人教版（2019）高一化学必修二第七章第一节第一课时课时检测 碳原子的成键特点 烷烃的结构

碳原子的成键特点 烷烃的结构

1．下列关于有机物的说法正确的是(　　)
A．有机物只能存在于动植物体内，不能通过人工方法合成
B．有机物只含有碳、氢两种元素
C．含碳元素的化合物不一定属于有机物
D．烃是指燃烧后只生成CO2和H2O的有机物
解析：选C　A项，有机物可以通过人工方法合成，错误；B项，有机物主要由碳、氢元素组成，通常还含有氧、氮、硫等元素，错误；C项，含碳元素的化合物不一定属于有机物，如碳的氧化物(一氧化碳、二氧化碳)、碳酸、碳酸盐等属于无机物，正确；D项，烃只含有碳、氢两种元素，不完全燃烧可能有CO或C生成，并且燃烧后只生成CO2和H2O的有机物可能由碳、氢、氧三种元素组成，错误。
2．下列关于甲烷分子结构的叙述中，正确的是(　　)
A．甲烷分子中碳、氢原子间是离子键
B．甲烷分子的空间结构是正方体
C．甲烷的结构式为CH4
D．甲烷分子中4个碳氢键完全相同
解析：选D　A项，甲烷分子中碳、氢原子间形成共价键，错误；B项，甲烷分子的空间结构是正四面体，错误；C项，甲烷的分子式是CH4，结构式为，错误；D项，甲烷分子中4个碳氢键完全相同，正确。
3．下列说法中正确的一组是(　　)

解析：选D　A中H2和D2都是氢单质；B中，由于CH4分子是正四面体结构，其二溴代物只有一种结构，故二者是同一种物质；C中，正丁烷和异丁烷属于同分异构体。
4．正丁烷和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
解析：选D　A项，两者都属于烷烃，化学性质相似，但不能作为互为同分异构体的依据，错误；B项，两者的结构不同，为不同的物质，则物理性质不同，错误；C项，两者的空间结构不同，但不能作为互为同分异构体的依据，错误；D项，正丁烷与异丁烷的分子式相同，分子内碳原子的连接方式不同，则结构不同，二者互为同分异构体，正确。
5．下列说法正确的是(　　)
A．凡是分子组成上相差一个或几个CH2原子团的物质，彼此一定是同系物
B．两种化合物组成元素相同，各元素质量分数也相同，则二者一定是同分异构体
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
解析：选D　分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质，其分子结构不一定相似，如CH3—CH===CH2与，A说法错误。若两种化合物组成元素相同，各元素的质量分数也相同，则它们的最简式必定相同。最简式相同的化合物可能是同分异构体，也可能不是同分异构体，如CH3(CH2)2CH3、CH3CH(CH3)2，CH2===CH2、CH2===CH—CH3，B说法错误。相对分子质量相同的物质有很多，如无机物中的H2SO4和H3PO4，又如有机物中的C2H6O(乙醇)与CH2O2(甲酸)，这些物质都具有相同的相对分子质量，但由于它们的分子组成不同，所以它们不是同分异构体，C说法错误。当不同化合物组成元素的质量分数相同，相对分子质量也相同时，其分子式一定相同，因此这样的不同化合物互为同分异构体。
6．下列有机物中，存在同分异构体的是(　　)
A．CH4 B．CH3CH3
C．CH3CH2CH3 D．CH3CH2CH2CH3
解析：选D　CH4只有一种结构，不存在同分异构体，A错误；CH3CH3只有一种结构，不存在同分异构体，B错误；CH3CH2CH3只有一种结构，不存在同分异构体，C错误；CH3CH2CH2CH3(正丁烷)与 (异丁烷)互为同分异构体，D正确。
7．下列说法正确的是(　　)
A．所有的烷烃，彼此都是同系物
B．两种化合物的组成元素相同，各元素的质量分数也相同，二者一定是同分异构体
C．相对分子质量相同的几种化合物，一定是同分异构体
D．戊烷有三种同分异构体
解析：选D　A项中，正戊烷、异戊烷与新戊烷属于同分异构体，不是同系物。B项中，若两种化合物的组成元素相同，各元素的质量分数也相同，则它们的最简式必定相同。最简式相同的化合物分子式可能相同也可能不同，如CH2===CH2与CH2===CH—CH3分子式不同，不是同分异构体。C项中，相对分子质量相同的物质分子式可能不同，不一定是同分异构体，如HCOOH与CH3CH2OH。
8．甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是正方形平面结构，判断依据可以是(　　)
A．CH3Cl只有一种结构
B．CH2Cl2只有一种结构
C．CHCl3只有一种结构
D．CH4中含有4个C—H极性键
解析：选B　判断甲烷是正四面体结构而不是平面正方形结构的依据可以是其二氯代物只有一种结构，如果甲烷是平面正方形结构，则其二氯代物应有两种结构，故B项正确。
9．如图是CH4、CCl4、CH3Cl分子的球棍模型图。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和CCl4中的化学键完全相同
D．CH4、CCl4的结构相同，性质也相同
解析：选B　CH3Cl是四面体结构而不是正四面体，A错误；CH4和CCl4中的C—H键和C—Cl键不同，C错误；CH4和CCl4的结构、性质不同，D错误。
10．某烷烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物，则该烃的分子式不可能是(　　)
A．C2H6　 B．C4H10　　
C．C5H12　 D．C8H18
解析：选B　C2H6只有一种结构，只有一种H原子，所以一氯代物只有一种，A错误；C4H10有两种不同的结构，每种结构有2种不同的H原子，所以不可能只生成一种一氯代物，B正确；C5H12表示的新戊烷只有一种H原子，因此可以生成一种一氯代物，C错误；C8H18表示的只有一种H原子，因此其一氯代物只有一种，D错误。
11．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________。

解析：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。
答案：②与⑦、?，⑥与⑦、?　⑦?　③⑨　⑧⑩　①④、②⑥
12．(1)某气态烃在标准状况下的体积为2.8 L，其质量为2 g，该烃中氢元素的质量分数为25%，则该烃的分子式为________，电子式为________，结构式为________，其空间构型为________。
(2)如图立方体中心的“·”表示甲烷分子中的碳原子，请在立方体的顶点用“·”表示出与之紧邻的4个氢原子的位置。
解析：(1)该烃的物质的量为n＝2.8 L÷22.4 L·mol－1＝0.125 mol，该烃的摩尔质量M＝2 g÷0.125 mol＝16 g·mol－1；1 mol该烃中，含氢原子的物质的量为n(H)＝16 g×25%÷1 g·mol－1＝4 mol；1 mol该烃含碳原子的物质的量为n(C)＝16 g×(1－25%)÷12 g·mol－1＝1 mol，所以分子式为CH4。
(2)CH4分子是以碳原子为中心的正四面体结构，在立方体中互不相邻的四个顶点各有一个氢原子，即构成正四面体结构。
答案：(1)CH4　　正四面体形
(2)eq \a\vs4\al()
13．按要求填写下列空白：
(1)乙烷的结构式：______________________________________________________。
(2)分子中含30个氢原子的烷烃的分子式___________________________________。
(3)相对分子质量为58的烷烃的结构有________种，试分别写出它们的结构简式：________________________________________________________________________。
(4)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结构简式为____________________________________________。
解析：(1)乙烷的分子式为C2H6，其结构式为。
(2)由烷烃的分子通式可知，2n＋2＝30，n＝14，其分子式为C14H30。
(3)由烷烃的分子通式可知，14n＋2＝58，n＝4，C4H10的结构有2种，分别为CH3CH2CH2CH3、。
(4)C5H12的直链烷烃为正戊烷，C5H12一氯代物只有一种的是新戊烷()。


14．下列物质互为同系物的是(　　)

解析：选B　A项为同种物质，B项互为同系物，C项所含氯原子数不同，D项不是同一类别的物质，故不属于同系物。
15．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若干个“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
解析：选A　互为同系物的有机物结构相似，化学性质相似，但反之不成立，①错误；同系物的前提是结构相似，②不能保证这点，②错误；C2H4与C3H6具有相同的最简式，当然碳、氢的质量分数相同，但C2H4只能为CH2===CH2，而C3H6若为时，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。

16．丁烷(分子式C4H10)广泛应用于家用液化石油气，也用于作打火机中燃料，下列关于丁烷的叙述不正确的是(　　)
A．在常温下，C4H10是气体
B．C4H10与CH4互为同系物
C．丁烷有正丁烷与异丁烷两种同分异构体
D．C4H10进行一氯取代后生成两种沸点不同的产物
解析：选D　在常温下，C4H10是气体，C4H10与CH4均是烷烃，碳原子数不同，互为同系物，A、B均正确；丁烷有正丁烷(CH3CH2CH2CH3)和异丁烷()两种同分异构体，它们进行一氯取代后共生成2＋2＝4种沸点不同的产物，C正确，D错误。
17.C8H8分子呈正六面体结构，如图所示，因而称为“立方烷”，它的六氯代物的同分异构体共有(　　)
A．3种 B．6种
C．12种 D．24种
解析：选A　C8H8分子中6个氢原子被6个氯原子取代时，产物分子式为C8H2Cl6；C8H8分子中2个氢原子被2个氯原子取代时，产物分子式为C8H6Cl2，C8H2Cl6和C8H6Cl2可看作是氯原子和氢原子互换位置，C8H6Cl2的同分异构体中两个氯原子分别位于一条棱上、面对角线上、体对角线上，共3种。从而可得C8H2Cl6也有3种同分异构体。
18．正己烷在工业上主要用作溶剂，常用于电子信息产业生产过程中的擦拭清洗作业。但正己烷具有较强的毒性，挥发快，若使用不当，极易造成职业中毒。
(1)正己烷的分子式为________，正己烷的结构简式为____________________。a mol正己烷含有______ mol碳氢键，________mol碳碳键。
(2)下列几种烃的结构：


其中，与正己烷互为同分异构体的有________(填字母，下同)，与正己烷互为同系物的有________，与正己烷为同一种物质的是________。
解析：(1)“己”指六个碳原子，由烷烃的通式CnH2n＋2(n为正整数)知，己烷的分子式为C6H14。由正丁烷想到“正某烃”不含支链，正己烷的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH2CH3。1个正己烷分子中含有14个氢原子，含14个碳氢键、(6－1)个碳碳键。
(2)正己烷的同系物是含碳原子数不是6的烷烃，有B和C；正己烷的同分异构体与正己烷的分子式相同，A符合；单键可以旋转，D是正己烷。
答案：(1)C6H14　CH3CH2CH2CH2CH2CH3
14a　5a　(2)A　BC　D