2020-2021学年高一化学下学期鲁科版（2019）必修第二册第3章简单的有机化合物第1节认识有机化合物课时训练

2020-2021学年高一化学第二学期鲁科版（2019）必修第二册第3章简单的有机化合物第1节认识有机化合物课时训练
一、选择题
1．有关化学用语正确的是
A．溴乙烷的分子式：C2H5Br
B．乙炔分子的比例模型示意图：
C．四氯化碳的电子式：
2．下列说法不正确的是
A．德国化学家维勒在制备NH4CNO时得到了尿素
B．甲醇在能源工业领域有很好的应用前景，甲醇燃料电池能实现污染物的“零排放”
C．可燃冰的主要成分是天然气的水合物，易燃烧
D．煤的气化、煤的液化都是物理变化
3．下列说法正确的是
A．甲烷与异丁烷互为同系物
B．16O2、17O2、18O2是同种分子，且摩尔质量相同
C．正丁烷和异丁烷互为同分异构体，且化学性质完全相同
D．金刚石和足球烯C60互为同素异形体，且物理性质完全相同
4．下列有机物的命名正确的是
A．CH2=CH—CH=CH2
1，3—二丁烯
B．
3—丁醇
C．
邻甲基苯酚
D．
2，2—二甲基丁酸
5．下列关于有机化合物的说法中，正确的是
A．凡是含碳元素的化合物都属于有机化合物
B．易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂的物质一定是有机化合物
C．所有的有机化合物都很容易燃烧
D．有机化合物都含有碳元素
6．已知几种有机化合物的结构简式如下：①CH3CHO②③④CH3COOC2H5⑤⑥有关上述有机化合物的类别叙述正确的是
A．①醛，②酚，③环烷烃，④酯，⑤羧酸，⑥酯
B．①醇，②酚，③芳香烃，④酯，⑤芳香烃，⑥羧酸
C．①醛，②醇，③芳香烃，④羧酸，⑤羧酸，⑥醛
D．①醛，②酚，③芳香烃，④酯，⑤羧酸，⑥羧酸
7．设为阿伏加德罗常数的值。捕获生成甲酸的过程如图所示。下列说法错误的是
A．中所含的共价键数目为
B．标准状况下，中所含的质子数目为
C．乙基所含的电子总数为
D．的甲酸水溶液中所含的氧原子数目为
8．下列有关说法中正确的是
A．氧气和臭氧互为同位素
B．与互为同分异构体
C．H、D、T互为同素异形体
D．和一定互为同系物
9．含有一个三键的炔烃，氢化后得到的烷烃结构式为，此炔烃可能有的结构简式有
A．1种
B．2种
C．3种
D．4种
10．下列说法错误的是
A．表示质子数为6、中子数为8的核素
B．液化石油气的主要成分C3H8、C4H10与苹果表面的蜡状物质二十七烷一定互为同系物
C．医学上研究发现具有抗癌作用，而没有抗癌作用，说明两者互为同分异构体，都是以Pt原子为中心的平面结构
D．C5H11Cl的同分异构体有8种，其沸点均相同
11．下列物质在给定条件下的同分异构体数目正确的是(不考虑顺反异构)
A．C5H10属于环状化合物的同分异构体有5种
B．分子组成是属于羧酸的同分异构体有5种
C．分子组成是属于醛的同分异构体有3种
D．的一溴代物有4种
12．已知烯烃经臭氧氧化后，在Zn存在下水解，可得醛或酮。如：现有化学式为C10H20的烯烃，它经臭氧氧化后，在Zn存在下水解只生成一种有机化合物。符合该条件的结构(不考虑立体异构)共有
A．4种
B．5种
C．6种
D．7种
13．下列物质中互为同分异构体的是
A．甲醛和乙醛
B．二氧化碳和干冰
C．石墨和金刚石
D．乙酸和甲酸甲酯
14．如图是立方烷的球棍模型，下列有关立方烷的说法不正确的是
A．其一氯代物只有一种
B．其二氯代物有三种同分异构体
C．是一种不饱和烃
D．与苯乙烯()互为同分异构体
15．下列反应中，属于取代反应的是
A．CaCO3CaO+CO2↑
B．Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
C．CH4+2O2CO2+2H2O
D．C2H6+Cl2C2H5Cl+HCl
16．如图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为1：4)的混合气体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气混合气体的装置放置在有光亮的地方，让混合气体缓慢地反应一段时间。下列说法正确的是
A．一段时间后，水中有油状液体出现，为CCl4
B．经过几个小时的反应后，U形管右端的液面升高
C．若最终无甲烷剩余，且生成了等物质的量的四种有机取代物，则氯气的转化率为62.5%
D．若将U形管中水换成饱和食盐水，则可以看到有白色沉淀先产生后消失
17．下列能说明甲烷分子是正四面体结构而不是平面正方形结构的事实是
A．只有一种结构
B．只有一种结构
C．只有一种结构
D．甲烷分子中4根键完全相同
18．下列各图均能表示甲烷的分子结构，其中能反映其真实存在状况的是
A．结构示意图
B．电子式
C．球棍模型
D．空间充填模型
二、实验题
19．利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如图所示。
根据设计要求回答下列问题：
(1)A装置中发生反应的离子方程式是_____。
(2)B装置有三种功能：①_____；②均匀混合气体；③干燥混合气体。
(3)在C装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，写出置换出黑色小颗粒的化学方程式：__。
(4)D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是_________。
(5)E装置中除生成盐酸外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为_______。
(6)E装置的作用是_______(填字母)。
A．吸收氯气　
B．吸收氯化氢　
C．防止倒吸
(7)该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气中主要的含氯有机物为_______(填字母)。
A．CH3Cl
B．CH2Cl2
C．CHCl3
D．CCl4
三、有机推断题
20．对溴苯乙烯(E)是一种重要的化工原料，E的实验室制取流程如下：
已知：D的分子式为，且分子中含甲基。回答下列问题：
(1)B的名称为_______；E中官能团的名称为_______。
(2)催化剂a的化学式是_______。C的结构简式为_______。
(3)写出反应C→D的化学方程式：_______；其反应类型为_______。
(4)在A、B、C、D、E五种物质中，因发生化学反应而能使溴水褪色的有_______(填标号，下同)；能使酸性高锰酸钾溶液褪色的有_______。
(5)芳香族化合物M是D的同分异构体，且苯环上只有两个取代基，则M的结构有_______种，其中核磁共振氢谱峰面积比为的结构简式为_______。
四、原理综合题
21．CH4既是一种重要的能源，也是一种重要的化工原料。
(1)甲烷的电子式为________。
(2)甲烷高温分解生成氢气和碳。在密闭容器中进行此反应时要通入适量空气使部分甲烷燃烧，其目的是_______。
(3)以CH4为燃料可设计成结构简单、能量转化率高、对环境无污染的燃料电池，其工作原理如图所示，则通入a气体的电极名称为_____，通入b气体的电极反应式________(质子交换膜只允许H+通过)。
(4)在一定温度和催化剂作用下，CH4与CO2可直接转化成乙酸，这是实现“减排”的一种研究方向。
①在不同温度下，催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示，则该反应的最佳温度应控制在_____左右。
②CH4与CO2可直接转化成乙酸的原子利用率为_____。
(5)碳正离子(例如：、、(CH3)3C+等)是有机反应中间体，碳正离子是由CH4在“超强酸”中获得一个H+而得到，而失去H2可得。(CH3)3C+去掉H+后生成电中性有机分子，该分子的结构简式为________。
(6)CH4与Cl2在光照条件下可发生反应。
①实验室中用如图所示的装置进行实验。
在光照下反应一段时间后，下列装置示意图中能正确反映实验现象的是______
A．B．
C．
D．
②CH4与Cl2生成CH3Cl的反应过程，中间态物质的能量关系见图。有关说法不正确的是_____(填序号)
A．Cl·是Cl2在光照下化学键断裂生成的，该过程可表示为：
B．反应过程一定无CH3CH3生成
C．图示过程放出热量
D．CH4转化为CH3Cl，C-H键发生了断裂
参考答案
1．A
【详解】
A．溴乙烷的分子式为：C2H5Br，故A正确；
B．乙炔是直线型分子，故B错误；
C．四氯化碳的电子式为
，氯原子满足最外层八电子稳定结构，故C错误；
D．乙烯的最简式为CH2，故D错误；
故选A。
2．D
【详解】
A．德国化学家维勒在制备无机盐NH4CNO时得到了一种晶体，这种晶体经检验是尿素，则A说法正确；
B．甲醇在能源工业领域有很好的应用前景，甲醇燃料电池在工作时，被氧化为二氧化碳和水，对环境无污染，能实现污染物的“零排放”，则B说法正确；
C．可燃冰的主要成分是甲烷的结晶水合物，甲烷是天然气的成分，易燃烧，则C说法正确；
D．煤的气化、煤的液化是指将煤通过化学变化转为可燃的气体和液体，和物态变化不一样，则D说法不正确；
本题答案D。
3．A
【详解】
A．甲烷与异丁烷结构相似，相差３个CH2结构，互为同系物，A说法正确；
B．16O2、17O2、18O2是均为氧气分子，但摩尔质量分别为32g/mol、34g/mol、36g/mol，不同，B说法错误；
C．正丁烷和异丁烷分子式相同，结构不同互为同分异构体，化学性质相似，C说法错误；
D．金刚石和足球烯C60互为同素异形体，但物理性质不同，D说法错误；
答案为A。
4．C
【详解】
A．
CH2=CH-CH=CH2命名为1，3—丁二烯，故A错误；
B．
命名为2—丁醇，故B错误；
C．
命名为邻甲基苯酚，故C正确；
D．
命名为2，2-二甲基丁酸，故D错误；
答案选D。
5．D
【详解】
A．、碳酸盐都含有碳元素，但它们是无机物，A错误；
B．易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂，但溴是无机物，B错误；
C．不是所有的有机物都容易燃烧，如四氯化碳，C错误；
D．机化合物都含有碳元素，D正确。
故选D。
6．D
【详解】
①CH3CHO含有醛基，属于醛；
②含有酚羟基，属于酚；
③为含有苯环的烃，属于芳香烃；
④CH3COOC2H5含有酯基，属于酯；
⑤含有羧基，属于羧酸；
⑥含有羧基，属于羧酸；
答案选D。
7．C
【详解】
A．
的摩尔质量为101g/mol，的物质的量为0.1mol，一个分子含有21根共价键，则中所含的共价键数目为，A正确；
B．
标准状况下，的物质的量为1mol，1个分子含有22个质子，则中所含的质子数目为，B正确；
C．
乙基不带电，乙基的电子数就是C原子和O原子的电子数之和，则乙基所含的电子总数为，C错误；
D．
的甲酸水溶液中含有和，共含氧原子数目为，D正确；
故选C。
8．B
【详解】
A．O2和O3是同一元素的不同单质，所以互为同素异形体，选项A错误；
B．与分子式相同，结构不同，属于同分异构体，选项B正确；
C．H、D、T是H元素的不同原子，所以互为同位素，选项C错误；
D．和前者为乙烯，官能团为碳碳双键，后者可能为环丙烷或丙烯，二者结构不一定相似，所以不一定互为同系物，选项D错误；
答案选B。
9．B
【详解】
根据炔烃与H2加成反应的原理可知，烷烃分子中相邻碳原子上均带2个氢原子的碳原子间是才可以形成C、C三键，由烷烃的结构简式可知，该烷烃有如下所示的3个位置可以形成C、C三键，其中1、2两位置相同，故该炔烃共有2种；
答案选B。
10．D
【详解】
A．质子数为6、中子数为8，则该核素为碳元素、质量数为14，表示为，A正确；
B．
C3H8、C4H10与二十七烷，均满足CnH2n+2，结构均为碳碳单键、链状，故结构相似组成上相差若干个CH2，一定互为同系物，B正确；
C．由图知物质的组成相同、分子式相同，结构如果是四面体结构，就只能存在一种结构、其性质应该相同，但与性质有差别、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由戊基和氯原子构成，戊烷有3种、对应的戊基有8种，则同分异构体有8种，但沸点不同，D错误；
答案选D。
11．A
【详解】
A．C5H10属于环状化合物的同分异构体有：环戊烷、甲基环丁烷、1，1-二甲基环丙烷、1，2-二甲基环丙烷、乙基环丙烷，共5种，A项正确；
B．羧酸含有-COOH，剩余为丁基，丁基有四种，故分子组成是属于羧酸的同分异构体有4种，B项错误；
C．醛基为-CHO，剩余为丙基，丙基有2种，故分子组成是属于醛的同分异构体有2种，C项错误；
D．分子中有5种不同环境的H原子，故的一溴代物有5种，D项错误；
答案选A。
12．D
【详解】
现有化学式为的烯烃，它经臭氧氧化后在存在下水解只生成一种有机化合物，说明烯烃完全对称，戊烷的同分异构体有正戊烷、异戊烷和新戊烷，正戊烷对应的醛有1种，酮有2种，异戊烷对应的醛有2种，酮有1种，新戊烷对应的醛有1种，总共有7种，选D。故选D。
13．D
【详解】
A．甲醛和乙醛分子式不同，不属于同分异构体，属于同系物，故A不选；
B．二氧化碳和干冰是同种物质的不同状态，不属于同分异构体，故B不选；
C．石墨和金刚石是碳元素组成的同素异形体，故C不选；
D．乙酸和甲酸甲酯分子式C2H4O2，相同，结构不同，属于同分异构体，故D选；
故选：D。
14．C
【详解】
A．整个分子结构是立方体形，且分子结构是对称的，故它的一氯代物只有一种，故A正确；
B．整个分子结构是立方体形，且分子结构是对称的，二氯代物有三种，故正确；
C．该分子中不含不饱和键，不是不饱和烃，故C错误；
D．苯乙烯的分子式与立方烷的分子式相同，但结构不同，所以它们互为同分异构体，故D正确；
故选C。
15．D
【详解】
A．CaCO3高温下生成CaO和CO2，属于分解反应，A不符合题意；
B．Zn与硫酸反应属于置换反应，B不符合题意；
C．CH4与O2反应属于氧化反应，C不符合题意；
D．CH3CH3与Cl2反应生成CH3CH2Cl，可看成是CH3CH3中1个H原子被Cl原子取代，属于取代反应，D符合题意；
故答案选D。
16．C
【详解】
A．油状液体还可能为CH2Cl2或者CHCl3，甲烷的氯代物除了CH3Cl都是油状物体，故A错误；
B．CH4与Cl2发生反应，左边气体分子数减小，压强减小，导致U形管右端的液面下降，故B错误；
C．假设甲烷的物质的量为x，则n(Cl2)=4x，n(CH3Cl)=，n(CH2Cl2)=，n(CHCl3)=，则参与反应的Cl2的物质的量为+×2+×3+×4=，转化率为，故C正确；
D．甲烷与氯气反应生成氯化氢，溶于水后，相当于溶质增加，使氯化钠析出，所以晶体不会析出，故D错误；
故选C。
17．B
【详解】
甲烷分子中4根键完全相同不能说明甲烷分子是正四面体，也可能是平面正方形；不管甲烷分子是平面结构还是正四面体结构，CH3Cl、CHCl3、CCl4都只有一种，而CH2Cl2若为立体结构，则有1种结构，若为平面结构，则有2种结构，现结构只有1种，所以为立体结构，故证明甲烷是正四面体结构而不是平面结构的证据是只有一种结构，故B正确。
故选B。
18．D
【详解】
A．表示甲烷分子的结构示意图，能够体现甲烷的正四面体结构，但不能体现原子的相对大小，不能反映其真实存在状况，故A不选；
B．甲烷的电子式，表现原子的成键情况，不能体现甲烷的真实存在状况，故B不选；
C．甲烷的球棍模型，能够体现甲烷的正四面体结构，能够体现原子的相对大小，但不能体现分子的真实结构，故C不选；
D．甲烷的比例模型，体现原子的相对大小及连接形式，体现甲烷的正四面体结构，更接近分子的真实结构，故D可选；
故选D。
19．MnO2＋4H＋＋2Cl-Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
控制气流速度
CH4＋2Cl24HCl＋C
吸收过量的氯气
分液
BC
A
【分析】
本题是以实验室制备的氯气，并探究氯气与甲烷发生取代反应的性质，A装置是实验室制氯气，反应为MnO2＋4H＋＋2Cl-Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O，B装置中浓硫酸可以干燥甲烷和氯气，使两种气体充分混合均匀和通过气泡的多少来控制两气体的流速，C装置是氯气和甲烷发生取代反应，由于氯气能与KI反应生成氯化钾和I2，所以D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是吸收过量的氯气，由于反应中有HCl生成，HCl极易溶于水，所以E装置的作用是吸收氯化氢和防止倒吸，据此分析解题。
【详解】
(1)浓盐酸和二氧化锰在加热条件下反应生成氯气、水和氯化锰，反应的离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl-Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O，故答案为：MnO2＋4H＋＋2Cl-Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；
(2)B装置除具有均匀混合气体、干燥混合气体的作用之外，还可以根据气泡多少控制气流速度，故答案为：控制气流速度；
(3)在C装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，这说明有碳单质产生，则置换出碳单质的化学方程式为CH4＋2Cl2C＋4HCl，故答案为：CH4＋2Cl2C＋4HCl；
(4)氯气能与KI反应生成氯化钾和I2，所以D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是吸收过量的氯气，故答案为：吸收过量的氯气；
(5)E装置中的有机物为氯代烃，氯代烃难溶于水，分离互不相溶的两种液体用分液的方法，故答案为：分液；
(6)E装置中盛装的是水，反应中有HCl生成，HCl极易溶于水，所以E装置的作用是吸收氯化氢和防止倒吸，故答案为：BC；
(7)甲烷与氯气反应生成的四种氯代烃中，只有一氯甲烷是气体，故尾气中主要的含氯有机物为CH3Cl，故答案为：A。
20．乙苯
溴原子、碳碳双键
+Br2+HBr
取代反应
E
BCDE
14
【分析】
苯与溴乙烷在氯化铝催化条件下发生取代反应生成乙苯，乙苯与溴单质发生反应结合E的结构可知，该反应为苯环上乙基对位碳上的氢的取代反应，则C为对溴乙苯，C与溴单质在光照条件下发生侧链上的取代反应生成D，D可能是或，又已知D中含有甲基，则D为，D发生消去反应生成E，据此解答。
【详解】
(1)根据以上分析B为乙苯，E为，所含官能团为溴原子、碳碳双键，故答案为：乙苯；溴原子、碳碳双键；
(2)B到C发生苯环上的取代反应，应在溴化铁作催化剂条件下发生反应，根据以上分析C为对溴乙苯，结构简式为：，故答案为：；；
(3)在光照条件下与溴蒸汽发生侧链上的取代反应得到D，发生的反应为：+Br2+HBr，故答案为：+Br2+HBr；取代反应；
(4)A为苯，不能与溴水和高锰酸钾反应，不能使两溶液反应褪色，B为乙苯与溴水不能发生反应，不能使其因反应褪色，苯环所连的乙基能被高锰酸钾氧化使其褪色，C为对溴乙苯，不能与溴水反应，乙基也能被高锰酸钾氧化使其褪色，D为，不能与溴水反应，侧链与苯环所连碳上有H能被高锰酸钾氧化使其褪色，E中含有碳碳双键既能与溴单质发生加成反应使溴水褪色，也能被高锰酸钾氧化使其褪色，故能使溴水反应褪色的为：E，能使酸性高锰酸钾溶液褪色的为：BCDE，故答案为：E；BCDE；
(5)芳香族化合物M是D的同分异构体，且苯环上只有两个取代基，两个取代基可能是：-Br和-CHBrCH3，在苯环上还有溴的邻位和间位两种结构，若为-Br和-CH2CH2Br，在苯环上有邻、间、对三种位置，若为-Br和-CHBrCH3，在苯环上有邻、间、对三种位置，若为-CH2Br和-CH2Br，在苯环上有邻、间、对三种位置，若为-CH3和-CHBr2，在苯环上有邻、间、对三种位置，其中核磁共振氢谱峰面积比为的结构简式为，故答案为：14；；
21．
提供甲烷分解所需的能量
负极
250℃
100%
(CH3)2C=CH2
D
B
【分析】
甲烷是共价化合物，其分子内原子都达到了稳定结构，故其电子式为，甲烷燃料电池中，通入甲烷的一极是负极、甲烷失去电子发生氧化反应，电子流出沿着导线流向正极，通入氧气的一极是正极、氧气得到电子发生还原反应，电子流入正极，内电路中，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，据此回答；
(4)从示意图等获取信息找出温度；通过化学方程式回答原子利用率的大小；
(5)按信息找有机物的分子式、碳架，确定其结构简式；
(6)从甲烷和氯气反应的产物有哪些、结合其性质，推出反应现象；从示意图显示的信息判断说法正误，据此回答。
【详解】
(1)甲烷是共价化合物，故电子式为；
(2)甲烷分解需要热量，燃烧可提供部分能量，故答案为：提供甲烷分解所需的能量；
(3)据工作原理如图，通入气体a的一端发生氧化反应，则通入a气体即甲烷，该极为负极，通入b为氧气，获得电子，酸性条件下生成水，正极电极反应式为：；
(4)①由图知，250℃时乙酸反应速率最大、催化效率最高，故选择250℃；
②CH4与CO2可直接转化成乙酸，则化学方程式为：
，原子利用率为100%；
(5)
(CH3)3C+去掉H+后生成电中性有机分子，则其分子式为C4H8，且碳架没有变化，但形成了1个碳碳双键，故结构简式为：(CH3)2C=CH2；
(6)
①CH4与Cl2在光照条件下可发生反应，在光照下反应一段时间后，因为氯气被消耗了，且有液体生成，所以混合气体的颜色变浅，量筒中液面上升，量筒内壁上出现的油状液滴，故D正确；
②A.
Cl·是Cl2在光照下化学键断裂生成的，故该过程表达式正确，A正确；B.
因为反应中存在CH3?间的碰撞，故生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4外，还会有乙烷等有机物，B错误；C.
由图知，图示过程放出热量，C正确；D.
CH4转化为CH3Cl过程中，有CH3?生成，过渡态中C-H键发生了断裂，D正确；故答案选B。
【点睛】
以甲烷为载体，考查了甲烷的结构、性质，考察了电化学、反应中的微观历程，熟悉性质、能有效提取信息并灵活应用是解题的关键。