2.1 烷烃 同步测试题
2023-2024学年高二下学期化学人教版(2019)选择性必修3
一、单选题
1.下列互为同系物的是( )
A.O2与O3 B.CH3CH2CH3与CH3CH2CH2CH3
C.H2O与H2O2 D. C与 C
2.最近我国接连发生多起煤矿爆炸事故,造成重大人员伤亡和财产损失.煤矿发生爆炸事故的元凶是煤矿坑道气中含有的甲烷.下列关于甲烷的叙述中错误的是( )
A.甲烷分子是一种呈正四面体型的、含极性键的非极性分子
B.甲烷分子中两个氢原子被氯取代后,可形成两种不同结构的分子
C.甲烷是重要的化工原料,其分解产物可用于合成氨和橡胶工业
D.“抽”出坑道中的甲烷,既可用作清洁燃料,又可防止爆炸
3.下列有关丙烷的叙述中错误的是( )
A.分子中碳原子不在一条直线上 B.光照下能够发生取代反应
C.比丁烷更易液化 D.难溶于水
4.兴趣小组在实验室中模拟甲烷和氯气的取代反应,设计如图装置,下列说法错误的是( )
A.实验时先点燃A处酒精灯再通甲烷
B.装置B有均匀混合气体、控制气流速度、干燥混合气体等作用
C.装置C经过一段时间的漫射光照射后,生成的产物有4种
D.一段时间后,D中会有白色晶体出现
5.下列有机物的系统命名错误的是( )
A.:2,3-二甲基戊烷
B.:1,4-二甲苯
C.:2-乙烯基丁烷
D.:2-甲基-1,3-丁二烯
6.下列有机物与其名称相符的是( )
A.3,3﹣二甲基丁烷
B.1﹣丁烯:CH2=CH﹣CH2﹣CH3
C.间二甲苯:
D.苯甲醇:
7.下列物质一定互为同系物的是( )
A.C3H6与C5H10 B.邻二甲苯与对二甲苯
C.C2H6与C5H12 D.溴乙烷与1,2-二溴乙烷
8.有机物分子式为C5H12O,且能与金属钠反应生成氢气,其可能的结构有多少种( )
A.5 B.6 C.7 D.8
9.分析下表中各项的排布规律,按此规律排布第26项应为( )
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
C2H4 C2H6 C2H6O C2H4O2 C3H6 C3H8 C3H8O C3H6O2 C4H8 C4H10
A.C7H16 B.C7H14O2 C.C8H18 D.C8H18O
10.用日光灯照射装有氯气和甲烷混合气体(体积比为4:1)的装置(如图所示),不可能出现的现象是( )
A.试管内黄绿色逐渐消失
B.试管内液面上升
C.试管内黄绿色逐渐变浓
D.液面上的试管内壁有油状物生成
11.下列说法正确的是( )
A.燃烧后能生成CO2和H2O的有机物,一定含有碳、氢、氧三种元素
B.所有烷烃中均有碳碳单键
C.属于同分异构体的物质,其分子式相同,分子量相同;但分子量相同的不同物质不一定是同分异构体
D.分子组成相差一个或几个CH2原子团的物质是同系物
12.某烯烃与H2加成后得到2,2二甲基丁烷,该烯烃的名称是( )
A.2,2-二甲基-3-丁烯 B.2,2-二甲基-2-丁烯
C.2,2-二甲基-1-丁烯 D.3,3-二甲基-1-丁烯
13.下列各物质中一定属于同系物的是( )
A.CH4和C2H4 B.烷烃和环烷烃
C.C3H8和C5H12 D.C2H4和C4H8
14.下列说法正确的是( )
A.丙烯分子中所有原子有可能共平面
B.等质量的乙醇和乙烯完全燃烧生成CO2的质量不相等
C.甲醛(HCHO)和乙二醛(OHC-CHO)互为同系物
D. 和 互为同分异构体
15.下列说法中正确的是( )
A.按系统命名法,化合物 (键线式结构)的名称是2,3,5,5﹣四甲基﹣4,4﹣二乙基己烷
B.环己烯与化合物 (键线式结构)互为同系物
C.分子式为C4H8O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇,若将所有可能得到的醇和酸重新酯化,可形成的酯共有16种
D.等物质的量的苯和苯甲酸完全燃烧消耗氧气的量相等
16.下列说法正确的是( )
A.分子式符合通式且值不等的两种烃互为同系物
B.丙烯分子中共用电子对数为
C.用甘氨酸()和丙氨酸()缩合最多可形成3种二肽
D.分子式为且能发生银镜反应的有机物(不考虑立体异构)有4种
17.下列叙述中,正确的是( )
A.相对分子质量相同、结构不同的化合物一定互为同分异构体
B.含不同碳原子数的烷烃一定互为同系物
C.结构对称的烷烃,其一氯取代产物必定只有一种
D.分子通式相同且组成上相差一个或几个CH2原子团的物质互为同系物
18.化学家从一个三角形分子( )入手,“撕裂”出世界上第一个完全由碳原子构成的环状分子 ,该分子是单键和叁键交替的结构,其过程如图所示:
下列说法正确的是( )
A. 属于不饱和烃
B.“撕裂”过程发生了分解反应
C. 和 互为同系物
D.“撕裂”过程主要克服了分子间作用力
19.是某烷烃的简易模型,个球代表个碳原子,省略了氢原子。该烷烃是( )
A.甲烷 B.异丁烷 C.甲基丁烷 D.异戊烷
20.下列说法正确的是( )
A. 原子核内有3个中子
B. 和 互为同系物
C. 和 互为同素异形体
D. 与 互为同分异构体
二、综合题
21.
(1)Ⅰ.按要求对下列各组物质进行分类:
①乙烯和2—丁烯②CH4和 ③CH3CH2OH和CH3—O—CH3④ 和 ⑤CH3CH(OH)COOH和CH2(OH)CH(OH)CHO⑥CH3CH2CHO和CH2=CH—CH2OH
试回答下列问题:
每组中的物质,互为同分异构体的是 (填序号,下同),互为同系物的是 ,分子都有旋光性的是 ,分子中都含大π键的是 。
(2)⑥中丙烯醇(CH2=CH—CH2OH)中碳原子的杂化类型有 ;丙醛(CH3CH2CHO)与丙烯醇(CH2=CH—CH2OH)相对分子质量相等,但丙醛比丙烯醇的沸点低的多,其主要原因是 。
(3)CH2(OH)CH(OH)CHO中每个羟基上的氧原子价电子对空间构型为 ,孤电子对数为 。
(4)Ⅱ.按要求完成下列各题:
用系统命名法命名 ,其名称为 。
(5)已知S—诱抗素的分子结构为: ,该分子中含有的含氧官能团的名称是 。
(6)某烯烃的化学式为C5H10,其同分异构体的数目(不包括顺反异构)有 种。有机物分子式为C4H10O且属于醇的物质有 种。
22.现有下列几组物质,请将其序号按要求填入空格内:
①淀粉和纤维素 ②正丁烷和异丁烷 ③H、D、T ④O2和O3⑤乙醇和甲醇 ⑥CH3COOH和HCOOCH3
(1)互为同系物的是 ;
(2)互为同分异构体的是 ;
(3)互为同素异形体的是 。
23.根据问题填空:
(1)用系统命名法命名烃A: ; 烃A的一氯代物具有不同沸点的产物有 种.
(2)有机物 的系统名称是 ,将其在催化剂存在下完全氢化,所得烷烃的系统名称是 .
(3)3﹣甲基﹣1﹣戊炔的结构简式为 ;
(4) 的分子式为 ; 名称为: .
24.写出下列有机物的类别及所含官能团的名称。
(1)CH3CH=CH2 、 ;
(2)HC≡C-CH2CH3 、 ;
(3) 、 ;
(4) 、 ;
(5) 、 ;
(6)CH3CH2-O-CH3 、 。
25.
(1)结构简式为的 烃系统命名为 。
(2)1 mol壬烷C9H20完全燃烧生成二氧化碳和水,需消耗氧气 mol。
(3) 的一氯代物有 种。
(4)CH3CH2CH2OH在铜作催化剂并加热的作用下与O2反应的化学方程式 。
答案解析部分
1.【答案】B
【解析】【解答】A.O2与O3是由氧元素组成的两种不同单质,故A不选;
B.CH3CH2CH3与CH3CH2CH2CH3都为烷烃,且相差一个CH2原子团,为同系物,故B选;
C.H2O与H2O2不是同系物,故C不选;
D. C与 C质子数相同中子数不同,互为同位素,故D不选;
故答案为:B。
【分析】A.氧气和臭氧互为同素异形体;
B.结构相似,在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物;
C.水和过氧化氢不是同系物;
D.质子数相同中子数不同的原子互为同位素。
2.【答案】B
【解析】【解答】解:A.甲烷分子含有极性键C﹣H键,四个C﹣H的键长、键角都相等,完全相同,是一种呈正四面体型的分子,结构对称为非极性分子,故A正确;
B.甲烷分子是一种呈正四面体型的分子,甲烷分子中两个氢原子被氯取代后,生成物只有一种,故B错误;
C.甲烷是重要的化工原料,其分解产物为炭黑和氢气,可用于合成氨和橡胶工业,故C正确;
D.不纯甲烷点燃时易爆炸,完全燃烧可生成二氧化碳和水,为清洁燃料,故D正确;
故选B.
【分析】A.甲烷分子是一种呈正四面体型的分子,四个C﹣H完全相同,含极性键C﹣H键,结构对称为非极性分子;
B.若为平面正方形结构,二氯甲烷有两种同分异构体,而正四面体的二氯甲烷不存在同分异构体;
C.甲烷是重要的化工原料,高温分解可生成炭黑和氢气;
D.坑道中的甲烷为易燃气体,不抽易发生安全事故,抽出可用作清洁燃料,又可防止爆炸.
3.【答案】C
【解析】【解答】A.丙烷可以看作是甲烷分子中的两个氢原子分别被甲基取代生成的,由于甲烷分子是正四面体结构,故丙烷分子中的三个碳原子不可能在一条直线上,不符合题意;
B.丙烷在光照下能够发生取代反应,B不符合题意;
C.烷烃随分子中碳原子数的增多,沸点依次升高,丙烷的沸点低于丁烷,难液化,C符合题意;
D.烷烃都难溶于水,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】A.结合烷烃的四面体结构分析;
B.烷烃光照条件下,都能发生取代反应;
C.烷烃的碳原子数越少,沸点越低;
D.烷烃都难溶于水;
4.【答案】C
【解析】【解答】A.共热MnO2和浓盐酸制备Cl2,用B干燥Cl2和CH4,CH4和Cl2在C中发生取代反应生成氯代甲烷和HCl,用D吸收HCl,防止污染空气。实验时,先点燃A处酒精灯,二氧化锰和浓盐酸反应生成氯气,用氯气排出装置内空气,再通甲烷,选项A不符合题意;
B.浓硫酸具有吸水性,甲烷、氯气中有水蒸气,装置B有均匀混合气体、控制气流速度、干燥混合气体等作用,选项B不符合题意;
C.装置C经过一段时间的散射光照射后,生成氯化氢、一氯甲烷,二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳,5种产物,选项C符合题意:
D.生成的氯化氢溶于饱和食盐水后,使溶液中的氯离子浓度增大,NaCl(s) Na+(aq)+Cl-(aq)平衡左移,有NaCl析出,选项D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】实验室用浓盐酸和二氧化锰在加热条件下发生反应生成氯气,氯气经干燥后和甲烷在光照条件下发生取代反应,生成多种氯代烃和HCl,据此解答。
5.【答案】C
【解析】【解答】A.选择分子中含有C原子数最多的碳链为主链,该物质分子中最长碳链上含有5个C原子,从离支链较近的右端为起点,给主链上的C原子编号,一确定支链在主链上的位置,该物质名称为2,3-二甲基戊烷,A不符合题意;
B.该物质分子中两个甲基处于苯环的对位上,物质的系统命名法名称为1,4-二甲苯,B不符合题意;
C.该物质官能团是碳碳双键,选择包含碳碳双键在内的最长碳链为主链,从离双键较近的右下端为起点,给主链上的C原子编号,以确定碳碳双键及支链在主链上的位置,该物质名称为2-甲基-1-丁烯,C符合题意;
D.该物质分子中含有2个碳碳双键,从碳链的右端为起点给主链上碳原子编号,以确定碳碳及甲基的位置,该物质名称为2-甲基-1,3-丁二烯,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.烷烃命名时,选最长的碳链为主链,从离支链近的一端开始编号,命名时表示出支链的位置;
B.苯的同系物命名时,从简单的侧链开始、按顺时针或逆时针给苯环上的碳原子进行编号,使侧链的位次和最小;
C.该物质为烯烃;
D.烯烃命名时,选含官能团的最长的碳链为主链,从离官能团近的一端给主链上的碳原子进行编号,表示出支链和官能团的位置。
6.【答案】B
【解析】【解答】解:A、烷烃命名时,要选最长的碳链为主链,从离支链近的一端给主链上的碳原子进行编号,故主链上有4个碳原子,而在2号碳原子上有2个甲基,故名称为2,2﹣二甲基丁烷,故A错误;
B、烯烃命名时,要从离官能团近的一端给主链上的碳原子编号,故碳碳双键在1号和2号碳原子上,名称为1﹣丁烯,故B正确;
C、根据侧链在苯环上的位置关系,可以用“邻、间、对”来表示,此有机物中两个甲基的位置关系为对位,故名称为对二甲苯,故C错误;
D、当﹣OH直接连在苯环上时为酚类,且甲基和﹣OH的关系为邻位,故名称为邻甲基苯酚,故D错误.
故选B.
【分析】A、烷烃命名时,要选最长的碳链为主链,从离支链近的一端给主链上的碳原子进行编号;
B、烯烃命名时,要从离官能团近的一端给主链上的碳原子编号;
C、根据侧链在苯环上的位置关系,可以用“邻、间、对”来表示;
D、当﹣OH直接连在苯环上时为酚类.
7.【答案】C
【解析】【解答】A.C3H6与C5H10可能为烯烃或环烷烃,二者结构不一定相似,则二者不一定互为同系物,A不符合题意;
B.邻二甲苯与对二甲苯的分子式相同、结构不同,二者互为同分异构体,B不符合题意;
C.C2H6与C5H12 为碳原子数不同的烷烃,二者互为同系物,C符合题意;
D.溴乙烷与1,2-二溴乙烷分子中含有官能团溴原子的数目不同,二者不属于同系物,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】同系物是指结构相似,在分子组成上相差1个或n个CH2的有机物,据此判断是否属于同系物。
8.【答案】D
【解析】【解答】解:分子式为C5H12O的有机物,能与金属钠反应放出氢气,说明分子中含有﹣OH,该物质为戊醇,戊基﹣C5H11可能的结构有:﹣CH2CH2CH2CH2CH3、﹣CH(CH3)CH2CH2CH3、﹣CH(CH2CH3)2、﹣CH2CH(CH3)CH2CH3、﹣C(CH3)2CH2CH3、﹣CH(CH3)CH(CH3)2、﹣CH2CH2CH(CH3)2、﹣CH2C(CH3)3,所以该有机物的可能结构有8种.
故选D.
【分析】分子式为C5H12O的有机物,能与金属钠反应放出氢气,说明分子中含有﹣OH,该物质为戊醇,书写戊基﹣C5H11异构体,戊基异构数目等于戊醇的异构体数目.
9.【答案】C
【解析】【解答】解:根据表中的化学式规律采用分组分类法推出:每4个化学式为一组,依次是烯烃、烷烃、饱和一元醇、饱和一元酸.把表中化学式分为4循环,26=4×6+2,即第26项应在第7组第二位的烷烃,相邻组碳原子数相差1,该组中碳原子数为2+(7﹣1)×1=8,故第26项则为C8H18.
故选C.
【分析】根据表中的化学式规律采用分组分类法推出:每4个化学式为一组,依次是烯烃、烷烃、饱和一元醇、饱和一元酸,第26项应在第7组第二位的烷烃,相邻组碳原子数相差1,该组中碳原子数为2+(7﹣1)×1=8.
10.【答案】C
【解析】【解答】A.甲烷与氯气反应,氯气逐渐消耗,黄绿色逐渐消失,A不符合题意;
B.随反应进行,气体体积减小,试管内液面上升,B不符合题意;
C.氯气逐渐消耗,黄绿色逐渐消失,C符合题意;
D.反应生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳等是油状产物,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.甲烷会在光照下与氯气反应;
B.气体体积减小,液面上升;
C.氯气为黄绿色气体;
D.二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳都是油状产物。
11.【答案】C
【解析】【解答】解:A.燃烧后能生成CO2和H2O的有机物,其分子中可能中含有碳氢两种元素,有可能含有C、H、O三种元素,故A错误;
B.并不是所有烷烃分子中都含有碳碳键,如甲烷分子中只有1个C原子,不存在碳碳单键,故B错误;
C.属于同分异构体的物质,其分子式相同,则分子量也相同;但分子量相同的不同物质不一定是同分异构体,如乙醇与甲酸的分子量相同,但是二者的分子式不同,二者不属于同分异构体,故C正确;
D.分子组成相差一个或几个CH2原子团的物质,如果结构不相似,一定不属于同系物,如环戊烷与乙烯相差2个CH2原子团,但是二者结构不同,所以不属于同系物,故D错误;
故选C.
【分析】A.燃烧产物为二氧化碳和水,有机物分子中可能为烃类物质,有可能含有氧元素;
B.甲烷中只有1个碳原子,不存在碳碳单键;
C.具有相同分子量的物质不一定具有相同的分子式,如乙醇与甲酸;
D.互为同系物的有机物分子的结构必须相似,否则一定不属于同系物.
12.【答案】D
【解析】【解答】先由烷烃的名称写出结构简式为 ,双键只能在3号和4号碳原子之间,即
【分析】 根据烯的加成原理,双键中的一个键断开,结合H原子,生成2, 2-二甲基丁烷,采取倒推法相邻碳原子之间各去掉1个氢原子形成双键,即得到烯烃.
13.【答案】C
【解析】【解答】解:A.CH4和C2H4,前者为甲烷,属于饱和烃,后者为乙烯,属于不饱和烃,二者结构不同,所以一定不属于同系物,故A错误;
B.烷烃为饱和的链烃,而环烷烃中含有环,二者结构不同,通式不同,所以二者一定不属于同系物,故B错误;
C.C5H12和C3H8,二者都是饱和烃烷烃,结构相似,分子间相差2个CH2原子团,所以二者属于同系物,故C正确;
D.C2H4和C4H8,前者为乙烯,含有碳碳双键,后者为丁烯后者环烷烃,二者结构不一定相似,所以不一定属于同系物,故D错误;
故选C.
【分析】结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物;互为同系物的物质满足以下特点:结构相似、化学性质相似、分子式通式相同、分子式不同、物理性质不同,研究对象是有机物;如果分子中含有官能团,则含有的官能团的种类及数目必须完全相同.
14.【答案】B
【解析】【解答】A. 丙烯分子中含有甲基,根据甲烷分子的正四面体结构可知,甲基上的所有原子不可能共面,故丙烯分子的所有原子不可能共平面,A说法不符合题意;
B. 乙醇和乙烯的碳元素的质量分数不同,因此,等质量的乙醇和乙烯完全燃烧生成CO2的质量不相等,B说法符合题意;
C. 甲醛(HCHO)和乙二醛(OHC-CHO)的官能团的数目不同,因此两者不是同系物,C说法不符合题意;
D.因为苯环中的碳碳键完全相同,所以 和 是同一种物质,D说法不符合题意。
故答案为:B。
【分析】A. CH2=CHCH3,-CH3中的所有原子不可能共面;
B. 碳元素的质量分数相同时,等质量的乙醇和乙烯完全燃烧生成CO2的质量才相等;
C. 同系物结构相同,且相差若干个CH2;
D.同分异构体:分子式相同但结构不同的有机化合物。
15.【答案】D
【解析】【解答】解:A.由结构简式可知有机物主链含有6个碳原子,含有4个甲基、2个乙基,名称为2,2,4,5﹣四甲基﹣3,3﹣二乙基己烷,故A错误;
B.环己烯中只含有一个碳碳双键,与所给的物质结构不相似,不是同系物,故B错误;
C.分子式为C4H8O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇,属于饱和一元酯,若为甲酸和丙醇酯化,甲酸1种,丙醇有2种;若为乙酸和乙醇酯化,乙酸1种,乙醇有1种;若为丙酸和甲醇酯化,丙酸有1种,甲醇1种,故羧酸共有3种,醇共有4种,酸和醇重新组合可形成的酯共有3×4=12种,故C错误;
D.苯和苯甲酸的分子式分别为C6H6、C7H6O2,C7H6O2可看作C6H6 CO2,由分子式可知等物质的量的苯和苯甲酸完全燃烧消耗氧气的量相等,故D正确,故选D.
【分析】A.根据结构简式判断有机物主链碳原子数以及支链的种类和数目,可命名;
B.结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物;
C.分子式为C4H8O2的酯为饱和一元酯,形成酯的羧酸与醇的碳原子总数为4,讨论羧酸与醇含有的碳原子,判断形成该酯的羧酸与醇的同分异构体种数,根据羧酸与醇组合,计算同分异构体数目;
D.根据分子式计算即可.
16.【答案】D
【解析】【解答】A.分子式符合通式且值不等的两种烃不一定互为同系物,如乙烯和环丙烷分子式都符合,但乙烯和环丙烷不是同系物,故A不符合题意;
B.1个丙烯分子中含有9个共用电子对,丙烯分子中共用电子对数为,故B不符合题意;
C.用甘氨酸()和丙氨酸()缩合可形成二肽的种类有甘氨酸和甘氨酸 、丙氨酸和丙氨酸 、甘氨酸和丙氨酸、丙氨酸和甘氨酸,共4种,故C不符合题意;
D.分子式为且能发生银镜反应的有机物(不考虑立体异构)有CH3CH2CH2CH2CHO、CH3CH2CH(CH3)CHO、(CH3)2CHCH2CHO、(CH3)3CCHO,共4种,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】易错分析:A.判断同系物从两个方面,1.看结构是否相似,2.看分子式是否相差一个或若干CH2,一般先看是否结构相似,若不相似,则不互为同系物
D.可以把分子式分离成C4H9-CHO,-C4H9为丁基,一共有4中,所以C4H9-CHO的同分异构体有4种
17.【答案】B
【解析】【解答】解:A.相对分子质量相同化合物不一定具有相同的分子式,如乙醇与甲酸,故A错误;
B.不同碳的烷烃,分子组成上相差1个或多个CH2原子团,属于同系物,故B正确;
C.分子中含有几种化学环境不同的H,就有几种一氯取代物,比如丙烷存在2种,故C错误;
D.环丁烷与丙烯通式相同,组成上也相差1个CH2原子团,但不是同系物,故D错误,故选B.
【分析】A.相对分子质量相同化合物不一定具有相同的分子式,如乙醇与甲酸;
B.结构相似,分子组成上相差1个或多个CH2原子团的有机物互为同系物;
C.分子中含有几种化学环境不同的H,就有几种一氯取代物;
D.环丁烷与丙烯通式相同,组成上也相差1个CH2原子团,但不是同系物.
18.【答案】B
【解析】【解答】A. 只含有C原子,不属于烃类,A项不符合题意;
B. 经过一系列的“撕裂”反应,最终分解生成一氧化碳和 ,故“撕裂”过程发生了分解反应,B项符合题意;
C.同系物是指结构相似、分子组成相差若干个CH2原子团的有机化合物,互称为同系物,故 和 不是同系物,C项不符合题意;
D. 经过一系列的“撕裂”反应,最终分解生成一氧化碳和 ,破坏的是共价键,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.根据结构式,碳原子的成键方式即可判断不为烃
B.根据反应物和生成物即可判断反应类型
C.C18和C60均是碳单质,不是同系物互为同分异构体
D.根据反应物和生成物即可判断,撕裂主要是共价键的破坏
19.【答案】B
【解析】【解答】有图象可知含有四个碳原子,其中有三个甲基,故该烃是异丁烷或者2-甲基丙烷,故答案为:B。
【分析】烷烃命名步骤:1.选取主链,为某烷,2.编序号,确定支链,3.命名。
20.【答案】D
【解析】【解答】A. 原子核内有3-2=1个中子,A不符合题意;
B.苯酚属于酚类,苯甲醚属于醚类,二者不可能是同系物关系,B不符合题意;
C. 和 均是化合物,不能互为同素异形体,C不符合题意;
D. 与 的结构不同,分子式相同,均是C3H6,二者互为同分异构体,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.根据左上角是质量数,左下角是质子数即可计算
B.物质类别不同不属于同系物
C.由同一种元素形成的不同单质互为同素异形体
D.分子式相同,结构不同的有机物互为同分异构体
21.【答案】(1)③④⑤⑥;①②;⑤;④
(2)sp2、sp3;丙烯醇分子间存在氢键
(3)四面体形;2
(4)2-乙基-1-戊烯
(5)羟基、羰基、羧基
(6)5;4
【解析】【解答】(1)同分异构体是指分子式相同而结构不同的物质的互称,符合同分异构概念的有:③④⑤⑥;同系物是结构相似,组成上相差若干个CH2的一系列有机物,所含官能团的种类和个数必须相同,符合同系物概念的有:①②;有手性碳原子的有机物才具有旋光性,手性碳原子是指与四个不同的原子或者原子团相连的碳原子,由各组物质的结构只有⑤中存在手性碳原子,具有旋光性;苯环中含有大π键,故分子中都含有大π键的是④,故答案为:③④⑤⑥;①②;⑤;④;
(2)⑥中丙烯醇(CH2=CH—CH2OH)中单键碳原子为sp3杂化,双键碳原子为sp2杂化;丙烯醇分子中含有羟基,分子间可以形成氢键,导致其沸点比丙醛高,故答案为:sp2、sp3;丙烯醇分子间存在氢键;
(3)CH2(OH)CH(OH)CHO中每个羟基上的氧原子均存在四对价电子,价电子构型为四面体形,且每个O原子只与两个原子相连,孤电子对数均为2,故答案为:四面体形;2;
(4)以包含碳碳双键在内的最长的碳链为主链,从靠近双键一端开始编号,则该物质中最长的碳链含5个碳原子,且2号碳上有1个乙基,名称为:2-乙基-1-戊烯,故答案为:2-乙基-1-戊烯;
(5)由结构简式可知其中含有的含氧官能团为羟基、羧基、羰基,故答案为:羟基、羰基、羧基;
(6)化学式为C5H10的烯烃为戊烯,若主链上有5个碳原子,则可以是1-戊烯、2-戊烯;若主链上有4个C,则可以是2-甲基-1-丁烯,2-甲基-2-丁烯,3-甲基-1-戊烯,主链3个C的不存在,故共5种,分子式为C4H10O且属于醇,即为丁烷中的一个氢被羟基取代,正丁烷中含2种氢,异丁烷中含2种氢,故符合条件的醇类共4种,故答案为:5;4;
【分析】(1)根据同分异构体的概念以及同系物的盖帘即可找出互为同分异构体和同系物有机物,找出含有手性碳原子的结构即可,一般苯中含有大Π键找出即可
(2)根据碳原子的成键类型即可判断杂化类型,主要是还哪有羟基易形成氢键
(3)氧原子是sp3杂化,含有2对孤对电子形成四面体结构
(4)根据键线式,找出含有双键,找出主链定支链保证支链位置代数和为最小即可命名
(5)根据结构简式即可找出含氧官能团
(6)根据分子式按照要求写出同分异构体的数目即可
22.【答案】(1)⑤
(2)②⑥
(3)④
【解析】【解答】①淀粉和纤维素化学式均为(C6H10O5)n,但因n值很高,均属于高分子,因此淀粉和纤维素均为混合物;②正丁烷和异丁烷化学式相同,结构不同,二者互为同分异构体;③H、D、T是氢元素对应不同的氢原子,互为同位素;④O2和O3是氧元素形成的不同单质,二者互为同素异形体;⑤乙醇和甲醇结构相似,分子式之间相差1个-CH2,二者互为同系物;⑥CH3COOH和HCOOCH3化学式相同,结构不同,二者互为同分异构体;(1)互为同系物的是⑤;(2)互为同分异构体的是②⑥;(3)互为同素异形体的是④。
【分析】同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物;一般出现在有机化学中,且必须是同一类物质(含有相同且数量相等的官能团,羟基例外,因酚和醇不能成为同系物,如苯酚和苯甲醇)。但值得注意的是,一是同系物绝大部分相差1个或n个亚甲基团;二是有同一基团的物质不一定是同系物。
23.【答案】(1)2,2,6﹣三甲基﹣4﹣乙基辛烷;10
(2)3﹣甲基﹣1﹣丁烯;2﹣甲基丁烷
(3)CH≡CCH(CH3)CH2CH3
(4)C4H8O;1,2﹣二甲基苯(或邻二甲苯)
【解析】【解答】解:(1)烷烃命名时,要选最长的碳链为主链,故主链上有8个碳原子,从离支链近的一端给主链上碳原子编号,故在2号碳原子上有2个甲基,在6号碳原子上有一个甲基,在4号碳原子上有一个乙基,则名称为2,2,6﹣三甲基﹣4﹣乙基辛烷;烃A中的氢原子有10种,则发生一氯代物时的产物有10种,即得具有不同沸点的一氯代物10种,故答案为:2,2,6﹣三甲基﹣4﹣乙基辛烷;10;(2)烯烃命名时,要选含官能团的最长的碳链为主链,故此烯烃主链上有4个碳原子,从离官能团最近的一端给主链上的碳原子编号,则碳碳双键在1号和2号碳原子之间,在3号碳原子上有一个甲基,故名称为3﹣甲基﹣1﹣丁烯;在催化剂存在下完全氢化,即将结构中的碳碳双键变为单键所得产物为烷烃 ,主链上有4个碳原子,在2号碳原子上有一个甲基,故名称为2﹣甲基丁烷,故答案为:3﹣甲基﹣1﹣丁烯;2﹣甲基丁烷;(3)3﹣甲基﹣1﹣戊炔的主链上有5个碳原子,在1号和2号碳原子之间有碳碳三键,在3号碳原子上有一个甲基,故结构简式为CH≡CCH(CH3)CH2CH3,故答案为:CH≡CCH(CH3)CH2CH3;(4)在键线式中,端点和拐点均代表碳原子,故此有机物中含4个碳原子,每个碳原子形成4条价键,其余的用H原子补充,故分子式为C4H8O;苯的同系物在命名时,从简单的侧链开始按顺时针或逆时针给主链上的碳原子进行编号,使侧链的位次和最小,故名称为1,2﹣二甲基苯.故答案为:C4H8O,1,2﹣二甲基苯(或邻二甲苯).
【分析】(1)烷烃命名时,要选最长的碳链为主链,从离支链近的一端给主链上碳原子编号,据此分析;烃A中的氢原子有10种,则发生一氯代物时的产物有10种;(2)烯烃命名时,要选含官能团的最长的碳链为主链,从离官能团最近的一端给主链上的碳原子编号,并表示出官能团的位置;在催化剂存在下完全氢化,即将结构中的碳碳双键变为单键所得产物为烷烃;(3)3﹣甲基﹣1﹣戊炔的主链上有5个碳原子,在1号和2号碳原子之间有碳碳三键,在3号碳原子上有一个甲基;(4)在键线式中,端点和拐点均代表碳原子,每个碳原子形成4条价键,其余的用H原子补充;苯的同系物在命名时,从简单的侧链开始按顺时针或逆时针给主链上的碳原子进行编号,使侧链的位次和最小.
24.【答案】(1)烯烃;碳碳双键
(2)炔烃;碳碳叁键
(3)酚;羟基
(4)醛;醛基
(5)酯;酯基
(6)醚;醚键
【解析】【解答】(1)CH3CH=CH2中官能团为碳碳双键,属于烯烃,故答案为:烯烃;碳碳双键;
(2)HC≡C-CH2CH3中官能团为碳碳叁键,属于炔烃,故答案为:炔烃;碳碳叁键;
(3) 中官能团为羟基,且羟基直接与苯环相连,属于酚,故答案为:酚;羟基;
(4) 中官能团为醛基,属于醛,故答案为:醛;醛基;
(5) 中官能团为酯基,属于酯,故答案为:酯;酯基;
(6)CH3CH2-O-CH3中官能团为醚键,属于醚,故答案为:醚;醚键。
【分析】根据有机物的结构特征判断官能团的名称,根据官能团判断类别。
25.【答案】(1)3-甲基-1-丁烯
(2)14
(3)5
(4)2CH3CH2CH2OH+O2 2CH3CH2CHO+2H2O
【解析】【解答】(1)该烃含有碳碳双键,故为烯烃,选取含有碳碳双键的最长碳链为主链,主链含有4个C,从离双键最近一端给主链碳原子编号,在3号碳原子上有一个甲基,则该烃系统命名为:3-甲基-1-丁烯,故答案为:3-甲基-1-丁烯;(2)1 mol壬烷C9H20完全燃烧生成二氧化碳和水,需消耗氧气的物质的量为:(9+ mol=14mol,故答案为:14;(3) 分子中有5种氢原子,所以一氯代物有5种,故答案为:5;(4)CH3CH2CH2OH与O2在Cu作催化剂下加热生成CH3CH2CHO和水,其反应的方程式为:2CH3CH2CH2OH+O2 2CH3CH2CHO+2H2O,
故答案为:2CH3CH2CH2OH+O2 2CH3CH2CHO+2H2O。
【分析】(1)从官能团一侧开始编号
(2)根据产物是二氧化碳和水计算
(3)注意等效氢
(4)有机化学方程式(非可逆)的书写一般用键号