高中化学人教版 (2019)选择性必修3第一章 有机化合物的结构特点与研究方法第一节 有机化合物的结构特点同步训练题

第一节　有机化合物的结构特点

课时2　有机化合物中的共价键   有机化合物的同分异构体现象

【基础巩固】

1.下列说法错误的是 (　)

A.一般仅含σ键的烃易发生取代反应,含有π键的烃易发生加成反应

B.一般共价键极性越强,在反应中越容易发生断裂

C.有机化合物分子中基团之间的相互影响不会影响官能团和物质的性质

D.乙醇分子和水分子中的氢氧键极性不同,所以乙醇和水分别与钠反应的剧烈程度不同

答案:C

2.下列化学用语中书写正确的是 (　)

A.甲烷的电子式:

B.丙烯的键线式:

C.乙醇的结构式:

D.丙烯的结构简式:CH3CHCH2

解析:丙烯的键线式为,乙醇的结构式为,丙烯的结构简式为。

答案:A

3.下图是某有机化合物分子的空间填充模型,下列有关该物质的推断中不正确的是 (　)

A.分子中既有极性共价键也有非极性共价键

B.分子中某些原子可能是sp3杂化

C.分子中可能含有羰基

D.该物质的分子式为C3H6O3

解析:观察模型中有三种球(黑球3个、灰球3个、小白球6个),说明该有机化合物分子中有三种原子,再结合有机化合物中C、H、O等常见原子形成共价键的价键特征,可分析出黑球是碳原子,灰球是氧原子,小白球是氢原子,故题给模型所表示的有机化合物的结构简式为HOCH2CH2COOH。

答案:C

4.下列是某学生书写的C5H12的同分异构体的结构简式:

①CH3CH2CH2CH2CH3

②

③

④

⑤

这些结构中重复出现的是 (　)

A.①②  B.④⑤      C.②③④     D.均不重复

解析:书写碳原子数较多的烷烃的同分异构体的结构简式时,可先写出各同分异构体的碳架,然后再用氢原子将价键饱和。其中②③④均为主链上四个碳,甲基在主链2号碳上。

答案:C

5.(2022·辽宁锦州)环之间共用一个碳原子的化合物称为螺环化合物,螺[2,2]戊烷()是最简单的一种。下列关于该化合物的说法错误的是 (　)

A.与环戊烯互为同分异构体

B.二氯代物超过2种

C.所有碳原子均处于同一平面

D.生成1 mol C5H12至少需要2 mol H2

解析:A项,螺[2,2]戊烷的分子式为C5H8,环戊烯的分子式也是C5H8,结构不同,互为同分异构体,正确;B项,分子中的8个氢原子完全相同,二氯代物中可以取代同一个碳原子上的氢原子,也可以取代相邻碳原子上或者不相邻的碳原子上的氢原子,因此其二氯代物超过2种,正确; C项,由于分子中5个碳原子均是饱和碳原子,而与饱和碳原子相连的4个原子一定构成四面体,所以分子中所有碳原子不可能处于同一平面,错误; D项,戊烷(C5H12)比螺[2,2]戊烷多4个氢原子,所以生成1 mol C5H12至少需要2 mol H2,正确。

答案:C

6.下列各组物质中,互为同分异构体且属于位置异构的是 (　)

A.CH3CH2CH3和CH3CH(CH3)2

B.和

C.CH3COOH和HCOOCH3

D.CH3CH2CHO和CH3COCH3

解析:A项,CH3CH2CH3和CH3CH(CH3)2分子式不同,不互为同分异构体;B项,两种物质分子式相同,官能团位置不同,属于位置异构;C、D两项中物质的分子式相同,官能团不同,属于官能团异构。

答案:B

7.下列各组有机化合物中,互为同分异构体的是 (　)

A.和

B.和

C.和

D.和

解析:A项、C项、D项各表示的是同一物质。

答案:B

8.(2022·广东东莞)如图是立方烷的键线式结构,下列有关说法错误的

是 (　　)

A.它和苯的最简式相同

B.它的二氯代物有2种(不考虑立体异构)

C.它的一个分子中只有20个σ键

D.它与苯乙烯具有相同的分子式

解析:A项,立方烷的分子式是C8H8,苯的分子式是C6H6,二者的最简式都是CH,因此二者的最简式相同,正确;B项,立方烷有3种二氯代物,它的这3种二氯代物的结构简式如下:,错误;C项,立方烷的分子式是C8H8,分子中含有12个C-C键和8个C-H键,它们都是σ键,因此它的一个分子中有12+8=20个σ键,正确;D项,苯乙烯的分子式也是C8H8,因此立方烷与苯乙烯具有相同的分子式,正确。

答案:B

9.已知下列有机化合物:

①CH3—CH2—CH2—CH3和

②和

③CH3—CH2—OH和CH3—O—CH3

④和

⑤和

(1)其中互为同分异构体的是　　　　(填序号,下同)。 

(2)其中属于碳架异构的是　　　　。 

(3)其中属于位置异构的是　　　　。 

(4)其中属于官能团异构的是　　　　。 

答案:(1)①②③④⑤　(2)①　(3)②　(4)③④⑤

【拓展提高】

10.下列有关有机化合物中σ键与π键的说法中错误的是 (　)

A.含有π键的分子在反应时,π键是化学反应的积极参与者

B.当原子形成分子时,首先形成σ键,可能形成 π键

C.有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键,不能形成π键

D.在分子中,可能只有π键而没有σ键

解析:π键在化学反应中易断裂,A项正确;在形成分子时,为了使其能量最低,必然首先形成σ键,再根据形成原子的核外电子排布来判断是否形成π键,B项正确,D项错误;H只有s轨道,与其他原子只能形成σ键,C项正确。

答案:D

11.分子式为C6H9Br的有机化合物不可能是 (　)

A.含有一个π键的直链有机化合物

B.含有两个双键的直链有机化合物

C.含有一个双键的环状有机化合物

D.含有一个三键的直链有机化合物

答案:A

12.(2022·广东深圳)某有机化合物分子结构模型如图所示(图中球与球之间的连线代表化学键,如单键、双键、三键等,不同花纹的球表示不同的原子),已知该分子中不存在结构,下列对该有机化合物分子判断正确的是 (　)

A.①处的化学键是碳碳单键

B.②处的化学键是碳碳单键

C.③处的原子可能为氧原子

D.该有机化合物分子中不含结构

解析:该分子为有机化合物,分子中的碳原子形成了4个共价键,从左边氢原子开始推断,第一个碳碳键为碳碳三键,第二个碳碳键为碳碳单键,第三个碳碳键为碳碳三键,同理可推出①为碳碳三键,②为碳碳单键,故A项错误, B项正确;③与其相连的碳应该为三键,不可能是氧原子,可能为氮原子,C项错误;该有机化合物的结构简式为③ ,含有多个碳碳三键结构,D项错误。

答案:B

13.(2022·广东广州)2020年,一场突如其来的新型冠状病毒肺炎疫情让我们谈“疫”色变。研制药物、保护人民健康,时间紧迫。药物利托那韦治疗新型冠状病毒肺炎临床研究进展顺利。以下是利托那韦的结构简式,有关利托那韦的说法错误的是 (　)

A.分子式为C37H48N6O5S2

B.分子中既含有σ键又含有π键

C.分子中含有极性较强的化学键,化学性质比较活泼

D.分子中含有苯环,属于芳香烃

解析:A项,由结构简式可知,利托那韦的分子式为C37H48N6O5S2,正确; B项,由结构简式可知,利托那韦分子中含有单键、双键等结构,单键为σ键,双键中含有1个σ键和1个π键,则分子中既含有σ键又含有π键,正确; C项,由结构简式可知,利托那韦分子中含有的羟基、酯基、酰胺基等官能团具有较强的极性,化学性质比较活泼,正确;D项,由结构简式可知,利托那韦分子中除含有苯环外还含有羟基、酯基、酰胺基等官能团,属于烃的衍生物,不属于芳香烃,错误。

答案:D

14.有机化合物的表示方法多种多样,下面是常用的几种表示方法:

①CH3COOH

②

③CH3CH3

④

⑤

⑥

⑦

⑧　

⑨

⑩

(1)上述表示方法中属于结构式的为　　　　(填序号,下三空同),属于键线式的为　　　　　　,属于空间填充模型的为　　　,属于球棍模型的为　　　　。 

(2)写出⑨的分子式:　　　　　　。 

(3)写出⑩中官能团的电子式:　         、 　　　　   。 

(4)②的分子式为　　  　　,最简式为　　　  　。 

(5)⑦的分子中含有　　      　　个π键,⑧发生一氯取代时,其一氯代物有　　　　种。 

解析:⑦中有3个碳碳双键,其中各有一个π键,共3个π键;⑧中共有3种氢原子,一氯代物有3种。

答案:(1)⑩　②⑥⑨　⑤　⑧　(2)C11H18O2

(3)　　(4)C6H12　CH2　(5)3　3

【挑战创新】

15.(2022·广东揭阳)白藜芦醇的结构简式如下,根据要求回答下列问题。

(1)白藜芦醇的分子式为　         。 

(2)白藜芦醇所含官能团的名称为　　　　　　　。 

(3)具备下列条件的白藜芦醇的同分异构体有　　　　种,写出其中一种同分异构体的结构简式:　　        　　　。 

①碳的骨架和官能团种类不变;

②两个苯环上都有官能团;

③仅改变含氧官能团的位置。

(4)乙醇(CH3CH2OH)和苯酚都含有与白藜芦醇相同的官能团,下列有关它们之间关系的说法正确的是　　　　(填字母)。 

A.乙醇和白藜芦醇属于同一类别的有机化合物

B.苯酚与白藜芦醇互为同系物

C.三者的组成元素相同

D.三者分子中碳、氧原子个数比相同

解析: (1)根据白藜芦醇的结构简式,其分子式为C14H12O3。(2)白藜芦醇所含官能团的名称为碳碳双键、(酚)羟基。 (3)满足条件的白藜芦醇的同分异构体,除3个酚羟基外,剩余骨架为对称结构,3个羟基分别在苯环的个数为1和2,1个羟基的位置有邻间对3种,2个羟基根据一固定一游动原则,共有6种,合计18种,减去白藜芦醇,其共有17种同分异构体;其中一种同分异构体的结构简式为。

(4)白藜芦醇属于酚类,乙醇为醇类,不属于同一类别的有机化合物,A项说法错误;苯酚与白藜芦醇含有的苯环数目不等,结构不相似,不是同系物,B项说法错误;三者均由C、H、O三种元素组成,则三者的组成元素相同,C项说法正确;乙醇中碳、氧原子个数比为2∶1,苯酚中碳、氧原子个数比为6∶1,白藜芦醇中碳、氧原子个数比为14∶3,三者分子中碳、氧原子个数比不相同,D项说法错误。

答案: (1)C14H12O3　(2)碳碳双键、(酚)羟基　(3)17　

 (或其他合理答案)   (4)C

16.(2022·广东汕尾)科学家在-100 ℃的低温下合成了一种烃X,该分子的结构模型如下图所示。

(1)X的分子式为　　　　　　　　。 

(2)X分子中每个碳原子均形成4个共价键,则1个X分子中含有　  　个σ键、　　　　个π键。 

(3)1 mol X在一定条件下可与　　　　mol H2发生反应。 

(4)该分子中碳原子的杂化类型为　         。 

解析:(1)由该分子的结构模型可知,该物质的1个分子由5个碳原子和4个氢原子构成。故分子式为C5H4。(2) X分子中每个碳原子均形成4个共价键,则1个X分子中含有4个碳碳单键、4个碳氢键、2个碳碳双键,则含有10个σ键、2个π键。 (3)X分子中含2个碳碳双键,碳碳双键与氢气以1∶1加成,因此1 mol X在一定条件下可与2 mol氢气发生反应。

(4)根据C能形成4个共价键,由图可知X分子中既有碳碳单键,又有碳碳双键,所以该分子中碳原子的杂化类型为sp2、sp3。

答案: (1)C5H4　(2)10　2　(3)2　(4)sp2、sp3