鲁科版高中化学必修第二册课后习题 第3章 认识有机化合物的一般性质 碳原子的成键特点

第3章分层作业13 认识有机化合物的一般性质碳原子的成
键特点
A级必备知识基础练
1.5月15日,我国首次火星探测任务“天问一号”探测器在火星着陆,在火星上首次留下中国印记,迈出了我国星际探测征程的重要一步。

“天问一号”利用正十一烷(分子式为C11H24)储存能量,下列关于正十一烷的说法不正确的是( )
A.正十一烷属于有机化合物
B.正十一烷属于烃的衍生物
C.正十一烷与甲烷互为同系物
D.正十一烷中的碳原子均形成4个共价单键
2.乙烷与氯气反应得到的有机产物最多有( )
A.10种
B.9种
C.8种
D.7种
3.不属于有机化合物特点的是( )
A.大多数有机化合物难溶于水,易溶于有机溶剂
B.有机化合物反应比较复杂,一般反应较慢
C.绝大多数有机化合物受热不易分解,而且不易燃烧
D.绝大多数有机化合物是非电解质
4.室温下,下列关于甲烷与Cl2的取代反应所得产物的说法正确的是( )
A.都是有机物
B.都不溶于水
C.有一种气态物质,其余均是液体
D.除一种物质外其余均是四面体结构
5.(浙江杭州师大附中高一期中)碳原子的不同结合方式使有机物种类繁多,下列碳原子的结合方式中错误的是( )
6.下列各项表达正确的是( )
A.氟原子的结构示意图:
B.CO 2的分子模型示意图:
l 4的电子式:Cl ··C
··
Cl ··Cl
··
Cl
D.CH 4的结构式:
7.下列说法正确的是( ) A.1H 、2H 、3H 互为同素异形体 B.O 2、O 3互为同位素
C.HClO 和H —O —Cl 为两种物质
D.CH 4和CH 3CH 3都属于烷烃
8.甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构,而不是正方形的平面结构,理由是( )
A.CH 3Cl 不存在同分异构体
B.CH 2Cl 2不存在同分异构体
C.CHCl 3不存在同分异构体
D.CH 4分子中的四个碳氢键相同
9.下面列举的是某化合物的组成和性质,能说明该物质肯定是有机物的是( )
A.仅由碳、氢两种元素组成
B.仅由碳、氢、氧三种元素组成
C.在氧气中燃烧只生成二氧化碳
D.熔点低而且难溶于水
10.(内蒙古巴彦淖尔高一统考期末)CH4和CO2在一定条件下能发生反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),该反应过程中能量变化趋势如图,下列说法正确的是( )
A.甲烷的分子结构模型为
B.该反应过程中有非极性键的断裂和生成
C.提高反应时的温度,可以实现CH4的完全转化
D.该反应为吸热反应
11.(山西长治高一统考期末)氟利昂-12是甲烷的氯氟代物,其分子式为CF2Cl2,下有关叙述正确的是( )
A.CF2Cl2中含有官能团
B.CF2Cl2属于烃类
C.CF2Cl2有两种同分异构体
D.CF2Cl2分子中所有原子可能共平面
12.如图所示,U形管的左端被饱和食盐水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为1∶4)的混合气体。

将该装置放在光亮的地方,使混合气体缓慢地反应一段时间。

下列说法不正确的是( )
A.一段时间后,可观察到U形管内壁出现油状液滴
B.此实验可制得纯净的一氯甲烷
C.此反应必须在有光照的条件下才能进行
D.反应一段时间后,U形管右端的液面会降低
13.(1)某气态烃A在标准状况下的体积为2.8 L,其质量为2 g,该烃中氢元素的质量分数为25%,则该烃的分子式为,电子式为,结构式为,其空间结构为。

(2)烷烃B中含有200个氢原子,则烃B的分子式为。

(3)烷烃C的分子中含有22个共价键,则烃C的分子式为。

(4)若把CH4分子放在一个立方体中,其中一个氢原子在立方体的顶点,如下图所示,试在该立方体中用画出另外三个氢原子的位置,并用短线与碳原子相连。

B级关键能力提升练
14.下列关于甲烷的说法不正确的是( )
A.甲烷的分子式是CH4,是氢元素质量分数含量最高的烃
B.甲烷中最多三个原子共面
l4可由CH4制得
D.1 mol甲烷和氯气光照充分反应,最多消耗2 mol氯气
15.如图中的大黑点代表原子序数为1~18的元素的原子实(原子实是原子除最外层电子后剩余的部分),小黑点代表未用于形成共价键的最外层电子,短线代表共价键。

下列各图表示的结构与化学式一定不相符的是( )
16.下列关于CH4和的叙述不正确的是( )
A.均能用组成通式C n H2n+2来表示
B.二者均为烷烃,在光照条件下均可与Cl2发生取代反应
C.分子中的碳原子可能共平面
D.二者都是饱和烃
17.下列叙述中正确的是( )
A.含5个碳原子的有机物,每个分子中最多可形成4个C—C键
B.正戊烷分子中所有原子均在一条直线上
C.碳碳间以单键结合,碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定符合通式C n H2n+2
D.分子式为C3H8与C6H14的两种有机物一定互为同系物
18.(全国2,9)实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。

光照下反应一段时间后,下列装置示意图中能正确反映实验现象的是( )
19.(山西晋中高一期中)为解决污染、变废为宝,我国科研人员研究在新型纳米催化剂Na-Fe3O4和HMCM-22的表面将CO2转化为烷烃,其过程如图,下列说法中正确的是( )
A.最终产物X、Y不属于同系物
B.反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有副产物H2O产生
C.产物X名称为异戊烷
D.产物X、Y为一种物质
20.(河南许昌高一统考期末)兴趣小组在实验室中模拟甲烷和氯气的取代反应,设计如图装置,下列说法不正确的是( )
A.实验中进入C装置的气体只有两种
B.装置B有均匀混合气体、控制气流速度、干燥混合气体等作用
C.反应进行一段时间后,装置C中有油状物质产生
D.一段时间后,D中会有白色晶体出现
21.分析下表中的排布规律,按此规律C8H18排布在表中应为( )
A.第24号
B.第25号
C.第26号
D.第27号
22.如图是部分烃的球棍模型(小球代表氢原子,大球代表碳原子),请回答下列问题:
(1)写出Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ五种烃分子的结构简
式: 、、、
、。

(2)Ⅰ分子呈形结构,两碳氢键之间的夹角
为。

(3)Ⅰ和Ⅱ在常温下(填“是”或“不是”)气态。

(4)根据Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分子的结构特点可知,有机物分子中碳原子之间不仅可以形成单键,还可以形
成。

C级学科素养创新练
23.利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。

某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程,其设计的模拟装置如下:
根据设计要求回答:
(1)A中发生反应的离子方程式
为。

(2)B装置有三种功能:①均匀混合气;②干燥混合气体;
③。

=x,若理论上欲获得最多的氯化氢,则x值应≥。

(3)设V(Cl2)
V(CH4)
(4)E装置的作用是。

(5)在C装置中,经过一段时间的强光照射,发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生,写出生成黑色小颗粒的化学方程
式: 。

(6)D装置中的石棉上放较多的KI粉末,其作用
为。

(7)E装置除生成盐酸外,还含有有机物,从E中分离出有机物的最佳方法为。

分层作业13 认识有机化合物的一般性质碳原子的成键特点
1.B
2.B
3.C
4.D
5.C 解析有机物中C与C单键、双键、三键及环状、链状等方式连接,
有机物中C原子形成四价结构,中C原子超出了四根键,该结构错误。

6.D
7.D
8.B
9.A 解析仅由碳、氢两种元素组成的物质是烃,属于有机物,故A正确;
碳酸仅由碳、氢、氧三种元素组成,但不属于有机物,故B错误;在氧气中燃烧只生成二氧化碳的物质可能是一氧化碳,一氧化碳属于无机物,故C
错误;熔点低而且难溶于水的物质,如一氧化碳,一氧化碳属于无机物,故
D错误。

10.D 解析甲烷分子的空间结构为正四面体形,分子结构模型为或
,故A错误;甲烷和二氧化碳都是含有极性键的共价化合物,所以反
应过程中没有非极性键的断裂,故B错误;该反应为可逆反应,可逆反应不可能完全反应,所以提高反应时的温度,不可能实现甲烷的完全转化,故C
错误;由图可知,该反应为反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应,故
D正确。

11.A 解析CF2Cl2中含有官能团:—Cl和—F,A正确;CF2Cl2中含C、Cl、F 元素,仅含C、H元素的有机化合物属于烃,故CF2Cl2不属于烃,B错误;CH4
为正四面体构型,CH 2Cl 2有一种同分异构体,故CF 2Cl 2也只有一种同分异构体,C 错误;CH 4为正四面体构型,故CF 2Cl 2为四面体构型,分子中所有原子不可能共平面,D 错误。

12.B 解析HCl 极易溶于水,而一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷均难溶于水,故有油状液体生成,A 正确;甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应,甲烷的取代反应是逐步取代,但是多步取代反应是同时进行的,不可能得到纯净的一氯甲烷,B 错误;甲烷的取代反应必须有光照的条件,否则不会发生,C 正确;经过几个小时的反应后,消耗氯气,反应中气体的物质的量减少,所以压强减小,且生成的HCl 能溶于水,U 形管右端的玻璃管中水柱降低,D 正确。

13.答案(1)CH 4 H ··
C
··
H
··H
··
H
正四面体形 (2)C 99H 200 (3)C 7H 16
(4)
解析(1)烃A 的物质的量为2.8L 22.4L ·mol -1
=0.125mol,A 物质的摩尔质量
M=
2g 0.125mol
=16g·mol -1;1mol 烃A 中含氢原子的物质的量为
n(H)=16g×25%
=4mol;1mol烃A中含碳原子的物质的量为
1g·mol-1
n(C)=16g×(1-25%)
=1mol,所以该烃的分子式为CH4。

12g·mol-1
(2)根据烷烃的通式C n H2n+2可得,2n+2=200,则n=99,烷烃B的分子式为
C99H200。

(3)在烷烃分子中,n个碳原子形成n-1个碳碳单键,(2n+2)个氢原子形成(2n+2)个碳氢键,因此共价键数为n-1+2n+2=22,n=7,则烷烃C的分子式为C7H16。

(4)甲烷分子为正四面体形结构,分子中四个C—H键长度相等,除已经画出的碳氢键,另外三个C—H键中的氢原子的位置应该在立方体的顶点。

在甲烷分子的正四面体中,任意三个氢原子可构成一个平面正三角形,因此
立方体中CH4的结构为:。

14.D
15.C 解析氨气分子中氮原子与氢原子形成三个共价键,还有一个孤电子对,故A正确;乙烯分子中碳原子与碳原子形成碳碳双键,是平面结构,故B 正确;四氯化碳分子中氯原子的最外层还有三个孤电子对未画出,正确的
图式为,故C错误;二氧化碳分子中碳原子分别与两个氧原子形成2个共价键,每个氧原子还有2个孤电子对,故D正确。

16.C 解析因二者均为烷烃,都符合通式C n H2n+2,都是饱和烃,都可与Cl2发生取代反应,A、B、D正确;根据甲烷的正四面体结构推断,分子中间碳原子连接3个碳原子和一个氢原子,呈四面体形结构,则四个碳原子不可能共平面,C错误。

17.D 解析碳原子可以形成碳链,无论带支链,还是不带支链,5个碳原子的有机物都含有4个C—C单键;碳原子可以形成碳环,可以带支链,也可以不带支链,5个碳原子的有机物都含有5个C—C单键,故A错误。

正戊烷分子中,甲基中的原子形成立体结构,正戊烷也是立体结构的有机物,所以正戊烷分子中所有原子在一条直线上是错误的,故B错误。

不仅饱和链烃中只含有C—C单键与C—H单键,环烷烃中也只含有C—C单键与C—H单键,故C错误。

满足通式为C n H2n+2的有机物是烷烃,互为同系物,所以分子式为C3H8与C6H14的两种有机物一定互为同系物,故D正确。

18.D
19.C 解析最终产物X、Y是结构相似的烷烃,其分子组成上相差1个CH2,互为同系物,A、D错误;据原子守恒推知,反应Ⅲ中没有水生成,B错误;产物X为(CH3)2CHCH2CH3,其名称为异戊烷,C正确。

20.A 解析实验中进入C装置的气体有甲烷、氯气、氯化氢3种,故A错误;装置B有均匀混合气体、控制气流速度、干燥混合气体等作用,故B
正确;甲烷和氯气发生取代反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢,产物中有难溶于水的液体,反应进行一段时间后,装置C 中有油状物质产生,故C正确;饱和食盐水吸收氯化氢,氯化钠溶解度降低,一段时间后,D中会有白色晶体氯化钠析出,故D正确。

21.C 解析根据表格中所给的项目可知,每四个为一个周期,每一个周期中四种物质的碳原子数均相同,且碳原子数均比周期数多1,由于C8H18的碳原子数为8,故为第七个周期中第2种物质,其所在的位置为4×6+2=26,故选C。

22.答案(1)CH2CH2CH≡CH
CH3—CH2—CH2—CH3
CH3—CH2—CH2—CH2—CH3
(2)正四面体109°28' (3)是(4)双键、三键
解析(1)Ⅰ为CH4,Ⅱ为CH2CH2,Ⅲ为CH≡CH,Ⅳ为CH3—CH2—CH2—CH3,Ⅴ为,Ⅵ为CH3—CH2—CH2—CH2—CH3。

(2)CH4分子为正四面体形结构,相邻化学键之间的夹角为109°28'。

(3)CH4和CH2CH2在常温下均为气体。

(4)由题给有机物的球棍模型可知,碳原子之间不仅可以形成单键,还可以形成双键、三键。

23.答案(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)控制气流速度(或调整混合气的比例) (3)4
(4)吸收氯化氢和防止倒吸(5)CH4+2Cl2C↓+4HCl(6)除去未反应的氯气(7)分液。