专题13 有机物的结构和性质-【压轴题】2024-2025学年高一化学同步培优训练（鲁科版2019必修第二册）

专题13 有机物的结构和性质 解题知识必备压轴典例分析压轴能力测试 一、认识有机化合物的一般性质 1．有机化合物的概念 (1)概念：大多数含有碳元素的化合物属于有机化合物。 (2)认识人类生活、生产中的一些有机化合物 物质 含有有机化合物的成分 药物 阿司匹林、扑尔敏、多酶片 食品 糖类、油脂、蛋白质 材料 塑料、纤维、橡胶 能源 煤、石油、天然气 2.有机化合物的性质 (1)实验探究 实验操作 实验现象 实验结论 【实验1】 用棉签蘸取酒精，涂抹在手上 手感觉到凉 酒精易挥发，吸收热量 【实验2】 向两支试管中加入适量水，然后分别加入体积相近的汽油和酒精，振荡试管 汽油和水分层，酒精和水不分层 汽油不溶于水，酒精易溶于水 【实验3】 用坩埚钳夹取一片聚乙烯塑料，置于酒精灯火焰上加热至燃烧 聚乙烯塑料受热熔化并剧烈燃烧，发出明亮的火焰，并伴有浓烟 聚乙烯塑料易燃烧 【实验4】 向试管中加入适量碘水，再滴入适量植物油，振荡后静置 植物油(上)层呈紫红色，水(下)层无色 单质碘易溶于植物油 (2)有机化合物的性质 ①大多数有机化合物的熔、沸点一般较低，常温下多为固态或液态；一般难溶于水，易溶于有机溶剂。 ②绝大多数有机化合物的热稳定性差，受热易分解，容易燃烧。 3.有机化合物和无机化合物的比较 有机化合物 无机化合物 结构 大多数有机化合物只含共价键 有些含离子键，有些含共价键或同时含离子键和共价键 溶解性 多数难溶于水，易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂 多数溶于水，而难溶于有机溶剂 耐热性 多数不耐热，熔点较低(一般不超过400 ℃) 多数耐热，熔点较高 可燃性 多数能燃烧 多数不能燃烧 化合物类型 多数为共价化合物，是非电解质 有离子化合物，也有共价化合物，多数(如酸、碱、盐等)是电解质 反应特点 一般比较复杂，副反应多，反应速率慢，方程式一般用“→”连接 一般比较简单，副反应少，反应速率快，方程式一般用“===”连接 【特别提醒】有机化合物必含碳元素，但含碳元素的化合物不一定是有机化合物，如CO、CO2、H2CO3、碳酸盐、碳酸氢盐等少数含碳元素的化合物，它们的组成和性质都具有无机物的特点，通常把它们归为无机物。 二、碳原子的成键特点 1．有机化合物的组成 (1)组成元素：除碳元素外，常含有氢、氧元素，还有的含有氮、硫、卤素、磷等元素。 (2)烃：仅由碳和氢两种元素组成的有机化合物称为烃，也叫作碳氢化合物。 2．碳原子的成键特点 (1)甲烷的组成和结构 结构式 空间结构示意图 球棍模型 空间填充模型 分子空间构型 正四面体形，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点 (2)有机化合物结构式的书写 结构式是用元素符号和短线“—”表示分子中原子的排列顺序和成键方式的式子。结构式只能表示分子中原子的连接顺序，不能表示分子的真实空间结构。将结构式中表示单键的短线“—”省略后的式子称为结构简式。例如： 甲烷的结构式为，结构简式为CH4； 乙烷的结构式为，结构简式为CH3CH3。 (3)有机化合物的结构特点 ①碳原子成键个数的多样性：每个碳原子能与其他原子形成四个共价键。 ②碳原子成键方式的多样性：碳原子之间可以形成碳碳单键()、碳碳双键()或碳碳三键(—C≡C—)。 ③碳原子连接方式的多样性：碳原子之间彼此以共价键构成碳链或碳环。 3．烷烃的命名 (1)定义：烃分子中，碳原子之间都以单键结合成碳链，碳原子的剩余价键均与氢原子结合，这样的烃称为烷烃，也叫作饱和链烃。 (2)有机化合物的命名 简单的有机化合物(分子不含支链)通常按分子含有的碳原子数来命名。以烷烃为例，用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸分别命名分子中碳原子数为1～10的烷烃，如CH4叫作甲烷、CH3CH3叫作乙烷，依次类推；分子中碳原子数在10以上的烷烃则用中文数字命名，如CH3(CH2)9CH3叫作十一烷。 (3)几种常见的烷烃 名称 丙烷 丁烷 戊烷 分子式 C3H8 C4H10 C5H12 结构简式 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 CH3CH2CH2CH2CH3 通式 CnH2n＋2(n≥1) (4)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。 4．不饱和链烃 (1)定义：含有碳碳双键或碳碳三键的链烃。例如：乙烯、乙炔。 (2)常见烃分子空间构型 乙烷 乙烯 乙炔 球棍模型 空间填充模型 分子构型 空间立体结构 平面形分子 直线形分子 【特别提醒】分子式为C4H8的烃，碳原子之间形成碳环时，这种烃称为环丁烷，其结构简式为。像环丁烷这样，分子中有碳环(碳原子之间以共价键相连形成的环)的烃称为环烃。环烃(如环丁烷)属于饱和烃。 三、烷烃的结构与性质 1．表示有机化合物组成和结构的化学用语 表示方法 含义 实例 分子式 用元素符号表示物质分子组成的化学式 C2H6 结构式 用元素符号和短线“—”表示原子间所形成的共价单键 结构简式 把结构式中表示共价单键的“—”删去，把“—”连接的氢原子与碳原子合并为碳氢原子团 CH3CH3 球棍模型 用球和棍表示原子间的结合方式 空间填充模型 用大小不同的小球表示原子间的结合方式 2.烷烃的性质 (1)物理性质 递变性 碳原子数小于5的烷烃在常温常压下是气体[新戊烷(后面将学到)在常温常压下也为气体]，其他烷烃在常温常压下是液体或固体； 烷烃的密度都较小，且随碳原子数的增加，烷烃的密度逐渐增大； 烷烃的熔、沸点较低，且随碳原子数的增加，烷烃的熔、沸点一般逐渐升高 相似性 烷烃难溶于水而易溶于有机溶剂，液态烷烃的密度均小于1 g·cm－3 (2)化学性质 稳定性 烷烃通常较稳定，不能被KMnO4等强氧化剂氧化，也不能与酸、碱发生反应，性质与甲烷相似 氧化反应 烷烃都具有可燃性，在空气或氧气中完全燃烧生成CO2和H2O，燃烧的方程式为 CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O 取代反应 烷烃的特征反应，在光照条件下，烷烃与Cl2、Br2等卤素单质可发生取代反应 四、同系物的判断方法 1.判断标准——“同类不同碳” 2．组成特点 (1)同系物必须结构相似，即组成元素相同，官能团种类、个数与连接方式相同。 (2)分子组成通式相同。 (3)同系物相对分子质量相差14或14的整数倍。 3．判断规律 【方法技巧】同系物判断的分析思路 (1)分析组成：是否符合同一通式。 (2)分析结构：是否属于同一类物质。 (3)分析分子式：是否相差n个CH2原子团。 【例1】下列说法不正确的是(　　) A．分子式为C3H8与C6H14的两种有机化合物一定互为同系物 B．同分异构体之间一定不互为同系物 C．互为同系物的两种有机化合物相对分子质量数值一定相差14 D．互为同系物的两种有机物的组成元素相同，且结构相似 【答案】C 【解析】分子式为C3H8与C6H14的两种有机化合物都是饱和链状烷烃，二者分子组成上相差3个CH2原子团，因此二者互为同系物，故A正确；互为同分异构体的物质的分子式相同，而同系物的分子组成上一定相差n个CH2(n为正整数)原子团，所以互为同分异构体的物质一定不互为同系物，故B正确；同系物是指结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机化合物，所以互为同系物的两种有机化合物组成元素相同，相对分子质量数值一定相差14n(n为正整数)，故C错误、D正确。 【例2】下列有关烷烃的叙述不正确的是(　　) A．烷烃同系物的熔、沸点随着相对分子质量的增大逐渐升高 B．烷烃同系物的密度随着相对分子质量的增大逐渐增大 C．常温下的状态由气态递变到液态，相对分子质量大的则为固态 D．同种烷烃的同分异构体中，支链数越多其沸点越高 【答案】D 【解析】烷烃同系物的组成、结构相似，随着相对分子质量增大，分子间作用力逐渐增大，故熔、沸点逐渐升高，A正确；烷烃同系物的密度都比水小，随着相对分子质量增大密度逐渐增大，B正确；同种烷烃的同分异构体中，支链数越多其沸点越低，D错误。 【例3】下列说法不正确的是(　　) A．分子中的碳原子之间都是以单键结合的有机化合物一定是链状烷烃 B．同分异构体现象的广泛存在是造成有机化合物种类繁多的重要因素之一 C．碳原子最外层有4个电子，通常与其他原子以共价键的形式形成化合物 D．多个碳原子之间能形成碳链，也能形成碳环 【答案】A 【详解】A．分子中的碳原子之间都是以单键结合的有机化合物可能为链状烷烃，也可能为环烷烃，A错误； B．造成有机化合物种类繁多的一个重要因素为同分异构体现象的广泛存在，B正确； C．碳原子最外层有4个电子，通常能与其他原子形成4个共价键，形成共价化合物，C正确； D．碳原子最外层有4个电子，能形成4个共价键，多个碳原子之间能形成碳链或碳环结构，D正确； 答案选A。 1．下列物质一定互为同系物的是(　　) ①　②　③　④C2H4　⑤CH2==CH—CH==CH2　⑥CH2==CHCH2OH⑦　⑧ A．④和⑧ B．①、②和③ C．⑤、⑦和⑧ D．⑥和⑧ 【答案】A 【解析】④C2H4为乙烯，属于单烯烃，⑧为2-甲基丙烯，属于单烯烃，二者结构相似，分子组成上相差2个CH2原子团，互为同系物，故A正确；①为甲苯，属于单环芳香烃，②为多环芳香烃，③分子中除苯环外还含有碳碳双键，三者的结构不相似，不互为同系物，故B不正确；⑤CH2==CH—CH==CH2为共轭二烯烃，⑦为共轭二烯烃，⑧为单烯烃，⑤与⑦结构相似，分子组成上相差1个CH2原子团，互为同系物，但是⑤、⑦与⑧的结构不相似，三者不互为同系物，故C不正确；⑥CH2==CHCH2OH含有碳碳双键和羟基，⑧为单烯烃，二者官能团的种类不同，结构不相似，不互为同系物，故D不正确。 2．第31届世界大学生夏季运动会于2023年在成都成功举办。下列相关说法正确的是 A．开幕式上的烟花表演利用了焰色试验原理 B．火炬“蓉火”采用丙烷（C3H8）燃料，丙烷不含有非极性共价键 C．大运会金牌材质为银质镀金，这是一种新型合金材料 D．场馆消毒使用的过氧类消毒剂，其消杀原理与酒精相同 【答案】A 【详解】A．焰色试验是利用金属离子在热火焰中产生特定颜色的现象，大运会开幕式上的烟花表演利用了焰色试验原理而绽放出耀眼光彩，A正确； B．丙烷是由碳元素和氢元素形成的烷烃，分子中含有碳氢极性共价键和碳碳非极性共价键，B错误； C．大运会金牌材质为银质镀金，不是银和金熔融得到的金属合金材料，所以不属于新型合金材料，C错误； D．过氧类消毒剂的消毒原理是利用过氧化物的强氧化性使蛋白质变性而达到杀菌消毒的作用，而酒精的消毒原理是利用乙醇分子具有的强大的渗透力，能快速渗入病原微生物内部，使其内部的蛋白脱水、变性、凝固性而达到杀菌消毒的作用，两者的消毒原理不同，D错误； 故选A。 3．有机物构成了生机勃勃的生命世界，也是燃料、材料和食品等的重要来源。有机物 A．均易挥发、易燃烧 B．参与的化学反应常伴有副反应 C．仅含C、H两种元素 D．均易溶于酒精、苯等有机溶剂 【答案】B 【详解】A．不是所有的有机物均易挥发、易燃烧，如沸点很高的糖类、油脂、蛋白质等不易挥发，CCl4等不易燃烧，A错误； B．有机物参与的化学反应往往比较复杂，常伴有副反应，故有机反应方程式中用“→”表示主要反应，B正确； C．有机物包含烃和烃的衍生物，仅含C、H两种元素的化合物为烃，而烃的衍生物包含C、H之外的元素，C错误； D．有些有机物难溶于乙醇，如酚醛树脂，D错误； 故答案为B。 4．“有机”一词译自“Organic'”，词源解释为“属于、关于或者源自生物的”，下列关于有机化学的说法错误的是 A．周朝设立“酰人”官职负责酿造酒、醋等，乙醇、醋酸均为有机物 B．有机物种类繁多的原因之一是有机物中普遍存在同分异构现象 C．含碳、氢、氧三种元素的化合物都是有机物 D．维勒首次在实验室中将无机物氰酸铵转化为有机物尿素，打破了“生命力论” 【答案】C 【详解】A．乙醇、醋酸均为有机物，A正确； B．有机物种类繁多的原因是碳碳之间可以通过单键、双键、三键形成链状和环状结构，还有就是有机物中普遍存在同分异构现象，B正确； C．含碳、氢、氧三种元素的化合物不一定都是有机物，如碳酸是无机物，C错误； D．维勒首先从无机物人工合成了有机物尿素，打破了无机物和有机物的界限，打破了“生命力论”，D正确； 故选C。 5．下列关于有机物的说法正确的是 A．、均属于烃 B．每个苯乙烯（）分子中含有4个碳碳双键 C．一定是纯净物 D．分子式为与的两种有机物互为同系物 【答案】D 【详解】A．烃是只含碳、氢元素的有机物，不属于烃，A错误； B．每个苯乙烯（）分子中含有1个碳碳双键，B错误； C．有3种结构，不一定是纯净物，C错误； D．分子式为与都属于烷烃，两种有机物互为同系物，D正确； 故选D。 6．下列说法正确的是 A．丙烷的空间填充模型为 B．和互为同分异构体 C．链状烷烃，碳原子在一条直线上 D．链状烷烃中，碳原子数越多，碳质量分数越大 【答案】D 【详解】 A．丙烷的结构简式为CH3CH2CH3，其球棍模型为，该模型不是空间填充模型，A错误； B．和的分子式不同，均属于烷烃，且在分子组成上相差1个CH2原子团，二者互为同系物，不互为同分异构体，B错误； C．乙烷的碳原子在一条直线上，但含3个及以上碳原子的链状烷烃，即使是正烷烃，碳原子也不在一条直线上，而呈锯齿形，C错误； D．链状烷烃的分子式通式为CnH2n+2，碳的质量分数为=，碳原子数(n)越多，越小，碳质量分数越大，D正确； 故选D。 7．下列说法不正确的是 A．甲烷分子空间填充模型是： B．乙烯分子的球棍模型为 C．乙烷可以和溴的四氯化碳溶液发生加成反应 D．乙烯和环丙烷()不属于同系物 【答案】C 【详解】A．甲烷是正四面体结构，C原子位于正四面体几何中心，4个H原子位于正四面体的四个顶点上，结合原子半径：C＞H，可知图示为甲烷分子空间填充模型，A正确； B．乙烯分子式是C2H4，该分子是平面分子，分子中2个C原子形成共价双键，每个C原子再分别与2个H原子形成2个共价单键，结合原子半径：C＞H，可知图示为乙烯的球棍模型，B正确； C．乙烷分子中不含不饱和键，不能和溴发生加成反应，C错误；   D．二者结构不相似，因此它们不能互为同系物，D正确； 故选C。 8．下列化学用语的描述或表示错误的是 A．有机物分子中，碳原子与碳原子之间可以形成单键、双键或三键：、、 B．甲烷分子式和实验式均表示为“CH4” C．丙烷分子球棍模型： D．，说明硅元素的非金属性比碳元素非金属性强 【答案】D 【详解】 A．碳原子最外层有4个电子，能够与本身或其他原子形成4个共价键，故有机物分子中，碳原子与碳原子之间可以形成单键、双键或三键：、、，A正确； B．已知甲烷分子式为CH4，实验式是指分子中各原子的最简整数比，则甲烷的最简式表示为“CH4”，B正确； C．已知丙烷的分子式为：C3H8，其中C原子都采取sp3杂化，与每个碳原子直接相连的4个原子构成四面体，C原子半径比H大，则丙烷分子球棍模型为：，C正确； D．反应，只能说明此条件下碳的还原性比硅强，还原性是指失电子的能力，而非金属性是指非金属元素的单质在化学反应中得到电子的能力，不能说明硅元素的非金属性比碳元素非金属性强，D错误； 故答案为D。 9．图中表示碳原子相互结合的几种方式。小圆球表示碳原子，小棍表示化学键，假如碳原子上其余的化学键都是与氢原子结合，则下列说法错误的是 A．图中属于同分异构体的是B、C、E B．图中A和C是同系物 C．属于饱和烃的物质有：A、C、D D．分子通式符合CnH2n的物质有：B、D、E 【答案】A 【分析】由图可知，A为丙烷；B为2-丁烯，分子式为C4H8；C为异丁烷，分子式为C4H10；D为环丁烷，分子式为C4H8；E为2-甲基-1-丙烯，分子式为C4H8，据此作答。 【详解】A．分子式相同，结构不同的化合物互为同分异构体，B与E分子式相同(均为C4H8)，结构不同，互为同分异构体，B与C分子式不同，不互为同分异构体，故A错误； 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，A和C均是烷烃，在分子组成上相差1个CH2，两者互为同系物，故B正确； C．饱和烃是一类有机化合物，其分子中的碳原子之间主要通过单键连接，形成饱和的碳链或碳环结构，A和C属于烷烃，D为环丁烷，均为饱和烃，故C正确； D．B、D、E分子式均为C4H8，分子通式符合CnH2n，故D正确； 故答案选A。 10．如图所示是碳原子相互结合的方式，小球表示碳原子，小棍表示化学键，碳原子上其余的化学键都与氢原子结合。下列说法正确的是 A．的分子式为 B．、、属于饱和烃 C．、互为同系物 D．可以使酸性高锰酸钾溶液褪色 【答案】B 【分析】a为CH3CH2CH2CH3；b为CH2=CHCH3；c为CH(CH3)3，d为CH3C≡CCH3，e为环丁烷，据此分析解题。 【详解】A．每个小球表示一个碳原子，每根小棍表示一个单键，可知c的分子式为C4H10，故A错误； B．饱和烃是指分子中的每个碳原子都是以碳碳单键结合的烃，主要包括：烷烃和环烷烃，可知图中表示饱和烃的是a、c、e，故B正确； C．b为烯烃，d为炔烃，两者所含官能团不同，结构不相似，不互为同系物，故C错误； D．c为CH(CH3)3，没有能与酸性高锰酸钾溶液反应的基团，故D错误； 故答案选B。 11．C5H12有3种不同结构：甲CH3(CH2)3CH3，乙CH3CH(CH3)CH2CH3，丙C(CH3)4，下列相关叙述正确的是 A．甲、乙、丙属于同系物，均可与氯气、溴蒸气发生取代反应 B．C5H12表示一种纯净物 C．甲、乙、丙中，丙的沸点最低 D．乙的系统命名法为2-甲基戊烷 【答案】C 【详解】A．CH3(CH2)3CH3、CH3CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)4分子式相同，结构不同，属于同分异构体，不是同系物，均可与氯气、溴蒸气发生取代反应，故A错误； B．C5H12存在3种同分异构体：CH3(CH2)3CH3、CH3CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)4，不能表示纯净物，故B错误； C．沸点：正戊烷＞异戊烷＞新戊烷，即甲、乙、丙中，丙的沸点最低，故C正确； D．乙的系统命名法为2-甲基丁烷，故D错误； 故选C。 12．下列有机物的系统命名中正确的是 A．3-甲基-2-乙基戊烷 B．1-甲基丁烷 C．3，4，4-三甲基己烷 D．2，3，3-三甲基-4-乙基己烷 【答案】D 【详解】 A．根据其名称，有机物的键线式为，由键线式结构可知，烷烃的最长碳链含有6个碳原子，侧链为2个甲基，名称为3，4-二甲基己烷，故A错误； B．根据其名称，有机物的键线式为，名称为戊烷，故B错误； C．根据其名称，有机物的键线式为，取代基的位次和最小，应为3，3，4-三甲基己烷，故C错误； D．根据其名称，有机物的键线式为，最长碳链含有6个碳原子，按照取代基位次之和最小原则，名称为：2，3，3-三甲基-4-乙基己烷，故D正确。 答案选D。 13．下列有机物的命名正确的是 A． ：苯甲醇 B．：1，3-二丁烯 C． ：2-甲基-1-丙醇 D． ：2-溴戊烷 【答案】D 【详解】A．该物质的名称为对甲基苯酚，A错误； B．该物质的名称为1，3-丁二烯，B错误； C．该物质的名称为2-丁醇，C错误； D．该物质的名称为2-溴戊烷，D正确； 故答案选D。 14．下列五种烷烃：①    ②    ③    ④    ⑤CH3(CH2)4CH3，下列说法错误的是 A．其沸点按由高到低的顺序排列②⑤①③④ B．相同质量的以上烷烃，燃烧耗氧量最高④ C．一氯代物数量最多的是① D．⑤中碳原子不在同一直线上 【答案】A 【详解】A．链烷烃的沸点随着碳原子数的增多而升高；互为同分异构体的链烷烃，支链越多，沸点越低；则沸点由高到低的排列顺序为⑤②①③④，A错误； B．将烃的分子式简化为CHx，相同质量的烃，x值越大耗氧量越大，烷烃的碳原子数越大，x的值越小，耗氧量越小，故相同质量的以上烷烃，燃烧耗氧量最高④，B正确； C．①中不同的氢原子有4种，一氯代物有四种，②中不同的氢原子有3种，一氯代物有三种，③中不同的氢原子有2种，一氯代物有两种，④中不同的氢原子有1种，一氯代物有一种，⑤中不同的氢原子有3种，一氯代物有三种，故一氯代物数量最多的是①，C正确； D．含碳数大于2的链烷烃分子中碳原子为折线形，⑤中碳原子不在同一直线上，D正确； 故选A。 15．下列有关烃的说法正确的是 A．乙烷在光照的条件下与发生取代反应，最多有9种产物 B．烷烃燃烧时产生明亮的火焰并冒黑烟，产生大量的热 C．同质量的与完全燃烧，耗氧量相同，生成的二氧化碳的物质的量相同 D．庚烷主链上有5个碳原子的同分异构体有4种 【答案】C 【详解】A．乙烷在光照的条件下与Cl2发生取代反应，生成的一氯代物1种，二氯代物2种，三氯代物2种，四氯代物2种，五氯代物1种，六氯代物1种，还有HCl，最多有10种产物 ，A错误； B．烷烃含碳量相对较低，燃烧时产生淡蓝色火焰，一般不冒黑烟，B错误； C．与最简式均为，同质量时，C、H元素质量相同，物质的量也相同，耗氧量相同，生成的二氧化碳的物质的量也相同，C正确； D．庚烷主链上有5个碳原子时，支链为2个甲基，可能的结构有：、、、、，共5种，D错误； 故选C。 16．关于烷烃性质的叙述中正确的是 A．烷烃同系物的熔、沸点一般随分子内碳原子数的增多逐渐升高 B．烷烃同系物的密度随分子内碳原子数的增多而逐渐增大，从比水轻递增到比水重 C．CH4与氯气反应可得四种有机化合物，故C2H6与氯气反应可得六种有机化合物 D．烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，因此烷烃不能发生氧化反应 【答案】A 【详解】A．烷烃同系物都是由分子构成，随着物质分子内碳原子数的增多，分子间作用力逐渐增强，物质的熔沸点逐渐升高，A正确； B．烷烃同系物的密度随相对分子质量增大而增大，但是所有的烷烃都比水轻，B错误； C．CH4与氯气反应可得四种有机化合物，但C2H6与氯气反应得到一氯乙烷1种，二氯乙烷2种，三氯乙烷2种，四氯乙烷2种，五氯乙烷1种，六氯乙烷1种，共9种有机化合物，C错误； D．烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但是烷烃能与氧气发生氧化反应，D错误； 故选A。 17．碳元素构建了生命的骨架，也是人类研发新材料的宝藏。下列说法不正确的是 A．和互为同位素 B．和互为同系物 C．和互为同分异构体 D．和C(石墨)互为同素异形体 【答案】C 【详解】A．和的质子数相同，中子数不同，互为同位素，A正确； B．和都是结构相似的烷烃，分子组成上相差1个CH2，互为同系物，B正确； C．由结构简式可知，和的最长碳链都含有4个碳原子，侧链都是甲基，名称都为2-甲基丁烷，则两者是同种物质，C错误； D．和石墨是碳元素形成的不同种单质，互为同素异形体， D正确； 故选C。 18．下列说法正确的是 A．和互为同系物 B．甲烷的结构式： C．“三氯甲烷只有一种结构”可证明甲烷是四面体立体结构而不是平面正方形结构 D．空间填充模型可以表示甲烷分子或四氯化碳分子 【答案】A 【详解】A．同系物是指组成和结构相似，相差1个或若干个CH2原子团的化合物，和互为同系物，故A正确； B．甲烷的结构式为：，故B错误； C．若甲烷是正方形结构，三氯甲烷也只有一种结构，故C错误； D．甲烷结构和四氯化碳结构类似，但由于氯原子比碳原子大，但H原子比碳原子小，故两者的比例模型不同，只能代表CH4，故D错误； 故选A。 19. 能将氧化铜还原为铜单质，某兴趣小组用以下实验进行验证。 （1）点燃B处酒精灯前先通入甲烷气体的作用是 。 （2）反应过程中，C装置中的现象为 ，证明有水生成。 （3）装置D中澄清石灰水变浑浊，证明 。 【答案】（1）排尽装置内的空气防止加热时发生爆炸 （2） 白色固体变为蓝色 （3）有二氧化碳生成 【分析】反应前先通入甲烷能够排出装置内的空气，防止甲烷气体与空气混合在加热时可能出现爆炸，浓硫酸吸收甲烷中的水分，防止干扰后续对还原产物的检验，甲烷还原氧化铜得到铜单质，故B装置的黑色粉末变红，若C装置白色无水硫酸铜变蓝，则证明产物中有水生成，若D装置内澄清石灰水变浑浊，则证明有二氧化碳生成，据此分析答题。 （1）由于甲烷气体与空气混合在加热时可能出现爆炸，因此，在进行加热前要把玻璃管中空气全部排出，所以在点燃 B 处酒精灯之前应先通入甲烷排出管内空气然后再进行加热； （2）水可以与白色无水硫酸铜反应生成蓝色的五水硫酸铜，所以C 装置中白色固体变为蓝色，证明有水生成； （3）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，D 装置内澄清石灰水变浑浊，证明有二氧化碳生成。 20．烷烃是一类有机化合物，分子中的碳原子都以碳碳单键相连，其余的价键都与氢结合而成的化合物，按要求回答下列与烷烃有关问题。 (1)上图均能表示甲烷的分子结构，对号入座(填字母)：甲烷的球棍模型是 ，甲烷的电子式是 。 (2)CH2Cl2有 种结构，证明甲烷不是平面结构，而是 结构。 (3)写出乙烷与氯气在光照条件下生成一氯乙烷的反应方程式 ，该反应的反应类型为 ；1mol乙烷与足量氯气在光照条件下充分反应，最多可生成HCl的物质的量为 mol。 (4)已知戊烷有3种同分异构体，它们的结构简式分别为： ，上述同分异构体中，沸点最低的是 (写结构简式)。 【答案】(1) C B (2) 1 正四面体 (3) CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl 取代反应 6 (4) CH3CH2CH2CH2CH3、、 【详解】（1）在题给图中，A为甲烷的立体结构模型，B为甲烷的电子式，C为甲烷的球棍模型，D为甲烷的空间填空模型，所以甲烷的球棍模型是C，甲烷的电子式是B。答案为：C；B； （2）若CH2Cl2有2种结构，则为平面结构；若CH2Cl2有1种结构，则证明甲烷不是平面结构，而是正四面体结构。答案为：1；正四面体； （3）乙烷与氯气在光照条件下反应，生成一氯乙烷和氯化氢，反应方程式为CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl，该反应的反应类型为取代反应；1mol乙烷与足量氯气在光照条件下充分反应，乙烷分子中6个氯原子可全部被取代，所以最多可生成HCl的物质的量为6mol。答案为：CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl；取代反应；6； （4） 已知戊烷有3种同分异构体，它们的结构简式分别为：CH3CH2CH2CH2CH3、、；互为同分异构体的烷烃中，支链越多，沸点越低，则上述同分异构体中，沸点最低的是。答案为：CH3CH2CH2CH2CH3、、；。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题13 有机物的结构和性质 解题知识必备压轴典例分析压轴能力测试 一、认识有机化合物的一般性质 1．有机化合物的概念 (1)概念：大多数含有 的化合物属于有机化合物。 (2)认识人类生活、生产中的一些有机化合物 物质 含有有机化合物的成分 药物 阿司匹林、扑尔敏、多酶片 食品 糖类、油脂、蛋白质 材料 塑料、纤维、橡胶 能源 煤、石油、天然气 2.有机化合物的性质 (1)实验探究 实验操作 实验现象 实验结论 【实验1】 用棉签蘸取酒精，涂抹在手上 手感觉到凉 【实验2】 向两支试管中加入适量水，然后分别加入体积相近的汽油和酒精，振荡试管 汽油和水分层，酒精和水不分层 【实验3】 用坩埚钳夹取一片聚乙烯塑料，置于酒精灯火焰上加热至燃烧 聚乙烯塑料受热熔化并剧烈燃烧，发出明亮的火焰，并伴有浓烟 【实验4】 向试管中加入适量碘水，再滴入适量植物油，振荡后静置 植物油(上)层呈紫红色，水(下)层无色 (2)有机化合物的性质 ①大多数有机化合物的熔、沸点一般 ，常温下多为固态或液态；一般难溶于水，易溶于有机溶剂。 ②绝大多数有机化合物的热稳定性差，受热易分解， 燃烧。 3.有机化合物和无机化合物的比较 有机化合物 无机化合物 结构 大多数有机化合物只含 有些含 ，有些含共价键或同时含离子键和共价键 溶解性 多数 于水， 于汽油、酒精、苯等有机溶剂 多数溶于水，而 于有机溶剂 耐热性 多数不耐热，熔点较低(一般不超过400 ℃) 多数耐热，熔点较高 可燃性 多数能燃烧 多数不能燃烧 化合物类型 多数为共价化合物，是非电解质 有离子化合物，也有共价化合物，多数(如酸、碱、盐等)是电解质 反应特点 一般比较复杂，副反应多，反应速率慢，方程式一般用 连接 一般比较简单，副反应少，反应速率快，方程式一般 用 连接 【特别提醒】有机化合物必含碳元素，但含碳元素的化合物不一定是有机化合物，如CO、CO2、H2CO3、碳酸盐、碳酸氢盐等少数含碳元素的化合物，它们的组成和性质都具有无机物的特点，通常把它们归为无机物。 二、碳原子的成键特点 1．有机化合物的组成 (1)组成元素：除碳元素外，常含有 元素，还有的含有氮、硫、卤素、磷等元素。 (2)烃：仅由 组成的有机化合物称为烃，也叫作碳氢化合物。 2．碳原子的成键特点 (1)甲烷的组成和结构 结构式 空间结构示意图 球棍模型 空间填充模型 分子空间构型 正四面体形，碳原子位于正四面体的 ，4个氢原子分别位于正四面体的 (2)有机化合物结构式的书写 结构式是用元素符号和短线“—”表示分子中原子的排列顺序和成键方式的式子。结构式只能表示分子中原子的连接顺序，不能表示分子的真实空间结构。将结构式中表示单键的短线“—”省略后的式子称为结构简式。例如： 甲烷的结构式为，结构简式为 ； 乙烷的结构式为，结构简式为 。 (3)有机化合物的结构特点 ①碳原子成键个数的多样性：每个碳原子能与其他原子形成 共价键。 ②碳原子成键方式的多样性：碳原子之间可以形成 ()、 ()或 (—C≡C—)。 ③碳原子连接方式的多样性：碳原子之间彼此以共价键构成 或 。 3．烷烃的命名 (1)定义：烃分子中，碳原子之间都以 结合成碳链，碳原子的剩余价键均与 结合，这样的烃称为烷烃，也叫作饱和链烃。 (2)有机化合物的命名 简单的有机化合物(分子不含支链)通常按分子含有的碳原子数来命名。以烷烃为例，用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸分别命名分子中碳原子数为1～10的烷烃，如CH4叫作甲烷、CH3CH3叫作乙烷，依次类推；分子中碳原子数在10以上的烷烃则用中文数字命名，如CH3(CH2)9CH3叫作十一烷。 (3)几种常见的烷烃 名称 丙烷 丁烷 戊烷 分子式 结构简式 通式 (4)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。 4．不饱和链烃 (1)定义：含有 或 的链烃。例如：乙烯、乙炔。 (2)常见烃分子空间构型 乙烷 乙烯 乙炔 球棍模型 空间填充模型 分子构型 空间立体结构 平面形分子 直线形分子 【特别提醒】分子式为C4H8的烃，碳原子之间形成碳环时，这种烃称为环丁烷，其结构简式为。像环丁烷这样，分子中有碳环(碳原子之间以共价键相连形成的环)的烃称为环烃。环烃(如环丁烷)属于饱和烃。 三、烷烃的结构与性质 1．表示有机化合物组成和结构的化学用语 表示方法 含义 实例 分子式 用元素符号表示物质分子组成的化学式 C2H6 结构式 用元素符号和短线“—”表示原子间所形成的共价单键 结构简式 把结构式中表示共价单键的“—”删去，把“—”连接的氢原子与碳原子合并为碳氢原子团 CH3CH3 球棍模型 用球和棍表示原子间的结合方式 空间填充模型 用大小不同的小球表示原子间的结合方式 2.烷烃的性质 (1)物理性质 递变性 碳原子数小于5的烷烃在常温常压下是 [新戊烷(后面将学到)在常温常压下也为气体]，其他烷烃在常温常压下是 ； 烷烃的密度都较小，且随碳原子数的增加，烷烃的密度 ； 烷烃的熔、沸点较低，且随碳原子数的增加，烷烃的熔、沸点一般 相似性 烷烃难溶于水而易溶于有机溶剂，液态烷烃的密度均小于1 g·cm－3 (2)化学性质 稳定性 烷烃通常较稳定，不能被 等强氧化剂氧化，也不能与 发生反应，性质与甲烷相似 氧化反应 烷烃都具有可燃性，在空气或氧气中完全燃烧生成CO2和H2O，燃烧的方程式为 CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O 取代反应 烷烃的特征反应，在光照条件下，烷烃与Cl2、Br2等卤素单质可发生取代反应 四、同系物的判断方法 1.判断标准——“同类不同碳” 2．组成特点 (1)同系物必须结构相似，即组成 ，官能团种类、个数与连接方式相同。 (2)分子组成 相同。 (3)同系物相对分子质量相差14或14的整数倍。 3．判断规律 【方法技巧】同系物判断的分析思路 (1)分析组成：是否符合同一通式。 (2)分析结构：是否属于同一类物质。 (3)分析分子式：是否相差n个CH2原子团。 【例1】下列说法不正确的是(　　) A．分子式为C3H8与C6H14的两种有机化合物一定互为同系物 B．同分异构体之间一定不互为同系物 C．互为同系物的两种有机化合物相对分子质量数值一定相差14 D．互为同系物的两种有机物的组成元素相同，且结构相似 【例2】下列有关烷烃的叙述不正确的是(　　) A．烷烃同系物的熔、沸点随着相对分子质量的增大逐渐升高 B．烷烃同系物的密度随着相对分子质量的增大逐渐增大 C．常温下的状态由气态递变到液态，相对分子质量大的则为固态 D．同种烷烃的同分异构体中，支链数越多其沸点越高 【例3】下列说法不正确的是(　　) A．分子中的碳原子之间都是以单键结合的有机化合物一定是链状烷烃 B．同分异构体现象的广泛存在是造成有机化合物种类繁多的重要因素之一 C．碳原子最外层有4个电子，通常与其他原子以共价键的形式形成化合物 D．多个碳原子之间能形成碳链，也能形成碳环 1．下列物质一定互为同系物的是(　　) ①　②　③　④C2H4　⑤CH2==CH—CH==CH2　⑥CH2==CHCH2OH⑦　⑧ A．④和⑧ B．①、②和③ C．⑤、⑦和⑧ D．⑥和⑧ 2．第31届世界大学生夏季运动会于2023年在成都成功举办。下列相关说法正确的是 A．开幕式上的烟花表演利用了焰色试验原理 B．火炬“蓉火”采用丙烷（C3H8）燃料，丙烷不含有非极性共价键 C．大运会金牌材质为银质镀金，这是一种新型合金材料 D．场馆消毒使用的过氧类消毒剂，其消杀原理与酒精相同 3．有机物构成了生机勃勃的生命世界，也是燃料、材料和食品等的重要来源。有机物 A．均易挥发、易燃烧 B．参与的化学反应常伴有副反应 C．仅含C、H两种元素 D．均易溶于酒精、苯等有机溶剂 4．“有机”一词译自“Organic'”，词源解释为“属于、关于或者源自生物的”，下列关于有机化学的说法错误的是 A．周朝设立“酰人”官职负责酿造酒、醋等，乙醇、醋酸均为有机物 B．有机物种类繁多的原因之一是有机物中普遍存在同分异构现象 C．含碳、氢、氧三种元素的化合物都是有机物 D．维勒首次在实验室中将无机物氰酸铵转化为有机物尿素，打破了“生命力论” 5．下列关于有机物的说法正确的是 A．、均属于烃 B．每个苯乙烯（）分子中含有4个碳碳双键 C．一定是纯净物 D．分子式为与的两种有机物互为同系物 6．下列说法正确的是 A．丙烷的空间填充模型为 B．和互为同分异构体 C．链状烷烃，碳原子在一条直线上 D．链状烷烃中，碳原子数越多，碳质量分数越大 7．下列说法不正确的是 A．甲烷分子空间填充模型是： B．乙烯分子的球棍模型为 C．乙烷可以和溴的四氯化碳溶液发生加成反应 D．乙烯和环丙烷()不属于同系物 8．下列化学用语的描述或表示错误的是 A．有机物分子中，碳原子与碳原子之间可以形成单键、双键或三键：、、 B．甲烷分子式和实验式均表示为“CH4” C．丙烷分子球棍模型： D．，说明硅元素的非金属性比碳元素非金属性强 9．图中表示碳原子相互结合的几种方式。小圆球表示碳原子，小棍表示化学键，假如碳原子上其余的化学键都是与氢原子结合，则下列说法错误的是 A．图中属于同分异构体的是B、C、E B．图中A和C是同系物 C．属于饱和烃的物质有：A、C、D D．分子通式符合CnH2n的物质有：B、D、E 10．如图所示是碳原子相互结合的方式，小球表示碳原子，小棍表示化学键，碳原子上其余的化学键都与氢原子结合。下列说法正确的是 A．的分子式为 B．、、属于饱和烃 C．、互为同系物 D．可以使酸性高锰酸钾溶液褪色 11．C5H12有3种不同结构：甲CH3(CH2)3CH3，乙CH3CH(CH3)CH2CH3，丙C(CH3)4，下列相关叙述正确的是 A．甲、乙、丙属于同系物，均可与氯气、溴蒸气发生取代反应 B．C5H12表示一种纯净物 C．甲、乙、丙中，丙的沸点最低 D．乙的系统命名法为2-甲基戊烷 12．下列有机物的系统命名中正确的是 A．3-甲基-2-乙基戊烷 B．1-甲基丁烷 C．3，4，4-三甲基己烷 D．2，3，3-三甲基-4-乙基己烷 13．下列有机物的命名正确的是 A． ：苯甲醇 B．：1，3-二丁烯 C． ：2-甲基-1-丙醇 D． ：2-溴戊烷 14．下列五种烷烃：①    ②    ③    ④    ⑤CH3(CH2)4CH3，下列说法错误的是 A．其沸点按由高到低的顺序排列②⑤①③④ B．相同质量的以上烷烃，燃烧耗氧量最高④ C．一氯代物数量最多的是① D．⑤中碳原子不在同一直线上 15．下列有关烃的说法正确的是 A．乙烷在光照的条件下与发生取代反应，最多有9种产物 B．烷烃燃烧时产生明亮的火焰并冒黑烟，产生大量的热 C．同质量的与完全燃烧，耗氧量相同，生成的二氧化碳的物质的量相同 D．庚烷主链上有5个碳原子的同分异构体有4种 16．关于烷烃性质的叙述中正确的是 A．烷烃同系物的熔、沸点一般随分子内碳原子数的增多逐渐升高 B．烷烃同系物的密度随分子内碳原子数的增多而逐渐增大，从比水轻递增到比水重 C．CH4与氯气反应可得四种有机化合物，故C2H6与氯气反应可得六种有机化合物 D．烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，因此烷烃不能发生氧化反应 17．碳元素构建了生命的骨架，也是人类研发新材料的宝藏。下列说法不正确的是 A．和互为同位素 B．和互为同系物 C．和互为同分异构体 D．和C(石墨)互为同素异形体 18．下列说法正确的是 A．和互为同系物 B．甲烷的结构式： C．“三氯甲烷只有一种结构”可证明甲烷是四面体立体结构而不是平面正方形结构 D．空间填充模型可以表示甲烷分子或四氯化碳分子 19. 能将氧化铜还原为铜单质，某兴趣小组用以下实验进行验证。 （1）点燃B处酒精灯前先通入甲烷气体的作用是 。 （2）反应过程中，C装置中的现象为 ，证明有水生成。 （3）装置D中澄清石灰水变浑浊，证明 。 20．烷烃是一类有机化合物，分子中的碳原子都以碳碳单键相连，其余的价键都与氢结合而成的化合物，按要求回答下列与烷烃有关问题。 (1)上图均能表示甲烷的分子结构，对号入座(填字母)：甲烷的球棍模型是 ，甲烷的电子式是 。 (2)CH2Cl2有 种结构，证明甲烷不是平面结构，而是 结构。 (3)写出乙烷与氯气在光照条件下生成一氯乙烷的反应方程式 ，该反应的反应类型为 ；1mol乙烷与足量氯气在光照条件下充分反应，最多可生成HCl的物质的量为 mol。 (4)已知戊烷有3种同分异构体，它们的结构简式分别为： ，上述同分异构体中，沸点最低的是 (写结构简式)。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$