2.1 有机化合物的结构 同步习题 2023-2024学年高二下学期化学苏教版（2019）选择性必修3

2.1 有机化合物的结构 同步习题 2023-2024学年高二下学期化学苏教版（2019）选择性必修3 一、单选题 1．某化工厂生产的某产品只含C、H、O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)。下列物质中与该产品互为同分异构体的是(　　) A．CH2＝C(CH3)COOH B．CH2＝CHCOOCH3 C．CH3CH2CH＝CHCOOH D．CH3CH(CH3)COOH 2．下列有关化学用语的表述不正确的是 A．乙炔的结构简式：CH≡CH B．醛基的结构简式：-COH C．乙烯的电子式： D．溴乙烷的分子结构模型： 3．下列互为同分异构体的是 A．乙烷和乙烯 B．葡萄糖与麦芽糖 C．淀粉与纤维素 D．正丁烷与异丁烷 4．“宏、微、符”三重表征是重要的化学学科素养。下列化学用语表述正确的是(    ) A．的电子式： B．分子的空间填充模型： C．氯离子的结构示意图： D．乙醇分子的键线式： 5．下列说法正确的是 A．酶是一类具有高选择催化性能的蛋白质 B．分子式为C7H16的烷烃，含有三个甲基的同分异构体有2种 C．直馏汽油和裂化汽油不可用溴水或酸性高锰酸钾溶液进行鉴别 D．乙醇、乙醛、乙酸、乙酸乙酯均能发生氧化反应 6．下列说法正确的是 A．相同质量的甲烷、乙烷、丙烷完全燃烧，消耗氧气最少的是甲烷 B．1 mol 甲烷与1 mol C12在光照条件下生成物最多的一氯甲烷 C．甲烷、苯和油脂均不能使酸性KMnO4 溶液因反应而褪色 D．芳香族化合物分子式为C7H8O且能与金属钠反应的有机物有4种 7．下列各组物质中，互为同分异构体的是 A．和 B．金刚石和石墨 C．和 D．和 8．某烷烃发生氯代反应后，只能生成三种沸点不同的一氯代产物，此烷烃是 A．(CH3)2CHCH2CH2CH3 B．CH3CH2CH2CH2CH3 C．(CH3)2CHCH(CH3)2 D．(CH3)3CCH2CH2CH3 9．分子式为C10H14的单取代芳香烃，其可能的结构有 A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 10．下列各组物质属于同分异构体的是 A．与 B．与 C．与 D．与 11．下列说法错误的是 A．核素的中子数是0 B．和互为同位素 C．金刚石、石墨和足球烯互为同素异形体 D．和互为同分异构体 12．如图表示化合物a和m参与化合物b的组成情况，下列叙述正确的是 A．若a为核糖，则m有4种，分别是A、T、G、C B．若m为胸腺嘧啶，则b是RNA的基本单位 C．构成人体遗传物质的b共有4种，a有1种，m有4种 D．若b是烟草遗传物质的基本单位，则a为核糖 13．甲基带有的电荷数是 A．-3 B．0 C．+1 D．+3 14．有学者提出，在铜基催化剂作用下，合成甲醇的转化过程如图所示。下列说法证确的是    A．转化过程中碳原子有3种杂化方式 B．和均是由极性键构成的极性分子 C．能与溶液反应的甲酸乙酯的同分异构体分有1种 D．该过程的总反应方程式为 15．有机物A的分子式为C5H10O3，一定条件下，A与碳酸氢钠、钠反应均能产生气体，且生成的气体体积比(同温同压)为1：1，则A的结构最多有种(不考虑立体异构)。 A．10 B．12 C．14 D．16 16．下列有关化学用语的表述错误的是 A．羟基的电子式： B．的结构式： C．1，2-二溴乙烷的键线式： D．锗的原子结构示意图： 17．烃的含氧衍生物A的蒸气密度是相同状况下H2的37倍。将7.4 g A在足量氧气中充分燃烧，并将产物依次通过足量浓硫酸和碱石灰，分别增重9.0 g 和17.6 g，A能与金属钠反应放出气体，其核磁共振氢谱如图所示。下列说法正确的是 A．A的结构简式为CH3CH(OH)CH2CH3 B．A在铜催化作用下能被O2氧化成醛 C．A显酸性，能使紫色石蕊试液变红 D．A的同分异构体共有3种 18．苯丙酸诺龙是一种兴奋剂，结构简式如下，下列有关苯丙酸诺龙的说法中正确的是 A．苯丙酸诺龙分子中没有手性碳原子 B．苯丙酸诺龙属于芳香烃 C．苯丙酸诺龙既能使溴的四氯化碳溶液又能使酸性KMnO4溶液褪色 D．1mol苯丙酸诺龙最多可与2 mol的NaOH溶液反应 19．如图是立方烷的球棍模型，下列有关说法正确的是 A．它不易燃烧 B．它的二氯代物有两种同分异构体 C．它的三氯代物有三种同分异构体 D．它与苯乙烯(C6H5—CH=CH2)不是同分异构体 20．下列说法正确的是 A．表示中子数为10的氧元素的一种核素 B．金刚石和石墨互为同素异形体，两者之间不能相互转化 C．正丁烷与异丁烷互为同系物 D．的同分异构体有4种，其熔点各不相同 21．分子的结构与性质息息相关，下列说法错误的是 A．I2易溶于苯、CH4难溶于水，都可用“相似相溶”原理解释 B．二氢呋喃()和降冰片烯()分子中均含有手性碳原子 C．H3O+和NH3的中心原子都是sp3杂化 D．三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸 22．下列说法正确的是 A．四联苯的一氯代物有4种 B．质谱仪检测苯酚的质谱图中，最大质荷比是94 C．和互为同分异构体 D．宇宙中新发现的H2和H3互为同位素 23．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．乙醇的结构简式： D．和互为同分异构体 24．下列各组物质中，不属于同分异构体的是 A．葡萄糖和果糖 B．乙醇和乙醚 C．丙酮和丙醛 D．乙酸和甲酸甲酯 25．分子式为C5H10O2的有机物可能是羧酸或酯类物质，它们所具有的同分异构体的种数分别为 A．3种、6种 B．4种、7种 C．5种、7种 D．4种、9种 二、填空题 26．化合物F是合成某种抗肿瘤药物的重要中间体，其合成路线如下： C的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式 。 ①能与FeCl3溶液发生显色反应。 ②能发生水解反应，水解产物之一是α-氨基酸，另一产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1：1且含苯环。 27．今发现C6H6还有一种立体结构()，该结构的二氯代物有 种。 28．卤代烃在工农业生产和人们的生活中具有广泛的应用。回答下列问题： (1)四氯化碳(CCl4)可用作灭火剂，其分子结构为 形。多卤代甲烷可用工业上，分离这些多卤代甲烷的方法是 。 (2)三氟氯溴乙烷(CF3CHClBr)是一种麻醉剂，其有 种同分异构体(不考虑立体异构)，写出其中任意两种的结构简式： 。 (3)聚氯乙烯是生活中常见的塑料。工业生产聚氯乙烯的一种工艺路线如下： 乙烯1，2-二氯乙烷氯乙烯聚氯乙烯 反应①的反应类型为 。反应②的化学方程式为 ，应类型为 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．B 【详解】图中物质的结构简式为CH2＝C(CH3)COOH，分子式为C4H6O2，则与该产品互为同分异构体的是CH2＝CHCOOCH3。答案选B。 2．B 【详解】A．乙炔的结构简式：CH≡CH，A正确； B．醛基的结构简式：-CHO，B错误； C．乙烯的结构简式为CH2=CH2，电子式：，C正确； D．溴乙烷的结构简式为CH3CH2Br，分子结构模型： ，D正确； 答案选B。 3．D 【详解】A．乙烷的分子式为C2H6，乙烯的分子式为C2H4，分子式不同，乙烷和乙烯不是同分异构体，A错误； B．葡萄糖的分子式为C6H12O6，麦芽糖的分子式为C12H22O11，分子式不同，葡萄糖和麦芽糖不是同分异构体，B错误； C．淀粉和纤维素的分子式为(C6H10O5)n，n不同，分子式不同，所以不是同分异构体，C错误； D．正丁烷的结构简式为CH3CH2CH2CH3，异丁烷的结构简式为CH3CH(CH3)CH3，分子式相同，碳链不同，所以正丁烷和异丁烷是同分异构体，D正确； 故选D。 4．D 【详解】A．NaOH的电子式：，A错误；       B．C2H4分子的球棍模型：，B错误； C．氯离子的结构示意图：，C错误； D．乙醇分子的键线式：，D正确； 故答案为D。 5．D 【详解】A．绝大多数酶是蛋白质，少数具有生物催化功能的分子不是蛋白质，故A错误； B．该烃结构中含有3个甲基，则该烷烃只有1个支链，若支链为-CH3，主链含有6个碳原子，符合条件有：CH3CH(CH3)CH2CH2CH2CH3，CH3CH2CH(CH3)CH2CH2CH3；若支链为-CH2CH3，主链含有5个碳原子，符合条件有：CH3CH2CH(CH2CH3)CH2CH3；支链不可能大于3个碳原子，故符合条件的烷烃有3种，故B错误； C．直馏汽油为饱和烃类，裂化汽油中含有不饱和链烃，烯烃可与溴水发生加成反应，与酸性高锰酸钾氧化还原反应，烷烃不能，可用溴水或酸性高锰酸钾溶液进行鉴别，故C错误； D．有机物的燃烧为氧化反应，乙醇、乙醛、乙酸、乙酸乙酯均可燃烧，都能发生氧化反应，故D正确； 答案选D。 6．D 【详解】A．对比四种物质中碳、氢元素质量比，含氢越多，消耗氧气越多，甲烷CH4中碳氢元素的质量比为：12：4=3：1；乙烷C2H6中碳氢元素的质量比为：12×2：1×6=4：1；丙烷 C3H8中碳氢元素的质量比为：12×3：1×8=9：2，所以消耗氧气最多的是甲烷，故A错误； B．不单单只产生CH3Cl 它的副反应很多 还会产生CH2Cl2、CHCl3、CCl4每次都会产生HCl，故B错误； C．甲烷和苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，油脂分为油和脂，其中油中含有碳碳不饱和键，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故C错误； D．芳香族有机化合物的分子式为C7H8O，故A含有1个苯环，与Na反应有气体产生，含有酚羟基或醇羟基，若为醇羟基，则取代基为-CH2OH，只有1种结构：苯甲醇，若为酚羟基，还含有1个甲基，甲基与酚羟基有邻、间、对三种位置关系：邻甲基苯酚、间甲基苯酚、对甲基苯酚，故符合条件的结构有4种，故D正确。 答案选D。 7．C 【分析】分子式相同结构不同的化合物互为同分异构体，据此解答。 【详解】A．和的质子数相同，中子数不同，二者互为同位素，A不选； B．金刚石和石墨是由同一种元素组成的不同单质，二者互为同素异形体，B不选； C．和的分子式相同结构不同，二者互为同分异构体，C选； D．和的结构和性质完全相同，是同一种物质，D不选； 答案选C。 8．B 【分析】某烷烃发生氯代反应后，只能生成三种沸点不同的一氯代产物，即一氯代物有3种，根据等效氢原子来判断各烷烃中氢原子的种类，有几种类型的氢原子就有几种一氯代物，据此解答。 【详解】A．(CH3)2CHCH2CH2CH3分子中含有5种化学环境不同的氢原子，其一氯取代物有5种，A项错误； B．CH3CH2CH2CH2CH3分子中含有3种化学环境不同的氢原子，其一氯取代物有3种，B项正确； C．(CH3)2CHCH(CH3)2分子中含有2种化学环境不同的氢原子，其一氯取代物有2种，C项错误； Ｄ．(CH3)3CCH2CH2CH3分子中含有4种化学环境不同的氢原子，其一氯取代物有4种，D项错误； 答案选B。 9．B 【详解】分子式为C10H14的单取代芳香烃，其不饱和度为4，且含有1个苯环，因此只有一个取代基，且为饱和烃基，环上烃基可能的结构有：-CH2CH2CH2CH3、-CH2CH(CH3)2、-CH(CH3)CH2CH3、-C(CH3)3，共有4种结构，故选B。 10．D 【详解】A．同分异构体必须是化合物，这两种物质为同位素，A错误； B．单质不可能是同分异构体，这两种物质是同素异形体，B错误； C．这两种物质为同一种物质，C错误； D．前者为丁烷，后者为异丁烷，分子式相同，原子排列不同，互为同分异构体，D正确； 故答案选D。 11．A 【详解】A．核素的中子数是，故A项错误； B．质子数相同而中子数不同的核素互称为同位素，B项正确； C．金刚石﹑石墨和足球烯都是碳单质，互为同素异形体，C项正确； D．分子式相同，结构不同的化合物互称为同分异构体，故和互为同分异构体，D项正确。 答案选A。 12．C 【分析】由图可知，a是五碳糖(核糖或脱氧核糖)，m是含氮碱基，b是核酸的基本组成单位核苷酸。 【详解】A．若a为核糖，b是核糖核苷酸，则m碱基有4种，分别是A、U、G、C，A错误； B．胸腺嘧啶为DNA特有的碱基，若m为胸腺嘧啶，则b是DNA的基本单位，B错误； C．人体的遗传物质是DNA，则b脱氧核苷酸有4种，a脱氧核糖有1种，m碱基有4种(A、T、G、C)，C正确； D．烟草的遗传物质为DNA，DNA的基本单位为脱氧核苷酸，DNA分子中含有的五碳糖为脱氧核糖，D错误； 故答案选C。 13．B 【详解】甲基(－CH3)既没失电子也没得电子，所以不带电； 故选B。 14．D 【详解】A．由图可知，转化过程中存在碳氧双键、碳碳单键，碳原子有sp2和sp32种杂化方式，故A错误； B．是直线形分子，属于非极性分子，故B错误； C．能与溶液反应的甲酸乙酯的同分异构体中含有羧基或者酯基，可能的结构有CH3COOCH3、CH3CH2COOH共2种，故C错误； D．由图可知，该过程的总反应方程式为，故D正确； 故选D。 15．B 【详解】有机物分子式为C5H10O3，等量的有机物与足量的NaHCO3溶液、Na反应时产生的气体在相同条件下的体积比为1：1，说明有机物分子中含有1个-COOH、1个-OH，该有机物可以看作C4H10中2个H原子，分别被-COOH、-OH代替。 若C4H10为正丁烷：CH3CH2CH2CH3，2个H原子分别被-COOH、-OH代替，都取代同一碳原子上2个H原子，有2种，取代不同C原子的2个H原子，有6种，相应的同分异构体有8种； 若C4H10为异丁烷：CH3CH(CH3)CH3，2个H原子分别被-COOH、-OH代替，都取代同一碳原子上2个H原子，有1种，取代不同C原子的2个H原子，有3种，相应的同分异构体有4种； 故该有机物的可能的结构有8+4=12种，故合理选项是B。 16．A 【详解】 A．羟基为中性原子团，O原子最外层电子数为7，其电子式为，故A错误； B．B有空轨道，F-有孤电子对，二者能形成配位键，四氟硼酸根的结构式为，故B正确； C．1，2-二溴乙烷主链上有两个碳原子，每个碳原子上有一个溴原子，其键线式为，故C正确； D．锗是32号元素，处于元素周期表中第四周期ⅣA族，锗原子核外有四个电子层，最外层有四个电子，其原子结构示意图为，故D正确； 答案选A。 17．B 【分析】A的蒸气密度是相同状况下H2的37倍，所以其相对分子质量为372=74，7.4gA的物质的量为0.1mol，在足量氧气中充分燃烧，并将产物依次通过足量浓硫酸和碱石灰，分别增重9.0 g 和17.6 g，则生成水的物质的量为，生成CO2的物质的量为，据物质守恒，0.1molA中含有0.5mol2= 1mol氢原子和0.4molC原子，根据质量守恒定律7.4gA含有氧元素的质量为 ，故含有氧原子的物质的量0.1mol ，故该有机物中C、H. O的个数比为 ，故 A的分子式为C4H10O，根据核磁共振氢谱可知,，A中含有4种化学环境的氢的峰面积之比为，能与金属钠反应放出气体，则A为醇，含有醇羟基，由此推知该物质的结构简式为 。 【详解】A．该物质的结构简式为 ，故A项错误； B．该物质的结构简式为 ，在铜催化作用下能被氧气氧化生成故B项正确； C．A为醇，不具有酸性，不能使紫色石蕊试液变红，故C项错误； D．A的同分异构体共有1-丁醇、2-丁酸、2-甲基-2-丙醇、甲丙醚、二乙醚等，不止3种，故D项错误。 故答案选B。 18．C 【详解】A．分子中连接甲基的碳原子连接四个不同的原子或原子团，为手性碳原子，故A错误； B．含有O元素，属于烃的衍生物，故B错误； C．含有碳碳双键，可发生加成、氧化反应，则既能使溴的四氯化碳溶液又能使酸性KMnO4溶液褪色，故C正确； D．含有1个酯基，1mol有机物可与1 mol的NaOH溶液反应，故D错误； 故选C。 19．C 【详解】A．立方烷为烃类有机物，易燃烧，A错误； B．立方烷的二氯代物中，两个氯原子共有三种相对位置关系：①与两个氯原子分别相连的两个碳原子在立方体同一个面的相邻位置，②与两个氯原子分别相连的两个碳原子在立方体同一个面的对角线位置，③与两个氯原子分别相连的两个碳原子在立方体的体对角线位置，所以它的二氯代物有两种同分异构体，B错误； C．立方烷三氯代物有3种：①三个氯原子在同一个面上有一种情况，②三个氯原子不在同一个面上有二种情况，情况1，2个氯原子在立方烷的棱上，另1个氯原子在对角线上，情况2，三个氯原子构成正三角形，所以同分异构体有三种，C正确； D．立方烷的分子式与苯乙烯的分子式相同，但结构不同，所以它们互为同分异构体，D错误； 答案选C。 20．A 【详解】A．表示质子数为8、中子数为10的氧元素的一种核素，A项正确； B．金刚石和石墨是由碳元素组成的不同单质，互为同素异形体二者之间在一定条件下可相互转化，如石墨在高温高压下可转化为金刚石，B项错误； C．正丁烷（）与异丁烷（）的分子式相同，但结构不同，两者互为同分异构体，C项错误； D．的同分异构体有、、、、，共5种，它们熔点不同，D项错误； 答案选A。 21．B 【详解】A．I2、苯、甲烷都是非极性分子，水是极性分子，则根据“相似相溶”原理，I2易溶于苯、CH4难溶于水，故A正确； B．连接4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子，二氢呋喃中不含有手性碳，故B错误； C．H3O+和NH3的中心原子都有1对孤电子对、价层电子对数均为4，故都是sp3杂化，故C正确； D．由于F3C-的极性大于Cl3C-的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子，所以三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸，故D正确； 故选B。 22．B 【详解】A．根据上下对称、左右对称可知，中的等效氢原子有5种，因此四联苯的一氯代物的种类为5种，故A错误； B．苯酚的相对分子质量为94，用质谱仪检测苯酚的质谱图中，最大质荷比是94，故B正确； C．二氯甲烷是四面体结构，因此和是同一种物质，故C错误； D．H2和H3是H元素的不同单质，是同素异形体，不是同位素，故D错误； 故选B。 23．D 【详解】A．16O与18O是氧元素的两种核素，质子数相同而中子数不同，两者互称同位素，描述正确，不符题意； B．金刚石与石墨均是碳元素单质，但具体结构不同，属于同素异形体，描述正确，不符题意； C．乙醇的结构简式：，描述正确，不符题意； D．甲烷为正四面体，故和为同种物质，描述错误，符合题意； 综上，本题选D。 24．B 【详解】A．葡萄糖和果糖，分子式都为：，为同分异构体，A错误； B．乙醇（）和乙醚()不属于同分异构液体，B正确； C．丙酮为，丙醛为，互为同分异构体，C错误； D．乙酸为，甲酸甲酯为，互为同分异构体，D错误； 故选B。 25．D 【详解】分子式为C5H10O2的有机物，如果属于羧酸类的物质应该为C4H9-COOH，-C4H9的同分异构体有4种， 分别是:‍CH3CH2CH2CH2-‍，（CH3）2CHCH2-，‍CH3CH2CH（CH3）-，（CH3）3C-‍，所以羧酸类的同分异构体有4种； 如果属于酯类物质：则化学式为R1COOR2，若R1为H-，R2为-C4H9，有4种，若R1为CH3-，R2为-C3H7，有2种同分异构体，分别为‍CH3CH2CH2-，CH3CH（CH3）-，若R1为-C2H5，R2为-C2H5，-C2H5只有1种结构，若R1为-C3H7，R2为CH3-，则有2种同分异构体，R1为-C4H9，，R2为H-，此结构为羧酸，不符合题意，所以该有机物属于酯类的同分异构体=4+2+2+2=9种，故选D。 ‍ 26． 【分析】①能与FeCl3溶液发生显色反应，说明含有酚羟基；②能发生水解反应，说明含有酯基或肽键，水解产物之一是α-氨基酸，该有机物中含有“”，另一产物分子中不同化学环境的氢原子数目之比为1：1，且含有苯环，说明是对称结构，据此分析解题。 【详解】据分析可知，复合条件的同分异构体的结构简式是； 故答案为。 【点睛】本题主要考查特定条件下同分异构体的书写，理解题干中所述的有机物的性质，分析官能团机构和位置很重要。 27．3 【详解】根据等效氢，该结构有1种氢原子，先进行一氯代物，产物有一种，再在一氯代物的基础用一个氯原子代替一个氢原子可得二氯代物，两个氯原子的位置只有三种情况：一是都位于正方形面的边上（连接两个三角形面的边），二是正方形面的对角线上，三是三角形面的边上，所以二氯代物有3种同分异构体。 28． 正四面体 分馏(或精馏) 3 、、 加成反应 CH2ClCH2ClHCl↑+CH2=CHCl↑ 消去反应 【详解】(1)四氯化碳的分子结构为正四面体结构，多卤代甲烷是沸点不同的互溶液体，分离这些多卤代甲烷的方法是分馏(或精馏)； (2) 三氟氯溴乙烷(CF3CHClBr)是一种麻醉剂，其有3种同分异构体(不考虑立体异构)，写出其中任意两种的结构简式：、、； (3) 反应①是乙烯与氯气反应生成1，2-二氯乙烷，碳碳双键变成碳碳单键，其反应类型为加成反应，反应②是1，2-二氯乙烷氯乙烯，化学方程式为CH2ClCH2ClHCl↑+CH2=CHCl↑，碳碳单键变成碳碳双键，其应类型为消去反应。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$