第1章《有机化合物的结构与性质 烃》测试卷
一、单选题
1．下列各组物质中，互为同素异形体的一组是
A．麦芽糖和蔗糖 B．乙烷和丙烷 C．12C和14C D．氧气和臭氧
2．下列关于甲烷的说法正确的是
A．甲烷分子中，四个氢原子的空间位置等效
B．甲烷分子的二氯代物有两种
C．甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应后，产物最多的是CCl4
D．甲烷分子中，氢元素的质量分数在所有烷烃中最低
3．有机物M广泛应用于多种香精中，其结构简式如图所示，该分子结构中所含官能团的种类有
A．1种 B．2种 C．3种 D．4种
4．通过甲烷分子的球棍模型不能得出的信息是
A．C﹣H的共用电子对偏向C原子 B．正四面体结构
C．非极性分子 D．二氯取代物只有一种
5．分子式为C4H9Br的有机物共有
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
6．下列互为同位素的是
A．与 B．与 C．乙烯与乙炔 D．正丁烷与异丁烷
7．苯和甲苯相比较，下列叙述不正确的是
A．都能在空气中燃烧 B．都属于芳香烃
C．都能发生加成反应 D．都能使酸性溶液褪色
8．下列各组物质中属于同素异形体的是
①O2和O3； ②CCl4和氯仿； ③12C和14C；④白磷和红磷； ⑤乙烷和丁烷； ⑥水和重水
A．①② B．①④ C．③④ D．①⑤⑥
9．下列各组中，互称为同分异构体的是
A．O2与O3 B．35Cl与37Cl
C．CH3CHO与 D．CH4与C2H6
10．下列各组比较中，正确的是（ ）
①酸性：HClO4＞HBrO4＞HIO4
②碱性：NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3
③微粒半径：Cl-＞Al3+＞Mg2+＞Na+
④沸点：新戊烷＞异戊烷＞正戊烷
⑤N、O、F最高正价依次升高
⑥热稳定性：HF＞HCl＞H2S＞PH3
A．①②⑥ B．③④⑤ C．①②③⑥ D．②③④⑥
11．下列说法正确的是
A．CH4和C6H14不一定互为同系物
B．O2与O3互为同素异形体，氧原子间成键方式不同，性质存在差异
C．C与Si在元素周期表中处于同一周期
D．35Cl和37Cl是两种不同的元素
12．下列关于M(如图所示)的说法，错误的是
A．分子式为 B．1molM中含键
C．碳原子的杂化方式有、 D．M的一氯代物有7种(不含立体异构)
13．据报道，我国科学家研制出以石墨烯为载体的催化剂，在25℃下用H2O2直接将CH4转化为含氧有机物，其主要原理如图所示。下列说法正确的是
A．图中表示CH4，其结构为平面正方形
B．H2O2中只含有极性共价键
C．步骤i、ii总反应的化学方程式为CH4+H2O2CH3OH+H2O
D．反应v、vi中存在C—O键和H—O键的断裂
14．萘()属于芳香烃，在有机合成、医药等领域有重要的用途，萘在一定条件下可发生如下转化：
下列说法正确的是
A．萘的分子式为，与苯互为同系物
B．苯和萘的结构相似，苯易被酸性高锰酸钾溶液等氧化剂氧化
C．萘与互为同分异构体
D．1molN最多可消耗6molH2
15．下列叙述正确的是（ ）
A．CH3OOCCH3和CH3COOCH3互为同分异构体
B．邻二甲苯的一氯取代物有2种
C．已知1，2，3 三苯基环丙烷的3个苯基可分布在环丙烷平面的上下，因此如下2个同分异构体， 据此，可判断1，2，3，4，5 五氯环戊烷4种同分异构体
D．由乙烯推测丙烯的结构，丙烯分子中所有原子都在同一平面上
二、填空题
16．中的含氧官能团名称为_______
17．二氯乙烷的同分异构体有2种，四氯乙烷的同分异构体有_______种。
18．用系统命名法命名下列各物质或根据有机物的名称，写出相应的结构简式。
①________
②________
③________
④2，4－二甲基戊烷________
⑤3，3－二甲基丁烯 ________
三、实验题
19．实验室用苯和浓硝酸、浓硫酸反应制取硝基苯的装置如图所示。主要步骤如下：
①配制一定比例浓硫酸与浓硝酸形成的混合酸，加入反应器中。
②向室温下的混合酸中逐滴加入一定量的苯，充分振荡，混合均匀。
③在50～60℃下发生反应，直至反应结束。
④粗产品依次用蒸馏水和5%NaOH溶液洗涤，最后再用蒸馏水洗涤。
⑤将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏，得到纯硝基苯。
请回答下列问题：
（1）步骤①在配制混合酸时应将___________加入到__________中去。
（2）步骤③中，为了使反应在50～60℃下进行，采用的加热方法是_____________。
（3）大试管口部装有一长玻璃导管，其作用是_____________。
（4）苯与浓硝酸反应的化学方程式为_______________。
20．某课外活动小组利用如图所示装置探究甲烷与氯气的反应。根据题意回答下列问题：
（1）与发生反应的条件是__________；若用日光直射，可能会引起__________。
（2）实验中可观察到的实验现象有：试管内壁出现油状液滴，饱和食盐水中有少量固体析出，_____，__________，__________。
（3）实验中出现油状液滴的物质为____________________（填化学式）。
（4）用饱和食盐水而不用水的原因是______________________________。
四、计算题
21．将11.2L（标准状况）乙烯和乙烷的混合气体通入足量溴水中，充分反应后，溴水的质量增加了5.6g。求原气体混合物中乙烯与乙烷的物质的量之比和质量比。
试卷第2页，共5页
参考答案：
1．D
【分析】由同种元素组成的性质不同的单质互为同素异形体。
【详解】A．麦芽糖和蔗糖分子式均为C12H22O11，结构不同，二者互为同分异构体，A不符合题意；
B．乙烷和丙烷同属烷烃，结构相似，分子组成相差一个“CH2”，二者互为同系物，B不符合题意；
C．12C和14C属于质子数相同，中子数不同的碳的两种原子，二者互为同位素，C不符合题意；
D．氧气和臭氧均是由C元素组成的性质不同的两种单质，二者互为同素异形体，D符合题意。
答案选D。
2．A
【详解】A．甲烷中四个C-H键等效，四个氢原子空间位置等效，故A正确；
B．甲烷为正四面体结构，二氯代物只有一种，故B错误；
C．甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应每一步都生成HCl，产物最多的是HCl，故C错误；
D．甲烷分子中氢元素的质量分数在所有烷烃中最高，故D错误；
故选A。
3．B
【详解】根据M的结构简式可知，其含有官能团：碳碳双键、羟基，共2种；
故选B。
4．A
【详解】A．根据甲烷分子的球棍模型，只能看出碳原子、氢原子通过单键连接，不能得出C﹣H的共用电子对偏向C原子，故选A；
B．根据甲烷分子的球棍模型，可知甲烷是正四面体结构，故不选B；
C．根据甲烷分子的球棍模型，可知甲烷分子结构对称，为非极性分子，故不选C；
D．根据甲烷分子的球棍模型，可知甲烷分子中4个氢原子等效，二氯取代物只有一种，故不选D；
选A。
5．B
【详解】C4H9Br是C4H10与Br2发生一取代生成的产物，由于碳骨架和溴原子取代位的不同，有以下四种结构：；答案选B。
6．A
【详解】具有相同质子数和不同质量数的核素互称同位素。
A．与的质子数均为1，质量数分别是2和3，互称同位素，A符合题意；
B．与是两种由同种元素组成的不同单质，互称同素异形体，B不符合题意；
C．乙烯与乙炔是两种有机化合物，均属于烃类，C不符合题意；
D．正丁烷与异丁烷的分子式相同结构不同，互为同分异构体，D不符合题意；
故选A。
7．D
【详解】A．苯和甲苯分子中都含有碳、氢元素，都属于烃，都能在空气中燃烧，B正确；
B．苯和甲苯都由C、H两种元素组成，且都含有苯环，所以都属于芳香烃，A正确；
C．苯和甲苯的苯环上都含有不饱和碳原子，都能发生加成反应，C正确；
D．甲苯能使KMnO4溶液褪色，但苯不能使KMnO4溶液褪色，D错误；
答案选D。
8．B
【分析】由同一种元素形成的不同单质互为同素异形体，据此解答。
【详解】①O2和O3均是氧元素形成的单质，互为同素异形体；
②CCl4和氯仿属于化合物，不是同素异形体；
③12C和14C的质子数相同，中子数不同，互为同位素；
④白磷和红磷均是磷元素形成的单质，互为同素异形体；
⑤乙烷和丁烷均是烷烃，互为同系物；
⑥水和重水属于化合物，不是同素异形体；
属于同素异形体的是①④，答案选B。
9．C
【详解】A．氧气和臭氧都是由氧元素形成的不同单质，两者互称同素异形体，A不选；
B．35Cl与37Cl是质子数相同、中子数不同的同一元素的不同核素，两者互称同位素，B不选；
C．乙醛和环氧乙烷的分子式相同，结构不同，两者互为同分异构体，C选；
D．甲烷和乙烷同属烷烃，两者互称同系物，D不选；
答案选C。
10．A
【详解】①非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性：Cl＞Br＞I，酸性：HClO4＞HBrO4＞HIO4，故①正确；
②金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性Na＞Mg＞Al，所以碱性NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3，故②正确；
③电子层越多，半径越大；具有相同电子排布的离子，原子序数大的离子半径小，则微粒的半径：Cl ＞Na+＞Mg2+＞Al3+，故③错误；
④C原子数越多，沸点越大；同C原子数的有机物支链越多，沸点越低，则沸点为正戊烷＞异戊烷＞新戊烷，故④错误；
⑤N元素的最高正价为+5价，O元素最高正价为+2价、F元素无正价，则最高正价依次降低，故⑤错误；
⑥非金属性：F＞Cl＞S＞P，元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，则有热稳定性：HF＞HCl＞H2S＞PH3，故⑥正确；
上述说法正确的为①②⑥，答案选A。
11．B
【详解】A．CH4和C6H14均满足烷烃CnH2n+2的通式，均为饱和烃，结构相似，分子组成相差5个CH2，互为同系物，A错误；
B．O2与O3为O元素形成的两种不同单质，互为同素异形体，因分子中氧原子的个数不同，成键方式不同，造成了两者性质差异，B正确；
C．C为第二周期元素，Si为第三周期元素，不在同一周期，C错误；
D．35Cl和37Cl为Cl元素的两种不同核素，属于同种元素，D错误；
综上所述答案为B。
12．D
【详解】A．分子中含有C、H原子个数依次是10、12，分子式为，A正确 ；
B．该分子中含有2条碳碳双键，一个双键中有一条键，单键都是键，则1molM中含2mol键，B正确；
C．饱和碳原子为杂化，双键碳原子为杂化，C正确；
D．环上有10种氢原子，故环上一氯代物有10种，D错误；
故选D。
13．C
【详解】A．CH4分子空间构型是正四面体，不是平面正方形，故A错误；
B．H2O2中即有O—H间的极性共价键，也有O—O之间的非极性共价键，故B错误；
C．从反应的原理图来看，步骤i、ii中一个甲烷分子和一个过氧化氢分子反应生成一个甲醇分子和一个水分子，故其总反应的化学方程式为CH4+H2O2CH3OH+H2O，故C正确；
D．从图来看，反应v、vi中存在的是C—H键和O—O键的断裂，故D错误；
本题答案C。
14．D
【详解】A．苯的同系物是分子中含有1个苯环，侧链为烷烃基的结构相似，分子组成相差若干个CH2原子团的芳香烃的互称，由结构简式可知，萘分子中含有2个苯环，与苯不可能互为同系物，故A错误；
B．苯分子不是单双键交替结构，不能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应，故B错误；
C．由结构简式可知，萘和联苯的分子式不同，不可能互为同分异构体，故C错误；
D．由结构简式可知，N分子中含有的苯环、碳碳双键、羰基一定条件下均能与氢气发生加成反应，则1molN最多可消耗6mol氢气，故D正确；
故选D。
15．C
【详解】A． CH3OOCCH3和CH3COOCH3均为乙酸甲酯，是同一物质，选项A错误；
B．邻二甲苯苯环上的一氯取代物有2种，甲基上有一种，共3种，选项B错误；
C．5个氯原子都在上面，4个氯原子在上1个在下（同4下1上），3个氯原子在上2个在下（同3下2上）有两种，分别为1，2，3上和1，2，4上两种，如图，黑点表示氯原子在平面下方，共计4种，选项C正确；
D．丙烯中有一个甲基，根据甲烷的正四面体结构可知，丙烯分子中所有原子不可能都在同一平面上，选项D错误；
答案选C。
16．羟基、醛基
【详解】中的含氧官能团分别为-OH、-CHO，名称为羟基、醛基，故答案为：羟基、醛基。
17．2
【详解】四氯乙烷的同分异构体也有2种(将H代替Cl)，即、共2种，故答案为：2。
18． 2，2，4-三甲基戊烷 2-甲基己烷 3，4-二甲基己烷 (CH3)2CHCH2CH(CH3)2 CH2=CHC(CH3)3
【分析】根据烷烃的系统命名方法对所给物质的结构简式进行命名，然后结合给出物质的名称书写其相应的结构简式。
【详解】①该物质分子中最长碳链上有5个C原子，从右端为起点给主链上C原子编号，以确定支链的位置，在2号C原子上有2个甲基，在4号C原子上有1个甲基，该物质名称为2，2，4-三甲基戊烷；
②该物质分子中最长碳链上有6个C原子，从左端为起点给主链上C原子编号，以确定支链的位置，在2号C原子上有一个甲基，该物质名称为2-甲基己烷；
③由于碳碳单键可以旋转，该物质分子中最长碳链上有6个C原子，从左端为起点给主链上C原子编号，以确定支链的位置，在3、4号C原子上各有1个甲基，该物质名称为3，4-二甲基己烷；
④该物质最长碳链上有5个C原子，在主链的2、4号C原子上各有1个甲基，则2，4－二甲基戊烷的结构简式是：(CH3)2CHCH2CH(CH3)2；
⑤从离碳碳双键较近的一端为起点，给主链上C原子编号，以确定碳碳双键和支链在主链上的位置，则3，3－二甲基丁烯结构简式为：CH2=CHC(CH3)3。
【点睛】本题考查有机物的命名及物质结构简式的书写。掌握烷烃的系统命名方法是给物质命名的关键。注意碳碳单键可以旋转，在碳链的第一个C原子上不能有甲基，在第二个C原子上不能有乙基，以此类推。物质命名时要尽可能使取代基的编号及碳碳双键的编号最小。
19． 浓硫酸 浓硝酸 水浴加热 冷凝回流苯和硝酸，提高反应物的利用率 + HNO3(浓) + H2O
【分析】(1)配制混合酸时应将浓硫酸加入浓硝酸中，并不断振荡，以防止溅出伤人；
(2)图中给反应物加热的方法是水浴加热，水浴加热便于控制温度，受热均匀；
(3)由于苯、硝酸均易挥发，故利用长导管可以冷凝回流苯和硝酸，使之充分反应；
(4)苯与浓硝酸在浓硫酸、加入条件下发生取代反应生成硝基苯与水；据此分析解题。
【详解】(1)配制混合酸时应将密度大的浓硫酸加入到密度小的浓硝酸中去，配制混合酸时应将浓硫酸加入浓硝酸中，并不断振荡，以防止溅出伤人，故答案为：浓硫酸；浓硝酸；
(2)图中给反应物加热的方法是水浴加热，水浴加热便于控制温度，受热均匀，故答案为：水浴加热；
(3)由于苯和硝酸均易挥发，导致其利用率降低，利用长导管可以进行冷凝回流，使苯与硝酸充分反应以提高其利用率，故答案为：冷凝回流苯和硝酸，提高反应物的利用率；
(4)苯与浓硝酸在浓硫酸、加入条件下发生取代反应生成硝基苯与水，反应方程式为： + HNO3(浓) +H2O ，故答案为：+HNO3(浓) +H2O。
20． 光照 爆炸 试管内黄绿色变浅 试管内液面上升 试管内有少量白雾产生 、、 降低在水中的溶解度，抑制和水的反应
【详解】（1）和在光照条件下发生取代反应生成、、、和HCl，若用日光直射，反应非常剧烈，可能会引起爆炸，故答案为：光照；爆炸；
（2）随着反应的进行，不断被消耗，黄绿色逐渐变浅，又由于生成的、、常温下为无色油状液体，故试管内壁有油状液滴出现，因有HCl气体生成，且HCl气体易液化、易溶于水，故试管内有少量白雾产生，液面上升，故答案为：试管内黄绿色变浅；试管内液面上升；试管内有少量白雾产生；
（3）由（2）可知，实验中出现的油状液滴为、、的混合物，故答案为：、、；
（4）HCl气体溶于水后，增大了HCl的浓度，降低了在水中的溶解度，抑制和水的反应，故答案为：在水中的溶解度，抑制和水的反应。
21．（1）物质的量之比2：3
（2）质量之比28：45
【详解】11.2L混合气体的物质的量为n===0.5mol，
乙烯含有双键，能与溴水发生加成反应，乙烯和乙烷的混合气体通入足量溴水中，充分反应后，溴水的质量增加了5.6g，即为乙烯的质量，
所以乙烯的物质的量为n===0.2mol，
则乙烷的物质的量为：0.5mol-0.2mol=0.3mol，质量为：0.3mol×30g/mol=9g，
所以，乙烯与乙烷的物质的量之比为0.2mol：0.3mol=2：3，
质量之比为5.6g：9g=28：45，
答：原气体混合物中乙烯与乙烷的物质的量之比为：2：3；质量比分别为28：45
