碳链为主链，故主链上有7个碳原子，从离官能团近的一端开始编号，则在5号碳上有一个甲基，用双键两端编号较小的碳原子表示出双键的位置，故此有机物的名称为：5-甲基-2-庚烯。
故答案为：D。
【分析】有机物的键线式是将碳原子和氢原子省略，用线段的端点和拐点代表碳原子所得到的式子，根据键线式可以写出结构简式，应注意的是烯烃命名时，要选含双键的最长碳链为主链，从离官能团近的一端开始编号，并用双键两端编号较小的碳原子表示出双键的位置，据此分析。
5．【答案】C
【知识点】取代反应
【解析】【解答】A.甲烷在氧气中的燃烧反应属于氧化反应，不属于取代反应，故A不符合题意；
B.在催化剂作用下，乙烯与氢气生成乙烷的反应属于加成反应，不属于取代反应，故B不符合题意；
C.在铁做催化剂作用下，苯和液溴生成溴苯和溴化氢的反应属于取代反应，故C符合题意；
D.在铜或银做催化剂作用下，乙醇和氧气共热生成乙醛和水的反应属于氧化反应，不属于取代反应，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】有机化合物分子里的某些原子(或原子团)被其他原子(或原子团)代替的反应叫作取代反应，取代反应具有“上一下一，取而代之”的特点。
6．【答案】B
【知识点】化学基本反应类型；取代反应
【解析】【解答】A. 图示中的反应物中 由两种小球组成，应为化合物，A不符合题意；
B. 图示中构成4种分子的小球都不完全相同，所以共有4种分子，B符合题意；
C. 该反应中，生成物没有单质，不属于置换反应，C不符合题意；
D. 该图示中，原子的种类和数目都不变，符合质量守恒定律，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】依据单质含有一种元素，化合物含有多种元素，因此从图示分析，该反应是反应物是一种化合物和一种单质，生成物是两种化合物，根据反应特点，不属于基本反应类型中的任何一种反应类型。
7．【答案】A
【知识点】吸热反应和放热反应；反应热和焓变；同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】设①CH3CH2CH2CH3(g)+6.5O2(g)→4CO2(g)+5H2O(l)△H=－2878kJ·mol－1
②(CH3)2CHCH3(g)+6.5O2(g)→4CO2(g)+5H2O(l)△H=－2869kJ·mol－1
由①-②可得CH3CH2CH2CH3（g）→(CH3)2CHCH3(g)，△H=-2878kJ mol-1+2869kJ mol-1=-9kJ mol-1，
A．从正丁烷转化成异丁烷是放热过程，说明正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子，故A符合题意；
B．CH3CH2CH2CH3（g）→（CH3）2CHCH3（g），△H＜0，能量越低物质越稳定，因此异丙烷比正丁烷稳定，故B不符合题意；
C．正丁烷转化成异丁烷CH3CH2CH2CH3（g）→（CH3）2CHCH3（g），△H＜0，是放热过程，则反过来异丁烷转化为正丁烷的过程是一个吸热过程，故C不符合题意；
D．异丁烷和正丁烷是同分异构体，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】根据盖斯定律可以求出正丁烷转变成异丁烷是放热反应。
A．能量越高，储存的能量越高；
B．根据能量越低物质越稳定可以判断异丙烷更稳定；
C．由盖斯定律可以得出结论；
D．同分异构体：分子式相同，结构不同的有机化合物。
8．【答案】A
【知识点】甲烷的化学性质；取代反应
【解析】【解答】根据充分反应后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1mol，可以设其物质的量分别是n mol、(n+0.1)mol、(n+0.2)mol、(n+0.3)mol；根据碳原子守恒可知：1mol=n+n+0.1+n+0.2+n+0.3，解得：n=0.1mol，发生取代反应时，一半的Cl进入HCl，消耗氯气的物质的量为0.1mol+2×0.2mol+3×0.3mol+4×0.4mol=3mol，故A符合题意；
故答案为：A。
【分析】质量守恒产物中的氯原子的量和反应氯气中氯原子的物质的量相等
9．【答案】B
【知识点】有机化合物中碳的成键特征；有机物的结构和性质
【解析】【解答】A、苯为平面结构，所以所有原子可能都处在同一平面上，A不符合题意；
B、该分子相当于甲烷中的一个氢原子被苯基取代，甲烷是正四面体结构，所以甲苯中所有原子不可能在同一平面上，B符合题意；
C、苯为平面结构，苯乙烯相当于苯环上的一个氢被乙烯基取代，不改变原来的平面结构，乙烯基的所有原子在同一个直线上，所以所有原子可能都处在同一平面上，C不符合题意；
D、乙烯是6个原子共平面的结构，CH2═CHCl是乙烯分子中的一个氢被氯原子基取代，不改变原来的平面结构，乙烯的所有原子在同一个面上，所以所有原子可能都处在同一平面上，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】在常见的有机化合物中甲烷是正四面体结构，乙烯和苯是平面型结构，乙炔是直线型结构，其它有机物可在此基础上进行判断。
10．【答案】A
【知识点】结构简式；球棍模型与比例模型；电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A．果糖是一种单糖，其分子式为： ，故A符合题意；
B．异丁烷的结构简式为(CH3)2CHCH3，主链有3个碳原子，有 1个甲基支链，故其球棍模型为： ，故B不符合题意；
C.2-硝基甲苯中甲基和硝基处于邻位，其结构简式为： ，故C不符合题意；
D． 不能表示四氯化碳分子的比例模型，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.符合果糖的组成
B.异丁烷是主链上含有甲基支链的结构
C.选项为间硝基甲苯
D.氯原子半径大于碳原子半径
11．【答案】（1）CH4＋4Cl2 CCl4＋4HCl
（2）B
（3）有白色胶状沉淀生成
（4）平衡压强
（5）C
（6）4、5、5、6-四甲基-4-乙基-2-庚烯
【知识点】有机化合物的命名；甲烷的取代反应
【解析】【解答】(1)甲烷与氯气能发生取代反应有①CH4+Cl2 CH3Cl+HCl；②CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl；③CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl；④CHCl3+Cl2 CCl4+HCl，如果甲烷与氯气反应充分，且只生成一种有机物，则该反应方程式：CH4＋4Cl2 CCl4＋4HCl，故答案：CH4＋4Cl2 CCl4＋4HCl。(2)由反应方程式可知，反应生成的CCl4是液体，反应后气体的物质的量减少，且生成的HCl易溶于水，所以左端压强减小直至为零，气柱消失，右端的水面降低，所以B正确，故答案：B。(3)若水中含有Na2SiO3，生成的HCl能够溶解于水，能与Na2SiO3反应生成硅酸，硅酸不溶于水，所以在U形管左端会观察到有白色胶状沉淀生成，故答案：有白色胶状沉淀生成。(4)因为甲烷与氯气能发生取代反应，最终能生成CCl4为液态物质，生成的HCl能够溶解于水，使反应中气体的物质的量减少，压强减小，U型管右端的玻璃管中水柱降低，所以右端玻璃管的作用是平衡压强，故答案：平衡压强。(5) ①氯气是黄绿色气体，氯代甲烷和氯化氢都是无色气体，光照条件下，甲烷和氯气发生取代反应生成氯代烃和氯化物，所以气体颜色变浅，最终逐渐消失，故①正确；②二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳都是液态有机物且不溶于水，所以瓶内壁有油状液滴生成，故②正确；③该反应中有氯化氢生成，氯化氢极易溶于水导致试管内压强减小，水进入试管水位上升到一定高度，故③正确；④氯化氢溶于水后溶液中氯离子浓度增大，导致氯化钠固体析出，故④正确；⑤因为生成的氯化氢溶于水，液面上不会产生白雾，故⑤不正确；
综上分析①②③④正确；
故答案：C。(6)根据烯烃的命名原则，从距离官能团最近的一端编号，取代基从简到繁，所以CH3CH(CH3)C(CH3)2C(CH3)(C2H5) CH =CH CH3的系统名称为：4、5、5、6-四甲基-4-乙基-2-庚烯，故答案：4、5、5、6-四甲基-4-乙基-2-庚烯。
【分析】（1）充分反应，即甲烷中的氢气全部被取代
（2）左侧的气压降低，大气压的作用下，右侧液面下降
（3）甲烷和氯气的取代反应生成HCl，强酸置换弱酸有白色胶状的硅酸生成
（5）难点：同离子效应，由于氯离子增加，导致氯化钠的溶解度降低，有晶体析出
（6）有机物系统命名的规则
12．【答案】（1）环己烷；环辛烷；苯；棱晶烷；环辛四烯；立方烷
（2）1；2
（3）2-甲基-2，4-己二烯
【知识点】有机化合物的命名；同分异构现象和同分异构体；同系物
【解析】【解答】(1)同系物：结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物，则环己烷（C6H12）与环辛烷（C8H16）均为环烷烃，分子组成上相差2个CH2，互为同系物；
同分异构体：分子式相同，结构不同的化合物，则苯与棱晶烷（分子式均为C6H6），环辛四烯与立方烷（分子式均为C8H8）互为同分异构体，故互为同系物的有环己烷和环辛烷；
互为同分异构体的有苯和棱晶烷、环辛四烯和立方烷；
(2)由正四面体烷的结构可知分子中有4个碳原子和4个氢原子，分子式为C4H4，正四面体烷完全对称，只有一种氢原子，一氯代物只有1种，一氯代物中氢原子也只有1种，所以故二氯代物只有1种；金刚烷分子中有两种氢原子，一种是次甲基氢，一种亚甲基氢，所以其一氯代物有2种；
(3)将有机物进行编号 ，主链上有6个碳原子，系统命名为2-甲基-2，4-己二烯。
【分析】一氯代物就是等效氢的个数，二氯代物就是利用等效氢和排列组合来考虑：
①先确定一氯代物；
②再在一氯代物的基础上再连一个氯，利用排列组合进行分析，要仔细分析前面出现的，防止重复。
13．【答案】（1）B
（2）CH4+4Cl2→CCl4+4HCl
（3）b
（4）b
（5）CH4
【知识点】甲烷的化学性质；甲烷的取代反应；取代反应
【解析】【解答】(1)A. 甲烷的分子式是CH4，甲烷是正四面体结构，有3个原子共面，故A不正确；
B. 甲烷分子中碳原子含有4个共价键，其空间构型是正四面体结构，故B正确；
C. 甲烷是正四面体结构，所以甲烷中的任意三个原子都共面，故C不正确；
故答案为：B；(2)甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物是CCl4，该取代反应的化学方程式为：CH4+4Cl2→CCl4+4HCl；(3)CH4分子中有四个等同的C-H键，可能有两种对称的结构：正四面体结构和平面正方形结构，甲烷无论是正四面体结构还是正方形结构，一氯代物均不存在同分异构体，而平面正方形中，四个氢原子的位置虽然也相同，但是相互间存在相邻和相间的关系，其二氯代物有两种异构体：两个氯原子在邻位和两个氯原子在对位，若是正四面体，则只有一种，因为正四面体的两个顶点总是相邻关系，由此，由CH2Cl2只代表一种物质，可以判断甲烷分子是空间正四面体结构，而不是平面正方形结构，
故答案为：b；(4)烃中碳原子与氢原子以共价键结合，且C与H之间只能形成1个共价键，
故答案为：b；(5)等质量时H的质量分数越大，消耗氧气越多，由最简式分别为CH4、CH3、CH2.6、CH2.5，据此可知消耗O2最多的是CH4。
【分析】(1)A.甲烷是正四面体结构，据此判断共面的原子；
B.根据价层电子对互斥理论确定其空间构型；
C.根据甲烷的空间构型判断；
(2)根据甲烷和氯气发生取代反应的实质来回答判断；
(3)甲烷若是正四面体，则只有一种结构，因为正四面体的两个顶点总是相邻关系；
(4)烃中碳原子与氢原子以共价键结合；
(5)质量相同时，分子中H元素的质量分数越大，完全燃烧时消耗 O2 越多。
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