必修第二册 7.1 认识有机化合物 同步练习题(含解析)

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必修第二册 第七章 第一节 认识有机化合物 同步练习题
一、选择题（每小题只有一个正确选项，每小题4分，共40分）
1． 科学家明确发现了木卫二存在恒温的海洋和有机分子，据分析土卫二形成在数十亿年前，十亿年前很有可能存在微生物或已经有了更智慧的海洋生物，只是没被人类发现。
下列有关有机物说法正确的是(　　)
A．有机物种类繁多的主要原因是有机物分子结构十分复杂
B．烃类分子中的碳原子与氢原子是通过非极性键结合的
C．同分异构现象的广泛存在是造成有机物种类繁多的唯一原因
D．烷烃的结构特点是碳原子之间通过单键结合，剩余价键均与氢原子结合
2． 据《易经》记载:“泽中有火”“上火下泽”。泽，指湖泊池沼。“泽中有火”是指“M气体”在湖泊池沼水面上起火。这里“M气体”是指 (　　)
A．甲烷　　 B．一氧化碳　　 C．乙烯　　 D．氢气
3． 下列说法正确的是(　　)
A．甲烷为平面正方形结构，其结构式为
B．甲烷的电子式为
C．CH2Cl2为正四面体结构
D．CCl4为平面正方形结构
4．下列关于甲烷的叙述正确的是(　　)
A．甲烷分子的空间构型是正四面体，所以，CH2Cl2有两种不同构型
B．甲烷可以与氯气发生取代反应，因此，可以使氯水褪色
C．甲烷能够燃烧，在一定条件下会发生爆炸，因此，是矿井安全的重要威胁之一
D．甲烷能使KMnO4溶液褪色
5． 科学家发现铂的两种化合物有不同的特性，a具有抗癌作用，而b没有。则a和b二者属于 (　　)
(a)　(b)
A．同分异构体　　　 B．同素异形体 C．同位素 D．同一种物质
6． 有机物与氯气发生取代反应，生成的一氯代物有 (　　)
A． 1种　　　 B． 2种　　　 C． 3种　　　 D． 4种
7． 近期有关国家觊觎我国南海海域，并企图掠夺该区域丰富的海洋资源。“可燃冰”是该海域海底蕴藏的资源之一，其主要成分是甲烷。下图所示是甲烷在空气中燃烧的微观过程模拟图，符合该反应微观过程先后顺序的是(　　)
A．②③① B．①③② C．③②① D．②①③
8．下列结构简式共代表了几种不同的烷烃(　　)
A．2种　　　 B．3种　　 　C．4种　　　 D．5种
9． 最早的球棒分子模型是由德国化学家奥古斯特·威廉·冯·霍夫曼所作,目的是用来讲课。
下图是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型图,下列说法正确的是(　　)
A．CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构
B．CH4、CCl4都是正四面体结构
C．CH4和CCl4中的化学键均为非极性键
D．CH4、CCl4的结构相同,性质也相同
10．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。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(　　)
二、填空题（本题包括5个小题，共60分）
11．(10分)下列几组物质中，互为同位素的有__________，互为同素异形体的有__________，互为同系物的有__________，互为同分异构体的有 ，属于同种物质的有________。
①O2和O3　 ②35Cl和37Cl ③CH3CH3和CH3CH2CH3
④和 ⑤CH3(CH2)2CH3和(CH3)2CHCH3
12．(12分)某些有机化合物的分子模型如图所示。
回答下列问题:
(1)属于空间填充模型的是________(填“甲”“乙”“丙”“丁”或“戊”,下同)。
(2)表示同一种有机化合物的是________。
(3)含碳量最低的是_______，含氢量最低的分子中氢元素的质量分数是_______(保留一位小数)。
13. (12分)“立方烷”是一种新合成的烃，其分子为正方体结构，其碳架结构如图所示。
(1)立方烷的分子式为________。
(2)该立方烷与氯气发生取代反应，生成的一氯代物有______种，生成的二氯代物有______种。(3)若要使1 mol该烷烃的所有氢原子全部被氯原子取代，需要________mol氯气。
14. (15分)已知某种气态化石燃料中含有碳和氢两种元素。为了测定这种燃料中碳和氢两种元素的质量分数,可将气态燃料放入足量的氧气中燃烧,并使产生的气体全部通入如图所示的装置,得到如表所列的实验数据(U形管中干燥剂只吸收水蒸气且假设产生的气体完全被吸收)。
实验前 实验后
(干燥剂+U形管)的质量 101.1 g 102.9 g
(澄清石灰水+广口瓶)的质量 312.0 g 314.2 g
根据实验数据求:
(1)实验完毕后,生成物中水的质量为______g。假设广口瓶里生成一种正盐,其质量为________g。
(2)生成的水中氢元素的质量为________g。
(3)生成的CO2中碳元素的质量为________g。
(4)气态化石燃料中碳元素与氢元素的质量比为________。
15. (11分)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。某化学兴趣小组通过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)B装置有三种功能:①控制气流速度;②均匀混合气体;③______________。
(2)D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是___________________。
(3)E装置的作用是________(填编号)。
A．收集气体　　　 B．吸收氯气 C．防止倒吸 D．吸收氯化氢
(4)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:______________________________。
(5)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_________________。该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分为________(填编号)。
a．CH4　 b．CH3Cl　 c．CH2Cl2　 d．CHCl3　 e．CCl4
1.【解析】选D。有机物种类繁多的主要原因是碳原子能与其他原子形成四个共价键,且碳原子之间也能互相成键,A项只是其中的一个原因,并不是主要原因,A错误。碳原子与氢原子之间形成极性键,B错误。同分异构现象的广泛存在是造成有机物种类繁多的重要原因,但不是唯一原因,C错误。
2.【解析】选A。“泽中有火”是指沼泽中的沼气燃烧,沼气的主要成分为CH4。
3【解析】选B
4【解析】选C
5.【解析】选A。a、b属于化合物,分子式相同,化学性质不同,说明二者的结构不同,属于不同物质,即二者互为同分异构体,A项正确。
6【解析】选C。该分子可以看成是在第2位C原子上连接有3个甲基和1个乙基,所以该分子中有4种不同位置的C原子,由于第2位C原子上没有H原子可以被取代,所以只有3种不同位置的H原子,因此其一氯代物有3种。
7【解析】选D　甲烷在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和水，该过程中，以分子状态存在的甲烷和氧气(图②)化学键断裂形成自由原子(图①)，然后自由原子形成新的化学键得到二氧化碳和水(图③)。
8.【解析】选B。结构简式不能体现出分子的实际空间结构,仅能体现出分子中原子间的结合方式。题干中的几种分子可分别表示为、
CH3—CH2—CH2—CH2—CH3、、
CH3—CH2—CH2—CH2—CH3、,故有3种不同的烷烃。
9.【解析】选B。CCl4分子的空间结构同CH4相似,为正四面体结构,CH3Cl中的C—H键和C—Cl键不同,不是正四面体结构。
10.解析：选D　甲烷与氯气在光照条件下发生反应：CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl，CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl，CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl，CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl。黄绿色的氯气参加反应，逐渐减少，生成无色的气体，因此试管内气体颜色逐渐变浅；反应生成的HCl极易溶于水，使试管内气体压强减小，因此试管内液面上升；生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4均为无色油状液体，附着在试管壁上，因此试管壁上出现油状液滴；生成的HCl气体遇到水蒸气溶解生成盐酸小液滴，形成白雾，因此试管中有少量白雾。
11. 答案:②　①　③　⑤　④
【解析】①是氧元素的两种单质,互为同素异形体;②是氯元素的两种不同原子,互为同位素;③中乙烷与丙烷互为同系物;④中属于同种物质;⑤两者分别为正丁烷与异丁烷,互为同分异构体。
12. 答案:(1)乙、丙　(2)甲、丙　(3)甲、丙　16.7%
【解析】(1)乙、丙能表示原子的相对大小及连接形式,属于空间填充模型。
(2)甲、丙分别是甲烷的球棍模型与空间填充模型,属于同一种有机化合物。(3)烷烃的通式为CnH2n+2(n≥1),随n值增大,碳元素的质量分数逐渐增大,故含碳量最低的是甲烷,含氢量最低的是戊烷,戊烷中氢元素的质量分数是×100%≈16.7%。
13．答案: (1)C8H8　(2)1　3　(3)8
解析：(1)1个立方烷分子中有8个碳原子，分布在立方烷各顶点。氢原子数目可根据碳原子最多形成4个价键来考虑。由于每个碳原子与其他碳原子均已形成3个C—C键，故只能与1个氢原子结合。
(2)由于是正方体，8个顶点的位置全部一样，所以立方烷只有一种一氯代物。根据正方体中两顶点的相对位置只有3种情况，所以二氯代物应有三种结构。
14.答案: (1)1.8　5　(2)0.2 (3)0.6　(4)3∶1
【解析】(1)生成水的质量为102.9 g-101.1 g=1.8 g,
生成正盐即CaCO3的质量为×100 g·mol-1=5 g。
(2)生成的水中氢元素的质量为×2 g·mol-1=0.2 g。
(3)生成的CO2中碳元素的质量为×12 g·mol-1=0.6 g。
(4)碳元素与氢元素的质量比为0.6 g∶0.2 g=3∶1。
15.答案:(1)干燥混合气体　(2)吸收过量的氯气 (3)C、D
(4)CH4+2Cl2C+4HCl　(5)分液　a、b
【解析】(1)B装置的三个作用为:①控制气流速度从而达到合适的反应比例;②均匀混合气体,便于后续实验;③干燥混合气体。
(2)氯气具有强氧化性,能将碘离子氧化生成碘单质,KI的作用是吸收多余的Cl2,防止过量的氯气排入空气中污染环境,反应的化学方程式为Cl2+2KI2KCl+I2。
(3)E装置既吸收反应生成的HCl气体,同时还防止倒吸。
(4)据信息可知生成的黑色小颗粒为炭黑,说明在强光照射下可发生反应,根据原子守恒应为CH4+2Cl2C+4HCl。
(5)最后从D中分离出的气体有HCl易溶于水,可用分液的方法分离,分离难溶于水的油状液体可用分液法。
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