第1课时 认识有机化合物的一般性质与结构特点
必备知识基础练进阶训练第一层
知识点1认识有机化合物的一般性质
1.下列物质中属于有机化合物的是( )
①乙醇 ②蛋白质 ③石墨 ④甲烷 ⑤蔗糖
⑥碳酸 ⑦一氧化碳 ⑧碳酸钙 ⑨乙酸
A．①②④⑤⑨ B．①④⑤⑨
C．①④⑤⑦⑧⑨ D．①②④⑨
2．下列关于有机化合物性质的叙述不正确的是( )
A．大多数有机化合物难溶于水，易溶于有机溶剂
B．有机化合物参加的反应比较复杂，一般情况下反应较慢
C．有机化合物一般硬度大、熔点高
D．绝大多数有机化合物受热易分解，容易燃烧
3．下列关于有机化合物叙述不正确的是( )
A．碳原子性质较活泼，除C原子之间可以成键外，C原子与其他元素的原子也可形成化学键
B．碳原子间能形成单键，也能形成双键或三键，进而形成碳链或碳环
C．易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂中的物质不一定是有机化合物
D．有机化合物所发生的反应，一般比较复杂，并且还常伴有副反应发生
4．下列有关有机物的说法正确的是( )
A．有机物只能从动植物中提取
B．所有的有机反应都比较复杂、缓慢，并且常伴有副反应发生
C．所有的有机物都易燃烧
D．有机物都含有碳元素，但含碳化合物不一定是有机物
知识点2认识有机化合物的结构特点
5.下列物质中，属于有机物但不属于烃的是( )
A．CO B．CH3COOH
C．CaCO3 D．C2H6
6．验证某有机物属于烃，应完成的实验内容是( )
A．只测定它的碳、氢原子个数比
B．只要证明它完全燃烧后的产物只有H2O和CO2
C．只测定其燃烧产物中H2O和CO2的物质的量的比值
D．测定该试样的质量及试样完全燃烧后生成H2O和CO2的质量
7．下列关于甲烷结构的说法错误的是( )
A．甲烷分子的空间构型为正四面体结构
B．甲烷分子中的4个氢原子不在同一平面上
C．甲烷分子中最多有4个原子在同一平面上
D．甲烷分子中任意两个碳氢键之间的夹角相等
8．下列分子与甲烷的结构相同的是( )
9．下列有关碳原子之间相互结合的方式不正确的是( )
A．碳原子之间可以以单键相连
B．碳原子之间可以形成双键，也可以形成三键
C．多个碳原子之间可以形成碳环，也可以形成碳链
D．在一种有机物中，碳原子之间只能结合成碳链或者结合成碳环
10．下列关于碳原子成键的说法正确的是( )
A．所有有机化合物中每个碳原子均与4个氢原子形成4个共价单键
B．碳原子与氢原子以及碳原子之间只能形成共价单键
C．碳原子间可以构成链状结构，也可以构成环状结构
D．有机化合物中碳原子间形成的共价键数一定小于碳原子数
11．碳原子之间的不同结合方式使得有机物种类繁多，下列碳原子的结合方式中错误的是(假设碳原子其余共价键全部与氢原子结合)( )
12．下列叙述中不正确的是( )
A．碳原子既可以跟碳原子又可以跟其他原子(如氢原子)形成4个共价键
B．碳原子性质非常活泼，易跟多种原子形成共价键
C．碳原子之间既可以形成单键，又可以形成双键和三键
D．多个碳原子可以形成长度不同的链、支链及环，且链、环之间又可以相互结合
13．下列化学用语或模型正确的是( )
A．NH4Cl的电子式：
B．中子数为7的氮原子：N
C．丙烷分子的球棍模型：
D．乙烯的结构简式：CH2CH2
14.常温下取一支大硬质试管，通过排饱和食盐水的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气(如图)，下列对于试管内发生的反应及现象的说法正确的是( )
A．此反应无光照也可发生
B．甲烷和Cl2反应后的产物只有CH3Cl和HCl
C.CH4和Cl2完全反应后液面上升，液体充满试管
D．盛放饱和食盐水的水槽底部会有少量晶体析出
15．下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是( )
A．甲烷与氯气的物质的量之比为1∶1，混合发生取代反应只生成CH3Cl
B．甲烷与氯气的取代反应，产物中CH3Cl最多
C．甲烷与氯气的取代反应，产物为混合物
D．1 mol甲烷与氯气反应生成CCl4，最多消耗2 mol氯气
关键能力综合练进阶训练第二层
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1．下列各图均能表示甲烷的分子结构，哪一种更能反映其真实存在的状况( )
A．甲烷分子结构示意图：
B．甲烷分子电子式：
C．球棍模型：
D．填充模型：
2．把1 mol甲烷和4 mol氯气的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛有饱和食盐水的水槽里，放在光亮处，一段时间后，推测可能观察到的现象是( )
①黄绿色逐渐消失 ②试管壁上有油状液滴产生
③试管内水面上升 ④水槽内有少量晶体析出
A．①③ B．①②③
C．①③④ D．①②③④
3．如图表示碳原子相互结合的几种方式。小圆球表示碳原子，小棍表示化学键，假如碳原子上其余的化学键都是与氢原子结合，则下列说法正确的是( )
A．图中属于烷烃的是A、C、D
B．一个C分子和一个E分子中氢原子数相同
C．图中物质碳元素的质量分数最小的是A
D．图中与B互为同分异构体的有C、D、E
4．下列关于链状烷烃的说法正确的有( )
①在烷烃分子中，所有的化学键都是单键； ②分子组成上满足CnH2n＋2(n≥1)的有机物一定是烷烃； ③丁烷分子中所有的碳原子一定在同一平面上； ④烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明烷烃不能发生氧化反应； ⑤CH3CH(CH3)CH2CH3的一氯代物有四种； ⑥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有机物一定是烷烃。
A．3个 B．4个 C．5个 D．6个
5．下列反应中，属于取代反应的是( )
①CH3CH===CH2＋Br2―→CH3CHBrCH2Br
②2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O
③CH3COOH＋CH3CH2OH
CH3COOCH2CH3＋H2O
④＋HNO3＋H2O
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。
6．将2 mol甲烷和适量的Cl2混合后，在光照条件下充分反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的物质的量依次增多0.2 mol，则参加反应的Cl2的物质的量为( )
A．1.5 mol B．3 mol C．4.5 mol D．6 mol
7．以下结构表示的有机物不属于烷烃的是( )
A．
B．
C．
D．
8．已知：正四面体形分子E和直线形分子G反应，生成四面体形分子L和直线形分子M(组成E分子的元素的原子序数均小于10，组成G分子的元素为第三周期元素)。下列判断中正确的是( )
A．常温常压下，L是一种液态有机物
B．E的二溴代物只有两种结构
C．G的水溶液具有强氧化性和漂白性
D．上述反应的类型是取代反应
9．在光照的条件下，将1 mol甲烷与一定量的氯气充分混合，经过一段时间，甲烷和氯气均无剩余，生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢，若已知生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳的物质的量分别为a mol、b mol、c mol，该反应中消耗的氯气的物质的量是( )
A．(1－a－b－c) mol B．(1＋a＋2b＋3c) mol
C．(2a＋3b＋4c) mol D．(a＋b＋c) mol
三、非选择题
10．如图是某同学利用日常用品注射器设计的简易实验装置。甲管中注入10 mL CH4，同温同压下乙管中注入50 mL Cl2，将乙管气体推入甲管中，气体在甲管中反应，针管放在光亮处一段时间。
(1)下列是某同学预测的实验现象正确的是________。
A．气体颜色变浅最终变为无色
B．实验过程中，甲管活塞向内移动
C．甲管内壁有油珠附着
D．甲管中产生火花
(2)甲管中发生化学反应的类型为_______________________________________。
(3)反应后，甲管中剩余气体能用下列试剂吸收的是________。
A．水 B．NaOH溶液
C．AgNO3溶液 D．饱和食盐水
(4)反应后，若将甲中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到的现象正确的是( )
A．溶液分层，油层在下层
B．溶液不分层
C．溶液分层，油层在上层
D．水层产生白色沉淀
若再向其中滴入几滴石蕊试液，又观察到___________________________________
________________________________________________________________________。
学科素养升级练进阶训练第三层
1．如图是CH4、CCl4、CH3Cl的球棍模型。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、CCl4所含的化学键完全相同
D．CH4、CCl4的结构相同，性质也相同
2．下列各项中的物质，互为同系物的是( )
A．和
B．和
C．HOCH2CH2OH和
D．和
3．下列事实中能证明甲烷分子具有以碳原子为中心的正四面体结构的是( )
A．CH3Cl只代表一种物质
B．CH2Cl2只代表一种物质
C．CHCl3只代表一种物质
D．CCl4只代表一种物质
4．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所示：
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)设V(Cl2)/V(CH4)＝x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应________。
(3)D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是________________________________。
(4)E装置的作用是________(填字母)。
A．收集气体 B．吸收氯气
C．防止倒吸 D．吸收氯化氢
(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________(填字母)。
a．CH4 b．CH3Cl c．CH2Cl2
d．CHCl3 e．CCl4
第1课时 认识有机化合物的一般性质与结构特点
必备知识基础练
1．答案：A
解析：①乙醇、②蛋白质、④甲烷、⑤蔗糖、⑨乙酸是含碳元素的化合物，属于有机化合物；③石墨是碳元素形成的单质，不属于有机化合物；⑥碳酸、⑦一氧化碳、⑧碳酸钙是含碳元素的化合物，但其性质与无机物类似，因此把它们看作无机物。
2．答案：C
解析：大多数有机化合物难溶于水，易溶于有机溶剂，A正确；有机化合物参加的反应比较复杂，一般情况下反应较慢，B正确；有机化合物一般硬度较小、熔点较低，C不正确；绝大多数有机化合物受热易分解，容易燃烧，D正确。
3．答案：A
解析：碳原子除了彼此间可以成键外，还可以与其他元素的原子成键，但碳元素的非金属性较弱，碳原子性质不活泼，故A错误；碳原子间可以形成单键，也可以形成双键或三键，进而形成碳链或碳环，故B正确；易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂的物质不一定是有机化合物，如溴单质在这些溶剂中的溶解度也较大，故C正确；有机反应往往比较复杂，常常伴有副反应发生，故D正确。
4．答案：D
解析：有机物可以人工合成，有机反应一般较复杂、缓慢，常伴有副反应发生，并不是所有的有机物都易燃烧。
5．答案：B
解析：仅由碳、氢两种元素形成的有机化合物是烃类。CO是无机物，A不符合题意；乙酸是有机物，但不是烃，B符合题意；碳酸钙是无机物，C不符合题意；乙烷是碳氢化合物，属于烃类，D不符合题意。
6．答案：D
解析：烃仅含碳和氢两种元素，完全燃烧的产物为CO2和H2O，但燃烧产物只有CO2和H2O的有机物不一定是烃，它可能含有碳、氢、氧三种元素。
7．答案：C
解析：A项，甲烷的碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子位于正四面体的四个顶点上，正确；B项，构成正四面体结构的4个氢原子不可能在同一平面上，正确；C项，甲烷分子中最多有3个原子在同一平面上，错误；D项，甲烷分子为正四面体结构，每两个碳氢键间的夹角均相等，正确。
8．答案：D
解析：甲烷属于正四面体结构，A、B、C都属于四面体结构，但不是正四面体。D属于正四面体结构。
9．答案：D
解析：在一种有机物中，碳原子之间既能结合成碳链也可以结合成碳环。
10．答案：C
解析：A项，除甲烷外有机化合物中不可能每个碳原子都与4个氢原子形成4个共价键，错误；B项，碳原子与氢原子间只能形成共价单键，但碳原子间除可形成共价单键外，还可形成共价双键等，错误；C项，碳原子间可以以链状结构形式存在，也可以以环状结构形式存在，正确；D项，如果是链状结构，则碳原子间形成的共价键数一定小于碳原子数，如果是环状结构，且碳原子全部位于环上，则碳原子间形成的共价键数可以等于或大于碳原子数，错误。
11．答案：C
解析：A项，该物质是正丁烷，图中省略了C—H键；B项，该物质是异丁烷，图中省略了C—H键；C项，图中有1个C连有5个键，不合理；D项，该物质是环丁烷，图中省略了C—H键；故选C。
12．答案：B
解析：碳原子性质不活泼，B项不正确。
13．答案：C
解析：氯化铵的电子式为，故A错误；质量数＝质子数＋中子数，中子数为7的氮原子的质量数为14，该氮原子可表示为N，故B错误；丙烷的球棍模型为，故C正确；烯烃的结构简式中碳碳双键不能省略，乙烯的结构简式为CH2===CH2，故D错误。
14．答案：D
解析：在光照条件下，CH4与Cl2能发生如下反应：CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl、CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl、CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl、CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl，常温下反应产物中，CH3Cl、HCl呈气态，CH2Cl2、CHCl3、CCl4呈液态，只有HCl易溶于水，CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4都难溶于水。CH4与Cl2的取代反应只有在光照条件下才能发生，若无光照则不能发生反应，故A不正确；甲烷和Cl2在光照条件下发生取代反应后的产物有HCl、CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，故B不正确；CH4和Cl2反应很难完全进行，且反应后的气体产物CH3Cl难溶于水，反应后液面会上升，但液体不能充满试管，故C不正确；由于反应生成的HCl易溶于饱和食盐水，使得饱和食盐水中c(Cl－)增大，从而使水槽底部有少量晶体(NaCl)析出，故D正确。
15．答案：C
解析：甲烷与氯气一旦发生取代反应就不会停止在某一步，生成的产物为混合物，得不到纯净的CH3Cl，A错误，C正确；甲烷与氯气的取代反应中每取代1mol氢原子，消耗1mol氯气，生成1molHCl，故产物中HCl最多，B错误；1mol甲烷与氯气反应生成CCl4，最多消耗4mol氯气，D错误。
关键能力综合练
1．答案：D
解析：题中形式都可表示甲烷这种物质，电子式只反映原子的成键情况，分子结构示意图、球棍模型及填充模型均能反映甲烷分子的立体构型，但其中填充模型更能形象地表达出H、C的相对位置及所占比例。
2．答案：D
解析：氯气是黄绿色气体，常温下一氯甲烷和氯化氢是无色气体，光照条件下，甲烷和氯气发生取代反应生成氯代烃和氯化氢，所以气体颜色变浅，①正确；常温下二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳都是液态有机物，所以试管壁上有油状液滴产生，②正确；该反应中有氯化氢生成，氯化氢极易溶于水，导致试管内压强减小，水进入试管，试管内液面上升，③正确；氯化氢溶于水后溶液中氯离子浓度增大，导致有氯化钠晶体析出，④正确。
3．答案：C
解析：图中A、C分别为丙烷和异丁烷，属于烷烃，D为环丁烷，不属于烷烃，故A错误；图中C的分子式为C4H10，而E的分子式为C4H8，它们每个分子中的氢原子数目不同，故B错误；题中丙烷中碳元素的质量分数最小，故C正确；B的分子式为C4H8，C的分子式为C4H10，二者不互为同分异构体，故D错误。
4．答案：A
解析：①烷烃分子中存在C—C键、C—H键(注：甲烷中只含有C—H键)，所以只存在单键，正确；②分子通式为CnH2n＋2(n≥1)的烃一定是烷烃，正确；③丁烷分子中碳原子以单键相连，单键可以旋转，所以四个碳原子可能在同一平面上，也可能不在同一平面上，错误；④烷烃能够燃烧，说明可以发生氧化反应，错误；⑤CH3CH(CH3)CH2CH3中有四种不同环境的氢原子，所以其一氯代物有四种，正确；⑥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有机物不一定是烷烃，可以是环烷烃，错误。故选A。
5．答案：B
解析：①CH3CH===CH2＋Br2―→CH3CHBrCH2Br，属于加成反应；②2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O，属于氧化反应；
③CH3COOH＋CH3CH2OHCH3COOCH2CH3＋H2O，属于取代反应；
④＋HNO3＋H2O，属于取代反应；故选B。
6．答案：D
解析：根据充分反应后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.2mol，可知CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的物质的量分别是0.2mol、0.4mol、0.6mol、0.8mol；消耗氯气的物质的量为0.2mol＋2×0.4mol＋3×0.6mol＋4×0.8mol＝6mol，故选D。
7．答案：BD
解析：碳原子之间以碳碳单键结合成链状的烃属于烷烃。
8．答案：CD
解析：组成E分子的元素的原子序数均小于10，且E为正四面体形分子，结合E的球棍模型可知，E为CH4；组成G分子的元素为第三周期元素，且G为直线形分子，结合反应，G为Cl2，L为CH3Cl，M为HCl。常温常压下，CH3Cl是一种气态有机物，A错误；CH4的二溴代物可以看作Br2分子中的一个溴原子取代CH3Br分子中的一个氢原子，CH3Br分子中只有一种化学环境的H原子，因此生成的CH2Br2只有一种结构，B错误；Cl2的水溶液氯水具有强氧化性和漂白性，C正确；题述反应为CH4与Cl2发生取代反应生成CH3Cl和HCl，D正确。
9．答案：B
解析：根据取代反应的特点可知，光照条件下，1mol甲烷与一定量的氯气充分混合，生成几氯代物就消耗几摩尔的氯气，因此消耗氯气的物质的量为(1－a－b－c) mol＋2amol＋3bmol＋4cmol＝(1＋a＋2b＋3c) mol，B项正确。
10．答案：(1)BC (2)取代反应 (3)B (4)AD 溶液先变红后褪色
解析：在光照条件下，甲烷与氯气发生反应：
CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl，
CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl，
CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl，
CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl。
(1)理论上，甲烷与氯气体积比为1∶4时，二者恰好完全反应，而甲中氯气与甲烷体积比为5∶1>4∶1，说明氯气过量，反应后仍有氯气剩余，颜色变浅但不会没有颜色。该反应进行缓慢，不会产生火花。产物中只有氯化氢和一氯甲烷为气体，所以气体的总物质的量减小，内部压强减小，甲管活塞向内移动。(2)甲烷分子中的四个氢原子可被氯原子逐一取代，故甲管中发生的是取代反应。(3)剩余气体中主要含有氯气和氯化氢，可用氢氧化钠溶液吸收。(4)生成的HCl会与AgNO3溶液反应生成AgCl白色沉淀，同时因CH2Cl2、CHCl3、CCl4难溶于水，密度比水大而看到液体分为两层，油层在下。因Cl2有剩余，若加入几滴石蕊试液，溶液会先变红后褪色。
学科素养升级练
1．答案：B
解析：CH3Cl中含C—H键和C—Cl键两种不同的化学键，不是正四面体结构，A错误；CH4、CCl4含有的化学键分别为C—H键、C—Cl键，C错误；CH4、CCl4含有的化学键不同，二者虽然结构相同，但性质不同，D错误。
2．答案：A
解析：结构相似、分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机化合物互称为同系物。和均为烷烃，相差2个CH2原子团，互为同系物，A项正确；为环烷烃、为烯烃，二者不为同一类物质，不互为同系物，B项错误；HO—CH2CH2OH为二元醇、为一元醇，官能团的数目不同，结构不相似，二者不互为同系物，C项错误；和的分子式均为C7H14，二者互为同分异构体而非同系物，D项错误。
3．答案：B
解析：CH4分子中有4个等同的C—H键，在空间可能有2种对称分布——正四面体结构和平面正方形结构(如下图所示)。
对于正四面体的立体结构，4个顶点的位置完全相同，4个氢原子完全相同，所以其一氯代物(CH3Cl)、二氯代物(CH2Cl2)、三氯代物(CHCl3)、四氯代物(CCl4)都只有1种结构。而平面正方形结构中，4个氢原子的位置虽然也相同，但相互间存在相邻和相间的关系，所以其一氯代物(CH3Cl)、三氯代物(CHCl3)、四氯代物(CCl4)都只有1种结构，但二氯代物(CH2Cl2)却有2种结构(如下图所示)。
因此，由CH2Cl2只代表一种物质可以判断甲烷分子为正四面体结构，而不是平面正方形结构。
4．答案：(1)干燥混合气体 (2)＝x≥4 (3)吸收多余的氯气 (4)CD (5)分液 ab
解析：(1)B装置的三个作用：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)CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl时生成HCl气体最多，所以要保证＝x≥4。(3)KI能吸收多余的Cl2，反应的化学方程式为Cl2＋2KI===2KCl＋I2。(4)E装置既可以吸收反应生成的HCl气体，同时还可以防止倒吸。(5)分离难溶于水的油状液体可用分液法。第1课时 认识有机化合物的一般性质与结构特点
知识点1 认识有机化合物的一般性质
1．有机化合物
定义：大多数含有________的化合物属于有机化合物。
2．有机化合物与无机化合物的区别
物质比较 有机化合物 无机化合物
类型 大多数为共价化合物 有离子化合物，也有共价化合物
化学键 大多数有机化合物中只含有________键 物质中可能含有离子键，也可能含有共价键
溶解性 大多数难溶于水，易溶于四氯化碳、苯等有机溶剂 大多数能溶于水而难溶于有机溶剂
热稳定性 大多数受热易分解，熔点较低 大多数具有较强热稳定性，熔点一般较高
可燃性 大多数易燃烧 大多数不易燃烧
化学反应特点 一般反应较复杂，副反应多，反应速率慢，化学方程式中通常用“―→”连接反应物和生成物 一般反应比较简单，副反应少，反应速率快，化学方程式中通常用“===”或“ ”连接反应物和生成物
知识点2 认识有机化合物的结构特点
1．烃：
仅由________两种元素组成的有机化合物称为烃，又叫碳氢化合物。________是组成最简单的烃。
2．甲烷的分子组成和结构：
分子式 电子式 结构式 结构简式 分子模型
____ ____ ____ CH4
结构特点 原子之间以单键结合，空间构型为正四面体，碳原子位于正四面体的________，4个氢原子分别位于正四面体的________。
3.有机化合物的结构特点：
类别 碳原子成键特点 示例 结构特点
饱和链烃 单键________ 甲烷(CH4) 任意两个碳氢键之间的夹角都约为______
不饱和链烃 碳碳双键________ 乙烯(CH2===CH2) 同一个碳原子上的碳碳双键和两个碳氢键中，任意两个键之间的夹角都约为____
碳碳三键________ 乙炔(CH≡CH) ________分子，碳碳三键和碳氢键之间的夹角为________
环烃 碳原子间形成碳环 环丁烷(CH2CH2CH2CH2)
烃的衍生物 碳原子可以与________等其他元素的原子形成共价键 一氯甲烷________乙醇________
4.几种常见的烷烃：
名称 乙烷 丙烷 正丁烷 异丁烷
分子式 C2H6 C3H8 C4H10 C4H10
结构简式 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3
5.同系物
(1)结构特征：________相似，在分子组成上相差一个或若干个________的有机化合物互称为同系物(烷烃中甲烷、乙烷、丁烷等互为同系物)。
(2)性质：同系物之间由于结构相似，只是碳链长度不同，故它们的物理性质随碳原子数的增加呈规律性变化，而化学性质相似。
(3)判断方法
6．取代反应
光照条件下，甲烷与Cl2发生反应：
CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl
CH2Cl＋Cl2CHCl3＋HCl
CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl
像这样，有机化合物分子里的某些原子(或原子团)被其他________代替的反应叫作取代反应。
第1课时 认识有机化合物的
一般性质与结构特点
知识点1
1．碳元素 2.共价
知识点2
1．碳和氢 CH4
2．CH4 球棍 空间填充 中心 4个顶点
3．
5．（1）结构 CH2原子团
6．原子或原子团第2课时 有机化合物中的官能团、同分异构现象和同分异构体
必备知识基础练进阶训练第一层
知识点1有机化合物中常见的官能团
1.某有机物的结构简式为，它不具有的官能团是( )
A． B．—OH
C． D．
2．下列物质的类别与所含官能团都错误的是( )
A．羧酸 —OH
B．醇类 —COOH
C．醛类 —CHO
D．CH3—O—CH3 醚类
3．按照有机化合物的某种分类方法，甲醛属于醛，乙酸乙酯属于酯。下列各项对有机化合物的分类方法与此方法相同的是( )
①属于环状化合物
②属于卤代烃
③属于链状化合物
④
A．①② B．②③ C．②④ D．①④
4．一种有机物的分子结构如下所示。下列关于该分子的说法，正确的是( )
A．含有羟基、羰基、羧基、酯基
B．含有苯环、羟基、羰基、羧基
C．含有碳碳双键、羟基、羰基、羧基
D．含有碳碳双键、苯环、羟基、羰基
5．化合物是一种新型杀虫剂，它含有官能团的种类有( )
A．5种 B．4种 C．3种 D．2种
6．下列分子中的官能团相同的是( )
① ②
③ ④C2H5OH
A．①和② B．③和④ C．①和③ D．②和④
知识点2同分异构现象和同分异构体
7.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．具有相同的物理性质
C．分子具有相同的空间结构
D．分子式相同，但分子内碳原子的连接方式不同
8．下列叙述正确的是( )
A．分子式相同，各元素的质量分数也相同的物质是同种物质
B．通式相同的不同物质一定是同分异构体
C．互为同分异构体的化合物相对分子质量相同
D．相对分子质量相同的几种物质，互为同分异构体
9．下列说法中错误的是( )
①化学性质相似的有机物是同系物 ②分子组成相差一个或几个CH2原子团的有机物是同系物 ③若烃中碳、氢元素的质量分数相同，它们必定是同系物 ④互为同分异构体的两种有机物的物理性质有差别，但化学性质必定相似
A．①②③④ B．只有②③
C．只有③④ D．只有①②③
10．下列化学式只表示一种纯净物的是( )
A．C2H6 B．C4H10
C．C2H4Cl2 D．C
11．下列有机物中互为同分异构体的是( )
①CH2===CHCH3
②
③CH3CH2CH3
④HC≡CCH3
⑤CH3CH2CH2CH2OH
⑥CH3OCH2CH2CH3
A．①和② B．②和③ C．③和④ D．④和⑥
12．澳大利亚研究人员最近开发出被称为第五形态的固体碳，这种新的碳结构称作“纳米泡沫”，它外形类似海绵，比重极小，并具有磁性。“纳米泡沫”碳与金刚石( )
A．互为同系物 B．互为同分异构体
C．互为同位素 D．互为同素异形体
13．下列各组物质中一定互为同系物的是( )
A．C2H4和C4H8 B．烷烃和环烃
C．C3H7Cl与C5H11Cl D．正丁烷和异丁烷
14．下列互为同分异构体的是( )
A．16O和18O
B．正丁烷和异丁烷
C．金刚石和石墨
D．HCOOH和CH3COOH
15．下列物质互为同分异构体的是( )
A．35Cl和 37Cl
B．CH3CH2OH和CH3OCH3
C．O2和O3
D．H2O和H2O2
16．同分异构现象是有机化学中一种普遍的现象，下列有关同分异构体的叙述中，正确的是( )
A．组成成分相同而结构不同的物质互为同分异构体
B．分子式相同而结构不同的化合物互为同分异构体
C．互为同分异构体的物质的性质相同
D．互为同分异构体的物质的物理性质相同
关键能力综合练进阶训练第二层
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1．下列说法正确的是( )
A．相对分子质量相同的几种化合物，互称为同分异构体
B．凡是分子组成相差一个或几个CH2原子团的物质，彼此一定互为同系物
C．两种化合物的组成元素相同，各元素的质量分数也相同，则两者一定互为同分异构体
D．组成元素的质量分数相同，且相对分子质量也相同的不同化合物，一定互为同分异构体
2．氰酸铵(NH4OCN)与尿素[CO(NH2)2]( )
A．互为同分异构体 B．都是离子化合物
C．都是共价化合物 D．互为同素异形体
3．下列说法正确的是( )
A．H2和D2互为同位素
B．CH2===CH2和CH2===CH—CH===CH2互为同系物
C．和为同分异构体
D．和是同一种物质
4．下列式子是某学生书写的C5H12的同分异构体的结构简式：
①CH3CH2CH2CH2CH3 ②
③ ④
⑤。下列结构中重复的是( )
A．②和③ B．④和⑤ C．③和⑤ D．均不重复
5．下列关于甲烷的说法正确的是( )
A．甲烷是含碳元素质量分数最高的有机物
B．1 mol甲烷与1 mol Cl2反应恰好生成1 mol一氯甲烷
C．其二氯代物CH2Cl2有和两种同分异构体
D．甲烷为正四面体结构
二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。
6．如图所示均能表示甲烷的分子结构，下列说法错误的是( )
A．Ⅰ将各原子看成了质点，为空间结构示意图
B．Ⅱ表示甲烷分子中有8个电子
C．Ⅲ能表示出甲烷分子内含有的共价键
D．Ⅳ能表示出甲烷的空间结构及各原子的相对大小
7．一定量的甲烷恰好与一定量的氧气完全反应后得到CO、CO2和水蒸气共30.4 g，该产物缓缓通过浓硫酸充分吸收后，浓硫酸增重14.4 g，则此甲烷完全燃烧还需要氧气的体积(标准状况)为( )
A．1.12 L B．2.24 L C．3.36 L D．4.48 L
8．下列说法正确的是( )
A．烷烃的通式为CnH2n＋2，随n的增大，碳元素的质量分数逐渐减小
B．和互为同系物
C．烷烃分子中一定含有碳碳单键
D．分子式为C2H6和分子式为C5H12的烷烃的一氯代物的数目可能相同
9．下列有关烷烃的叙述中正确的是( )
①在烷烃分子中，所有的化学键都是单键 ②烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去 ③分子通式为CnH2n＋2的烃不一定是烷烃 ④所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应 ⑤光照条件下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色
A．①③⑤ B．②③ C．①②④ D．①④
三、非选择题
10．某化工厂生产的某有机物只含碳、氢、氧三种元素，其球棍模型如图所示(图中球与球之间的边线代表化学键，如单键、双键等)。
(1)该有机物中?表示的原子为________，●表示的原子为________，表示的原子为________。(用化学符号表示)
(2)该有机物分子中存在的极性键有______________，非极性键有________________。
(3)该有机物的结构简式为__________________________________________________。
(4)下列物质中，与该有机物互为同分异构体的是________(填序号，下同)，与该有机物互为同系物的是________。
①CH3CH===CHCOOH
②CH2===CHCOOCH3
③CH3CH2CH＝CHCOOH
④(CH3)2CHCOOH
学科素养升级练进阶训练第三层
1．(双选)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．标准状况下，11.2 L戊烷所含的分子数为0.5 NA
B．0.5 mol C3H8分子中含C—H共价键的个数为4 NA
C．11.2 L二氯甲烷所含分子数为0.5 NA
D．30 g乙烷分子中含有的共用电子对数为7 NA
2．目前已知化合物中数量、种类最多的是第ⅣA族碳的化合物(有机化合物)，下列有关其原因的叙述中不正确的是 ( )
A．碳原子既可以跟碳原子，又可以跟其他原子(如氢原子)形成4个共价键
B．碳原子性质活泼，可以跟多种元素原子形成共价键
C．碳原子之间既可以形成稳定的单键，又可以形成双键和三键
D．多个碳原子可以形成长度不同的链(可以带有支链)及环，且链、环之间又可以相互结合
3．下列各图均能表示甲烷的分子结构，按要求回答下列问题。
(1)甲烷的球棍模型是________，甲烷的电子式是______________(填序号，上同)。
(2)写出甲烷与氯气反应的化学方程式：____________________________(只写第一步)，该反应的反应类型是________。
(3)甲烷与丙烷互为________(填序号)。
a．同位素 b．同素异形体
c．同系物 d．同分异构体
(4)已知某烷烃分子中电子总数为42。
①该烷烃的分子式为________________。
②写出该烷烃分子的所有同分异构体的结构简式：
________________________________
③上述同分异构体中，在相同条件下沸点最低的是________________(写结构简式)。
第2课时 有机化合物中的官能团、同分异构现象和同分异构体
必备知识基础练
1．答案：D
解析：该物质中不具有的官能团是
2．答案：C
解析：含有的官能团为羧基(—COOH)属于羧酸，故A不符合题意；含有的官能团是羟基(—OH)，且羟基连在侧链上，属于醇类，故B不符合题意；含有的官能团是酯基()，属于酯类，有机化合物的类别和官能团的判断都错误，故C符合题意；CH3—O—CH3含有的官能团为醚键()，属于醚类，故D不符合题意。
3．答案：C
解析：甲醛属于醛，乙酸乙酯属于酯，这都是根据官能团进行分类的。①该有机化合物属于环状化合物，是根据碳骨架进行分类的，不符合题意；②含有—Br的有机化合物属于卤代烃，是根据官能团进行分类的，符合题意；③该有机化合物属于链状化合物，是根据碳骨架进行分类的，不符合题意；④该有机化合物分子中含有醚键，属于醚，是根据官能团进行分类的，符合题意。综上分析，②④符合题意，故选C。
4．答案：C
解析：根据分子的结构简式可以看出，该分子中含有碳碳双键、羟基、羰基、羧基。
5．答案：C
解析：通过观察此化合物的结构简式可知，含有的官能团有—OH(羟基)、—CHO(醛基)、(碳碳双键)三种官能团。
6．答案：C
解析：①中的官能团为羧基；③中的官能团也为羧基；②中的官能团为酯基；④中的官能团为羟基。
7．答案：D
解析：分子式相同、结构不同的化合物互为同分异构体，同分异构体的空间结构不同，化学性质也不一定相似，物理性质不相同。
8．答案：C
解析：分子式相同而结构不同的物质不是同种物质，A项错误；通式相同的不同物质分子式可以不同，不是同分异构体的关系，B项错误；互为同分异构体的化合物的分子式相同，则相对分子质量一定相同，C项正确；相对分子质量相同的物质分子式不一定相同，D项错误。
9．答案：A
解析：互为同系物的有机物结构相似，化学性质相似，但化学性质相似的有机物不一定是同系物，①错误；互为同系物的前提是结构相似，②错误；C2H4与C3H6具有相同的最简式，碳、氢的质量分数相同，但C2H4只能为CH2===CH2，而C3H6为时二者不是同系物，③错误；同分异构体之间物理性质有差别，若为同一类物质，化学性质相似，若为不同类物质，则化学性质不同，④错误。
10．答案：A
解析：C4H10存在两种同分异构体：正丁烷、异丁烷；C2H4Cl2存在两种同分异构体，CH3CHCl2与CH2Cl—CH2Cl；C既可以表示石墨，又可以表示金刚石；乙烷的结构只有一种，故A项正确。
11．答案：A
12．答案：D
解析：由同一种元素形成的不同单质互为同素异形体，“纳米泡沫”碳与金刚石都是碳元素的不同单质，所以它们互为同素异形体。
13．答案：C
解析：C2H4表示乙烯；C4H8既能表示丁烯又能表示环丁烷，有多种同分异构体，故A错误。烷烃的结构是链状，环烃结构中含有环，两者结构不相似，故B错误。C3H7Cl与C5H11Cl均符合通式CnH2n＋1Cl，都是饱和的一氯代烃，故C正确。正丁烷和异丁烷互为同分异构体，故D错误。
14．答案：B
解析：16O和18O为氧元素的两种核素，二者互为同位素；正丁烷和异丁烷的分子式相同、结构不同，二者互为同分异构体；金刚石和石墨为C元素的不同单质，二者互为同素异形体；HCOOH和CH3COOH结构相似，分子组成相差1个CH2原子团，二者互为同系物。
15．答案：B
解析：35Cl和37Cl质子数相同而中子数不同，二者互为同位素；CH3CH2OH和CH3OCH3的分子式相同而结构不同，二者互为同分异构体；O2和O3是由氧元素形成的不同单质，二者互为同素异形体；H2O和H2O2不互为同分异构体；故选B。
16．答案：B
解析：组成成分相同而结构不同的物质不一定互为同分异构体，故A错误；分子式相同而结构不同的化合物互为同分异构体，故B正确；互为同分异构体的物质具有不同的结构，所以其性质不一定相同，如丙烯与环丙烷互为同分异构体，二者的性质不同，故C错误；互为同分异构体的物质具有不同的结构，其物理性质不同，故D错误。
关键能力综合练
1．答案：D
解析：A项，相对分子质量相同的化合物不一定为同分异构体，如NO和C2H6，错误；B项，同系物的结构一定相似，环己烷和乙烯的分子组成上虽相差若干个CH2原子团，但结构不相似，不互为同系物，错误；C项，两种化合物的组成元素相同，各元素的质量分数也相同，则最简式相同，不一定互为同分异构体，可能互为同系物，错误；D项，不同化合物组成元素的质量分数相同，且相对分子质量也相同，则分子式相同，互为同分异构体，正确。
2．答案：A
解析：NH4OCN与CO(NH2)2的分子式相同，结构不同，二者互为同分异构体，故A正确、D错误；NH4CNO中含离子键，为离子化合物，CO(NH2)2中只含共价键，为共价化合物，故B、C均错误。
3．答案：D
解析：同种元素的不同种原子间互为同位素，而H2和D2是单质，不互为同位素，故A错误；结构相似、分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机化合物互称为同系物，互为同系物的化合物的官能团的种类和个数必须相同，所以CH2===CH2和CH2===CH—CH===CH2不互为同系物，B错误；分子式相同而结构不相同的化合物互为同分异构体，和是同一种物质，故C错误；和的分子式相同、结构也相同，为同一种物质，故D正确。
4．答案：A
解析：C5H12的同分异构体有三种：CH3CH2CH2CH2CH3、所以题述结构中重复的是②③④，A符合题意。
5．答案：D
解析：甲烷是含氢元素质量分数最高的有机物，故A错误；1mol甲烷与1molCl2发生取代反应，每个甲烷分子中的4个氢原子都可能被氯原子取代，生成多种甲烷的氯代物，生成的一氯甲烷的物质的量小于1mol，故B错误；甲烷为正四面体结构，所以二氯甲烷只有1种，不存在同分异构体，和是同一种物质，故C错误、D正确。
6．答案：B
解析：Ⅰ体现了甲烷的空间结构，各原子看成质点，为空间结构示意图，故A说法正确；Ⅱ表示电子式，但略去了碳原子的内层电子，甲烷分子中应含有10个电子，故B说法错误；Ⅲ为球棍模型，棍代表甲烷分子内含有的共价键，故C说法正确；Ⅳ为空间填充模型，能表示出甲烷的空间结构及各原子的相对大小，故D说法正确。
7．答案：A
解析：根据题意可知反应产生水的物质的量n(H2O)＝＝0.8mol，根据H元素守恒可知甲烷的物质的量n(CH4)＝＝0.4mol，则根据C元素守恒可知反应产生的CO、CO2的物质的量的和n(CO)＋n(CO2)＝0.4mol，二者的质量和m(CO)＋m(CO2)＝30.4g－14.4g＝16g，解得n(CO)＝0.1mol，n(CO2)＝0.3mol，若该甲烷完全燃烧，还需使CO发生反应产生CO2，根据方程式2CO＋O22CO2可知0.1molCO完全燃烧需要消耗0.05molO2，其在标准状况下的体积V(O2)＝0.05mol×22.4L·mol－1＝1.12L，故选项A正确。
8．答案：BD
解析：烷烃的通式为CnH2n＋2，C元素的质量分数为＝，则随n值增大，碳元素的质量分数逐渐增大，故A错误；和的结构相似、分子组成相差一个CH2原子团，二者互为同系物，故B正确；甲烷分子中只有一个碳原子，不含有碳碳单键，故C错误；CH3CH3的一氯代物只有1种，C5H12有3种同分异构体，其中的一氯代物也只有1种，故D正确。
9．答案：D
解析：烷烃分子中无论是碳碳键还是碳氢键，都是单键，①正确；烷烃属于饱和烃，一般来说，烷烃的化学性质比较稳定，通常情况下烷烃不与强酸、强碱、强氧化剂(如酸性KMnO4溶液)反应，②错误；因分子通式CnH2n＋2中的碳原子均只形成单键，因此符合通式CnH2n＋2的烃一定是烷烃，③错误；烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应，④正确；烷烃与溴水不反应，故乙烷不能使溴水褪色，⑤错误。故选D。
10．答案：(1)H C O (2)碳氢键、碳氧单键、氧氢键、碳氧双键 碳碳单键、碳碳双键 (3) (4)①② ③
解析：(1)分子结构中黑球1与3个白球、黑球2之间形成四个共价键，所以黑球为碳原子，白球为氢原子；根据6号原子与氢原子、4号碳原子形成两个共价键，可知6号原子为氧原子，则灰色球为氧原子；根据3号碳原子与2个氢原子成键，2号碳原子与3个碳原子成键，可知2号碳原子与3号碳原子之间形成的是碳碳双键；根据4号碳原子与2号碳原子、6号氧原子之间的成键和碳原子的四价原则、氧原子的二价原则，可以得出4号碳原子与5号氧原子之间形成的是碳氧双键。(2)该有机物分子中的极性键有碳氢键、碳氧单键、氧氢键、碳氧双键；非极性键有碳碳单键、碳碳双键。(3)该有机物的结构简式为(4)该有机物的分子式为C4H6O2，①的分子式为C4H6O2，②的分子式为C4H6O2，③的分子式为C5H8O2，④的分子式为C4H8O2。①、②的分子式与该有机物的分子式相同，且结构不同，故①、②与该有机物互为同分异构体；③的分子式与该有机物的分子式相差一个CH2原子团，且结构相似，含有的官能团的种类和数目相同，所以两者互为同系物；④的分子式与该有机物不同，且结构不同，组成上也不相差一个或若干个CH2原子团，故④与该有机物既不互为同分异构体，也不互为同系物。
学科素养升级练
1．答案：BD
解析：标准状况下，戊烷是液体，无法通过气体摩尔体积计算其物质的量，则无法求得其所含的分子数，A错误；0.5molC3H8分子中含C—H共价键的个数为0.5mol×8×NAmol－1＝4NA，B正确；未标明物质所处状况，无法通过气体摩尔体积计算气体的分子数，且二氯甲烷在常温常压下是液体，C错误；30g乙烷的物质的量为＝1mol，1个乙烷分子中共用电子对数目为7，故1mol乙烷分子中所含的共用电子对数为7NA，D正确。
2．答案：B
3．答案：(1)C B
(2)CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl 取代反应
(3)c (4)①C5H12
②CH3—CH2—CH2—CH2—CH3、
(CH3)2CH—CH2CH3、
③
解析：(1)A为甲烷分子空间结构示意图，B为电子式，C为球棍模型，D为空间填充模型。(2)甲烷与氯气光照下发生取代反应生成一氯甲烷和HCl，第一步反应为CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl，该反应是取代反应。(3)甲烷和丙烷结构相似，在分子组成上相差2个CH2原子团，互称为同系物。(4)①烷烃分子通式为CnH2n＋2，则其分子中电子总数为6n＋(2n＋2)＝42，n＝5，烷烃分子式为C5H12。②烷烃C5H12有三种同分异构体，其结构简式分别为CH3—CH2—CH2—CH2—CH3、。③烷烃分子中，碳原子数相同时，支链越多，其沸点越低，因此烷烃C5H12的三种同分异构体中，沸点最低。第2课时 有机化合物中的官能团、同分异构现象和同分异构体
知识点1 有机化合物中常见的官能团
1．实验探究：
实验操作 现象 结论
有无色气泡产生，CaCO3逐渐溶解 乙酸中含有酸性基团
有无色气泡产生，CaCO3逐渐溶解 柠檬酸中含有酸性基团
无明显现象，CaCO3不溶解 乙醇中不含有酸性基团
2.相关内容：
(1)官能团：比较活泼，容易发生反应并决定着某类有机化合物共同特性的原子或原子团称为________。________决定物质的性质。掌握有关官能团的知识，可以帮助我们更好地认识有机化合物的________和________。
(2)部分常见官能团的结构，名称及对应的有机化合物的示例。
(3)烃的衍生物：
烃分子中的氢原子被其他原子或原子团代替后的产物，这样的有机化合物统称为________。如醇、羧酸、酯等有机化合物。
知识点2 同分异构现象和同分异构体
1．同分异构现象：两种或多种化合物具有相同的________却具有不同分子结构的现象，叫作同分异构现象。
2．同分异构体：________相同而________不同的化合物互称为同分异构体。
3．实例
丁烷有两种同分异构体，其结构简式分别为CH3CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)2。
4．规律
一般来说，烷烃分子中的碳原子越多，它的同分异构体数目就________。例如，戊烷(C5H12)有3种同分异构体，己烷有5种同分异构体，而丁烷(C4H10)的同分异构体只有2种。在有机化合物中，同分异构现象非常普遍。
(1)丁烷：
物质 正丁烷 异丁烷
结构式
结构简式 CH3—CH2—CH2—CH3
分子式 C4H10 C4H10
沸点 －0.5℃ －11.7℃
差异分析 原子的结合顺序不同，化学键类型相同，物质类别相同
(2)戊烷：
戊烷的三种同分异构体
正戊烷 CH3(CH2)3CH3
异戊烷
新戊烷
分子式 C5H12
5.同分异构现象与有机化合物种类的关系：
(1)在有机化合物中，同分异构现象是有机物结构多样性的又一表现。
(2)有机物结构多样性是导致有机化合物种类繁多、数量巨大的主要原因。
第2课时 有机化合物中的官能团、同分异构现象和同分异构体
知识点1
2．（1）官能团 物质的结构 结构 性质 （2）碳碳双键 羟基 碳碳三键 酯基 羧基 醛基 （3）烃的衍生物
知识点2
1．分子式
2．分子式 分子结构
4．越多
