2024-2025学年新教材高中化学第七章有机化合物1-1有机化合物中碳原子的成键特点与烷烃的结构课后作业含解析新人教版必修2

PAGEPAGE8有机化合物中碳原子的成键特点与烷烃的结构一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题意。1．下列有关烷烃的叙述中，正确的是(C)①在烷烃分子中，全部的化学键都是单键②烷烃分子中的碳原子通过离子键与氢原子结合③分子通式为CnH2n＋2的烃不肯定是烷烃④甲烷分子中的5个原子不在同一平面上A．①③ B．②③C．①④ D．①②④解析：烷烃分子中无论是碳碳键还是碳氢键，都是单键，①说法正确；烷烃分子中的碳原子通过共价键与氢原子结合，②说法不正确；因分子通式CnH2n＋2中的氢原子已达完全饱和，因此符合通式CnH2n＋2的有机物肯定是烷烃，③说法不正确；甲烷分子为正四面体的空间结构，5个原子不在同一平面上，④说法正确。2.下列说法正确的是(D)A．凡是分子组成上相差一个或n个CH2原子团的物质，彼此肯定是同系物B．两种化合物组成元素相同，各元素养量分数也相同，则二者肯定是同分异构体C．相对分子质量相同的几种化合物，互称为同分异构体D．组成元素的质量分数相同，且相对分子质量也相同的不同化合物，互为同分异构体3.在1.013×105Pa下，测得的某些烷烃的沸点见下表。据表分析，下列选项正确的是(D)A.在标准状况时，新戊烷是气体B．在1.013×105Pa、20℃时，C5H12都是液体C．烷烃随碳原子数的增加，沸点降低D．C5H12随支链的增加，沸点降低解析：新戊烷的沸点是9.5℃，标准状况下是液体，20℃时是气体，则A、B均错误；烷烃随碳原子数的增加，沸点上升；C5H12的三种同分异构体中，随支链数增加，沸点渐渐降低。4．下列化学用语正确的是(D)解析：A项结构简式(CH3)2CHCH3只能表示异丁烷，错误；B项为丙烷分子的球棍模型，错误；C项为甲烷分子的比例模型，错误。5．下列表示的物质中，属于烷烃的是(C)A．①②③④ B．②④⑤⑥⑦C．②④⑤ D．④⑥⑧解析：凡是分子式符合CnH2n＋2的均为烷烃，②④⑤符合。6．对于丙烷和丁烷的下列有关说法正确的是(B)A．丙烷和丁烷互为同分异构体B．符合通式CnH2n＋2(n≥1)的物质均属于烷烃C．丁烷的一氯代物有5种D．丙烷没有同分异构体，丁烷有3种同分异构体解析：丙烷和丁烷互为同系物。丁烷的一氯代物有2种。丙烷没有同分异构体，丁烷有2种同分异构体。7．下列说法不正确的是(D)A．14C与16O是不同的核素但具有相同的中子数B．一氯丙烷(C3H7Cl)有两种结构C．同素异形体之间在肯定条件下能发生相互转化D．环丙烷()和丙烷(CH3CH2CH3)互为同系物解析：14C与16O属于不同的核素，前者的中子数为14－6＝8，后者的中子数为16－8＝8，它们具有相同的中子数，A正确；一氯丙烷有两种结构，分别为CH3CH2CH2Cl、CH3CHClCH3，B正确；在肯定条件下，同素异形体之间可以相互转化，如石墨转化成金刚石，金刚石转化成石墨，C正确；环丙烷分子中不含碳碳双键，碳原子以环的形式连接，丙烷(CH3CH2CH3)碳的连接方式为链状，因此二者不互为同系物，D错误。8．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(D)A．标准状况下，11.2L戊烷所含的分子数为0.5NAB．0.5molC3H8分子中含C—H共价键的个数为2NAC．11.2L二氯甲烷所含分子数为0.5NAD．30g乙烷分子中含有的共用电子对数为7NA解析：标准状况下，戊烷是液体，无法通过气体摩尔体积计算其物质的量，则无法求得其所含的分子数，A错误；0.5molC3H8分子中含C—H共价键的个数为0.5mol×8×NAmol－1＝4NA，B错误；未标明物质所处状况，无法通过气体摩尔体积计算气体的分子数，且二氯甲烷在常温常压下是液体，C错误；30g乙烷的物质的量为eq\f(30g,30g·mol－1)＝1mol,1个乙烷分子中共用电子对数目为7，故1mol乙烷分子中所含的共用电子对数为7NA，D正确。二、不定项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有一个或两个选项符合题意，全部选对得6分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9．下列各组内的物质不属于同系物的是(D)10．某直链烷烃分子里有m个氢原子，则含有的碳原子数为(C)A.eq\f(m,2) B．m－2C.eq\f(m,2)－1 D.eq\f(m,2)－2解析：依据烷烃通式CnH2n＋2,2n＋2＝m，n＝eq\f(m,2)－1。11．C5H12有3种不同结构，甲：CH3(CH2)3CH3，乙：CH3CH(CH3)CH2CH3，丙：C(CH3)4，下列相关叙述正确的是(CD)A．甲、乙、丙属于同系物B．C5H12表示一种纯净物C．甲、乙、丙中，丙的沸点最低D．丙中5个碳原子肯定不在同一平面上解析：甲、乙、丙的结构不同，分子式相同，互为同分异构体，A错误；C5H12有3种同分异构体，所以不能表示纯净物，B错误；同分异构体中，支链越多，沸点越低，丙分子中支链最多，所以沸点最低，C正确；丙分子中5个碳原子与甲烷的空间构型相像，肯定不在同一平面上，D正确。12．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)A．16、30、58、72B．16、28、40、52C．16、32、48、54D．16、30、42、56解析：由于同系物在组成上相差一个或若干个CH2原子团，因此在相对分子质量上相差14的整数倍，只有A项符合。三、非选择题：共52分。13.(10分)下图表示4个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子，小棍表示化学键，假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合。(1)图中属于烷烃的是A、C(填字母)。(2)在上图的有机化合物中，碳原子与碳原子之间不仅可以形成共价单键，还可以形成双键和三键；不仅可以形成碳链，还可以形成碳环。(3)上图中互为同分异构体的是：A与C；B与E、F、H；D与G(填字母)。解析：(1)依据烷烃的定义：碳碳原子之间仅以单键相互结合，剩余的价键全部与氢原子结合，知图中8种分子中只有A、C为烷烃。(2)据图中8种分子看出，A、C中碳碳原子间全为单键，B、E、F分子中含有双键，D与G分子含有三键，除H分子形成碳环，其余均为碳链。(3)据同分异构体的概念不难推知A与C互为同分异构体，B与E、F、H互为同分异构体，D与G互为同分异构体。14．(12分)某些有机化合物的分子模型如图所示。回答下列问题：(1)属于比例模型的是乙、丙(填图中序号，下同)。(2)表示同一种有机化合物的是甲、丙。(3)存在同分异构体的是戊，写出其同分异构体的结构简式：CH3CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)4。(4)含碳量最低的是甲、丙，含氢量最低的分子中氢元素的质量百分含量是16.7%(保留三位有效数字)。解析：(1)乙、丙能表示原子的相对大小及连接形式，属于比例模型。(2)甲、丙分别是甲烷的球棍模型与比例模型，属于同一种有机化合物。(3)存在同分异构体的是戊(正戊烷)，其同分异构体的结构简式为CH3CH(CH3)CH2CH3(异戊烷)和C(CH3)4(新戊烷)。(4)烷烃的通式为CnH2n＋2，随n值增大，碳元素的质量百分含量渐渐增大，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百分含量是eq\f(1×12,12×5＋1×12)×100%≈16.7%。15．(12分)已知某种气态化石燃料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，得到如表所列的试验数据(U形管中干燥剂只汲取水蒸气且假设产生的气体完全被汲取)。试验前试验后(干燥剂＋U形管)的质量101.1g102.9g(石灰水＋广口瓶)的质量312.0g314.2g依据试验数据求：(1)试验完毕后，生成物中水的质量为1.8g。假设广口瓶里生成一种正盐，其质量为5g。(2)生成的水中氢元素的质量为0.2g。(3)生成的CO2中碳元素的质量为0.6g。(4)气态化石燃料中碳元素与氢元素的质量比为3∶1。解析：(1)生成水的质量为102.9g－101.1g＝1.8g，生成正盐即CaCO3的质量为eq\f(314.2g－312.0g,44g·mol－1)×100g·mol－1＝5g。(2)生成的水中氢元素的质量为eq\f(1.8g,18g·mol－1)×2g·mol－1＝0.2g。(3)生成的CO2中碳元素的质量为eq\f(314.2g－312.0g,44g·mol－1)×12g·mol－1＝0.6g。(4)碳、氢元素养量比为0.6∶0.2＝3∶1。16．(8分)现有CH4、C2H4、C3H4、C2H6、C3H6五种有机物。同质量的以上物质中，在相同状况下体积最大的是CH4；同质量的以上物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是CH4；同状况、同体积的以上物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是C3H6；同质量的以上物质燃烧时，生成CO2的量最多的是C3H4，生成H2O的量最多的是CH4。解析：相同质量的烃(CxHy)耗氧量由eq\f(y,x)确定，eq\f(y,x)越大，耗氧量越大，且生成H2O的量越多，生成CO2的量越少；相同物质的量的烃耗氧量由(x＋eq\f(y,4))确定，同碳(x)看氢(y)，同氢(y)看碳(x)，1个碳原子与4个氢原子的耗氧量相同。17．(10分)正己烷在工业上主要用作溶剂，常用于电子信息产业生产过程中的擦拭清洗作业。但正己烷具有较强的毒性，挥发快，若运用不当，极易造成职业中毒。(1)正己烷的分子式为C6H14，正己烷的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH2CH3。amol正己烷含有14amol碳氢键，5amol碳碳键。(2)下列几种烃的结构：其中，与正己烷互为同分异构体的有A(填字母，下同)，与正己烷