内容正文:
第7周·周末作业 认识有机化合物
一、选择题
1.下列属于有机物的是( )
A.CO2 B.CH3CH3
C.CaCO3 D.H2O
2.有机化合物与人类生活水平的提高和人类社会的发展密不可分。下列说法正确的是( )
A.有机物都不易溶于水
B.有机物都有可燃性
C.有机物都具有同分异构现象
D.有机物种类多是由碳原子的成键特征决定
3.下列说法正确的是( )
A.有机物只含有碳、氢两种元素
B.CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构
C.甲烷与氯气的取代反应,生成的产物中CH3Cl最多
D.正丁烷和异丁烷的分子式相同,结构不同,两者互为同分异构体
4.有关有机化合物中碳原子的成键特点,下列说法错误的是( )
A.碳原子只能与碳原子、氢原子形成共价键
B.碳原子可以形成直链、支链和环状结构
C.有机化合物中,1个碳原子通常形成4个共价键
D.正丁烷分子中,4个碳原子形成的碳链不在一条直线上
5.下列分子结构中含有支链的是( )
A.CH4 B.C2H6
C.CH3CH(CH3)CH3 D.CH3(CH2)2CH3
6.下列反应属于取代反应的是( )
A.CH4+Cl2光,CH3Cl+HCl
B.CH2===CH2+H2CH3CH3
C.nCH2===CH2催化剂,CH2—CH2
D.CH3CH2CH3+5O2点燃,3CO2+4H2O
7.下列有关有机物的说法正确的是( )
A.CH3Cl的电子式:
B.和互为同分异构体
C.CCl4分子的空间填充模型:
D.C2H6和C4H8互为同系物
8.描述CH3—CH===CH—C≡C—CF3分子结构的下列叙述中,正确的是( )
A.所有原子有可能都在同一平面上
B.6个碳原子不一定都在同一平面上
C.6个碳原子有可能都在一条直线上
D.6个碳原子不可能都在一条直线上
9.与正丁烷(CH3CH2CH2CH3)互为同分异构体的是( )
A.CH3CH2CH3 B.CH(CH3)3
C.CH3CH===CHCH3 D.CH3CH3
10.[双选]新己烷(2,2二甲基丁烷)是常见的燃料添加剂、有机溶剂、有机合成原料,其结构简式如图,下列关于该物质的说法错误的是( )
A.分子式为C6H14
B.可发生取代、氧化、分解反应
C.一氯代物有5种
D.它的同分异构体有5种
二、非选择题
11.(18分)回答下列问题。
(1)互为同系物的是 (填序号,下同);互为同分异构体的是 ;
①H和H;②CH4和CH3CH2CH3;
③CH3CH2CH2CH3和;
④CH3CH2OH与CH3OCH3
(2)写出乙烷生成一氯乙烷的化学方程式: ,该反应类型为
反应。
(3)甲烷与氯气的体积比为1∶1光照下发生反应,则得到的产物为________。
A.CH3Cl、HCl
B.CCl4、HCl
C.CH3Cl、CH2Cl2
D.CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl
已知三种有机物的键线式:
(4)有机物A的名称是 ,有机物B的分子式为 。
(5)有机物C有多种同分异构体,其中满足主链上有4个碳,且一氯代物只有2种的结构简式为 。
(6)C5H11Br有 种同分异构体。
12.(16分)某实验小组对甲烷与氯气的反应进行了以下探究实验。
(1)查阅资料:甲烷可通过以下反应制取:CH3COONa+NaOHCH4↑+Na2CO3。该小组使用无水乙酸钠晶体与碱石灰、二氧化锰与浓盐酸分别制备实验需要的气体,请选择相应气体发生装置:①CH4: (填字母,下同);②Cl2: 。
(2)完成反应物制备后,实验小组使用图示装置完成了甲烷与氯气反应的实验。
①可观察到试管内有 (填字母)等现象。
A.液面下降 B.产生白雾
C.试管壁有油状液滴 D.混合气体颜色变深
②常温下,请写出实验过程中生成气态有机产物的化学方程式 。
③用饱和NaCl溶液而不用水的原因是 。
(3)下列有关叙述正确的是________(填字母)。
A.甲烷的二氯代物只有一种,可以证明甲烷是正四面体的空间结构
B.四氯化碳俗称氯仿,是工业上重要的有机溶剂
C.正丁烷与异丁烷相比,前者沸点更低
D.适用于管道煤气(主要成分为CO)的灶具改用天然气,其进风口应改大
(4)若1 mol甲烷和氯气取代后得到等物质的量的四种氯代物,甲烷无剩余,则消耗的氯气为 mol。
(5)CH4氯代的机理为自由基(带有单电子的原子或原子团,如Cl·、·CH3)反应,包括以下几步:
Ⅰ.链引发
Ⅱ.链传递
Ⅲ.链终止
Cl2
2Cl·
Cl·+CH4―→·CH3+HCl
·CH3+Cl2―→CH3Cl+Cl·
……
2Cl·―→Cl2 Cl·+·CH3―→CH3Cl……
写出由CH3Cl生成CH2Cl2过程中链传递的方程式:CH3Cl+Cl·―→·CH2Cl+HCl、 。
第7周·周末作业
1.选B CO2虽然含碳元素,但属于无机物中的氧化物,A项不符合题意;CH3CH3中含碳元素,属于有机物中的链状烷烃,B项符合题意;CaCO3中虽然含碳元素,但属于无机物中的碳酸盐,C项不符合题意;H2O中不含碳元素,属于无机物中的氧化物,D项不符合题意。
2.选D 酒精为有机物,与水任意比互溶,A错误;绝大多数有机化合物能够燃烧,具有可燃性,但不是都具有可燃性,如CCl4是有机化合物,但该物质不能燃烧,B错误;许多有机化合物具有同分异构现象,但不是所有的有机物都具有同分异构现象,如CH4、CH3CH3都是有机物,不具有同分异构现象,C错误;C原子最外层有4个电子,既不容易失去电子,也不容易获得电子,而是容易形成共价键。不仅不同种元素的原子之间可以形成共价键,而且同一种元素的原子之间也可以形成共价键,碳原子之间可以形成碳碳单键、碳碳双键、碳碳三键,且C原子之间既可以形成碳链,也可以形成碳环,因此导致有机物种类繁多,D正确。
3.选D 有机物中一定含有碳元素,绝大多数有机物含有氢元素,部分有机物还含有氧、氮、硫等元素,A错误;CH3Cl中四个共价键键长不同,故不是正四面体结构,B错误;甲烷与氯气的反应中每取代1 mol氢原子,消耗1 mol氯气,生成1 mol HCl,故产物中HCl最多,C错误;正丁烷与异丁烷的分子式相同,但分子内碳原子的连接方式不同,即结构不同,二者互为同分异构体,D正确。
4.选A 碳原子也可以与Cl、O等原子形成共价键,A错误;根据碳原子成键特点可知,碳与碳原子之间可以形成直链、支链和环状结构,B正确;碳原子最外层有4个电子,要形成8电子稳定结构,1个碳原子通常形成4个共价键,C正确;烷烃中碳原子形成碳链的形状为锯齿形,正丁烷分子中,4个碳原子形成的碳链不在一条直线上,D正确。
5.选C CH4无支链,故不选A;C2H6无支链,故不选B;CH3CH(CH3)CH3有1个支链为甲基,故选C;CH3(CH2)2CH3无支链,故不选D。
6.选A 甲烷在光照条件下与氯气发生取代反应生成一氯甲烷和氯化氢,A正确;乙烯和氢气发生加成反应生成乙烷,B错误;乙烯制备聚乙烯的反应为加聚反应,C错误;丙烷燃烧为氧化反应,D错误。
7.选A 一氯甲烷是共价化合物,其电子式为H︰︰︰,A正确;甲烷是正四面体结构,其中两个H原子换成甲基的结构只有一种,则和二者结构相同,是同种物质,B错误;四氯化碳分子中C原子半径小于Cl原子,其空间填充模型为,C错误;C2H6为乙烷,C4H8可能是单烯烃或环烷烃,二者结构不相似,二者不互为同系物,D错误。
8.选D 碳原子周围四个单键是四面体结构,碳碳双键周围连接的6个原子在同一平面上,碳碳三键连接的四个原子在一条直线上,该物质的碳架结构如图:。—CH3和—CF3都是四面体结构,不可能所有原子在同一平面上,故A错误;通过以上分析知,6个碳原子一定在同一平面内,故B错误;由于碳碳双键与碳碳单键之间的夹角约为120°,因此6个碳原子不可能在一条直线上,故C错误,D正确。
9.选B 同分异构体需满足分子式相同而结构不同,正丁烷为链状烷烃。CH3CH2CH3为丙烷,与正丁烷分子式不同,不互为同分异构体,故A不选;CH(CH3)3为异丁烷,分子式相同但具有支链结构,与正丁烷二者碳架不同,符合同分异构体定义,故B选;CH3CHCHCH3含碳碳双键导致氢原子数减少,与正丁烷分子式不同,不是同分异构体,故C不选;CH3CH3为乙烷,与正丁烷分子式不同,不是同分异构体,故D不选。
10.选CD 根据新己烷的结构简式可知,其含有6个C原子和14个H原子,分子式为C6H14,故A正确;新己烷是烷烃,烷烃可发生取代、氧化、分解反应,故B正确;从左往右给新己烷中主链上碳原子编号,2号碳上的三个甲基上的氢原子是等效氢,其上的一氯代物是1种,3号碳上和4号上的一氯代物各一种,总共3种,故C错误;己烷有5种同分异构体,①CH3CH2CH2CH2CH2CH3、②、
③、④、
⑤,除去2,2⁃二甲基丁烷,还有4种,故D错误。
11.解析:(1)②CH4和CH3CH2CH3都是烷烃,组成上相差2个CH2,是同系物;③CH3CH2CH2CH3和分子式都是C4H10,结构不同,互为同分异构体;④CH3CH2OH与CH3OCH3分子式都是C2H6O,结构不同,互为同分异构体;(2)乙烷与Cl2在光照条件下生成一氯乙烷,化学方程式为CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl;反应是取代反应;(3)甲烷与氯气的体积比为1∶1光照下发生反应,四步取代反应都要发生,则得到的产物为CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl;(4)有机物A()的名称是异丁烷或2⁃甲基丙烷;有机物B的分子式为C4H8;(5)C的分子式为C6H14,其同分异构体满足主链上有4个碳,且一氯代物只有2种的结构简式为(CH3)2CHCH(CH3)2;(6)C5H11Br是一个Br代替了C5H12中一个H,C5H12的结构有3种,分别为:、、,它们分别有3、4、1种等效氢:、、,故共8种一溴代物。
答案:(1)② ③④
(2)CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl 取代
(3)D
(4)异丁烷(或2⁃甲基丙烷) C4H8
(5)(CH3)2CHCH(CH3)2
(6)8
12.解析:甲烷与氯气在光照条件下反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl,其中CH3Cl为气体,CH2Cl2、CHCl3、CCl4为油状液体,随着反应的进行,黄绿色变浅,试管壁上有油状液体。(1)①实验室用无水乙酸钠晶体与碱石灰共热制备甲烷,即固体与固体加热制备气体,则制备CH4的发生装置选A;②实验室用二氧化锰与浓盐酸共热制备Cl2,即固体与液体加热制备气体,则制备Cl2的发生装置选C;(2)①甲烷和氯气在光照下反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢,反应生成两种气体和三种液体,二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳是难溶于水的油状液体,氯气逐渐被消耗,试管内气压也减小,则可观察到试管内产生白雾,混合气体颜色变浅,试管壁出现油状液滴,试管内液面上升等现象,故选B、C;②实验过程中生成的气态有机产物是一氯甲烷,反应方程式为CH4+Cl2CH3Cl+HCl;③氯气能溶于水,而饱和食盐水含有大量的氯离子,根据同离子效应,会抑制氯气在水中的溶解,减少氯气的损耗,使更多氯气参与反应,则用饱和NaCl溶液而不用水的原因是降低氯气的溶解度;(3)甲烷的二氯代物只有一种,说明甲烷不是平面正方形结构。而在正四面体结构中,甲烷分子中的四个氢原子完全等价,无论哪两个氢原子被氯原子取代,得到的二氯代物都是同一种结构,可以证明甲烷是正四面体的空间结构,A正确;三氯甲烷俗称氯仿,是工业上重要的有机溶剂,B错误;正丁烷与异丁烷互为同分异构体,支链越多,沸点越低,则正丁烷与异丁烷相比,前者沸点更高,C错误;根据反应:CH4+2O2CO2+2H2O、2CO+O22CO2,适用于管道煤气(主要成分为CO)的灶具改用天然气时,氧气消耗量增大,消耗空气体积增大,其进风口应改大,否则天然气燃烧不充分,会生成有毒的CO,D正确;(4)若1 mol甲烷和氯气取代后得到等物质的量的四种氯代物,甲烷无剩余,即最后得到0.25 mol一氯甲烷、0.25 mol二氯甲烷、0.25 mol三氯甲烷、0.25 mol四氯化碳,则消耗的氯气为0.25 mol+0.25×2 mol+0.25×3 mol+0.25×4 mol=2.5 mol;(5)由表中链传递信息类推可知,由CH3Cl生成CH2Cl2过程中链传递的方程式为CH3Cl+Cl··CH2Cl+HCl、·CH2Cl+Cl2CH2Cl2+·Cl。
答案:(1)A C (2)①BC ②CH4+Cl2CH3Cl+HCl ③降低氯气的溶解度 (3)AD (4)2.5
(5)·CH2Cl+Cl2CH2Cl2+·Cl
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