第七章 第一节 认识有机化合物（含答案）——高一化学人教版（2019）必修第二册洞悉课后习题

第七章 第一节 认识有机化合物
【教材课后习题】
1.在有机化合物中，碳原子既可以与其他元素的原子形成共价键，也可以相互成键。两个碳原子之间可以形成的共价键的类型有___________、___________和___________；多个碳原子可以相互结合，形成的碳骨架的类型有___________和___________。
2.在甲烷分子中，碳原子以最外层的___________个电子分别与氢原子形成___________个___________键。甲烷分子中的5个原子不在同一平面上，而是形成了___________的立体结构：碳原子位于___________，氢原子位于___________；分子中的4个C—H的长度和强度___________，相互之间的夹角___________。
3.下列气体的主要成分不是甲烷的是( )
A.沼气 B.天然气 C.煤气 D.煤层气
4.烷烃分子中的碳原子与其他原子的结合方式是( )
A.形成4对共用电子对 B.通过非极性键
C.通过两个共价键 D.通过离子键和共价键
5.正丁烷与异丁烷互为同分异构体的依据是（ ）
A．具有相似的化学性质
B．具有相似的物理性质
C．相对分子质量相同，但分子的空间结构不同
D．分子式相同，但分子内碳原子的连接方式不同
6.在一定条件下，下列物质可与甲烷发生化学反应的是( )
A. B.浓硫酸 C. D.酸性溶液
7.戊烷有三种同分异构体，分别是正戊烷、异戊烷和新戊烷。请参考图7-7，写出它们的结构简式。
8.某种烷烃完全燃烧后生成了和。请据此推测其分子式，并写出可能的结构简式。
9.天然气和煤气是常见的气体燃料，被人们广泛应用于工业生产和日常生活中。
（1）查阅资料，了解煤气的主要成分和生产方法。
（2）写出天然气、煤气的主要成分在完全燃烧时发生反应的化学方程式。
（3）根据以上反应，在相同条件下燃烧等体积的天然气和煤气，消耗氧气体积较大的是哪一种
（4）某灶具原来使用的燃料是煤气，如果改用天然气，其进风口应改大还是改小？如不进行调节，可能产生什么后果
10.甲烷是最简单的有机化合物，很早就被人类发现。然而化学家为搞清楚甲烷的结构却用了上百年的时间，期间曾相继提出下列图示来表示甲烷的结构：
请分析以上图示所蕴含的化学信息，与同学交流讨论，并对其进行评价，从中体验人类对物质结构认识不断深化的探索历程。
【定点变式训练】
11.下列反应中，光照对反应几乎没有影响的是( )
A.氯气与氢气反应
B.浓硝酸分解
C.甲烷与氧气反应
D.甲烷与氯气反应
12.科学家最近成功合成了一种有机化合物，根据分析，绘制出了该有机化合物分子的球棍模型（如下图所示），下列关于该有机化合物的叙述中正确的是( )
A.该有机化合物分子中含有极性键，故易溶于水
B.该有机化合物分子中碳原子所处的位置都相同
C.该有机化合物的一氯代物只有1种
D.该有机化合物分子中的化学键只有C—C，没有CC
13.下列关于甲烷的说法中正确的是( )
A.甲烷是含碳元素质量分数最高的有机化合物
B.1mol甲烷与1 mol 反应恰好生成1mol一氯甲烷
C.有和两种同分异构体
D.有机化合物中的碳原子之间能以共价键结合，形成多种链状和环状结构
14.立方烷是一种新合成的有机化合物，其分子结构为正方体结构，其碳架结构如图所示。下列有关立方烷的说法中正确的是( )
A.立方烷的分子式为
B.立方烷和氯气发生取代反应，1mol立方烷最多会生成4 mol HCl
C.1mol立方烷完全燃烧消耗氧气的体积为224L
D.立方烷的一氯代物只有1种
15.下列物质的沸点由高到低的顺序排列正确的是( )
①
②
③
④
A.②④①③ B.④②①③ C.④②③① D.②④③①
16.角鲨烷（结构简式为）是从深海鲨鱼肝脏中提取的角鲨烯经氢化制得的一种性能优异的烃类油脂，故又名深海鲨鱼肝油、异三十烷等。角鲨烷的分子式为( )
A. B. C. D.
17.下列物质互为同系物的是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
18.分子式为的有机物共有（不含立体异构）( )
A.7种 B.8种 C.9种 D.10种
19.晋朝人常璩在《华阳国志》中记载：“有火井，夜时光映上昭。民欲其火，先以家火投之。顷许，如雷声，火焰出，通耀数十里，以竹筒盛其光藏之，可拽行终日不灭也……”请回答下列问题：
（1）话中描述的物质是一种最简单的有机物——甲烷，其分子的结构式为_________。
（2）写出“顷许，如雷声，火焰出”涉及的反应的化学方程式：_________。
（3）下列有关甲烷的说法正确的是_________（填字母）。
A.它属于化石能源
B.它的分子中含有非极性键
C.它的分子中所有原子的最外层都达到了8电子稳定结构
D.（2）中反应发生时伴随着旧极性键的断裂和新极性键的形成
（4）甲烷不仅可以直接用来燃烧，还是重要的化工原料，它可以与水在高温条件下反应制得水煤气（CO和），反应的化学方程式为_________，反应得到的水煤气中CO和的质量比为_________。
（5）将含和的混合气体充入有23.4g的密闭容器中，用电火花点燃，反应结束后，容器内于150℃时的压强约为0Pa，将残留物溶于水，无气体逸出。
①原混合气体中和的体积比为_________。
②残留固体成分为_________。
（6）有3mL甲烷和一氧化碳的混合气体，完全燃烧恰好用去了3mL氧气，则此混合气体中甲烷和一氧化碳的体积比是_________。
20.某课外兴趣活动小组想模拟探究甲烷和氯气在光照条件下发生的反应，在进行实验之前，某同学收集了一些甲烷，结果发现收集的气体有臭味，该小组的同学到互联网上查阅资料，确认该气体为甲烷和硫化氢的混合气体，该兴趣活动小组根据情况设计了如图所示的实验装置。
请回答下列问题：
（1）写出装置A中发生反应的化学方程式：________。反应过程中浓盐酸挥发出的氯化氢是否会干扰装置D中反应的进行？请说明理由：________。
（2）装置B可除去甲烷中的气体，写出发生反应的化学方程式：________。装置C起到________作用。
（3）装置D中的反应开始以后在直玻璃管内观察到的现象为________（写一点即可）。装置D中这些反应都属于________（填反应类型）。甲烷的氯代物中，在标准状况下是气体的是________（写结构简式，下同），经常用作萃取剂的是________。
（4）装置E既可以吸收产物中的HCl，也可以吸收多余的，请写出吸收的化学方程式：________。
答案以及解析
1.答案：碳碳单键；碳碳双键；碳碳三键；链状；环状
2.答案：4；4；C—H；正四面体；中心；顶点；相等；相等
3.答案：C
解析：煤气的主要成分是CO和。
4.答案：A
5.答案：D
解析：A、因结构不同，则性质不同，但都属于烷烃，化学性质相似，但不能作为互为同分异构体的依据，故A错误； B、相对分子质量相同不能作为同分异构体的判断依据，故B错误C、因二者的结构不同，为不同的物质，则物理性质不同，故C错误；D、正丁烷与异丁烷的分子式相同，烷烃即分子内碳原子的连接方式不同，则结构不同，二者互为同分异构体，故D正确；故选：D。
6.答案：AC
7.答案：、、
8.答案：；、
解析：烃由碳和氢两种元素组成。
含有0.4molC，含有1molH，该烃中N（C）：N（H）=4：10，则其分子式为。有正丁烷和异丁烷两种同分异构体。
9.答案：（1）煤气的主要成分是CO和，生产方法是使炭与水在高温下发生反应：。
（2）；、
（3）甲烷
（4）进风口应改大。如不进行调节，可导致燃烧不充分，浪费天然气；产生CO使人中毒；未燃烧的、CO遇火发生爆炸等。
10.答案：从左向右各图所蕴含的信息：
第一个图表示甲烷分子由1个碳原子和2个氢原子组成；
第二个图表示甲烷分子由1个碳原子和4个氢原子组成；
第三个图表示甲烷分子里的4个氢原子围绕在1个碳原子的周围；
第四个图表示甲烷分子由4个C—H键组成；
第五个图表示甲烷分子是由4个C—H键组成的正四面体。
这五个从左向右依次排列的图，表明了科学家对甲烷结构的认识过程是一个由浅入深、不断完善的过程。科学家的探索成果为我们提供了宝贵的精神财富和科学方法、科学知识。
11.答案：C
解析：氯气与氢气可在光照或点燃条件下发生化合反应生成氯化氢；浓硝酸具有不稳定性，在光照条件下发生分解反应生成二氧化氮、氧气和水；甲烷与氧气在点燃条件下反应，在光照条件下不反应；氯气与甲烷在光照条件下发生取代反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢。综上所述可知，答案选C。
12.答案：C
解析：由该有机化合物的球棍模型可得其结构简式为，分子中存在C—C和C—H，含有极性键，而有机化合物均不溶于水，故A不正确；根据结构简式可知，该分子中中间的碳原子与其他4个碳原子所处的位置不相同，故B不正确；根据结构简式可知，该分子中氢原子所处的位置都相同，故其一氯代物只有1种，故C正确；根据结构简式可知，该分子中只存在C—C和C—H，不存在CC，故D不正确。
13.答案：D
解析：有机化合物中的每个碳原子都能与其他原子形成4个共价键，甲烷分子中1个C原子最多可结合4个H原子，故甲烷是含氢元素质量分数最高的有机化合物，A不正确；1mol甲烷与1 mol 发生取代反应，同时生成多种甲烷的氯代物，生成的一氯甲烷小于1mol，B不正确；甲烷为正四面体形结构，4个氢原子的空间位置只有一种，所以的结构只有1种，不存在同分异构体，C不正确；有机化合物中的碳原子之间能以共价键结合，形成多种链状和环状结构，D正确。
14.答案：D
解析：根据有机化合物中碳原子的成键特点可知，立方烷的分子式为，A项不正确，1mol立方烷和氯气发生取代反应，最多消耗8mol氯气，生成8 mol HCl，B项不正确；根据燃烧方程式可知，燃烧1mol立方烷消耗10mol氧气，在标准状况下为224L，但C项氧气的状态不确定，不一定为标准状况，C项不正确；立方烷分子呈高度对称结构，分子中只有一种等效氢原子，故其一氯代物只有1种，D项正确。
15.答案：A
解析：②④中均含5个C原子，但④中含支链，则沸点：②>④，①③中均含4个C原子，但③中含支链，则沸点：①>③，相对分子质量越大，沸点越高，所以沸点由高到低的排列顺序为②④①③， A正确。
16.答案：B
解析：角鲨烷又名异三十烷，其分子式中有30个碳原子，根据烷烃的通式可知，其分子式为，B项正确。
17.答案：B
解析：与为同种物质，A错误；与互为同系物，B正确；与所含氯原子数不同，分子式组成不是相差整数倍的原子团，C错误；与所含碳原子数相同，D错误。
18.答案：C
解析：有机物的碳骨架有两种结构：、。碳骨架为的同分异构体有；碳骨架为的同分异构体有。则的同分异构体共有9种。
19.答案：（1）
（2）
（3）AD
（4）；14：3
（5）①1:2；②和NaOH
（6）1:2
20.答案：（1）；不干扰，因为装置D中也会产生HCl
（2）；干燥
（3）直玻璃管内产生黄色油状液滴；取代反应；；
（4）
2