5-1 有机化合物的特点和分类 同步作业 《化学（加工制造类）》同步教学 高教版

主题五 简单有机化合物及其应用 第一节 有机化合物的特点和分类 同步作业 一、基础题（共70分） （一）选择题（每题3分，共33分） 1. 下列关于有机化合物的说法，正确的是（ ） A. 有机化合物都含有碳元素，且一定含有氢元素 B. 有机化合物多数难溶于水，易溶于有机溶剂 C. 有机化合物的熔点、沸点普遍较高 D. 有机化合物都不导电，不能用于制造导电材料 2. 加工制造中，用于制造塑料容器的聚乙烯（C₂H₄）ₙ，其组成元素是（ ） A. 碳和氢 B. 碳、氢和氧 C. 碳、氢和氮 D. 碳、氢、氧和氮 3. 下列物质中，不属于有机化合物的是（ ） A. 甲烷（CH₄） B. 二氧化碳（CO₂） C. 乙醇（C₂H₅OH） D. 乙酸（CH₃COOH） 4. 有机化合物种类繁多的主要原因是（ ） A. 碳元素在地壳中含量丰富 B. 碳原子能与多种原子形成共价键，且可形成长链或环状结构 C. 有机化合物容易燃烧 D. 有机化合物都能发生取代反应 5. 加工制造中，用于清洗金属零件油污的酒精（C₂H₅OH），属于哪类有机化合物（ ） A. 烃 B. 醇 C. 羧酸 D. 酯 6. 下列关于烃的说法，正确的是（ ） A. 烃是只含有碳元素的化合物 B. 甲烷是最简单的烃，可作为燃料 C. 烃都能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D. 烃的密度都比水大 7. 加工制造中，用于制造轮胎的橡胶属于有机化合物，其主要性质是（ ） A. 硬度大，脆性强 B. 具有良好的弹性和耐磨性 C. 易溶于水，难溶于有机溶剂 D. 熔点高，不易变形 8. 下列有机化合物中，属于羧酸的是（ ） A. CH₃CHO B. CH₃COOCH₃ C. CH₃COOH D. CH₃CH₂OH 9. 有机化合物按官能团分类的依据是（ ） A. 分子中碳原子的排列方式 B. 分子中含有的特殊原子或原子团 C. 分子的相对分子质量大小 D. 分子中氢原子的数目 10. 加工制造中，下列有机化合物的应用错误的是（ ） A. 甲烷用作焊接金属的保护气 B. 乙醇用作工业溶剂和燃料 C. 乙酸用作电镀行业的除油剂 D. 聚乙烯用作食品包装材料 11. 下列关于有机化合物性质的说法，错误的是（ ） A. 多数有机化合物容易燃烧 B. 有机化合物的化学反应速率通常较慢，且副反应较多 C. 有机化合物之间的反应多为离子反应 D. 许多有机化合物具有同分异构现象 （二）填空题（每空2分，共28分） 1. 有机化合物是指含______元素的化合物（除CO、CO₂、碳酸盐等少数无机物外），其种类繁多，与人类生产生活及加工制造密切相关。 2. 有机化合物的主要特点：① 多数______溶于水，溶于有机溶剂；② 熔点______、沸点较______；③ 容易______；④ 化学反应速率较______，副反应较多。 3. 碳原子的最外层有______个电子，能与其他原子形成______个共价键，这是有机化合物种类繁多的重要原因。 4. 按组成元素分类，有机化合物可分为______（只含C、H元素，如甲烷、乙烯）和______（含C、H及其他元素，如乙醇、乙酸）。 5. 按官能团分类，乙醇（C₂H₅OH）属于______类，官能团是______（-OH）；乙酸（CH₃COOH）属于______类，官能团是______（-COOH）。 6. 加工制造中，常见的有机合成材料有______（如聚乙烯）、______（如橡胶）和______（如涤纶），它们都是有机化合物的重要应用。 （三）判断题（每题1分，共9分，对的打“√”，错的打“×”） 1. 所有含碳元素的化合物都是有机化合物。（ ） 2. 有机化合物多数具有可燃性，如甲烷、乙醇都能在空气中燃烧。（ ） 3. 碳原子之间可以形成单键、双键或三键，也可以形成链状或环状结构。（ ） 4. 乙醇和乙酸都能溶于水，因此所有有机化合物都能溶于水。（ ） 5. 烃类化合物只含有碳和氢两种元素，属于有机化合物中的一大类。（ ） 6. 加工制造中，塑料、合成纤维、合成橡胶都是有机高分子化合物。（ ） 7. 有机化合物的同分异构现象是指分子式相同但结构不同的现象。（ ） 8. 乙酸的官能团是羟基（-OH），因此乙酸属于醇类化合物。（ ） 9. 有机化合物的化学反应通常需要加热、催化剂等条件才能发生。（ ） 二、提升题（共30分） （一）实验设计题（10分） 加工制造中，需区分乙醇、乙酸和汽油三种有机化合物（均为无色液体），设计实验方案如下： 1. 实验目的：通过化学性质鉴别乙醇、乙酸和汽油； 2. 实验原理：① 乙醇与水互溶，乙酸具有酸性，能与碳酸盐反应生成CO₂；② 汽油难溶于水，密度比水小； 3. 所需仪器和药品： 仪器：______、______、______、______、______； 药品：待测液（乙醇、乙酸、汽油）、蒸馏水、大理石（CaCO₃）、紫色石蕊溶液、试管、胶头滴管； 4. 实验步骤： ① 区分水溶性： 取3支试管，分别标记为A、B、C，各加入5mL蒸馏水； 向每支试管中分别滴加2mL待测液，振荡后观察现象：的试管为汽油（分层，上层为油层）；的试管为乙醇或乙酸（不分层，互溶）； ② 鉴别乙醇和乙酸： 向步骤①中互溶的两支试管中，分别滴加2-3滴紫色石蕊溶液，振荡观察：溶液变红的是，溶液不变色的是； 另取2支试管，分别加入少量大理石，再分别加入2mL乙醇和乙酸，观察现象：______的试管中有气泡产生； 5. 实验现象与结论： ① 分层且上层为油层的是______； ② 溶于水且使石蕊变红、与大理石反应产生气泡的是______； ③ 溶于水且不使石蕊变色、与大理石不反应的是______； 6. 注意事项： ① 汽油易挥发且易燃，实验时需远离明火； ② 滴加液体时需控制用量，避免液体溢出； 7. 拓展应用：加工制造中，如何利用乙醇和乙酸的性质去除金属零件表面的油污？说明原理。 （二）分析题（10分） 1. 加工制造中，有机高分子材料（如塑料、橡胶）被广泛应用，分析有机高分子材料的结构特点（链状、网状）与性质（弹性、硬度、耐磨性）的关系，举例说明不同结构的高分子材料在工业中的应用； 2. 某车间需选择一种有机化合物作为金属零件的清洗剂，现有三种候选物质：甲烷、乙醇、汽油。分析哪种物质最适合作为清洗剂，说明理由（结合有机化合物的溶解性、安全性、挥发性）； 3. 有机化合物的官能团决定其化学性质，分析乙醇（含-OH）和乙酸（含-COOH）的官能团差异对其化学性质的影响，写出两种物质发生酯化反应的化学方程式，说明该反应在加工制造中的应用（如涂料制备）。 （三）计算题（10分） 1. 加工制造中，使用甲烷（CH₄）作为燃料加热金属零件，甲烷完全燃烧的化学方程式为CH₄ + 2O₂=CO₂ + 2H₂O。若燃烧16g甲烷（CH₄摩尔质量16g/mol），计算： （1）参与反应的O₂的物质的量； （2）生成CO₂的质量（CO₂摩尔质量44g/mol）； （3）若标准状况下（STP），生成H₂O的体积（H₂O在标准状况下为液体，密度1g/cm³）（写出计算过程）； 2. 乙醇（C₂H₅OH）是工业常用溶剂，现有500mL浓度为2mol/L的乙醇溶液（密度0.9g/cm³），计算： （1）溶液中乙醇的物质的量； （2）溶液中乙醇的质量； （3）溶液中乙醇的质量分数（质量分数=溶质质量/溶液质量×100%）（写出计算过程）； 3. 乙酸（CH₃COOH）与乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯（CH₃COOC₂H₅）和水，反应的化学方程式为CH₃COOH + C₂H₅OH⇌CH₃COOC₂H₅ + H₂O。若用60g乙酸（CH₃COOH摩尔质量60g/mol）完全反应，理论上可生成乙酸乙酯的质量（CH₃COOC₂H₅摩尔质量88g/mol），若实际产率为80%，实际生成乙酸乙酯的质量（写出计算过程）。 参考答案 一、基础题 （一）选择题 1. B 2. A 3. B 4. B 5. B 6. B 7. B 8. C 9. B 10. A 11. C （二）填空题 1. 碳（C） 2. 难；易；低；燃烧；慢 3. 4；4 4. 烃；烃的衍生物 5. 醇；羟基；羧酸；羧基 6. 塑料；合成橡胶；合成纤维（顺序可互换） （三）判断题 1. × 2. √ 3. √ 4. × 5. √ 6. √ 7. √ 8. × 9. √ 二、提升题 （一）实验设计题 3. 仪器：试管；胶头滴管；药匙；试管夹；烧杯（或玻璃棒）； 4. 实验步骤： ① 出现分层；不分层； ② 乙酸；乙醇；加入乙酸； 5. 实验现象与结论： ① 汽油； ② 乙酸； ③ 乙醇； 6. 拓展应用：乙醇能溶解油污（相似相溶原理），可直接用于清洗轻度油污；乙酸具有酸性，能与油污中的油脂发生皂化反应（或水解反应），生成易溶于水的物质，适用于清洗顽固油污；实际应用中可根据油污类型选择单一试剂或混合试剂。 （二）分析题 1. 结构与性质关系：① 链状结构（如聚乙烯）：分子链之间作用力较弱，具有良好的柔韧性、可塑性，硬度较小，适用于制造塑料薄膜、食品包装等；② 网状结构（如硫化橡胶）：分子链之间通过交联剂连接形成立体网状结构，作用力强，具有良好的弹性、耐磨性和稳定性，适用于制造轮胎、密封件等；③ 支链化链状结构（如聚丙烯）：支链的存在使分子链排列疏松，密度较小，韧性较好，适用于制造汽车零件、管道等。应用举例：链状结构的聚乙烯用于制造塑料袋；网状结构的丁苯橡胶用于制造轮胎；支链结构的聚丙烯用于制造洗衣机外壳。 2. 最适合的清洗剂：乙醇。理由：① 溶解性：乙醇能与水互溶，且能溶解多数有机物（如油污），清洗效果好；汽油虽能溶解油污，但难溶于水，清洗后残留的汽油不易冲洗；甲烷是气体，难以作为液体清洗剂；② 安全性：乙醇易燃，但挥发性较汽油弱，且毒性较低，使用时风险相对较小；汽油挥发性强，易燃性比乙醇高，易引发火灾；甲烷是易燃易爆气体，安全性极差；③ 挥发性：乙醇具有一定挥发性，清洗后能快速挥发，不残留污渍；汽油挥发性过强，易造成浪费和空气污染；综上，乙醇是最适合的清洗剂。 3. 官能团差异对性质的影响：① 乙醇（-OH）：具有醇的通性，能与金属钠反应生成氢气，能发生酯化反应、氧化反应（如燃烧、催化氧化生成乙醛）；② 乙酸（-COOH）：具有羧酸的通性，具有酸性，能使石蕊变红，能与碳酸盐、碱、金属氧化物反应，能发生酯化反应。酯化反应方程式：CH₃COOH + C₂H₅OH⇌CH₃COOC₂H₅ + H₂O（浓硫酸作催化剂、吸水剂）。工业应用：该反应可用于制备酯类化合物，酯类具有香味，可用于制造涂料、溶剂、香料等；例如，乙酸乙酯是优良的工业溶剂，可用于溶解油漆、树脂等，在涂料制备中作为稀释剂。 （三）计算题 1. 解：（1）n(CH₄)=16g÷16g/mol=1mol；根据反应方程式，n(O₂)=2n(CH₄)=2×1mol=2mol； （2）n(CO₂)=n(CH₄)=1mol，m(CO₂)=1mol×44g/mol=44g； （3）n(H₂O)=2n(CH₄)=2mol，m(H₂O)=2mol×18g/mol=36g；V(H₂O)=m/ρ=36g÷1g/cm³=36cm³=36mL； 答：（1）2mol；（2）44g；（3）36mL。 2. 解：（1）n(C₂H₅OH)=c×V=2mol/L×0.5L=1mol； （2）m(C₂H₅OH)=1mol×46g/mol=46g； （3）溶液质量=ρ×V=0.9g/cm³×500cm³=450g；质量分数=46g÷450g×100%≈10.22%； 答：（1）1mol；（2）46g；（3）≈10.22%。 3. 解：（1）n(CH₃COOH)=60g÷60g/mol=1mol；根据反应方程式，理论上n(CH₃COOC₂H₅)=1mol，m(理论)=1mol×88g/mol=88g； （2）实际生成质量=88g×80%=70.4g； 答：理论生成乙酸乙酯88g，实际生成70.4g。 学科网（北京）股份有限公司 $