化学鲁科版（2019）必修第二册3.1.2 有机化合物中的官能团同分异构现象和同分异构体 课时作业（含解析）
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| 名称 | 化学鲁科版（2019）必修第二册3.1.2 有机化合物中的官能团同分异构现象和同分异构体 课时作业（含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 249.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-03-15 10:33:35 | ||
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文档简介
课时作业13 有机化合物中的官能团、同分异构现象和同分异构体
[学业达标]
1．下列各组物质中一定互为同系物的是( )
A.C2H4和C4H8B．烷烃和环烃
C.C3H7Cl与C5H11Cl D．正丁烷和异丁烷
2．澳大利亚研究人员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
3．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
4．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有两种同分异构体
D.甲烷为正四面体结构
5．下列说法正确的是( )
A.凡是分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质一定互为同系物
B.两种化合物组成元素相同，各元素质量分数也相同，则二者一定互为同分异构体
C.相对分子质量相同的几种化合物互称为同分异构体
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，互为同分异构体
6．(双选)有两种气态烷烃的混合物，在标准状况下其密度为1.16 g·L－1，则关于此混合物组成的说法正确的是 ( )
A.一定有甲烷
B.一定有乙烷
C.可能是甲烷和乙烷的混合物
D.可能是乙烷和丙烷的混合物
7．分子式为C4H8BrCl的有机物共有(不含立体异构)( )
A.8种 B．10种
C.12种 D．14种
8．分子式为C4H8Cl2的有机物共有(不含立体异构)( )
A.7种 B．8种
C.9种 D．10种
9．下列有关说法正确的是( )
A.红磷和白磷互为同位素
B.丁烯和丙烯互为同素异形体
C.CH3CH2CH2CH3与CH(CH3)3互为同分异构体
D.16O和18O互为同系物
10．下列说法正确的是 ( )
A.C6H14的同分异构体有5种
B.正戊烷和异戊烷互为同系物
C.CH4的二氯代物有相邻和相对两种
D.光照条件下，1 mol甲烷和氯气完全取代需要消耗2 mol氯气
11．(双选)下列说法正确的是 ( )
A.烷烃分子中都含有碳碳键，且碳原子与碳原子之间都以单键结合
B.烷烃分子中每个碳原子都能形成4个共价键
C.的一氯代物有两种
D.烷烃(CnH2n＋2)中的甲烷、乙烷、丙烷和丁烷互称同系物且均无同分异构体
[等级突破]
12．有人设想合成具有以下结构的四种烃(键线式)，下列有关说法错误的是 ( )
A.1 mol甲分子内含有10 mol共用电子对
B.乙的一氯取代产物有1种
C.丙的三氯取代产物有2种
D.丁是不可能被合成出来的
13．1 mol某烷烃在氧气中充分燃烧，需要消耗氧气246.4 L(标准状况下)；它在光照的条件下与氯气反应能生成3种不同的一氯取代物。该烷烃的结构简式是 ( )
14．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(图中球与球之间的连线代表化学键，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
15．CO2的有效利用可以缓解温室效应和能源短缺问题。
(1)CO2的结构式为________，所含化学键类型为________(填“非极性键”“极性键”或“离子键”)。
(2)中科院的科研人员在Na Fe3O4和HMCM 22的表面将CO2转化为烷烃，其过程如图。
①Na Fe3O4和HMCM 22在反应中的作用为________________________________。
②写出X的所有同分异构体的结构简式：________。
③关于X和Y的说法正确的是________(填序号)。
A.最简式相同
B.都有4种一氯代物
C.都易使酸性KMnO4溶液褪色
D.X和Y互为同分异构体
(3)同温同压下，蒸气密度是氢气密度15倍的烷烃M，M的结构简式为________；其与氯气反应生成一氯代烃的化学方程式是
________________________________________________________________________。
16．已知某烃A在标准状况下的密度是3.215 g·L－1，取7.2 g A在足量氧气中充分燃烧，把燃烧后的产物全部通过浓硫酸，浓硫酸质量增加10.8 g，再把剩余气体通过碱石灰，碱石灰质量增加22 g。
(1)该烃的摩尔质量为________。
(2)确定该有机化合物的分子式为________。
(3)已知该烃的一氯代物只有一种，写出该烃的结构简式：________。
课时作业13 有机化合物中的官能团、同分异构现象和同分异构体
1．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。
答案：C
2．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。
答案：D
3．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。
答案：B
4．解析：甲烷是含氢元素质量分数最高的有机物，故A错误；1 mol甲烷与1 mol Cl2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1 mol，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，是同一种物质，故C错误、D正确。
答案：D
5．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，A不正确。分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体，所以B、C都不正确，D正确。
答案：D
6．解析：该混合烷烃的平均摩尔质量为1.16 g·L－1×22.4 L·mol－1≈26 g·mol－1，即平均相对分子质量为26，相对分子质量小于26的烷烃是甲烷，所以混合烷烃中一定有甲烷，A正确；乙烷的相对分子质量为30，可能含有乙烷，也可能不含有乙烷，故B错误；常温下，甲烷与乙烷均为气体，且乙烷的相对分子质量为30，所以可能是甲烷与乙烷的混合物，C正确；乙烷与丙烷的相对分子质量都大于26，不可能是乙烷和丙烷的混合物，故D错误。
答案：AC
7．解析：本题涉及的知识点是同分异构体数目的判断；通过碳架结构和官能团位置变化，考查学生整合化学信息的能力；从分子水平上认识物质的结构，体现了宏观辨识与微观探析的学科核心素养。
C4H8BrCl为饱和卤代烃，其碳架结构有两种，通过固定氯原子，移动溴原子，写出如下12种结构：
答案：C
8．解析：有机物C4H8Cl2的碳骨架有两种结构：C—C—C—C，。
碳骨架为C—C—C—C的同分异构体有
、
则C4H8Cl2的同分异构体共有9种。
答案：C
9．解析：红磷和白磷都是由磷元素组成的不同单质，二者互为同素异形体，不互为同位素，故A错误；丁烯和丙烯均为烯烃，分子组成上相差一个CH2原子团，二者互为同系物，不互为同素异形体，故B错误；CH3CH2CH2CH3与CH(CH3)3是分子式相同、结构不同的化合物，二者互为同分异构体，故C正确；16O和18O质子数相同、中子数不同，属于同种元素的不同原子，二者互为同位素，不互为同系物，故D错误。
答案：C
10．解析：C6H14的同分异构体有CH3(CH2)4CH3、CH3CH2CH2CH(CH3)2、CH3CH2CH(CH3)CH2CH3、CH3CH2C(CH3)3、CH3CH(CH3)CH(CH3)CH3，共5种，故A正确；正戊烷和异戊烷互为同分异构体，故B错误；二氯甲烷不存在同分异构体，故C错误；一个甲烷分子中含有4个H，光照条件下，1 mol甲烷和氯气完全取代需要消耗4 mol氯气，故D错误。
答案：A
11．解析：甲烷分子中不含碳碳键，均为碳氢单键，故A错误；碳原子最外层有四个电子，能形成4个共用电子对，烷烃中的碳原子均形成单键，所以烷烃分子中每个碳原子都能形成4个共价键，B正确；分子中有两种化学环境不同的氢原子，其一氯代物有两种，故C正确；丁烷有正丁烷和异丁烷两种同分异构体，故D错误。
答案：BC
12．解析：1个甲分子中含6个C—C键、4个C—H键，所以1 mol甲分子内含有10 mol共用电子对，A正确；乙中只有一种H，所以乙的一氯取代产物有1种，B正确；丙中只有一种H，其三氯取代产物有3种，故C错误；丁中碳原子形成5个共价键，所以是不可能被合成出来的，D正确。
答案：C
13．解析：消耗氧气的物质的量为＝11 mol，烷烃的通式为CnH2n＋2，则1 mol该烷烃在氧气中充分燃烧，需要消耗氧气的物质的量为(n＋)mol＝11 mol，解得n＝7，所以该烷烃是庚烷，故B、D错误。该烷烃在光照的条件下与氯气反应能生成3种不同的一氯取代物，说明该烷烃中含有3种氢原子；中含有4种氢原子，中含有3种氢原子，故A错误，C正确。
答案：C
14．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。
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
15．解析：(1)C原子上最外层有四个电子，能形成四对共用电子对，O原子最外层上有6个电子，能形成2对共用电子对，故CO2的结构式为O===C===O，C===O键为极性键。
(2)①从题图中可以看出Na Fe3O4和HMCM 22在反应过程中参与反应，但反应前后并没有变化，故它们作催化剂。
②X是异戊烷，其同分异构体有两种，为正戊烷、新戊烷，结构简式分别为CH3CH2CH2CH2CH3、C(CH3)4。③X的分子式为C5H12，最简式为C5H12，Y的分子式为C6H14，最简式为C3H7，二者最简式不相同，故A错误；根据X和Y的结构简式可知，二者均有4种氢原子，它们都有4种一氯代物，故B正确；X和Y都属于烷烃，不能使酸性KMnO4溶液褪色，故C错误；X和Y结构相似，分子组成上相差一个CH2原子团，X和Y互为同系物，故D错误。(3)M的相对分子质量为15×2＝30，烷烃的组成通式为CnH2n＋2，故M的分子式为C2H6，结构简式为CH3CH3，其与氯气反应生成一氯代烃的化学方程式为CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl。
答案：(1)O===C===O 极性键
(2)①作催化剂 ②CH3CH2CH2CH2CH3、C(CH3)4 ③B
(3)CH3CH3 CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl
16．解析：(1)该烃的摩尔质量为3.215 g·L－1×22.4 L·mol－1≈72 g·mol－1。(2)7.2 g A的物质的量为0.1 mol，浓硫酸吸收10.8 g(即0.6 mol)水，碱石灰吸收22 g(即0.5 mol)二氧化碳，则1 mol A完全燃烧生成6 mol水和5 mol二氧化碳，1个该有机化合物分子中含有5个碳原子和12个氢原子，A的分子式为C5H12。(3)该烃属于烷烃，其一氯代物只有一种，说明A分子结构高度对称，该烃的结构简式为C(CH3)4。
答案：(1)72 g·mol－1 (2)C5H12 (3)C(CH3)4
[学业达标]
1．下列各组物质中一定互为同系物的是( )
A.C2H4和C4H8B．烷烃和环烃
C.C3H7Cl与C5H11Cl D．正丁烷和异丁烷
2．澳大利亚研究人员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
3．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
4．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有两种同分异构体
D.甲烷为正四面体结构
5．下列说法正确的是( )
A.凡是分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质一定互为同系物
B.两种化合物组成元素相同，各元素质量分数也相同，则二者一定互为同分异构体
C.相对分子质量相同的几种化合物互称为同分异构体
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，互为同分异构体
6．(双选)有两种气态烷烃的混合物，在标准状况下其密度为1.16 g·L－1，则关于此混合物组成的说法正确的是 ( )
A.一定有甲烷
B.一定有乙烷
C.可能是甲烷和乙烷的混合物
D.可能是乙烷和丙烷的混合物
7．分子式为C4H8BrCl的有机物共有(不含立体异构)( )
A.8种 B．10种
C.12种 D．14种
8．分子式为C4H8Cl2的有机物共有(不含立体异构)( )
A.7种 B．8种
C.9种 D．10种
9．下列有关说法正确的是( )
A.红磷和白磷互为同位素
B.丁烯和丙烯互为同素异形体
C.CH3CH2CH2CH3与CH(CH3)3互为同分异构体
D.16O和18O互为同系物
10．下列说法正确的是 ( )
A.C6H14的同分异构体有5种
B.正戊烷和异戊烷互为同系物
C.CH4的二氯代物有相邻和相对两种
D.光照条件下，1 mol甲烷和氯气完全取代需要消耗2 mol氯气
11．(双选)下列说法正确的是 ( )
A.烷烃分子中都含有碳碳键，且碳原子与碳原子之间都以单键结合
B.烷烃分子中每个碳原子都能形成4个共价键
C.的一氯代物有两种
D.烷烃(CnH2n＋2)中的甲烷、乙烷、丙烷和丁烷互称同系物且均无同分异构体
[等级突破]
12．有人设想合成具有以下结构的四种烃(键线式)，下列有关说法错误的是 ( )
A.1 mol甲分子内含有10 mol共用电子对
B.乙的一氯取代产物有1种
C.丙的三氯取代产物有2种
D.丁是不可能被合成出来的
13．1 mol某烷烃在氧气中充分燃烧，需要消耗氧气246.4 L(标准状况下)；它在光照的条件下与氯气反应能生成3种不同的一氯取代物。该烷烃的结构简式是 ( )
14．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(图中球与球之间的连线代表化学键，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
15．CO2的有效利用可以缓解温室效应和能源短缺问题。
(1)CO2的结构式为________，所含化学键类型为________(填“非极性键”“极性键”或“离子键”)。
(2)中科院的科研人员在Na Fe3O4和HMCM 22的表面将CO2转化为烷烃，其过程如图。
①Na Fe3O4和HMCM 22在反应中的作用为________________________________。
②写出X的所有同分异构体的结构简式：________。
③关于X和Y的说法正确的是________(填序号)。
A.最简式相同
B.都有4种一氯代物
C.都易使酸性KMnO4溶液褪色
D.X和Y互为同分异构体
(3)同温同压下，蒸气密度是氢气密度15倍的烷烃M，M的结构简式为________；其与氯气反应生成一氯代烃的化学方程式是
________________________________________________________________________。
16．已知某烃A在标准状况下的密度是3.215 g·L－1，取7.2 g A在足量氧气中充分燃烧，把燃烧后的产物全部通过浓硫酸，浓硫酸质量增加10.8 g，再把剩余气体通过碱石灰，碱石灰质量增加22 g。
(1)该烃的摩尔质量为________。
(2)确定该有机化合物的分子式为________。
(3)已知该烃的一氯代物只有一种，写出该烃的结构简式：________。
课时作业13 有机化合物中的官能团、同分异构现象和同分异构体
1．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。
答案：C
2．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。
答案：D
3．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。
答案：B
4．解析：甲烷是含氢元素质量分数最高的有机物，故A错误；1 mol甲烷与1 mol Cl2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1 mol，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，是同一种物质，故C错误、D正确。
答案：D
5．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，A不正确。分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体，所以B、C都不正确，D正确。
答案：D
6．解析：该混合烷烃的平均摩尔质量为1.16 g·L－1×22.4 L·mol－1≈26 g·mol－1，即平均相对分子质量为26，相对分子质量小于26的烷烃是甲烷，所以混合烷烃中一定有甲烷，A正确；乙烷的相对分子质量为30，可能含有乙烷，也可能不含有乙烷，故B错误；常温下，甲烷与乙烷均为气体，且乙烷的相对分子质量为30，所以可能是甲烷与乙烷的混合物，C正确；乙烷与丙烷的相对分子质量都大于26，不可能是乙烷和丙烷的混合物，故D错误。
答案：AC
7．解析：本题涉及的知识点是同分异构体数目的判断；通过碳架结构和官能团位置变化，考查学生整合化学信息的能力；从分子水平上认识物质的结构，体现了宏观辨识与微观探析的学科核心素养。
C4H8BrCl为饱和卤代烃，其碳架结构有两种，通过固定氯原子，移动溴原子，写出如下12种结构：
答案：C
8．解析：有机物C4H8Cl2的碳骨架有两种结构：C—C—C—C，。
碳骨架为C—C—C—C的同分异构体有
、
则C4H8Cl2的同分异构体共有9种。
答案：C
9．解析：红磷和白磷都是由磷元素组成的不同单质，二者互为同素异形体，不互为同位素，故A错误；丁烯和丙烯均为烯烃，分子组成上相差一个CH2原子团，二者互为同系物，不互为同素异形体，故B错误；CH3CH2CH2CH3与CH(CH3)3是分子式相同、结构不同的化合物，二者互为同分异构体，故C正确；16O和18O质子数相同、中子数不同，属于同种元素的不同原子，二者互为同位素，不互为同系物，故D错误。
答案：C
10．解析：C6H14的同分异构体有CH3(CH2)4CH3、CH3CH2CH2CH(CH3)2、CH3CH2CH(CH3)CH2CH3、CH3CH2C(CH3)3、CH3CH(CH3)CH(CH3)CH3，共5种，故A正确；正戊烷和异戊烷互为同分异构体，故B错误；二氯甲烷不存在同分异构体，故C错误；一个甲烷分子中含有4个H，光照条件下，1 mol甲烷和氯气完全取代需要消耗4 mol氯气，故D错误。
答案：A
11．解析：甲烷分子中不含碳碳键，均为碳氢单键，故A错误；碳原子最外层有四个电子，能形成4个共用电子对，烷烃中的碳原子均形成单键，所以烷烃分子中每个碳原子都能形成4个共价键，B正确；分子中有两种化学环境不同的氢原子，其一氯代物有两种，故C正确；丁烷有正丁烷和异丁烷两种同分异构体，故D错误。
答案：BC
12．解析：1个甲分子中含6个C—C键、4个C—H键，所以1 mol甲分子内含有10 mol共用电子对，A正确；乙中只有一种H，所以乙的一氯取代产物有1种，B正确；丙中只有一种H，其三氯取代产物有3种，故C错误；丁中碳原子形成5个共价键，所以是不可能被合成出来的，D正确。
答案：C
13．解析：消耗氧气的物质的量为＝11 mol，烷烃的通式为CnH2n＋2，则1 mol该烷烃在氧气中充分燃烧，需要消耗氧气的物质的量为(n＋)mol＝11 mol，解得n＝7，所以该烷烃是庚烷，故B、D错误。该烷烃在光照的条件下与氯气反应能生成3种不同的一氯取代物，说明该烷烃中含有3种氢原子；中含有4种氢原子，中含有3种氢原子，故A错误，C正确。
答案：C
14．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。
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
15．解析：(1)C原子上最外层有四个电子，能形成四对共用电子对，O原子最外层上有6个电子，能形成2对共用电子对，故CO2的结构式为O===C===O，C===O键为极性键。
(2)①从题图中可以看出Na Fe3O4和HMCM 22在反应过程中参与反应，但反应前后并没有变化，故它们作催化剂。
②X是异戊烷，其同分异构体有两种，为正戊烷、新戊烷，结构简式分别为CH3CH2CH2CH2CH3、C(CH3)4。③X的分子式为C5H12，最简式为C5H12，Y的分子式为C6H14，最简式为C3H7，二者最简式不相同，故A错误；根据X和Y的结构简式可知，二者均有4种氢原子，它们都有4种一氯代物，故B正确；X和Y都属于烷烃，不能使酸性KMnO4溶液褪色，故C错误；X和Y结构相似，分子组成上相差一个CH2原子团，X和Y互为同系物，故D错误。(3)M的相对分子质量为15×2＝30，烷烃的组成通式为CnH2n＋2，故M的分子式为C2H6，结构简式为CH3CH3，其与氯气反应生成一氯代烃的化学方程式为CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl。
答案：(1)O===C===O 极性键
(2)①作催化剂 ②CH3CH2CH2CH2CH3、C(CH3)4 ③B
(3)CH3CH3 CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl
16．解析：(1)该烃的摩尔质量为3.215 g·L－1×22.4 L·mol－1≈72 g·mol－1。(2)7.2 g A的物质的量为0.1 mol，浓硫酸吸收10.8 g(即0.6 mol)水，碱石灰吸收22 g(即0.5 mol)二氧化碳，则1 mol A完全燃烧生成6 mol水和5 mol二氧化碳，1个该有机化合物分子中含有5个碳原子和12个氢原子，A的分子式为C5H12。(3)该烃属于烷烃，其一氯代物只有一种，说明A分子结构高度对称，该烃的结构简式为C(CH3)4。
答案：(1)72 g·mol－1 (2)C5H12 (3)C(CH3)4