专题2 有机物的结构与分类阶段重点突破练(2)-【步步高】2023-2024学年高二化学选择性必修3（苏教版2019）

阶段重点突破练(二) 一、有机化合物碳原子成键特点及应用 1．(2021·浙江6月选考，5)下列表示不正确的是(　　) A．乙炔的实验式：C2H2 B．乙醛的结构简式：CH3CHO C．2,3-二甲基丁烷的键线式： D．乙烷的球棍模型： 答案　A 解析　乙炔的分子式为C2H2，实验式为CH，故A错误；乙醛的分子式为C2H4O，结构简式为CH3CHO，故B正确；2,3-二甲基丁烷的结构简式为(CH3)2CHCH(CH3)2，键线式为，故C正确；乙烷的结构简式为CH3CH3，球棍模型为，故D正确。 2．某共价化合物含C、H、N三种元素，分子内有四个氮原子，且四个氮原子排列成内空的四面体(如白磷的结构)，每两个氮原子间都有一个碳原子。已知分子内无碳碳单键，也没有碳碳双键，则该化合物的分子式为(　　) A．CH8N4 B．C6H12N4 C．C6H10N4 D．C4H8N4 答案　B 解析　由题意可知四个氮原子构成了四面体结构，碳原子在四面体的六条边上，而碳原子间不存在单键或双键，故碳余下的价键被氢占有，由此可推知其分子式为C6H12N4。 3．有人设想合成具有以下结构的烃分子。 (1)结构D显然是不可能合成的，原因是_____________________________________________。 (2)在结构A的每两个碳原子之间插入一个CH2原子团，可以形成金刚烷。则金刚烷的分子式为________________。 (3)A的一种链状烃类同分异构体可由两分子乙炔反应得到，则该链状烃的结构简式为________________________________________。 (4)B的一种同分异构体是最简单的芳香烃，能证明该芳香烃中的碳碳键不是单双键交替排列的事实是______(填字母)。 a．它的对位二元取代物只有一种 b．它的邻位二元取代物只有一种 c．分子中所有碳碳键的键长均相等 d．能发生取代反应和加成反应 (5)C在一定条件下发生卤代反应，则C的六氯代物共有________种同分异构体。 (6)C的同分异构体很多，其中一种分子内含有苯环且只有一个支链，其键线式为________________。 答案　(1)碳原子不能形成5个共价键　(2)C10H16 (3)CH2==CH—C≡CH　(4)bc　(5)3　(6) 解析　(1)碳原子最外层只有4个电子，达到8电子稳定结构时最多可形成4个共价键，不能形成5个共价键。(2)根据A的结构可知最多可插入6个CH2原子团，则C原子应为10个，H原子应为6×2＋4＝16，所以分子式为C10H16。(3)A的一种链状烃类同分异构体可由两分子乙炔反应得到，则根据乙炔的结构简式可知该链状烃的结构简式为CH2==CH—C≡CH。(4)最简单的芳香烃应为苯，化学键不是单双键交替排列，分子中所有碳碳键的键长均相等，它的邻位二元取代物只有一种，可证明该结构特征，而无论是否单双键交替排列，它的对位二元取代物都只有一种，且在一定条件下都能发生取代反应和加成反应，所以能证明的为b、c。(6)C的分子式为C8H8，分子内含一个苯环且只有一个支链的有机物为苯乙烯，其结构简式为，键线式为。 二、有机化合物分子中原子共线、共面问题判断 4．(2023·郑州高二期中)下列分子中所有碳原子不可能处于同一平面上的分子是(　　) A．CH3—CH2—CH3 B．CH3—CH==CH—C≡C—CH3 C． D． 答案　C 解析　在甲烷分子中，最多可有3个原子共平面，所以CH3—CH2—CH3分子中3个C原子可能共平面，A不符合题意；在分子中，后面的4个C原子在同一直线上，直线上有2个C原子在框所在的平面内，则所有C原子可能共平面，B不符合题意；在分子内，框内的C原子发生sp3杂化，4个C原子不可能共平面，C符合题意；在分子内，两个框内的C原子一定共平面，两个平面可能重合，所以所有C原子可能共平面，D不符合题意。 5．(2022·自贡高二检测)某烃的结构简式如图所示，若分子中共线碳原子数为a，可能共面的碳原子最多为b个，含四面体结构的碳原子数为c，则a、b、c分别是(　　) A．3,14,5 B．4,10,2 C．3,14,4 D．3,10,3 答案　C 解析　已知乙炔为直线形结构，则共有3个碳原子共线；分子中苯环以及C==C为平面形结构，则可能共面的碳原子最多为14个，即所有的碳原子可能共平面；含四面体结构的碳原子为饱和碳原子，共4个。 6．某有机物结构简式为，对该有机物分子的描述正确的是(　　) A．最多有7个碳原子共线 B．所有碳原子都在同一平面上 C．其一氯代物最多有5种 D．最多有25个原子共面 答案 　D 解析 　该有机物可看成CH4中的4个H原子被2个和2个取代，两个对称，两个对称，给有机物中的碳原子编号：。A项，该物质中最多有4个碳原子共线(图中1、2、5、6号碳原子)，错误；B项，6号碳原子为饱和碳原子，与之直接相连的4个碳原子构成四面体，所有碳原子不可能都在同一平面上，错误；C项，该有机物中有6种类型的H原子(上有3种类型的H原子，上有3种类型的H原子)，其一氯代物最多有6种，错误；D项，由于单键可以旋转，所以该有机物中最多25个原子共面(最多共面的原子为中的7个C、苯环上4个H、甲基中1个H，两个共24个原子加上6号碳原子，共25个原子)，正确。 7.(2022·广西河池高二期末)已知①②两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C9H11 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 答案　B 解析　由题给结构可知①②的分子式均为C9H12，故A错误；②分子中只有两种氢原子，其一氯代物只有2种，故B正确；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；①分子中最多有3个碳原子在一条直线上，故D错误。 8.已知某兴奋剂乙基雌烯醇的结构简式如图所示。下列有关该物质的说法正确的是(　　) A．该物质可视为烷烃 B．该物质分子中至少有6个原子共面 C．该物质分子中的所有碳原子共面 D．该物质分子中至少有4个原子共线 答案 　B 解析 　乙基雌烯醇分子中含有一个碳碳双键，则该分子中至少有6个原子共面，故B正确；乙基雌烯醇分子中含有多个饱和碳原子，则不可能所有碳原子共面，故C错误；该物质分子中没有碳碳三键，除碳碳双键外，其余碳原子都饱和，无法判断共线原子的个数，故D错误。 三、同分异构体及其数目判断 9.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烃。图示椭圆烯也属于稠环芳香烃。该物质的一氯代物有(　　) A．4种 B．3种 C．2种 D．1种 答案　A 解析　椭圆烯结构高度对称，如图，其分子中有4种不同化学环境的氢原子，所以椭圆烯的一氯代物有4种。 10．(2022·江西上饶中学月考)一种“本宝宝福禄双全”的有机物曾经刷爆朋友圈，其结构简式为，该物质的同分异构体中两个醛基位于苯环间位的有机物有(　　) A．4种 B．5种 C．6种 D．7种 答案　D 解析　可先考虑F的位置有三种：、、，再考虑Cl的位置：、、，故有7种。 11．下列有机物一氯代物的同分异构体数目与其他三种不同的是(　　) A. B． C. D. 答案　D 解析　的等效氢为4种，一氯代物只有4种；的等效氢为4种，一氯代物只有4种；的等效氢为4种，一氯代物只有4种；的等效氢为3种，一氯代物只有3种。 12．进行一氯取代后，只能生成3种沸点不同的产物的是(　　) A．(CH3)2CHCH2CH3 B．CH3CH(CH3)CH2CH2CH3 C．CH3CH(CH3)CH(CH3)2 D．(CH3)3CCH2CH3 答案　D 解析　(CH3)2CHCH2CH3含有4种不同化学环境的氢原子，则一氯取代产物有4种，A项错误；CH3CH(CH3)CH2CH2CH3含有5种不同化学环境的氢原子，则一氯取代产物有5种，B项错误；CH3CH(CH3)CH(CH3)2结构对称，含有2种不同化学环境的氢原子，则一氯取代产物有2种，C项错误；(CH3)3CCH2CH3含有3种不同化学环境的氢原子，则一氯取代产物有3种，D项正确。 13.(2023·太原高二检测)扭曲烷(Twistane)是一种具有挥发性的环烷烃，其结构如图所示。下列关于扭曲烷说法正确的是(　　) A．分子式为C10H18 B．与二乙苯互为同分异构体 C．一氯代物有2种(不含立体异构) D．二氯代物多于6种(不含立体异构) 答案　D 解析　根据结构可知其分子式为C10H16，A项错误；二乙苯(如邻二乙苯：)的分子式为C10H14，因此与扭曲烷不互为同分异构体，B项错误；扭曲烷有三种氢原子，其一氯代物有3种，C项错误；由C项分析知，扭曲烷有3种氢原子，当氯原子取代星号标记的氢原子时，另一个氯原子的位置可以有6种，，当氯原子取代另外两种氢原子时，还可以得到二氯代物，故二氯代物多于6种，D项正确。 14．有机物的结构可用“键线式”表示，如CH3CH==CHCH3可简写为。有机物X的键线式为，下列说法不正确的是(　　) A．X的分子式为C8H8 B．有机物Y与X互为同分异构体，且分子中含有苯环，则Y的结构简式为 C．X能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．X与足量的H2在一定条件下反应可生成环状的饱和烃Z，Z的一氯代物有4种 答案　D 解析　A项，由X的键线式可以知道，其分子式为C8H8，正确；B项，与X互为同分异构体且分子中含有苯环，去掉C6H5还剩2个碳和3个氢，只能是乙烯基，所以Y的结构简式是，正确；C项，X的结构中含有碳碳双键，可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，正确；D项，Z中只有两种不同化学环境的氢原子，所以其一氯代物只有2种，错误。 三、大题综合练 15．(1)下列几种烃类物质： CH≡C—CH==CH2 苯　　　　　乙烯基乙炔 ①互为同分异构体的有_____________________________________(写名称)。 ②正四面体烷的二氯取代产物有________种；环辛四烯的二氯代物有________种。 (2)已知和互为同分异构体，则分子式为C3H5Cl的链状化合物的同分异构体有________种。 (3)某烃的键线式结构为，其分子式为__________，和溴的四氯化碳溶液反应的产物键线式为________________。 答案　(1)①乙烯基乙炔和正四面体烷　②1　6 (2)4　(3)C11H20　 解析　(1)①同分异构体为分子式相同，结构不同的化合物，苯()的分子式为C6H6，乙烯基乙炔(CH≡C—CH==CH2)的分子式为C4H4，正四面体烷()的分子式为C4H4，环辛四烯()的分子式为C8H8，四种物质的结构不同；所以互为同分异构体的是乙烯基乙炔和正四面体烷。②正四面体烷()中只有1种氢原子，任意2个氢原子位置相同，固定1个氯原子在1号碳上，另1个氯原子在2号碳上，所以二氯代物有1种；环辛四烯()分子中只有一种氢原子，固定1个氯原子在1号碳上，另1个氯原子分别在2号、3号、4号、5号碳上，有4种二氯代物，当1个氯原子在2号碳上，另1个氯原子分别在3号、5号碳上，有2种二氯代物，共有6种二氯代物。 (2)C3H5Cl可以看作是CH2==CHCH3中的1个氢原子被氯原子取代的产物，分子中有3种等效氢，其中取代“==CH2”上的氢原子后存在顺反异构，故C3H5Cl的链状化合物的同分异构体共有4种。 16．按要求写出下列物质的同分异构体。 (1)写出与CH≡C—CH2—CH3互为同分异构体的链状烃的结构简式：____________________。 (2)分子式与苯丙氨酸[]相同，且满足下列两个条件的有机物的结构简式有________________________________。 ①苯环上有两个取代基； ②硝基(—NO2)直接连在苯环上。 答案　(1) H3C—C≡C—CH3、H2C==CH—CH==CH2 (2)、、、、、 解析　(1)符合要求的碳链结构只有C—C—C—C，根据官能团位置异构有H3C—C≡C—CH3，官能团异构有H2C==CH—CH==CH2。 (2)当苯环上连有1个硝基以后，余下的取代基只能是正丙基或异丙基，再考虑到苯环上的二元取代物有邻、间、对3种位置关系。 学科网（北京）股份有限公司 $$