内容正文:
课时素养达标
基础巩固练
选择题只有1个选项符合题意
1.下列说法中正确的是( )
A.H2和D2互为同素异形体
B.CBrBrHH和CBrHHBr互为同分异构体
C.乙醇的同分异构体是HO—CH2CH2—OH
D.和CHCH3CH3CH2CH3是同一种物质
答案 D
解析 A.H2和D2为同种元素的不同核素形成的同种单质,不是同素异形体,故A错误;B.由甲烷的正四面体结构可知,甲烷分子中4个H原子完全相同,则CBrBrHH和CBrHHBr的组成、结构相同,为同种物质,故B错误;C.乙醇分子中含1个O原子,而HO—CH2CH2—OH分子中含2个O原子,分子式不同,不是同分异构体,故C错误;D.和CHCH3CH3CH2CH3的组成、结构相同,为同种物质,故D正确。故答案:D。
2.金刚烷最早是在石油中发现的,其结构如图(转折点为碳原子)所示,用于合成金刚烷衍生物。在医药、高分子材料、润滑油、表面活性剂、感光材料、催化剂、农药等领域有广泛应用,是新一代精细化工原料。下列与金刚烷互为同分异构体的是( )
A B
C D
答案 C
解析 具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体,据此解答。金刚烷的分子式为C10H16,A的分子式为C10H8,B的分子式为C10H14,C的分子式为C10H16,D的分子式为C10H18,则与金刚烷互为同分异构体的是,所以C选项是正确的。答案选C。
3.(2025·云南联考)下列说法错误的是( )
A.互为同分异构体
B.有机物与溴单质按物质的量之比1∶1发生加成反应,生成的产物有4种
C.有机物的系统命名为2,4-二甲基己烷
D.CH3CH2OH和具有相同的官能团,但不是同系物
答案 B
解析 A.两物质分子式均为C8H8且结构不同,互为同分异构体,A正确;B.共轭二烯烃能发生1,2-加成和1,4-加成,有机物与溴单质按物质的量之比1∶1发生加成反应时,得到的产物共有 5 种,B 项错误;C.主链碳原子数为6,从离取代基最近一端开始编号,命名应为2,4-二甲基己烷,C正确;D.虽然二者具有相同官能团,但官能团个数不同,分子组成上也不差n个CH2原子团,所以不互为同系物,D正确。
4.下列关于同分异构体数目的叙述错误的是( )
A.甲苯苯环上的1个氢原子被含3个碳原子的烷基取代,所得产物有6种
B.已知丙烷的二氯代物有4种同分异构体,则其六氯代物的同分异构体数目也为4种
C.含有5个碳原子的某饱和链烃,其一氯代物有3种
D.菲的结构为,它与硝酸反应可生成5种一硝基取代物
答案 C
解析 A项,甲苯苯环上共有3种氢原子,含3个碳原子的烷基共有2种:—CH2CH2CH3(丙基)、—CH(CH3)2(异丙基),故甲苯苯环上的1个氢原子被含3个碳原子的烷基取代,所得产物有6种,正确;B项,采用换元法,将氯原子代替氢原子,氢原子代替氯原子,由二氯代物有4种同分异构体,可得到六氯代物也有4种同分异构体,正确;C项,含5个碳原子的饱和链烃有以下几种情况:正戊烷(CH3CH2CH2CH2CH3)有3种一氯代物,异戊烷[(CH3)2CHCH2CH3]有4种一氯代物,新戊烷[C(CH3)4]只有1种一氯代物,选项中未指明是哪一种链烃,故错误;D项,菲的结构中硝基取代的位置如图:,共有5种一硝基取代物,正确。
5.分子式为C6H12O且含有“—CHO”的同分异构体共有(不考虑立体异构)( )
A.6种 B.8种
C.4种 D.10种
答案 B
解析 含有醛基,分子式为C6H12O的同分异构体有(1,2,3,4为醛基所连位置)共8种。
6.(2025·南阳一中月考)已知a、b、c三种有机化合物的结构简式如图所示:。下列说法不正确的是( )
A.a、b、c互为同分异构体
B.a、b、c分子中碳原子杂化方式均有2种
C.a、b、c的一氯代物均有3种
D.a、b、c中只有a分子的所有碳原子处于同一平面内
答案 C
解析 A.a、b、c三者分子式均为C7H8,分子式相同,结构不同,互为同分异构体,故A正确;B.根据各物质的碳原子成键方式可知,三者物质中碳原子杂化方式均有2种,故B正确;C.根据a结构简式可知,含4种等效氢原子,则一氯代物有4种,故C错误;D.b、c中连接两个环的碳原子形成的四个碳碳单键均为四面体结构,即b、c的所有碳原子不可能共平面,故D正确。
7.根据要求回答下列问题:
(1)有机物的结构可用“键线式”简化表示,物质X:CH3CH=CHCH3,可表示为。X可以与溴水反应,该反应的化学方程式是 ;(2)一种有机物Y的键线式如图所示:
①Y的分子式为 ;②有机物Z是Y的同分异构体,且属于芳香族化合物,则Z的键线式为 。
(3)已知C7H16有多种同分异构体,其中主链含有5个碳原子,有2个甲基作支链,符合条件的烷烃有 种,其中有一种同分异构体的核磁共振氢谱有4个峰,请写出其结构简式 。
(4)已知苯的同系物的分子式为C8H10,它的同分异构体中苯环上一取代物只有一种的结构简式为 。
答案 (1)+Br2→
(2) C8H8
(3)4
(4)
解析 (1)CH3CH=CHCH3含有碳碳双键,可与溴水中的Br2发生加成反应生成,反应的化学方程式为+Br2→;
(2)①根据键线式可知1个Y分子中含有8个C原子和8个H原子,则分子式为C8H8;②Z是Y的同分异构体,且属于芳香族化合物,说明Z含有苯环,则Z的结构简式为,键线式为;
(3)C7H16属于烷烃,主链有5个碳原子,两个甲基作支链,同分异构体为(CH3)3CCH2CH2CH3、
(CH3)2CHCH(CH3)CH2CH3、
(CH3)2CHCH2CH(CH3)2、CH3CH2C(CH3)2CH2CH3,共有4种,核磁共振氢谱有4个峰,说明有4种不同的氢原子,则结构简式为;(4)苯的同系物的分子式为C8H10,由苯环上的一溴取代物只有一种可知,含有1个苯环的烃分子的结构对称,苯环上只有一种氢原子,则2个碳原子不可能是乙基,只能是2个处于对位的甲基,结构简式为。
考能提升练
选择题有1个或2个选项符合题意
8.下列关于有机物分子结构的叙述正确的是( )
A.CH3CHCHCCCF3分子中6个
碳原子都在同一平面上
B.有机物最多可能有11个碳原子共面
C.2-苯基丙烯分子中所有原子都能共面
D.CH3CCCHCH2分子中最多有
4个碳原子共面
答案 A
解析 碳碳双键为平面形结构,与之直接相连的原子与双键共面,碳碳三键为直线形,与之直接相连的原子共面,故CH3CHCHCCCF3中所有碳原子共面,故A正确;中,碳碳三键、碳碳双键与苯环以单键相连,可以旋转共面,乙基中的两个碳原子也可能共面,故最多有12个碳原子共面,故B错误;甲基与甲烷相似,为空间立体结构,故2-苯基丙烯分子中所有原子不能共面,故C错误;CH3CCCHCH2中,所有碳原子共面,故D错误。
9.下列有关说法中正确的是( )
A.与甘油互为同系物
B.同分异构体数目:C5H12>C5H10>C4H10>C4H8>C3H8
C.按系统命名法,的名称是:2,2,4,5-四甲基-3,3-二乙基己烷
D.最多有5个碳原子在同一直线上
答案 CD
解析 A.为环六元醇,分子式C6H12O6,甘油为丙三元醇,分子式C3H8O3,通式不相同,不是同系物,故A错误;B.C5H12有正戊烷、异戊烷、新戊烷三种同分异构体,C4H10有正丁烷、异丁烷两种同分异构体,C3H8没有同分异构体,C5H10的烯烃同分异构体有5种,C4H8的烯烃同分异构体有3种,C5H10、C4H8除了烯烃同分异构体外还有环烷烃,故同分异构体数目∶C5H10>C4H8>C5H12>C4H10>C3H8,故B错误;C.主链上有6个碳,2号碳原子上有2个甲基,4、5号碳原子上有1个甲基,3号碳原子上有2个乙基,系统命名法为2,2,4,5-四甲基-3,3-二乙基己烷,故C正确;D.苯环、碳碳双键、碳碳三键是平面的结构,中最多有5个碳原子在同一直线上,故D正确。
10.分子式为C5H10O3,与乳酸()互为同系物的有机物有( )
A.9种 B.10种
C.11种 D.12种
答案 D
解析 乳酸的官能团为羟基和羧基,羧基为端位基,羟基为取代基,按照如下结构写同分异构体:有4种同分异构体,有3种同分异构体,有4种同分异构体,有1种同分异构体,则C5H10O3与乳酸互为同系物的有机物共有12种。
11.填空。
(1)曲酸是一种非常有潜力的食品添加剂,结构简式为,其所含有的含氧官能团有 (写出符合条件官能团的名称)。
(2)下列各组物质中属于同系物的是 ,互为同分异构体的是 (填序号)。
①CH3CH2OH和CH3OCH3 ②C(CH3)4和C4H10 ③和 ④35Cl和37Cl
(3)完全燃烧下列烃①丙烷(C3H8)、②丁烯(C4H8)、③乙烯(C2H4)、④己烷(C6H14),等物质的量的上述四种烃,耗氧量最小的为 (填写序号),等质量时,则耗氧量最大的为 (填写序号)。
(4)芳香烃C9H10中存在顺反异构的有机物,其顺式结构简式为 。
(5)10个碳原子以下一氯代物只有1种的烷烃有4种,写出相对分子质量最大的烷烃的结构简式 。
(6)某有机物的结构简式如图所示,它的同分异构体中属于芳香酮的有 种;芳香醛的有 种。
答案 (1)羟基、酮羰基、醚键 (2)② ① (3)③ ① (4)
(5) (6)5 14
解析 (1)由结构简式可知,曲酸的含氧官能团有为羟基、酮羰基、醚键;(2)①CH3CH2OH和CH3OCH3的分子式相同,结构不同,互为同分异构体;②C(CH3)4和C4H10是结构相似,分子组成相差1个CH2原子团的烷烃,互为同系物;③和的分子式相同,结构相同,是同种物质;④35Cl和37Cl的质子数相同、中子数不同,互为同位素;则4组物质中属于同系物的是②,互为同分异构体的是①;(3)设烃的分子式为CxHy,等物质的量的烃完全燃烧时,(x+)的值越大,耗氧量越大,由分子式可知,4种烃的(x+)的值分别为5、6、3、9.5,则③的耗氧量最小;将烃的分子式改写为CHx,等质量的烃完全燃烧时,x的值越大,耗氧量越大,由分子式可知,4种烃的x的值分别为、2、2、,则①的耗氧量最大;(4)由芳香烃C9H10存在顺反异构,芳香烃分子中含有碳碳双键,则顺式结构简式为;(5)10个碳原子以下一氯代物只有1种的烷烃为甲烷、乙烷、2,2-二甲基丙烷和2,2,3,3-四甲基丁烷,其中结构简式为的2,2,3,3-四甲基丁烷的相对分子质量最大;(6)的同分异构体属于芳香酮说明同分异构体分子含有苯环和酮羰基,可能结构为、,共有5种;的同分异构体属于芳香醛说明同分异构体分子含有苯环和醛基,同分异构的结构可以视作醛基取代了乙苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯分子中氢原子,种数分别为5、3、4、2,共有14种。
12.回答下列问题:
(1)下列几种烃类物质:
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;立方烷的二氯取代产物有 种,立方烷的一种同分异构体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)某化合物的分子式为C5H11Cl,分析数据表明:分子中有两个—CH3、两个—CH2—、一个和一个—Cl。它的可能的结构有 种。
(4)某烃的键线式结构为,该烃与Br2按物质的量之比为1∶1加成时,所得产物有 种。
答案 (1)①乙烯基乙炔与正四面体烷 ②1 3 6 (2)4 (3)4 5
解析 (1)①乙烯基乙炔与正四面体烷的分子式都为C4H4,互为同分异构体的有乙烯基乙炔与正四面体烷。答案为:乙烯基乙炔与正四面体烷;②正四面体烷分子中,任意两个碳原子间的距离都相等,所以其二氯取代产物有1种;若立方烷的边长为a,则分子中两个碳原子间的距离分别为a、a、a三种,则立方烷的二氯取代产物有3种,立方烷的一种同分异构体环辛四烯的结构简式为,二氯代物的结构简式为(1、2、3、4、5、6位置表示另一个Cl所在的位置)有6种。答案为:1;3;6;(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CH2CHCH2Cl、CH2CClCH3,ClCHCHCH3(2种,顺反异构)共4种。答案为:4;(3)某化合物的分子式为C5H11Cl,分析数据表明:分子中有两个—CH3、两个—CH2-、一个和一个—Cl。它的可能的结构有ClCH2CH2CH(CH3)2、CH3CHClCH2CH2CH3、CH3CH2CHClCH2CH3、CH3CH2CH(CH3)CH2Cl共4种。答案为:4;(4)某烃的键线式结构为,该烃与Br2按物质的量之比为1∶1加成时,可以是1个双键上的加成(3种)、两个相邻双键的1、4加成(2种),故所得产物有5种。答案为:5。
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