鲁科版高中化学必修二312 有机化合物的结构特点文档格式.docx
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当x=1时,y=0,舍去;
x=2时,y=4;
x=3时,y=8;
x=4时,y=12,舍去,故选C项。
【变式训练】下列有关烷烃的叙述中,不正确的是()
A.在烷烃分子中,所有的化学键都为单键
B.所有的烷烃在光照条件下都能与Cl2发生取代反应
C.烷烃的分子通式为CnH2n+2,符合该通式的烃不一定是烷烃
D.随着碳原子数的增加,烷烃的熔沸点逐渐升高
【解析】选C。
烷烃中的碳碳键、碳氢键均为单键,且烷烃在光照条件下都能与Cl2发生取代反应,这是烷烃的结构特征和反应特征,故A、B项均正确;
由于烷烃分子的通式CnH2n+2中的H原子已达饱和,所以符合CnH2n+2的有机物只可能为烷烃,故C项错误;
由于随着C原子数的增加,烷烃的相对分子质量增大,其熔沸点越高,故D项正确。
【典例2】有下列各组物质:
其中,
(1)属于同分异构体的是____________,
(2)属于饱和烃的是___________;
(3)属于同位素的是___________;
(4)属于同素异形体的是_________;
(5)属于同一种物质的是__________。
【规范解答】
和
的质子数相同,中子数不同,是氢的两种同位素;
红磷和白磷都是由磷元素组成的单质,它们是同素异形体;
丁烷和环丁烷的分子结构中虽然相差2个H原子,但其中的C原子都连有4个单键,它们都是饱和烃;
E中的两个结构简式都表示3-甲基戊烷,所以它们是同一种物质;
F中两物质的分子式都为C6H14,但它们的结构不同,它们互为同分异构体。
答案:
(1)F
(2)B、D、E、F
(3)A(4)C(5)E
【变式训练】进行一氯取代反应后,只能生成三种沸点不同的产物的烷烃是()
A.(CH3)2CHCH2CH2CH3
B.(CH3CH2)2CHCH3
C.(CH3)2CHCH(CH3)2
D.(CH3)3CCH2CH3
【解析】选D。
若只能生成3种沸点不同的产物,则该烷烃只有3种一氯代物,按碳4价原则展开碳链,然后判断:
由A项可知a碳上6个氢原子等效,c碳上2个氢原子等效,d碳上2个氢原子等效,e碳上3个氢原子等效。
故有a、b、c、d、e5种等效氢原子,即有5种一氯取代物。
同理:
B项有a、b、c、d4种氢原子,有4种一氯取代物。
C项有a、b2种氢原子,有2种一氯取代物。
D项有a、b、c3种氢原子,有3种一氯取代物。
【学业达标训练】
1.下列物质中,属于烷烃的是()
烷烃属于烃类,而烃类是仅由C、H两种元素组成的有机化合物,故A项错误;
烷烃中碳原子间都以单键相结合成链状且碳原子的剩余价键全部由H原子来饱和,由于B项中含碳碳双键,C项中含碳环,故B、C项均错误;
D项符合烷烃结构特点,故选D项。
2.(2010·
湖南师大附中高一检测)正丁烷与异丁烷互为同分异构体的依据是()
A.具有相似的化学性质
B.具有相同的物理性质
C.分子具有相同的空间结构
D.分子式相同,但分子内碳原子的连接方式不同
同分异构体是指分子式相同,但结构不同的有机化合物,即同分异构体间空间结构不同,化学性质、物理性质可能相似也可能大不相同。
3.下列烷烃的沸点是:
甲烷-164℃,乙烷-89℃,
丁烷-1℃,戊烷+36℃,根据上述数据推断,丙烷的沸点可能是()
A.低于-89℃B.约为-42℃
C.高于-1℃D.高于+36℃
【解析】选B。
由烷烃的沸点变化规律可知,随着碳原子数的增加,物质的沸点升高,故丙烷的沸点介于乙烷和丁烷之间,根据题目所提供的数据,丙烷的沸点可能约为
-42℃,故选B项。
4.下列事实中能证明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构的是()
A.CH3Cl只代表一种物质B.CH2Cl2只代表一种物质
C.CHCl3只代表一种物质D.CCl4只代表一种物质
对于甲烷的正四面体结构,因为其4个顶点的位置完全相同,所以它的一氯代物(CH3Cl)、二氯代物(CH2Cl2)、三氯代物(CHCl3)、四氯代物(CCl4)都只有一种。
而如果甲烷是平面正方形结构,虽然4个C—H键都完全相同,但4个顶点的氢原子的位置关系却不同,可能相邻,也可能是对角关系,所以虽然CH3Cl、CHCl3、CCl4都只有一种,但CH2Cl2却有两种,一种是两个氯原子相邻,另一种是两个氯原子处于对角关系。
由CH2Cl2只有一种这一点可以判断出CH4为正四面体结构,而不是平面正方形结构。
5.下列说法中不正确的是()
A.相对分子质量相同的不同物质一定是同分异构体
B.分子式相同而分子结构不相同的有机化合物是同分异构体
C.每个碳原子的化合价都已“饱和”,碳原子之间只以单键相结合的链烃,一定是烷烃
D.分子式相同,结构又相同的有机化合物,一定是同一物质
【解析】选A。
同分异构体的分子式相同,其相对分子质量相同,但相对分子质量相同,分子式不一定相同,如CO2和C3H8、H2SO4和H3PO4等的相对分子质量相同,但不是同分异构体,故A项错误、B项正确;
C项叙述符合烷烃结构特点,故C项正确;
分子式和结构相同的有机化合物一定是同一种物质,故D项正确。
7.(2009·
宣城同步检测)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)如图中互为同分异构体的是:
A与_________;
B与__________;
D与________。
(填字母)
【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,分子中存在碳碳叁键;
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。
(1)A、C
(2)碳碳双键碳碳叁键碳链
(3)CE、F、HG
8.室温时,20mL某气态烃与过量氧气混合,完全燃烧后的产物通过浓H2SO4,再恢复到室温,气体体积减小了
50mL,剩余气体再通过苛性钠溶液,体积又减少40mL。
求气态烃的分子式。
【解析】由于燃烧产物通过浓H2SO4时水蒸气被吸收,再通过苛性钠溶液时,CO2气体被吸收,所以CO2的体积为40mL。
设烃的分子式为CxHy,则
解得y=6,所以该气态烃的分子式为C2H6。
C2H6
【素能综合检测】
一、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分)
1.有下列五种物质:
①金刚石②氨气③甲烷④四氯化碳⑤乙烷。
结构是正四面体型的是()
A.①②③④B.①③④
C.②③④⑤D.全部
金刚石、甲烷、四氯化碳的分子构型为正四面体型;
氨气的分子构型为三角锥形;
乙烷
中由于C—C键和C—H键不同,分子构
型不是四面体型,故选B项。
2.下列有关烷烃的叙述中,不正确的是()
A.烷烃能与氯气、溴蒸气在光照和适当的温度下发生取代反应
B.烷烃都是易燃物质
C.烷烃中除甲烷、乙烷外,其他的烷烃都能使酸性KMnO4溶液退色
D.相差一个碳原子的烷烃在分子组成上相差一个CH2
由烷烃的化学通性知,A、B项均正确;
所有烷烃均不能使酸性KMnO4溶液退色,故C项错误;
由烷烃的通式CnH2n+2得Cn+1H2n+4知,D项正确。
3.二氟甲烷是性能优异的环保产品,可替代会破坏臭氧层的“氟利昂”,用作制冷剂。
试判断二氟甲烷的分子结构()
A.有4种B.有3种C.有2种D.只有1种
由于甲烷分子是正四面体结构,正四面体的任何两个顶点总是相邻的,所以,二氟甲烷只有1种分子结构,故选D项。
4.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()
A.3B.4C.5D.6
5.(2010·
长春高一检测)已知丙烷的二氯代物有4种同分异构体,则其六氯代物的同分异构体的数目为()
A.2种B.3种C.4种D.5种
二氯丙烷:
丙烷(C3H8)分子主链上有两个氢原子被氯原子取代→氯原子有4种位置关系→二氯丙烷的同分异构体有4种;
六氯丙烷:
全氯丙烷(C3Cl8)分子主链上有两个氯原子被氢原子取代→氢原子有4种位置关系→六氯丙烷的同分异构体有4种,故选C项。
7.(10分)取标准状况下2.24L某气态烃置于密闭容器中,再通入足量的O2,用电火花引燃,燃烧产物的定量测定实验数据如下(图中的箭头表示气体的流向)。
试通过计算回答:
(1)该烃的分子式。
(2)写出该烃的所有同分异构体的结构简式。
[实验·
探究]
8.(12分)烷烃完全燃烧时生成CO2和H2O,当烷烃燃烧时氧气量不足,可能还有CO生成。
用如图装置验证烷烃的燃烧产物中有CO、CO2和H2O。
试回答下列问题:
(1)应将烷烃燃烧产物依次通过(按气流从左到右顺序填装置编号)______________________。
(2)实验时可观察到装置②中A瓶的石灰水变浑浊,A瓶溶液的作用是________;
B瓶溶液的作用是________;
C瓶溶液的作用是________。
(3)装置③的作用是_________________________,
装置①中所盛的是________,作用是________。
(4)装置④中所盛的固体药品是________,它可以验证的产物是________。
【解析】本题以烷烃燃烧为载体,考查气体的验证。
首先要分析三种气体的性质,H2O可以用无水CuSO4先验证;
CO在发生氧化还原反应时可生成CO2,会干扰CO2的验证,所以先验证CO2的存在,除净CO2后再利用反应来验证CO。
(1)④②③①
(2)验证CO2的存在除去混合气体中的CO2
证明CO2已被除尽
(3)将CO氧化成CO2澄清石灰水检验由CO与CuO反应所生成的CO2,从而验证有CO气体
(4)无水硫酸铜H2O