2020版新教材高中化学第3章简单的有机化合物第1节第2课时有机化合物的结构特点课后练习含解析鲁科版必修第二册

2020版新教材高中化学第3章简单的有机化合物第1节第2课时有机化合物的结构特点课后练习含解析鲁科版必修第二册

第2课时　有机化合物的结构特点 ‎1.下列说法正确的是(　　)‎ A.所有的烷烃,彼此都互为同系物 B.两种化合物的组成元素相同,各元素的质量分数也相同,二者一定是同分异构体 C.相对分子质量相同的几种化合物,一定是同分异构体 D.组成元素及其质量分数相同,且相对分子质量也相同的不同化合物,一定互为同分异构体 答案D 解析含有相同碳原子数的烷烃,分子式相同,属于同分异构体,不属于同系物,A错误;若两种化合物的组成元素相同,各元素的质量分数也相同,则它们的最简式相同。最简式相同的化合物可能是同分异构体,也可能不是同分异构体,如CH3CH2CH2CH3与属于同分异构体,而CH2CH2与不是同分异构体,B错误;相对分子质量相同的物质很多,如H3PO4和H2SO4,但它们不是同分异构体,C错误;当不同化合物的相对分子质量相同,其组成元素及其质量分数相同,其分子式一定相同,这样的化合物一定是同分异构体,D正确。‎ ‎2.有4种碳骨架如图所示的烃,下列说法正确的是(　　)‎ A.a和b互为同分异构体 B.b和c互为同系物 C.a和b都是烷烃 D.只有b和c能发生取代反应 答案B 解析a和b的分子式不同,不互为同分异构体,故A错误;b和c的结构相似,相差1个CH2原子团,都属于烷烃,互为同系物,故B正确;a分子中含有环状结构,不属于烷烃,故C错误;a、b、c、d四种物质均能发生取代反应,故D错误。‎ ‎3.下列分子只表示一种物质的是(　　)‎ A.C3H7Cl B.C3H8‎ C.C5H12 D.C4H10‎ 答案B 解析C3H7Cl存在同分异构体:CH3CH2CH2Cl、CH3CHClCH3,所以不能只表示一种物质,A项错误;C3H8为丙烷,只有一种结构,不存在同分异构体,所以只能表示一种物质,B项正确;C5H12存在同分异构体:CH3CH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH(CH3)CH3、C(CH3)4,所以不能只表示一种物质,C项错误;C4H10存在同分异构体:CH3—CH2—CH2—CH3、,所以不能表示一种物质,D项错误。‎ ‎4.对下列化合物中氢原子化学环境种数判断不正确的是(　　)‎ A.:2种 B.:5种 - 6 -‎ C.:3种 D.:4种 答案A 解析分子中处于对称位置上的氢原子是等效的,该化合物中氢原子化学环境种数为3种,A错误;分子中处于对称位置上的氢原子是等效的,该化合物中氢原子化学环境种数为5种,B正确;分子中同一碳原子所连甲基上的氢原子及处于对称位置上的氢原子是等效的,该化合物中氢原子化学环境种数为3种,C正确;分子中处于镜面对称位置上的氢原子是等效的,该化合物中氢原子化学环境种数为4种,D正确。‎ ‎5.蒽的结构如图所示,其八氯代物异构体数目为(　　)‎ A.13种 B.14种 C.15种 D.16种 答案C 解析如图所示编号:,由于该物质分子中共有10个氢原子,八氯代物异构体数目与二氯代物异构体数目相同。当2个氯原子处于同一环上时,若处于中间环时,只有1种;当处于一侧环时,1个氯原子处于1号位,另外一个氯原子可以位于2、3、4号位置,有3种,2个氯原子可以分别处于2、3号位置有1种;当2个氯原子处于不同环时,一个氯原子处于1号位,另一个氯原子可以位于另外2个环的6种位置,有6种;一个氯原子处于2号位,另外一个氯原子可以位于10、8、7、5号位置(1、8与2、9相同,1、7与2、6相同),有4种,故蒽的二氯代物的同分异构体的数目有1+3+1+6+4=15种,所以其八氯代物异构体数目也是15种,选项C符合题意。‎ ‎6.已知分子式为C12H12的物质A的结构简式为,该分子中右边环上的一溴代物有几种同分异构体(　　)‎ A.3种 B.4种 C.6种 D.8种 答案A - 6 -‎ 解析根据对称法,分子中右边环上有3种氢原子,所以右边环上的一溴代物有3种同分异构体,所以A正确。‎ ‎7.回答下列各问题。‎ ‎(1)烷烃A蒸气的密度是同温同压下H2密度的36倍,则其分子式是　　　　　,同分异构体分别是　　　　　　　　、　　　　　　、　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)烷烃B的分子中含有18个氢原子,其分子式是　　　　　　,其名称是　　　　　　。 ‎ 答案(1)C5H12　CH3CH2CH2CH2CH3‎ ‎(2)C8H18　辛烷 解析烷烃的分子式组成通式为CnH2n+2。‎ ‎(1)Mr(A)=14n+2=36×2,即n=5,其同分异构体有3种,分别是CH3CH2CH2CH2CH3、‎ ‎、。‎ ‎(2)根据烷烃的通式可得2n+2=18,即n=8,分子式是C8H18,其名称是辛烷。‎ 提升能力·跨越等级 ‎1.下列各组物质中,相互间一定互为同系物的是(　　)‎ A.C4H10和C20H42‎ B.C2H4和C3H6O C.C4H8和C3H6‎ D.一溴乙烷和1,2-二溴乙烷 答案A 解析C4H10和C20H42均为饱和烷烃,分子组成相差16个“CH2”原子团,故互为同系物,故A正确;C2H4和C3H6O组成元素不完全相同,故B错误;C4H8可能是烯烃,也有可能是环烷烃,C3H6可能是烯烃,也有可能是环烷烃,故两者结构不一定相似,故不一定互为同系物,故C错误;一溴乙烷和1,2-二溴乙烷结构不相似,故不互为同系物,故D错误。‎ ‎2.某烷烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物,该烃的分子式可能是(　　)‎ A.C3H8 B.C4H10 C.C5H12 D.C6H6‎ 答案C 解析C3H8分子中含两种氢原子,可生成两种一氯代物,故A错误;C4H10为丁烷存在两种同分异构体,正丁烷一氯代物有2种,异丁烷一氯取代产物有2种,故B错误;戊烷有正戊烷、异戊烷、新戊烷3种同分异构体,正戊烷CH3CH2CH2CH2CH3有3种氢原子,一氯代物有3种,异戊烷CH3CH(CH3)CH2CH3有4种氢原子,一氯代物有4种,新戊烷CH3C(CH3)2CH3有1种氢原子,一氯代物有1种,故C正确;C6H6不属于烷烃,故D错误。‎ ‎3.分子式为C4H8Cl2的有机物共有(不含立体异构)(　　)‎ A.7种 B.8种 C.9种 D.10种 - 6 -‎ 答案C 解析当主链碳有4个时,其同分异构体有、、、、、共6种,当主链碳有3个时,其同分异构体有、、共3种,故分子式为C4H8Cl2的有机物共有9种。‎ ‎4.下列烷烃在光照下与氯气反应,只生成一种一氯代物的是(　　)‎ A.CH3CH2CH2CH3 B.‎ C. D.‎ 答案C 解析要判断一氯代物的种数,需对烃分子中氢原子种类进行判断,烃分子中等效氢原子的种类有多少,其一氯代物种类就有多少。A项,的一氯代物有2种;B项,的一氯代物有2种;C项,的一氯代物有1种;D项,的一氯代物有4种。‎ ‎5.(双选)环之间共用一个碳原子的化合物称为螺环化合物,螺[2,2]戊烷()是最简单一种。下列关于该化合物的说法正确的是(　　)‎ A.分子式为C5H8‎ B.一氯代物有两种同分异构体 C.所有碳原子不可能共平面 D.与丙炔互为同系物 答案AC 解析根据螺[2,2]戊烷()的键线式可知,其分子式为C5H8,选项A正确;螺[2,2]戊烷()中的氢都是等效的,故其一氯代物只有一种,选项B错误;螺[2,2]戊烷()中不可能所有碳原子均共面,选项C正确;螺[2,2]戊烷与丙炔结构不相似,不是同类物质,不互为同系物,选项D错误。‎ ‎6.下列结构简式代表了几种不同的烷烃(　　)‎ - 6 -‎ A.2种 B.3种 C.4种 D.5种 答案B 解析结构简式不能体现出分子的实际空间结构,仅能体现出分子中原子间的结合方式。题干中的几种分子可分别表示为、‎ CH3—CH2—CH2—CH2—CH3、‎ ‎、‎ CH3—CH2—CH2—CH2—CH3、‎ ‎,故有3种不同的烷烃。‎ ‎7.青菜含有维生素C和植物纤维有助于清除人体吸入的粉尘颗粒。已知维生素C的结构如图所示,有关判断不正确的是(　　)‎ A.维生素C中含有3种官能团 B.维生素C分子式为C6H8O6‎ C.维生素C能发生氧化反应 D.维生素C具有酸性 答案D 解析维生素C中含有羟基、碳碳双键和酯基三种官能团,选项A正确;根据有机物质的结构简式可以得出维生素C的分子式为C6H8O6,选项B正确;维生素C可以燃烧发生氧化反应,选项C正确;维生素C中不含有羧基、无酸性,选项D不正确。‎ ‎8.“立方烷”是一种新合成的烃,分子为正方体结构,其碳架结构如图所示。‎ ‎(1)立方烷的分子式为　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)该立方烷与氯气发生取代反应,生成的一氯代物有　　　　　　种,生成的二氯代物有　　　　　　种。 ‎ ‎(3)若要使1 mol该烃的所有氢原子全部被氯原子取代,需要　　　　　　 mol氯气。 ‎ 答案(1)C8H8　(2)1　3　(3)8‎ 解析(1)1个立方烷分子中有8个碳原子,分布在立方烷各顶点。氢原子数目可根据碳原子最多形成4个价键来考虑。由于每个碳原子与其他碳原子均已形成3个碳碳单键,故只能与1个氢原子结合。分子式为C8H8。‎ - 6 -‎ ‎(2)由于是正方体,8个顶点的位置全部一样,所以立方烷只有一种一氯代物。根据正方体中两顶点的相对位置只有3种情况,所以二氯代物应有三种结构:‎ ‎。‎ ‎(3)根据取代反应的特点,完全取代8 mol氢原子,需8 mol氯原子,同时又生成8 mol氯化氢。‎ 贴近生活·拓展创新 ‎★有的油田气开采的石油气中含有一种碳氢化合物——金刚烷,它的分子立体结构如图所示(图中以线示键,每个折点处表示一个碳原子,并以氢补足四价):‎ ‎(1)由图可知其分子式为　　　　。 ‎ ‎(2)它是由四个六元环构成的立体笼状结构,其中有　　　　个碳原子为三个环共有。 ‎ ‎(3)金刚烷的分子中有　　　　个“—CH2—”结构,有　　　　　个“”结构,其一氯代物有　　　　种。 ‎ 答案(1)C10H16　(2)4　(3)6　4　2‎ 解析依据每个折点为一个碳原子,每个碳原子必满足四价的原则可写出金刚烷的分子式为C10H16。分子中有6个“—CH2—”结构,有4个“”结构,其结构中有4个完全相同的六元环,其中有4个碳原子为3个环所共有。若给结构中的所有碳原子编号,得如下图所示的结构:,‎ 分析图示,不难看出1、3、5、7号碳原子位置相同,2、4、6、8、9、10号碳原子位置相同,因此,该物质的一氯代物只有两种。‎ - 6 -‎