7.1认识有机化合物（含解析）2023~2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

7.1认识有机化合物2023~2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册
一、单选题，共14小题
1．（21-22高一下·全国·课后作业）有关有机化合物中碳原子的成键特点，下列说法错误的是
A．碳原子最外层有4个电子，每个碳原子形成4个价键
B．碳原子间只能形成碳链，不能形成碳环
C．在CH4分子中，四个碳氢共价键的长度和强度均相同
D．在正丁烷分子中，4个碳原子形成的碳链为锯齿形，不为直线形
2．（22-23高一下·辽宁·期中）取一支硬质大试管，通过排饱和NaCl溶液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．为加快化学反应速率，应在强光照射下完成
B．甲烷和Cl2反应后试管内壁的油状液滴包括CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4
C．盛放饱和NaCl溶液的水槽底部可能会有少量晶体析出
D．CH4和Cl2完全反应后液面上升，液体充满试管
3．（22-23高一·下·课后作业）有机物种类繁多的原因是
A．碳元素在地壳中的含量大，且属于非金属
B．碳原子间能以共价键结合，形成多种链状和环状结构
C．碳元素所形成的化合物性质稳定，且共价键键能大
D．碳原子中质子数和中子数相等
4．（22-23高一下·湖北荆州·阶段练习）在常温、常压下，取下列四种气态烃各1 mol，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是(　　)
A．CH4 B．C3H8 C．C4H10 D．C2H6
5．（20-21高一下·福建泉州·期末）实验室用如图1所示的装置(夹持装置略)，进行甲烷与氯气在光照条件下的反应实验。下列说法错误的是
A．可发生反应：
B．光照一段时间后，产生如图2所示实验现象
C．反应过程中，饱和食盐水中有NaCl晶体析出
D．若用乙烷替代甲烷进行实验，也能发生反应
6．（20-21高一下·全国·课时练习）下列对烃的叙述正确的是
A．只有烷烃分子中才存在碳碳单键
B．除烯烃外，其他烃都不能使酸性KMnO4溶液褪色
C．分子通式为CnH2n＋2的烃可能是烷烃，也可能是烯烃
D．所有的烃都可以燃烧
7．（22-23高一下·陕西咸阳·阶段练习）某学习小组用“球”和“棍”搭建的有机化合物分子球棍模型如图所示，“”代表氢原子，“”代表碳原子，下列说法错误的是
A．①说明碳原子可以和氢原子形成共价键以满足“碳四价”原则
B．②③说明碳原子之间可形成碳碳双键、碳碳三键，且这两种烃属于不饱和烃
C．④⑤说明碳原子之间可以形成碳链或碳环，剩余价键与氢原子结合以满足“碳四价”原则
D．由⑤可推知多个碳原子以碳碳单键形成碳链时，所有碳原子一定在同一条直线上
8．（21-22高一下·陕西咸阳·阶段练习）下列有机物分子中碳原子的结合方式不正确的是
A． B． C． D．
9．（23-24高一·下·江苏连云港·期末）碳原子成键的多样性是有机化合物种类繁多的原因之一、乙醇和二甲醚的结构式如图所示。下列关于上述两种物质的说法正确的是
A．分子式不同 B．性质有差异因分子结构不同
C．各1mol分子中碳氧键(C-O)数目相同 D．各1mol分子中共用电子对数目不同
10．（22-23高一下·辽宁大连·期中）下列说法错误的是
A．C3H8和C4H10一定是同系物
B．CH4的二氯代物只有一种结构证明甲烷是正四面体结构
C．正丁烷的沸点高于异丁烷
D．丙烷分子中，三个碳原子可能在同一条直线上
11．（2023高一下·黑龙江·学业考试）乙烷与氯气发生化学反应：CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl，该反应属于
A．取代反应 B．加成反应 C．加聚反应 D．氧化反应
12．（22-23高一下·新疆伊犁·期末）最早的球棒分子模型是由德国化学家奥古斯特·威廉·冯·霍夫曼所作，目的是用来讲课。下图表示四种烷烃分子，下列说法不正确的是

A．a是甲烷的填充模型
B．c和d互为同分异构体，物理性质和化学性质均相同
C．b中含有极性共价键和非极性共价键
D．c是b的同系物
13．（22-23高一下·新疆伊犁·期末）科学家明确发现了木卫二存在恒温的海洋和有机分子，据分析土卫二形成在数十亿年前，很有可能存在微生物或已经有了更智慧的海洋生物，只是没被人类发现。下列有关有机物说法正确的是
A．有机物种类繁多的主要原因是有机物分子结构十分复杂
B．烃类分子中的碳原子与氢原子是通过非极性键结合的
C．烷烃的结构特点是碳原子之间通过单键结合，剩余价键均与氢原子结合
D．同分异构现象的广泛存在是造成有机物种类繁多的唯一原因
14．（22-23高一下·云南红河·阶段练习）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．和互为同分异构体
C．烷烃的沸点随碳原子数增多而增大，常温下，碳原子数在5~16的烷烃均为液态
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
二、非选择题，共5小题
15．（22-23高一下·全国·课时练习）如图所示是某同学利用注射器设计的简易实验装置。加热分离出可燃冰中的甲烷，将10mL甲烷注入甲注射器中，在同温、同压下向乙注射器中注入50mLCl2，将乙注射器中气体推入甲注射器中，用日光照射甲注射器一段时间，气体在甲注射器中发生反应。
(1)下列是某同学预测的实验现象，其中正确的是___________(填字母)。
A．气体最终变为无色
B．实验过程中，甲注射器活塞向右移动
C．甲注射器内壁有油状液滴产生
D．产生火花
(2)甲注射器中发生的化学反应类型为 。
(3)反应后，甲注射器中剩余气体最好用___________(填字母)吸收。
A．水 B．氢氧化钠溶液
C．硝酸银溶液 D．饱和食盐水
16．（22-23高一下·河北邯郸·阶段练习）回答下列问题：
(1)下列几组物质中，互为同素异形体的有 (填序号，下同)，互为同系物的有 ，互为同分异构体的有 。
①O2和O3 ②35Cl和37Cl ③CH3CH3和CH3CH2CH3 ④CH3(CH2)3CH3和(CH3)2CHCH2CH3 ⑤ 和
(2)写出乙烷与氯气反应生成一氯乙烷的化学方程式： 。
(3)下列各烷烃的沸点由高到低的顺序为 (用字母表示)。
A．正戊烷 B．异戊烷 C．C3H8 D．CH3(CH2)2CH3 E．新戊烷
(4)相对分子质量为72的烷烃分子式为 ， 的分子式为 。
17．（22-23高一·下·课时练习）下列物质中互为同系物的有 ，互为同分异构体的有 ，互为同素异形体的有 ，属于同位素的有 ，是同一种物质的有 。
①液氯②③白磷④氯气⑤氯水⑥⑦⑧⑨红磷⑩
18．（21-22高一下·全国·课时练习）按要求回答下列问题：
(1)乙烷的结构式为 。
(2)丙烷的结构简式为 。
(3)分子中含有30个氢原子的饱和链状烷烃的分子式为 。
(4)相对分子质量为58的饱和链状烷烃的结构有 种，分别写出它们的结构简式： 。
(5)分子式为C5H12的直链烷烃的习惯命名为 ，其一氯代物只有一种的同分异构体的结构简式为 。
19．（21-22高一下·全国·课时练习）如图表示页岩气中两种碳氢化合物的球棍模型，试回答下列问题。
(1)有机物甲的名称为 ，有机物乙的名称为 ，两者互为 。
(2)有机物乙的一氯代物有 种，请你根据甲烷分子的结构推测，有机物乙中最多有 个C原子在同一平面内。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】A．碳的原子序数为6，碳原子最外层有4个电子，每个碳原子可形成4个价键，A正确；
B．碳原子间不但能形成碳链，还可以形成碳环，如环丁烷()，B错误；
C．在CH4分子中，形成4个碳氢键，四个碳氢键的键长与键能均相同，C正确；
D．饱和碳与周围四个原子形成四面体结构，因此正丁烷分子中，4个碳原子形成的碳链为锯齿形，不为直线形，D正确；
答案选B。
2．C
【分析】甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应，反应产物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳四种卤代烃，同时还有氯化氢生成，所以反应产物为混合物；卤代烃不溶于水中，因此在试管内壁有油状液滴出现，据此分析解题。
【详解】A．甲烷和氯气发生取代反应，必须在光照条件下进行，强光照射会发生爆炸危险，A错误；
B．常温下，CH3Cl是气体，试管内壁的油状液滴物包括CH2Cl2、CHCl3、CCl4，B错误；
C．发生取代反应生成的HCl溶于氯化钠溶液后，能使氯化钠的溶解度降低，故能使饱和氯化钠溶液中有晶体析出，C正确；
D．甲烷和氯气取代后生成的一氯甲烷为气体，其它有机产物均为液态，且生成的HCl溶于水，故此甲烷和氯气的反应为气体的物质的量减少的反应，故会导致液面上升，但液体不能充满整个试管，D错误；
故答案为：C。
3．B
【详解】有机物分子中碳原子间能以共价键结合形成4个共价键，而且可以形成链状或环状等结构，是导致有机物种类繁多的原因，综上所述故B正确。
4．C
【分析】根据燃烧通式CxHy+(x+0.25y)O2=xCO2+0.5yH2O进行计算。
【详解】根据燃烧通式可知，气态烃各1 mol，甲烷燃烧需要2mol，丙烷燃烧需要5mol，丁烷燃烧需要6.5mol，乙烷需要3.5mol，故消耗氧气最多的是丁烷。
答案为C。
5．B
【详解】A．甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应，会生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，甲烷的一氯代反应可表示为：，故A正确；
B．反应后生成的CH3Cl为气体，不溶于水，故试管不能充满液体，故B错误；
C．反应生成的HCl溶于饱和食盐水中，氯离子浓度增大，抑制了部分氯化钠的溶解，则饱和食盐水中有NaCl晶体析出，故C正确；
D． 甲烷和乙烷均为烷烃，结构相似化学性质相似，若用乙烷替代甲烷进行实验，也能发生反应，故D正确；
答案选B。
6．D
【详解】A．并不是只有烷烃才存在碳碳单键，在烯烃、炔烃及芳香烃中也可能存在碳碳单键(如CH2=CH—CH3)，故A错误；
B．能使酸性KMnO4溶液褪色的烃很多，如炔烃存在不饱和“—C≡C—”也可以使之褪色，故B错误；
C．分子通式满足CnH2n＋2的烃只能为链状烷烃，不能为烯烃，故C错误；
D．所有的烃都可以燃烧生成二氧化碳和水，故D正确；
选D。
7．D
【详解】A．①中碳原子与氢原子形成4个共价单键，说明碳原子可以和氢原子形成共价键以满足“碳四价”原则，故A正确；
B．②③说明碳原子之间可形成碳碳双键、碳碳三键，且这两种烃属于不饱和烃，故B正确；
C．④⑤说明碳原子之间可以形成碳链或碳环，剩余价键与氢原子结合以满足“碳四价”原则，故C正确；
D．由⑤可推知多个碳原子以碳碳单键形成碳链时，碳原子一定不在同一条直线上，故D错误；
选D。
8．C
【分析】C原子的最外层有4个电子，形成稳定化合物时，C原子的最外层满足8电子稳定结构，则最多可形成4个共用电子对，即4个共价键，据此作答。
【详解】A．题中A为丁烷，碳原子都可形成4个共价键，A不符合题意；
B．B为2一甲基丙烷，碳原子都可形成4个共价键，B不符合题意；
C．该结构中碳原子形成5个共价键，不符合碳原子的成键特点，C符合题意；
D．D为环丁烷，碳原子都可形成4个共价键，C不符合题意；
故答案选C。
9．B
【详解】A．由结构可知，二者分子式为C2H6O，分子式相同，A错误；
B．二者的结构不同，则导致存在性质差异，B正确；
C．乙醇有一个碳氧键，二甲醚有2个碳氧键，则各1mol分子中碳氧键(C-O)数目分别为NA、2NA，C错误；
D．各1mol分子中共用电子对均为8mol，数目相同，D错误；
故选B。
10．D
【详解】A．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，C3H8和C4H10均为烷烃，在分子组成上相差1个CH2，一定互为同系物，故A正确；
B．CH4为正四面体结构，分子中的四个氢原子是等效的，所以CH4的二氯代物只有一种结构，故B正确；
C．同分异构体中支链越多，熔沸点越低，正丁烷的沸点高于异丁烷，故C正确；
D．丙烷可以看作是两个甲基取代甲烷中的两个H原子形成的，甲烷为正四面体结构，则丙烷中的三个碳原子一定不在同一直线上，呈锯齿状，故D错误；
故选D。
11．A
【详解】乙烷中的一个H原子被氯气中的Cl原子代替，该反应符合取代反应的定义，属取代反应，故答案选A。
12．B
【详解】A．由图可知，a是甲烷的填充模型，A正确；
B．由球棍模型可知，d为异丁烷，与c互为同分异构体，由于异丁烷含有侧链基团，所以其物理性质与正丁烷不同，B错误；
C．由球棍模型可知，b为丙烷，分子中含有C—C非极性共价键和C—H极性共价键，C正确；
D．由球棍模型可知，c为正丁烷，与b丙烷结构相似，分子组成上相差1个CH2，两者互为同系物，D正确；
故选B。
13．C
【详解】A．有机物种类繁多的主要原因是碳原子成键方式的多样性和有机物存在同分异构现象，故A错误；
B．烃类分子中的碳原子与氢原子是通过极性键结合的，故B错误；
C．烷烃又叫饱和烃，每一个碳原子之间都以碳碳单键结合，碳原子的剩余价键都与氢原子相结合，故C正确；
D．同分异构现象的广泛存在是造成有机物种类繁多的重要原因，不是唯一原因，故D错误。
答案选C。
14．D
【详解】A．烷烃的通式为CnH2n＋2，其中C元素的质量分数为：，随n的增大，碳元素的质量分数逐渐增大，A错误；
B．由于碳碳单键可以旋转，而且烷烃命名时要从离支链较近的一端为起点，给主链上C原子编号进行命名，两个图示表示的物质都是2-甲基丁烷，因此属于同一物质，B错误；
C．烷烃的熔、沸点随碳原子数的增加而升高，常温下，碳原子数小于5个的烷烃呈气态，含 5 16 个碳原子的烷烃呈液态，但新戊烷是气态的，C错误；
D．分子式为C2H6的分子中只有一种H原子，一氯取代产物只有一种；而分子式为C5H12的烷烃可能是，该物质分子中也只有一种H原子，一氯取代产物只有一种，因此分子式为C2H6和分子式为C5H12的烷烃的一氯代物的数目可能相同，D正确；
故选D。
15．(1)BC
(2)取代反应
(3)B
【分析】在光照下，甲烷与氯气发生多步取代反应，生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷和HCl；
【详解】（1）A．理论上，甲烷与氯气的体积比为1∶4时，二者恰好完全反应，而甲注射器中甲烷与氯气的体积比为1∶5，说明氯气过量，最终气体中仍有氯气，故气体不会最终变为无色，错误；
B．产物中只有氯化氢和一氯甲烷为气体，其他为油状液体，所以气体的总体积减小，内部压强减小，甲注射器活塞向右移动，正确；
C．产物中只有氯化氢和一氯甲烷为气体，其他为油状液体，甲注射器内壁有油状液滴产生，正确；
D．该反应进行缓慢，不会产生火花，错误；
故选BC；
（2）甲烷分子中的四个氢原子可被氯原子逐一取代，故甲注射器中发生的是取代反应；
（3）剩余气体中含有氯气和氯化氢，最好用氢氧化钠溶液吸收，故选B。
16．(1) ① ③ ④
(2)CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl
(3)A＞B＞E＞D＞C
(4) C5H12 C9H10
【详解】（1）①O2和O3，是同种元素形成的不同单质，两者互为同素异形体；②35Cl和37Cl，两者质子数相同，中子数不同的原子，互为同位素；③CH3CH3和CH3CH2CH3，两者结构相似，分子组成相差一个 CH2 原子团，两者互为同系物；④CH3(CH2)3CH3和(CH3)2CHCH2CH3，两者分子式相同，结构式不同，互为同分异构体；⑤ 和 结构相同，是同种物质；因此互为同素异形体的有①，互为同系物的有③，互为同分异构体的有④；故答案为：①；③；④。
（2）乙烷和氯气在光照条件下发生取代反应，则生成一氯乙烷的化学方程式：CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl；故答案为：CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl。
（3）根据碳原子数越多，烷烃沸点越高，相同碳原子数，支链越多，沸点越低，则下列各烷烃的沸点由高到低的顺序为A＞B＞E＞D＞C；故答案为：A＞B＞E＞D＞C。
（4）烷烃通式为CnH2n+2，则14n+2=72，n=5，因此相对分子质量为72的烷烃分子式为C5H12， 的分子式为C9H10；故答案为：C5H12；C9H10。
17． ②与⑦、 ；⑥与⑦、 ⑦ ③⑨ ⑧⑩ ①④、②⑥
【分析】同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“CH ”原子团的有机化合物；同位素是指质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素；同素异形体是指由同样的单一化学元素组成，因排列方式不同，而具有不同性质的单质；同分异构体分子式相同，但结构不同；据此分析解题。
【详解】先将比较容易找到的找出：①④、②⑥分别为同一种物质，⑧⑩互为同位素，③⑨互为同素异形体；再找同分异构体，⑦ 分子式相同，但结构不同，因此互为同分异构体；最后找出同系物：②与⑦、 互为同系物或⑥与⑦、 互为同系物。
18．(1)
(2)CH3CH2CH3
(3)C14H30
(4) 2 CH3CH2CH2CH3、
(5) 正戊烷 C(CH3)4
【详解】（1）乙烷的分子式为，其结构式为；
（2）丙烷的分子式为，其结构简式为；
（3）由烷烃的分子通式（n为正整数）可知，，，其分子式为；
（4）由烷烃的分子通式可知，，，的同分异构体有2种，分别为和；
（5）分子式为的直链烷烃的习惯命名为正戊烷, 其一氯代物只有一种的同分异构体则其分子中只有一种化学环境的氢原子,其结构简式为C(CH3)4。
19．(1) 异戊烷 新戊烷 同分异构体
(2) 1 3
【详解】（1）根据有机物甲的球棍模型可知，甲的结构简式为：，名称为：异戊烷，根据有机物乙的球棍模型可知，乙的结构简式为：，名称为：新戊烷，两者分子式相同，都为C5H12，但结构不同，两者互为同分异构体。
（2）新戊烷的结构简式为：，分子中只含1种等效氢，因此其一氯代物只有1种；甲烷的空间构型为四面体结构，最多3个原子共面，而新戊烷相当于甲烷中的四个氢原子被甲基取代，因此最多3个碳原子共面。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页