3.1.2 有机化合物中的官能团　同分异构现象和同分异构体 -【帮课堂】2024-2025学年高一化学同步学与练（鲁科版2019必修第二册）

第3章 简单的有机化合物 第一节 认识有机化合物 第2课时 有机化合物中的官能团　同分异构现象和同分异构体 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1.以乙烯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯为例认识有机化合物中的官能团。 2.知道有机化合物存在同分异构现象。能写出丁烷和戊烷的同分异构体。 重点：有机化合物中的官能团。 难点：同分异构体的书写和数目判断。 一、有机化合物中的官能团 1．官能团的定义 有机化合物分子中，比较活泼、容易发生反应并决定着某类有机化合物共同特性的 。 2．官能团的结构和性质 (1)实验探究——水垢的去除 实验操作 实验现象 实验结论 向盛有少量碳酸钙粉末的三支试管中，分别加入白醋、柠檬汁、乙醇 碳酸钙溶于白醋、柠檬汁，不溶于乙醇 ①白醋、柠檬汁具有酸性；②酸性：白醋、柠檬汁>碳酸>乙醇 (2)部分常见官能团的结构、名称及对应的有机化合物示例 官能团的结构 官能团的名称 有机化合物示例 H2C===CH2　乙烯 —O—H C2H5—O—H　乙醇 3.烃的衍生物 (1)定义：烃分子中的 被其他原子或原子团代替后的产物。 (2)组成元素：除含有碳、氢元素外，还含有其他元素。 4.有机化合物的分类 （1）有机化合物根据元素组成分为 。 （2）常见的烃有 ，烃的衍生物有 等。 （3）有机化合物根据官能团分为 (官能团为—C≡C—)、 等。 （4）几种物质的官能团 物质 CH3Cl CH3CHO 官能团的名称 氯原子 硝基 醛基 官能团的符号 —Cl —NO2 —CHO 5.根、基与官能团 (1)根、基的区别：根指带电荷的原子或原子团，如氯离子、氢氧根；基指电中性的原子团，如羟基、羧基、烃基等。 (2)羟基与氢氧根的比较 羟基(—OH) 氢氧根(OH－) 电子式 带电荷数 不显电性 带一个单位负电荷 存在形式 不能独立存在 能独立存在于溶液或离子化合物中 稳定性 不稳定 稳定 相同点 组成元素相同 (3)基与官能团的关系：官能团属于基，但基不一定是官能团，如烃基不是官能团。 二、同分异构体 1．同分异构体的定义 (1)同分异构现象：两种或多种化合物具有相同的 却具有不同的 的现象。 (2)同分异构体： 相同而 不同的化合物互称为同分异构体。 2．同分异构体的实例 (1)正丁烷与异丁烷互为同分异构体 名称 正丁烷 异丁烷 结构式 结构简式 CH3CH2CH2CH3 CH(CH3)3 熔点/℃ －138.4 －159.6 沸点/℃ －0.5 －11.7 (2)分子式为C5H12的同分异构体有CH3(CH2)3CH3(正戊烷)、(CH3)2CHCH2CH3(异戊烷)、C(CH3)4(新戊烷)。 3．同分异构体的性质 同分异构体结构上的差别导致它们在性质上有所不同，如在其他条件相同时，同分异构体分子的主链越短，支链越多，其熔、沸点 。 三、同分异构体的书写 1．烷烃同分异构体的书写方法——“减碳移位”法 首先选择最长的碳链为主链，找出中心对称线，然后按主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排布由对到邻、间的顺序依次写出各种同分异构体。例如：C6H14的同分异构体： (1)将分子中全部碳原子连成直链作为主链。 C—C—C—C—C—C (2)从主链一端取下一个碳原子作为支链(即甲基)，依次连在主链中心对称线(虚线)一侧的各个碳原子上，此时碳骨架结构有两种： 注意：甲基不能连在①位和⑤位上，否则会使碳链变长，②位和④位等效，只能用一个，否则重复。 (3)从主链上取下两个碳原子作为一个支链(即乙基)或两个支链(即2个甲基)依次连在主链中心对称线一侧的各个碳原子上，此时碳骨架结构有两种： 注意：②位或③位上不能连乙基，否则会使主链上有5个碳原子，使主链变长。 所以C6H14共有5种同分异构体。 2．一元取代物的同分异构体数目的判断——等效氢法 (1)分子中同一个碳原子上连接的氢原子等效。 例如：CH4分子中的4个氢原子是等效的，所以CH4的一氯代物只有一种。 (2)同一个碳原子上所连接的甲基上的氢原子等效。 例如：新戊烷()的四个甲基等效，各甲基上的氢原子完全等效，即新戊烷分子中的12个氢原子等效，所以新戊烷的一氯代物只有一种。 (3)分子中处于镜面对称位置(相当于平面镜成像时，物与像的关系)上的氢原子等效。 例如：分子中的18个氢原子等效，所以其一氯代物只有一种。 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)C2H6和C3H8互为同分异构体。(　　) (2)同分异构体的相对分子质量一定相同。(　　) (3)C4H10只表示一种物质。(　　) (4)正戊烷(CH3CH2CH2CH2CH3)、异戊烷()、新戊烷[C(CH3)4]的化学性质相似。(　　) (5)CH2Cl2有两种同分异构体。(　　) 2．下列烷烃分子中的一个氢原子被一个氯原子取代后，只能生成3种沸点不同的产物的是 (　　) A．CH3CH2CH3 B．CH3CH3 C．CH3CH2CH2CH2CH3 D．CH3CH2CH2CH3 3．分子式为C4H10的烷烃的各种同分异构体，分别与Cl2反应，若都生成一氯代物，可能的有机化合物共有(　　) A．1种 B．3种 C．4种 D．2种 ►问题一 官能团的识别与判断 【典例1】对盆栽鲜花施用S­诱抗素制剂可以保持鲜花盛开。S­诱抗素的分子结构如图，下列关于该分子的说法中正确的是(已知为羰基)(　　) A．含有碳碳双键、羟基、羰基、羧基 B．含有苯环、羟基、羰基、羧基 C．含有羟基、羰基、羧基、酯基 D．含有碳碳双键、苯环、羟基、羰基 【变式1-1】某有机物的结构简式为HCOOCH2CH==CH2，它不具有的官能团是(　　) A． B． C． D． 【变式1-2】按照官能团可以给有机物进行分类，下列有机物类别划分正确的是(　　) A．含有醛基，属于醛类物质 B．CH3CH2Br含有溴原子，属于卤代烃 C．含有苯环，属于芳香烃 D．含有苯环和羟基，属于醇类物质 ►问题二 同分异构体现象及其判断 【典例2】下列有机物中，存在同分异构体的是(　　) A．CH4 B．CH3CH3 C．CH3CH2CH3 D．CH3CH2CH2CH3 【变式2-1】下列说法中正确的是(　　) A．H2和D2互为同位素 B．和互为同分异构体 C．正丁烷和异丁烷互为同系物 D．和是同一种物质 【变式2-2】下列分子式只表示一种物质的是(　　) A．C3H7Cl B．C3H6 C．CH2Cl2 D．C4H10 ►问题三 同分异构体数目及其书写 【典例3】分子式为C4H10的烷烃的各种同分异构体，分别与Cl2反应，若都生成一氯代物，可能的有机化合物共有(　　) A．1种 B．3种 C．4种 D．2种 【变式3-1】分子式为C3H6Cl2的同分异构体共有(不考虑立体异构)(　　) A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 【变式3-2】根据下表中烃的分子式排列规律，判断空格中烃的同分异构体数目是(　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 CH4 C2H4 C3H8 C4H8 C6H12 C7H16 C8H16 A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 ►问题四 同分异构体与共线共面问题 【典例4】共用两个或两个以上碳原子的多环烷烃称为桥环烷烃，二环[1.1.0]丁烷()是最简单的一种。下列关于该化合物的说法错误的是(　　) A．与环丁烯()互为同分异构体 B．二氯代物超过两种 C．所有碳原子均处于同一平面 D．生成1 mol C4H10至少需要2 mol H2 【变式4-1】以物质a为原料，制备物质d(金刚烷)的合成路线如下图所示： 下列关于以上有机物说法中错误的是(　　) A．物质a最多有10个原子共平面 B．物质d的二氯代物有6种 C．物质c与物质d互为同分异构体 D．物质b的分子式为C10H12 【变式4-2】化合物a、b、c、d的结构如下图，下列说法不正确的是(　　) A．a、b、c、d互为同分异构体 B．除a外均可发生加成反应 C．c、d中所有原子均处于同一平面内 D．一氯代物同分异构体数目最多的是d 1．羧基的结构简式是 A．-OH B．-COOH C．-CHO D．-CH3 2．分子式为C5H12，一氯代物只有一种的烷烃的名称为 A．正戊烷 B．2-甲基丁烷 C．2，2-二甲基丙烷 D．3-甲基丁烷 3．下列各组物质的相互关系描述正确的是 A．18O2和16O3是同素异形体 B．CH3COOH和CH3COOCH2CH3互为同系物 C．H2O、D2O和T2O互为同位素 D．和互为同分异构体 4．氟利昂-12是甲烷的氯、氟代物，其分子式为CF2Cl2，下有关叙述正确的是 A．CF2Cl2中含有官能团 B．CF2Cl2属于烃类 C．CF2Cl2有两种同分异构体 D．CF2Cl2分子中所有原子可能共平面 5．某有机物的结构简式如图所示，其中不存在的官能团为 A．(酮)羰基 B．羟基 C．碳碳双键 D．酯基 6．下列烷烃在光照条件下与氯气反应，能生成两种一氯代烃的是 A．CH3CH2CH2CH3 B．CH3CH2CH(CH3)CH3 C．C(CH3)4 D．CH3CH(CH3)CH2CH3 7．丁烷(C4H10)裂解可得到乙烯和乙烷。下列说法正确的是 A．乙烯与乙烷互为同系物 B．乙烯与乙烷互为同分异构体 C．丁烷有2种同分异构体 D．C4H9Cl与CH3Cl互为同素异形体 8．分子式为的烃的可能结构共有 A．3种 B．5种 C．6种 D．8种 9．下列物质的类别与所含官能团都正确的是 A．酚类-OH B．醛类-CHO C． 羧酸-COOH D．CH3OCH3醚类 10．在下列结构的有机化合物中： ①CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 ②CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 ③ ④ ⑤ 属于同分异构体的正确组合是 A．①和③ B．②、③和⑤ C．①和② D．④和③ 11．下列说法正确的是 A．萜类化合物 和 互为同分异构体 B．金刚石和石墨均为碳单质，两者物理性质及化学性质相似 C． 和互为同系物 D． 和为同位素，由两种核素分别构成的单质化学性质相同 12．下列关于物质的分类错误的是 A．与为同种物质 B．与均属于醇 C．与均属于芳香烃 D．与互为同系物 13．根据下表中烃的分子式的排列规律，判断空格中烃的同分异构体的数目是（    ） 1 2 3 4 5 6 7 8 A．3 B．4 C．5 D．6 14．下列物质所含官能团的对应关系错误的是 选项 A B C D 物质 官能团 苯环 15．某烃的结构可以表示为，符合这一结构的烃有 A．16种 B．12种 C．8种 D．10种 16．下列物质中，与CH3CH2CH2CH3互为同分异构体的是 A．CH4 B．CH3CH3 C．CH3CH2CH3 D． 17．用氯气取代相对分子质量为44的烃分子上的一个氢原子，所得的化合物可能有 A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 18．莽草酸可用于合成药物达菲，其结构简式如图，下列关于莽草酸的说法正确的是 A．分子中含有两种官能团 B．可发生加成和取代反应 C．1mol 莽草酸与足量的Na反应可生成氢气4mol D．能使溴的四氯化碳溶液和酸性KMnO4溶液褪色，反应原理相同 19．下列关于甲烷和烷烃的说法错误的是 A．甲烷和氯气在光照下可发生取代反应，其中的一种产物是三氯甲烷，俗称氯仿 B．物质的沸点：正戊烷>异戊烷>正丁烷>丙烷 C．的同分异构体有3种，一取代物有9种 D．分子式为C6H14的烃共有5种可能结构 20．下列烃的同分异构体中，某种同分异构体的一氯代物只有1种，则该烃是 A． B． C． D． ( 6 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带一个单位负电荷 存在形式 不能独立存在 能独立存在于溶液或离子化合物中 稳定性 不稳定 稳定 相同点 组成元素相同 (3)基与官能团的关系：官能团属于基，但基不一定是官能团，如烃基不是官能团。 二、同分异构体 1．同分异构体的定义 (1)同分异构现象：两种或多种化合物具有相同的分子式却具有不同的分子结构的现象。 (2)同分异构体：分子式相同而分子结构不同的化合物互称为同分异构体。 2．同分异构体的实例 (1)正丁烷与异丁烷互为同分异构体 名称 正丁烷 异丁烷 结构式 结构简式 CH3CH2CH2CH3 CH(CH3)3 熔点/℃ －138.4 －159.6 沸点/℃ －0.5 －11.7 (2)分子式为C5H12的同分异构体有CH3(CH2)3CH3(正戊烷)、(CH3)2CHCH2CH3(异戊烷)、C(CH3)4(新戊烷)。 3．同分异构体的性质 同分异构体结构上的差别导致它们在性质上有所不同，如在其他条件相同时，同分异构体分子的主链越短，支链越多，其熔、沸点越低。 三、同分异构体的书写 1．烷烃同分异构体的书写方法——“减碳移位”法 首先选择最长的碳链为主链，找出中心对称线，然后按主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排布由对到邻、间的顺序依次写出各种同分异构体。例如：C6H14的同分异构体： (1)将分子中全部碳原子连成直链作为主链。 C—C—C—C—C—C (2)从主链一端取下一个碳原子作为支链(即甲基)，依次连在主链中心对称线(虚线)一侧的各个碳原子上，此时碳骨架结构有两种： 注意：甲基不能连在①位和⑤位上，否则会使碳链变长，②位和④位等效，只能用一个，否则重复。 (3)从主链上取下两个碳原子作为一个支链(即乙基)或两个支链(即2个甲基)依次连在主链中心对称线一侧的各个碳原子上，此时碳骨架结构有两种： 注意：②位或③位上不能连乙基，否则会使主链上有5个碳原子，使主链变长。 所以C6H14共有5种同分异构体。 2．一元取代物的同分异构体数目的判断——等效氢法 (1)分子中同一个碳原子上连接的氢原子等效。 例如：CH4分子中的4个氢原子是等效的，所以CH4的一氯代物只有一种。 (2)同一个碳原子上所连接的甲基上的氢原子等效。 例如：新戊烷()的四个甲基等效，各甲基上的氢原子完全等效，即新戊烷分子中的12个氢原子等效，所以新戊烷的一氯代物只有一种。 (3)分子中处于镜面对称位置(相当于平面镜成像时，物与像的关系)上的氢原子等效。 例如：分子中的18个氢原子等效，所以其一氯代物只有一种。 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)C2H6和C3H8互为同分异构体。(　　) (2)同分异构体的相对分子质量一定相同。(　　) (3)C4H10只表示一种物质。(　　) (4)正戊烷(CH3CH2CH2CH2CH3)、异戊烷()、新戊烷[C(CH3)4]的化学性质相似。(　　) (5)CH2Cl2有两种同分异构体。(　　) 【答案】(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)× 2．下列烷烃分子中的一个氢原子被一个氯原子取代后，只能生成3种沸点不同的产物的是 (　　) A．CH3CH2CH3 B．CH3CH3 C．CH3CH2CH2CH2CH3 D．CH3CH2CH2CH3 【答案】C 【解析】只能生成3种沸点不同的产物，说明其一氯代物有3种。CH3CH2CH3分子中含有2种化学环境的H原子，其一氯代物有2种，A项不符合题意；CH3CH3分子中所有H原子化学环境相同，其一氯代物有1种，B项不符合题意；CH3CH2CH2CH2CH3分子中含有3种化学环境的H原子，其一氯代物有3种，C项符合题意；CH3CH2CH2CH3分子中含有2种化学环境的H原子，其一氯代物有2种，D项不符合题意。 3．分子式为C4H10的烷烃的各种同分异构体，分别与Cl2反应，若都生成一氯代物，可能的有机化合物共有(　　) A．1种 B．3种 C．4种 D．2种 【答案】C 【解析】C4H10的同分异构体有CH3CH2CH2CH3、，其一氯代物各有2种。 ►问题一 官能团的识别与判断 【典例1】对盆栽鲜花施用S­诱抗素制剂可以保持鲜花盛开。S­诱抗素的分子结构如图，下列关于该分子的说法中正确的是(已知为羰基)(　　) A．含有碳碳双键、羟基、羰基、羧基 B．含有苯环、羟基、羰基、羧基 C．含有羟基、羰基、羧基、酯基 D．含有碳碳双键、苯环、羟基、羰基 【答案】A 【解析】由S­诱抗素的分子结构可知，其分子结构中含有碳碳双键、羟基、羧基和羰基。 【变式1-1】某有机物的结构简式为HCOOCH2CH==CH2，它不具有的官能团是(　　) A． B． C． D． 【答案】B 【解析】根据有机物的结构简式可知，该有机物含有酯基、碳碳双键()和醛基()，没有羧基()，故选B。 【变式1-2】按照官能团可以给有机物进行分类，下列有机物类别划分正确的是(　　) A．含有醛基，属于醛类物质 B．CH3CH2Br含有溴原子，属于卤代烃 C．含有苯环，属于芳香烃 D．含有苯环和羟基，属于醇类物质 【答案】B 【解析】A中物质为甲酸乙酯，属于酯类化合物，故错误；CH3CH2Br为卤代烃，B正确；为硝基苯，属于烃的衍生物，C错误；为苯甲酸，为羧酸，D错误。 ►问题二 同分异构体现象及其判断 【典例2】下列有机物中，存在同分异构体的是(　　) A．CH4 B．CH3CH3 C．CH3CH2CH3 D．CH3CH2CH2CH3 【答案】D 【解析】CH4、CH3CH3和CH3CH2CH3均只有一种结构，不存在同分异构体，A、B、C错误；CH3CH2CH2CH3(正丁烷)与(异丁烷)互为同分异构体，D正确。 【变式2-1】下列说法中正确的是(　　) A．H2和D2互为同位素 B．和互为同分异构体 C．正丁烷和异丁烷互为同系物 D．和是同一种物质 【答案】D 【解析】质子数相同、中子数不同的同一元素的不同原子互称同位素，同位素研究的对象是原子，而不是单质，H2和D2是单质，所以不是同位素，A错误；是四面体结构，没有同分异构体，所以和是同一种物质，不是同分异构体，B错误；正丁烷和异丁烷的分子式相同，结构不同，所以互为同分异构体，不是同系物，C错误；和分子式相同，结构相同，所以是同一种物质，D正确。 【变式2-2】下列分子式只表示一种物质的是(　　) A．C3H7Cl B．C3H6 C．CH2Cl2 D．C4H10 【答案】C 【解析】C3H7Cl可以是CH2ClCH2CH3或CH3CHClCH3，A项错误；C3H6可以是丙烯(CH2==CHCH3)或环丙烷()，B项错误；CH2Cl2是二氯甲烷，只有一种结构，C项正确；C4H10可以是正丁烷或异丁烷，D项错误。 ►问题三 同分异构体数目及其书写 【典例3】分子式为C4H10的烷烃的各种同分异构体，分别与Cl2反应，若都生成一氯代物，可能的有机化合物共有(　　) A．1种 B．3种 C．4种 D．2种 【答案】C 【解析】C4H10的同分异构体有CH3CH2CH2CH3、，其一氯代物各有2种。 【变式3-1】分子式为C3H6Cl2的同分异构体共有(不考虑立体异构)(　　) A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 【答案】B 【解析】根据分子式可知，此有机化合物应为链状结构，且碳链结构只有一种：。先将一个氯原子固定在1号碳上，把第二个氯原子分别移到1、2、3号碳上，得到3种同分异构体；再将一个氯原子固定在2号碳上，此时第2个氯原子就只能连在2号碳上，因此共得到4种同分异构体。解题时要注意排除重复的结构，符合题意的碳骨架结构有如下4种： 【变式3-2】根据下表中烃的分子式排列规律，判断空格中烃的同分异构体数目是(　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 CH4 C2H4 C3H8 C4H8 C6H12 C7H16 C8H16 A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 【答案】A 【解析】由表中物质排列规律可得出第5号烃的分子式为C5H12。C5H12有3种同分异构体，分别为CH3(CH2)3CH3(正戊烷)、 (异戊烷)和 (新戊烷)。 ►问题四 同分异构体与共线共面问题 【典例4】共用两个或两个以上碳原子的多环烷烃称为桥环烷烃，二环[1.1.0]丁烷()是最简单的一种。下列关于该化合物的说法错误的是(　　) A．与环丁烯()互为同分异构体 B．二氯代物超过两种 C．所有碳原子均处于同一平面 D．生成1 mol C4H10至少需要2 mol H2 【答案】C 【解析】二环[1.1.0]丁烷与环丁烯的分子式均为C4H6，结构不同，二者互为同分异构体，A正确；二环[1.1.0]丁烷二氯代物有4种，B正确；二环[1.1.0]丁烷分子中的碳原子均为饱和碳原子，饱和碳原子与其相连的其他原子构成四面体结构，而四面体结构中最多只有三个原子共平面，C不正确；由于二环[1.1.0]丁烷的分子式为C4H6，一定条件下，1 mol C4H6能够与2 mol氢气发生反应生成1 mol C4H10，D正确。 【变式4-1】以物质a为原料，制备物质d(金刚烷)的合成路线如下图所示： 下列关于以上有机物说法中错误的是(　　) A．物质a最多有10个原子共平面 B．物质d的二氯代物有6种 C．物质c与物质d互为同分异构体 D．物质b的分子式为C10H12 【答案】A 【解析】A项，a分子中单键碳上的2个H原子，一定不在双键决定的平面上，物质a最多有9个原子共平面；B项，金刚烷的二氯代物有、、、、、共6种；C项，物质c与物质d的分子式都是C10H16，物质c与物质d的结构不同，二者互为同分异构体；D项，根据b分子的键线式可知，物质b的分子式为C10H12。 【变式4-2】化合物a、b、c、d的结构如下图，下列说法不正确的是(　　) A．a、b、c、d互为同分异构体 B．除a外均可发生加成反应 C．c、d中所有原子均处于同一平面内 D．一氯代物同分异构体数目最多的是d 【答案】C 【解析】a、b、c、d四种物质的分子式均为C8H8，结构不同，它们互为同分异构体，A正确；只有a不含碳碳双键，故a不能发生加成反应，B正确；d中含有饱和碳原子，具有甲烷的结构特征，故所有原子不可能处于同一平面，C错误；a、c的一氯代物都只有一种，b的一氯代物有2种，d的一氯代物有3种，D正确。 1．羧基的结构简式是 A．-OH B．-COOH C．-CHO D．-CH3 【答案】B 【解析】A．-OH为羟基结构简式，故A不选； B．-COOH是羧基结构简式，故B选； C．-CHO为醛基结构简式，故C不选； D．-CH3为甲基结构简式，故D不选。 答案选B。 2．分子式为C5H12，一氯代物只有一种的烷烃的名称为 A．正戊烷 B．2-甲基丁烷 C．2，2-二甲基丙烷 D．3-甲基丁烷 【答案】C 【解析】A．正戊烷CH3CH2CH2CH2CH3，含有3种氢，一氯代物有3种，A错误； B．2-甲基丁烷，含有4种氢，一氯代物有4种，B错误； C．2，2-二甲基丙烷，含有1种氢，一氯代物有1种，C正确； D．3-甲基丁烷，命名错误，正确命名应为2-甲基丁烷，D错误； 故选C。 3．下列各组物质的相互关系描述正确的是 A．18O2和16O3是同素异形体 B．CH3COOH和CH3COOCH2CH3互为同系物 C．H2O、D2O和T2O互为同位素 D．和互为同分异构体 【答案】A 【解析】A．18O2和16O3是由O元素的两种同位素原子16O、18O组成的两种不同单质O2、O3，它们的分子结构不同，化学性质不同，因此二者属于同素异形体，A正确； B． CH3COOH属于饱和一元羧酸，而CH3COOCH2CH3属于饱和一元酯，二者的结构不相似，因此它们不能互为同系物，B错误； C．H2O、D2O和T2O是由O元素的三种同位素原子H、D、T与O元素组成的H2O，由于其分子结构相同，化学性质相同，故它们属于同一物质，C错误； D．选项中图示的两种物质结构相似，在分子组成上相差1个CH2原子团，因此二者互为同系物，而不能互为同分异构体，D错误； 故合理选项是A。 4．氟利昂-12是甲烷的氯、氟代物，其分子式为CF2Cl2，下有关叙述正确的是 A．CF2Cl2中含有官能团 B．CF2Cl2属于烃类 C．CF2Cl2有两种同分异构体 D．CF2Cl2分子中所有原子可能共平面 【答案】A 【解析】A．CF2Cl2中含有官能团：-Cl和-F，A正确； B．CF2Cl2中含C、Cl、F元素，仅含C、H元素的有机化合物属于烃，故CF2Cl2不属于烃，B错误； C．CH4为正四面体构型，CH2Cl2有一种同分异构体，故CF2Cl2也只有一种同分异构体，C错误； D．CH4为正四面体构型，故CF2Cl2为四面体构型，分子中所有原子不可能共平面，D错误； 故选A。 5．某有机物的结构简式如图所示，其中不存在的官能团为 A．(酮)羰基 B．羟基 C．碳碳双键 D．酯基 【答案】D 【解析】观察该有机物结构知，该有机物存在羰基、（酚）羟基、碳碳双键、醚键四种官能团，不存在酯基，故D项符合题意。 6．下列烷烃在光照条件下与氯气反应，能生成两种一氯代烃的是 A．CH3CH2CH2CH3 B．CH3CH2CH(CH3)CH3 C．C(CH3)4 D．CH3CH(CH3)CH2CH3 【答案】A 【解析】A．CH3CH2CH2CH3有2种类型的H原子，一氯代烃有2种，故A正确； B．CH3 CH2CH（CH3）CH3有4种类型的H原子，一氯代烃有4种，故B错误； C．C（CH3）4有1种类型的H原子，一氯代烃有1种，故C错误； D．CH3CH（CH3）CH2CH3有4种类型的H原子，一氯代烃有4种，故D错误； 故选A。 7．丁烷(C4H10)裂解可得到乙烯和乙烷。下列说法正确的是 A．乙烯与乙烷互为同系物 B．乙烯与乙烷互为同分异构体 C．丁烷有2种同分异构体 D．C4H9Cl与CH3Cl互为同素异形体 【答案】C 【解析】A．乙烯分子式是C2H4，分子中含有不饱和的碳碳双键；而乙烷分子式是C2H6，分子中不含有不饱和的碳碳双键，二者结构不相似，且分子组成不是相差-CH2-的整数倍，因此二者不为同系物，A错误； B．乙烯分子式是C2H4，乙烷分子式是C2H6，二者的分子式不相同，故乙烯与乙烷不为同分异构体，B错误； C．丁烷分子式是C4H10，其结构有CH3CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)2 2种不同结构，C正确； D．C4H9Cl与CH3Cl都是化合物，而不是单质，因此二者不为同素异形体，D错误； 故选C。 8．分子式为的烃的可能结构共有 A．3种 B．5种 C．6种 D．8种 【答案】B 【解析】根据分子式可知，该烃为链状烷烃，没有不饱和度，满足条件的烷烃有：CH3CH2CH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH2CH(CH3)2 、CH3CH2CH(CH3)CH2CH3 、CH3CH2C(CH3)3 、(CH3)2CHCH(CH3)2 ，共5种，故选B。 9．下列物质的类别与所含官能团都正确的是 A．酚类-OH B．醛类-CHO C． 羧酸-COOH D．CH3OCH3醚类 【答案】C 【解析】 A．，醇类，官能团为-OH，A错误； B．，酯类，官能团为-COO-，B错误； C．，羧酸，官能团为-COOH，C正确； D．CH3OCH3，醚类,官能团为醚键：-O-（与氧原子直接相连的原子为碳原子），D错误； 故选C。 10．在下列结构的有机化合物中： ①CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 ②CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 ③ ④ ⑤ 属于同分异构体的正确组合是 A．①和③ B．②、③和⑤ C．①和② D．④和③ 【答案】B 【解析】具有相同分子式而结构不同的有机化合物互为同分异构体。②、③和⑤分子式相同，均为C6H14，三者结构不相同，互为同分异构体，故选B。 11．下列说法正确的是 A．萜类化合物 和 互为同分异构体 B．金刚石和石墨均为碳单质，两者物理性质及化学性质相似 C． 和互为同系物 D． 和为同位素，由两种核素分别构成的单质化学性质相同 【答案】D 【解析】 A．萜类化合物和的分子式分别为C10H14O、C10H16O，分子式不相同，不互为同分异构体，A错误； B．金刚石和石墨是碳元素形成的不同单质，两者互为同素异形体，结构不同，物理性质不同，化学性质相似，B错误； C．和羟基数目不相等，结构不相似，两者不互为同系物，C错误； D． 和两者互为同位素，两种核素的核外电子排布相同，由两种核素分别构成的单质化学性质相同，D正确；故选D。 12．下列关于物质的分类错误的是 A．与为同种物质 B．与均属于醇 C．与均属于芳香烃 D．与互为同系物 【答案】D 【解析】A．甲烷是正四面体结构，故与为同种物质　，A正确； B．苯为甲醇， 为环己醇，B正确； C．与都含有苯环，且只有碳氢两种元素，故属于芳香烃，C正确； D．同系物是结构相识，分子组成相差一个或若干个-CH2的物质，故与不互为同系物，D错误；故选D。 13．根据下表中烃的分子式的排列规律，判断空格中烃的同分异构体的数目是（    ） 1 2 3 4 5 6 7 8 A．3 B．4 C．5 D．6 【答案】A 【解析】观察表格中化学式的特点可知，1、3、7项的化学式符合通式，2、4、6、8项的化学式符合通式，所以第5项的化学式为（戊烷），其同分异构体有正戊烷、异戊烷、新戊烷3种。 答案选A。 14．下列物质所含官能团的对应关系错误的是 选项 A B C D 物质 官能团 苯环 【答案】A 【解析】A．所含有的官能团为酯基，苯环不属于官能团，A错误； B．属于单烯烃，官能团为碳碳双键，结构式为，B正确； C．属于羧酸，官能团为羧基，结构简式为，C正确； D．属于醇类，官能团为羟基，结构简式为，D正确； 故选A。 15．某烃的结构可以表示为，符合这一结构的烃有 A．16种 B．12种 C．8种 D．10种 【答案】D 【解析】依据“有4种结构”来判断，2个处于对位，1个有4种结构，设丁基的4种结构分别为a、b、c、d。若左边的丁基为a时，右边的丁基可为a、b、c、d，有4种；若左边的丁基为b时，则右边的丁基只能是b、c、d，若为a，则与前述重复了，故只有3种；同理，若左边的丁基为c时，则右边的丁基只能是c、d，有2种；若左边的丁基为d时，右边的丁基只能是d，有1种。共有种，故答案为：D。 16．下列物质中，与CH3CH2CH2CH3互为同分异构体的是 A．CH4 B．CH3CH3 C．CH3CH2CH3 D． 【答案】D 【解析】分子式相同，结构不同的化合物互为同分异构体，与CH3CH2CH2CH3的分子式为为C4H10，故选D。 17．用氯气取代相对分子质量为44的烃分子上的一个氢原子，所得的化合物可能有 A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 【答案】A 【解析】该烃的分子式:余8，故该烃的分子式为C3H8，该烃与氯气发生一氯取代的产物有1-氯丙烷、2-氯丙烷、氯化氢3种；答案选A。 18．莽草酸可用于合成药物达菲，其结构简式如图，下列关于莽草酸的说法正确的是 A．分子中含有两种官能团 B．可发生加成和取代反应 C．1mol 莽草酸与足量的Na反应可生成氢气4mol D．能使溴的四氯化碳溶液和酸性KMnO4溶液褪色，反应原理相同 【答案】B 【解析】A．分子中含有碳碳双键、羟基、羧基三种官能团，故A错误； B．分子中含有碳碳双键可发生加成反应，含有羟基、羧基可发生取代反应，故B正确； C．1mol 莽草酸与足量的Na反应可生成氢气2mol，故C错误； D．能发生加成反应使溴的四氧化碳溶液褪色，发生氧化反应使酸性KMnO4溶液褪色，反应原理不同，故D错误；故选B。 19．下列关于甲烷和烷烃的说法错误的是 A．甲烷和氯气在光照下可发生取代反应，其中的一种产物是三氯甲烷，俗称氯仿 B．物质的沸点：正戊烷>异戊烷>正丁烷>丙烷 C．的同分异构体有3种，一取代物有9种 D．分子式为C6H14的烃共有5种可能结构 【答案】C 【解析】A．甲烷和氯气在光照下可发生取代反应，生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳，其中三氯甲烷俗称氯仿，A正确； B．对于烷烃，含碳越多沸点越高，分子式相同的，支链越多沸点越低，则沸点：正戊烷>异戊烷>正丁烷>丙烷，B正确； C．的同分异构体有正戊烷、异戊烷、新戊烷共3种，正戊烷CH3CH2CH2CH2CH3有3种H，一取代物有3种，异戊烷CH3CH(CH3)CH2CH3有4种H，一取代物有4种，新戊烷C(CH3) 4有1种H，一取代物有1种，共一取代物有8种，C错误； D．分子式为C6H14的烃有CH3CH2CH2CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)CH2CH2CH3、CH3CH2CH(CH3)CH2CH3、CH3CH(CH3)CH(CH3)CH3、CH3C(CH3)2CH2CH3共有5种可能结构，D正确； 故选C。 20．下列烃的同分异构体中，某种同分异构体的一氯代物只有1种，则该烃是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】同分异构体的一氯代物只有1种，则该烃中只有一种氢原子；A. 只有1种结构，即，CH3CH2CH3有2种氢原子，所以其一氯代物有2种，A项不符合题意； B. 有和2种同分异构体，有2种氢原子，其一氯代物有2种；有2种氢原子，其一氯代物有2种，B项不符合题意； C. 共有5种同分异构体，其中的一氯代物有3种；的一氯代物有5种；的一氯代物有4种；的一氯代物有3种；的一氯代物有2种，C项不符合题意； D. 存在很多种同分异构体，其中的一氯代物只有1种，D项符合题意； 答案选D。 ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$