2024年高考化學必修第二冊人教 第09周 認識有機化合物（解析版）

第09周認識有機化合物時間：45分鐘滿分：100分第Ⅰ卷（選擇題）一、選擇題：本題共15個小題，每小題只有一個正確選項，共45分。1.下列關于甲烷的說法正確的是（）。A．實驗室可用向上排空氣法收集甲烷 B．甲烷點燃之前需要驗純C．甲烷可以與溴水發(fā)生取代反應 D．甲烷在空氣中燃燒只可能生成CO2和H2O【答案】B【解析】甲烷的密度小于空氣的密度，實驗室可用向下排空氣法收集甲烷，A錯誤；甲烷是可燃性氣體，甲烷點燃之前需要驗純，防止發(fā)生爆炸，B正確；甲烷與溴水不反應，C錯誤；甲烷在空氣中如果燃燒不完全，可能生成CO和H2O，D錯誤。2.下列有關烷烴的說法中，不正確的是（）。A．在烷烴的分子中，所有的化學鍵均為單鍵B．烷烴的結構簡式都可以寫成CnH2n+2的形式C．隨分子中碳原子數的增多，烷烴的沸點逐漸升高D．甲烷是含氫量最大的烷烴【答案】B【解析】烷烴分子為飽和烴，所有的化學鍵均為單鍵，A正確；環(huán)烷烴的結構簡式不能用CnH2n+2的形式表示，B錯誤；烷烴的沸點隨碳原子數增多而升高，C正確；對于直鏈飽和烴，碳原子數為n，氫原子數為2n+2，則氫含量為2n+212n=n+16n，n越大氫含量越小，所以甲烷含氫量最高，D3.甲烷的取代產物中產量最多的是（）。CCl4 B．CH3Cl C．CH2Cl2 D．HCl【答案】D【解析】甲烷與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷和氯化氫氣體，且每一步取代反應中都產生氯化氫氣體，所以產量最多的是氯化氫氣體，故選D。4.下列各組物質，互為同分異構體的是（）。A．O2和O3B．CH3CH2CH2CH3和C．612CD．CH4和CH3CH3【答案】B【解析】同分異構體是指分子式相同，但結構不同的化合物。O2和O3是氧元素的不同單質，互稱為同素異形體，不是同分異構體，A錯誤；CH3CH2CH2CH3和是分子式相同結構不同的化合物，屬于同分異構體B正確；612C和614C是質子數相同，中子數不同的同一元素，互稱為同位素，不是同分異構體，C錯誤；CH4和CH3CH3結構相似，在分子組成上相差1個-CH25.下列關于CH4和的敘述中正確的是（）。A．互為同素異形體 B．均能用組成通式CnH2n+2來表示C．它們的物理性質和化學性質均相同 D．通常情況下它們都是氣態(tài)烷烴【答案】B【解析】CH4和分別是甲烷和異戊烷，均屬于烷烴，互為同系物，A錯誤；二者均是烷烴，均能用組成通式CnH2n+2來表示，B正確；二者互為同系物，它們的化學性質相似，物理性質不同，C錯誤；通常情況下甲烷是氣態(tài)烷烴，異戊烷不是氣態(tài)，D錯誤。6.下列敘述錯誤的是（）。A．同系物之間在化學性質上相似B．同系物不可能是同分異構體C．同系物之間的物理性質隨分子里碳原子數的遞增，呈規(guī)律性的變化D．分子組成相差一個或幾個CH2原子團的物質互稱為同系物【答案】D【解析】同系物的定義是結構相似、分子組成相差若干個CH2原子團的有機化合物?？筛鶕摱x判斷各個選項。同系物具有相同的官能團，化學性質相似，A正確；同系物的分子組成相差若干個“CH2”，即分子式不同，不可能是同分異構體，B正確；同系物之間的物理性質，如熔點、沸點等，會隨分子里碳原子數的遞增，呈規(guī)律性的變化，C正確；同系物除了要滿足分子組成相差一個或幾個CH2原子團的條件，還必須滿足結構相似的條件，如乙酸乙酯與丙酸僅差1個CH2，但二者具有不同的官能團，結構并不相似，不能互稱為同系物，D錯誤。7.下列化學用語表示正確的是（）。A．丙烷的結構式： B．四氯化碳的球棍模型：

C．環(huán)丁烷的空間填充模型： D．NH4Cl的電子式：【答案】A【解析】丙烷的結構簡式為CH3CH2CH3，其結構式為，A正確；碳原子的半徑小于氯原子的半徑，因此該模型不能表示四氯化碳的球棍模型，B錯誤；環(huán)丁烷的結構簡式為，該模型不能表示其空間填充模型，C錯誤；NH4Cl的電子式是，D錯誤；8.甲烷是結構最簡單的碳氫化合物。廣泛存在于天然氣、沼氣、煤礦坑井氣之中，是優(yōu)質氣體燃料，也是制造合成氣和許多化工產品的重要原料。通常情況下，甲烷比較穩(wěn)定，與高錳酸鉀等強氧化劑不反應，與強酸、強堿也不反應。但是在特定條件下，甲烷也會發(fā)生某些反應。液化石油氣中含有丙烷，且丙烷中碳原子成鍵特點與CH4中碳原子相似，故丙烷與甲烷的性質相似。下列有關丙烷的敘述中，正確的是（）。A．分子中碳原子在一條直線上 B．光照下能夠與Cl2發(fā)生化合反應C．丙烷與甲烷互為同系物 D．丙烷能使酸性KMnO4溶液褪色【答案】C【解析】烷烴中碳原子呈鋸齒形結構，故丙烷中碳原子不在同一條直線上，A錯誤；丙烷在光照下能夠與Cl2發(fā)生取代反應，B錯誤；丙烷與甲烷結構相似，分子組成上相差2個CH2基團，互為同系物，C正確；丙烷為飽和烴，性質穩(wěn)定，不能被酸性高錳酸鉀氧化，D錯誤。9.實驗室利用如圖所示的裝置進行甲烷與氯氣的混合氣體在光照下反應的實驗(忽略氯氣在水中的溶解)，左側充入V(CH4)：V(Cl2)=1：4，光照下反應一段時間后，下列說法錯誤的是（）。

A．玻璃管起平衡氣壓作用，一段時間后，U形管右端的液面降低B．一段時間后U形管內溶液中c(Na+)：c(Cl-)=1：1C．若水中含有Na2SiO3，則在U形管左端會觀察到有白色膠狀沉淀生成D．若無甲烷剩余，且生成的四種有機取代物物質的量比值為1：2：3：4，則氯氣的轉化率為75%【答案】B【解析】經過幾個小時的反應后，消耗氯氣，反應中氣體的物質的量減少，所以壓強減小，且生成的HCl能夠溶解于水，U形管右端的玻璃管中水柱降低，A正確；生成的HCl能夠溶解于水，溶液中氯離子濃度增大，一段時間后，U形管內溶液中c(Na+)：c(Cl-)＜1：1，B錯誤；若水中含有Na2SiO3，生成的HCl能夠溶解于水，能與Na2SiO3反應，在U形管左端會觀察到有白色膠狀沉淀生成，C正確；V(CH4)：V(Cl2)=1：4，設甲烷為1mol,氯氣為4mol,光照條件下發(fā)生取代反應，生成的四種有機取代物的物質的量比值為1：2：3：4，由碳守恒得一氯甲烷的物質的量=1mol1+2+3+4=0.1mol，二氯甲烷的物質的量=1mol1+2+3+4×2=0.2mol，依次計算出三氯甲烷的物質的量=0.3mol，四氯甲烷的物質的量=0.4mol，每取代一個氫原子需要一個氯氣分子，所以所需氯氣的物質的量為0.10.2mol×2+0.3mol×3+0.4mol×4=3mol，氯氣轉化率=3mol4mol×100%=75%，D10.據報道，科研人員應用計算機模擬出結構類似C60的物質N60；4H是主要來源于宇宙射線的初級粒子，人類在月球上發(fā)現(xiàn)了儲量豐富的3H。下列說法正確的是（）。A．N60與C60互為同素異形體 B．3H2與4H2互為同位素C．C2H4和C3H6可能互為同系物 D．3H2O與4H2O互為同分異構體【答案】C【解析】N60與C60是由不同元素組成的單質，不是同素異形體，A錯誤；

3H與4H是質子數相同、中子數不同的原子，互為同位素，但是3H2與4H2為單質，B錯誤；C2H4為烯烴，C3H6可能為烯烴或環(huán)烷烴，若均為單烯烴，二者為同系物，C正確；3H2O與4H2O是氫元素的不同核素和氧原子構成的水分子，不是同分異構體，D錯誤。11.實驗室中將盛有甲烷與氯氣的混合氣體的量筒倒立在盛有飽和食鹽水的水槽中，光照使其發(fā)生反應，下列說法錯誤的是（）。A．通過量筒內壁上出現(xiàn)的油狀液滴可以說明生成四種有機產物B．氯化氫極易溶于水，導致量筒中液面上升C．飽和食鹽水能夠抑制氯氣的溶解D．量筒中氣體顏色逐漸變淺【答案】A【解析】僅通過“量筒內壁上出現(xiàn)的油狀液滴”這一實驗現(xiàn)象并不能說明生成了四種有機產物，氯氣與甲烷發(fā)生取代反應，生成的四種有機產物中CH3Cl（常溫下為氣體，溶于有機溶劑）、CH2Cl2、CHCl3、CCl4為油狀液體，A錯誤；氯氣與甲烷反應生成HCl，而HCl極易溶于水，導致量筒內氣體減少，壓強減小，量筒內液面上升，B正確；氯氣溶于水后，部分與水反應：Cl2+H2O?H++Cl－+HClO，飽和食鹽水中Cl－濃度較大，可以抑制Cl2的溶解，C正確；氯氣是黃綠色氣體，當氯氣被消耗，量筒內氣體顏色逐漸變淺，D正確。12.兩種氣態(tài)烴組成的混合氣體,完全燃燒后所得到CO2和H2O的物質的量隨混合烴總物質的量的變化如圖所示，下列對混合烴的判斷正確的是（）。①一定有乙烯②一定有甲烷③可能有乙炔(C2H2)④一定沒有乙烷A．①②B．①④ C．②③ D．②④【答案】D【解析】1mol該烴的混合物燃燒生成1.6molCO2和2molH2O，所以兩種氣態(tài)烴的平均組成為C1.6H4，則兩種烴中其中一種所含碳原子數小于1.6，另一種大于1.6；烴類物質中碳原子數小于1.6的只有甲烷，則混合氣體一定含有CH4，而氫原子平均數為4，所以另一種烴所含氫原子個數一定也為4，則可能是C2H4或C3H4；綜上所述只有②④正確，故選D。13.將0.1mol兩種氣體烴組成的混合氣完全燃燒后得3.36L(標況)CO2和3.6g水，對于組成判斷正確的是（）。A．一定有甲烷 B．一定有乙烯 C．一定沒有甲烷 D．一定有乙烷

【答案】A【解析】CO2和水的物質的量分別是0.1mol和0.2mol，則根據原子守恒可知，混合氣的平均化學式是C1.5H4。碳原子數小于1.5的只有甲烷，所以混合物中一定含有甲烷。而甲烷分子中也含有4個氫原子，因此另外一種有機物中氫原子的個數也是4個，而碳原子數則大于1個，所以一定有甲烷，不一定含有乙烯，一定沒有乙烷，故選A。14.下列關于烷烴的說法不正確的是（）。A．符合分子通式CnH2n+2的烴都是烷烴，分子中均只含單鍵B．CH4的二氯代物只有一種結構C．等質量的烷烴完全燃燒，生成CO2的量隨著碳的質量分數的增大而變大D．烷烴分子中，相鄰的三個碳原子可能在同一條直線上【答案】D【解析】只有烷烴的通式為CnH2n+2，則符合通式CnH2n+2的烴一定都是烷烴，分子中均只含單鍵，A正確；CH4為正四面體結構，正四面體的二元取代物不存在同分異構體，所以CH4的二氯代物只有一種，B正確；烷烴的通式為CnH2n+2，含碳量越高，完全燃燒生成的二氧化碳越多，因此等質量的烷烴完全燃燒，生成CO2的量隨著分子中碳的質量分數的增大而變大，C正確；烷烴分子結構中碳原子形成四個單鍵，每個碳原子形成的都是四面體結構，相鄰的三個碳原子成V型，不可能在同一條直線上，D錯誤。15.由CH4和Cl2組成的混合氣體在光照下生成四種氯代物，其沸點如表所示，利用如圖所示裝置對四種氯代物進行分離，下列敘述錯誤的是（）。氯代物CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4沸點/℃-24.239.861.276A．毛細玻璃管有平衡氣壓兼攪拌的作用B．可用熱水浴加熱，便于控制溫度且受熱均勻C．分離氯仿控制溫度范圍：D．蒸餾燒瓶中最后留下的液體是四氯化碳【答案】C【解析】由實驗裝置圖可知，毛細玻璃管進入少量空氣，在液體中形成汽化中心，起平衡氣壓防暴沸作用，同時兼有攪拌作用，A正確；根據表格數據可知，實驗時應用熱水浴加熱對四種氯代物進行分離，目的是便于控制溫度且受熱均勻，B正確；氯仿是三氯甲烷的俗名，由表格數據可知，分離時應控制溫度61.2℃≤T≤76℃，由表格數據可知，四氯化碳的沸點最高，則蒸餾燒瓶中最后留下的液體是四氯化碳，D正確。第Ⅱ卷（非選擇題）二、非選擇題：包括第16題~第19題4個大題，共55分。16.（1）根據下列各組物質，回答問題（填字母）。A．O2與O3B．12C與13CC．正丁烷和異丁烷

D．和E.甲烷和庚烷

F.D與T

G.金剛石與“足球烯”C60H.16O、17O和18O①互為同位素的是。②互為同素異形體的是。③屬于同系物的是。④互為同分異構體的是。⑤屬于同一物質的是。寫出甲烷的化學式：；甲烷在空氣中完全燃燒的化學方程式是。【答案】（1）①BFH②AG③E④C⑤D（2）CH4CH4+2O2CO2+2H2O【解析】（1）O2與O3是同一元素組成的不同單質，則A互為同素異形體；12C與13C是碳原子的不同核素，則B互為同位素；正丁烷和異丁烷的分子式相同，結構不同，則C互為同分異構體；分子式均為CH2Cl2，結構相同，D是同一物質；E均是烷烴，二者相差6個—CH2，E互為同系物；F是氫的不同核素，故F互為同位素；G是由碳元素組成的不同單質，故G互為同素異形體；H是氧的不同核素，故H互為同位素，據此作答。①互為同位素的是BFH；②互為同素異形體的是AG；③屬于同系物的是E；④互為同分異構體的是C；⑤屬于同一物質的是D。（2）甲烷的化學式是CH4，甲烷在空氣中充分燃燒生成二氧化碳和水，其反應的化學方程式是CH4+2O2CO2+2H2O17.“百度”獲得如下信息：信息1：普通打火機常用的燃料成分如C4H10、C3H8。信息2：乙醇(CH3CH2OH)易溶于水、CCl4、CH3COOCH3等，可用作溶劑、消毒劑等。信息3：二氯甲烷(CH2Cl2)不溶于水，易溶于CHCl3、CH3OCH3和CH3CH2OCH2CH3等，是不可燃低沸點溶劑。信息4：石墨可以在高溫、高壓下形成人造金剛石。根據信息中帶下劃線的物質，回答下列問題：（1）與C4H10互為同系物的是(填化學式)。從上述物質再找出一對同系物，它們分別是和(填結構簡式)。（2）與CH3CH2OH互為同分異構體的是(填結構簡式)。（3）石墨和金剛石互為。（4）寫出分子式為C4H10所有同分異構體的結構簡式：?！敬鸢浮浚?）C3H8CH3OCH3CH3CH2OCH2CH3（2）CH3OCH3（3）同素異形體（4）CH3CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)2【解析】(1)同系物是結構相似，組成上相差若干個CH2原子團的一系列物質，由定義可知與C4H10互為同系物的是C3H8，CH3OCH3和CH3CH2OCH2CH3互為同系物。（2）同分異構體是指分子式相同，結構不同的化合物的互稱，由此可知與CH3CH2OH互為同分異構體的是CH3OCH3。（3）石墨和金剛石為結構不同的碳單質，兩者互為同素異形體。(4)分子式為C4H10的烷烴結構有正丁烷(CH3CH2CH2CH3)和異丁烷(CH3CH(CH3)2)。18.下列各圖均能表示甲烷的分子結構，按要求回答下列問題。（1）甲烷的球棍模型是（填字母。下同），甲烷的電子式是。（2）寫出甲烷與氯氣反應的化學方程式：(只寫第一步)，該反應的反應類型是。（3）甲烷與丙烷互為(填字母)。a．同位素

b．同素異形體

c．同系物

d．同分異構體（4）相對分子質量為72的烷烴的分子式是。（5）甲烷的分子形狀為?！敬鸢浮浚?）CB（2）CH4+Cl2CH3Cl+HCl取代反應（3）c（4）C5H12（5）正四面體【解析】（1）A為甲烷的結構式，B為甲烷的電子式，C為甲烷的球棍模型，D為甲烷的空間填充模型。（2）甲烷和氯氣發(fā)生取代反應，其第一步反應的化學方程式為CH4+Cl2CH3Cl+HCl。（3）同位素研究的范圍是原子，甲烷和丙烷為化合物，甲烷和丙烷不屬于同位素研究的范圍，A不符合題意；同素異形體研究的范圍是單質，甲烷和丙烷為化合物，甲烷和丙烷不屬于同素異形體研究的范圍，B不符合題意；同系物研究的范圍是化合物，甲烷的結構簡式為CH4，丙烷的結構簡式為CH3CH2CH3，它們結構相似，組成相差2個“CH2”，它們互為同系物，C符合題意；甲烷的分子式為CH4，丙烷的分子式為C3H8，分子式不同，它們不互為同分異構體，D不符合題意。（4）烷烴的通式為CnH2n＋2，相對分子質量為72，12n+2n+2=72，則n=5，該烷烴分子式為C5H12。（5）甲烷的空間構型為正四面體形。19．I.A

.11H和12H

B.

甲烷和己烷

D.和

E．和（1）其中，①屬于同分異構體的是（填字母，下同）；②屬于同位素的是；③屬于同一種物質的是；④屬于同系物的是。II.現(xiàn)有A、B、C三種烴，其球棍模型如圖：（2）等質量的以上物質完全燃燒時耗去O2的量最多的是(填字母)。（3）將1molA和適量的Cl2混合后光照，充分反應后生成的CH3Cl、CH2