第2课时 有机化合物的结构特点
课时训练15 有机化合物的结构特点
基础夯实
1.验证某有机物属于烃,应完成的实验内容是( )
A.只测定它的C、H比
B.只要证明它完全燃烧后产物只有H2O和CO2
C.只测定其燃烧产物H2O和CO2的物质的量之比
D.测定该试样的质量及完全燃烧后生成H2O和CO2的质量
答案:D
解析:A、B、C选项均无法判断该有机物中是否含氧元素,故不能达到目的;而D选项中,通过生成物CO2和H2O的质量,可计算出碳和氢的质量,若两者的质量和等于该试样的质量,则证明只含碳、氢两元素,即该有机物是烃。
2.根据下表中烃的分子式排列规律,判断空格中烃的同分异构体数目是( )
1
2
3
4
5
6
7
8
CH4
C2H4
C3H8
C4H8
C6H12
C7H16
C8H16
A.3 B.4 C.5 D.6
答案:A
解析:根据表中烃的分子式排列,可知烃中碳原子数依次递增,处于奇数格内的烃符合通式CnH2n+2,处于偶数格内的则符合通式CnH2n,故第5空格内烃的分子式为C5H12,为戊烷,有CH3CH2CH2CH2CH3(正戊烷)、(异戊烷)和
(新戊烷)三种同分异构体。
3.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.除一种外均是四面体结构
答案:D
解析:甲烷与Cl2反应的产物中有HCl,不是有机物,易溶于水;产物中HCl、CH3Cl是气态物质;除HCl外,其余产物均为四面体结构。
4.以汽油、柴油等燃料油为代表的烃类物质与我们的生活密切相关,则该类物质组成上的共性是( )
A.一定使溴水退色 B.一定为液态物质
C.一定只含碳氢元素 D.一定和水互溶
答案:C
解析:烃只含碳、氢两种元素,不溶于水,烷烃不能使溴水退色,含碳原子数小于等于4的烃为气体。
5.下列说法正确的是( )
A.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是饱和链烃
B.分子组成符合CnH2n+2的烃一定是烷烃
C.正戊烷分子中所有碳原子均在一条直线上
D.新戊烷的一氯取代物有2种
答案:B
解析:A项符合条件的烃为饱和烃,可为烷烃,也可为环烷烃,但分子组成符合CnH2n+2的烃一定为烷烃,故A错误,B正确;在烷烃分子中与碳原子紧邻的四个原子构成四面体形,所以正戊烷分子中所有碳原子呈锯齿形,而非直线形,故C错误;新戊烷分子完全对称,分子中只有一种氢原子,故一氯取代物只有一种,故D错误。
6.下列烷烃分子中进行一氯取代反应后,只能生成三种沸点不同产物的是( )
A.(CH3)2CHCH2CH2CH3
B.(CH3CH2)2CHCH3
C.(CH3) 2CHCH(CH3)2
D.(CH3)3CCH2CH3
答案:D
解析:生成三种沸点不同的一氯产物,说明此烷烃的一氯代物只有三种同分异构体。
7.下面的式子是某同学书写的C5H12的同分异构体的结构简式:
①CH3—CH2—CH2—CH2—CH3
②
③
④ ⑤
这些结构中出现重复的是( )
A.①② B.④⑤ C.②③④ D.均不重复
答案:C
解析:②③④均为2-甲基丁烷,是同一种物质,只是书写形式不同而已。
8.导学号52140095正己烷是一种特别适合于萃取植物油的有机溶剂,试根据所学知识推断下列说法正确的是 ( )
A.其碳链是直线形的
B.正己烷能使酸性高锰酸钾溶液退色
C.正己烷可燃,使用时应注意防火
D.其碳链是有支链的直线形
答案:C
解析:根据甲烷的正四面体结构,正己烷的碳链应为锯齿形,A项错误;根据甲烷的性质,B项错误、C项正确。
9.烃是一类重要的有机物。
(1)现有CH4、C2H4、C3H4、C2H6、C3H6五种烃。等质量的以上物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是 ;等物质的量的以上五种物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是 。
(2)某烃的一种同分异构体只能生成1种一氯代物,该烃的分子式可以是 。
A.C3H8
B.C4H10
C.C5H12
D.C6H14
答案:(1)CH4 C3H6
(2)C
解析:(1)相同质量的烃(CxHy)耗氧量由决定,越大,耗氧量越大;相同物质的量的烃耗氧量由(x+)决定。
(2)分析C3H8、C4H10、C6H14各种结构,生成的一氯代物不止1种,从CH4、C2H6的一氯代物只有1种,衍生分析下去,C(CH3)4,(CH3)3C—C(CH3)3,……的一氯代物只有1种,此题是一种典型的逆向思维方式,关键是不重复、不遗漏,要巧抓“对称性”。
10.如图表示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原子结合。
(1)图中属于烷烃的是 (填字母)。
(2)在如图的有机化合物中,碳原子与碳原子之间不仅可以形成共价单键,还可以形成 和 ;不仅可以形成 ,还可以形成碳环。
(3)图中互为同分异构体的是:A与 ;B与 ;D与 。(填字母)
答案:(1)AC
(2)碳碳双键 碳碳叁键 碳链
(3)C EFH G
解析:A的分子式为C4H10;B的分子式为C4H8,分子中存在碳碳双键;C的分子式为C4H10;D的分子式为C4H6,分子中存在碳碳三键;E的分子式为C4H8;F的分子式为C4H8;G的分子式为C4H6;H的分子式为C4H8,分子中碳原子之间形成碳环。
能力提升
11.写出下列各烷烃的分子式。
(1)烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的43倍 。
(2)1 L烷烃C的蒸气完全燃烧时,生成同温同压下15 L的水蒸气 。
(3)分子中含有22个共价键的烷烃D为 。
(4)0.1 mol烷烃E完全燃烧,消耗标准状况下的O2 11.2 L 。
(5)室温下相对分子质量最大的气态直链烷烃F为 。
答案:(1)C6H14 (2)C14H30 (3)C7H16 (4)C3H8
(5)C4H10
解析:(1)M=2 g·mol-1×43=86 g·mol-1,所以14n+2=86,n=6,即该烷烃的分子式为C6H14。
(2)由1 L烷烃完全燃烧产生同条件下的15 L水蒸气可知其分子中应含有30个氢原子,则其分子式为C14H30。
(3)由CnH2n+2可知:其中含有(2n+2)个C—H键,(n-1)个C—C键,所以(2n+2)+(n-1)=22,即n=7,所以该烷烃的分子式为C7H16。
(4)0.1 mol烷烃完全燃烧消耗O2为=0.5 mol,所以=5,n=3,即E为C3H8。
(5)室温下相对分子质量最大的气态直链烷烃应为CH3CH2CH2CH3,分子式为C4H10。
12.导学号52140096通常用燃烧的方法测定有机物的分子式,可在燃烧室内将有机物样品与纯氧在电炉加热下充分燃烧,根据产品的质量确定有机物的组成。如图是用燃烧的方法确定有机物分子式的常用装置。
试回答下列问题:
(1)产生的氧气按从左到右流向,所选装置各导管的连接顺序是 。
(2)C装置中浓硫酸的作用是 。
(3)D装置中MnO2的作用是 。
(4)燃烧室中CuO的作用是 。
(5)若准确称取0.48 g样品(只含C、H),经充分燃烧,A管质量增加1.32 g,B管质量增加1.08 g,则该有机物的分子式为 。
答案:(1)gfehicd(或dc)ab(或ba)
(2)吸收水分,得干燥纯净的氧气
(3)催化剂,加快产生氧气的速率
(4)使有机物未完全燃烧生成的CO充分被氧化生成二氧化碳
(5)CH4
解析:(1)氧气被制取出来后,必须经过干燥才能通入燃烧室,否则将影响有机物燃烧生成物中水的测量。因为NaOH既能吸收CO2,又能吸水,所以要准确测定水的量,应先通过无水CaCl2,再通过NaOH。
(2)浓硫酸不与氧气反应,能吸水,通过C装置主要是为了干燥O2。
(3)H2O2分解放出氧气的反应很慢,为了得到稳定且足够的氧气与有机物反应,就需要加入催化剂MnO2。
(4)如果有机物未完全燃烧,而生成物中含有CO,则通过CuO后,CO可以被氧化生成CO2。
(5)A管质量增加1.32 g,说明有机物中n(C)=1.32 g÷44 g·mol-1=0.03 mol,B管质量增加1.08 g,说明有机物中n(H)=2×1.08 g÷18 g·mol-1=0.12 mol,因为0.03 mol×12 g·mol-1+0.12 mol×1 g·mol-1=0.48 g,而且n(C)∶n(H)=0.03 mol∶0.12 mol=1∶4,故该有机物分子式为CH4。
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