7.1认识有机化合物同步练习 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册（含答案）

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7.1认识有机化合物
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列有关甲烷的说法正确的是
A．是天然气的主要成分 B．易溶于水
C．能使酸性溶液褪色 D．与乙烯互为同系物
2．据报道，我国科学家研制出以石墨烯为载体的催化剂，在25℃下用H2O2直接将CH4转化为含氧有机物，其主要原理如图所示。下列说法正确的是
A．H2O2的电子式为
B．图中表示CH4，该模型也可以表示CCl4
C．步骤ⅱ涉及极性键与非极性键的断裂与生成
D．步骤ⅰ到ⅳ的总反应为：
3．近期，我国科学家成功研制出天然气(主要成分为甲烷)在液态锡催化作用下的高效制氧设备，该设备发生反应的微观原理如图所示，下列说法错误的是
A．甲烷是由1个碳原子和4个氢分子构成
B．反应前后液态锡的质量和化学性质不变
C．该反应为分解反应
D．保持甲烷化学性质的最小粒子是甲烷分子
4．如图所示是气体性质实验的常用装置，下列有关实验现象的说法不正确的是
A．若水槽中是水，试管中是，可看到液面上升并且气体颜色逐渐变为无色
B．若水槽中是水，试管中是和的混合气体，在光照条件下可看到液面上升、试管壁上有油状液滴
C．若水槽中是水并滴有几滴紫色石蕊，试管中是，可看到液面上升并变为无色
D．若水槽中是水并滴有几滴酚酞，试管中是，可看到液面上升并呈红色
5．现有以下7种有机物，下列说法正确的是
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦
A．①的结构有2种 B．②④均能发生加聚反应
C．③⑤互为同分异构体 D．⑥⑦互为同系物
6．由七个碳原子形成的烷烃，若其主链碳原子数为5，则其结构式有
A．4种 B．5种 C．6种 D．7种
7．下列说法中，不正确的是
A．和互为同位素
B．和互为同系物
C．和是同一种物质
D．与均属于含有共价键的离子化合物
8．下列说法错误的是
A．正戊烷和壬烷一定互为同系物
B．某有机物在空气中充分燃烧后只生成和，该有机物可能是烃或烃的衍生物
C．医学上研究发现具有抗癌作用，而没有抗癌作用，说明二者互为同分异构，都是以Pt原子为中心的平面结构
D．的同分异构体有6种
9．下列有机物分子的球棍模型中，表示甲烷分子结构的是
A． B． C． D．
10．一定条件下，1mol某烃恰好能与1molHCl发生加成反应，加成产物又可以与7mol的氯气发生完全取代，则该烃的结构简式为
A．CH2=CH2 B．CH3CH=CH2 C．CH3CH=CHCH3 D．CH2=CHCH=CH
11．C60在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关于该碳玻璃的说法不正确的是
A．具有自范性
B．与石墨互为同素异形体
C．化学性质与金刚石相似
D．足球烯(C60)的沸点可达 500℃左右，足球烯为分子晶体
12．下列化学用语的书写正确的是
A．羟基的电子式： B．乙醇的分子式：
C．正丁烷的球棍模型： D．硫原子的结构示意图：
13．制乙炔的原料碳化钙()可由反应制得。下列说法正确的是
A．的结构示意图：
B．中子数为10的O原子：
C．CaO的电子式：
D．乙炔的空间填充模型：
14．下列关于同分异构体的叙述正确的是
A．新戊烷的一氯代物有1种 B．丙烷中7个氢原子被溴原子取代的产物有1种
C．丁烷的二氯代物有7种 D．有6种结构
15．下列有关化学用语表示正确的是
A．的结构示意图： B．乙醇的结构简式：
C．分子的球棍模型： D．氯化氢分子的电子式：
二、填空题
16．有下列各组物质：
A．与 B．甲烷和己烷 C．红磷和白磷 D．丁烷和戊烷
E．和F．和
(1)互为同分异构体的是 (填字母，下同)。
(2)属于饱和烃的是 。
(3)互为同位素的是 。
(4)互为同素异形体的是 。
(5)属于同一种物质的是 。
17．有机物CH3CH3、CH3CH===CH2、CH3CH2C≡CH、CH2===CH2、CH≡CH、 、CH3CH2OH中与甲烷互为同系物的是 ，分子空间构型为平面形的是 ，直线形的是 。
18．现有下列几种有机物：
A．CH4 B．（CH3）2C=CH﹣CH3 C．C2H2
D．C6H14 E．CH2=CH﹣CH=CH2 F．环戊烷
（1）上述有机物中互为同系物的是 （填序号，下同），互为同分异构体的是 ．
（2）用系统命名法对B进行命名 ．
（3）B发生加聚反应的化学方程式为 ．
（4）C与 HCl反应的化学方程式为 ．
（5） 如图表示的是一种叫做双烯合成的有机反应，请写出 B 与 E发生双烯合成所得产物的结构简式 ．
19．同系物： 相似、分子组成相差一个或若干个 原子团的有机化合物互称为同系物。
20．请写出五种化学性质不同的物质的化学式，这些物质的原子核外都具有10个电子，它们的化学式分别为 、 、 、 、 。
21．请回答下列问题：
(1)H2O的结构式是 ；Na2S的电子式为 。
(2)次氯酸钠在水溶液中的电离方程式为 。
(3)在加热条件下木炭与浓硫酸反应的化学方程式为 。
(4)光照下甲烷与氯气发生第一步反应的化学方程式为 。
22．已知下列各组有机物：
①和
②和
③和
④和
⑤和
⑥和（环戊烷）
⑦和
（1）其中互为同分异构体的是 （填序号，下同）；
（2）其中属于碳链异构的是 ；
（3）其中属于位置异构的是 ；
（4）其中属于官能团异构的是 。
（5）其中属于同一种物质的是 。
23．甲烷的综合利用是各国科学家研究的重要课题。回答下列问题：
(1)天然气的主要成分是甲烷，甲烷的结构式为 ，甲烷的空间构型为 。
(2)验证甲烷和氯气发生取代反应的条件，实验装置如图所示：
①装置A、B中的实验现象分别为 。
②写出甲烷与氯气反应生成一氯甲烷的化学方程式： 。
③装置A内溶液是否充满试管： (填“会”或“不会”)，理由是 。
④该实验最终得到的实验结论为 。
⑤若将2molCH4与一定量的Cl2反应，得到等物质的量的4种取代物，则消耗Cl2的物质的量为 。
(3)利用甲烷超干重整CO2可得到CO，该技术中反应的化学方程式为CH4(g)+3CO2(g)2H2O(g)+4CO(g)。如图是CH4和CO的物质的量随时间变化的关系，图中表示甲烷的曲线是 (填“A”或“B”)，达到平衡时，甲烷的转化率为 。
24．写出甲烷的空间构型为 ，分子式为 ，电子式为 ，结构式为 ，结构简式为 。
25．有4种碳骨架如图的烃：
(1) 互为同分异构体(填字母，下同)。
(2) 互为同系物。
(3)b物质的一种同系物的结构简式为：(CH3)3CCH(C2H5)CH3，该物质的系统命名法为 。
(4)c物质的习惯命名法为 。
参考答案：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A D A C B B B D A B
题号 11 12 13 14 15
答案 A C A A A
1．A
【详解】A．甲烷是天然气的主要成分，A正确；
B．甲烷难溶于水，B错误；
C．甲烷性质稳定，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，C错误；
D．甲烷与乙烯结构不相似，分子组成不是相差一个CH2原子团，不互为同系物，D错误；
故选A。
2．D
【详解】
A．H2O2属于共价化合物，其电子式中不出现电荷和括号，应该表示为，故A错误；
B．图中表示CH4，该模型不能表示CCl4，Cl原子半径大于C原子，故B错误；
C．从反应的原理图来看，步骤ii为*CH3+*H+H2O2→CH3OH+H2O，涉及极性键的断裂与生成，涉及非极性键的断裂，不涉及非极性键的生成，故C错误；
D．一个甲烷分子和一个过氧化氢分子反应生成一个甲醇分子和一个水分子，故其总反应的化学方程式为CH4＋2H2O2HCHO＋3H2O，故D正确；
故答案选D。
3．A
【详解】A．甲烷(CH4)是由1个碳原子和4个氢原子构成，A错误；
B．由题干信息可知，液态锡是反应的催化剂，催化剂在反应前后质量和化学性质不发生变化，B正确；
C．由图示可知：该反应甲烷在液态锡催化作用下生成碳和氢气，该反应式分解反应，C正确。
D．甲烷化学性质的最小粒子是甲烷分子，D正确。
答案选A。
4．C
【详解】A．NO2与水反应生成硝酸和无色的NO气体，化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO，试管内气体体积减小，在外界压力作用下，液面上升且气体颜色逐渐变为无色，A正确；
B．和在光照条件下发生取代反应生成一氯甲烷和HCl，HCl极易溶于水，且一氯甲烷可以继续反应生成二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳等油状液体，因此试管内压强减小，液面上升且试管壁上有油状液滴，B正确；
C．易溶于水且与水反应生成，因此的水溶液显酸性，使得紫色石蕊变红，因此可看到液面上升并变为红色，C错误；
D．极易溶于水且与水反应生成，因此的水溶液显碱性，使得酚酞变红，因此可看到液面上升并呈红色，D正确；
答案选C。
5．B
【详解】A．CF2Cl2 为四面体结构，结构只有一种，A错误；
B．CH2=CHCOOCH2CH3和CH3CH=CHCH2COOH中均含有碳碳双键，均能发生加聚反应，B正确；
C．CH3CH2CHO、CH3CH2CH2CHO分子式不同，不是同分异构体，C错误；
D．CH3CH2COOCH3、CH3OOCCH2CH3是同种物质，都是丙酸甲酯，D错误；
6．B
【分析】主链上含有5个碳原子，分子中共有7个碳原子的烷烃，则可能含有1个支链为-CH2CH3，可能含有2个-CH3，据此书写符合条件的结构进行解答。
【详解】主链上含有5个碳原子，分子中共有7个碳原子的烷烃，若含有1个支链为-CH2CH3，则为CH3CH2CH2(CH2CH3)2，只有1种；
若含有2个侧链，则有侧链个，则为：CH3CH2C(CH3)2CH2CH3，CH3CH2CH2C(CH3)2CH3，CH3CH2CH(CH3)CH2CH(CH3)CH3，CH3CH(CH3)CH2CH(CH3)CH3，有4种；共有5种；
故选B。
7．B
【详解】A．和质子数相同但中子数不同，互为同位素，A正确；
B．和含溴原子个数不同，不是同系物，B错误；
C．和是异戊烷，是同一种物质，C正确；
D．中钠离子和过氧根之间为离子键，过氧根中氧原子之间为共价键，中钾离子与氢氧根之间为离子键，氢氧根中氧原子和氢原子之间为共价键，两者均属于含有共价键的离子化合物，D正确；
故选B。
8．D
【详解】A．正戊烷和壬烷都为链状烷烃，即结构相似，含碳原子数不同，即分子式不同，分子组成相差4个CH2原子团，所以两者一定互为同系物，A正确；
B．某有机物在空气中充分燃烧后只生成CO2和H2O，则该有机物中可能只含有C元素和H元素，也可能含有O元素，则该有机物可能是烃或烃的衍生物，B正确；
C．由图可知两种物质的组成相同、分子式相同，如果结构是四面体结构，就只能存在一种结构、其性质应该相同，但两者性质有差别，则是不同物质，所以不是四面体结构，说明两者都是以Pt原子为中心的平面结构，互为同分异构体，C正确；
D．C5H11Cl是由戊基和氯原子构成的，戊烷有3种：正戊烷、异戊烷和新戊烷，对应的H原子位置分别为3、4、1，故C5H11Cl的同分异构体有8种，D错误；
故选D。
9．A
【分析】球棍模型表示出原子连接方式和空间构型。
【详解】
A．是甲烷的球棍模型，故A符合题意；
B．是乙烯的球棍模型，故B不符合题意；
C．是正丁烷的球棍模型，故C不符合题意；
D． 是异丁烷的球棍模型，故D不符合题意；
故答案选A。
10．B
【详解】一定条件下，1mol某烃恰好能与1molHCl发生加成反应，1mol分子中含有1mol碳碳双键，加成产物又可以与7mol的氯气发生完全取代，1mol加成产物中含有7molH原子，原物质中含有6molH原子，故选B。
11．A
【详解】A．自范性是晶体的性质，碳玻璃为非晶态，所以没有自范性，A错误；
B．碳玻璃和石墨均是由碳元素形成的不同的单质，所以是同素异形体，B正确；
C．金刚石与碳玻璃属于同素异形体，性质差异主要表现在物理性质上，化学性质上也有着活性的差异，C正确；
D．足球烯(C60)相对分子质量较大，沸点可达 500℃左右，但足球烯为分子晶体，D正确；
答案选A。
12．C
【详解】
A．羟基的电子式为，故A错误；
B．乙醇的分子式为C2H6O，结构简式为，故B错误；
C．正丁烷的球棍模型为，故C正确；
D．硫原子的结构示意图为，故D错误；
选C。
13．A
【详解】
A．Ca是20号元素，的结构示意图：，A正确；
B．中子数为10的O原子质量数为10+8=18，表示为，B错误；
C．CaO是离子化合物，电子式为：，C错误；
D．乙炔是直线形分子，空间填充模型为：，D错误；
故选A。
14．A
【详解】A．新戊烷分子中只含有1类氢原子，则新戊烷的一氯代物只有1种，故A正确；
B．由丙烷的分子式CH3CH2CH3可知，丙烷分子中7个氢原子被溴原子取代所得结构与1个氢原子被溴原子取代所得结构的数目相等，丙烷分子中含有2类氢原子，一溴代物的数目为2，则丙烷分子中7个氢原子被溴原子取代的产物有2种，故B错误；
C．丁烷的同分异构体为正丁烷和异丁烷，正丁烷的一氯代物有2种、二氯代物有6种，异丁烷的一氯代物有1种、二氯代物有3种，则丁烷的二氯代物共有9种，故C错误；
D．戊烷有三种结构，正戊烷的一氯代物有3种，异戊烷的一氯代物有4种，新戊烷的一氯代物有1种，则一氯戊烷共有8种结构，故D错误；
故选B。
15．A
【详解】
A．的核电荷数为16，核外电子数为18，离子结构示意图为：，A正确；
B．乙醇的结构简式：，B错误；
C．分子的球棍模型为，甲烷分子的空间充填模型为，C错误；
D．氯化氢是共价化合物，分子的电子式：，D错误；
故选A。
16．(1)F
(2)BDEF
(3)A
(4)C
(5)E
【详解】（1）同分异构体是指分子式相同，结构不同的化合物，F中的两种物质分子式相同，结构不同，互为同分异构体；
（2）饱和烃是指C原子通过单键连接形成链状或环状，剩余价键全部用氢原子饱和的烃，B中甲烷和己烷、D中丁烷和新戊烷、以及E、F中的有机物都属于饱和烃；
（3）质子数相同，中子数不同的同一种元素的不同原子互称同位素，与 质子数相同，中子数不同，互为同位素，故选A；
（4）同素异形体是指同种元素形成的不同单质，红磷和白磷是磷元素组成的结构不同的单质，互为同素异形体，故选C；
（5）E中的两种物质分子式相同、结构相同，为同种物质。
17． CH3CH3 CH2===CH2、 CH≡CH
【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；根据甲烷为正四面体结构、乙烯、苯为平面结构、乙炔为直线型结构判断各有机物分子的结构。
【详解】甲烷为饱和链烃，与甲烷互为同系物的化合物必须属于烷烃，满足条件的为：①CH3CH3；
以上各物质中，④CH2=CH2和⑥ 为平面结构；分子构型为直线型的为乙炔：⑤CH≡CH，故与甲烷互为同系物的是CH3CH3，分子空间构型为平面形的是CH2=CH2、 ，直线形的是CH≡CH。
【点睛】分析有机物的原子共面问题时，重点掌握C-C、C=C、C≡C和苯的空间结构特点，有机物中的原子共平面问题可以直接联想甲烷的正四面体结构、乙烯的平面型结构、乙炔的直线型结构和苯的平面型结构，对有机物进行肢解，分部分析，另外要重点掌握碳碳单键可旋转、双键和三键不可旋转。
18． AD BF 2﹣甲基﹣2﹣丁烯 CH≡CH+HCl→CH2=CHCl ．
【详解】（1）烷烃的通式为CnH2n+2，A为甲烷，D符合通式，也是烷烃，两都互为同系物，答案为AD；B．（CH3）2C=CH﹣CH3与F．环戊烷分子式都为C5H10，而一种为烯烃，一种为环烷烃，属于官能团异构，故互为同分异构体的是BF；（3）用系统命名法对B[（CH3）2C=CH﹣CH3]进行命名为2﹣甲基﹣2﹣丁烯；（3）B发生加聚反应的化学方程式为；（4）C与 HCl反应生成氯乙烯，其化学方程式为CH≡CH+HCl→CH2=CHCl；（5）结合双烯合成的有机反应， B 与 E发生双烯合成，E的双键打开，而两半键在原单键处形成双键，所得产物的结构简式为：。
19． 结构 CH2
【详解】同系物是具有特定组成的有机物间的互称，同系物分子中，所含官能团的种类相同、同种官能团的数目也相同，且分子组成上相差1个或几个CH2。所以同系物：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。答案为：结构；CH2。
20． CH4 NH3 H2O HF Ne
【分析】根据原子的质子数及具有10个电子的分子来书写分子的化学式。
【详解】因碳的质子数为6，氮的质子数为7，氧的质子数为8，氟的质子数为9，氖的质子数为10；由原子中的质子数等于电子数；分子的质子数等于原子的质子数之和，则具有10个电子的分子的化学式为Ne、HF、H2O、NH3、CH4。
21．(1)
(2)
(3)
(4)
【详解】（1）H2O的结构式是；Na2S是由钠离子和硫离子构成的离子化合物，电子式为；
（2）次氯酸钠为盐，在水溶液中完全电离，电离方程式为；
（3）在加热条件下木炭与浓硫酸反应生成二氧化硫、二氧化碳和水，化学方程式为；
（4）光照下甲烷与氯气发生第一步取代反应生成CH3Cl和HCl，。
22． ①②③④⑥⑦ ① ② ③④⑥⑦ ⑤
【分析】①和分子式相同，碳链结构不同，属于碳链异构；
②和分子式相同，都是烯烃，但双键位置不同，属于官能团位置异构；
③和分子式相同，结构不同， 是醇类，是醚类，是不同类物质，属于官能团异构；
④和分子式相同，结构不同，是酚类，是醇类，是不同类物质，属于官能团异构；
⑤甲烷是正四面体结构，甲烷中的两个氢原子被氯原子代替，仍然为四面体结构，所以和是同种分子；
⑥和（环戊烷）分子式相同，结构不同，是烯烃，是环烷烃，是不同类物质，属于官能团异构；
⑦和分子式相同，结构不同，是二烯烃，是炔烃，是不同类物质，属于官能团异构。
【详解】由以上分析可知：
（1）其中互为同分异构体的是①②③④⑥⑦；
（2）其中属于碳链异构的是①；
（3）其中属于位置异构的是②；
（4）其中属于官能团异构的是③④⑥⑦；
（5）其中属于同一种物质的是⑤。
【点睛】同分异构体是分子式相同结构不同的化合物。同分异构包括碳链异构、官能团位置异构、官能团异构（也称为类别异构）和空间异构（如顺反异构和手性异构等）。常见的官能团异构有烯烃和环烷烃、炔烃和二烯烃、醇和酚、醛和酮、羧酸和酯等。
23．(1) 正四面体
(2) 装置A中试管内黄绿色气体逐渐变浅，试管壁出现油状液滴，试管内液面上升、装置B中无明显现象 CH4+Cl2CH3Cl+HCl 不会 A试管中存在难溶于饱和食盐水的气体，水无法充满试管 甲烷和氯气在光照条件时才能发生化学反应 5mol
(3) B 50%
【详解】（1）天然气的主要成分是申烷，甲烷的分子式是CH4，碳原子通过4个单键分别与4个H原子相连，甲烷的结构式为，甲烷的空间构型为正四面体。
（2）①装置A中甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应生成气态一氯甲烷、油状二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢，氯化氢溶于水，A中的现象是，装置A中试管内黄绿色气体逐渐变浅，试管壁出现油状液滴，试管内液面上升；B中甲烷和氯气在暗处不反应，B中无明显现象。
②甲烷与氯气反应生成一氯甲烷和氯化氢，反应的化学方程式CH4+Cl2CH3Cl+HCl。
③装置A中有难溶于饱和食盐水的CH3Cl气体生成，水无法充满试管。
④该实验最终得到的实验结论为甲烷和氯气在光照条件时才能发生化学反应。
⑤根据取代反应的特点，甲烷分子中有1个氢原子被氯原子代替，就消耗1个氯分子；若将2molCH4与一定量的Cl2反应，得到等物质的量的4种取代物，则生成0.5molCH3Cl、0.5molCH2Cl2、0.5molCHCl3、0.5molCCl4，消耗Cl2的物质的量为0.5mol×1+0.5mol×2+0.5mol×3+0.5mol×4=5mol。
（3）CH4(g)+3CO2(g)2H2O(g)+4CO(g)，根据方程式可知，CH4和CO的物质的量变化比等于1:4，图中表示甲烷的曲线是B，达到平衡时，甲烷的初始物质的量为2mol，反应达到平衡，消耗1mol甲烷，甲烷的转化率为。
24． 正四面体 CH4 CH4
【详解】甲烷的空间构型为正四面体，分子式为CH4，电子式为，结构式为，结构简式为CH4。
25．(1)ad
(2)bc
(3)2，2，3—三甲基戊烷
(4)异丁烷
【分析】根据有4种碳骨架的烃可知，a为2-甲基1-丙烯，结构简式为CH2=C(CH3)2；b为2,2-二甲基丙烷，结构简式为CH3C(CH3)3；c为2-甲基丙烷，结构简式为CH3CH(CH3)2；d为环丁烷，分子式为C4H8。
【详解】（1）a、d分子式均为C4H8，结构不同，互为同分异构体，答案为ad；
（2）b、c均为烷烃，相差一个CH2，因此互为同系物，答案为bc；
（3）将(CH3)3CCH(C2H5)CH3展开并选取主链，最长碳链含有5个碳，故为戊烷，第2个碳上有两个甲基，第3个碳有1个甲基，对其进行系统命名，名称为2，2，3—三甲基戊烷；答案为2，2，3—三甲基戊烷；
（4）带一个取代基的丁烷习惯命名法为异丁烷，答案为异丁烷。
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