高中化学苏教版 (2019)选择性必修3第一单元 有机化合物的结构当堂达标检测题

专题2第一单元有机化合物的结构同步练习

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．下列关于有机化合物的说法正确的是

A．含碳元素的化合物一定都是有机化合物

B．有机化合物除含碳元素外，一定还含有氢元素

C．碳原子成键方式的多样性是有机化合物种类繁多的原因之一

D．易溶于汽油、酒精、苯的物质一定是有机化合物

2．下列化合物中同分异构体数目最多的是

A．C5H12 B．C5H10 C．C5H12O D．C4H8O2

3．下列几种结构简式中，互为顺反异构体的是

①    ②③    ④

A．①② B．③④ C．②③ D．①③

4．下列说法不正确的是

A．和互为同位素 B．金刚石和石墨互为同素异形体

C．和互为同系物 D．和互为同分异构体

5．苯及其同系物与氢气发生的加成反应称为氢化。甲苯完全氢化后，再发生氯代反应，其一氯代物的同分异构体数目有

A．3种 B．4种 C．5种 D．6种

6．同分异构体现象在有机化学中是非常普遍的，下列有机物互为同分异构体的是

①CH2=CHCH3 ②  ③CH3CH2CH3  ④HC≡CCH3

A．①与② B．③与④ C．②与③ D．①与④

7．下列叙述不正确的是

A．甲苯苯环上的一个氢原子被含3个碳原子的烷基取代，所得有机物有6种

B．分子式为C4H8Cl2的有机物共有8种

C．含有5个碳原子的某饱和链烃，其一氯取代物可能有3种

D．菲的结构简式为，它与硝酸反应，可生成5种一硝基取代物

8．组成和结构可用表示的有机物共有(不考虑立体异构)

A．10种 B．12种 C．8种 D．4种

9．已知物质A的结构简式为，其苯环上的一溴代物有

A．3种 B．4种 C．6种 D．8种

10．某有机物的结构如图所示，下列说法错误的是

A．该有机物与乙苯不互为同系物 B．分子中共直线的碳原子最多有4个

C．分子中共平面的原子最多有19个 D．分子中所有碳原子可能在同一平面上

11．已知①、②两种物质的结构如图所示，下列说法正确的是

A．①和②两种物质的分子式均为

B．②的一氯代物只有2种(不考虑立体异构)

C．②分子中所有碳原子可能处于同一平面上

D．①分子中最多有4个碳原子共直线

12．由两个或两个以上的苯环共用相邻的两个碳原子的芳香烃称为稠环芳香。图中椭圆烯也属于稠环芳香。该物质的一氯代物有

A．4种 B．3种 C．2种 D．1种

13．下列物质在给定条件下的同分异构体数目(不包括立体异构)正确的是

A．的一溴代物有4种

B．分子式为且属于烯烃的有机物有4种

C．分子式为且属于羧酸的有机物有4种

D．分子式为的同分异构体有3种

14．下列化合物中含有手性碳原子的是

A． B．

C． D．

二、多选题

15．关于丙氨酸的下列说法，正确的是

A．I和II的结构和性质完全不相同

B．I和II呈镜面对称，具有不同的分子极性

C．I和II具有完全相同的组成和原子排列

D．I和II中化学键的种类与数目完全相同

三、填空题

16．回答下列问题：

(1)下图均是由4个碳原子结合成的5种有机物(氛原子没有画出)。

五种物质中4个碳原子可能处于同一平面的有___________(填字母)

(2)某化工厂生产的某产品只含碳，氢，氧三种元素，其分子模型如图所示(图中球与球之间的连线代表化学键，如单键，双键等)。

①该有机物中○表示的原子为___________(用化学符号表示。下同)。表示的原子为___________。表示的原子为___________。

②该产品的结构简式为___________。

17．回答下列问题：

(1)写出以CH≡CH、HCN为原料制备聚丙烯腈(“人造羊毛”)的过程中所发生的反应类型____。

(2)PVC(聚氯乙烯)和PE(聚乙烯)都是常用的塑料，它们的单体分别为____和____。

(3)PE(聚乙烯)材料目前被公认为安全材料，也可用于制作保鲜膜和一次性餐盒。辨别PE和PVC有三种方法，一是闻气味法：具有刺激性气味的是___；二是测密度法：密度大的应是___；三是燃烧法：PE的单体和PVC的单体在足量空气中燃烧的实验现象的明显区别是___。

(4)PVDC()是一种阻隔性高、韧性强、化学稳定性好的理想包装材料，广泛用于肉制品、豆制品等的包装。写出合成PVDC的单体的同分异构体的结构简式：___。

18．同分异构现象在有机化学中普遍存在，中学阶段常见的同分异构体有三类：①官能团异构，②位置异构，③碳架异构。已知分子式为C5H12O的有机化合物有多种同分异构体，下面给出其中四种：

A．CH3—CH2—CH2—CH2—CH2OH

B．CH3—O—CH2—CH2—CH2—CH3

C．

D．

根据上述信息完成下列问题：

(1)根据所含官能团判断A属于___________类有机化合物，B、C、D中，与A互为官能团异构的是___________(填字母，下同)，与A互为碳架异构的是___________；与A互为位置异构的是___________。

(2)写出另一种与A互为位置异构的有机化合物(除B、C、D以外)的结构简式：___________。

(3)与A互为碳架异构的同分异构体共有5种，除B、C、D中的一种以外，其中两种结构简式为、，写出另外两种同分异构体的结构简式：___________、___________。

四、原理综合题

19．（1）将下列符合要求的组别字母填入相应位置

A．O2和O3B．和C．CH3CH2CH2CH3和

D．E．CH3CH2CH2CH3和

①___________组两种微粒互为同位素；

②__________组两种物质互为同素异形体；

③___________组两种物质属于同系物；

④___________组两物质互为同分异构体；

⑤___________组两物质是同一物质。

（2）一定温度下，将3molA气体和1molB气体通入一容积固定为2L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)xC(g)，反应1min时测得剩余1.8molA，C的浓度为0.4mol/L，则1min内，B的平均反应速率为__________________，X为________，若反应经2min达到平衡，平衡时C的浓度________0.8mol/L（填“大于，小于或等于”）。

五、有机推断题

20．某研究性学习小组为确定一种从煤中提取的液态烃X的结构，对其进行了如下实验探究。

步骤一：这种烃X的蒸气通过热的氧化铜，可被氧化成二氧化碳和水，再用无水氯化钙吸收水，氢氧化钠浓溶液吸收二氧化碳。实验测得，2.12 g烃X的蒸气通过热的氧化铜被氧化生成7.04 g二氧化碳和1.80 g水。

步骤二：通过仪器分析知X的相对分子质量为106。

步骤三：如图Ⅰ，用核磁共振仪测出X的核磁共振氢谱有2组峰，其面积之比为2∶3。

步骤四：利用红外光谱仪测得X分子的红外光谱如图Ⅱ。

试回答下列问题：

(1)X的分子式为___________，名称为___________。

(2)步骤二中的仪器分析方法为___________。

(3)写出符合下列条件的X的同分异构体的结构简式：___________。

①芳香烃　②苯环上的一氯代物有三种

(4)以X为原料可制得另一种重要的化工产品邻苯二甲酸(PTA)，查阅资料得知PTA在水中的溶解度随着温度的升高明显增大。若得到的PTA粗产品中有部分不溶性杂质，请简述实验室中提纯PTA的方法：___________。

参考答案：

1．C

【详解】A．有机化合物一定都是含碳元素的化合物，但是含碳元素的化合物一定都是有机化合物，如NaHCO3是含有C元素的化合物，但属于无机物，A错误；

B．有机化合物中除含碳元素外，可能还含有氢元素，但不一定含有H元素，如CCl4是有机化合物，其中含有C元素，但不含有H元素，B错误；

C．碳原子最外层有4个电子，C原子之间可以形成共价单键、共价双键、共价三键，不仅可以形成碳链，也可以形成碳环；C原子不仅可以与C原子形成共价键，也可以与其它元素的原子形成共价键，碳原子成键方式的多样性是有机化合物种类繁多的原因之一，C正确；

D．I2等卤素单质是由非极性分子构成的物质，在汽油、酒精、苯等由非极性分子构成的物质中易溶解，但卤素单质不是有机化合物，D错误；

故合理选项是C。

2．D

【详解】A．C5H12只存在碳链异构，共有3种同分异构体，A不选；

B．C5H10中存在碳链异构、位置异构和官能团异构，若为戊烯，则有5种结构，若为环烷类，则有5种结构，C5H10最多有10种结构，B不选；

C．C5H12O存在碳链异构、位置异构和官能团异构，若为戊醇，则有8种结构，若为醚类物质，则有6种结构，C5H12O最多有14种结构，C不选；

D．C4H8O2存在碳链异构、位置异构和官能团异构，若为丁酸，则有2种结构，若为酯类，则有4种结构，若存在羰基同时存在羟基或醚键，则有13种结构，共有19种结构，D选；

故答案选D。

3．D

【详解】在同一碳原子上不连相同官能团或原子的情况下，相同官能团或原子在碳碳双键两端且同侧的为顺式结构，相同官能团或原子在碳碳双键两端且异侧的为反式结构，①为反式结构；②同一碳上连相同官能团或原子，没有顺反异构；③为顺式结构；④同一碳上连相同官能团或原子，没有顺反异构，综上故选D。

4．C

【详解】A．同位素是指质子数相同，中子数不同的同一种元素形成的不同原子，则和互为同位素，A正确；

B．同素异形体是指同一种元素形成的不同单质，金刚石和石墨均为碳单质，互为同素异形体，B正确；

C．结构相似，在分子组成上相差若干个CH2的有机物互为同系物，为乙烯，而可以为丙烯或环丙烷，则和不一定互为同系物，C错误；

D．分子式相同，结构不同的有机物互为同分异构体，则和互为同分异构体，D正确；

故选C。

5．C

【详解】苯及其同系物与氢气发生的加成反应称为氢化。甲苯完全氢化后，得到，发生氯代反应，由于有5种不同环境的氢，因此其一氯代物的同分异构体数目有5种，故C符合题意。

综上所述，答案为C。

6．A

【详解】分子式相同，而结构不同的化合物互为同分异构体，所以根据有机物结构简式可知①和②满足分子式相同二结构不同，互为同分异构体，故A正确；

答案选A。

7．B

【详解】A．含有3个碳原子的烷基有丙基、异丙基两种，甲苯苯环上有3种氢原子，分别处于甲基的邻、间、对位，所以甲苯苯环上的一个氢原子被含3个碳原子的烷基取代，所得有机物有种，A正确；

B．可以看作中2个H原子被2个Cl原子取代，有、两种结构：中，当2个Cl原子取代同一个C原子上的H时，有2种，当2个Cl原子取代不同C原子上的H时，有4种；中，当2个Cl原子取代同一个C原子上的H时，有1种，当2个Cl原子取代不同C原子上的H时，有2种，故分子式为的有机物共有9种，B错误；

C．戊烷的同分异构体有、、，若为，其一氯代物有、，共三种，C正确；

D．苯环是平面正六边形结构，菲具有很高的对称性，沿如图虚线对称：，有如图所示5种H原子，故菲的一硝基取代物有5种，D正确；

答案选B。

8．A

【详解】丁基有四种结构，苯环对位上的两个丁基均有四种不同结构，将四种丁基分别记为A、B、C、D，则组合的种类有AA、AB、AC、AD、BB、BC、BD、CC、CD、DD，共10种，因此合理选项是A。

9．A

【详解】由结构的对称性可知，有机物A分子中苯环上含3种H（ ），苯环上的一溴代物有3种。

答案选A。

10．C

【详解】A．题给有机物苯环上所连烃基中含有不饱和键，而乙苯中的乙基是饱和烃基，二者结构不相似，不互为同系物，A正确；

B．据图可知，分子中共直线的碳原子最多有4个，B正确；

C．苯和碳碳双键是平面结构、碳碳三键是直线形，饱和碳原子是四面体结构，该分子中共平面的原子最多有21个，C错误；

D．由苯、乙烯为平面结构，乙炔为直线形结构，结合碳碳单键可以旋转，可知该分子中所有碳原子可能处于同一平面上，D正确；

答案选C。

11．B

【详解】A．由题给结构可知①、②的分子式均为，故A错误；

B．②分子中只有两种氢原子，其一氯代物只有两种，故B正确；

C．②分子中存在连有4个碳原子的饱和碳原子，分子中所有碳原子不可能处于同一平面上，故C错误；

D．苯环中处于对位的碳原子及其相连的原子在一条直线上，在①分子中最多有3个碳原子在一条直线上，故D错误；

答案选B。

12．A

【详解】椭圆烯结构高度对称，如图：，其分子中有4种氢原子，所以椭圆烯的一氯代物有4种。

答案选A。

13．D

【详解】A．分子中含有5种氢原子，则其一溴代物有5种，A项错误；

B．分子式且属于烯烃的有机物有、、，共3种，B项错误；

C．分子式为，且属于羧酸的有机物有、，共2种，C项错误；

D．的同分异构体有、、，共3种，D项正确。

答案选D。

14．B

【详解】A．分子中，每个碳原子所连接的四个基团或原子都有相同的，不存在手性碳原子，故A不符合题意；

B．分子中，甲基中C原子上连有3个H原子，不是手性碳原子，羧基的碳原子为不饱和碳原子，不是手性碳原子，剩余的一个碳原子所连的四个基团或原子分别是氨基、甲基、氢原子和羧基，该碳原子为手性碳原子，故B符合题意；

C．分子中碳原子连接两个氯和两个氟，没有手性碳原子，故C不符合题意；

D．中，中含有2个H，羧基的碳原子为不饱和碳原子，该有机物中不存在手性碳原子，故D不符合题意；

故选B。

15．CD

【详解】A．Ⅰ和Ⅱ在某些性质上有所不同，但它们有着相同的官能团，化学性质相似，故A错误；

B．根据其结构可知，两种分子极性相同，故B错误；

C．Ⅰ和Ⅱ具有完全相同的组成和原子排布，故C正确；

D．Ⅰ和Ⅱ互为对映异构体，所含化学键的种类与数目是相同的，故D正确。

故选CD。

16．(1)bcde

(2)     H     C     O    

【解析】（1）

CH4分子是正四面体结构，则a中4个碳原子不可能共面，C2H4分子是平面形结构，则b中和c中4个碳是共面的，C2H4分子是直线形结构，碳碳单键可绕键轴旋转，则d中4个碳是共面的，C2H2分子是直线形结构，碳碳单键可绕键轴旋转，则e中4个碳是共面的，故答案为：bcde；

（2）

①分子结构中灰球1与3个白球、灰球2形成四个共价键，所以灰球为碳原子，白球为氢原子；根据6号原子与氢原子、4号碳原子形成两个共价键，可知黑球为氧原子；

②根据球棍模型可知，该有机物的结构简式为。

17．(1)加成反应、加聚反应

(2)     CH2=CHCl     CH2=CH2

(3)     聚氯乙烯     聚氯乙烯     聚乙烯更易燃烧，聚氯乙烯燃烧有白雾(HCl的小液滴)生成

(4)CHCl=CHCl

【解析】(1)

CH≡CH和HCN通过加成反应生成CH2=CHCN，CH2=CHCN通过加聚反应生成聚丙烯腈。

(2)

聚氯乙烯是由氯乙烯经过加聚反应得到的，所以其单体为氯乙烯，结构简式为：CH2=CHCl，聚乙烯是由乙烯经过加聚反应得到的，所以其单体为乙烯，结构简式为：CH2=CH2。

(3)

聚氯乙烯燃烧时有刺激性气味的氯化氢气体放出；聚氯乙烯有相对分子质量相对较大的氯原子，其密度比聚乙烯大；聚乙烯更易燃烧，聚氯乙烯不易燃烧，燃烧时产生氯化氢，有白雾(HCl的小液滴)产生。

(4)

由PVDC的结构简式可知，其单体为CH2=CCl2，其同分异构体为：CHCl=CHCl。

18．(1)     醇     B     D     C

(2)

(3)         

【详解】（1）A物质分子中含有羟基，属于醇类有机化合物；B属于醚类，与A互为官能团异构；D为醇类有机化合物，但碳链与A不同，与A互为碳架异构；C的碳链与A相同，但羟基位置不同，与A互为位置异构，故答案为：醇；B；D；C；

（2）C-C-C-C-C碳链中有三种碳原子，羟基位于端点即为A，位于倒数第二个碳上即为C，当羟基位于中间的碳原子上时，满足题意，即另一种与A互为位置异构的有机化合物的结构简式为：，故答案为：；

（3）与A互为碳架异构的同分异构体共有5种，为、、、、，故答案为：；。

19．     B     A     C     E     D     0.2mol/(L.min)     2     小于

【分析】（1）同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素；

同素异形体：是指由同种元素组成不同性质的单质；

同系物：一般的，我们把结构相似、分子组成相差若干个CH2原子团的有机化合物互相称为同系物；同系物必须是同一类物质（含有相同且数量相等的官能团，羟基例外，酚和醇不能成为同系物，如苯酚和苯甲醇）；

同分异构体：是一种有相同分子式而有不同的原子排列的化合物；据以上分析解答。

（2）利用“三段式”进行分析解答。随着反应的进行，反应物浓度的减小，速率减慢。

【详解】①根据以上分析可知：核电荷数相同，中子数不同的核素，和互为同位素；综上所述，本题选B。

②根据以上分析可知：由氧元素组成的不同性质的单质，O2和O3互为同分异构体；综上所述，本题选A。

③根据以上分析可知：组成相同，相差nCH2原子团，CH3CH2CH2CH3和互为同系物；综上所述，本题选C。

④根据以上分析可知：分子式一样，结构不同，CH3CH2CH2CH3和互为同分异构体；综上所述，本题选E。

⑤根据以上分析可知：均为四面体结构，为同一种物质；综上所述，本题选D。

（2）利用三段式法计算

根据以上分析可知，1min内，B的平均反应速率为V===0.2mol/(L.min)；0.2x=0.4，x=2；由题知，反应进行1min时，C的浓度为0.4mol/L，若反应继续进行至达到平衡再需1分钟，因为随着反应的进行正反应速率不断减慢，同样是历时1min生成的C的量要比前1min的少，因此，平衡时C的浓度小于0.8mol/L；综上所述，本题答案是：0.2mol/(L.min)；2；小于。

20．(1)     C8H10     对二甲苯

(2)质谱法

(3)、

(4)将粗产品溶于适量热水中，趁热过滤，冷却结晶，过滤出晶体

【分析】本题主要考查的是有机物结构式的确定、限制条件同分异构体书写、物质的分离提纯，意在考查学生的分析推理能力和知识应用能力，解题的关键是正确识别核磁共振氢谱和红外光谱。

【详解】（1）烃的物质的量为，生成二氧化碳为，生成水为，则分子中、，故的分子式为，的红外光谱测定含有苯环，属于苯的同系物，而核磁共振谱有个峰，其面积之比为：，则为，名称为对二甲苯，故答案为：；对二甲苯 二甲苯；

（2）步骤二通过仪器分析得知的相对分子质量，该方法称为质谱法，故答案为：质谱法；

（3）的同分异构体符合下列条件：芳香烃，苯环上一氯代物有三种，符合条件的同分异构体有：，

故答案为：；

（4）在水中的溶解度随着温度的升高明显增大，且粗产品中杂质不溶于水，提纯的实验方法：将粗产品溶于适量热水中，趁热过滤，冷却结晶，过滤出晶体，则实验室中提纯的方法为重结晶。