选择性必修3第1章 有机化合物的结构与性质 烃第2节 有机化合物的结构与性质第2课时习题

第2课时　有机化合物的同分异构现象　有机化合物结构与性质的关系

课后篇素养形成

必备知识基础练

1.下列说法正确的是(　　)

A.相对分子质量相同的有机化合物一定互为同分异构体

B.氢元素的质量分数相同的两种有机化合物不一定是同分异构体

C.实验式相同的两种有机化合物一定互为同分异构体

D.互为同系物的两种有机化合物一定互为同分异构体

答案B

2.(2020天津高二检测)以下说法正确的是(　　)

①O2、O3、O2-、互为同素异形体

②乙烯和乙炔互为同系物

③35Cl、37Cl互为同位素

④乙酸()和羟基乙醛()互为同分异构体

A.①② B.②③ C.①③ D.③④

答案D

解析同素异形体是对于单质而言的,①错误;同系物需要结构相似,即要求官能团的种类和个数都相同,②错误;同位素的研究对象是原子,③正确;同分异构体必须是分子式相同而结构不同,④正确。

3.下列结构简式代表了几种不同的烷烃(　　)

A.2种 B.3种

C.4种 D.5种

答案B

解析结构简式不能体现出分子的实际空间结构,仅能体现出分子中原子间的结合方式。题干中的几种分子可分别表示为、

CH3—CH2—CH2—CH2—CH3、、

CH3—CH2—CH2—CH2—CH3、,故有3种不同的烷烃。

4.无机化合物中也存在同分异构体,下列互为同分异构体的一组无机化合物是(　　)

A.NH4CNO与尿素CO(NH2)2

B.H2O与D2O

C.[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O与[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O

D.Si(OH)4与H4SiO4

答案C

5.有机化合物结构理论中有一个重要的观点:有机化合物分子中,原子(团)之间相互影响,从而导致化学性质不同。以下事实不能够说明此观点的是(　　)

A.乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色,而甲烷不能

B.甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色,而苯不能

C.乙酸能与NaHCO3反应放出气体,而乙醇不能

D.苯的硝化反应一般生成硝基苯,而甲苯的硝化反应生成三硝基甲苯

答案A

6.(2020吉林高二检测)青蒿素是抗疟疾特效药,属于萜类化合物,如图所示有机化合物也属于萜类化合物,该有机化合物的一氯取代物有(不含立体异构)(　　)

A.5种 B.6种

C.7种 D.8种

答案C

解析有机化合物分子中氢原子的种类数等于一氯取代物的种类数。分子结构不对称,分子中含有7种氢原子,故其一氯取代物有7种,C正确。

7.(2020宁夏银川高二检测)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.C3H8 B.C4H10

C.C5H12 D.C6H14

答案C

解析某烃的一氯代物只有一种,说明该烃分子中只有一种氢原子。通过分析题给四种有机化合物的同分异构体可知,只有C5H12的一种同分异构体存在一种等效氢原子,即其一氯代物只有一种。

8.(2020陕西西安高二月考)分子式为C9H11Cl,且苯环上有两个取代基的芳香化合物,其可能的结构有(不考虑立体异构)(　　)

A.5种 B.9种

C.12种 D.15种

答案D

解析取代基可能有氯原子、正丙基;氯原子、异丙基;甲基、—CH2—CH2Cl;甲基、—CHClCH3;乙基、—CH2Cl五种,各有邻、间、对三种同分异构体,共15种。

9.胡萝卜中含有较多的胡萝卜素,它是人体的主要营养元素,β-胡萝卜素的键线式结构为:

(1)写出β-胡萝卜素的分子式:　　　　。 

(2)1 mol β-胡萝卜素最多能与　　　mol Br2反应。 

(3)α-胡萝卜素与β-胡萝卜素互为同分异构体,且只是虚线框内结构不同,但碳的骨架相同,写出α-胡萝卜素虚线框内可能的结构简式。

答案(1)C40H56　(2)11

(3)

解析(1)一个β-胡萝卜素的分子中共有40个C原子、11个和2个环,按照每有一个双键或一个环都比相同碳原子数的烷烃少两个氢原子的规则,β-胡萝卜素分子中的氢原子数为40×2+2-11×2-2×2=56。所以分子式为C40H56。

(2)每有一个双键即与一个Br2加成,故1mol该烃能与11molBr2加成。

(3)根据观察,虚线框内双键共有四种不同位置,故α-胡萝卜素有三种可能的结构简式。

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10.(2020贵州铜仁高二检测)甲、乙两种有机化合物的球棍模型如下:

下列有关两者的描述中正确的是(　　)

A.甲、乙为同一物质

B.甲、乙互为同分异构体

C.甲、乙一氯取代物的数目不相同

D.甲、乙分子中含有的共价键数目不同

答案B

解析由甲、乙的球棍模型可知,甲、乙的分子式相同,均为C4H10,结构不同,互为同分异构体。甲和乙中都有2种不同化学环境的氢原子,一氯取代物都有2种。两物质所含共价键的数目相同。

11.(2020河北张家口高二检测)下列各组物质既不是同系物,也不是同分异构体,但最简式相同的是(　　)

A.1,2-二溴乙烷和1,1-二溴丙烷

B.和

C.CH3CH2CH2COOH和

D.丙炔和

答案C

解析A中两种有机化合物互为同系物;B中两种有机化合物互为同分异构体;D中两种有机化合物互为同系物;C项两种有机化合物既不是同分异构体也不是同系物,但最简式相同。

12.有机化合物分子中原子间(或原子与原子团间)的相互影响会导致物质化学性质的不同。下列事实不能说明上述观点的是(　　)

A.乙苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色

B.乙酸能与氢氧化钠溶液反应,而乙醇不能与氢氧化钠溶液反应

C.分子中的氢原子比CH3CH3中的氢原子更容易被卤素原子取代

D.乙烯能发生加成反应,而乙烷不能发生加成反应

答案D

解析苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,是因为苯分子中没有可以被氧化的原子或原子团,乙苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,是因为苯环的影响使侧链乙基易被氧化,故A项能说明;乙酸分子中的羟基与羰基相连,能电离出氢离子,而乙醇分子中的羟基与乙基相连,无法电离出氢离子,故B项能说明;丙酮分子中的羰基使相邻碳原子上的氢原子活性增强,易被卤素原子取代,故C项能说明;乙烯中含有碳碳双键,性质较活泼,能发生加成反应,而乙烷中不含碳碳双键,性质较稳定,不能发生加成反应,即乙烯和乙烷化学性质的不同是由于二者含有的化学键不完全相同,故D项不能说明。

13.(2020青海西宁高二检测)某单烯烃与氢气加成后得到的饱和烃是,该单烯烃可能的结构有(　　)

A.1种 B.2种

C.3种 D.4种

答案B

解析采用逆推法,以该饱和烃的碳链为基础,在不同的相邻碳原子之间去掉2个氢原子可得单烯烃,只能得到两种:、

。

14.下列物质的一氯代物的同分异构体为4种的是(　　)

①

②

③

④

A.①② B.③④

C.②③ D.②④

答案C

解析根据等效氢法可知,①②③④四种物质的等效氢如下图所示:、

、、。则物质②③的一氯代物均为4种,物质①④的一氯代物均为7种。

15.(1)萨罗是一种消毒剂,其分子模型如下图所示(图中球与球之间的连线代表化学键,如单键、双键等):

①根据上图模型写出萨罗的结构简式:　　　　,分子式:　　　　。 

②萨罗分子中含有的官能团有　　　　　　　。 

(2)下图所示的结构简式与球棍模型是制备某药物的中间体,通过对比可知结构简式中的“Et”表示　　　　(填结构简式),该药物中间体分子的分子式为　　　　。 

答案(1)①　C13H10O3

②(酚)羟基、酯基

(2)—CH2CH3　C9H12O3

解析(1)根据萨罗的分子模型可以推出萨罗分子的结构简式为,分子式为C13H10O3,分子中含有的官能团为(酚)羟基和酯基。

(2)通过结构简式和球棍模型比较可知,“Et”表示CH3CH2—,该药物的分子式为C9H12O3。

16.有机化合物中的同分异构现象,除了碳骨架异构、官能团的类型异构和官能团的位置异构之外还有顺反异构等,例如2-丁烯,有如下A、B两种顺反异构的形式:

A.　B.

A中两个—CH3在双键同一侧,称顺-2-丁烯;B中两个—CH3在双键的两侧,称反-2-丁烯。若两个甲基换为—CH3和—CH2—CH3,只要是在同侧,便是顺式,在两侧便为反式。

现有分子式为C9H10的有机化合物可写成苯丙烯形式,即C6H5—C3H5。试写出由于双键的位置不同而形成的C、D两种异构体,然后再写出C的顺式结构E和反式结构F两种同分异构体:

C.　; 

D.　; 

E.　; 

F.　。 

答案C.

D.

E.　F.

解析首先写出双键位置不同的同分异构体C、D。C分子存在顺反异构,两个氢原子可在双键的同侧或异侧,而D分子无顺反异构,因此有一个双键碳原子上全部为氢原子。

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17.(2020山东日照高二检测)下图是异辛烷的球棍模型:

(1)根据异辛烷的球棍模型,写出异辛烷的结构简式:　　　　　　　　　　　　　　　　;异辛烷与乙烷的关系是　　　　　　　。 

(2)写出异辛烷完全燃烧的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(异辛烷用分子式表示)。1 mol异辛烷和1 mol正庚烷分别完全燃烧生成水和二氧化碳,消耗氧气的物质的量之差是　　　　 mol。 

(3)异辛烷的同分异构体有很多,其中一种同分异构体X的分子结构中含有6个甲基,则X的结构简式为　　　　　　　　　　　　　　。 

答案(1)　互为同系物

(2)2C8H18+25O216CO2+18H2O　1.5

(3)

解析(1)异辛烷的球棍模型中小黑球为氢原子,灰色球为碳原子,则异辛烷的结构简式为;异辛烷与乙烷的结构相似,分子组成相差6个CH2,两者互为同系物。

(2)异辛烷的分子式为C8H18,完全燃烧可生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为2C8H18+25O216CO2+18H2O;由反应方程式可知1mol异辛烷完全燃烧消耗氧气 mol=12.5mol,1mol正庚烷(C7H16)完全燃烧消耗氧气(7+)mol=11mol,则1mol异辛烷和1mol正庚烷分别完全燃烧生成水和二氧化碳,消耗氧气的物质的量之差是1.5mol。

(3)异辛烷的同分异构体有很多,其中一种同分异构体X的分子结构中含有6个甲基,说明只有2个碳原子不是甲基,应在主链上,则主链是4个碳原子,X的结构简式为。