高考化学二轮 认识有机化合物 专项培优含答案解析

高考化学二轮认识有机化合物专项培优含答案解析
一、认识有机化合物练习题（含详细答案解析）
1．下列说法正确的是（）
A．CH4的二氯代物只有一种，此事实可说明CH4为正四面体结构
B．光照条件下，1 mol甲烷和氯气完全取代需要2 mol氯气
C．C6H14的同分异构体有4种
D．正戊烷和异戊烷属于同系物
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A. 若甲烷是平面正方形的平面结构，甲烷的二氯代物结构有两种，甲烷的二氯代物只有一种可以证明甲烷不是平面正方形，而是正四面体结构，A项正确；
B. 1molCH4含有4molH，全部被取代需要4molCl2，B项错误；
C. 有5种，分别是①已烷，②2-甲基戊烷，③3-甲基戊烷，④2，2-二甲基丁烷，⑤2，3-二甲基丁烷，C项错误；
D. 正戊烷与异戊烷是同分异构体，D项错误；
答案选A。

2．公元前一世纪，我国已使用天然气井。

现在“西气东输”工程早已全面竣工。

天然气的主要成分为甲烷。

下列关于甲烷的叙述中，错误的是（）
A．通常情况下，甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂都不反应
B．甲烷的化学性质比较稳定，点燃前不必验纯
C．甲烷与氯气反应，无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，都属于取代反应
D．甲烷的四种有机氯代产物都难溶于水
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A．通常情况下，甲烷性质稳定，与强酸、强碱、强氧化剂都不反应，故A正确；
B．可燃性气体在加热或点燃前都要验纯，以防爆炸事故的发生，甲烷能够燃烧，点燃甲烷前必须进行验纯，故B错误；
C．甲烷和氯气在光照条件下，发生取代反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，故C正确；
D．CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4都是氯代烃，都难溶于水，故D正确；
故答案为B。

3．环与环之间共用一个碳原子的多环烷烃称为螺环烷烃，共用的碳原子称为螺原子。

现有两种螺环烷烃X、Y的结构简式如下图所示，下列说法正确的是
A．X和Y互为同分异构体
B．Y中所有的碳原子可以共面
C．X可以与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应
D．螺[5，5]十一烷的一氯代物有三种(不考虑立体异构)
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A．X含10个C、Y含8个C，分子式不同，二者不是同分异构体，故A错误；
B．Y中3号C连接的4个碳原子形成四面体结构，所有碳原子不可能共面，故B错误；C．X只有单键，不能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应，故C错误；
D．根据X、Y的命名规律可知螺[5.5]十一烷应为，含3种H，一氯代物有三
种，故D正确；
故选：D。

4．已知下表均为烷烃分子的化学式，且它们的一氯取代物只有一种
123456…
CH4C2H6C5H12C8H18C17H36……
则第6项烷烃分子的化学式
A．C16H34B．C22H46C．C26H54D．C27H56
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
从烷烃的分子式分析，第三个是将甲烷中的氢原子全换成甲基得到的，第四个是将乙烷中的氢都换成甲基得到的，第五个是将第三个戊烷中的氢都换成甲基，所以第六个是将辛烷中的氢都换成甲基；
答案选C。

5．下列烷烃中可能存在同分异构体的是
A．甲烷B．乙烷C．丙烷D．丁烷
【解析】
【分析】
【详解】
A．甲烷只有一种结构，无同分异构体，选项A不符合；
B．乙烷只有一种结构，无同分异构体，选项B不符合；
C．丙烷只有一种结构，无同分异构体，选项C不符合；
D．丁烷有正丁烷和异丁烷两种结构，存在同分异构体，选项D符合；
答案选D。

6．下列说法正确的是（）
A．分子式C7H16的烃分子中有4个甲基的同分异构体有4种（不考虑立体异构）
B．名称为2-甲基-3-丁烯
C．化合物与均属于苯的同系物
D．苯和溴水在三溴化铁做催化剂的条件下发生取代反应
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A．分子式C7H16的烃分子中有4个甲基的同分异构体有4种，它们是(CH3)3CCH2CH2CH3、CH3CH2C(CH3)2CH2CH3、(CH3)2CHCH(CH3)CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH(CH3)2，A正确；
B．名称为3-甲基-1-丁烯，B不正确；
C．化合物含有碳碳双键，与苯结构不相似，不属于苯的同系物，C不
正确；
D．苯和溴水不能发生取代反应，D不正确；
故选A。

7．下列说法中正确的一组是（）
A．正丁烷和异丁烷是同系物
B．CH3CH2CH2CH(C2H5)CH3和 C2H5CH(CH3)CH2CH2CH3是同一种物质
C．H2和D2互为同位素
D．和互为同分异构体
【答案】B
【分析】
【详解】
A、正丁烷和异丁烷互为同分异构体，故错误；
B、按照有机物的命名，名称均为3-甲基己烷，属于同一种物质，故正确；
C、同位素研究的范围是原子，故错误；
D、甲烷空间构型为正四面体，它们属于同一种物质，故错误；
故选B。

8．下列现象中，是因为发生加成反应而产生的现象是（）
A．乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色
B．将苯滴入溴水中，振荡后水层接近无色
C．乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色
D．甲烷与氯气混合，光照一段时间后黄绿色消失
【答案】C
【解析】
【详解】
A选项，乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色，是由于发生氧化反应而褪色，故A错误；
B选项，将苯滴入溴水中，振荡后水层接近无色，是由于发生了萃取而褪色，故B错误；C选项，乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色是由于两者发生加成反应生成1，2-二溴乙烷而褪色，故C正确；
D选项，甲烷与氯气混合，光照一段时间后黄绿色消失，两者发生取代反应而颜色消失，故D错误；
综上所述，答案为C。

【点睛】
乙烯的性质：
乙烯氧化反应有：与氧气燃烧，与酸性高锰酸钾溶液反应
乙烯加成反应主要有：与氢气加成，与溴的四氯化碳溶液发生加成，与HCl发生加成反应，与水发生加成反应；
乙烯发生加聚反应：生成聚乙烯
分清乙烯使溶液褪色不一定是加成反应，乙烯与酸性高锰酸钾为氧化反应，而乙烯与溴的四氯化碳溶液反应是加成反应。

9．中成药连花清瘟胶囊在对抗 H1N1病毒中发挥重大作用，其有效成分绿原酸的结构简式如图，下列有关说法错误的是（）
A．绿原酸属于芳香族化合物
B．分子式 C16H18O9
C．1mol 绿原酸与 Na 反应放出 H2的体积 134.4L
D．1mol 绿原酸可以与 7molH2发生加成反应
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据绿原酸的结构简式可知，该分子中含有苯环，属于芳香族化合物，A选项正确；B．由绿原酸的结构简式可以计算分子式为C16H18O9，B选项正确；
C．未指明标准状况，不能准确计算生成H2的体积，C选项错误；
D．苯环与碳碳双键可与氢气发生加成反应，1 mol绿原酸发生加成反应最多可消耗4mol 氢气，D选项错误；
答案选CD。

【点睛】
本题考查有机物的结构、分子式和结构简式的关系，有机物的性质和对官能团的认识，注意把握有机物的官能团与性质的关系，有机物的官能团代表该类有机物的主要性质，掌握官能团的结构与性质是学好化学的基础，解答时注意知识的迁移灵活应用。

10．有机物A的结构简式为: 。

它可通过不同化学反应分别制得B、C和D三种物质。

(1)B中的含氧官能团名称是_________ 、________。

(2)A→B的反应类型是___________；A～D中互为同分异构体的是_________。

(3)由A生成C的化学方程式是__________________________。

(4)C在一定条件下发生加聚反应的化学方程式是__________。

【答案】醛基 羧基 氧化反应 CD
−−−→V
浓硫酸+
H 2O n
−−−−→
一定条件
【解析】 【分析】 【详解】
(1)由B 的结构简式可知，含有-COOH 、-CHO ，名称分别为羧基、醛基；
(2)A 到B 为羟基的催化氧化，反应类型为氧化反应；分子式相同结构不同的有机物互称同分异构体，根据结构简式知，CD 互为同分异构体； (3)A 到C 为羟基的消去反应，反应方程式为
−−−→V
浓硫酸+H 2O ；
(4)C 中含有碳碳双键，可以发生加聚反应，方程式为：n
−−−−→
一定条件。

11．某烃在标准状况下的密度为3.215 g/L ，现取3.6 g 该烃完全燃烧，将全部产物依次通入足量的浓硫酸和碱石灰，浓硫酸增重5.4 g ，碱石灰增重11 g ，求： （1）该烃分子的摩尔质量为________。

（2）确定该烃的分子式为___________。

（3）已知该烃的一氯代物只有一种，写出该烃的结构简式_________。

【答案】72 g·mol －1 C 5H 12
【解析】 【分析】 【详解】
（1）烃的摩尔质量为3.215g/L×22.4L/mol=72g/mol ； （2）生成水的物质的量为n （H 2O ）=
5.4g
18g /mol
=0.3mol ，所以n （H ）=2n （H 2O ）
=0.3mol×2=0.6mol ，生成CO 2的物质的量为n （CO 2）=
11g
44g /mol
=0.25mol ，所以n （C ）=n
（CO 2）=0.25mol,烃中C 原子、H 原子的个数比为0.25mol ：0.6mol=5：12，实验式为C 5H 12，实验式中C 原子与H 原子的关系满足烷烃关系，实验式即是分子式，所以该烃的分
子式为C5H12；
（3）分子中只有一种H原子，C5H12是烷烃，所以H原子一定位于甲基上，所以甲基数目
为12
3
=4，剩余的1个C原子通过单键连接4个甲基，结构简式为。

12．15克有机物A完全燃烧只生成22克CO2和9克H2O。

试求：
（1）该有机物的最简式___。

（2）符合该最简式的A物质有多种，则它们之间的关系___（填序号）
A．一定互为同系物
B．一定互为同分异构体
C．等质量的它们完全燃烧耗氧量相同
D．等物质的量的它们完全燃烧耗氧量相同
（3）若A的相对质量为90，且两分子A能反应形成六元环状酯，则A的结构简式为___。

【答案】CH2O C CH3CH(OH)COOH
【解析】
【分析】
(1)根据质量守恒可知，生成的22g 二氧化碳中C元素质量即为化合物中所含C元素质量、生成的9g水中H元素质量即为化合物中所含H元素质量，A的质量与C、H两种元素质量和的差为氧元素的质量，然后求出各自的物质的量，由碳、氢、氧元素的物质的量之比可推测实验式(最简式)；
(2)A．结构相似，分子组成上相差1个或者若干个原子团的化合物互称为同系物；
B．有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体；
C．最简式相同，质量相等，所含C、H、O质量相同，完全燃烧耗氧量相同；
D．最简式相同，分子式不一定相同，等物质的量，完全燃烧耗氧量不一定相同；
(3)若A的相对质量为90，结合最简式写出其分子式，再结合两分子A能反应形成六元环状酯，满足条件的A的结构简式。

【详解】
(1)根据质量守恒定律得：15g A化合物中所含C元素质量为：22g×12
44
=6g，所含H元素质
量为：9g×
2
18
=1g，所含O元素质量为：15g-6g-1g=8g，
n(C):n(H):n(O)=
6g
12g/mol
:
1
1g/mol
g
:
8g
16g/mol
=1:2:1，所以化合物的实验式(最简式)是
CH2O；
(2)A．最简式相同，不一定是同系物，如甲醛与乙酸，故A错误；
B．最简式相同，不一定是同分异构体，如甲醛与乙酸，故B错误；
C．最简式相同，质量相等，所含C、H、O质量相同，则完全燃烧耗氧量相同，故C正确；
D．最简式相同，分子式不一定相同，则等物质的量，完全燃烧耗氧量不一定相同，如
1mol 的甲醛与1mol 的乙酸，完全燃烧消耗氧气不等，故D 错误； 故答案为C ；
(3)若A 的相对质量为90，最简式CH 2O 的式量为30，则A 的分子式为C 3H 6O 3，两分子A 能反应形成六元环状酯，说明A 中含有羧基和醇羟基，则满足条件的A 的结构简式为CH 3CH(OH)COOH 。

13．某化学学习小组欲探究己烷的性质，用己烷进行下列实验： 实验1：
实验2：将上述橙色溶液装入密封性好的无色试剂瓶中。

过一段时间，溶液颜色变浅，打开瓶盖瓶口出现白雾。

实验3：利用如图所示实验装置在一定条件分解己烷（生成丙烷和丙烯
32CH CH CH ），且丙烯能被酸性4KMnO 溶液氧化。

(1)实验1中用到的玻璃仪器主要有______________________________________（填名称）。

(2)由实验1可知，己烷的物理性质有____________________________________。

(3)实验2中的橙色溶液逐渐变浅的原因是__________________（填序号）。

A .己烷与溴发生了取代反应 B .溴代己烷为无色物质 C .液溴向外挥发浓度降低 D .己烷与液溴发生了加成反应
E .液溴与己烷分层，密度大的液溴在下层
(4)实验3中装置Ⅱ的作用是______________________________________。

(5)试管C 中的现象是______________________________________。

(6)试写出装置Ⅰ中发生的生成丙烷和丙烯的化学方程式：______________________________________。

【答案】烧杯、分液漏斗（有无玻璃棒均正确） 己烷的密度比水小，难溶于水，可溶解
溴 AB 冷凝己烷分解产生的气体 酸性高锰酸钾溶液的紫色褪去
()323323324CH CH CH CH CH CH CH CH CH −−−−→+=一定条件下
【解析】 【分析】 【详解】
(1)实验①的主要操作是分液，需要的玻璃仪器主要是烧杯和分液漏斗，故答案为：烧杯、分液漏斗；
(2)溴水和己烷混合后，下层几乎是无色的，且分液后得到橙色溶液，这说明己烷比水轻，难溶于水，可溶解溴，故答案为：己烷比水轻，难熔于水，可溶解溴；
(3)由于打开瓶盖瓶口出现白雾，这说明有溴化氢生成。

由于己烷是烷烃，能和溴发生取代反应生成溴代烷和溴化氢，因此正确的答案选AB ，故答案为：AB ；
(4)实验3的装置Ⅱ中有冰水浴，所以该装置的作用是冷凝己烷分解产生的气体，故答案为：冷凝己烷分解产生的气体；
(5)己烷裂化有气态的烯烃生成，烯烃含有碳碳双键，能被酸性高锰酸钾溶液氧化，因此看到试管C 中酸性高锰酸钾的紫色褪去，故答案为：酸性高锰酸钾的紫色褪去； (6)在一定条件下，己烷裂化生成丙烷和丙烯，反应的化学方程式是CH 3(CH 2)4CH 3
CH 3CH 2CH 3﹢CH 3CH =CH 2，故答案为：CH 3(CH 2)4CH 3
CH 3CH 2CH 3﹢
CH 3CH =CH 2。

14．根据下图所示的实验，回答问题：
(1)装置A 中的实验现象是____________________装置B 中的实验现象是____ (2)根据上述实验，你能得出的结论是________________________________ (3)写出上述实验A 中反应的化学方程式：
____________________________________________________； ____________________________________________________； ___________________________________________________； ______________________________________________________。

(4)上述反应的反应类型是________________________
【答案】装置A 中：①试管内气体颜色逐渐变浅②试管内壁有油状液滴出现③试管中有少量白雾④试管内液面上升⑤水槽中有固体析出 装置B 中无明显现象 甲烷与氯气在光照时才能发生化学反应 CH 4＋Cl 2CH 3Cl ＋HCl CH 3Cl ＋Cl 2CH 2Cl 2＋HCl CH 2Cl 2＋
Cl 2
CHCl 3＋HCl CHCl 3＋Cl 2
CCl 4＋HCl 取代反应
【解析】 【分析】
(1)根据甲烷与氯气的反应实验条件和产物性质，分析判断实验现象；
(2)根据甲烷与氯气在不同条件下的实验现象推断结论； (3)利用甲烷取代反应特点书写反应方程式； (4)根据上述反应的特点判断反应类型； 【详解】
(1)装置A 中是甲烷与氯气在光照的条件下发生取代反应，所以装置A 中的实验现象为①试管内气体颜色逐渐变浅，因为氯气被反应掉了②试管内壁有油状液滴出现，因为有四氯化碳的产生③试管中有少量白雾；产生的氯化氢与水面上的小水滴结合④试管内液面上升，试管内的产生的氯化氢会溶解在水中试管中的气压减小⑤水槽中有固体析出，因为产生的HCl 溶于水使氯离子的浓度升高所以会有氯化钠晶体析出；装置B 中的试管用黑色纸套套住无法进行反应，所以实验现象为装置B 中无明显现象；
(2)根据上述实验现象，可以得出结论甲烷与氯气在光照时才能发生化学反应；
(3)上述实验A 中反应的化学方程式：CH 4＋Cl 2−−→光CH 3Cl ＋HCl 、CH 3Cl ＋Cl 2−−→光
CH 2Cl 2＋HCl 、CH 2Cl 2＋Cl 2−−→光CHCl 3＋HCl 、 CHCl 3＋Cl 2−−→光CCl 4＋HCl ；
(4)上述反应的反应类型是取代反应；
15．己知化合物X 是离子化合物，其离子具有相同的电子层结构。

X 遇水剧烈反应，产生的气体甲是天然气的主要成分。

（1）气体甲的电子式________________；写出反应①的化学方程式：________________________；
（2）向溶液乙中通入过量CO 2的离子方程式：________________________________； （3）利用以上原理，某同学为了探究气体甲的还原性并检验产物设计如图1的实验：
Ⅰ、请从图2装置中选择适合作为图1中A部分的装置，适合的是________（填装置序号）；
Ⅱ、正确选择发生装置后，连接装置进行实验。

一段时间后，出现以下实验现象：
C硬质玻璃管里黑色粉末变成红色；
D干燥管里白色粉末变成蓝色；
E装置中澄清石灰水变浑浊；尾气燃烧产生蓝色火焰。

①图1中D干燥管里的试剂可能是________，其作用是________________。

②若C中红色固体是一种单质，氧化产物是平均相对分子质量为36的混合气体，写出硬质玻璃管中发生反应的化学方程式：________________________________；
Ⅲ、实验完毕后，要先后熄灭C和F处的酒精灯，应后熄灭的是________处酒精灯，理由是________________。

【答案】 Al4C3+12H2O=4Al(OH)3+3CH4 AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-Ⅰ
无水硫酸铜检验甲烷与氧化铜反应的产物是否含有水 2CH4+7CuO
7Cu+CO+CO2+4H2O C 停止加热C玻璃管后，继续通入甲烷至玻璃管冷却，避免炽热铜粉被氧化，且尾气是可燃气体，可能含有有毒的CO，要用燃烧法除去
【解析】
【分析】
(1)气体甲是天然气的主要成分，则甲为CH4，X是离子化合物，其离子具有相同的电子层结构，且X与水反应得到甲烷与沉淀，沉淀能被氢氧化钠溶液溶解，金属应为Al，应是金属碳化物与水反应，可推知X为Al4C3，反应得到的沉淀为氢氧化铝；
(2)生成沉淀为Al(OH)3，可与氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2，二氧化碳过量，反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢根离子；
(3)Ⅰ．根据制取气体的反应特点选择发生装置；
Ⅱ．①根据一段时间后，C硬质玻璃管里黑色粉末变成红色，说明得到红色固体单质乙为Cu，干燥管D中白色粉末变成蓝色等现象，可知干燥管D中的试剂可能是无水硫酸铜，其作用是检验甲烷与氧化铜反应的产物是否含有水；
②甲烷与氧化铜反应的氧化产物是平均相对分子质量为36的混合气体，则为一氧化碳和二
氧化碳的混合物，据质量守恒书写方程式；
Ⅲ．实验完毕后，应后熄灭的是 C处酒精灯，理由是停止加热C玻璃管后，继续通入甲烷至玻璃管冷却，避免炽热铜粉被氧化；尾气是可燃气体，可能含有有毒的CO，要用燃烧法除去。

【详解】
(1)气体甲为CH4，为共价化合物，电子式为，反应①为碳化铝的水解反应，化学
方程式为Al4C3+12H2O=4Al(OH)3+3CH4；
(2)向NaAlO2溶液中通入过量CO2，反应生成碳酸氢钠和氢氧化铝沉淀，正确的离子方程式为：AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-；
(3)Ⅰ．根据碳化铝与水在常温下剧烈反应，生成大量气体，故利用碳化铝制取气体，图2中适合作为气体发生装置的是Ⅰ，因为装置Ⅰ适合于固体和液体在常温下制取气体，而且能够很好的控制反应的进行和开始，并能够控制反应速率，故答案为：Ⅰ；
Ⅱ．①根据一段时间后，干燥管D中白色粉末变成蓝色等现象，可知干燥管D中的试剂可能是无水硫酸铜，其作用是检验甲烷与氧化铜反应的产物是否含有水；
②甲烷与氧化铜反应的氧化产物是平均相对分子质量为36的混合气体，则为一氧化碳和二氧化碳的混合物，反应为：2CH4+7CuO 7Cu+CO+CO2+4H2O；
Ⅲ．实验完毕后，应后熄灭的是 C处酒精灯，理由是停止加热C玻璃管后，继续通入甲烷至玻璃管冷却，避免炽热铜粉被氧化；尾气是可燃气体，可能含有有毒的CO，要用燃烧法除去。