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学习·理解1．有机化合物的分类方法有多种，下列说法正确的是()①按组成元素分类：烃和烃的衍生物②按分子中碳骨架分类：链状化合物和环状化合物③按官能团分类：烯烃、炔烃、卤代烃、醇、酚、醛、酮、羧酸、酯等A．①③B．①②C．①②③D．②③答案C答案解析烃和烃的衍生物的区别在于组成元素不同，烃中只含有碳、氢两种元素，而烃的衍生物中除含有碳、氢元素外(少数不含氢元素，如CCl4)，还含有其他元素，故按组成元素可将有机物分为烃和烃的衍生物；按碳的骨架可将有机物分为环状化合物和链状化合物；从官能团的角度考虑，有机物可以分为烯烃、炔烃、卤代烃、醇等。解析2．下列有机物中，不属于烃的衍生物的是()A．B．CH3CH2NO2C．CH2===CHBrD．CH3—CH3解析D项中的物质，其分子中只含有碳原子和氢原子，故属于烃，而非烃的衍生物。解析答案D答案3．同分异构现象是有机化学中的一种普遍现象。互为同分异构体的物质不可能具有()A．相同的相对分子质量B．相同的结构C．相同的组成元素D．相同的分子式解析根据同分异构体的概念可知，互为同分异构体的物质具有相同的分子式，则一定有相同的组成元素和相同的相对分子质量，A、C、D均正确；“异构”表明有不同的结构，B错误。解析答案B答案4．下列关于同系物、同分异构体的叙述中不正确的是()A．同系物也可互为同分异构体B．同分异构体具有相同的相对分子质量C．两个同系物之间相对分子质量相差14或14的整数倍D．同系物具有相似的化学性质答案A答案解析同系物在组成上相差1个或若干个CH2原子团，分子式不可能相同，而同分异构体的分子式相同，故同系物之间不可能互为同分异构体，A错误；同分异构体的分子式相同，则一定具有相同的相对分子质量，B正确；互为同系物的物质在组成上相差1个或若干个CH2原子团，其相对分子质量相差14n(n≥1，且为正整数)，C正确；互为同系物的物质，结构相似，属于同一类物质，化学性质相似，D正确。解析5．下列说法中，正确的是()A．H2O和D2O互为同位素B．金刚石和石墨互为同分异构体C．所有烷烃互为同系物D．乙醇(CH3CH2OH)和二甲醚(CH3—O—CH3)互为同分异构体答案D答案解析H和D互为同位素，A错误；金刚石和石墨互为同素异形体，B错误；所有烷烃不一定是同系物，如正戊烷和异戊烷互为同分异构体，C错误；乙醇(CH3CH2OH)和二甲醚(CH3—O—CH3)分子式相同，结构不同，互为同分异构体，D正确。解析6．下列化学式只表示一种物质的是()A．C3H7ClB．C3H8C．C2H4Cl2D．C解析C3H7Cl中的氯原子可以连在端点碳原子上，也可以连在中间碳原子上，有两种结构，A不符合题意；C3H8不存在同分异构体，只表示一种物质，B符合题意；C2H4Cl2中的两个氯原子可同时连在同一个碳原子上，也可分别连在两个碳原子上，有两种结构，C不符合题意；金刚石、石墨、碳纳米管等都是由碳元素形成的单质，均可用C表示，D不符合题意。解析答案B答案7．分子式为C5H11Cl的同分异构体共有(不考虑立体异构)()A．6种B．7种C．8种D．9种答案C答案解析分子式为C5H11Cl的同分异构体可看作是戊烷分子中的1个H原子被Cl原子取代产生的物质，戊烷有CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、C(CH3)43种结构，CH3CH2CH2CH2CH3有3种H原子，(CH3)2CHCH2CH3有4种H原子，C(CH3)4只有1种H原子，所以分子式为C5H11Cl的同分异构体共有3＋4＋1＝8种。解析应用·实践8．发生一氯取代反应后，只能生成三种沸点不同的有机产物的烷烃是()A．(CH3)2CHCH2CH3B．(CH3CH2)2CHCH3C．(CH3)2CHCH(CH3)2D．(CH3)3CCH2CH3答案D答案解析将本题各项展开，然后分析等效氢。由上述分析可知，A、B项中物质各含四种等效氢原子，C项中物质含两种等效氢原子，只有D项中物质含三种等效氢原子，即发生一氯取代反应后只能生成三种沸点不同的有机产物。解析9．两种气态烃以一定比例混合，在105℃时1L该混合烃与9L氧气混合，充分燃烧后恢复到原状态，所得气体总体积仍是10L，下列混合烃中不符合此条件的是()A．CH4、C2H4B．CH4、C3H6C．C2H4、C3H4D．C2H2、C3H6答案B答案解析题述反应前后气体的体积不变，烃类物质完全燃烧的通式为CxHy＋x＋y4O2――→点燃xCO2＋y2H2O，因为105℃时，生成的H2O是气体，则1＋x＋y4＝x＋y2，解得y＝4，即氢原子平均数为4的混合烃符合题意，而CH4、C3H6无论按什么比例混合，均不能使氢原子平均数为4；C2H2、C3H6只有在体积比1∶1混合时H原子平均数才为4，CH4、C2H4及C2H4、C3H4以任意比混合时H原子平均数均为4。解析10．有A、B两种烃，所含碳元素的质量分数相同，关于A和B的叙述中正确的是()A．二者不可能是同系物B．二者一定是同分异构体C．二者最简式相同D．各1mol的A和B分别完全燃烧生成CO2的质量一定相等答案C答案解析两种烃所含碳元素的质量分数相同，则氢元素的质量分数相同，它们的碳、氢原子个数比也肯定相同，即最简式相同；最简式相同，分子式不一定相同，如乙烯和环丙烷()，它们既不是同系物也不是同分异构体；1mol乙烯和环丙烷()分别完全燃烧生成的CO2的质量一定不等。解析11．某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物，该烃的分子式可以是()A．C3H8B．C4H10C．C5H12D．C6H14解析C5H12的一种同分异构体是C(CH3)4,4个甲基完全相同，即12个氢原子的环境相同，故只有一种一氯代物。解析答案C答案12．某烷烃分子式为C7H16，分子结构中含有三个甲基(—CH3)的同分异构体的数目是()A．5B．4C．3D．2答案C答案解析该烷烃结构中含有3个甲基，故只能有1个支链。若支链为—CH3，主链含有6个碳原子，符合条件的有：CH3CH(CH3)CH2CH2CH2CH3，CH3CH2CH(CH3)CH2CH2CH3；若支链为—CH2CH3，主链含有5个碳原子，符合条件的有：CH3CH2CH(CH2CH3)CH2CH3；支链不可能大于3个碳原子，符合条件的烷烃有3种。解析13．“立方烷”是一种新合成的烃，其分子结构为正方体结构，其碳架结构如图所示。(1)立方烷的分子式为________。(2)该立方烷与氯气发生取代反应，生成的一氯代物有________种，生成的二氯代物有________种。(3)若要使1mol该立方烷的所有氢原子全部被氯原子取代，需要________mol氯气。答案(1)C8H8(2)13(3)8答案解析(1)1个立方烷分子中有8个碳原子，分布在正方体各顶点。氢原子数目可根据碳原子最多形成4个价键来考虑。由于每个碳原子与其他碳原子均已形成3个C—C键，故只能与1个氢原子结合。(2)由于是正方体，8个顶点的位置全部一样，所以立方烷只有1种一氯代物；立方烷的二氯代物可以分别是正方体的一条棱边、面对角线、体对角线上的两个氢原子被氯原子取代，故立方烷的二氯代物有3种。(3)氢原子被氯原子取代时，氢原子与Cl2的物质的量之比为1∶1,1mol立方烷中有8mol氢原子，需要8mol氯气，同时又生成8mol氯化氢。解析14．某些有机化合物的分子模型如图所示。回答下列问题：(1)属于空间填充模型的是________(填“甲”“乙”“丙”“丁”或“戊”，下同)。(2)表示同一种有机化合物的是________。(3)存在同分异构体的是________，写出其同分异构体的结构简式：____________________。(4)含碳量最低的是________，含氢量最低的分子中氢元素的质量分数是________(保留三位有效数字)。答案(1)乙、丙(2)甲、丙(3)戊CH3CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)4(4)甲、丙16.7%答案解析(2)甲、丙分别是甲烷的球棍模型与空间填充模型，表示同一种有机化合物。(3)存在同分异构体的是戊(戊烷)，其同分异构体的结构简式有CH3CH(CH3)CH2CH3和C(CH3)4。(4)烷烃的通式为CnH2n＋2，随n值增大，碳元素的质量分数逐渐增大，故含碳量最低的是甲烷，含氢量最低的分子是戊烷，戊烷中氢元素的质量分数是1×1212×5＋1×12×100%≈16.7%。解析迁移·创新15．Ⅰ.有下列各组物质(在横线上填相应的序号)：①O2和O3②H2、D2、T2③12C和14C④CH3CH2CH2CH3和(CH3)2CHCH3⑤癸烷和十六烷⑥CH3(CH2)5CH3和CH3CH2CH2CH(CH3)C2H5(1)互为同位素的是________。(2)互为同分异构体的是________。(3)互为同素异形体的是________。(4)为同一种物质的是________。Ⅱ.写出下列有机化合物中官能团的名称。(4)CH3—CH2—C≡C—CH3：________。(5)CH2===CH—COOH：________。(6)HCOOCH2CH3：________。答案Ⅰ.(1)③(2)④⑥(3)①(4)②⑦Ⅱ.(1)羟基(2)羟基(3)醛基(4)碳碳三键(5)碳碳双键(6)酯基答案解析Ⅰ.(1)同位素是质子数相同、中子数不同的一类原子，互为同位素的是12C和14C。(2)同分异构体是分子式相同、结构不同的物质，互为同分异构体的是④⑥。(3)同种元素组成的不同单质互为同素异形体，互为同素异形体的是①。(4)属于同一种物质的是②⑦。解析