2027高考化学一轮复习练习含答案 课时作业47 有机化合物的空间结构 同系物同分异构体（教用）

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选择题：1∼10题，每小题3分，11∼13题，每小题4分，共42分。
基础达标练
1．下列关于有机物的叙述错误的是（ ）
A. 碳原子间能形成单键，也能形成双键或三键，进而形成碳链或碳环
B. 易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂的物质不一定是有机物
C. 碳原子的化学性质较活泼，除了碳原子之间可以成键外，碳原子与其他元素原子也可形成化学键
D. 有机化合物所发生的反应，一般比较复杂，速度缓慢，并且还常伴有副反应发生
【答案】C
【解析】碳元素的非金属性较弱，碳原子的化学性质不活泼，C错误。
2．（2026·河北邢台联考）下列有关化学用语使用错误的是（ ）
A. 乙酸的分子式为CH3COOH
B. 甲基的电子式为
C. 乙烯的球棍模型为
D. 氯离子的结构示意图：
【答案】A
【解析】乙酸的结构简式是CH3COOH，分子式为C2H4O2，A错误。
3．（2025·江西上饶期中）在下列四种有机物中，分子内所有原子可能处在同一平面的是（ ）
A. 丙烯B. 乙烷C. 苯乙烯D. 甲苯
【答案】C
【解析】丙烯、乙烷、甲苯分子中均含有饱和碳原子，具有甲烷的结构特征，即分子内所有原子不可能在同一平面；苯乙烯中苯环和乙烯基均为平面结构，且二者通过单键连接，两平面可能重合，即苯乙烯分子中所有原子可能处在同一平面，C正确。
4．有关下列各组有机化合物的说法一定正确的是（ ）
A. 和互为同系物
B. C2H4和C3H6同属于烯烃
C. HCOOCH3和CH3COOH互为同分异构体
D. CH3CH2OH和的核磁共振氢谱相同
【答案】C
【解析】为酚，为醇，二者不互为同系物，A错误；C3H6可能为丙烯或环丙烷，B错误；在核磁共振氢谱测定中，CH3CH2OH和的峰面积比分别为3:2:1和2:1，即二者的核磁共振氢谱不相同，D错误。
5．乳酸分子的结构式如图所示，下列说法错误的是（ ）
A. 碳原子有2种杂化方式
B. 分子中有1个手性碳原子
C. 最多有9个原子可以共处于同一平面
D. σ 键与π 键数目之比为11:1
【答案】C
【解析】乳酸分子的—COOH中碳原子采取sp2杂化，其余碳原子采取sp3杂化，A正确；乳酸分子中与醇羟基直接相连的碳原子为手性碳原子，且只有1个手性碳原子，B正确；与羰基碳原子直接相连的原子都处于同一平面，由于单键可旋转，甲基碳及1个H原子可能与它们共平面，即，故题给分子中最多有7个原子共平面，C错误；题给分子中单键均为σ 键，1个双键中含1个σ 键与1个π 键，则σ 键与π 键数目之比为11:1，D正确。
6．下列有关同分异构体数目（不考虑立体异构）的判断正确的是（ ）
A. 的一溴代物有4种
B. 分子式为C3H6Cl2的有机物共有5种
C. 分子式为C8H10的含苯环的同分异构体有3种
D. 分子式为C5H10的烯烃有5种
【答案】D
【解析】的一溴代物有环上的4种和甲基上1种，共有5种，A错误；C3H6Cl2可看作C3H8中的2个H原子被2个Cl原子取代，2个Cl原子分别位于相同碳原子和不同碳原子时各有2种结构，即符合条件的有机物共有4种，B错误；分子式为C8H10的含苯环的同分异构体为乙苯或二甲苯，二甲苯有邻、间、对3种结构，故有4种同分异构体，C错误；分子式为C5H10的烯烃有5种，即CH2CHCH2CH2CH3、CH3CHCHCH2CH3、、、，D正确。
7．已知碳碳单键可以绕键轴旋转，某烃的结构简式如图所示，下列有关该烃的说法正确的是（ ）
A. 该烃是苯的同系物
B. 分子中最多有6个碳原子处于同一直线上
C. 分子中含四面体结构的碳原子有4个
D. 分子中至少有9个碳原子处于同一平面上
【答案】B
【解析】苯的同系物只含一个苯环且侧链为烷基，1个题给烃分子中含有2个苯环，不是苯的同系物，A错误；碳碳单键可绕键轴旋转，故题给分子中最多有6个碳原子处于同一直线上，如图（数字标记的碳原子为处于同一直线上的碳原子），B正确；1个题给烃分子中含有2个甲基，故含四面体结构的碳原子有2个，C错误；结合碳碳单键绕键轴旋转可知，题给分子中至少有10个碳原子处于同一平面上，如图（数字标记的碳原子为一定处于同一平面的碳原子），D错误。
8．（2025·广东广州模拟）工业上合成的反应为，下列说法错误的是（ ）
A. X、Y、Z三种有机物均易发生加成反应
B. X、Y、Z三种有机物分子中所有原子均有可能共平面
C. X、Y、Z三种有机物使酸性高锰酸钾溶液褪色的原理相同
D. Z的二氯代物有7种（不考虑立体异构）
【答案】B
【解析】X、Y、Z中都含有碳碳不饱和键，均能发生加成反应，A正确；Z中含有饱和碳原子，具有甲烷的结构特征，即所有原子不在同一个平面上，B错误；X、Y、Z中都含有碳碳不饱和键，都能与酸性KMnO4溶液发生氧化反应，C正确；Z的二氯代物中，两个Cl原子可在相同或不同的碳原子上，如果在相同的碳原子上有1种，如果在不同的碳原子上有6种，共7种，D正确。
9．（2025·河北邯郸模拟）分子式为C5H10O2，既能与金属钠反应放出氢气，又能发生银镜反应的有机化合物有（ ）
A. 12种B. 10种C. 8种D. 14种
【答案】A
【解析】C5H10O2的不饱和度Ω=1，能发生银镜反应，说明该有机物中含有—CHO，且—CHO的Ω=1，能与金属钠反应放出H2，说明含有—OH；可看作C4H10中有2个H分别被—OH和—CHO取代，先固定—OH的位置，由“定一移一”法可确定—CHO的位置（用数字表示），即、、、，综上分析可知，符合条件的同分异构体共有12种，A正确。
能力强化练
10．（2025·河南郑州一中期中）观察图中有机物的结构简式，下列说法错误的是（ ）
A. 该分子中所有原子可能位于同一平面
B. 该分子中最多有6个碳原子位于同一直线上
C. 1ml该物质最多可以与7mlH2发生加成反应
D. 苯环上的一氯代物有2种（不考虑立体异构）
【答案】B
【解析】根据共平面、共直线情况，该分子可写成（数字标注的碳原子为共直线的碳原子），由于碳碳单键可旋转，苯环和烯烃所在平面可以重合，故该分子中所有原子可能位于同一平面，最多有5个碳原子在同一直线上，A正确，B错误；苯环、碳碳双键和碳碳三键均能和H2发生加成反应，即1ml该物质最多能消耗7mlH2，C正确；该物质苯环上的一氯代物有2种，D正确。
11．有机物A的分子式为C5H10，在一定条件下存在如图所示转化关系。下列说法正确的是（ ）
A. A分子存在顺反异构
B. B分子中有2个手性碳原子
C. C的同分异构体中，能被氧化为醛的醇有4种（不考虑立体异构）
D. D的同分异构体中，含2种不同化学环境氢原子的只有1种
【答案】C
【解析】由C的结构简式及A的分子式可逆推出A为或，B为。A分子中碳碳双键中的一个碳原子上连了2个相同的原子或原子团，因此不存在顺反异构，A错误；B分子中只有连接Br原子的碳原子为手性碳原子，B错误；C的同分异构体中，能被氧化为醛的醇含有—CH2OH结构，则C的分子式可改写为C4H9—CH2OH，由于C4H9—有4种结构，故符合条件的醇有4种，C正确；D的同分异构体中含2种不同化学环境的氢原子的有和，D错误。
12．（2025·湖南永州期中）同分异构现象是有机化合物种类繁多、数量巨大的原因之一。下列有关同分异构体（不考虑立体异构）的说法正确的是（ ）
A. C5H11Cl的同分异构体中，含有2个—CH3结构的有机物共有4种
B. 分子式为C8H10的芳香烃有3种，分别为、和
C. 分子式为C4H8的烯烃有2种，分别为
CH2CHCH2CH3、CH3CHCHCH3
D. 分子式为C5H12O的醇有9种不同结构
【答案】A
【解析】C5H11Cl可视作正戊烷、异戊烷、新戊烷分子中的1个H原子被Cl原子取代，其正戊烷、异戊烷的一氯代物中含有2个甲基的同分异构体各有2种，新戊烷中不存在含有2个甲基的一氯代物，故符合条件的同分异构体共有4种，A正确；分子式为C8H10的芳香烃有4种，除题给3种芳香烃外还有乙苯，B错误；分子式为C4H8的烯烃有3种，除题给烯烃外还有2−甲基丙烯，C错误；分子式为C5H12O的醇，可改写为C5H11—OH，由于C5H11—有8种结构，即符合条件的醇也有8种结构，D错误。
13．（2025·重庆大渡口期末）有机物c是合成三唑类杀菌剂的重要中间体，一种合成c的反应如图所示。
下列说法正确的是（ ）
A. c不存在顺反异构体
B. a分子中最多有12个原子共平面
C. c与足量H2加成的产物分子中有3个手性碳原子
D. b的同分异构体中，属于醛类的有8种（不含立体异构）
【答案】D
【解析】c中碳碳双键两端碳原子分别连接不同的原子或原子团，存在顺反异构体，A错误；a中苯环和醛基均为平面结构，单键可旋转，故a分子中所有原子可能共平面，即最多有14个原子共平面，B错误；c与足量H2加成的产物为，其中只有与—OH相连的碳原子为手性碳原子，C错误；b的分子式为C6H12O，其醛类同分异构体可写成C5H11—CHO，C5H11—有8种结构，故C5H11—CHO有8种结构，D正确。
14．（8分）根据要求，回答下列问题。
（1） 用核磁共振仪对分子式为C3H8O的有机物进行分析，所得核磁共振氢谱有3组峰，且峰面积之比为6:1:1，则该化合物的键线式为_ _ _ _ 。
（2） （2025·河南郑州三模）G（）的同分异构体中，仅含有—CH2OH、—CH2CONHCH3和苯环结构的有_ _ _ _ 种（不考虑立体异构）。
（3） （2025·湖北咸宁模拟）B（）的同分异构体中同时满足下列条件的有_ _ _ _ 种。
①官能团种类不变
②能发生银镜反应
③苯环上的取代基有4个
其中核磁共振氢谱显示有4组峰，且峰面积比为6:2:1:1的结构简式为_ _ _ _ （任写一种）。
【答案】（1）
（2） 6
（3） 16；或
【解析】
（1） 结合分子式和核磁共振氢谱中峰面积之比，可知结构中含2个—CH3，且2号碳原子上连接—OH，其结构简式为，其键线式为。
（2） G的同分异构体中，仅含—CH2OH、—CH2CONHCH3和苯环结构，说明苯环上含有3个取代基，即1个—CH2OH、2个—CH2CONHCH3，苯环上2个—CH2CONHCH3有邻、间、对3种结构，再引入—CH2OH，共有6种可能结构。
（3） 满足题给条件的B的同分异构体中含有1个—NHCHO、2个—CH3、1个—Cl；苯环上有2个—CH3和1个—Cl时，有6种结构，再插入—NHCHO，可能的结构有（数字表示—NHCHO的位置）、、、、、，故符合条件的同分异构体共有2×2+3×4=16种；其中核磁共振氢谱显示有4组峰，且峰面积之比为6:2:1:1的结构简式为或。