1、有机化合物中碳原子的成键特点烷烃的结构(40分钟70分)一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分)1.科学家明确发现了木卫二存在恒温的海洋和有机分子,据分析土卫二形成在数十亿年前,十亿年前很有可能存在微生物或已经有了更智慧的海洋生物,只是没被人类发现。下列有关有机物说法正确的是()A.有机物种类繁多的主要原因是有机物分子结构十分复杂B.烃类分子中的碳原子与氢原子是通过非极性键结合的C.同分异构现象的广泛存在是造成有机物种类繁多的唯一原因D.烷烃的结构特点是碳原子之间通过单键结合,剩余价键均与氢原子结合【解析】选D。有机物种类繁多的主要原因是碳原子能与其他原子形成四个共价键,且碳原子之
2、间也能互相成键,A项只是其中的一个原因,并不是主要原因,A错误。碳原子与氢原子之间形成极性键,B错误。同分异构现象的广泛存在是造成有机物种类繁多的重要原因,但不是唯一原因,C错误。2.目前已知化合物中数量、种类最多的是A族碳的化合物(有机化合物),下列有关其原因的叙述中不正确的是()A.碳原子既可以跟自身,又可以跟其他原子(如氢原子)形成4个共价键B.碳原子性质活泼,可以跟多种元素原子形成共价键C.碳原子之间既可以形成稳定的单键,又可以形成双键和三键D.多个碳原子可以形成长度不同的链(可以带有支链)及环,且链、环之间又可以相互结合【解析】选B。碳元素的原子最外层有4个电子,既不易失电子也不易得
3、电子,故碳原子性质并不活泼,常温下比较稳定,B选项错误。3.(2020南通高一检测)下列结构简式共代表了几种不同的烷烃()A.2种B.3种C.4种D.5种【解析】选B。结构简式不能体现出分子的实际空间结构,仅能体现出分子中原子间的结合方式。题干中的几种分子可分别表示为、CH3CH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH2CH2CH3、,故有3种不同的烷烃。4.最早的球棒分子模型是由德国化学家奥古斯特威廉冯霍夫曼所作,目的是用来讲课。下图是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型图,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
4、和CCl4中的化学键均为非极性键D.CH4、CCl4的结构相同,性质也相同【解析】选B。CCl4分子的空间结构同CH4相似,为正四面体结构,CH3Cl中的CH键和CCl键不同,不是正四面体结构。5.(2020聊城高一检测)科学家发现铂的两种化合物有不同的特性,a具有抗癌作用,而b没有。则a和b二者属于()(a)(b)A.同分异构体B.同素异形体C.同位素D.同一种物质【解析】选A。a、b属于化合物,分子式相同,化学性质不同,说明二者的结构不同,属于不同物质,即二者互为同分异构体,A项正确。6.下列说法中不正确的是()A.相对分子质量相同的有机物是同分异构体B.分子组成相同、结构不相同的有机物是
5、同分异构体C.每个碳原子的化合价都已“饱和”,碳原子之间只以单键相结合的链烃一定是烷烃D.分子式相同、结构相同的有机物一定是同一物质【解析】选A。分子组成相同(即分子式相同,相对分子质量也相同)、结构不相同的有机物是同分异构体;若分子式相同、结构也相同则必为同一物质。相对分子质量相同不一定是同分异构体,如C3H8与CH3CHO。故A错误,B、D正确,C项正确。7.下列各组内的物质不属于同系物的是()A.CH3CH2CH3、CH3CH2CH2CH2CH3B.CH2CH2、CH2CHCH3、CH3CHCHCH3C.、D.CH3CH2CH2CH2CH3、【解析】选D。虽然A项中的3种物质有的是直链结
6、构,有的是带支链的结构,但它们通式相同,都属于烷烃,在分子组成上依次相差一个“CH2”原子团,故互为同系物;B项中的3种物质分子结构相似,在分子组成上依次相差一个“CH2”原子团,互为同系物;C项中3种物质结构相似,在组成上依次相差一个“CH2”原子团,互为同系物;D项中3种物质分子式相同,结构不同,互为同分异构体。【加固训练】下列数据是有机物的相对分子质量,可能互为同系物的一组是()A.16,30,58,70B.16,30,44,58C.16,28,40,52D.16,32,48,54【解析】选B。同系物相差n个CH2原子团,相对分子质量相差14n,只有B组的数据相差14n。8.下列说法中不
7、正确的是()A.C4H10有2种同分异构体B.相对分子质量相同、结构不同的两种化合物不一定互为同分异构体C.同分异构体之间的转化是化学变化D.和互为同分异构体【解析】选D。C4H10有两种同分异构体,即CH3CH2CH2CH3和;相对分子质量相同,但分子式不一定相同,故相对分子质量相同,结构不同的两种化合物不一定是同分异构体;同分异构体为不同的物质,故它们之间的转化是化学变化;和为同一物质,不是同分异构体。9.下列化学式只表示一种纯净物的是()A.C2H6B.C4H10C.C2H4Cl2D.C【解析】选A。C4H10、C2H4Cl2分别存在两种同分异构体;C既可以表示活性炭,又可以表示其他碳的
8、单质;只有C2H6只表示一种分子。【加固训练】下列分子式只表示一种物质的是()A.C3H8B.C4H10C.C5H12D.C6H14【解析】选A。烷烃中甲烷、乙烷、丙烷不存在同分异构现象,故其分子式只表示一种物质。10.主链含5个碳原子,有甲基、乙基共2个支链的烷烃有()A.2种B.3种C.4种D.5种【解析】选A。主链含5个碳原子,有甲基、乙基2个支链的烷烃只能是、,共2种,故答案为A项。二、非选择题(本题包括2小题,共20分)11.(10分)下列几组物质中,互为同位素的有_,互为同素异形体的有_,互为同系物的有_,互为同分异构体的有_,属于同种物质的有_。O2和O335Cl和37ClCH3
9、CH3和CH3CH2CH3和CH3(CH2)2CH3和(CH3)2CHCH3【解析】是氧元素的两种单质,互为同素异形体;是氯元素的两种不同原子,互为同位素;中乙烷与丙烷互为同系物;中属于同种物质;两者分别为正丁烷与异丁烷,互为同分异构体。答案:12.(10分)(2020邯郸高一检测)某些有机化合物的分子模型如图所示。回答下列问题:(1)属于空间填充模型的是_(填“甲”“乙”“丙”“丁”或“戊”,下同)。(2)表示同一种有机化合物的是_。(3)含碳量最低的是_,含氢量最低的分子中氢元素的质量分数是_(保留一位小数)。【解析】(1)乙、丙能表示原子的相对大小及连接形式,属于空间填充模型。(2)甲、
10、丙分别是甲烷的球棍模型与空间填充模型,属于同一种有机化合物。(3)烷烃的通式为CnH2n+2(n1),随n值增大,碳元素的质量分数逐渐增大,故含碳量最低的是甲烷,含氢量最低的是戊烷,戊烷中氢元素的质量分数是100%16.7%。答案:(1)乙、丙(2)甲、丙(3)甲、丙16.7%(20分钟30分)一、选择题(本题包括2小题,每小题6分,共12分)13.有机物与氯气发生取代反应,生成的一氯代物有()A.1种B.2种C.3种D.4种【解析】选C。该分子可以看成是在第2位C原子上连接有3个甲基和1个乙基,所以该分子中有4种不同位置的C原子,由于第2位C原子上没有H原子可以被取代,所以只有3种不同位置的
11、H原子,因此其一氯代物有3种。【加固训练】丁烷(C4H10)失去1个氢原子后得到丁基(C4H9),丁基的结构共有()A.2种B.3种C.4种D.5种【解析】选C。丁烷(C4H10)有两种结构:CH3CH2CH2CH3和,它们分子中各有两种氢原子,因此失去1个氢原子后各得到2种丁基。14.(双选)(2020北京海淀区高一检测)下列几组物质中互为同系物或同分异构体,且有关其原因的叙述正确的是()A.丙烯(CH2CHCH3)和环丙烷(),分子式相同结构不同B.甲醛(CH2O)和丙烷(C3H8),相对分子质量相差14,正好是CH2的相对质量C.乙醇(C2H6O)与水(H2O),相对分子质量相差28,正
12、好是CH2相对质量的2倍D.甲烷和十七烷(C17H36),它们都是烷烃,结构相似,组成相差16个CH2原子团【解析】选A、D。同系物的条件之一是结构相似,即属同一类物质,D正确。B、C两项中的物质均不属同类。同分异构体的分子式相同结构不同,A正确。二、非选择题(本题包括1小题,共18分)15.已知某种气态化石燃料中含有碳和氢两种元素。为了测定这种燃料中碳和氢两种元素的质量分数,可将气态燃料放入足量的氧气中燃烧,并使产生的气体全部通入如图所示的装置,得到如表所列的实验数据(U形管中干燥剂只吸收水蒸气且假设产生的气体完全被吸收)。实验前实验后(干燥剂+U形管)的质量101.1 g102.9 g(澄
13、清石灰水+广口瓶)的质量312.0 g314.2 g根据实验数据求:(1)实验完毕后,生成物中水的质量为_g。假设广口瓶里生成一种正盐,其质量为_g。(2)生成的水中氢元素的质量为_g。(3)生成的CO2中碳元素的质量为_g。(4)气态化石燃料中碳元素与氢元素的质量比为_。【解析】(1)生成水的质量为102.9 g-101.1 g=1.8 g,生成正盐即CaCO3的质量为100 gmol-1=5 g。(2)生成的水中氢元素的质量为2 gmol-1=0.2 g。(3)生成的CO2中碳元素的质量为12 gmol-1=0.6 g。(4)碳元素与氢元素的质量比为0.6 g0.2 g=31。答案:(1)1.85(2)0.2(3)0.6(4)31
