第1章 有机化合物的结构与性质 烃 分层作业（课件版+文档版）鲁科版（2019）高中化学选择性必修3

(共34张PPT)
第1章
微专题1　判断同分异构体数目的常用方法
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A 级 必备知识基础练
1.[2023山东临沂高二期中考试] 的同分异构体(不考虑立体异构)中苯环上的一氯代物只有一种的有(　　)
A.3种 B.4种
C.5种 D.6种
B
解析 若四个碳分别形成甲基,①四个甲基分别连在1、2、3、4位碳原子上,5、6位氢原子等效,苯环上的一氯代物只有一种结构;②四个甲基分别连在1、2、4、5位碳原子上,3、6位氢原子等效,苯环上的一氯代物只有一种结构;③四个甲基分别连在1、2、3、5位碳原子上,4、6位氢原子等效,苯环上的一氯代物只有一种结构;若四个碳形成两个乙基分别连在1、4位碳原子上,2、3、5、6位氢原子等效,苯环上的一氯代物只有一种结构,所
以 的同分异构体(不考虑立体异构)中苯环上的一氯代物只有一种的有4种,故答案选B。
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2.[2023辽宁丹东六校高二期中考试]同分异构现象在有机化合物中十分普遍,这也是有机化合物数量非常庞大的原因之一。下列说法正确的是(　　)
A.联苯( )属于苯的同系物,其一溴代物有4种
B.苯甲酸共有5种同分异构体(含苯环且包括苯甲酸)
C.CH3CH2CHO和CH3COCH3互为同分异构体且属于位置异构
D.分子式为C5H12O且能与Na反应产生H2的同分异构体有4种
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CH3CH2CHO和CH3COCH3互为同分异构体且属于官能团类型异构,故C错误;分子式为C5H12O且能与Na反应产生气体说明C5H12O为一元饱和醇C5H11—OH,C5H11—结构简式共有8种,—CH2CH2CH2CH2CH3、—CH(CH3)CH2CH2CH3、—CH(CH2CH3)2、—CH2CH(CH3)CH2CH3、—C(CH3)2CH2CH3、—CH(CH3)CH(CH3)2、—CH2CH2CH(CH3)2、—CH2C(CH3)3,则戊醇共有8种,故D错误。
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3.分子式为C3H6Cl2的同分异构体共有(不考虑立体异构)(　　)
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
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4.分子式为C10H14的有机化合物,含苯环且苯环上只有两个取代基的同分异构体有(不考虑立体异构)(　　)
A.3种 B.6种 C.9种 D.12种
C
解析 分子式为C10H14的芳香烃,其苯环上有两个取代基时分为两大类:第一类是一个取代基为—CH3,另一个取代基为—CH2CH2CH3或—CH(CH3)2,它们在苯环上分别有邻、间、对三种位置,共有6种结构;第二类是两个取代基均为—CH2CH3,它们在苯环上有邻、间、对三种位置。故共有9种同分异构体,C正确。
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5.[2023河南商丘高二校联考期中]进行同分异构体的结构与性质的分析、判断及对有机物的准确命名,是同学们研究有机物分类的重要手段,下列有关说法错误的是(　　)
A.可以将(CH3)2CHCH(CH3)2命名为2,3-二甲基丁烷
B.正丁烷和异丁烷的化学性质相似,物理性质(熔点、沸点等)不同
C.新戊烷的一氯代物有5种(不考虑立体异构)
D.分子式为C5H10O且属于醛的同分异构体(不考虑立体异构)有4种
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解析 根据结构简式:(CH3)2CHCH(CH3)2,主链上有4个碳原子,第2、3号碳原子上分别连有一个甲基,故命名为2,3-二甲基丁烷,A正确;正丁烷和异丁烷互为同分异构体,化学性质相似,物理性质(熔点、沸点等)不同,B正确;新戊烷的结构简式为C(CH3)4,所有甲基上的氢原子等效,一氯代物有1种,C错误;分子式为C5H10O的有机物中属于醛的分子含有—CHO和C4H9—, C4H9—有4种,故有4种同分异构体,D正确。
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6.[2023湖北高二校联考期中]一个苯环上连接三个—COOH和一个—NO2的有机物的结构共有(　　)
A.4种
B.5种
C.6种
D.7种
C
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解析 先将3个—COOH连接到苯环上,得到三种结构:
然后逐一分析苯环上的等效氢的种类:①中苯环上只有一种氢原子,②中苯环上有2种不同化学环境的氢原子,③中苯环上有3种不同化学环境的氢原子。综上所述,该有机物共有6种结构,故选C。
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7.[2023广东佛山高二校联考期中]以下结构的三种烃分子,说法不正确的是(　　)
A.1 mol甲分子内含有10 mol共价键
B.甲、乙、丙三者互为同系物
C.丙分子的二氯取代产物只有三种
D.丙与苯乙烯( )互为同分异构体
B
解析 1mol甲分子中含有6 mol碳碳单键和4 mol碳氢键,故A正确;甲、乙、丙三种分子的分子式分别为C4H4、C6H6和C8H8,最简式相同,但分子组成上不是相差一个或若干个CH2原子团,故不互为同系物,故B错误;丙分子有取代基位于棱边、面对角线、体对角线三种位置关系的二氯代物,故C正确;丙与苯乙烯的分子式均为C8H8,但结构不同,则二者互为同分异构体,故D正确。
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8.判断下列有机化合物中哪些互为同分异构体,并指出它们各属于何种类型的同分异构。
答案 ①与④,为官能团位置异构;②与⑥,为碳骨架异构;③与⑦,为顺反异构;⑤与⑧,为官能团类型异构
解析 由题中所给结构简式,可得①②③④⑤⑥⑦⑧的分子式分别为C4H8、C5H12、C2H2Cl2、C4H8、C5H8、C5H12、C2H2Cl2、C5H8,所以互为同分异构体的有:①与④,为官能团位置异构;②与⑥,为碳骨架异构;③与⑦,为顺反异构;⑤与⑧,为官能团类型异构。
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9.回答下列问题:
(1)分子式为C5H10且属于烯烃的同分异构体(包括顺反异构)有　　　种,写出它们的结构简式:
　 　　 　 　 　　 　　 　。
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(2)含有6个碳原子且主链上有4个碳原子的单烯烃的结构有　　　种,写出它们的结构简式:
　 　　 　 　 　　 　　 　。
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解析 (1)组成为C5H10的有机物,属于烯烃的同分异构体说明含有1个C=C键,根据碳骨架缩短法书写同分异构体,①先写烷烃同分异构体(烷烃碳骨架),②主链从长到短、支链由整到散、位置由心到边,③“C=C”位置移动。考虑顺反异构,戊烷的同分异构体有CH3—CH2—CH2—CH2—CH3、
若为CH3—CH2—CH2—CH2—CH3,
相应烯烃有CH2=CH—CH2—CH2—CH3、CH3—CH=CH—CH2—CH3,其中CH3—CH=CH—CH2—CH3有2种顺反异构,即有3种;
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以下选择题有1~2个选项符合题意。
10.[2023浙江杭州高二校联考期中]下列说法正确的是(　　)
B.异丁烷和2-甲基丙烷互为同分异构体
C.乙醇和二甲醚互为同分异构体,可用金属钠鉴别
B 级 关键能力提升练
C
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解析 是N元素的不同同位素组成的单质分子,不是同位素,故A错误;异丁烷和2-甲基丙烷是同一种物质,故B错误;乙醇和二甲醚的分子式相同、结构不同,互为同分异构体,乙醇与钠反应放出氢气,二甲醚和
钠不反应,可用金属钠鉴别乙醇和二甲醚,故C正确; 的等效氢有3种,一氯代物有3种,故D错误。
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11.苯及其同系物与氢气发生的加成反应称为氢化。甲苯完全氢化后,再发生氯代反应,其一氯代物的同分异构体数目有(　　)
A.3种 B.4种
C.5种 D.6种
C
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12.下列有关同分异构体数目的叙述错误的是(　　)
A.甲苯苯环上的一个氢原子被含3个碳原子的烷基取代,所得产物最多有
6种
B.联苯( )的二氯代物有10种
C.丙烷的一氯代物有2种,二氯代物有4种
D.分子式为C7H8O且属于芳香族化合物的同分异构体只有4种
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解析 含有3个碳原子的烷基有丙基、异丙基两种,甲苯苯环上有3种氢原子,分别处于甲基的邻、间、对位位置上,所以甲苯苯环上的一个氢原子被含3个碳原子的烷基取代,同分异构体最多有3×2=6种,所以A选项是正确的;
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若取代不同苯环上的氢原子,有如图所示的6种,
丙烷分子有2种氢原子,其一氯代物有2种,丙烷的二氯代物,若取代相同的碳原子的氢原子,有1,1-二氯丙烷、2,2-二氯丙烷两种,若取代不同碳原子上的氢原子,有1,2-二氯丙烷、1,3-二氯丙烷两种,故丙烷的二氯代物有4种,所以C选项是正确的;
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分子式为C7H8O且属于芳香族化合物,由分子式可以知道含有1个苯环,若侧链有1个,则侧链为—OCH3或—CH2OH,同分异构体有2种,若侧链有2个,则侧链为—CH3和—OH,存在邻、间、对三种,故符合条件的同分异构体为5种,故D错误。
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C 级 学科素养创新练
13.[2023广东江门高二校考期中]白藜芦醇广泛存在于食物(如花生,尤其是
葡萄)中,其结构简式为 。根据要求回答下列问题:
(1)白藜芦醇的分子式为　 　　　　。
(2)白藜芦醇分子中所含官能团的名称为　　　　　　　　　　　　　。
(3)下列关于白藜芦醇的分类判断正确的是　　　(填字母)。
A.属于链状烯烃 B.属于脂环化合物
C.属于芳香族化合物 D.属于烃的衍生物
C14H12O3
碳碳双键、(酚)羟基
CD
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(4)满足下列条件的白藜芦醇的同分异构体有　　　种(仅考虑构造异构,不含本身),写出其中一种的结构简式:
　　　　　　　 　　　。
①碳骨架和官能团种类不变;②两个苯环上都有含氧官能团。
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(其他合理答案也可)
(5)乙醇(CH3CH2OH)、苯酚( )和白藜芦醇中都含有官能团“—OH”,下列有关它们之间关系的说法正确的是　　　　(填字母)。
A.乙醇和白藜芦醇属于同一类别的有机物
B.苯酚与白藜芦醇互为同系物
C.三者的组成元素相同
D.三者分子中碳、氧原子个数比相同
C
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解析 (1)由结构简式可知白藜芦醇的分子式为C14H12O3。
(2)由结构简式可知白藜芦醇所含官能团的名称为碳碳双键、(酚)羟基。
(3)白藜芦醇的结构简式中含有羟基,不属于烃,故A错误;脂肪化合物是链状烃及其衍生物,脂环化合物就是链状烃及其衍生物通过分子内缩合所形成的环状烃及其衍生物,故B错误;含有苯环的有机化合物称为芳香族化合物,故C正确;白藜芦醇除了碳、氢元素还有氧元素,所以属于烃的衍生物,故D正确。
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(4)碳骨架和官能团不变且2个苯环上均有官能团,则必为2个苯环上分别有
1个和2个—OH。2个—OH的位置有如下6种: ,1、2,1、3,
1、4,1、5,2、3,2、4,另一个苯环上—OH位置有3种,故有18种结构,减去题
给的1种,有17种同分异构体;其中一种结构为 。
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(5)乙醇属于醇类,白藜芦醇属于酚类,故A错误;同系物是指结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机化合物,白藜芦醇含有碳碳双键,与苯酚结构不相似,故B错误;白藜芦醇由碳、氢、氧三种元素组成,故C正确;乙醇分子中碳、氧原子个数比为2∶1,苯酚分子中碳、氧原子个数比为6∶1,白藜芦醇分子中碳、氧原子个数比为14∶3,故D错误。(共33张PPT)
第1章
第3节　第2课时　烯烃和炔烃及其性质
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A 级 必备知识基础练
1.某有机化合物的键线式如图所示,其名称正确的是(　　)
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
D
解析 给烯烃命名时,选取含双键在内的最长碳链为主链,编号从离双键最近的一端编号,故正确名称为5-甲基-2-庚烯。
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2.能证明乙炔分子中含有碳碳三键的事实是(　　)
A.乙炔能使溴水褪色
B.乙炔能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.乙炔可以与HCl气体加成
D.1 mol乙炔可以和2 mol H2发生加成反应
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3.下面有关丙烷、丙烯、丙炔的说法正确的是(　　)
A.如图所示,丙烷、丙烯、丙炔的空间填充模型分别为
B.100 ℃时,相同物质的量的3种物质完全燃烧,生成的气体在标准状况下的体积比为3∶2∶1
C.相同质量的3种物质完全燃烧,丙烷消耗的氧气最多
D.丙烷的一氯代物只有1种
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4.有a L乙炔和乙烯的混合气体,在催化剂作用下与足量的H2发生加成反应,消耗H2 1.25a L,则乙烯与乙炔的体积比为(　　)
A.1∶1 B.2∶1
C.3∶1 D.4∶1
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5.下列烯烃和HBr发生加成反应所得的产物中有同分异构体的是(　　)
A.CH2=CH2
B.CH3CH=CH2
C.CH3CH=CHCH3
D.CH3CH2CH=CHCH2CH3
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6.2021年诺贝尔化学奖授予科学家本亚明·利斯特和戴维·麦克米伦,以表彰他们在发展不对称有机催化中的贡献。Diels-Alder反应是不对称有机催化的经典反应,转化关系如图所示(—R1、—R2、—R3、—R4为不同的烃基)。
下列说法错误的是(　　)
A.X、Y都可以作为合成有机高分子的单体
B.上述反应属于加成反应
C.Z分子中六元环上有2个不对称碳原子(连有4个不同原子或原子团的碳原子)
D.Y可能与环烷烃互为同分异构体
C
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解析 X、Y都含碳碳双键,它们都能发生加聚反应合成有机高分子,故A选项正确;题中反应属于加成反应,故B选项正确;双键碳原子不是不对称碳原子,Z分子中六元环上有4个不对称碳原子,故C选项错误;等碳原子数的烯烃与环烷烃互为同分异构体,都符合通式CnH2n,所以Y可能与环烷烃互为同分异构体,故D选项正确。
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7.块状固体电石遇水会剧烈反应生成乙炔气体。实验室若用此法制取乙炔,选择的装置最好是下图中的(　　)
B
解析 由于实验室制取乙炔的反应比较剧烈,需严格控制加水的速度,选择B装置中的分液漏斗可以控制水的滴加速度。
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8.A、B、C、D、E为五种气态烃,其中A、B、C能使酸性KMnO4溶液褪色,
1 mol C能与2 mol溴单质完全加成,生成物质分子中每个碳原子上都有一个溴原子。A与C具有相同的通式,A与H2加成得B,B与相同条件下N2的密度相同,D是所有的烃中含碳元素质量分数最低的,E是D的同系物,完全燃烧等物质的量的B、E生成CO2的量相同。请回答:
(1)写出C的结构简式:　　　　　 　　。
(2)B的电子式为　　　　　　　　,其在一定条件下生成高分子化合物的
化学方程式为　 　　　　　　　。
(3)当碳原子数4≤n≤10时,在D、E的同系物中,其A一氯代物没有同分异构体,二氯代物有3种同分异构体的物质是　　　　　　 　　(写名称)。
(4)将A、B、C、D等物质的量混合,120 ℃时,取V L 混合物在6V L O2中充分燃烧,保持温度不变,反应后所得气体的体积为　　　　。
2,2,3,3-四甲基丁烷
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解析 1 mol C能与2 mol溴单质完全加成,生成物质分子中每个碳原子上都有一个溴原子,说明C为二烯烃,由于C为气态烃,碳原子应为4个,故C为1,3-丁二烯( )。A、B、C能使酸性KMnO4溶液褪色,A与C具有相同的通式,A与H2加成得B,说明A为炔烃,B为烯烃,由于B与相同条件下N2的密度相同,即B的相对分子质量为28,故B为 ,则A为 。D是所有的烃中含碳元素质量分数最低的,说明D为CH4,E是D的同系物,完全燃烧等物质的量的B、E生成CO2的量相同,可推知E为乙烷(C2H6)。
(3)当碳原子数4≤n≤10时,在烷烃中,其一氯代物没有同分异构体,即指该烷烃中只有一种氢原子,符合要求的有2种:(CH3)4C、(CH3)3C—C(CH3)3。一氯代物分别为(CH3)3CCH2Cl、(CH3)3C—C(CH3)2CH2Cl,它们的分子中分别含有2种、3种氢原子,故一氯代物有1种,而二氯代物有3种的烷烃为(CH3)3C—C(CH3)3。
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(4)根据平均量可知,C2H2、C2H4、C4H6、CH4等物质的量混合,该混合烃可表示为C2.25H4。
由于混合烃C2.25H4中氢原子数等于4,故 ,反应后所得气体体积与反应前气体的体积相等,即V L+6V L=7V L。
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B 级 关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
9.某气态烷烃和气态烯烃组成的混合气体,在相同条件下对氢气的相对密度为13;取该混合气体8.96 L(标准状况)通入足量的溴水中,经充分吸收后,溴水的质量增加了5.6 g,此混合气体的可能组成是(　　)
A.甲烷和丙烯 B.甲烷和丁烯
C.乙烷和乙烯 D.丙烷和乙烯
B
解析 在同温同压下,混合气体对氢气的相对密度为13,故混合气体的平均相对分子质量为13×2=26,故一定含有甲烷;标准状况下8.96 L混合气体的物质的量为 =0.4 mol,故混合气体的总质量为0.4 mol×26 g·mol-1 =10.4 g,溴水质量增重5.6 g为烯烃的质量,故甲烷的质量为10.4 g-5.6 g=
4.8 g,故甲烷的物质的量为 =0.3 mol,则烯烃的物质的量为0.4 mol-0.3 mol=0.1 mol,该烯烃的摩尔质量为 =56 g·mol-1,设烯烃的分子式为CnH2n,则14n=56,计算得出n=4,故该烯烃为丁烯,所以该混合气体为甲烷和丁烯的混合物。
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10.以乙炔为原料在一定条件下可转化为乙烯基乙炔(CH≡C—CH=CH2)。关于乙烯基乙炔分子的说法错误的是(　　)
A.能使酸性KMnO4溶液褪色
B.1 mol乙烯基乙炔只能与2 mol Br2发生加成反应
C.乙烯基乙炔分子内含有两种官能团
D.等质量的乙炔与乙烯基乙炔完全燃烧时的耗氧量不相同
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解析 由乙烯基乙炔的结构简式(CH≡C—CH=CH2)可知,其分子中含有一个碳碳双键和一个碳碳三键。碳碳双键、碳碳三键都能使酸性KMnO4溶液褪色,A正确;因1 mol乙烯基乙炔分子中含有1 mol碳碳双键、1 mol碳碳三键,1 mol碳碳双键能和1 mol Br2发生加成反应,1 mol碳碳三键能和2 mol Br2发生加成反应,所以1 mol乙烯基乙炔能与3 mol Br2发生加成反应,B错误;乙烯基乙炔分子中含有碳碳双键、碳碳三键两种官能团,C正确;因等质量的烃(CxHy)完全燃烧时耗氧量取决于 ,而乙烯基乙炔的最简式为CH,乙炔的最简式为CH,二者最简式相同,质量相同且完全燃烧时,耗氧量相同,D错误。
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11.烯烃被高锰酸钾氧化,碳碳双键会断裂,如CH2=CH2被氧化生成CO2;R1CH=CHR2被氧化为
A.2种 B.4种 C.5种 D.6种
B
解析 烯烃C4H8的结构有三种:CH2=CHCH2CH3、CH3CH=CHCH3, CH2=C(CH3)2,氧化后得到的产物分别有两种(CO2和CH3CH2COOH)、一种(CH3COOH)、两种(CO2和CH3COCH3),所以共四种,B正确。
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A.X的分子式为C8H8
B.有机化合物Y是X的同分异构体,且属于芳香烃,则Y的结构简式为
C.X能使酸性KMnO4溶液褪色
D.X与足量的H2在一定条件下反应可生成环状的饱和烃Z,Z的一氯代物有4种
D
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解析 由X的键线式可知其分子式为C8H8,与苯乙烯( )互为同分异构体,X分子中含碳碳双键,能使酸性KMnO4溶液褪色,X与足量H2加成生成的环状饱和烃Z中只有两种不同环境的氢原子,故其一氯代物有两种。
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13.某烃CnHm,n≤8,若它为单烯烃,且与HX加成产物只有一种,符合该条件的结构式有X种;若它为链状烷烃,且一氯代物只有一种,符合该条件的结构式有Y种。则X、Y分别为(　　)
A.7、4 B.8、3
C.4、7 D.5、6
A
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解析 碳原子数小于等于8的单烯烃与HX加成产物只有一种,说明烯烃的碳碳双键两边烃基相同,因此烯烃有可能为:CH2=CH2、CH3CH=CHCH3、
CH3CH2CH=CHCH2CH3、(CH3)2C=C(CH3)2、
CH3CH2CH2CH=CHCH2CH2CH3、 、
,共有7种。碳原子数小于等于8的烷烃,一氯代物
只有一种的有CH4、CH3CH3、C(CH3)4、(CH3)3C—C(CH3)3,共有4种。
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14.某混合气体可能由H2、CO、C2H4中的一种或几种气体组成。为了测定混合气体的组成,实验室可选用下图中的部分或全部装置用橡胶管连接,设法将一定体积的混合气体通过组合装置完全反应。已知:
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④
高锰酸钾稀溶液紫色变浅,产生黑色沉淀
通入装置④中的混合气体的体积,装置④中生成固体的质量
(1)若取用V L混合气体(标准状况),只测定其中乙烯的体积分数,必须选用的装置是　　　　。确定混合气体中含有乙烯的现象是
　 　　　　。
计算混合气体中乙烯的体积分数所需数据是
　　　　　。
(2)若将不含乙烯的混合气体依次通过由②③⑤连接的装置,装置③质量增加m1 g,装置⑤质量增加m2 g,混合气体中CO的体积分数为
　　　 　　。
(3)在实验(2)中不易测得准确数据的原因可能是　　　　(填字母)。
A.气体的反应和吸收不完全
B.装置③中的浓硫酸易吸收空气中的水分
C.装置⑤中的碱石灰易吸收空气中的水和CO2
D.混合气体难以控制在标准状况下测出准确体积
ABC
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(3)气体和固体反应时,气流可以快速流经固体,气体不可能都反应完,也不可能被完全吸收,容易造成误差;浓硫酸若密封不严,会吸收空气中的水分;装置⑤的末端直接和空气连通,其中的碱石灰能够吸收空气中的水和CO2;测混合气体中CO的体积分数,可以根据阿伏加德罗定律,测出反应消耗的CO和H2的物质的量,而不必要测定混合气体在标准状况下的体积。
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C 级 学科素养创新练
C30H50
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15.鲨鱼是世界上唯一不患癌症的动物,科学研究表明,鲨鱼体内含有一种角鲨烯,具有抗癌性。很多食物中含有角鲨烯,其中鲨鱼鱼肝油中含量较高,在橄榄油和米糠油等少数几种植物油中角鲨烯含量也相对较高。实验测得角鲨烯分子是链状结构,分子中含有30个碳原子且碳氢质量比为7.2∶1。
(1)角鲨烯的分子式为　　　　　。
(2)角鲨烯可与H2发生加成反应,1 mol角鲨烯最多可消耗　　　 mol H2。
(3)角鲨烯与一定量H2发生加成反应得到的一种产物A可以被酸性KMnO4
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解析 (1)根据角鲨烯中碳氢质量比为7.2∶1,则N(C)∶N(H)= =3∶5,由于碳原子数为30,则氢原子数为50,则其分子式为C30H50。
(2)角鲨烯分子是链状结构,分子中的碳碳双键全部与H2加成则得到烷烃分子式为C30H62,则一个角鲨烯分子中的双键数为 =6,因此1 mol角鲨烯最多可消耗6 mol H2。
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15第1章分层作业7　烯烃和炔烃及其性质
A级必备知识基础练
1.某有机化合物的键线式如图所示,其名称正确的是 (　　)
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
2.能证明乙炔分子中含有碳碳三键的事实是(　　)
A.乙炔能使溴水褪色
B.乙炔能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.乙炔可以与HCl气体加成
D.1 mol乙炔可以和2 mol H2发生加成反应
3.下面有关丙烷、丙烯、丙炔的说法正确的是(　　)
A.如图所示,丙烷、丙烯、丙炔的空间填充模型分别为
B.100 ℃时,相同物质的量的3种物质完全燃烧,生成的气体在标准状况下的体积比为3∶2∶1
C.相同质量的3种物质完全燃烧,丙烷消耗的氧气最多
D.丙烷的一氯代物只有1种
4.有a L乙炔和乙烯的混合气体,在催化剂作用下与足量的H2发生加成反应,消耗H2 1.25a L,则乙烯与乙炔的体积比为(　　)
A.1∶1 B.2∶1
C.3∶1 D.4∶1
5.下列烯烃和HBr发生加成反应所得的产物中有同分异构体的是(　　)
A.CH2CH2
B.CH3CHCH2
C.CH3CHCHCH3
D.CH3CH2CHCHCH2CH3
6.2021年诺贝尔化学奖授予科学家本亚明·利斯特和戴维·麦克米伦,以表彰他们在发展不对称有机催化中的贡献。Diels-Alder反应是不对称有机催化的经典反应,转化关系如图所示(—R1、—R2、—R3、—R4为不同的烃基)。
下列说法错误的是(　　)
A.X、Y都可以作为合成有机高分子的单体
B.上述反应属于加成反应
C.Z分子中六元环上有2个不对称碳原子(连有4个不同原子或原子团的碳原子)
D.Y可能与环烷烃互为同分异构体
7.块状固体电石遇水会剧烈反应生成乙炔气体。实验室若用此法制取乙炔,选择的装置最好是下图中的(　　)
8.A、B、C、D、E为五种气态烃,其中A、B、C能使酸性KMnO4溶液褪色,1 mol C能与2 mol溴单质完全加成,生成物质分子中每个碳原子上都有一个溴原子。A与C具有相同的通式,A与H2加成得B,B与相同条件下N2的密度相同,D是所有的烃中含碳元素质量分数最低的,E是D的同系物,完全燃烧等物质的量的B、E生成CO2的量相同。请回答:
(1)写出C的结构简式:　 　　　　　　　　　。
(2)B的电子式为　　　　　　　　,其在一定条件下生成高分子化合物的化学方程式为　 　　　　　　　　　　。
(3)当碳原子数4≤n≤10时,在D、E的同系物中,其一氯代物没有同分异构体,二氯代物有3种同分异构体的物质是　　　　　　　　(写名称)。
(4)将A、B、C、D等物质的量混合,120 ℃时,取V L 混合物在6V L O2中充分燃烧,保持温度不变,反应后所得气体的体积为　　　　。
B级关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
9.某气态烷烃和气态烯烃组成的混合气体,在相同条件下对氢气的相对密度为13;取该混合气体8.96 L(标准状况)通入足量的溴水中,经充分吸收后,溴水的质量增加了5.6 g,此混合气体的可能组成是(　　)
A.甲烷和丙烯 B.甲烷和丁烯
C.乙烷和乙烯 D.丙烷和乙烯
10.以乙炔为原料在一定条件下可转化为乙烯基乙炔(CH≡C—CHCH2)。关于乙烯基乙炔分子的说法错误的是(　　)
A.能使酸性KMnO4溶液褪色
B.1 mol乙烯基乙炔只能与2 mol Br2发生加成反应
C.乙烯基乙炔分子内含有两种官能团
D.等质量的乙炔与乙烯基乙炔完全燃烧时的耗氧量不相同
11.烯烃被高锰酸钾氧化,碳碳双键会断裂,如CH2CH2被氧化生成CO2;R1CHCHR2被氧化为
和;被氧化为和,由此推断分子式为C4H8的烯烃的氧化产物有(　　)
A.2种 B.4种
C.5种 D.6种
12.有机化合物的结构可用“键线式”表示,如CH3CHCHCH3可简写为,有机化合物X的键线式为,下列说法不正确的是(　　)
A.X的分子式为C8H8
B.有机化合物Y是X的同分异构体,且属于芳香烃,则Y的结构简式为
C.X能使酸性KMnO4溶液褪色
D.X与足量的H2在一定条件下反应可生成环状的饱和烃Z,Z的一氯代物有4种
13.某烃CnHm,n≤8,若它为单烯烃,且与HX加成产物只有一种,符合该条件的结构式有X种;若它为链状烷烃,且一氯代物只有一种,符合该条件的结构式有Y种。则X、Y分别为(　　)
A.7、4 B.8、3
C.4、7 D.5、6
14.某混合气体可能由H2、CO、C2H4中的一种或几种气体组成。为了测定混合气体的组成,实验室可选用下图中的部分或全部装置用橡胶管连接,设法将一定体积的混合气体通过组合装置完全反应。已知:
2CxHy+(4x+y)CuO2xCO2+(4x+y)Cu+yH2O
3CH2CH2+2KMnO4(稀)+4H2O3CH2OHCH2OH+2KOH+2MnO2↓
(1)若取用V L混合气体(标准状况),只测定其中乙烯的体积分数,必须选用的装置是　　　　。确定混合气体中含有乙烯的现象是　　　　　　　　　　。
计算混合气体中乙烯的体积分数所需数据是 　　　　　　　　　　。
(2)若将不含乙烯的混合气体依次通过由②③⑤连接的装置,装置③质量增加m1 g,装置⑤质量增加m2 g,混合气体中CO的体积分数为　　　　　　　　　　。
(3)在实验(2)中不易测得准确数据的原因可能是　　　　(填字母)。
A.气体的反应和吸收不完全
B.装置③中的浓硫酸易吸收空气中的水分
C.装置⑤中的碱石灰易吸收空气中的水和CO2
D.混合气体难以控制在标准状况下测出准确体积
C级学科素养创新练
15.鲨鱼是世界上唯一不患癌症的动物,科学研究表明,鲨鱼体内含有一种角鲨烯,具有抗癌性。很多食物中含有角鲨烯,其中鲨鱼鱼肝油中含量较高,在橄榄油和米糠油等少数几种植物油中角鲨烯含量也相对较高。实验测得角鲨烯分子是链状结构,分子中含有30个碳原子且碳氢质量比为7.2∶1。
(1)角鲨烯的分子式为　　　　　。
(2)角鲨烯可与H2发生加成反应,1 mol角鲨烯最多可消耗　　　 mol H2。
(3)角鲨烯与一定量H2发生加成反应得到的一种产物A可以被酸性KMnO4溶液氧化生成、HOOC—CH2—COOH和
(—R为烷基),则A的结构简式为　　　　　　　　　　(烷基—R不需推断)。
参考答案
分层作业7　烯烃和炔烃及其性质
1.D　解析 给烯烃命名时,选取含双键在内的最长碳链为主链,编号从离双键最近的一端编号,故正确名称为5-甲基-2-庚烯。
2.D　3.C　4.C　5.B
6.C　解析 X、Y都含碳碳双键,它们都能发生加聚反应合成有机高分子,故A选项正确;题中反应属于加成反应,故B选项正确;双键碳原子不是不对称碳原子,Z分子中六元环上有4个不对称碳原子,故C选项错误;等碳原子数的烯烃与环烷烃互为同分异构体,都符合通式CnH2n,所以Y可能与环烷烃互为同分异构体,故D选项正确。
7.B　解析 由于实验室制取乙炔的反应比较剧烈,需严格控制加水的速度,选择B装置中的分液漏斗可以控制水的滴加速度。
8.答案 (1)
(2)H　CH2—CH2
(3)2,2,3,3-四甲基丁烷　(4)7V L
解析 1molC能与2mol溴单质完全加成,生成物质分子中每个碳原子上都有一个溴原子,说明C为二烯烃,由于C为气态烃,碳原子应为4个,故C为1,3-丁二烯()。A、B、C能使酸性KMnO4溶液褪色,A与C具有相同的通式,A与H2加成得B,说明A为炔烃,B为烯烃,由于B与相同条件下N2的密度相同,即B的相对分子质量为28,故B为,则A为。D是所有的烃中含碳元素质量分数最低的,说明D为CH4,E是D的同系物,完全燃烧等物质的量的B、E生成CO2的量相同,可推知E为乙烷(C2H6)。
(3)当碳原子数4≤n≤10时,在烷烃中,其一氯代物没有同分异构体,即指该烷烃中只有一种氢原子,符合要求的有2种:(CH3)4C、(CH3)3C—C(CH3)3。一氯代物分别为(CH3)3CCH2Cl、(CH3)3C—C(CH3)2CH2Cl,它们的分子中分别含有2种、3种氢原子,故一氯代物有1种,而二氯代物有3种的烷烃为(CH3)3C—C(CH3)3。
(4)根据平均量可知,C2H2、C2H4、C4H6、CH4等物质的量混合,该混合烃可表示为C2.25H4。
CxHy+(x+)O2xCO2+H2O(g)　ΔV
1(x+)x -1
由于混合烃C2.25H4中氢原子数等于4,故ΔV=-1=-1=0,反应后所得气体体积与反应前气体的体积相等,即VL+6VL=7VL。
9.B　解析 在同温同压下,混合气体对氢气的相对密度为13,故混合气体的平均相对分子质量为13×2=26,故一定含有甲烷;标准状况下8.96L混合气体的物质的量为=0.4mol,故混合气体的总质量为0.4mol×26g·mol-1=10.4g,溴水质量增重5.6g为烯烃的质量,故甲烷的质量为10.4g-5.6g=4.8g,故甲烷的物质的量为=0.3mol,则烯烃的物质的量为0.4mol-0.3mol=0.1mol,该烯烃的摩尔质量为 =56g·mol-1,设烯烃的分子式为CnH2n,则14n=56,计算得出n=4,故该烯烃为丁烯,所以该混合气体为甲烷和丁烯的混合物。
10.BD　解析 由乙烯基乙炔的结构简式(CH≡C—CHCH2)可知,其分子中含有一个碳碳双键和一个碳碳三键。碳碳双键、碳碳三键都能使酸性KMnO4溶液褪色,A正确;因1mol乙烯基乙炔分子中含有1mol碳碳双键、1mol碳碳三键,1mol碳碳双键能和1molBr2发生加成反应,1mol碳碳三键能和2molBr2发生加成反应,所以1mol乙烯基乙炔能与3molBr2发生加成反应,B错误;乙烯基乙炔分子中含有碳碳双键、碳碳三键两种官能团,C正确;因等质量的烃(CxHy)完全燃烧时耗氧量取决于,而乙烯基乙炔的最简式为CH,乙炔的最简式为CH,二者最简式相同,质量相同且完全燃烧时,耗氧量相同,D错误。
11.B　解析 烯烃C4H8的结构有三种:CH2CHCH2CH3、CH3CHCHCH3,CH2C(CH3)2,氧化后得到的产物分别有两种(CO2和CH3CH2COOH)、一种(CH3COOH)、两种(CO2和CH3COCH3),所以共四种,B正确。
12.D　解析 由X的键线式可知其分子式为C8H8,与苯乙烯()互为同分异构体,X分子中含碳碳双键,能使酸性KMnO4溶液褪色,X与足量H2加成生成的环状饱和烃Z中只有两种不同环境的氢原子,故其一氯代物有两种。
13.A　解析 碳原子数小于等于8的单烯烃与HX加成产物只有一种,说明烯烃的碳碳双键两边烃基相同,因此烯烃有可能为:CH2CH2、CH3CHCHCH3、CH3CH2CHCHCH2CH3、(CH3)2CC(CH3)2、CH3CH2CH2CHCHCH2CH2CH3、、,共有7种。碳原子数小于等于8的烷烃,一氯代物只有一种的有CH4、CH3CH3、C(CH3)4、(CH3)3C—C(CH3)3,共有4种。
14.答案 (1)④　高锰酸钾稀溶液紫色变浅,产生黑色沉淀　通入装置④中的混合气体的体积,装置④中生成固体的质量
(2)×100%(或×100%)
(3)ABC
解析 (1)乙烯能够被高锰酸钾溶液氧化,而H2和CO不能,所以可以将混合气体通过足量的高锰酸钾稀溶液,若溶液紫色变浅,产生黑色沉淀,则说明含乙烯。通过称量产生的MnO2的质量,可以计算出乙烯的体积,再用乙烯的体积除以混合气体的总体积,即可确定混合气体中乙烯的体积分数。
(2)将H2和CO的混合气体通过装置②时,发生的反应是:CuO+H2Cu+H2O和CuO+COCu+CO2,所以装置③增加的质量m1g为水的质量,装置⑤增加的质量m2g为CO2的质量,n(H2O)=n(H2)=mol,n(CO)=n(CO2)=mol,n(总)=n(H2)+n(CO)=mol+mol,因为同温、同压下,气体的体积比等于物质的量之比,所以CO的体积分数为×100%=×100%。
(3)气体和固体反应时,气流可以快速流经固体,气体不可能都反应完,也不可能被完全吸收,容易造成误差;浓硫酸若密封不严,会吸收空气中的水分;装置⑤的末端直接和空气连通,其中的碱石灰能够吸收空气中的水和CO2;测混合气体中CO的体积分数,可以根据阿伏加德罗定律,测出反应消耗的CO和H2的物质的量,而不必要测定混合气体在标准状况下的体积。
15.答案 (1)C30H50　(2)6
(3)
解析 (1)根据角鲨烯中碳氢质量比为7.2∶1,则N(C)∶N(H)==3∶5,由于碳原子数为30,则氢原子数为50,则其分子式为C30H50。
(2)角鲨烯分子是链状结构,分子中的碳碳双键全部与H2加成则得到烷烃分子式为C30H62,则一个角鲨烯分子中的双键数为=6,因此1mol角鲨烯最多可消耗6molH2。
(3)A被酸性KMnO4溶液氧化生成、HOOC—CH2—COOH和,说明A中含有、和三种结构,则可得A的结构简式为。第1章分层作业3　碳原子的成键方式
A级必备知识基础练
1.下列不属于碳原子成键特点的是(　　)
A.易失去最外层的电子形成离子
B.最外层电子能与其他原子的外层电子形成共用电子对
C.能够形成单键、双键和三键
D.每个碳原子最多与其他原子形成4个共价键
2.下列化学式及结构式中,从成键情况看不合理的是 (　　)
A.CH3P　
B.CH2SeO　
C.CH4O　
D.C2H4　
3.烯烃、炔烃、芳香烃和乙醛都能发生加成反应,这是因为它们都含有(　　)
A.单键 B.不饱和键
C.非极性键 D.碳原子
4.下列化合物的分子中,所有原子可能共平面的是(　　)
A.甲苯 B.乙烷
C.丙炔 D.1,3-丁二烯
5.与4个原子或原子团相连形成4个单键的碳原子为饱和碳原子,否则为不饱和碳原子。化合物
CH3—CHCH—COOH中,不饱和碳原子有(　　)
A.2个 B.3个
C.4个 D.1个
6.下列关于乙烯和乙烷相比较的各说法不正确的是 (　　)
A.乙烯是不饱和烃,乙烷是饱和烃
B.乙烯能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色,乙烷则不能
C.乙烯分子中相邻两个键的夹角比乙烷分子相邻两个键的夹角小
D.乙烯分子为平面形结构,乙烷分子为立体结构
7.下列表示乙醇的结构中不正确的是(　　)
A.CH3CH2OH B.C2H5OH
C. D.
8.某有机化合物的分子结构为,下列说法不正确的是(　　)
A.该分子中既含有极性共价键,又含有非极性共价键
B.该分子是极性分子
C.该分子中六个原子位于同一平面,键角为120°
D.该物质难溶于水
9.下列有机化合物分子中,所有原子不可能在同一平面上的是(　　)
A.CH2CH—C≡N
B.CH2CH—CHCH2
C.
D.
10.在下列有机化合物分子中,处于同一平面上的原子最多有(　　)
A.12个 B.14个
C.18个 D.20个
11.甲烷分子中的4个氢原子都可以被取代。若甲烷分子中的4个氢原子都被苯基取代,则可得到的分子如图所示。
(1)写出其分子式:　　　　　　　。
(2)碳碳键之间的键角有　　　　种。
(3)一个该有机化合物分子中极性键有　　　　个,非极性键有　　　　个。
B级关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
12.下列双键或三键中,属于极性键且极性最强的是 (　　)
A. B.
C. D.
13.据报道,近年来发现了一种新的星际分子,其分子模型如图所示(图中球与球之间的连线代表化学键,如单键、双键、三键等,颜色相同的球表示同一种原子)。
下列对该物质的说法正确的是(　　)
A.①处的化学键表示碳碳三键
B.此星际分子属于烃类
C.③处的原子可能是氯原子或氟原子
D.②处的化学键表示碳碳单键
14.下列说法正确的是(　　)
A.碳原子间以单键结合,碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定是饱和链烃
B.分子组成符合CnH2n+2的烃一定是烷烃
C.正戊烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上
D.碳氢原子个数比为1∶3的烃有两种
15.下列有机化合物中,对于可能在同一平面上的最多原子数的判断正确的是(　　)
A.a()和c()分子中所有碳原子均处于同一平面上
B.甲苯最多有12个原子处于同一平面上
C.CH3—CHCH—C≡C—CH3最多有10个原子处于同一平面上
D.异丙苯()中碳原子可能都处于同一平面
16.某烃的结构简式为,分子中饱和碳原子数为a,可能在同一直线上的碳原子数为b,可能在同一平面上的碳原子数最多为c,则a、b、c分别为(　　)
A.4、5、7 B.4、3、8
C.2、3、4 D.4、6、8
17.丙烯颜料是一种使用非常方便的手绘颜料。下列关于丙烯(CH3—CHCH2)的说法正确的是(　　)
A.丙烯分子中3个碳原子在同一直线上
B.丙烯分子中3个碳原子都是sp3杂化
C.丙烯分子中不存在非极性键
D.一个丙烯分子中有8个σ键、1个π键
18.某链状有机物分子中含有n个—CH2—、m个、a个—CH3,其余为—OH,则羟基的个数为 (　　)
A.m+2-a B.2n+3m-a
C.n+m+a D.m+2n+2-a
19.某化工厂生产的某产品只含碳、氢、氧三种元素,其分子的球棍模型如图所示(图中球与球之间的连线代表化学键,如单键、双键等)。
(1)该有机化合物中表示的原子为　　　　(用元素符号表示,下同),表示的原子为　　　　,表示的原子为　　　　。
(2)该有机化合物中存在的极性键有　　　　　　　,非极性键有　 　　。
(3)该产品的分子的结构简式为 　　。
(4)下列物质中,与该产品的分子互为同系物的是　　　　(填序号)。
①
②
③
④CH3CH(CH3)COOH
C级学科素养创新练
20.酚酞是中学化学中常用的酸碱指示剂,其结构简式如图所示,回答下列问题:
(1)酚酞的分子式为　　　　　　　　。
(2)1个酚酞分子中含有　　　个饱和碳原子和　　　　个不饱和碳原子。
(3)酚酞分子中的双键有　　　种,是　　　　　　　　　;极性键有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(写两种即可)。
参考答案
分层作业3　碳原子的成键方式
1.A　解析 碳原子既难得电子,又难失电子,故A符合题意。
2.D　3.B　4.D
5.B　解析 分子中带“*”的碳原子均为不饱和碳原子。
6.C
7.D　解析 D项中键线式表示的结构简式为
CH3CH2CH2OH。
8.C　解析 题给分子为氯乙烯,其中C—Cl键和C—H键属于极性共价键,CC键属于非极性共价键,故A正确;该分子结构不对称,属于极性分子,故B正确;该分子相当于一个Cl原子取代乙烯分子中的一个H原子后得到的产物,所有的原子都处于同一个平面上,但是其键角不再是120°,故C错误;卤代烃都难溶于水,故D正确。
9.D　解析 根据甲烷、乙烯、乙炔、苯的结构可知,A、B、C项的有机化合物分子中,所有原子均可能在同一平面上,D项的有机化合物分子中含有—CH3,所有原子不可能共平面。
10.D
11.答案 (1)C25H20　(2)两　(3)20　28
解析 CH4中的所有H原子被苯基取代,因此四个C—C单键键角仍为109°28';苯环中碳碳键之间的键角为120°,C原子之间的化学键都是非极性键,苯环上的C—H键为极性键。
12.B
13.AD　解析 设X代表原子,有机化合物分子中碳原子总是要满足4个价键,由左向右推测其结构简式为
H—C≡C—C≡,所以①处是碳碳三键,③处若为F原子或Cl原子,则C原子不能满足4个价键,且X不为C原子或H原子,则此星际分子不属于烃类,②处是碳碳单键。
14.B
15.C　解析 和分子中均存在与其他碳原子相连的sp3杂化的碳原子,故所有碳原子均不可能处于同一平面上,A错误;甲苯中苯环上的12个原子一定共平面,另外甲基上有1个H原子可能与该平面共面,故最多有13个原子处于同一平面上,B错误;CH3—CHCH—C≡C—CH3分子中所有碳原子一定共平面,另外每个甲基上有1个H原子可能与之共平面,碳碳双键上的2个H原子一定与之共平面,故最多有10个原子处于同一平面上,C正确;异丙苯分子中存在与其他碳原子相连的sp3杂化的碳原子,故该分子中至少有1个碳原子不与其余碳原子处于同一平面,D错误。
16.B
17.D　解析 由碳碳双键为平面结构、甲基为四面体结构可知,丙烯分子中2个碳原子在同一直线上,故A错误;甲基上C原子价电子对数是4,碳碳双键两端的C原子价电子对数都是3,根据价电子对互斥理论判断C原子杂化类型,甲基上C原子采用sp3杂化、其余两个C原子采用sp2杂化,故B错误;同种非金属元素之间易形成非极性键,不同种非金属元素之间易形成极性键,该分子中存在非极性键C—C键、CC键、极性键C—H键,故C错误;共价单键为σ键,共价双键中一个是σ键、一个是π键,所以一个丙烯分子中含有8个σ键、1个π键,故D正确。
18.A　解析 —CH2—均连在中间。1个有3个半键,可连接3个基团,2个连接形成含有4个半键,可连接4个基团,3个连接形成含有5个半键,可连接5个基团,以此类推,m个连接在一起含有m+2个半键,可连接m+2个基团,其中—CH3为a个,因此羟基的个数为m+2-a。
19.答案 (1)H　C　O
(2)C—H键、C—O键、O—H键、键　C—C键、键
(3)　(4)③
解析 (1)根据碳原子形成4个共价键、氢原子形成1个共价键、氧原子形成2个共价键,结合分子的球棍模型可知,表示H,表示C,表示O。
(2)由碳、氢、氧原子的价键原则,结合球棍模型可知,该有机化合物的结构简式为,其中C—H键、C—O键、O—H键、键均为极性键,C—C键、键属于非极性键。
(4)同系物的结构相似,分子组成上相差一个或若干个CH2原子团,③分子中含有1个碳碳双键和1个羧基,其分子组成上比题给有机化合物分子多一个CH2,它们互为同系物。
20.答案 (1)C20H14O4　(2)1　19　(3)1　碳氧双键
H—O键、C—O键、CO键、C—H键(两种即可)
解析 根据碳原子的结构特点,与4个原子形成共价键的碳原子称为饱和碳原子,其他的碳原子称为不饱和碳原子,所以酚酞分子中有19个不饱和碳原子、1个饱和碳原子。酚酞分子中只有碳氧双键一种双键;不同原子间形成的共价键为极性键。第1章分层作业4　有机化合物的同分异构现象　有机化合物结构与性质的关系
A级必备知识基础练
1.下列说法正确的是(　　)
A.相对分子质量相同的有机化合物一定互为同分异构体
B.氢元素的质量分数相同的两种有机化合物不一定是同分异构体
C.实验式相同的两种有机化合物一定互为同分异构体
D.互为同系物的两种有机化合物一定互为同分异构体
2.下列说法正确的是(　　)
A.18O2和 16O2互为同位素
B.CH3CH2CH2CH2CH2CH3和互为同系物
C.白蚁信息素的键线式可表示为,其分子式为C9H17
D.H2NCH2COOCH3和CH3CH2NO2互为同分异构体
3.互为同分异构体的物质不可能(　　)
A.具有相同的相对分子质量
B.具有相同的熔、沸点和密度
C.具有相同的分子式
D.组成元素相同
4.无机化合物中也存在同分异构体,下列互为同分异构体的一组无机化合物是(　　)
A.NH4CNO与尿素CO(NH2)2
B.H2O与D2O
C.[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O与
[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O
D.Si(OH)4与H4SiO4
5.有机化合物结构理论中有一个重要的观点:有机化合物分子中,原子(团)之间相互影响,从而导致化学性质不同。以下事实不能够说明此观点的是(　　)
A.乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色,而甲烷不能
B.甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色,而苯不能
C.乙酸能与NaHCO3反应放出气体,而乙醇不能
D.苯的硝化反应一般生成硝基苯,而甲苯的硝化反应生成三硝基甲苯
6.青蒿素是抗疟疾特效药,属于萜类化合物,如图所示有机化合物也属于萜类化合物,该有机化合物的一氯代物有(不含立体异构)(　　)
A.5种 B.6种
C.7种 D.8种
7.[2023贵州遵义高二检测]一氯代物的同分异构体有2种,二氯代物的同分异构体有4种的烷烃是(　　)
A.正丁烷 B.乙烷
C.丙烷 D.新戊烷
8.某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物,该烃的分子式可以是(　　)
A.C3H8 B.C4H10
C.C5H12 D.C6H14
9.分子式为C9H11Cl,且苯环上有两个取代基的芳香化合物,其可能的结构有(不考虑立体异构)(　　)
A.5种 B.9种
C.12种 D.15种
10.分子式为有C4H10O且能与金属钠反应放出H2的有机化合物有(　　)
A.3种 B.4种
C.5种 D.6种
11.胡萝卜中含有较多的胡萝卜素,它是人体的主要营养元素,β-胡萝卜素的键线式结构为:
(1)写出β-胡萝卜素的分子式:　　　　。
(2)1 mol β-胡萝卜素最多能与　　mol Br2反应。
(3)α-胡萝卜素与β-胡萝卜素互为同分异构体,且只是虚线框内结构不同,但碳骨架相同,写出α-胡萝卜素虚线框内可能的结构简式。
12.下图表示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,假设碳原子上其余的化学键都是与氢原子结合。
(1)图中属于烷烃的是　　　　(填字母)。
(2)在上图的有机化合物中,碳原子与碳原子之间不仅可以形成碳碳单键,还可以形成　　　　和　　　　;不仅可以形成　　　　　,还可以形成碳环。
(3)上图中互为同分异构体的是:A与　　　　,B与　　　　,D与　　　　(填字母)。
B级关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
13.下列结构简式代表了几种不同的烷烃(　　)
A.2种 B.3种
C.4种 D.5种
14.甲、乙两种有机化合物的球棍模型如下:
下列有关两者的描述正确的是(　　)
A.甲、乙为同一物质
B.甲、乙互为同分异构体
C.甲、乙一氯取代物的数目相同
D.甲、乙分子中含有的共价键数目不同
15.下列各组物质既不是同系物,也不是同分异构体,但最简式相同的是(　　)
A.1,2-二溴乙烷和1,1-二溴丙烷
B.和
C.CH3CH2CH2COOH和
D.丙炔和
16.有机化合物分子中原子间(或原子与原子团间)的相互影响会导致物质化学性质的不同。下列事实不能说明上述观点的是(　　)
A.乙苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.乙酸能与氢氧化钠溶液反应,而乙醇不能与氢氧化钠溶液反应
C.分子中的氢原子比CH3CH3中的氢原子更容易被卤素原子取代
D.乙烯能发生加成反应,而乙烷不能发生加成反应
17.某单烯烃与氢气加成后得到的饱和烃是,该单烯烃可能的结构有(　　)
A.1种 B.2种
C.3种 D.4种
18.下列说法正确的是(　　)
A.C4H10有3种同分异构体
B.相对分子质量相同、结构不同的化合物互为同分异构体
C.同分异构体之间的转化是化学变化
D.和互为同分异构体
19.(1)萨罗是一种消毒剂,其分子模型如图所示(图中球与球之间的连线代表化学键,如单键、双键等):
①根据上图模型写出萨罗的结构简式:　　　　,分子式:　　　。
②萨罗分子中含有的官能团有　　　　　　　。
(2)下图所示的结构简式与球棍模型是制备某药物的中间体,通过对比可知结构简式中的“Et”表示　　　　(填结构简式),该药物中间体分子的分子式为　　　　。
20.有机化合物中的同分异构现象,除了碳骨架异构、官能团的类型异构和官能团的位置异构之外还有顺反异构等,例如2-丁烯,有如下A、B两种顺反异构的形式:
A.
B.
A中两个—CH3在双键同一侧,称顺-2-丁烯;B中两个—CH3在双键的两侧,称反-2-丁烯。若两个甲基换为—CH3和—CH2—CH3,只要是在同侧,便是顺式,在两侧便为反式。
现有分子式为C9H10的有机化合物可写成苯丙烯形式,即C6H5—C3H5。试写出由于双键的位置不同而形成的C、D两种同分异构体,然后再写出C的顺式结构E和反式结构F两种同分异构体:
C. 　;
D.　 ;
E.　 ;
F.　 。
C级学科素养创新练
21.下图是异辛烷的球棍模型:
(1)根据异辛烷的球棍模型,写出异辛烷的结构简式:　　　　　　　　　　　　　　　　;异辛烷与乙烷的关系是　　　　　　　。
(2)写出异辛烷完全燃烧的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(异辛烷用分子式表示)。1 mol异辛烷和1 mol正庚烷分别完全燃烧生成水和二氧化碳,消耗氧气的物质的量之差是　　　　 mol。
(3)异辛烷的同分异构体有很多,其中一种同分异构体X的分子结构中含有6个甲基,则X的结构简式为　　　　　　　　　　　　　　。
参考答案
分层作业4　有机化合物的同分异构现象
　有机化合物结构与性质的关系
1.B
2.B　解析 18O2和16O2是单质,A错误;
CH3CH2CH2CH2CH2CH3的分子式是C6H14,
的分子式是C5H12,两者同属于烷烃,且分子式相差一个CH2,属于同系物,B正确;根据白蚁信息素的键线式得分子式为C9H18,C错误;H2NCH2COOCH3和CH3CH2NO2的分子式分别为C3H7O2N和C2H5O2N,分子式不同,不互为同分异构体,D错误。
3.B　4.C　5.A
6.C　解析 有机化合物分子中氢原子的种类数等于一氯代物的种类数。分子结构不对称,分子中含有7种氢原子,故其一氯代物有7种,C正确。
7.C　解析 在题述四种物质中,正丁烷和丙烷的一氯代物的同分异构体有2种(和),而乙烷和新戊烷的一氯代物的同分异构体只有1种,所以B、D错误;正丁烷的二氯代物的同分异构体有6种(和),丙烷的二氯代物的同分异构体有4种(和),所以A错误,C正确。
8.C　解析 某烃的一氯代物只有一种,说明该烃分子中只有一种氢原子。通过分析题给四种有机化合物的同分异构体可知,只有C5H12的一种同分异构体存在一种等效氢原子,即其一氯代物只有一种。
9.D　解析 取代基可能有氯原子、正丙基;氯原子、异丙基;甲基、—CH2CH2Cl;甲基、—CHClCH3;乙基、—CH2Cl五种,各有邻、间、对三种同分异构体,共15种。
10.B　解析 分子式为C4H10O且能与金属钠反应放出H2,则该有机化合物属于醇类。该物质可表示为C4H9OH,由于C4H9—有4种结构,则C4H9OH有4种结构。
11.答案 (1)C40H56　(2)11
(3)
解析 (1)一个β-胡萝卜素的分子中共有40个C原子、11个和2个环,按照每有一个双键或一个环都比相同碳原子数的烷烃少两个氢原子的规则,β-胡萝卜素分子中的氢原子数为40×2+2-11×2-2×2=56。所以分子式为C40H56。
(2)每有一个双键即与一个Br2加成,故1mol该烃能与11molBr2加成。
(3)根据观察,虚线框内双键共有四种不同位置,故α-胡萝卜素有三种可能的结构简式。
12.答案 (1)A、C
(2)碳碳双键　碳碳三键　碳链　(3)C　E、F、H　G
13.B
14.BC　解析 由甲、乙的球棍模型可知,甲、乙的分子式相同,均为C4H10,结构不同,互为同分异构体。甲和乙中都有2种不同化学环境的氢原子,一氯取代物都有2种。两物质所含共价键的数目相同。
15.C　解析 A中两种有机化合物互为同系物;B中两种有机化合物互为同分异构体;D中两种有机化合物互为同系物;C项两种有机化合物既不是同分异构体也不是同系物,但最简式相同。
16.D　解析 苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,是因为苯分子中没有可以被氧化的原子或原子团,乙苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,是因为苯环的影响使侧链乙基易被氧化,故A项能说明;乙酸分子中的羟基与酮羰基相连,能电离出氢离子,而乙醇分子中的羟基与乙基相连,无法电离出氢离子,故B项能说明;丙酮分子中的酮羰基使相邻碳原子上的氢原子活性增强,易被卤素原子取代,故C项能说明;乙烯中含有碳碳双键,性质较活泼,能发生加成反应,而乙烷中不含碳碳双键,性质较稳定,不能发生加成反应,即乙烯和乙烷化学性质的不同是由于二者含有的化学键不完全相同,故D项不能说明。
17.B　解析 采用逆推法,以该饱和烃的碳链为基础,在不同的相邻碳原子之间去掉2个氢原子可得单烯烃,只能得到两种:、。
18.C　解析 A项,C4H10属于丁烷,存在正丁烷和异丁烷两种同分异构体,错误。B项,分子式相同、结构不同的化合物互为同分异构体,错误。C项,同分异构体是不同的物质,所以同分异构体之间的相互转化一定是化学变化,正确。D项,和的结构相同、分子式相同,为同种物质,错误。
19.答案 (1)①　C13H10O3
②(酚)羟基、酯基
(2)—CH2CH3　C9H12O3
解析 (1)根据萨罗的分子模型可以推出萨罗分子的结构简式为,分子式为C13H10O3,分子中含有的官能团为(酚)羟基和酯基。
(2)通过结构简式和球棍模型比较可知,“Et”表示CH3CH2—,该药物的分子式为C9H12O3。
20.答案
解析 首先写出双键位置不同的同分异构体C、D。C分子存在顺反异构,两个氢原子可在双键的同侧或异侧,而D分子无顺反异构,因此有一个双键碳原子上全部为氢原子。
21.答案 (1)　互为同系物
(2)2C8H18+25O216CO2+18H2O　1.5
(3)
解析 (1)异辛烷的球棍模型中小黑球为氢原子,灰色球为碳原子,则异辛烷的结构简式为;异辛烷与乙烷的结构相似,分子组成相差6个CH2,两者互为同系物。
(2)异辛烷的分子式为C8H18,完全燃烧可生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为2C8H18+25O216CO2+18H2O;由反应方程式可知1mol异辛烷完全燃烧消耗氧气mol=12.5mol,1mol正庚烷(C7H16)完全燃烧消耗氧气(7+)mol=11mol,则1mol异辛烷和1mol 正庚烷分别完全燃烧生成水和二氧化碳,消耗氧气的物质的量之差是1.5mol。(共40张PPT)
第1章
第3节　第1课时　烷烃及其性质
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A 级 必备知识基础练
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1.下列各烃中,沸点最低的是(　　)
A.2,2-二甲基丙烷
B.戊烷
C.2-甲基丁烷
D.庚烷
A
解析 碳原子数越多的烷烃,相对分子质量越大,沸点越高;碳原子数相同的烷烃,支链越多,沸点越低,所以沸点由高到低的顺序为庚烷>戊烷>2-甲基丁烷>2,2-二甲基丙烷,沸点最低的是2,2-二甲基丙烷,故选A。
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2.下列各项均能表示甲烷的分子结构,其中能反映其真实存在状况的是
(　　)
D
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3.下列各物质,在日光照射下不能发生化学变化的是(　　)
A.甲烷和氯气的混合气体
B.溴化银
C.氮气和氧气的混合气体
D.氯水
C
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4.[2023广西玉林高一段考]下列有关烷烃的说法不正确的是(　　)
A.甲烷和烷烃都不能使酸性KMnO4溶液褪色
B. 属于烷烃,与甲烷属于同系物
C.随分子中碳原子数的增多,烷烃的沸点逐渐升高
D.甲烷是含氢量最大的烷烃
B
解析 甲烷和烷烃性质稳定,都不能与NaOH、强酸、酸性高锰酸钾溶液反
应,故A正确; 属于环烷烃,甲烷属于链状烷烃,两者结构不相
似,与甲烷不属于同系物,故B错误;随分子中碳原子数的增加,烷烃的分子间作用力增强,其熔、沸点逐渐升高,故C正确;每个碳原子最多形成4个共价键,1个碳原子最多结合4个氢原子,所以甲烷是含氢量最大的烷烃,故D正确。
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5.某有机化合物的结构简式如下,下列说法错误的是(　　)
A.该有机化合物属于饱和烷烃
B.该有机化合物可由两种单炔烃分别与氢气加成得到
C.该烃与2,3-二甲基丁烷互为同系物
D.该烃的一氯取代物共有5种
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解析 由结构简式可知该有机化合物为2-甲基戊烷,属于饱和烷烃,故A正确;该有机化合物可由HC≡C—CH2CH(CH3)2、CH3C≡CCH(CH3)2与氢气发生加成反应生成,故B正确;该烃与2,3-二甲基丁烷分子式相同,互为同分异构体,故C错误;结构不对称,分子中含有5种不同的H原子,则其一氯取代物共有5种,故D正确。
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6.下列烷烃在光照下与Cl2反应只生成一种一氯代物的是(　　)
C
解析 A选项中的有机化合物有2种等效氢原子;B选项中的有机化合物有2种等效氢原子;C选项中的有机化合物有1种等效氢原子;D选项中的有机化合物有4种等效氢原子,因此一氯代物只有一种的应选C。
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7.下列各组化合物中,不论两者以什么比例混合,只要总质量一定,则完全燃烧时消耗O2的质量、生成水的质量或CO2的质量不变的是(　　)
A.CH4　C2H6 B.C2H6　C3H6
C.C2H4　C3H6 D.C2H4　C3H4
C
解析 最简式相同的烃不论以什么比例混合,只要总质量一定,则碳元素的质量不变,氢元素的质量也不变,即消耗O2的质量、生成水的质量及生成CO2的质量均不变。
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8.已知液化气的主要成分是丙烷,下列有关丙烷的叙述不正确的是(　　)
A.分子中碳原子不在一条直线上
B.在光照条件下能够与氯气发生取代反应
C.丙烷的球棍模型图为
D.1 mol丙烷完全燃烧消耗5 mol O2
C
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解析 C3H8是链烃,但其中的碳原子为饱和碳原子,每个碳原子和与之相邻的四个原子形成四面体结构,故3个碳原子不可能在一条直线上,A项正确;C3H8在光照时与Cl2发生取代反应,B项正确;丙烷的球棍模型
为 ,C项错误;1 mol丙烷完全燃烧消耗5 mol O2,D项正确。
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9.25 ℃时某气态烃与O2混合,在密闭容器中点燃爆炸后又恢复至25℃,此时容器内压强为原来的一半,再经NaOH溶液处理,容器内几乎成为真空。该烃的分子式可能为(　　)
A.C2H4 B.C2H6 C.C3H6 D.C4H8
A
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10.[2023安徽蚌埠高二检测]①正丁烷　②2-甲基丙烷　③正戊烷　④2-甲基丁烷　⑤2,2-二甲基丙烷,对于这五种物质,以下说法正确的是(　　)
A.①、③无支链,且分子中碳原子共直线
B.③、④、⑤互为同分异构体
C.①、②、③互为同系物
D.沸点比较:⑤>④>③>②>①
B
解析 碳原子数≥3的链状烷烃中碳链呈锯齿形结构,不是直线形结构,故A错误;③正戊烷、④2-甲基丁烷、⑤2,2-二甲基丙烷的分子式相同而结构不同,互为同分异构体,故B正确;结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互为同系物,故①正丁烷、②2-甲基丙烷不是同系物,而互为同分异构体,故C错误;互为同系物的烷烃,碳原子数越多,熔、沸点越高,则③④⑤的沸点高于①②;互为同分异构体的烷烃,支链越多,熔、沸点越低,则①的沸点高于②,③④⑤的沸点高低顺序是③>④>⑤,因此沸点为③>④>⑤>①>②,故D错误。
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11.有机化合物A、B的分子式不同,它们只可能含碳、氢、氧元素中的两种或三种。如果将A、B不论以何种比例混合,只要其物质的量之和不变,完全燃烧时消耗的氧气和生成的水的物质的量也不变。那么A、B组成必须满足的条件是________________________________________________
　。
若A是甲烷,则符合上述条件的化合物B中相对分子质量最小的是(写分子式)　　　　,相对分子质量最小的(含有—CH3)B的两种同分异构体的结构简式是　　　 　、　 　　　。
A、B的分子式中氢原子数相同,且相差n个碳原子时,相差2n个氧原子(n为正整数)
C2H4O2
CH3COOH
HCOOCH3
解析 由题意直接可得出A、B含氢原子数一定相同。若二者都为烃,设A为CnHa,B为CmHa,则二者分子式中n与m不等时耗氧量一定不同,所以可推论出A、B可能一种为烃,一种为含氧化合物或二者都含碳、氢、氧三种元素。又因为有机化合物燃烧,1 mol 碳原子一定消耗1 mol 氧气,所以B如果比A多一个碳原子,则B必须多含2个氧原子,这样才能保证二者消耗氧气的量相同。即相差n个碳原子,同时要相差2n个氧原子。若A为CH4,则B一定含氧原子,按上述结论B相对分子质量最小时应比CH4多1个碳原子、2个氧原子,即C2H4O2。
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12.已知烷烃A的密度是相同条件下H2密度的36倍。
(1)该烷烃A的分子式为　　　　。
(2)写出A可能存在的结构简式:
　　　　　　 　　　。
(3)若A的某种同分异构体B的一氯代物只有一种。
①B的系统名称为　　　　　　　　。
②B与Cl2发生反应生成一氯代物的化学方程式为
　　　　　　　 　　。
③B燃烧的化学方程式为 　 　　　　　　　　。
C5H12
CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、CH3C(CH3)2CH3
2,2-二甲基丙烷　
CH3C(CH3)2CH3+Cl2 CH3C(CH3)2CH2Cl+HCl　
C5H12+8O2 5CO2+6H2O
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B 级 关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
13.[2023广东广州高二校考期中]某有机化合物的结构简式如图,下列说法中不正确的是(　　)
A.该有机化合物命名为3-甲基戊烷
B.1 mol该烃最多能与14 mol氯气发生取代反应
C.该烃的密度大于CH3—CH3,但小于水的密度
D.该烃的最简单同系物的二氯代物有两种
D
解析 系统命名法可知该烃的名称为3-甲基戊烷,故A正确;由结构简式可知,该烃的分子式为C6H14,分子中含有14个氢原子,则1 mol该烃最多能与
14 mol氯气发生取代反应,故B正确;烷烃的密度小于水,烷烃分子中碳原子个数越多,密度越大,则该烃的密度大于乙烷,小于水,故C正确;该烃的最简单同系物为甲烷,甲烷为正四面体结构,二氯代物只有1种,故D错误。
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14.[2023江苏无锡高一校联考期中]烷烃(以甲烷为例)在光照条件下发生卤代反应,原理如图所示:
某研究人员研究了异丁烷发生溴代反应生成一溴代物的比例,结果如图:
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下列说法正确的是(　　)
A.异丁烷的二溴代物有两种
B.丙烷在光照条件下发生溴代反应,生成的一溴代物中,2-甲基-1-溴丙烷含量更高
D.光照条件下卤素单质分子中化学键断裂是引发卤代烃反应的关键步骤
D
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条件下发生溴代反应,生成的一溴代物中,2-甲基-2-溴丙烷含量更高,B错误;
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15.标准状况下35 mL气态烷烃完全燃烧,恢复到原来状况下,得到二氧化碳气体140 mL,则该烷烃的分子式为(　　)
A.C5H12 B.C4H10
C.C2H6 D.C3H8
B
解析 根据同温、同压条件下气体的体积之比等于其分子数之比,烷烃分子数与二氧化碳气体分子数之比为35 mL∶140 mL=1∶4,该烃1个分子中含有4个碳原子,即该烷烃为丁烷。
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16.两种气态烃组成的混合气体完全燃烧后得到CO2和H2O的物质的量随混合烃的总物质的量的变化如图所示,则下列对混合烃的判断正确的是
(　　)
①一定有乙烯　②一定有甲烷　
③一定有丙烷　④一定无乙烷　
⑤可能有乙烷　⑥可能有丙炔
A.②③⑤ B.⑤⑥
C.②④⑥ D.①④
C
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解析 由题给图示可知n(烃)∶n(CO2)∶n(H2O)=1∶1.6∶2,所以n(烃)∶n(C)∶n(H)=1∶1.6∶4,所给混合气体的平均组成为C1.6H4,则一定含有CH4,另一种烃应为CxH4,即一定没有乙烷、丙烷或乙炔,可能有乙烯或丙炔。
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17.下列有关烷烃的说法正确的是(　　)
A.戊烷的同分异构体有3种,其习惯命名分别为正戊烷、异戊烷、新戊烷
B.沸点:正丁烷<异丁烷
C.符合通式CnH2n+2(n≥0)的物质一定是烷烃的同系物
D.随着碳原子数的依次增加,烷烃中碳元素的质量分数逐渐增大,无限趋近于
AD
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解析 戊烷存在3种同分异构体:正戊烷、异戊烷和新戊烷,故A正确;对于互为同分异构体的烷烃,不含支链的沸点高于有支链的沸点,正丁烷的沸点高于异丁烷的沸点,故B错误;符合通式CnH2n+2(n≥0)的物质,当n=0时,该物质为氢气,氢气不是烷烃的同系物,故C错误;烷烃分子的通式为CnH2n+2,故烷
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18.燃烧0.1 mol两种气态烃的混合物,生成3.58 L CO2(标准状况)和3.6 g H2O,则混合气体中(　　)
A.一定有甲烷 B.一定无乙烷
C.一定无甲烷 D.一定有丙烷
AB
=0.2 mol,因此两种气态烃的平均分子组成为C1.6H4,根据混合物的平均分子组成可知,分子中碳原子数小于1.6的烃只有甲烷,且另一种烃的分子中氢原子数必为4,碳原子数大于或等于2。
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19.在1.01×105 Pa、120 ℃时,1体积某气态烃和8体积足量O2混合点燃,充分燃烧后恢复至原状况,混合气体的密度减少了 ,则原气态烃的分子式可能是(　　)
①C3H8　②C2H6　③C2H2　④C4H8
A.①④
B.①②
C.②④
D.③④
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20.家庭使用的天然气主要成分是甲烷,液化石油气的主要成分为丙烷。
(1)将等物质的量的甲烷和氯气混合后,在漫射光的照射下充分反应,所得产物中物质的量最大的是　　　　　(写化学式,下同),在所有反应产物中,和甲烷分子一样具有正四面体结构的物质是　　　　;
(2)液化石油气燃烧的主要化学方程式为　　　　　　　　　　　　　;现有一套以天然气为原料的灶具,欲改为燃烧液化石油气,需要对灶具进行改装的措施是　　　　(填“增大”或“减小”)空气进量。
HCl
CCl4
C3H8+5O2 3CO2+4H2O
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解析 (1)甲烷在发生取代反应时,除了生成有机化合物之外,还有氯化氢生成,且反应掉的氯气的物质的量和生成的HCl的物质的量相同,所以HCl的物质的量最多;生成物中有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl,其中CCl4为正四面体结构。
(2)液化石油气燃烧的化学方程式为C3H8+5O2 3CO2+4H2O。天然气燃烧的化学方程式为CH4+2O2 CO2+2H2O,显然相同体积的C3H8、CH4,C3H8消耗的氧气多,则以天然气为燃料的灶具改为燃烧液化石油气,需要增大空气进量。
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21.著名科学家泽维尔用激光闪烁照相机拍摄到化学反应中化学键断裂和形成的过程,因而获得1999年诺贝尔化学奖。激光有很多用途,例如波长为10.3 μm 的红外激光能切断B(CH3)3分子中的一个B—C键,使之与HBr发生取代反应:B(CH3)3+HBr B(CH3)2Br+CH4,而利用9.6 μm的红外激光能切断两个B—C键,并与HBr发生二元取代反应。
(1)试写出二元取代的化学方程式:
　 。
(2)现用5.6 g B(CH3)3和9.72 g HBr恰好完全反应,则生成物中除了甲烷外,其他两种产物的物质的量之比为多少
B(CH3)3+2HBr B(CH3)Br2+2CH4
n[B(CH3)2Br]∶n[B(CH3)Br2]=4∶1。
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设生成B(CH3)2Br的物质的量为a,生成B(CH3)Br2的物质的量为b,则有:
a+b=0.1 mol,a+2b=0.12 mol。
解得:a=0.08 mol,b=0.02 mol。
所以n[B(CH3)2Br]∶n[B(CH3)Br2]=4∶1。
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22.如图所示表示页岩气中某些烃分子的结构模型:
(1)有机化合物乙的名称为　　　　　　　 　　,有机化合物甲与有机化合物乙互为　 。
(2)有机化合物甲的二氯取代物有___　　　　种;请你根据甲烷分子的空间结构推
测,有机化合物乙中最多有　　　　个C原子在同一平面内。
(3)有机化合物甲和乙的沸点:甲　　　(填“>”“=”或“<”)乙,1 mol甲和乙的混合气体完全燃烧消耗O2的物质的量为　　　 mol。
异丁烷(或2-甲基丙烷)
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解析 (1)根据有机化合物乙的空间填充模型可知,乙的结构简式为 ,其名称为异丁烷(或2-甲基丙烷);根据有机化合物甲的
球棍模型可知,甲的结构简式为CH3—CH2—CH2—CH3,有机化合物甲和乙的分子式相同,均为C4H10,而结构不同,二者互为同分异构体。
(2)根据甲的碳骨架结构分析,甲的二氯代物有6种。根据CH4分子的空间结构示意图可知,CH4分子中最多有3个原子在同一平面内,
相当于CH4分子中的3个H原子被3个—CH3取代,则有机化合物乙分子中最多有3个C原子在同一平面内。
(3)甲和乙互为同分异构体,甲没有支链,乙有支链,因此沸点:甲>乙。甲和乙的分子式均为C4H10,1 mol C4H10完全燃烧消耗6.5 mol O2。
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C 级 学科素养创新练
CH3
23.有A、B、C三种烃,已知:
①B完全燃烧的产物n(CO2)∶n(H2O)=2∶3;
②C为饱和链烃,通常状况下呈气态,其二氯代物有三种;
③A是B分子中的氢原子全部被甲基取代后的产物;A遇Br2的CCl4溶液不褪色,其一氯代物只有一种。
请回答下列问题:
(1)B的最简式为　　　　,分子式为　　　　　,其二溴代物有　　种。
C2H6
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(2)C的三种二氯代物的结构简式分别为
　　　　　　　　　、　　　　　　　　　、　　　　　　　　。
(3)A的结构简式为　 　　　　　　　,名称为　　 　　　　　　。
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2,2,3,3-四甲基丁烷第1章分层作业8　苯、苯的同系物及其性质
A级必备知识基础练
1.下列说法正确的是(　　)
A.芳香烃的分子通式是CnH2n-6(n≥6,且n为正整数)
B.苯的同系物是分子中仅含有一个苯环的所有烃类化合物
C.苯和甲苯都不能使酸性KMnO4溶液褪色
D.苯和甲苯都能与卤素单质、硝酸等发生取代反应
2.鉴别苯和苯的同系物的方法或试剂是(　　)
A.液溴和铁粉
B.浓溴水
C.酸性KMnO4溶液
D.在空气中点燃
3.下列对有机化合物结构或性质的描述,错误的是(　　)
A.将溴水加入苯中,溴水的颜色变浅,这是由于发生了加成反应
B.苯分子中的6个碳原子之间的键完全相同,是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键
C.苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成乙基环己烷
D.一定条件下,Cl2可在甲苯的苯环或侧链上发生取代反应
4.科学家对物质性质的推断一般要基于一些实验事实。下列能说明苯与一般的烯烃性质不同的事实是(　　)
A.苯分子是高度对称的平面形分子
B.苯不溶于水
C.苯不与酸性KMnO4溶液反应
D.1 mol苯在一定条件下可与3 mol氯气发生加成反应
5.下列有关苯及其同系物的化学反应中不属于取代反应的是(　　)
A.
B.+H2SO4(浓)+H2O
C.+Br2+HBr
D.+3HNO3　+3H2O
6.下列关于苯的叙述正确的是(　　)
A.反应①为取代反应,不用催化剂苯也能和溴水发生取代反应
B.反应④中1 mol苯最多与3 mol H2发生加成反应,是因为苯分子含有三个碳碳双键
C.反应③为取代反应,有机产物是一种烃
D.反应②为氧化反应,反应现象是火焰明亮并带有浓烟
7.已知碳碳单键可以绕键轴旋转,某烃的结构简式如图,下列说法正确的是(　　)
A.该有机化合物的分子式是C14H18
B.分子中至少有9个碳原子处于同一平面上
C.该烃的一氯代物最多有4种
D.该烃是苯的同系物,能使酸性高锰酸钾溶液褪色
8.某苯的同系物分子式为C8H10,若苯环上的氢原子被卤素原子取代,生成的一卤代物有三种同分异构体,则该苯的同系物可能有(　　)
A.4种 B.3种
C.2种 D.1种
9.某化合物W的分子结构可表示为。
(1)W的分子式为　　　　。
(2)W的一氯代物有　　　　种。
(3)下列有关W的说法不正确的是　　　　(填字母)。
a.能发生加成反应
b.能发生氧化反应
c.能发生加聚反应
d.等质量的W与苯分别完全燃烧所消耗的氧气量,前者大
(4)写出W的芳香族同分异构体(能发生聚合反应)的结构简式:　　　　　　　　　　　　　　　。该物质发生聚合反应的化学方程式为　 　　　　　　　　　　。
(5)W属于　　　　(填字母)。
a.芳香烃 b.环烃
c.不饱和烃 d.炔烃
B级关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
10.下列反应能说明苯环对侧链有影响的是(　　)
A.对二甲苯与酸性高锰酸钾溶液发生反应;甲烷与酸性高锰酸钾溶液不反应
B.甲苯与浓硝酸和浓硫酸混合溶液加热;苯与浓硝酸和浓硫酸混合溶液加热
C.乙苯与氢气在催化剂作用下加热反应;苯与氢气在催化剂作用下加热反应
D.邻二甲苯与氯气在光照下发生反应;甲烷在光照下与氯气发生反应
11.一种生产聚苯乙烯的流程如下,下列叙述正确的是 (　　)
A.苯乙烯所有原子一定在同一平面内
B.乙苯和苯乙烯都能使酸性KMnO4溶液褪色
C.鉴别乙苯与苯乙烯可用Br2的四氯化碳溶液
D.反应①的反应类型是加成反应,反应②的反应类型是取代反应
12.下列有关有机化合物的结构和性质的叙述,正确的是 (　　)
A.苯的硝化反应、丙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色的反应都属于取代反应
B.C8H10含苯环的同分异构体有4种
C.乙烯、苯、乙烷分子中的所有原子都在同一平面上
D.莽草酸()能使溴的四氯化碳溶液褪色
13.[2023陕西西安高二期末]化学家沙普利斯因提出“叠氮—炔环点击反应”获得2022年诺贝尔化学奖。该反应如下:
下列说法正确的是(　　)
A.X与H2加成最多消耗2 mol H2
B.该反应类型属于取代反应
C.Z分子中含有1个手性碳原子
D.X与Y反应可生成另一产物
14.某有机化合物分子中碳和氢原子个数比为3∶4,不能与溴水反应,却能使酸性KMnO4溶液褪色。其蒸气密度是相同状况下甲烷密度的7.5倍。在Fe存在时与液溴反应,能生成两种一溴代物。该有机化合物可能是(　　)
A.CH≡C—CH3
B.
C.CH2CHCH3
D.
15.下列关于同分异构体的说法正确的是(　　)
A.分子式为C3H6BrCl的有机化合物(不考虑立体异构)共4种
B.C8H11N的同分异构体中含苯环且苯环上有两个取代基的种数为9
C.的一氯代物有5种
D.的一氯代物有4种
16.蒽()与苯炔(|)反应生成化合物X(立体对称图形)的过程如下图所示:
(1)蒽与X都属于　　　　(填字母)。
a.环烃　b.烃　c.不饱和烃
(2)苯炔的分子式为　　　　,苯炔不具有的性质是　　　　(填字母)。
a.能溶于水
b.能发生氧化反应
c.能发生加成反应
d.常温常压下为气体
(3)下列属于苯的同系物的是　　　　(填字母)。
A.
B.
C.
D.
17.苯环上原有的取代基对新导入苯环上的取代基的位置有一定的影响,其规律如下:
Ⅰ.苯环上新导入的取代基所取代的位置主要取决于原有取代基的性质。
Ⅱ.可以把原有取代基分为两类:第一类取代基主要使新导入的取代基进入苯环原取代基的邻位和对位,如—OH、—CH3(或烃基)、—Cl、—Br等;第二类取代基主要使新导入的取代基进入苯环上原取代基的间位,如—NO2、—SO3H、—CHO等。
根据上述规律,写出下列转化过程中②④⑤三步反应的化学方程式(已知反应产物中苯环上都是在原取代基的基础上引入一个取代基)。
C级学科素养创新练
18.人们对苯及芳香烃的认识是一个不断深化的过程。
(1)由于苯的含碳量与乙炔相同,人们认为它是一种不饱和烃,写出分子式为C6H6的含两个碳碳三键且无支链的链烃的结构简式:　　　　　　　　　　　　　　(写一种即可)。
(2)已知分子式为C6H6的结构有多种,其中的两种为
(Ⅰ)　(Ⅱ)
①这两种结构的区别。
定性方面(即化学性质方面):(Ⅱ)能　　　　　(填字母)而(Ⅰ)不能。
a.被酸性高锰酸钾溶液氧化
b.与溴水发生加成反应
c.与溴发生取代反应
d.与氢气发生加成反应
定量方面(即消耗反应物的量的方面):1 mol C6H6与H2加成时(Ⅰ)需消耗氢气　　　　　 mol,而(Ⅱ)需消耗氢气　　　　　 mol。
②今发现C6H6还可能有另一种正三棱柱形的立体结构,该结构的二氯代物有　　　种。
(3)萘也是一种芳香烃,它的分子式是C10H8,它的结构简式可能是下列中的　　　　(填字母,下同)。
A.
B.
C.
D.
(4)根据第(3)小题中得到的萘的结构简式,它不能解释萘的下列　　　　　事实。
A.萘易升华
B.萘能与H2发生加成反应
C.萘分子中所有原子在同一平面内
D.一溴代萘(C10H7Br)只有2种同分异构体
(5)现代化学认为萘分子中碳碳之间的键是　　　　　　　　　　　　　。
参考答案
分层作业8　苯、苯的同系物及其性质
1.D　解析 芳香烃是分子中含一个或多个苯环的烃类化合物;而苯的同系物仅指分子中含有一个苯环,且苯环的侧链全部为烷基的烃类化合物,苯的同系物的通式为CnH2n-6(n>6,且n为正整数);苯和甲苯都能与卤素单质、硝酸等发生取代反应,甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色而苯不能,这是由于苯环与侧链之间的影响。
2.C
3.A　解析 将溴水加入苯中,由于溴在苯中的溶解度比在水中的溶解度大,苯萃取出了溴水中的溴,使溴水的颜色变浅,萃取过程是物理变化,不是加成反应,故A错误;苯分子中不存在碳碳单键和碳碳双键,苯分子中的碳碳键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键,故B正确;苯乙烯分子中含有苯环、碳碳双键,可发生加成反应,完全反应生成乙基环己烷,故C正确;苯环上的氢原子在铁为催化剂的作用下能被氯原子取代,苯环侧链烃基上的氢原子在光照条件下可被氯原子取代,故D正确。
4.C　解析 乙烯的分子结构也是一个高度对称的平面形结构,故A错误;苯是芳香烃,不溶于水,故B错误;苯中不含碳碳双键,因此不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,故C正确;苯和三烯烃均可以与氯气发生加成反应,而且比例一致,故D错误。
5.A　选项A中发生的是苯环上的侧链烃基被氧化的反应,不是取代反应;选项B、C、D中发生的是苯环上的氢原子分别被—SO3H、—Br及—NO2取代的反应。
6.D　解析 反应①是苯和液溴在FeBr3的催化作用下生成溴苯和溴化氢,故为取代反应,该反应必须用催化剂且跟液溴才能反应,不能与溴水反应,A错误;苯分子中不存在碳碳单键和碳碳双键交替现象,苯环上的6个碳碳键均为介于碳碳单键和碳碳双键之间独特的键,B错误;反应③是苯在浓硫酸作用下与浓硝酸反应生成硝基苯和水,故为取代反应,有机产物是硝基苯,不属于烃,而是烃的衍生物,C错误;反应②是苯的燃烧,燃烧反应为氧化反应,反应时火焰明亮并带有浓烟,D正确。
7.B　解析 该有机化合物的分子式是C14H14,A错误;甲基与苯环平面结构通过单键相连,甲基的C原子处于苯的H原子位置,所以处于苯环这个平面。两个苯环相连,与苯环相连的碳原子和该原子对位上的碳原子也处于另一个苯环这个平面,所以至少有9个碳原子共面,B正确;该烃含有5种不同化学环境的氢原子,该烃的一氯代物有5种,C错误;题给有机化合物分子中含有2个苯环,不是苯的同系物,D错误。
8.C　解析 分子式为C8H10的苯的同系物有4种同分异构体:、、、。苯环上的一个氢原子被卤素原子取代得到一卤代物,相当于苯环上的取代基多一个卤素原子,因此只要分析出上述四种同分异构体中苯环上不同化学环境的氢原子的种数即可。根据对称性分析如下:、、、,分别有3种、2种、3种、1种结构。故生成的一卤代物有三种同分异构体的该苯的同系物可能是或。
9.答案 (1)C8H8　(2)2　(3)d
(4)　n
(5)bc
解析 (1)根据结构简式可知W的分子式是C8H8。
(2)W的分子中有2种不同化学环境的H原子,所以W的一氯代物有2种。
(3)W和苯的最简式相同,则等质量的W与苯分别完全燃烧所消耗的氧气量相等,d错误。
(4)W的芳香族同分异构体能发生聚合反应,结合W的分子式可得该同分异构体是苯乙烯。
(5)W属于环烃、不饱和烃。
10.A　解析 对二甲苯与酸性高锰酸钾溶液反应,说明苯环对甲基有影响,甲烷与酸性高锰酸钾溶液不反应,说明甲烷稳定,A项符合题意;甲苯中苯环上的氢原子比苯分子中的氢原子活泼,易发生取代反应,说明甲基对苯环有影响,B项不符合题意;乙苯和苯都能与氢气在催化剂、加热条件下发生加成反应,说明它们具有相似的结构,C项不符合题意;邻二甲苯与氯气在光照下发生侧链取代反应,甲烷与氯气也能发生取代反应,D项不符合题意。
11.BC　解析 由于单键能旋转,所以苯乙烯中苯环所在平面可能与乙烯基不在一个平面内,A错误;苯乙烯含有碳碳双键,能使酸性KMnO4溶液褪色,乙苯中含有的侧链基团由于苯环的作用使其活泼,可以发生氧化反应使酸性KMnO4溶液褪色,故B正确;苯乙烯含有碳碳双键,可与溴发生加成反应使Br2的CCl4溶液褪色,乙苯不和Br2的四氯化碳溶液反应,C正确;反应①的反应类型是加成反应,反应②由乙苯生成苯乙烯,生成碳碳双键,为消去反应,D错误。
12.BD　解析 丙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色属于氧化反应,A项错误;C8H10含有苯环的同分异构体有4种,分别为邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯和乙苯,B项正确;乙烷分子中的所有原子不可能共平面,C项错误;莽草酸分子中含有碳碳双键,能与溴发生加成反应而使溴的四氯化碳溶液褪色,D项正确。
13.D　解析 X分子中含有的1个苯环和1个碳碳三键都可以与H2发生加成反应,则X与H2加成最多消耗5molH2,A错误;根据图示可知该反应类型属于加成反应,B错误;手性碳原子是连接4个不同的原子或原子团的C原子,根据Z结构简式,分子中不含有手性碳原子,C错误;X物质分子含有的苯环连接在含有N原子的五环上的位置不同,因此可以形成两种不同产物,D正确。
14.B　解析 有机化合物分子中碳和氢原子个数比为3∶4,可排除C项;又因其蒸气密度是相同状况下甲烷密度的7.5倍,则其相对分子质量为120,只有B项和D项符合题意;D项在Fe存在时与液溴反应能生成四种一溴代物,B项在Fe存在时与液溴反应能生成两种一溴代物。
15.B　解析 A项所给物质可以看作—Br、—Cl取代C3H8上的H原子,先将—Br取代C3H8上的H原子,再确定Cl原子的位置,Cl原子的位置如箭头所示,分别为
,因此同分异构体有5种,A错误;B项中物质苯环上有2个取代基,可以是—CH2CH3、—NH2,存在邻、间、对3种结构,还可以是—CH2—NH2、—CH3,存在邻、间、对3种结构,还可以是—CH3,—NHCH3,存在邻、间、对3种结构,一共有9种结构,B正确;C项中物质有2条对称轴,由于单键可以旋转,因此只有3种不同化学环境的氢原子,如图所示,其一氯代物只有3种,C错误;D项中物质有3种不同化学环境的氢原子,如图所示,因此其一氯代物有3种,D错误。
16.答案 (1)abc　(2)C6H4　ad　(3)D
解析 (1)蒽和X都只含C、H两种元素,都有环状结构,且都含有不饱和碳原子,故a、b、c项均正确。
(2)由苯炔的结构简式,结合碳的四价结构,可确定其分子式为C6H4。烃都不溶于水,常温常压下是气体的烃的碳原子数一般不超过4,因苯炔分子内含有不饱和键,可以发生氧化反应、加成反应。
(3)苯的同系物分子中只有一个苯环,且侧链均为烷基,满足条件的只有D项。
17.答案 ②:+Br2+HBr;
④:2+2HNO3++2H2O;
⑤:2+2Br2+
+2HBr。
解析 首先根据苯的化学性质可推知A为,因为—NO2为间位定位基,可推知②反应产物中—Br应在苯环上—NO2的间位,同理可推知④反应产物中—NO2在苯环上—Br的邻位或对位,即C为,在⑤反应中,因的苯环上可取代的两个位置,既属于—Br的邻位或对位,又属于—NO2的间位,因此可得D、E结构简式应该为、。
18.答案 (1)CH≡C—C≡C—CH2—CH3(其他合理答案均可)
(2)①ab　3　2　②3
(3)C　(4)A
(5)介于碳碳单键与碳碳双键之间的特殊的化学键
解析 (1)分子式为C6H6,含有两个碳碳三键且无支链的链烃的结构简式有CH3—C≡C—C≡C—CH3、
CH≡C—CH2—CH2—C≡CH、CH≡C—CH2—C≡C—CH3、
CH≡C—C≡C—CH2—CH3。
(2)②二氯代物中的两个氯原子在同一底面内只有1种结构,在同一侧面内有2种结构,故二氯代物共有3种。
(5)萘分子的结构与苯环类似,其中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的化学键。第1章分层作业1　有机化学的发展　有机化合物的分类
A级必备知识基础练
1.下列事件表明有机化学成为一门独立化学分支的是 (　　)
A.德国化学家维勒第一次在实验室里合成出尿素
B.中国科学院生物化学研究所等人工合成了具有生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素
C.瑞典化学家贝采里乌斯首先提出了“有机化学”的概念
D.自从天然的有机化合物不能满足人们的需要,而开始人工合成塑料、合成纤维、合成橡胶、合成药物等
2.现代家居装修材料中,普遍存在着甲醛、苯及苯的同系物等有毒物质,如果不及时处理,就会对人体产生极大的危害。按照有机化合物的分类,甲醛属于醛类化合物,下列各项对有机化合物的分类方法与此方法相同的是(　　)
A.属于环状化合物
B.属于烃的衍生物
C.属于链状化合物
D.属于醚
3.下列有机化合物不属于酯的是(　　)
A.HCOOCH3
B.
C.
D.
4.下列物质不属于乙烯的同系物的是(　　)
A.
B.
C.
D.
5.青蒿素是从中药青蒿中提取的一种抗疟有效成分,具有抗白血病和免疫调节功能,其结构简式如图所示。青蒿素分子中的官能团除醚键()和过氧键(—O—O—)外还有(　　)
A.羧基 B.酯基
C.甲基 D.羟基
6.有机化合物是一种取代有机氯农药DDT的新型杀虫剂,该有机化合物的官能团有(　　)
A.5种 B.4种
C.3种 D.2种
7.一种植物生长调节剂的分子结构如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.该物质含有3种官能团
B.该物质属于脂环烃
C.该物质属于多官能团化合物
D.该物质属于烃的衍生物
8.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,其中对光稳定的某种菊酯的结构简式如下:
下列对该有机化合物叙述正确的是(　　)
A.属于芳香烃
B.属于卤代烃
C.属于芳香烃的衍生物
D.属于酚类
9.下列物质属于苯的同系物的是(　　)
①　②
③　④
⑤　⑥
⑦　⑧
A.③④⑧ B.①⑥
C.①②⑤⑥ D.②③④⑤⑥⑦
10.维生素A对人的视力有非常重要的作用,其结构简式如图所示。
①维生素A是一种不饱和一元醇
②维生素A中含有苯环
③维生素A中含有两种官能团
④一个维生素A分子中含有三个碳碳双键
以上关于该化合物的说法正确的是(　　)
A.②④ B.①③
C.③④ D.全部正确
11.[2023清华附中高二期末]回答下列问题:
(1)观察下列有机化合物,按照碳骨架的形状将它们分类(填字母):
A.CH2CHCl
B.
C.
D.
①属于脂环化合物的是　　　　　　　。
②属于芳香烃的是　　　　　　　。
(2)下列物质的类别与所含官能团都正确的是　　　　　　　(填序号)。
序号 结构简式 类别 官能团
① 酚 —OH
② 醛 —CHO
③ CH3—O—CH3 醚
④ 羧酸 —COOH
B级关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
12.如图是某有机化合物的空间填充模型,有关该有机化合物的推断不正确的是(　　)
A.分子中可能含有羟基
B.分子中可能含有羧基
C.分子中可能含有氨基
D.该物质的分子式可能为C3H6O3
13.红辣椒中含有多种色泽鲜艳的天然色素,其中呈深红色的色素是辣椒红。依据下列结构简式判断,辣椒红 (　　)
A.含有羟基、酮羰基
B.属于芳香烃的衍生物
C.属于链状化合物
D.分子中含有10个碳碳双键
14.下列对有机化合物的分类结果正确的是(　　)
A.苯乙烯()、苯都属于芳香烃
B.苯、环戊烷()、环己烷同属于脂环烃
C.乙烯(CH2CH2)、乙炔(CH≡CH)同属于烯烃
D.、　、同属于脂环烃
15.[2023上海华东师大附中高二合格考]关于分子式为C2H6的烃A与分子式为C5H12的烃B,下列说法错误的是(　　)
A.A与B一定互为同系物
B.A与B完全燃烧的产物相同
C.A与B分子中含有的—CH3个数一定相同
D.二者的化学性质相似
16.下列物质中,可同时看成醇类、酚类和羧酸类有机化合物的是(　　)
A.
B.
C.
D.
17.如图所示是某种化工产品生产过程设计图。
根据要求回答下列问题:
(1)只含有一种官能团的有机化合物是　　　　　　(填字母,下同)。
(2)含有羧基的是　　　　　　。
(3)写出G物质的分子式:　　　　　　　　　。
(4)属于卤代烃的是　　　　　　。
C级学科素养创新练
18.(1)G(结构简式为)是常用指示剂酚酞。写出G中含氧官能团的名称:　　　　　和　　　　　　　。
(2)化合物A(结构简式为)的含氧官能团名称为　　　　和　　　　。
(3)C(结构简式为)分子中有2个含氧官能团,其名称分别为　　　　　　　　　　和　　　　　　　。
(4)结晶玫瑰是具有强烈玫瑰香气的香料,可由下列反应路线合成(部分反应条件略去):
　结晶玫瑰
A的类别是　　　　　(填名称,下同),能与Cl2反应生成A的烷烃是　　　　　,B中的官能团是　　　　　。
(5)非诺洛芬是一种治疗类风湿性关节炎的药物,结构简式为:
非诺洛芬
非诺洛芬中的含氧官能团的名称为　　　　　和　　　　　。
参考答案
分层作业1　有机化学的发展　有机化合物的分类
1.C　2.D　3.B　4.C
5.B　解析 青蒿素分子中的官能团除醚键和过氧键外还有(酯基)。
6.C
7.B　解析 烃只含有C、H两种元素,该有机化合物中含有C、H、O三种元素,不属于烃,B错误。
8.C　解析 芳香烃是指分子中含有苯环的烃,分子中只含有碳、氢两种元素,卤代烃分子中不应含有N原子、O原子,A、B项均错误;题给分子中含有苯环,还含有Br、N、O元素,因此属于芳香烃的衍生物,C项正确;题给分子中无酚羟基,不属于酚类,D项错误。
9.B　解析 ③和④分子中含有氮元素和氧元素,不是烃;其他均为烃,但②分子结构中,苯环侧链取代基为不饱和烃基,不属于苯的同系物,⑤分子结构中含有2个苯环,不属于苯的同系物,⑦⑧分子结构中不含苯环,不属于芳香烃,也不属于苯的同系物;只有①⑥分子结构中含有1个苯环且侧链为饱和烃基,属于苯的同系物。
10.B　解析 一个维生素A分子中含有五个碳碳双键、一个醇羟基,不含苯环。
11.答案 (1)①C　②D　(2)③④
12.C
13.AD　解析 辣椒红的结构简式中含有羟基、酮羰基及碳碳双键;不含苯环,不属于芳香烃的衍生物;属于环状化合物,不属于链状化合物;分子中含有10个碳碳双键。
14.AD　解析 苯和苯乙烯均为含有苯环的烃,都属于芳香烃,A正确。苯属于芳香烃,不属于脂环烃,B错误。乙炔属于炔烃,不是烯烃,C错误。、　、都属于脂环烃,D正确。
15.C　解析 C2H6为乙烷,C5H12为戊烷,二者结构相似,组成上相差3个CH2,互为同系物,所以它们的化学性质也相似,故A、D正确;二者含有的元素相同,都是C、H,则A与B完全燃烧的产物相同,都是二氧化碳和水,故B正确;乙烷含有2个甲基,戊烷有三种同分异构体,分别为正戊烷、异戊烷、新戊烷,则A与B分子中含有的—CH3个数不一定相同,故C错误。
16.B　解析 A中官能团是醛基、酚羟基和醚键;B中官能团是酚羟基、醇羟基和羧基;C中官能团是酚羟基、醇羟基和酯基;D中官能团是酯基、酚羟基和酮羰基。
17.答案 (1)ADEF　(2)BCFG　(3)C16H12O6　(4)A
18.答案 (1)(酚)羟基　酯基　(2)(酚)羟基　醛基
(3)羧基　醚键　(4)卤代烃　甲烷　醛基　(5)醚键　羧基
解析 (4)A为HCCl3,官能团为—Cl,属于卤代烃,可通过CH4与Cl2在光照条件下发生取代反应得到。B分子中含有的官能团为—CHO,其名称为醛基。(共29张PPT)
第1章
第1节　第1课时　有机化学的发展　有机化合物的分类
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A 级 必备知识基础练
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1.下列事件表明有机化学成为一门独立化学分支的是(　　)
A.德国化学家维勒第一次在实验室里合成出尿素
B.中国科学院生物化学研究所等人工合成了具有生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素
C.瑞典化学家贝采里乌斯首先提出了“有机化学”的概念
D.自从天然的有机化合物不能满足人们的需要,而开始人工合成塑料、合成纤维、合成橡胶、合成药物等
C
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2.现代家居装修材料中,普遍存在着甲醛、苯及苯的同系物等有毒物质,如果不及时处理,就会对人体产生极大的危害。按照有机化合物的分类,甲醛属于醛类化合物,下列各项对有机化合物的分类方法与此方法相同的是
(　　)
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答案 D　
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3.下列有机化合物不属于酯的是(　　)
A.HCOOCH3
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4.下列物质不属于乙烯的同系物的是(　　)
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5.青蒿素是从中药青蒿中提取的一种抗疟有效成分,具有抗白血病和免疫调节功能,其结构简式如图所示。青蒿素分子中的官能团除醚键( )和过氧键(—O—O—)外还有(　　)
A.羧基
B.酯基
C.甲基
D.羟基
B
解析 青蒿素分子中的官能团除醚键和过氧键外还有 (酯基)。
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6.有机化合物 是一种取代有机氯农药DDT的新
型杀虫剂,该有机化合物的官能团有(　　)
A.5种 B.4种 C.3种 D.2种
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7.一种植物生长调节剂的分子结构如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.该物质含有3种官能团
B.该物质属于脂环烃
C.该物质属于多官能团化合物
D.该物质属于烃的衍生物
B
解析 烃只含有C、H两种元素,该有机化合物中含有C、H、O三种元素,不属于烃,B错误。
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8.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,其中对光稳定的某种菊酯的结构简式如下:
下列对该有机化合物叙述正确的是(　　)
A.属于芳香烃
B.属于卤代烃
C.属于芳香烃的衍生物
D.属于酚类
C
解析 芳香烃是指分子中含有苯环的烃,分子中只含有碳、氢两种元素,卤代烃分子中不应含有N原子、O原子,A、B项均错误;题给分子中含有苯环,还含有Br、N、O元素,因此属于芳香烃的衍生物,C项正确;题给分子中无酚羟基,不属于酚类,D项错误。
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9.下列物质属于苯的同系物的是(　　)
A.③④⑧ B.①⑥
C.①②⑤⑥ D.②③④⑤⑥⑦
B
解析 ③和④分子中含有氮元素和氧元素,不是烃;其他均为烃,但②分子结构中,苯环侧链取代基为不饱和烃基,不属于苯的同系物,⑤分子结构中含有2个苯环,不属于苯的同系物,⑦⑧分子结构中不含苯环,不属于芳香烃,也不属于苯的同系物;只有①⑥分子结构中含有1个苯环且侧链为饱和烃基,属于苯的同系物。
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10.维生素A对人的视力有非常重要的作用,其结构简式如图所示。
①维生素A是一种不饱和一元醇
②维生素A中含有苯环
③维生素A中含有两种官能团
④一个维生素A分子中含有三个
碳碳双键
以上关于该化合物的说法正确的是(　　)
A.②④ B.①③ C.③④ D.全部正确
B
解析 一个维生素A分子中含有五个碳碳双键、一个醇羟基,不含苯环。
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11.[2023清华附中高二期末]回答下列问题:
(1)观察下列有机化合物,按照碳骨架的形状将它们分类(填字母):
①属于脂环化合物的是　　　　　　　。
②属于芳香烃的是　　　　　　　。
C
D
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(2)下列物质的类别与所含官能团都正确的是　　　　　　　(填序号)。
③④
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B 级 关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
12.如图是某有机化合物的空间填充模型,有关该有机化合物的推断不正确的是(　　)
A.分子中可能含有羟基
B.分子中可能含有羧基
C.分子中可能含有氨基
D.该物质的分子式可能为C3H6O3
C
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13.红辣椒中含有多种色泽鲜艳的天然色素,其中呈深红色的色素是辣椒红。依据下列结构简式判断,辣椒红(　　)
A.含有羟基、酮羰基
B.属于芳香烃的衍生物
C.属于链状化合物
D.分子中含有10个碳碳双键
AD
解析 辣椒红的结构简式中含有羟基、酮羰基及碳碳双键;不含苯环,不属于芳香烃的衍生物;属于环状化合物,不属于链状化合物;分子中含有10个碳碳双键。
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14.下列对有机化合物的分类结果正确的是(　　)
AD
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15.[2023上海华东师大附中高二合格考]关于分子式为C2H6的烃A与分子式为C5H12的烃B,下列说法错误的是(　　)
A.A与B一定互为同系物
B.A与B完全燃烧的产物相同
C.A与B分子中含有的—CH3个数一定相同
D.二者的化学性质相似
C
解析 C2H6为乙烷,C5H12为戊烷,二者结构相似,组成上相差3个CH2,互为同系物,所以它们的化学性质也相似,故A、D正确;二者含有的元素相同,都是C、H,则A与B完全燃烧的产物相同,都是二氧化碳和水,故B正确;乙烷含有2个甲基,戊烷有三种同分异构体,分别为正戊烷、异戊烷、新戊烷,则A与B分子中含有的—CH3个数不一定相同,故C错误。
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16.下列物质中,可同时看成醇类、酚类和羧酸类有机化合物的是(　　)
B
解析 A中官能团是醛基、酚羟基和醚键;B中官能团是酚羟基、醇羟基和羧基;C中官能团是酚羟基、醇羟基和酯基;D中官能团是酯基、酚羟基和酮羰基。
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17.如图所示是某种化工产品生产过程设计图。
根据要求回答下列问题:
(1)只含有一种官能团的有机化合物是　　　　　　(填字母,下同)。
(2)含有羧基的是　　　　　　。
(3)写出G物质的分子式:
　　　　　　　　　。
(4)属于卤代烃的是　　　　　　。
ADEF
BCFG
C16H12O6　
A
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C 级 学科素养创新练
(酚)羟基
酯基
(酚)羟基　
醛基
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(3)C(结构简式为 )分子中有2个含氧官能团,其名称分别
为　　　　　　　　　　和　　　　　　　。
(4)结晶玫瑰是具有强烈玫瑰香气的香料,可由下列反应路线合成(部分反应条件略去):
　结晶玫瑰
A的类别是　　　　　(填名称,下同),能与Cl2反应生成A的烷烃是　　　　　,B中的官能团是　　　　　。
羧基
醚键
卤代烃
甲烷
醛基
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(5)非诺洛芬是一种治疗类风湿性关节炎的药物,结构简式为:
非诺洛芬
非诺洛芬中的含氧官能团的名称为　　　　　和　　　　　。
醚键
羧基
解析 (4)A为HCCl3,官能团为—Cl,属于卤代烃,可通过CH4与Cl2在光照条件下发生取代反应得到。B分子中含有的官能团为—CHO,其名称为醛基。(共36张PPT)
第1章
第2节　第2课时　有机化合物的同分异构现象　
有机化合物结构与性质的关系
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A 级 必备知识基础练
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1.下列说法正确的是(　　)
A.相对分子质量相同的有机化合物一定互为同分异构体
B.氢元素的质量分数相同的两种有机化合物不一定是同分异构体
C.实验式相同的两种有机化合物一定互为同分异构体
D.互为同系物的两种有机化合物一定互为同分异构体
B
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2.下列说法正确的是(　　)
A.18O2和 16O2互为同位素
B
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解析 18O2和16O2是单质,A错误;
CH3CH2CH2CH2CH2CH3的分子式是C6H14,
的分子式是C5H12,两者同属于烷烃,且分子式相差一个CH2,
属于同系物,B正确;根据白蚁信息素的键线式得分子式为C9H18,C错误;H2NCH2COOCH3和CH3CH2NO2的分子式分别为C3H7O2N和C2H5O2N,分子式不同,不互为同分异构体,D错误。
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3.互为同分异构体的物质不可能(　　)
A.具有相同的相对分子质量
B.具有相同的熔、沸点和密度
C.具有相同的分子式
D.组成元素相同
B
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4.无机化合物中也存在同分异构体,下列互为同分异构体的一组无机化合物是(　　)
A.NH4CNO与尿素CO(NH2)2
B.H2O与D2O
C.[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O与[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O
D.Si(OH)4与H4SiO4
C
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5.有机化合物结构理论中有一个重要的观点:有机化合物分子中,原子(团)之间相互影响,从而导致化学性质不同。以下事实不能够说明此观点的是
(　　)
A.乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色,而甲烷不能
B.甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色,而苯不能
C.乙酸能与NaHCO3反应放出气体,而乙醇不能
D.苯的硝化反应一般生成硝基苯,而甲苯的硝化反应生成三硝基甲苯
A
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6.青蒿素是抗疟疾特效药,属于萜类化合物,如图所示有机化合物也属于萜类化合物,该有机化合物的一氯代物有(不含立体异构)(　　)
A.5种 B.6种
C.7种 D.8种
C
解析 有机化合物分子中氢原子的种类数等于一氯代物的种类数。
分子结构不对称,分子中含有7种氢原子,故其一氯
代物有7种,C正确。
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7.[2023贵州遵义高二检测]一氯代物的同分异构体有2种,二氯代物的同分异构体有4种的烷烃是(　　)
A.正丁烷 B.乙烷
C.丙烷 D.新戊烷
C
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8.某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物,该烃的分子式可以是
(　　)
A.C3H8 B.C4H10
C.C5H12 D.C6H14
C
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解析 某烃的一氯代物只有一种,说明该烃分子中只有一种氢原子。通过分析题给四种有机化合物的同分异构体可知,只有C5H12的一种同分异构
体 存在一种等效氢原子,即其一氯代物只有一种。
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9.分子式为C9H11Cl,且苯环上有两个取代基的芳香化合物,其可能的结构有(不考虑立体异构)(　　)
A.5种 B.9种
C.12种 D.15种
D
解析 取代基可能有氯原子、正丙基;氯原子、异丙基;甲基、—CH2CH2Cl;甲基、—CHClCH3;乙基、—CH2Cl五种,各有邻、间、对三种同分异构体,共15种。
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10.分子式为有C4H10O且能与金属钠反应放出H2的有机化合物有(　　)
A.3种 B.4种
C.5种 D.6种
B
解析 分子式为C4H10O且能与金属钠反应放出H2,则该有机化合物属于醇类。该物质可表示为C4H9OH,由于C4H9—有4种结构,则C4H9OH有4种结构。
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11.胡萝卜中含有较多的胡萝卜素,它是人体的主要营养元素,β-胡萝卜素的键线式结构为:
(1)写出β-胡萝卜素的分子式:　　　　。
(2)1 mol β-胡萝卜素最多能与　　mol Br2反应。
(3)α-胡萝卜素与β-胡萝卜素互为同分异构体,且只是虚线框内结构不同,但碳骨架相同,写出α-胡萝卜素虚线框内可能的结构简式。
C40H56
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解析 (1)一个β-胡萝卜素的分子中共有40个C原子、11个 和2个环,按照每有一个双键或一个环都比相同碳原子数的烷烃少两个氢原子的规则,β-胡萝卜素分子中的氢原子数为40×2+2-11×2-2×2=56。所以分子式为C40H56。
(2)每有一个双键即与一个Br2加成,故1 mol该烃能与11 mol Br2加成。
(3)根据观察,虚线框内双键共有四种不同位置,故α-胡萝卜素有三种可能的结构简式。
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12.下图表示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,假设碳原子上其余的化学键都是与氢原子结合。
(1)图中属于烷烃的是　　　　(填字母)。
(2)在上图的有机化合物中,碳原子与碳原子之间不仅可以形成碳碳单键,还可以形成　 　　　和　　　　;不仅可以形成　　　,还可以形成碳环。
(3)上图中互为同分异构体的是:A与　　　　,B与　　　 　,D与______　　　　(填字母)。
A、C
碳碳双键
碳碳三键
碳链
C
E、F、H　
G
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B 级 关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
13.下列结构简式代表了几种不同的烷烃(　　)
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
B
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14.甲、乙两种有机化合物的球棍模型如下:
下列有关两者的描述正确的是(　　)
A.甲、乙为同一物质
B.甲、乙互为同分异构体
C.甲、乙一氯取代物的数目相同
D.甲、乙分子中含有的共价键数目不同
BC
解析 由甲、乙的球棍模型可知,甲、乙的分子式相同,均为C4H10,结构不同,互为同分异构体。甲和乙中都有2种不同化学环境的氢原子,一氯取代物都有2种。两物质所含共价键的数目相同。
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15.下列各组物质既不是同系物,也不是同分异构体,但最简式相同的是
(　　)
A.1,2-二溴乙烷和1,1-二溴丙烷
C
解析 A中两种有机化合物互为同系物;B中两种有机化合物互为同分异构体;D中两种有机化合物互为同系物;C项两种有机化合物既不是同分异构体也不是同系物,但最简式相同。
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16.有机化合物分子中原子间(或原子与原子团间)的相互影响会导致物质化学性质的不同。下列事实不能说明上述观点的是(　　)
A.乙苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.乙酸能与氢氧化钠溶液反应,而乙醇不能与氢氧化钠溶液反应
C. 分子中的氢原子比CH3CH3中的氢原子更容易被卤素原子
取代
D.乙烯能发生加成反应,而乙烷不能发生加成反应
D
解析 苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,是因为苯分子中没有可以被氧化的原子或原子团,乙苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,是因为苯环的影响使侧链乙基易被氧化,故A项能说明;乙酸分子中的羟基与酮羰基相连,能电离出氢离子,而乙醇分子中的羟基与乙基相连,无法电离出氢离子,故B项能说明;丙酮分子中的酮羰基使相邻碳原子上的氢原子活性增强,易被卤素原子取代,故C项能说明;乙烯中含有碳碳双键,性质较活泼,能发生加成反应,而乙烷中不含碳碳双键,性质较稳定,不能发生加成反应,即乙烯和乙烷化学性质的不同是由于二者含有的化学键不完全相同,故D项不能说明。
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17.某单烯烃与氢气加成后得到的饱和烃是 ,该单烯烃可能的结构有(　　)
A.1种 B.2种
C.3种 D.4种
B
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18.下列说法正确的是(　　)
A.C4H10有3种同分异构体
B.相对分子质量相同、结构不同的化合物互为同分异构体
C.同分异构体之间的转化是化学变化
C
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解析 A项,C4H10属于丁烷,存在正丁烷和异丁烷两种同分异构体,错误。B项,分子式相同、结构不同的化合物互为同分异构体,错误。C项,同分异构体是不同的物质,所以同分异构体之间的相互转化一定是化学变化,正确。D项, 和 的结构相同、分子式相同,为同种物
质,错误。
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19.(1)萨罗是一种消毒剂,其分子模型如图所示(图中球与球之间的连线代表化学键,如单键、双键等):
①根据上图模型写出萨罗的结构简式:　　　 　,分子式:　　 　。
②萨罗分子中含有的官能团有　　　　　　　。
C13H10O3
(酚)羟基、酯基
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(2)下图所示的结构简式与球棍模型是制备某药物的中间体,通过对比可知结构简式中的“Et”表示　　 　　(填结构简式),该药物中间体分子的分子式为　　　　。
—CH2CH3　
C9H12O3
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解析 (1)根据萨罗的分子模型可以推出萨罗分子的结构简式为
,分子式为C13H10O3,分子中含有的官能团为(酚)羟基
和酯基。
(2)通过结构简式和球棍模型比较可知,“Et”表示CH3CH2—,该药物的分子式为C9H12O3。
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20.有机化合物中的同分异构现象,除了碳骨架异构、官能团的类型异构和官能团的位置异构之外还有顺反异构等,例如2-丁烯,有如下A、B两种顺反异构的形式:
A中两个—CH3在双键同一侧,称顺-2-丁烯;B中两个—CH3在双键的两侧,称反-2-丁烯。若两个甲基换为—CH3和—CH2—CH3,只要是在同侧,便是顺式,在两侧便为反式。
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现有分子式为C9H10的有机化合物可写成苯丙烯形式,即C6H5—C3H5。试写出由于双键的位置不同而形成的C、D两种同分异构体,然后再写出C的顺式结构E和反式结构F两种同分异构体:
C.　　　　　　　 　　 ;D.　　　　　　　　　　　　　　;
E.　　　　　　　　　　　　　　; F.　　　　　　　　　　　　　　。
解析 首先写出双键位置不同的同分异构体C、D。C分子存在顺反异构,两个氢原子可在双键的同侧或异侧,而D分子无顺反异构,因此有一个双键碳原子上全部为氢原子。
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C 级 学科素养创新练
21.下图是异辛烷的球棍模型:
(1)根据异辛烷的球棍模型,写出异辛烷的结构简式:
　　　　　　　　　　　　　;异辛烷与乙烷的关系是　　　　　　　。
互为同系物
(2)写出异辛烷完全燃烧的化学方程式:______________________________　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(异辛烷用分子式表示)。1 mol异辛烷和1 mol正庚烷分别完全燃烧生成水和二氧化碳,消耗氧气的物质的量之差是　　　　 mol。
(3)异辛烷的同分异构体有很多,其中一种同分异构体X的分子结构中含有
6个甲基,则X的结构简式为　　　　　　　　　　　　　　。
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解析 (1)异辛烷的球棍模型中小黑球为氢原子,灰色球为碳原子,则异辛烷
的结构简式为 ;异辛烷与乙烷的结构相似,分子
组成相差6个CH2,两者互为同系物。
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21第1章分层作业5　判断同分异构体数目的常用方法
A级必备知识基础练
1.[2023山东临沂高二期中考试]的同分异构体(不考虑立体异构)中苯环上的一氯代物只有一种的有(　　)
A.3种
B.4种
C.5种
D.6种
2.[2023辽宁丹东六校高二期中考试]同分异构现象在有机化合物中十分普遍,这也是有机化合物数量非常庞大的原因之一。下列说法正确的是(　　)
A.联苯()属于苯的同系物,其一溴代物有4种
B.苯甲酸共有5种同分异构体(含苯环且包括苯甲酸)
C.CH3CH2CHO和CH3COCH3互为同分异构体且属于位置异构
D.分子式为C5H12O且能与Na反应产生H2的同分异构体有4种
3.分子式为C3H6Cl2的同分异构体共有(不考虑立体异构)(　　)
A.3种 B.4种
C.5种 D.6种
4.分子式为C10H14的有机化合物,含苯环且苯环上只有两个取代基的同分异构体有(不考虑立体异构)(　　)
A.3种 B.6种
C.9种 D.12种
5.[2023河南商丘高二校联考期中]进行同分异构体的结构与性质的分析、判断及对有机物的准确命名,是同学们研究有机物分类的重要手段,下列有关说法错误的是 (　　)
A.可以将(CH3)2CHCH(CH3)2命名为2,3-二甲基丁烷
B.正丁烷和异丁烷的化学性质相似,物理性质(熔点、沸点等)不同
C.新戊烷的一氯代物有5种(不考虑立体异构)
D.分子式为C5H10O且属于醛的同分异构体(不考虑立体异构)有4种
6.[2023湖北高二校联考期中]一个苯环上连接三个—COOH和一个—NO2的有机物的结构共有(　　)
A.4种
B.5种
C.6种
D.7种
7.[2023广东佛山高二校联考期中]以下结构的三种烃分子,说法不正确的是(　　)
A.1 mol甲分子内含有10 mol共价键
B.甲、乙、丙三者互为同系物
C.丙分子的二氯取代产物只有三种
D.丙与苯乙烯()互为同分异构体
8.判断下列有机化合物中哪些互为同分异构体,并指出它们各属于何种类型的同分异构。
①CH3—CH2—CHCH2
②
③
④CH3—CHCH—CH3
⑤CH≡C—CH2—CH2—CH3　
⑥CH3—CH2—CH2—CH2—CH3　
⑦　
⑧CH2CH—CHCH—CH3
9.回答下列问题:
(1)分子式为C5H10且属于烯烃的同分异构体(包括顺反异构)有　　　种,写出它们的结构简式:　 　　　　　　　　　　。
(2)含有6个碳原子且主链上有4个碳原子的单烯烃的结构有　　　种,写出它们的结构简式:　 　　　　　　　　　　。
B级关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
10.[2023浙江杭州高二校联考期中]下列说法正确的是 (　　)
A.N2与N2互为同位素
B.异丁烷和2-甲基丙烷互为同分异构体
C.乙醇和二甲醚互为同分异构体,可用金属钠鉴别
D.的一氯代物只有2种(不考虑立体异构)
11.苯及其同系物与氢气发生的加成反应称为氢化。甲苯完全氢化后,再发生氯代反应,其一氯代物的同分异构体数目有(　　)
A.3种 B.4种
C.5种 D.6种
12.下列有关同分异构体数目的叙述错误的是(　　)
A.甲苯苯环上的一个氢原子被含3个碳原子的烷基取代,所得产物最多有6种
B.联苯()的二氯代物有10种
C.丙烷的一氯代物有2种,二氯代物有4种
D.分子式为C7H8O且属于芳香族化合物的同分异构体只有4种
C级学科素养创新练
13.[2023广东江门高二校考期中]白藜芦醇广泛存在于食物(如花生,尤其是葡萄)中,其结构简式为。根据要求回答下列问题:
(1)白藜芦醇的分子式为　　　　　。
(2)白藜芦醇分子中所含官能团的名称为　　　　　　　　　　　　　。
(3)下列关于白藜芦醇的分类判断正确的是　　　(填字母)。
A.属于链状烯烃
B.属于脂环化合物
C.属于芳香族化合物
D.属于烃的衍生物
(4)满足下列条件的白藜芦醇的同分异构体有　　　种(仅考虑构造异构,不含本身),写出其中一种的结构简式:　　　　　　　　　　　　　　　。
①碳骨架和官能团种类不变;②两个苯环上都有含氧官能团。
(5)乙醇(CH3CH2OH)、苯酚()和白藜芦醇中都含有官能团“—OH”,下列有关它们之间关系的说法正确的是　　　　(填字母)。
A.乙醇和白藜芦醇属于同一类别的有机物
B.苯酚与白藜芦醇互为同系物
C.三者的组成元素相同
D.三者分子中碳、氧原子个数比相同
参考答案
分层作业5　判断同分异构体数目的常用方法
1.B　解析 若四个碳分别形成甲基,①四个甲基分别连在1、2、3、4位碳原子上,5、6位氢原子等效,苯环上的一氯代物只有一种结构;②四个甲基分别连在1、2、4、5位碳原子上,3、6位氢原子等效,苯环上的一氯代物只有一种结构;③四个甲基分别连在1、2、3、5位碳原子上,4、6位氢原子等效,苯环上的一氯代物只有一种结构;若四个碳形成两个乙基分别连在1、4位碳原子上,2、3、5、6位氢原子等效,苯环上的一氯代物只有一种结构,所以的同分异构体(不考虑立体异构)中苯环上的一氯代物只有一种的有4种,故答案选B。
2.B　解析 与苯所含的苯环数目不同,不属于苯的同系物,联苯有3种氢原子,故A错误;苯甲酸含有苯环的同分异构体有、、
、,包括苯甲酸共5种,故B正确;CH3CH2CHO和CH3COCH3互为同分异构体且属于官能团类型异构,故C错误;分子式为C5H12O且能与Na反应产生气体说明C5H12O为一元饱和醇C5H11—OH,C5H11—结构简式共有8种,—CH2CH2CH2CH2CH3、—CH(CH3)CH2CH2CH3、
—CH(CH2CH3)2、—CH2CH(CH3)CH2CH3、
—C(CH3)2CH2CH3、—CH(CH3)CH(CH3)2、
—CH2CH2CH(CH3)2、—CH2C(CH3)3,则戊醇共有8种,故D错误。
3.B　解析 分子式为C3H6Cl2的有机化合物可以看作C3H8中的两个氢原子被两个氯原子取代。第一个氯原子(用①表示)连接的位置有2种:、,第二个氯原子(用②表示)连接的位置有、,因此C3H6Cl2的同分异构体有4种。
4.C　解析 分子式为C10H14的芳香烃,其苯环上有两个取代基时分为两大类:第一类是一个取代基为—CH3,另一个取代基为—CH2CH2CH3或—CH(CH3)2,它们在苯环上分别有邻、间、对三种位置,共有6种结构;第二类是两个取代基均为—CH2CH3,它们在苯环上有邻、间、对三种位置。故共有9种同分异构体,C正确。
5.C　解析 根据结构简式:(CH3)2CHCH(CH3)2,主链上有4个碳原子,第2、3号碳原子上分别连有一个甲基,故命名为2,3-二甲基丁烷,A正确;正丁烷和异丁烷互为同分异构体,化学性质相似,物理性质(熔点、沸点等)不同,B正确;新戊烷的结构简式为C(CH3)4,所有甲基上的氢原子等效,一氯代物有1种,C错误;分子式为C5H10O的有机物中属于醛的分子含有—CHO和C4H9—,C4H9—有4种,故有4种同分异构体,D正确。
6.C　解析 先将3个—COOH连接到苯环上,得到三种结构:①,②,
③;然后逐一分析苯环上的等效氢的种类:①中苯环上只有一种氢原子,②中苯环上有2种不同化学环境的氢原子,③中苯环上有3种不同化学环境的氢原子。综上所述,该有机物共有6种结构,故选C。
7.B　解析 1mol甲分子中含有6mol碳碳单键和4mol碳氢键,故A正确;甲、乙、丙三种分子的分子式分别为C4H4、C6H6和C8H8,最简式相同,但分子组成上不是相差一个或若干个CH2原子团,故不互为同系物,故B错误;丙分子有取代基位于棱边、面对角线、体对角线三种位置关系的二氯代物,故C正确;丙与苯乙烯的分子式均为C8H8,但结构不同,则二者互为同分异构体,故D正确。
8.答案 ①与④,为官能团位置异构;②与⑥,为碳骨架异构;③与⑦,为顺反异构;⑤与⑧,为官能团类型异构
解析 由题中所给结构简式,可得①②③④⑤⑥⑦⑧的分子式分别为C4H8、C5H12、C2H2Cl2、C4H8、C5H8、C5H12、C2H2Cl2、C5H8,所以互为同分异构体的有:①与④,为官能团位置异构;②与⑥,为碳骨架异构;③与⑦,为顺反异构;⑤与⑧,为官能团类型异构。
9.答案 (1)6　CH2CHCH2CH2CH3、、、
、、
(2)4　、、、
解析 (1)组成为C5H10的有机物,属于烯烃的同分异构体说明含有1个CC键,根据碳骨架缩短法书写同分异构体,①先写烷烃同分异构体(烷烃碳骨架),②主链从长到短、支链由整到散、位置由心到边,③“CC”位置移动。考虑顺反异构,戊烷的同分异构体有CH3—CH2—CH2—CH2—CH3、、。若为CH3—CH2—CH2—CH2—CH3,相应烯烃有
CH2CH—CH2—CH2—CH3、CH3—CHCH—CH2—CH3,其中CH3—CHCH—CH2—CH3有2种顺反异构,即有3种;若为,相应烯烃有CH2C(CH3)CH2CH3、(CH3)2CCHCH3、(CH3)2CHCHCH2,都不存在顺反异构,即有3种;若为,没有相应烯烃,所以分子式为C5H10的烯烃共有(包括顺反异构)3+3=6种。
(2)若碳碳双键在开头,有两种情况:两个碳原子取代同一个碳上的氢原子,即得到、;取代不同碳上的氢原子得到;碳碳双键在中间,那两个碳原子只取代不同碳原子上的氢原子,即得到,则含有6个碳原子且主链上有4个碳原子的单烯烃的结构有4种。
10.C　解析 N2与N2是N元素的不同同位素组成的单质分子,不是同位素,故A错误;异丁烷和2-甲基丙烷是同一种物质,故B错误;乙醇和二甲醚的分子式相同、结构不同,互为同分异构体,乙醇与钠反应放出氢气,二甲醚和钠不反应,可用金属钠鉴别乙醇和二甲醚,故C正确;的等效氢有3种,一氯代物有3种,故D错误。
11.C　解析 苯及其同系物与氢气发生的加成反应称为氢化。甲苯完全氢化后,得到,发生氯代反应,由于有5种不同环境的氢原子,因此其一氯代物的同分异构体数目有5种,故C符合题意。
12.BD　解析 含有3个碳原子的烷基有丙基、异丙基两种,甲苯苯环上有3种氢原子,分别处于甲基的邻、间、对位位置上,所以甲苯苯环上的一个氢原子被含3个碳原子的烷基取代,同分异构体最多有3×2=6种,所以A选项是正确的;联苯()的分子中含有3种氢原子,联苯()的二氯代物,若取代同一苯环上的氢原子,可以发生在如图所示的取代位置,1、2(与4、5相同)号位置,1、3(与3、5相同)号位置,1、4(与2、5相同)号位置,1、5号位置,2、3(与3、4相同)号位置,2、4号位置,有6种,若取代不同苯环上的氢原子,有如图所示的6种,、、、、、,故其二氯代物有12种,故B错误;丙烷分子有2种氢原子,其一氯代物有2种,丙烷的二氯代物,若取代相同的碳原子的氢原子,有1,1-二氯丙烷、2,2-二氯丙烷两种,若取代不同碳原子上的氢原子,有1,2-二氯丙烷、1,3-二氯丙烷两种,故丙烷的二氯代物有4种,所以C选项是正确的;分子式为C7H8O且属于芳香族化合物,由分子式可以知道含有1个苯环,若侧链有1个,则侧链为—OCH3或—CH2OH,同分异构体有2种,若侧链有2个,则侧链为—CH3和—OH,存在邻、间、对三种,故符合条件的同分异构体为5种,故D错误。
13.答案 (1)C14H12O3　(2)碳碳双键、(酚)羟基　(3)CD
(4)17　(其他合理答案也可)
(5)C
解析 (1)由结构简式可知白藜芦醇的分子式为C14H12O3。
(2)由结构简式可知白藜芦醇所含官能团的名称为碳碳双键、(酚)羟基。
(3)白藜芦醇的结构简式中含有羟基,不属于烃,故A错误;脂肪化合物是链状烃及其衍生物,脂环化合物就是链状烃及其衍生物通过分子内缩合所形成的环状烃及其衍生物,故B错误;含有苯环的有机化合物称为芳香族化合物,故C正确;白藜芦醇除了碳、氢元素还有氧元素,所以属于烃的衍生物,故D正确。
(4)碳骨架和官能团不变且2个苯环上均有官能团,则必为2个苯环上分别有1个和2个—OH。2个—OH的位置有如下6种:,1、2,1、3,1、4,1、5,2、3,2、4,另一个苯环上—OH位置有3种,故有18种结构,减去题给的1种,有17种同分异构体;其中一种结构为。
(5)乙醇属于醇类,白藜芦醇属于酚类,故A错误;同系物是指结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机化合物,白藜芦醇含有碳碳双键,与苯酚结构不相似,故B错误;白藜芦醇由碳、氢、氧三种元素组成,故C正确;乙醇分子中碳、氧原子个数比为2∶1,苯酚分子中碳、氧原子个数比为6∶1,白藜芦醇分子中碳、氧原子个数比为14∶3,故D错误。(共43张PPT)
第1章
第3节　第3课时　苯、苯的同系物及其性质
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A 级 必备知识基础练
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1.下列说法正确的是(　　)
A.芳香烃的分子通式是CnH2n-6(n≥6,且n为正整数)
B.苯的同系物是分子中仅含有一个苯环的所有烃类化合物
C.苯和甲苯都不能使酸性KMnO4溶液褪色
D.苯和甲苯都能与卤素单质、硝酸等发生取代反应
D
解析 芳香烃是分子中含一个或多个苯环的烃类化合物;而苯的同系物仅指分子中含有一个苯环,且苯环的侧链全部为烷基的烃类化合物,苯的同系物的通式为CnH2n-6(n>6,且n为正整数);苯和甲苯都能与卤素单质、硝酸等发生取代反应,甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色而苯不能,这是由于苯环与侧链之间的影响。
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2.鉴别苯和苯的同系物的方法或试剂是(　　)
A.液溴和铁粉
B.浓溴水
C.酸性KMnO4溶液
D.在空气中点燃
C
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3.下列对有机化合物结构或性质的描述,错误的是(　　)
A.将溴水加入苯中,溴水的颜色变浅,这是由于发生了加成反应
B.苯分子中的6个碳原子之间的键完全相同,是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键
C.苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成乙基环己烷
D.一定条件下,Cl2可在甲苯的苯环或侧链上发生取代反应
A
解析 将溴水加入苯中,由于溴在苯中的溶解度比在水中的溶解度大,苯萃取出了溴水中的溴,使溴水的颜色变浅,萃取过程是物理变化,不是加成反应,故A错误;苯分子中不存在碳碳单键和碳碳双键,苯分子中的碳碳键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键,故B正确;苯乙烯分子中含有苯环、碳碳双键,可发生加成反应,完全反应生成乙基环己烷,故C正确;苯环上的氢原子在铁为催化剂的作用下能被氯原子取代,苯环侧链烃基上的氢原子在光照条件下可被氯原子取代,故D正确。
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4.科学家对物质性质的推断一般要基于一些实验事实。下列能说明苯与一般的烯烃性质不同的事实是(　　)
A.苯分子是高度对称的平面形分子
B.苯不溶于水
C.苯不与酸性KMnO4溶液反应
D.1 mol苯在一定条件下可与3 mol氯气发生加成反应
C
解析 乙烯的分子结构也是一个高度对称的平面形结构,故A错误;苯是芳香烃,不溶于水,故B错误;苯中不含碳碳双键,因此不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,故C正确;苯和三烯烃均可以与氯气发生加成反应,而且比例一致,故D错误。
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5.下列有关苯及其同系物的化学反应中不属于取代反应的是(　　)
A
解析 选项A中发生的是苯环上的侧链烃基被氧化的反应,不是取代反应;选项B、C、D中发生的是苯环上的氢原子分别被—SO3H、—Br及—NO2取代的反应。
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6.下列关于苯的叙述正确的是(　　)
A.反应①为取代反应,不用催化剂苯也能和溴水发生取代反应
B.反应④中1 mol苯最多与3 mol H2发生加成反应,是因为苯分子含有三个碳碳双键
C.反应③为取代反应,有机产物是一种烃
D.反应②为氧化反应,反应现象是火焰明亮并带有浓烟
D
解析 反应①是苯和液溴在FeBr3的催化作用下生成溴苯和溴化氢,故为取代反应,该反应必须用催化剂且跟液溴才能反应,不能与溴水反应,A错误;苯分子中不存在碳碳单键和碳碳双键交替现象,苯环上的6个碳碳键均为介于碳碳单键和碳碳双键之间独特的键,B错误;反应③是苯在浓硫酸作用下与浓硝酸反应生成硝基苯和水,故为取代反应,有机产物是硝基苯,不属于烃,而是烃的衍生物,C错误;反应②是苯的燃烧,燃烧反应为氧化反应,反应时火焰明亮并带有浓烟,D正确。
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7.已知碳碳单键可以绕键轴旋转,某烃的结构简式如图,下列说法正确的是
(　　)
A.该有机化合物的分子式是C14H18
B.分子中至少有9个碳原子处于同一平面上
C.该烃的一氯代物最多有4种
D.该烃是苯的同系物,能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B
解析 该有机化合物的分子式是C14H14,A错误;甲基与苯环平面结构通过单键相连,甲基的C原子处于苯的H原子位置,所以处于苯环这个平面。两个苯环相连,与苯环相连的碳原子和该原子对位上的碳原子也处于另一个苯环这个平面,所以至少有9个碳原子共面,B正确;该烃含有5种不同化学环境的氢原子,该烃的一氯代物有5种,C错误;题给有机化合物分子中含有2个苯环,不是苯的同系物,D错误。
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8.某苯的同系物分子式为C8H10,若苯环上的氢原子被卤素原子取代,生成的一卤代物有三种同分异构体,则该苯的同系物可能有(　　)
A.4种 B.3种
C.2种 D.1种
C
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解析 分子式为C8H10的苯的同系物有4种同分异构体:
原子被卤素原子取代得到一卤代物,相当于苯环上的取代基多一个卤素原子,因此只要分析出上述四种同分异构体中苯环上不同化学环境的氢原子的种数即可。
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9.某化合物W的分子结构可表示为 。
(1)W的分子式为　　　　。
(2)W的一氯代物有　　　　种。
(3)下列有关W的说法不正确的是　　　　(填字母)。
a.能发生加成反应 b.能发生氧化反应
c.能发生加聚反应 d.等质量的W与苯分别完全燃烧所消耗的氧气量,前者大
C8H8
2
d
(4)写出W的芳香族同分异构体(能发生聚合反应)的结构简式:　 　。该物质发生聚合反应的化学方程式为
　 　。
(5)W属于　　　　(填字母)。
a.芳香烃 b.环烃 c.不饱和烃 d.炔烃
bc
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解析 (1)根据结构简式可知W的分子式是C8H8。
(2)W的分子中有2种不同化学环境的H原子,所以W的一氯代物有2种。
(3)W和苯的最简式相同,则等质量的W与苯分别完全燃烧所消耗的氧气量相等,d错误。
(4)W的芳香族同分异构体能发生聚合反应,结合W的分子式可得该同分异构体是苯乙烯。
(5)W属于环烃、不饱和烃。
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B 级 关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
10.下列反应能说明苯环对侧链有影响的是(　　)
A.对二甲苯与酸性高锰酸钾溶液发生反应;甲烷与酸性高锰酸钾溶液不
反应
B.甲苯与浓硝酸和浓硫酸混合溶液加热;苯与浓硝酸和浓硫酸混合溶液
加热
C.乙苯与氢气在催化剂作用下加热反应;苯与氢气在催化剂作用下加热
反应
D.邻二甲苯与氯气在光照下发生反应;甲烷在光照下与氯气发生反应
A
解析 对二甲苯与酸性高锰酸钾溶液反应,说明苯环对甲基有影响,甲烷与酸性高锰酸钾溶液不反应,说明甲烷稳定,A项符合题意;甲苯中苯环上的氢原子比苯分子中的氢原子活泼,易发生取代反应,说明甲基对苯环有影响,B项不符合题意;乙苯和苯都能与氢气在催化剂、加热条件下发生加成反应,说明它们具有相似的结构,C项不符合题意;邻二甲苯与氯气在光照下发生侧链取代反应,甲烷与氯气也能发生取代反应,D项不符合题意。
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11.一种生产聚苯乙烯的流程如下,下列叙述正确的是(　　)
A.苯乙烯所有原子一定在同一平面内
B.乙苯和苯乙烯都能使酸性KMnO4溶液褪色
C.鉴别乙苯与苯乙烯可用Br2的四氯化碳溶液
D.反应①的反应类型是加成反应,反应②的反应类型是取代反应
BC
解析 由于单键能旋转,所以苯乙烯中苯环所在平面可能与乙烯基不在一个平面内,A错误;苯乙烯含有碳碳双键,能使酸性KMnO4溶液褪色,乙苯中含有的侧链基团由于苯环的作用使其活泼,可以发生氧化反应使酸性KMnO4溶液褪色,故B正确;苯乙烯含有碳碳双键,可与溴发生加成反应使Br2的CCl4溶液褪色,乙苯不和Br2的四氯化碳溶液反应,C正确;反应①的反应类型是加成反应,反应②由乙苯生成苯乙烯,生成碳碳双键,为消去反应,D错误。
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12.下列有关有机化合物的结构和性质的叙述,正确的是(　　)
A.苯的硝化反应、丙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色的反应都属于取代反应
B.C8H10含苯环的同分异构体有4种
C.乙烯、苯、乙烷分子中的所有原子都在同一平面上
BD
解析 丙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色属于氧化反应,A项错误;C8H10含有苯环的同分异构体有4种,分别为邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯和乙苯,B项正确;乙烷分子中的所有原子不可能共平面,C项错误;莽草酸分子中含有碳碳双键,能与溴发生加成反应而使溴的四氯化碳溶液褪色,D项正确。
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13.[2023陕西西安高二期末]化学家沙普利斯因提出“叠氮—炔环点击反应”获得2022年诺贝尔化学奖。该反应如下:
下列说法正确的是(　　)
A.X与H2加成最多消耗2 mol H2
B.该反应类型属于取代反应
C.Z分子中含有1个手性碳原子
D
解析 X分子中含有的1个苯环和1个碳碳三键都可以与H2发生加成反应,则X与H2加成最多消耗5 mol H2,A错误;根据图示可知该反应类型属于加成反应,B错误;手性碳原子是连接4个不同的原子或原子团的C原子,根据Z结构简式,分子中不含有手性碳原子,C错误;X物质分子含有的苯环连接在含有N原子的五环上的位置不同,因此可以形成两种不同产物,D正确。
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14.某有机化合物分子中碳和氢原子个数比为3∶4,不能与溴水反应,却能使酸性KMnO4溶液褪色。其蒸气密度是相同状况下甲烷密度的7.5倍。在Fe存在时与液溴反应,能生成两种一溴代物。该有机化合物可能是(　　)
B
解析 有机化合物分子中碳和氢原子个数比为3∶4,可排除C项;又因其蒸气密度是相同状况下甲烷密度的7.5倍,则其相对分子质量为120,只有B项和D项符合题意;D项在Fe存在时与液溴反应能生成四种一溴代物,B项在Fe存在时与液溴反应能生成两种一溴代物。
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15.下列关于同分异构体的说法正确的是(　　)
A.分子式为C3H6BrCl的有机化合物(不考虑立体异构)共4种
B.C8H11N的同分异构体中含苯环且苯环上有两个取代基的种数为9
B
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解析 A项所给物质可以看作—Br、—Cl取代C3H8上的H原子,先将—Br取代C3H8上的H原子,再确定Cl原子的位置,Cl原子的位置如箭头所示,分别
为 ,因此同分异构体有5种,A错误;B项中
物质苯环上有2个取代基,可以是—CH2CH3、—NH2,存在邻、间、对3种结构,还可以是—CH2—NH2、—CH3,存在邻、间、对3种结构,还可以是—CH3,—NHCH3,存在邻、间、对3种结构,一共有9种结构,B正确;
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(1)蒽与X都属于　　　　(填字母)。
a.环烃　b.烃　c.不饱和烃
(2)苯炔的分子式为　　　　,苯炔不具有的性质是　　　　(填字母)。
a.能溶于水 b.能发生氧化反应
c.能发生加成反应 d.常温常压下为气体
abc
C6H4　
ad
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(3)下列属于苯的同系物的是　　　　(填字母)。
D
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解析 (1)蒽和X都只含C、H两种元素,都有环状结构,且都含有不饱和碳原子,故a、b、c项均正确。
(2)由苯炔的结构简式,结合碳的四价结构,可确定其分子式为C6H4。烃都不溶于水,常温常压下是气体的烃的碳原子数一般不超过4,因苯炔分子内含有不饱和键,可以发生氧化反应、加成反应。
(3)苯的同系物分子中只有一个苯环,且侧链均为烷基,满足条件的只有D项。
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17.苯环上原有的取代基对新导入苯环上的取代基的位置有一定的影响,其规律如下:
Ⅰ.苯环上新导入的取代基所取代的位置主要取决于原有取代基的性质。
Ⅱ.可以把原有取代基分为两类:第一类取代基主要使新导入的取代基进入苯环原取代基的邻位和对位,如—OH、—CH3(或烃基)、—Cl、—Br等;第二类取代基主要使新导入的取代基进入苯环上原取代基的间位,如
—NO2、—SO3H、—CHO等。
根据上述规律,写出下列转化过程中②④⑤三步反应的化学方程式(已知反应产物中苯环上都是在原取代基的基础上引入一个取代基)。
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解析 首先根据苯的化学性质可推知A为 ,因为—NO2为间位定位基,可推知②反应产物中—Br应在苯环上—NO2的间位,同理可推知④
反应产物中—NO2在苯环上—Br的邻位或对位,即C为 ,在⑤反
应中,因 的苯环上可取代的两个位置,既属于—Br的邻位或对位,
又属于—NO2的间位,因此可得D、E结构简式应该为
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C 级 学科素养创新练
18.人们对苯及芳香烃的认识是一个不断深化的过程。
(1)由于苯的含碳量与乙炔相同,人们认为它是一种不饱和烃,写出分子式为C6H6的含两个碳碳三键且无支链的链烃的结构简式:
　　　　　　　 　　　　　　　(写一种即可)。
CH≡C—C≡C—CH2—CH3(其他合理答案均可)
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(2)已知分子式为C6H6的结构有多种,其中的两种为
①这两种结构的区别。
定性方面(即化学性质方面):(Ⅱ)能　　　　　(填字母)而(Ⅰ)不能。
a.被酸性高锰酸钾溶液氧化 b.与溴水发生加成反应
c.与溴发生取代反应 d.与氢气发生加成反应
定量方面(即消耗反应物的量的方面):1 mol C6H6与H2加成时(Ⅰ)需消耗氢气　　　　　 mol,而(Ⅱ)需消耗氢气　　　　　 mol。
ab
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②今发现C6H6还可能有另一种正三棱柱形的立体结构 ,该结构的二氯代物有　　　种。
(3)萘也是一种芳香烃,它的分子式是C10H8,它的结构简式可能是下列中的
　　　　(填字母,下同)。
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C
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(4)根据第(3)小题中得到的萘的结构简式,它不能解释萘的下列
　　　　　事实。
A.萘易升华
B.萘能与H2发生加成反应
C.萘分子中所有原子在同一平面内
D.一溴代萘(C10H7Br)只有2种同分异构体
(5)现代化学认为萘分子中碳碳之间的键是
　 　　　　 　　。
A
介于碳碳单键与碳碳双键之间的特殊的化学键
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解析 (1)分子式为C6H6,含有两个碳碳三键且无支链的链烃的结构简式有CH3—C≡C—C≡C—CH3、CH≡C—CH2—CH2—C≡CH、CH≡C—CH2—C≡C—CH3、CH≡C—C≡C—CH2—CH3。
(2)②二氯代物中的两个氯原子在同一底面内只有1种结构,在同一侧面内有2种结构,故二氯代物共有3种。
(5)萘分子的结构与苯环类似,其中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的化学键。第1章分层作业6　烷烃及其性质
A级必备知识基础练
1.下列各烃中,沸点最低的是(　　)
A.2,2-二甲基丙烷
B.戊烷
C.2-甲基丁烷
D.庚烷
2.下列各项均能表示甲烷的分子结构,其中能反映其真实存在状况的是(　　)
A.结构示意图:
B.电子式:H
C.球棍模型:
D.空间填充模型:
3.下列各物质,在日光照射下不能发生化学变化的是 (　　)
A.甲烷和氯气的混合气体
B.溴化银
C.氮气和氧气的混合气体
D.氯水
4.[2023广西玉林高一段考]下列有关烷烃的说法不正确的是(　　)
A.甲烷和烷烃都不能使酸性KMnO4溶液褪色
B.属于烷烃,与甲烷属于同系物
C.随分子中碳原子数的增多,烷烃的沸点逐渐升高
D.甲烷是含氢量最大的烷烃
5.某有机化合物的结构简式如下,下列说法错误的是 (　　)
A.该有机化合物属于饱和烷烃
B.该有机化合物可由两种单炔烃分别与氢气加成得到
C.该烃与2,3-二甲基丁烷互为同系物
D.该烃的一氯取代物共有5种
6.下列烷烃在光照下与Cl2反应只生成一种一氯代物的是 (　　)
A.CH3CH2CH2CH3
B.
C.
D.
7.下列各组化合物中,不论两者以什么比例混合,只要总质量一定,则完全燃烧时消耗O2的质量、生成水的质量或CO2的质量不变的是(　　)
A.CH4　C2H6
B.C2H6　C3H6
C.C2H4　C3H6
D.C2H4　C3H4
8.已知液化气的主要成分是丙烷,下列有关丙烷的叙述不正确的是(　　)
A.分子中碳原子不在一条直线上
B.在光照条件下能够与氯气发生取代反应
C.丙烷的球棍模型图为
D.1 mol丙烷完全燃烧消耗5 mol O2
9.25 ℃时某气态烃与O2混合,在密闭容器中点燃爆炸后又恢复至25℃,此时容器内压强为原来的一半,再经NaOH溶液处理,容器内几乎成为真空。该烃的分子式可能为(　　)
A.C2H4 B.C2H6
C.C3H6 D.C4H8
10.[2023安徽蚌埠高二检测]①正丁烷　②2-甲基丙烷　③正戊烷　④2-甲基丁烷　⑤2,2-二甲基丙烷,对于这五种物质,以下说法正确的是(　　)
A.①、③无支链,且分子中碳原子共直线
B.③、④、⑤互为同分异构体
C.①、②、③互为同系物
D.沸点比较:⑤>④>③>②>①
11.有机化合物A、B的分子式不同,它们只可能含碳、氢、氧元素中的两种或三种。如果将A、B不论以何种比例混合,只要其物质的量之和不变,完全燃烧时消耗的氧气和生成的水的物质的量也不变。那么A、B组成必须满足的条件是 　。
若A是甲烷,则符合上述条件的化合物B中相对分子质量最小的是(写分子式)　　　　,相对分子质量最小的(含有—CH3)B的两种同分异构体的结构简式是　　　　、　　　　。
12.已知烷烃A的密度是相同条件下H2密度的36倍。
(1)该烷烃A的分子式为　　　　。
(2)写出A可能存在的结构简式: 　。
(3)若A的某种同分异构体B的一氯代物只有一种。
①B的系统名称为　　　　　　　　。
②B与Cl2发生反应生成一氯代物的化学方程式为 　。
③B燃烧的化学方程式为 　。
B级关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
13.[2023广东广州高二校考期中]某有机化合物的结构简式如图,下列说法中不正确的是(　　)
A.该有机化合物命名为3-甲基戊烷
B.1 mol该烃最多能与14 mol氯气发生取代反应
C.该烃的密度大于CH3—CH3,但小于水的密度
D.该烃的最简单同系物的二氯代物有两种
14.[2023江苏无锡高一校联考期中]烷烃(以甲烷为例)在光照条件下发生卤代反应,原理如图所示:
某研究人员研究了异丁烷发生溴代反应生成一溴代物的比例,结果如图:
+
下列说法正确的是(　　)
A.异丁烷的二溴代物有两种
B.丙烷在光照条件下发生溴代反应,生成的一溴代物中,2-甲基-1-溴丙烷含量更高
C.反应过程中异丁烷形成的自由基·比·稳定
D.光照条件下卤素单质分子中化学键断裂是引发卤代烃反应的关键步骤
15.标准状况下35 mL气态烷烃完全燃烧,恢复到原来状况下,得到二氧化碳气体140 mL,则该烷烃的分子式为(　　)
A.C5H12 B.C4H10
C.C2H6 D.C3H8
16.两种气态烃组成的混合气体完全燃烧后得到CO2和H2O的物质的量随混合烃的总物质的量的变化如图所示,则下列对混合烃的判断正确的是(　　)
①一定有乙烯　②一定有甲烷　③一定有丙烷　④一定无乙烷　⑤可能有乙烷　⑥可能有丙炔
A.②③⑤ B.⑤⑥
C.②④⑥ D.①④
17.下列有关烷烃的说法正确的是(　　)
A.戊烷的同分异构体有3种,其习惯命名分别为正戊烷、异戊烷、新戊烷
B.沸点:正丁烷<异丁烷
C.符合通式CnH2n+2(n≥0)的物质一定是烷烃的同系物
D.随着碳原子数的依次增加,烷烃中碳元素的质量分数逐渐增大,无限趋近于
18.燃烧0.1 mol两种气态烃的混合物,生成3.58 L CO2(标准状况)和3.6 g H2O,则混合气体中(　　)
A.一定有甲烷
B.一定无乙烷
C.一定无甲烷
D.一定有丙烷
19.在1.01×105 Pa、120 ℃时,1体积某气态烃和8体积足量O2混合点燃,充分燃烧后恢复至原状况,混合气体的密度减少了,则原气态烃的分子式可能是(　　)
①C3H8　②C2H6　③C2H2　④C4H8
A.①④
B.①②
C.②④
D.③④
20.家庭使用的天然气主要成分是甲烷,液化石油气的主要成分为丙烷。
(1)将等物质的量的甲烷和氯气混合后,在漫射光的照射下充分反应,所得产物中物质的量最大的是　　　　　(写化学式,下同),在所有反应产物中,和甲烷分子一样具有正四面体结构的物质是　　　　;
(2)液化石油气燃烧的主要化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;现有一套以天然气为原料的灶具,欲改为燃烧液化石油气,需要对灶具进行改装的措施是　　　　(填“增大”或“减小”)空气进量。
21.著名科学家泽维尔用激光闪烁照相机拍摄到化学反应中化学键断裂和形成的过程,因而获得1999年诺贝尔化学奖。激光有很多用途,例如波长为10.3 μm 的红外激光能切断B(CH3)3分子中的一个B—C键,使之与HBr发生取代反应:B(CH3)3+HBr
B(CH3)2Br+CH4,而利用9.6 μm的红外激光能切断两个B—C键,并与HBr发生二元取代反应。
(1)试写出二元取代的化学方程式: 　。
(2)现用5.6 g B(CH3)3和9.72 g HBr恰好完全反应,则生成物中除了甲烷外,其他两种产物的物质的量之比为多少
22.如图所示表示页岩气中某些烃分子的结构模型:
(1)有机化合物乙的名称为　　　　　　　　　,有机化合物甲与有机化合物乙互为 　。
(2)有机化合物甲的二氯取代物有　　　　种;请你根据甲烷分子的空间结构推测,有机化合物乙中最多有　　　　个C原子在同一平面内。
(3)有机化合物甲和乙的沸点:甲　　　(填“>”“=”或“<”)乙,1 mol甲和乙的混合气体完全燃烧消耗O2的物质的量为　　　 mol。
C级学科素养创新练
23.有A、B、C三种烃,已知:
①B完全燃烧的产物n(CO2)∶n(H2O)=2∶3;
②C为饱和链烃,通常状况下呈气态,其二氯代物有三种;
③A是B分子中的氢原子全部被甲基取代后的产物;A遇Br2的CCl4溶液不褪色,其一氯代物只有一种。
请回答下列问题:
(1)B的最简式为　　　　　　　,分子式为　　　　　　　　　,其二溴代物有　　　　种。
(2)C的三种二氯代物的结构简式分别为　　　　　　　　　、　　　　　　　　　、　　　　　　　　。
(3)A的结构简式为　　　　　　　　,名称为　　　　　　　　。
参考答案
分层作业6　烷烃及其性质
1.A　解析 碳原子数越多的烷烃,相对分子质量越大,沸点越高;碳原子数相同的烷烃,支链越多,沸点越低,所以沸点由高到低的顺序为庚烷>戊烷>2-甲基丁烷>2,2-二甲基丙烷,沸点最低的是2,2-二甲基丙烷,故选A。
2.D　3.C
4.B　解析 甲烷和烷烃性质稳定,都不能与NaOH、强酸、酸性高锰酸钾溶液反应,故A正确;属于环烷烃,甲烷属于链状烷烃,两者结构不相似,与甲烷不属于同系物,故B错误;随分子中碳原子数的增加,烷烃的分子间作用力增强,其熔、沸点逐渐升高,故C正确;每个碳原子最多形成4个共价键,1个碳原子最多结合4个氢原子,所以甲烷是含氢量最大的烷烃,故D正确。
5.C　解析 由结构简式可知该有机化合物为2-甲基戊烷,属于饱和烷烃,故A正确;该有机化合物可由
HC≡C—CH2CH(CH3)2、CH3C≡CCH(CH3)2与氢气发生加成反应生成,故B正确;该烃与2,3-二甲基丁烷分子式相同,互为同分异构体,故C错误;结构不对称,分子中含有5种不同的H原子,则其一氯取代物共有5种,故D正确。
6.C　解析 A选项中的有机化合物有2种等效氢原子;B选项中的有机化合物有2种等效氢原子;C选项中的有机化合物有1种等效氢原子;D选项中的有机化合物有4种等效氢原子,因此一氯代物只有一种的应选C。
7.C　解析 最简式相同的烃不论以什么比例混合,只要总质量一定,则碳元素的质量不变,氢元素的质量也不变,即消耗O2的质量、生成水的质量及生成CO2的质量均不变。
8.C　解析 C3H8是链烃,但其中的碳原子为饱和碳原子,每个碳原子和与之相邻的四个原子形成四面体结构,故3个碳原子不可能在一条直线上,A项正确;C3H8在光照时与Cl2发生取代反应,B项正确;丙烷的球棍模型为,C项错误;1mol丙烷完全燃烧消耗5molO2,D项正确。
9.A　解析 设该烃的分子式为CxHy,则CxHy+(x+)O2xCO2+H2O,由题意可知,烃和O2的物质的量之和应为CO2物质的量的2倍,即1+x+=2x,解得x=1+。当y=4时,x=2;当y=6时,x=2.5,不合题意;当y=8时,x=3。故A项符合题意。
10.B　解析 碳原子数≥3的链状烷烃中碳链呈锯齿形结构,不是直线形结构,故A错误;③正戊烷、④2-甲基丁烷、⑤2,2-二甲基丙烷的分子式相同而结构不同,互为同分异构体,故B正确;结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互为同系物,故①正丁烷、②2-甲基丙烷不是同系物,而互为同分异构体,故C错误;互为同系物的烷烃,碳原子数越多,熔、沸点越高,则③④⑤的沸点高于①②;互为同分异构体的烷烃,支链越多,熔、沸点越低,则①的沸点高于②,③④⑤的沸点高低顺序是③>④>⑤,因此沸点为③>④>⑤>①>②,故D错误。
11.答案 A、B的分子式中氢原子数相同,且相差n个碳原子时,相差2n个氧原子(n为正整数)　C2H4O2　CH3COOH
HCOOCH3
解析 由题意直接可得出A、B含氢原子数一定相同。若二者都为烃,设A为CnHa,B为CmHa,则二者分子式中n与m不等时耗氧量一定不同,所以可推论出A、B可能一种为烃,一种为含氧化合物或二者都含碳、氢、氧三种元素。又因为有机化合物燃烧,1mol 碳原子一定消耗1mol 氧气,所以B如果比A多一个碳原子,则B必须多含2个氧原子,这样才能保证二者消耗氧气的量相同。即相差n个碳原子,同时要相差2n个氧原子。若A为CH4,则B一定含氧原子,按上述结论B相对分子质量最小时应比CH4多1个碳原子、2个氧原子,即C2H4O2。
12.答案 (1)C5H12
(2)CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、CH3C(CH3)2CH3
(3)①2,2-二甲基丙烷　②CH3C(CH3)2CH3+Cl2CH3C(CH3)2CH2Cl+HCl　③C5H12+8O25CO2+6H2O
13.D　解析 系统命名法可知该烃的名称为3-甲基戊烷,故A正确;由结构简式可知,该烃的分子式为C6H14,分子中含有14个氢原子,则1mol该烃最多能与14mol氯气发生取代反应,故B正确;烷烃的密度小于水,烷烃分子中碳原子个数越多,密度越大,则该烃的密度大于乙烷,小于水,故C正确;该烃的最简单同系物为甲烷,甲烷为正四面体结构,二氯代物只有1种,故D错误。
14.D　解析 异丁烷的二溴代物有、、三种结构,A错误;根据烷烃卤代反应的机理,丙烷在光照条件下发生溴代反应,生成的一溴代物中,2-甲基-2-溴丙烷含量更高,B错误;根据烷烃卤代反应的机理,可知形成的自由基越稳定,得到的自由基越多,形成相应卤代烃的量就越多,异丁烷形成的自由基比稳定,C错误;根据烷烃卤代反应的机理,在光照条件下卤素单质分子中化学键断裂形成·X是引发卤代反应的关键步骤,D正确。
15.B　解析 根据同温、同压条件下气体的体积之比等于其分子数之比,烷烃分子数与二氧化碳气体分子数之比为35mL∶140mL=1∶4,该烃1个分子中含有4个碳原子,即该烷烃为丁烷。
16.C　解析 由题给图示可知n(烃)∶n(CO2)∶n(H2O)=1∶1.6∶2,所以n(烃)∶n(C)∶n(H)=1∶1.6∶4,所给混合气体的平均组成为C1.6H4,则一定含有CH4,另一种烃应为CxH4,即一定没有乙烷、丙烷或乙炔,可能有乙烯或丙炔。
17.AD　解析 戊烷存在3种同分异构体:正戊烷、异戊烷和新戊烷,故A正确;对于互为同分异构体的烷烃,不含支链的沸点高于有支链的沸点,正丁烷的沸点高于异丁烷的沸点,故B错误;符合通式CnH2n+2(n≥0)的物质,当n=0时,该物质为氢气,氢气不是烷烃的同系物,故C错误;烷烃分子的通式为CnH2n+2,故烷烃分子的含碳量:,所以随着碳原子数的依次增加,烷烃中碳元素的质量分数逐渐增大,无限趋近于,故D正确。
18.AB　解析 标准状况下,生成n(CO2)=≈0.16mol,生成n(H2O)==0.2mol,因此两种气态烃的平均分子组成为C1.6H4,根据混合物的平均分子组成可知,分子中碳原子数小于1.6的烃只有甲烷,且另一种烃的分子中氢原子数必为4,碳原子数大于或等于2。
19.A
20.答案 (1)HCl　CCl4　(2)C3H8+5O23CO2+4H2O　增大
解析 (1)甲烷在发生取代反应时,除了生成有机化合物之外,还有氯化氢生成,且反应掉的氯气的物质的量和生成的HCl的物质的量相同,所以HCl的物质的量最多;生成物中有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl,其中CCl4为正四面体结构。(2)液化石油气燃烧的化学方程式为C3H8+5O23CO2+4H2O。天然气燃烧的化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O,显然相同体积的C3H8、CH4,C3H8消耗的氧气多,则以天然气为燃料的灶具改为燃烧液化石油气,需要增大空气进量。
21.答案 (1)B(CH3)3+2HBrB(CH3)Br2+2CH4
(2)n[B(CH3)2Br]∶n[B(CH3)Br2]=4∶1。
解析 (2)n[B(CH3)3]==0.1mol,
n(HBr)==0.12mol,
设生成B(CH3)2Br的物质的量为a,生成B(CH3)Br2的物质的量为b,则有:
a+b=0.1mol,a+2b=0.12mol。
解得:a=0.08mol,b=0.02mol。
所以n[B(CH3)2Br]∶n[B(CH3)Br2]=4∶1。
22.答案 (1)异丁烷(或2-甲基丙烷)　同分异构体
(2)6　3　(3)>　6.5
解析 (1)根据有机化合物乙的空间填充模型可知,乙的结构简式为,其名称为异丁烷(或2-甲基丙烷);根据有机化合物甲的球棍模型可知,甲的结构简式为
CH3—CH2—CH2—CH3,有机化合物甲和乙的分子式相同,均为C4H10,而结构不同,二者互为同分异构体。
(2)根据甲的碳骨架结构分析,甲的二氯代物有6种。根据CH4分子的空间结构示意图可知,CH4分子中最多有3个原子在同一平面内,相当于CH4分子中的3个H原子被3个—CH3取代,则有机化合物乙分子中最多有3个C原子在同一平面内。
(3)甲和乙互为同分异构体,甲没有支链,乙有支链,因此沸点:甲>乙。甲和乙的分子式均为C4H10,1molC4H10完全燃烧消耗6.5molO2。
23.答案 (1)CH3　C2H6　2
(2)　　
(3)　2,2,3,3-四甲基丁烷第1章分层作业2　有机化合物的命名
A级必备知识基础练
1.[2023山东济宁高二校考阶段练习]下列各有机化合物的命名正确的是(　　)
A.CH2CH—CHCH2　1,3-二丁烯
B.2-乙基丁烷
C.二甲苯
D.　2,2,5-三甲基-3-乙基庚烷
2.已知两个结构简式:CH3—CH3和CH3—,这两个结构简式中均有短线“—”,这两条短线所表示的意义是 (　　)
A.都表示一对共用电子对
B.都表示一个共价单键
C.前者表示一对共用电子对,后者表示一个未成对电子
D.前者表示分子内只有一个共价单键,后者表示该基团内无共价单键
3.主链含5个碳原子,有甲基、乙基2个支链的烷烃有 (　　)
A.2种
B.3种
C.4种
D.5种
4.下列烷烃分子中去掉一个氢原子后所得的烃基的结构最多的是(　　)
A.甲烷 B.乙烷
C.丙烷 D.丁烷
5.某有机化合物的结构简式如下图。下列说法不正确的是(　　)
A.该有机化合物属于烷烃
B.该烃的名称是3,5-二甲基庚烷
C.该烃与2-甲基-3-乙基己烷互为同分异构体
D.它的最简单的同系物的二氯代物有两种
6.某有机化合物的名称是2,2,3,3-四甲基戊烷,下列有关其结构简式的书写正确的是(　　)
A.(CH3)3CCH(CH3)2
B.(CH3)3CCH2C(CH3)3
C.(CH3)3CC(CH3)2CH2CH3
D.(CH3)3CC(CH3)3
7.[2023广东汕尾高二校考期中]某有机物的结构简式如下所示,命名正确的是(　　)
A.2-甲基-3-丙基戊烷
B.2-甲基-3-乙基己烷
C.3-甲基-4-丙基戊烷
D.4-甲基-5-乙基己烷
8.某烷烃一个分子里含有9个碳原子,其一氯代物只有两种,这种烷烃的名称是(　　)
A.正壬烷
B.2,6-二甲基庚烷
C.2,3,4-三甲基己烷
D.2,2,4,4-四甲基戊烷
9.(1)2,4,6-三甲基-5-乙基辛烷分子中含有　　　　个甲基。
(2)分子中有6个甲基,而一卤代物只有1种的烷烃的分子式是　　　　,结构简式是　　　　　　　　　。
(3)有机化合物的结构简式可用“键线式”表示,如异丁烷CH(CH3)3的结构简式用键线式表示为。则表示的有机化合物可用系统命名法命名为　　　　　　　。
B级关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
10.下列物质中,其分子式为C6H14的是(　　)
A.2-甲基丁烷
B.2,3-二甲基戊烷
C.2-甲基己烷
D.2,3-二甲基丁烷
11.[2023山东青岛高二期中考试]有机物M(结构如图)是合成橡胶的原料,关于该有机物的命名正确的是(　　)
A.2,3-二甲基-2,4-二己烯
B.2,3-二甲基-2,4-己二烯
C.3,4-二甲基-2-乙基-1,3-戊二烯
D.2,3-二甲基-4-乙基-2,4-二戊烯
12.分子式为C8H18,一氯代物只有一种的烷烃的名称为 (　　)
A.2,2,3,3-四甲基丁烷
B.3,4-二甲基己烷
C.2,2,3-三甲基戊烷
D.3-甲基-3-乙基戊烷
13.某烷烃的相对分子质量为86,其一氯代物只有2种,则它的结构简式、名称都正确的是(　　)
A.CH3(CH2)4CH3　己烷
B.(CH3)2CHCH(CH3)2　2,3-二甲基丁烷
C.(C2H5)2CHCH3　3-甲基戊烷
D.C2H5C(CH3)3　2,2-二甲基丁烷
14.下列有机化合物命名正确的是(　　)
A.2-甲基-3-乙基丁烷
B.2,2-二甲基丁烷
C.3-甲基戊烷
D.2,3,3-三甲基丁烷
15.现有一种烃的结构简式为,该烃主链的碳原子数应是(　　)
A.11 B.9
C.10 D.12
16.写出下列有机化合物的结构简式。
(1)2,6-二甲基-4-乙基辛烷: 　　　　　　　　　　。
(2)2,4,8-三甲基-6-乙基壬烷: 　　　　　　　　　　。
(3)在同温同压下与CO2密度相同的烷烃:　 　　　　　　　　　。
(4)碳的质量分数最低的烷烃:　 　　　　　　　　　。
(5)支链中只有一个乙基,且相对分子质量最小的烷烃: 　　　　　　　　　　。
17.下列烷烃的名称是否正确 若不正确请改正。
(1)
2-甲基-4,5-二乙基己烷 　　　　　　　　　。
(2)
2,5-二甲基-4-乙基己烷 　　　　　　　　　。
(3)
3-乙基-2,4-二甲基己烷 　　　　　　　　　。
(4)CH3CH(CH3)C(CH3)2C(CH3)(C2H5)(CH2)2CH3
2,3,3,4,5-五甲基-4-乙基己烷 　　　　　　　　　。
C级学科素养创新练
18.汽油的主要成分是含C5~C11的烃类,是一种无色或淡黄色、易挥发、易燃液体,具有特殊臭味,是小型汽车的主要燃料。请给汽油中含有的下列烷烃用系统命名法命名。
(1)结构简式为(CH3)3CCH(CH3)2: 　　　　　　　　　　。
(2)球棍模型为:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)键线式为:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)结构简式为:　　　　　　　　　　　　　　　。
参考答案
分层作业2　有机化合物的命名
1.D　解析 依据烯烃的命名原则,主链应包含所有双键碳原子,此化合物为二烯烃,则此化合物名称为1,3-丁二烯,A不正确;依据烷烃的命名原则,—CH3取代基在主链的第3个碳原子上,此化合物名称为3-甲基戊烷,B不正确;依据苯的同系物的命名原则,此化合物应命名为邻二甲苯,C不正确;在此烷烃分子中,主链碳原子为7个,应从右往左给主链碳原子编号,则3个—CH3分别在主链的第2、2、5三个碳原子上,—CH2CH3在主链的第3个碳原子上,其名称为2,2,5-三甲基-3-乙基庚烷,D正确。
2.C　解析 结构简式CH3—CH3中的短线表示碳碳单键,即表示一对共用电子对,而结构简式CH3—中的短线仅表示1个电子,所以A、B均错误,C正确;CH3—CH3和CH3—均含有C—H键,所以D错误。
3.A　4.D
5.D　解析 题给烷烃的最简单的同系物为甲烷,甲烷的二氯代物只有一种,D项错误。
6.C　解析 根据有机化合物的名称2,2,3,3-四甲基戊烷可写出其结构简式为,则C项正确。
7.B　解析 最长碳链有6个碳原子,2号碳有一个甲基,3号碳有一个乙基,命名为2-甲基-3-乙基己烷,故选B。
8.D　解析 烷烃的一个分子里含有9个碳原子,其一氯代物只有两种,则结构对称,只有2种等效H原子,正壬烷的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3,其分子中含有5种等效氢原子,其一氯代物有5种,故A错误;2,6-二甲基庚烷的结构简式为CH3CH(CH3)CH2CH2CH2CH(CH3)CH3,分子中含有4种等效H原子,其一氯代物有4种,故B错误;2,3,4-三甲基己烷的结构简式为
CH3CH(CH3)CH(CH3)CH(CH3)CH2CH3,其分子中含有8种等效H原子,其一氯代物有8种,故C错误;2,2,4,4-四甲基戊烷的结构简式为(CH3)3CCH2C(CH3)3,其分子中含有2种等效H原子,其一氯代物只有2种,故D正确。
9.答案 (1)6
(2)C8H18　
(3)2,3,3-三甲基戊烷
解析 (2)可考虑由乙烷衍变,CH3CH3只有一种一卤代物,6个H原子被6个—CH3取代后,一卤代物也只有1种,即符合要求的烷烃为,其分子式为C8H18。
(3)表示的有机化合物的结构简式为,其名称为2,3,3-三甲基戊烷。
10.D
11.C　解析 该有机物含两个双键,主链需选择包含两个双键的最长碳链,共有5个碳原子,然后编号双键位置为1和3,其余按照取代基处理,所以该有机物命名为3,4-二甲基-2-乙基-1,3-戊二烯,故答案选C。
12.A
13.B　解析 烷烃的通式为CnH2n+2,若烷烃的相对分子质量为86,则有14n+2=86,解得n=6,该烷烃的分子式为C6H14,与Cl2反应生成的一氯代物只有2种,说明有2种H原子。CH3(CH2)4CH3有3种不同化学环境的氢原子,一氯代物有3种,A错误;(CH3)2CHCH(CH3)2有2种不同化学环境的氢原子,一氯代物有2种,名称为2,3-二甲基丁烷,B正确;(C2H5)2CHCH3为3-甲基戊烷,且有4种不同化学环境的氢原子,C错误;C2H5C(CH3)3有3种不同化学环境的氢原子,一氯代物有3种,D错误。
14.BC　15.A
16.答案 (1)
(2)
(3)CH3CH2CH3　(4)CH4
(5)
解析 (1)根据烷烃的系统命名法分析,2,6-二甲基-4-乙基辛烷的结构简式为。
(2)根据烷烃的系统命名法分析,2,4,8-三甲基-6-乙基壬烷的结构简式为。
(3)同温同压下,气体的密度之比等于其相对分子质量之比,与CO2密度相同的烷烃的相对分子质量为44,设该烷烃的分子式为CnH2n+2,则12n+2n+2=44,则n=3,即该烷烃为丙烷,结构简式为CH3CH2CH3。
(4)碳的质量分数最低的烷烃为甲烷,结构简式为CH4。
(5)乙基不能连到1、2号碳原子上,故支链中只有一个乙基,且相对分子质量最小的烷烃的结构简式为。
17.答案 (1)2,5-二甲基-4-乙基庚烷
(2)2,5-二甲基-3-乙基己烷
(3)2,4-二甲基-3-乙基己烷
(4)2,3,3,4-四甲基-4-乙基庚烷
解析(1)主链选错,故不正确,应是2,5-二甲基-4-乙基庚烷。(2)编号错,取代基位次号之和应最小,故不正确,应是2,5-二甲基-3-乙基己烷。(3)取代基顺序写错,应由简到繁,故不正确,应是2,4-二甲基-3-乙基己烷。(4)主链选错,故不正确,这类结构简式很容易算错主链碳原子数和写错取代基位置,最好化为较直观的形式:,然后命名应是2,3,3,4-四甲基-4-乙基庚烷。
18.答案 (1)2,2,3-三甲基丁烷
(2)2,2,5-三甲基庚烷
(3)2,2,5-三甲基-3-乙基己烷
(4)3,3,4-三甲基己烷(共29张PPT)
第1章
第2节　第1课时　碳原子的成键方式
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A 级 必备知识基础练
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1.下列不属于碳原子成键特点的是(　　)
A.易失去最外层的电子形成离子
B.最外层电子能与其他原子的外层电子形成共用电子对
C.能够形成单键、双键和三键
D.每个碳原子最多与其他原子形成4个共价键
A
解析 碳原子既难得电子,又难失电子,故A符合题意。
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2.下列化学式及结构式中,从成键情况看不合理的是(　　)
D
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3.烯烃、炔烃、芳香烃和乙醛都能发生加成反应,这是因为它们都含有
(　　)
A.单键 B.不饱和键
C.非极性键 D.碳原子
B
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4.下列化合物的分子中,所有原子可能共平面的是(　　)
A.甲苯 B.乙烷
C.丙炔 D.1,3-丁二烯
D
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5.与4个原子或原子团相连形成4个单键的碳原子为饱和碳原子,否则为不饱和碳原子。化合物CH3—CH=CH—COOH中,不饱和碳原子有(　　)
A.2个 B.3个
C.4个 D.1个
B
解析 分子中带“*”的碳原子均为不饱和碳原子。
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6.下列关于乙烯和乙烷相比较的各说法不正确的是(　　)
A.乙烯是不饱和烃,乙烷是饱和烃
B.乙烯能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色,乙烷则不能
C.乙烯分子中相邻两个键的夹角比乙烷分子相邻两个键的夹角小
D.乙烯分子为平面形结构,乙烷分子为立体结构
C
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7.下列表示乙醇的结构中不正确的是(　　)
A.CH3CH2OH B.C2H5OH
D
解析 D项中键线式表示的结构简式为CH3CH2CH2OH。
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8.某有机化合物的分子结构为 ,下列说法不正确的是(　　)
A.该分子中既含有极性共价键,又含有非极性共价键
B.该分子是极性分子
C.该分子中六个原子位于同一平面,键角为120°
D.该物质难溶于水
C
解析 题给分子为氯乙烯,其中C—Cl键和C—H键属于极性共价键,C=C键属于非极性共价键,故A正确;该分子结构不对称,属于极性分子,故B正确;该分子相当于一个Cl原子取代乙烯分子中的一个H原子后得到的产物,所有的原子都处于同一个平面上,但是其键角不再是120°,故C错误;卤代烃都难溶于水,故D正确。
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9.下列有机化合物分子中,所有原子不可能在同一平面上的是(　　)
D
解析 根据甲烷、乙烯、乙炔、苯的结构可知,A、B、C项的有机化合物分子中,所有原子均可能在同一平面上,D项的有机化合物分子中含有—CH3,所有原子不可能共平面。
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10.在下列有机化合物分子中,处于同一平面上的原子最多有(　　)
A.12个
B.14个
C.18个
D.20个
D
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11.甲烷分子中的4个氢原子都可以被取代。若甲烷分子中的4个氢原子都被苯基取代,则可得到的分子如图所示。
(1)写出其分子式:　　　　　　　。
(2)碳碳键之间的键角有　　　　种。
(3)一个该有机化合物分子中极性键有　　　　个,非极性键有　 　个。
C25H20　
两
20
28
解析 CH4中的所有H原子被苯基取代,因此四个C—C单键键角仍为109°28';苯环中碳碳键之间的键角为120°,C原子之间的化学键都是非极性键,苯环上的C—H键为极性键。
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B 级 关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
12.下列双键或三键中,属于极性键且极性最强的是(　　)
B
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13.据报道,近年来发现了一种新的星际分子,其分子模型如图所示(图中球与球之间的连线代表化学键,如单键、双键、三键等,颜色相同的球表示同一种原子)。
下列对该物质的说法正确的是(　　)
A.①处的化学键表示碳碳三键
B.此星际分子属于烃类
C.③处的原子可能是氯原子或氟原子
D.②处的化学键表示碳碳单键
AD
解析 设X代表 原子,有机化合物分子中碳原子总是要满足4个价键,由左向右推测其结构简式为H—C≡C—C≡ ,所以
①处是碳碳三键,③处若为F原子或Cl原子,则C原子不能满足4个价键,且X不为C原子或H原子,则此星际分子不属于烃类,②处是碳碳单键。
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14.下列说法正确的是(　　)
A.碳原子间以单键结合,碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定是饱和链烃
B.分子组成符合CnH2n+2的烃一定是烷烃
C.正戊烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上
D.碳氢原子个数比为1∶3的烃有两种
B
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15.下列有机化合物中,对于可能在同一平面上的最多原子数的判断正确的是(　　)
C
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解析 和 分子中均存在与其他碳原子相连的sp3
杂化的碳原子,故所有碳原子均不可能处于同一平面上,A错误;甲苯中苯环上的12个原子一定共平面,另外甲基上有1个H原子可能与该平面共面,故最多有13个原子处于同一平面上,B错误;CH3—CH=CH—C≡C—CH3分子中所有碳原子一定共平面,另外每个甲基上有1个H原子可能与之共平面,碳碳双键上的2个H原子一定与之共平面,故最多有10个原子处于同一平面上,C正确;异丙苯分子中存在与其他碳原子相连的sp3杂化的碳原子,故该分子中至少有1个碳原子不与其余碳原子处于同一平面,D错误。
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16.某烃的结构简式为 ,分子中饱和碳原子
数为a,可能在同一直线上的碳原子数为b,可能在同一平面上的碳原子数最多为c,则a、b、c分别为(　　)
A.4、5、7 B.4、3、8
C.2、3、4 D.4、6、8
B
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17.丙烯颜料是一种使用非常方便的手绘颜料。下列关于丙烯(CH3—CH=CH2)的说法正确的是(　　)
A.丙烯分子中3个碳原子在同一直线上
B.丙烯分子中3个碳原子都是sp3杂化
C.丙烯分子中不存在非极性键
D.一个丙烯分子中有8个σ键、1个π键
D
解析 由碳碳双键为平面结构、甲基为四面体结构可知,丙烯分子中2个碳原子在同一直线上,故A错误;甲基上C原子价电子对数是4,碳碳双键两端的C原子价电子对数都是3,根据价电子对互斥理论判断C原子杂化类型,甲基上C原子采用sp3杂化、其余两个C原子采用sp2杂化,故B错误;同种非金属元素之间易形成非极性键,不同种非金属元素之间易形成极性键,该分子中存在非极性键C—C键、C=C键、极性键C—H键,故C错误;共价单键为σ键,共价双键中一个是σ键、一个是π键,所以一个丙烯分子中含有8个σ键、1个π键,故D正确。
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18.某链状有机物分子中含有n个—CH2—、m个 、a个—CH3,其余为—OH,则羟基的个数为(　　)
A.m+2-a B.2n+3m-a
C.n+m+a D.m+2n+2-a
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19.某化工厂生产的某产品只含碳、氢、氧三种元素,其分子的球棍模型如图所示(图中球与球之间的连线代表化学键,如单键、双键等)。
(1)该有机化合物中 表示的原子为　　　　(用元素符号表示,下同), 表示的原子为　　　　, 表示的原子为　　　　。
(2)该有机化合物中存在的极性键有
　　　 　　　　,非极性键有　 　 　。
H
C
O
C—H键、C—O键、O—H键、C=O键
C—C键、C=C键
(4)下列物质中,与该产品的分子互为同系物的是　　　　(填序号)。
(3)该产品的分子的结构简式为 　 　。
③
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(4)同系物的结构相似,分子组成上相差一个或若干个CH2原子团,③分子中含有1个碳碳双键和1个羧基,其分子组成上比题给有机化合物分子多一个CH2,它们互为同系物。
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C 级 学科素养创新练
20.酚酞是中学化学中常用的酸碱指示剂,其结构简式如图所示,回答下列问题:
(1)酚酞的分子式为　　　　　　。
(2)1个酚酞分子中含有　　　个饱和碳原子和　　　个不饱和碳原子。
(3)酚酞分子中的双键有　　　种,是　　　　　　　　　;极性键有
　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　(写两种即可)。
C20H14O4
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碳氧双键
H—O键、C—O键、C=O键、C—H键(两种即可)
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解析 根据碳原子的结构特点,与4个原子形成共价键的碳原子称为饱和碳原子,其他的碳原子称为不饱和碳原子,所以酚酞分子中有19个不饱和碳原子、1个饱和碳原子。酚酞分子中只有碳氧双键一种双键;不同原子间形成的共价键为极性键。(共28张PPT)
第1章
第1节　第2课时　有机化合物的命名
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A 级 必备知识基础练
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1.[2023山东济宁高二校考阶段练习]下列各有机化合物的命名正确的是
(　　)
D
解析 依据烯烃的命名原则,主链应包含所有双键碳原子,此化合物为二烯烃,则此化合物名称为1,3-丁二烯,A不正确;依据烷烃的命名原则,—CH3取代基在主链的第3个碳原子上,此化合物名称为3-甲基戊烷,B不正确;依据苯的同系物的命名原则,此化合物应命名为邻二甲苯,C不正确;在此烷烃分子中,主链碳原子为7个,应从右往左给主链碳原子编号,则3个—CH3分别在主链的第2、2、5三个碳原子上,—CH2CH3在主链的第3个碳原子上,其名称为2,2,5-三甲基-3-乙基庚烷,D正确。
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2.已知两个结构简式:CH3—CH3和CH3—,这两个结构简式中均有短线“—”,这两条短线所表示的意义是(　　)
A.都表示一对共用电子对
B.都表示一个共价单键
C.前者表示一对共用电子对,后者表示一个未成对电子
D.前者表示分子内只有一个共价单键,后者表示该基团内无共价单键
C
解析 结构简式CH3—CH3中的短线表示碳碳单键,即表示一对共用电子对,而结构简式CH3—中的短线仅表示1个电子,所以A、B均错误,C正确;CH3—CH3和CH3—均含有C—H键,所以D错误。
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3.主链含5个碳原子,有甲基、乙基2个支链的烷烃有(　　)
A.2种
B.3种
C.4种
D.5种
A
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4.下列烷烃分子中去掉一个氢原子后所得的烃基的结构最多的是(　　)
A.甲烷 B.乙烷
C.丙烷 D.丁烷
D
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5.某有机化合物的结构简式如下图。下列说法不正确的是(　　)
A.该有机化合物属于烷烃
B.该烃的名称是3,5-二甲基庚烷
C.该烃与2-甲基-3-乙基己烷互为同分异构体
D.它的最简单的同系物的二氯代物有两种
D
解析 题给烷烃的最简单的同系物为甲烷,甲烷的二氯代物只有一种,D项错误。
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6.某有机化合物的名称是2,2,3,3-四甲基戊烷,下列有关其结构简式的书写正确的是(　　)
A.(CH3)3CCH(CH3)2 B.(CH3)3CCH2C(CH3)3
C.(CH3)3CC(CH3)2CH2CH3 D.(CH3)3CC(CH3)3
C
解析 根据有机化合物的名称2,2,3,3-四甲基戊烷可写出其结构简式
为 ,则C项正确。
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7.[2023广东汕尾高二校考期中]某有机物的结构简式如下所示,命名正确的是(　　)
A.2-甲基-3-丙基戊烷
B.2-甲基-3-乙基己烷
C.3-甲基-4-丙基戊烷
D.4-甲基-5-乙基己烷
B
解析 最长碳链有6个碳原子,2号碳有一个甲基,3号
碳有一个乙基,命名为2-甲基-3-乙基己烷,故选B。
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8.某烷烃一个分子里含有9个碳原子,其一氯代物只有两种,这种烷烃的名称是(　　)
A.正壬烷
B.2,6-二甲基庚烷
C.2,3,4-三甲基己烷
D.2,2,4,4-四甲基戊烷
D
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解析 烷烃的一个分子里含有9个碳原子,其一氯代物只有两种,则结构对称,只有2种等效H原子,正壬烷的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3,其分子中含有5种等效氢原子,其一氯代物有5种,故A错误;2,6-二甲基庚烷的结构简式为CH3CH(CH3)CH2CH2CH2CH(CH3)CH3,分子中含有4种等效H原子,其一氯代物有4种,故B错误;2,3,4-三甲基己烷的结构简式为
CH3CH(CH3)CH(CH3)CH(CH3)CH2CH3,其分子中含有8种等效H原子,其一氯代物有8种,故C错误;2,2,4,4-四甲基戊烷的结构简式为(CH3)3CCH2C(CH3)3,其分子中含有2种等效H原子,其一氯代物只有2种,故D正确。
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9.(1)2,4,6-三甲基-5-乙基辛烷分子中含有　　　　个甲基。
(2)分子中有6个甲基,而一卤代物只有1种的烷烃的分子式是　　　　,结
构简式是　　 　　　　　　　。
6
C8H18
2,3,3-三甲基戊烷
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解析 (2)可考虑由乙烷衍变,CH3CH3只有一种一卤代物,6个H原子被6个—CH3取代后,一卤代物也只有1种,即符合要求的烷烃为
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以下选择题有1~2个选项符合题意。
10.下列物质中,其分子式为C6H14的是(　　)
A.2-甲基丁烷
B.2,3-二甲基戊烷
C.2-甲基己烷
D.2,3-二甲基丁烷
B 级 关键能力提升练
D
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11.[2023山东青岛高二期中考试]有机物M(结构如图)是合成橡胶的原料,关于该有机物的命名正确的是(　　)
A.2,3-二甲基-2,4-二己烯
B.2,3-二甲基-2,4-己二烯
C.3,4-二甲基-2-乙基-1,3-戊二烯
D.2,3-二甲基-4-乙基-2,4-二戊烯
C
解析 该有机物含两个双键,主链需选择包含两个双键的最长碳链,共有5个碳原子,然后编号双键位置为1和3,其余按照取代基处理,所以该有机物命名为3,4-二甲基-2-乙基-1,3-戊二烯,故答案选C。
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12.分子式为C8H18,一氯代物只有一种的烷烃的名称为(　　)
A.2,2,3,3-四甲基丁烷
B.3,4-二甲基己烷
C.2,2,3-三甲基戊烷
D.3-甲基-3-乙基戊烷
A
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13.某烷烃的相对分子质量为86,其一氯代物只有2种,则它的结构简式、名称都正确的是(　　)
A.CH3(CH2)4CH3　己烷
B.(CH3)2CHCH(CH3)2　2,3-二甲基丁烷
C.(C2H5)2CHCH3　3-甲基戊烷
D.C2H5C(CH3)3　2,2-二甲基丁烷
B
解析 烷烃的通式为CnH2n+2,若烷烃的相对分子质量为86,则有14n+2=86,解得n=6,该烷烃的分子式为C6H14,与Cl2反应生成的一氯代物只有2种,说明有2种H原子。CH3(CH2)4CH3有3种不同化学环境的氢原子,一氯代物有3种,A错误;(CH3)2CHCH(CH3)2有2种不同化学环境的氢原子,一氯代物有2种,名称为2,3-二甲基丁烷,B正确;(C2H5)2CHCH3为3-甲基戊烷,且有4种不同化学环境的氢原子,C错误;C2H5C(CH3)3有3种不同化学环境的氢原子,一氯代物有3种,D错误。
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14.下列有机化合物命名正确的是(　　)
A.2-甲基-3-乙基丁烷
B.2,2-二甲基丁烷
C.3-甲基戊烷
D.2,3,3-三甲基丁烷
BC
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15.现有一种烃的结构简式为
,该烃主链的碳原子数
应是(　　)
A.11 B.9
C.10 D.12
A
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16.写出下列有机化合物的结构简式。
(1)2,6-二甲基-4-乙基辛烷: 　 　 　 　　。
(2)2,4,8-三甲基-6-乙基壬烷: 　 　 　 　 　。
(3)在同温同压下与CO2密度相同的烷烃:　 　 　 　 　。
(4)碳的质量分数最低的烷烃:　 　 　 　 　。
(5)支链中只有一个乙基,且相对分子质量最小的烷烃:　 　 　 　。
CH3CH2CH3　
CH4
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解析 (1)根据烷烃的系统命名法分析,2,6-二甲基-4-乙基辛烷的结构简式为
(2)根据烷烃的系统命名法分析,2,4,8-三甲基-6-乙基壬烷的结构简式为
(3)同温同压下,气体的密度之比等于其相对分子质量之比,与CO2密度相同的烷烃的相对分子质量为44,设该烷烃的分子式为CnH2n+2,则12n+2n+2=44,则n=3,即该烷烃为丙烷,结构简式为CH3CH2CH3。
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(4)碳的质量分数最低的烷烃为甲烷,结构简式为CH4。
(5)乙基不能连到1、2号碳原子上,故支链中只有一个乙基,且相对分子质
量最小的烷烃的结构简式为 。
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17.下列烷烃的名称是否正确 若不正确请改正。
2,5-二甲基-4-乙基庚烷
2,5-二甲基-3-乙基己烷
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3-乙基-2,4-二甲基己烷 　　　　　　　　　　　　　。
(4)CH3CH(CH3)C(CH3)2C(CH3)(C2H5)(CH2)2CH3
2,3,3,4,5-五甲基-4-乙基己烷 　　　　　　　　　　　　　。
2,4-二甲基-3-乙基己烷
2,3,3,4-四甲基-4-乙基庚烷
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解析 (1)主链选错,故不正确,应是2,5-二甲基-4-乙基庚烷。(2)编号错,取代基位次号之和应最小,故不正确,应是2,5-二甲基-3-乙基己烷。(3)取代基顺序写错,应由简到繁,故不正确,应是2,4-二甲基-3-乙基己烷。(4)主链选错,故不正确,这类结构简式很容易算错主链碳原子数和写错取代基位置,最好化为较直观的形式:
,然后命名应是
2,3,3,4-四甲基-4-乙基庚烷。
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C 级 学科素养创新练
18.汽油的主要成分是含C5~C11的烃类,是一种无色或淡黄色、易挥发、易燃液体,具有特殊臭味,是小型汽车的主要燃料。请给汽油中含有的下列烷烃用系统命名法命名。
(1)结构简式为(CH3)3CCH(CH3)2: 　　　　　　　　　　。
2,2,3-三甲基丁烷
2,2,5-三甲基庚烷
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2,2,5-三甲基-3-乙基己烷
3,3,4-三甲基己烷