高中鲁科版 (2019)第3节 饮食中的有机化合物课时训练

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二十五 有机物共线、共面问题 有机物同分异构体的书写(提升课时)
学习理解 共30分
一、选择题(本题共6小题，每小题3分，共18分)
1．下列说法正确的是( )
A．所有的烷烃，彼此都互为同系物
B．两种化合物的组成元素相同，各元素的质量分数也相同，二者一定是同分异构体
C．相对分子质量相同的几种化合物，一定是同分异构体
D．组成元素及其质量分数相同，且相对分子质量也相同的不同化合物，一定互为同分异构体
解析:选D。含有相同碳原子数的烷烃,分子式相同,属于同分异构体,不属于同系物,A错误;若两种化合物的组成元素相同,各元素的质量分数也相同,则它们的最简式相同。最简式相同的化合物可能是同分异构体,也可能不是同分异构体,如CH3CH2CH2CH3与属于同分异构体,而CH2CH2与不是同分异构体,B错误;相对分子质量相同的物质很多,如H3PO4和H2SO4,但它们不是同分异构体,C错误;当不同化合物的相对分子质量相同,其组成元素及其质量分数相同,其分子式一定相同,这样的化合物一定是同分异构体,D正确。
2.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
解析:选B。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。
3．(2021·枣庄高一检测)下列关于有机物结构的说法错误的是( )
A．环己烷中所有C—C—C键角均为120°
B．CnH2n＋1Cl与CnHCl2n＋1同分异构体数目相同
C．C原子与N原子之间可形成单键、双键和三键
D．苯的二氯代物只有3种，可证明苯环中六个碳碳键完全相同
解析:选A。环己烷是全部由单键构成的分子，结构类似于甲烷，键角也接近甲烷键角109°28′，不是120°，故A错误；CnH2n＋1Cl与CnHCl2n＋1同分异构体数目相同，把H原子和Cl原子互换即可，故B正确；C原子与N原子之间可形成单键、双键和三键，如：HC≡N、CH3CH==N—CH3、CH3—NH2等，故C正确；苯的二氯代物只有邻二氯苯、间二氯苯、对二氯苯3种同分异构体，说明苯环中的6个碳碳键完全相同，故D正确。
4.蒽的结构如图所示,其八氯代物异构体数目为( )
A.13种B.14种C.15种D.16种
解析:选C。如图所示编号:,由于该物质分子中共有10个氢原子,八氯代物异构体数目与二氯代物异构体数目相同。当2个氯原子处于同一环上时,若处于中间环时,只有1种;当处于一侧环时,1个氯原子处于1号位,另外一个氯原子可以位于2、3、4号位置,有3种,2个氯原子可以分别处于2、3号位置有1种;当2个氯原子处于不同环时,一个氯原子处于1号位,另一个氯原子可以位于另外2个环的6种位置,有6种;一个氯原子处于2号位,另外一个氯原子可以位于10、8、7、5号位置(1、8与2、9相同,1、7与2、6相同),有4种,故蒽的二氯代物的同分异构体的数目有1+3+1+6+4=15种,所以其八氯代物异构体数目也是15种,选项C符合题意。
5．有三种不同的基团，分别为—X、—Y、—Z，若同时分别取代苯环上的三个氢原子，能生成的同分异构体数目是( )
A．10种 B．8种 C．6种 D．4种
解析:选A。分情况讨论。①—X、—Y、—Z都相邻的情况：其中一种取代基在另外两种中间时存在的结构不同，所以总共有3种同分异构体；②—X、—Y、—Z都不相邻：三种取代基都在苯环上都处于间位，只有1种结构；③—X、—Y、—Z中只有两个相邻：当其中只有两个取代基相邻时，另外一个取代基有2种位置，所以共有3×2＝6种；综上所述，总共含有的同分异构体数目为3＋1＋6＝10。
6．分子式为C4H8Cl2的有机物共有(不含立体异构)( )
A．7种 B．8种 C．9种 D．10种
解析:选C。当主链碳有4个时,其同分异构体(H省略)有、、、、、共6种,当主链碳有3个时,其同分异构体(H省略)有、、共3种,故分子式为C4H8Cl2的有机物共有9种。
二、非选择题(本题共1小题，共12分)
7．回答下列各问题。
(1)烷烃A蒸气的密度是同温同压下H2密度的36倍，则其分子式是__________，同分异构体分别是________________、______________、________________。
(2)烷烃B的分子中含有18个氢原子，其分子式是__________________，
其名称是____________。
解析:烷烃的分子式组成通式为CnH2n+2。
(1)Mr(A)=14n+2=36×2,即n=5,其同分异构体有3种,分别是CH3CH2CH2CH2CH3、
、。
(2)根据烷烃的通式可得2n+2=18,即n=8,分子式是C8H18,其名称是辛烷。
答案:(1)C5H12 CH3CH2CH2CH2CH3
(2)C8H18 辛烷
应用实践 共20分
一、选择题(本题共4小题，每小题3分，共12分)
8．下列各组物质中，相互间一定互为同系物的是( )
A．C4H10和C20H42 B．C2H4和C3H6O
C．C4H8和C3H6 D．一溴乙烷和1，2­二溴乙烷
解析:选A。C4H10和C20H42均为饱和烷烃，分子组成相差16个“CH2”原子团，故互为同系物，故A正确；C2H4和C3H6O组成元素不完全相同，故B错误；C4H8可能是烯烃，也有可能是环烷烃，C3H6可能是烯烃，也有可能是环烷烃，故两者结构不一定相似，故不一定互为同系物，故C错误；一溴乙烷和1，2­二溴乙烷结构不相似，故不互为同系物，故D错误。
9．Marcel Mayrl合成的桥连多环烃()，拓展了人工合成自然产物的技术。下列有关该烃的说法正确的是( )
A．不能发生氧化反应 B．一氯代物有4种
C．分子中含有4个五元环 D．所有原子处于同一平面
解析:选C。能与氧气发生氧化反应，故A错误；一氯代物有5种，故B错误；分子中含有4个五元环，3个六元环，故C正确；所有原子不可能处于同一平面，故D错误。
10．(双选)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正确的是( )
A．分子式为C5H8
B．一氯代物有两种同分异构体
C．所有碳原子不可能共平面
D．与丙炔互为同系物
解析:选A、C。根据螺[2，2]戊烷()的键线式可知，其分子式为C5H8，选项A正确；螺[2，2]戊烷()中的氢都是等效的，故其一氯代物只有一种，选项B错误；螺[2，2]戊烷()中不可能所有碳原子均共面，选项C正确；螺[2，2]戊烷与丙炔结构不相似，不是同类物质，不互为同系物，选项D错误。
11．青菜含有的维生素C和植物纤维有助于清除人体吸入的粉尘颗粒。已知维生素C的结构如图所示，有关判断不正确的是( )
A．维生素C中含有3种官能团
B．维生素C分子式为C6H8O6
C．维生素C能发生氧化反应
D．维生素C具有酸性
解析:选D。维生素C中含有羟基、碳碳双键和酯基三种官能团，选项A正确；根据有机物质的结构简式可以得出维生素C的分子式为C6H8O6，选项B正确；维生素C可以燃烧发生氧化反应，选项C正确；维生素C中不含有羧基，无酸性，选项D不正确。
二、非选择题(本题共1小题，共8分)
12.“立方烷”是一种新合成的烃，分子为正方体结构，其碳架结构如图所示。
(1)立方烷的分子式为____________________________________。
(2)该立方烷与氯气发生取代反应，生成的一氯代物有________种，生成的二氯代物有________种。
(3)若要使1 ml该烃的所有氢原子全部被氯原子取代，需要________ ml氯气。
解析:(1)1个立方烷分子中有8个碳原子，分布在立方体各顶点。氢原子数目可根据碳原子最多形成4个价键来考虑。由于每个碳原子与其他碳原子均已形成3个碳碳单键，故只能与1个氢原子结合。分子式为C8H8。
(2)由于是正方体，8个顶点的位置全部一样，所以立方烷只有一种一氯代物。根据正方体中两顶点的相对位置只有3种情况，所以二氯代物应有三种结构：
。
(3)根据取代反应的特点，完全取代8 ml氢原子，需8 ml氯原子，同时又生成8 ml氯化氢。
答案：(1)C8H8 (2)1 3 (3)8