鲁科版 (2019)选择性必修3第1章 有机化合物的结构与性质 烃微项目 模拟和表征有机化合物分子结构——基于模型和图谱的探索课后测评

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[基础过关练]
1．下列说法中正确的是( )
A．含有羟基的有机化合物一定属于醇类
B．代表醇类的官能团是跟脂肪烃、脂环烃或芳香烃侧链相连的羟基
C．醇类和酚类具有相同的官能团，因而具有相同的化学性质
D．分子内含有苯环和羟基的化合物一定是酚类
[答案] B
2．(2021·湖南师大附中高二期中)同分异构现象是有机化合物种类繁多的原因之一。下列与CH3CH2CH2CH2OH互为同分异构体的是( )
A．CH3CH2CH2CHO B．(CH3)3COH
C．(CH3)2CHCH2COOH D．CH3CH2CH2CH2CH2OH
B [互为同分异构体的物质分子组成相同，结构不同，CH3CH2CH2CH2OH的分子式为C4H10O，CH3CH2CH2CHO的分子式为C4H8O，(CH3)3COH的分子式为C4H10O，(CH3)2CHCH2COOH的分子式为C5H10O2，
CH3CH2CH2CH2CH2OH的分子式为C5H12O，因此与CH3CH2CH2CH2OH互为同分异构体的是(CH3)3COH，故B正确。]
3．乙醇(CH3CH2OH)和二甲醚(CH3—O—CH3)互为( )
A．官能团位置异构体 B．官能团类型异构体
C．同系物 D．碳骨架异构体
B [乙醇(CH3CH2OH)和二甲醚(CH3—O—CH3)的分子组成相同，结构不同，官能团类型不同，互为官能团类型异构体，B正确。]
4．互为同分异构体的物质不可能( )
A．具有相同的相对分子质量
B．具有相同的熔、沸点和密度
C．具有相同的分子式
D．组成元素相同
B [互为同分异构体的物质，其分子式相同(相对分子质量也相同)，但结构不同，因此其物理性质不同。]
5．下列各组物质中，属于立体异构的是( )
C [CH3—CH===CH2分子式为C3H6，分子式为C4H8，二者分子式不同，不互为同分异构体，A错误；属于芳香醇，属于醚，二者属于官能团类型异构，B错误；与属于立体异构，C正确；CH3CH2CH===CH2与CH2===CHCH2CH3为同一物质，D错误。]
6．下列有机物存在顺反异构现象的是( )
A．HC≡CH B．CH2===CH2
C．CH3CH===CHCH3 D．CH3CH===CH2
C [具有顺反异构体的有机物，中同一碳原子应连接不同的原子或原子团。]
7．下列说法正确的是( )
A．甲醇与乙醇的官能团都是羟基，它们具有完全相同的性质
B．甲苯与苯互为同分异构体，它们具有相似的性质
C．烯烃的官能团是碳碳双键，任何烯烃在一定条件下都能发生加成反应
D．乙醛、丙酮、乙酸中都含有羰基，因此它们具有相似的化学性质
C [甲醇与乙醇都含有羟基，具有相似的性质，但是与羟基相连的基团不同，性质会有差异，不完全相同，A项错误；甲苯与苯互为同系物，而不是同分异构体，因都含有苯环而具有某些相似的性质，B项错误；烯烃中必定含有碳碳双键，因而能发生加成反应，C项正确；乙醛、丙酮、乙酸虽都含有结构，但结构所连基团不同，官能团不同，三者性质有很大差别，D项错误。
8．分子式为C5H10O2的同分异构体中羧酸(不含立体异构)有( )
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
B [将C5H10O2改写为C4H9—COOH；C4H9—有4种，故该有机物有4种，即：CH3CH2CH2CH2COOH、、、。]
9．菲的结构简式如图所示，若菲分子中有1个H原子被Cl原子取代，则所得一氯取代产物有( )
A．5种 B．7种 C．8种 D．10种
A [菲分子为对称结构，有1条对称轴(如图所示)，分子中有5种不同化学环境的氢原子，则其一氯取代产物有5种，A正确。]
10．某化合物的分子式为C5H11Cl，分析数据表明，分子中有2个—CH3、2个—CH2—、1个和1个—Cl。则：
(1)它的可能结构有________种。
(2)请写出它可能的结构简式：_______________________________________
________________________________________________________________。
[解析] C5H12(戊烷)的同分异构体有如下三种(序号为符合条件的氯原子的取代种类)：
11．已知下列有机物：
(1)其中属于同分异构体的是________(填序号，下同)。
(2)其中属于碳链异构体的是____________________________。
(3)其中属于官能团位置异构的是________________________。
(4)其中属于官能团类型异构的是_________________________。
(5)其中属于同一种物质的是_____________________________。
[答案] (1)①②③⑤⑥ (2)① (3)② (4)③⑤⑥ (5)④
12．有机化合物中的同分异构现象，除了碳骨架异构、官能团的类型异构和官能团的位置异构之外还有顺反异构等，例如2­丁烯，有如下A、B两种顺反异构的形式：
A中两个—CH3在双键同一侧，为顺式，称顺­2­丁烯；B中两个—CH3在双键的两侧，为反式，称反­2­丁烯。若两个甲基换为—CH3和—CH2—CH3，只要是在同侧，便是顺式，在两侧便为反式。
现有分子式为C9H10的有机物可写成苯丙烯形式，即C6H5—C3H5。试写出由于双键的位置不同而形成的C、D两种直链同分异构体，然后再写出其顺式E和反式F两种异构体。
C______________________________________________________________；
D______________________________________________________________；
E______________________________________________________________；
F______________________________________________________________。
[解析] 首先写出双键位置不同的直链同分异构体C、D，其中一种可能出现顺反异构，两个氢原子在双键同侧或异侧，而另一种无顺反异构，因有一个双键碳原子上全部为氢原子。
[拓展培优练]
13．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，其他位置氢饱和)所示，则与金刚烷互为同分异构体的是( )
A B C D
C [金刚烷的分子式为C10H16，A的分子式为C10H8，B为C10H14，C为C10H16，D为C10H18，则与金刚烷互为同分异构体的是C，所以C选项是正确的。]
14．下列有机化合物同分异构体数目的判断错误的是( )
D [戊烷C5H12有3种同分异构体，分别为正戊烷、异戊烷与新戊烷，A正确；能使溴的四氯化碳溶液褪色，说明C5H10为戊烯，分别为1­戊烯、2­戊烯、2­甲基­1­丁烯、2­甲基­2­丁烯、3­甲基­1­丁烯，故共有5种同分异构体，B正确；C4H10O能与Na反应生成氢气说明为醇类，可写成C4H9OH，丁基有4种结构，故共有4种丁醇，C正确；C4H8O2能与NaHCO3溶液反应说明为羧酸，可写成C3H7COOH，丙基有2种结构，故有2种丁酸，D错误。]
15．2016年诺贝尔化学奖由法国、英国、荷兰的三位科学家获得，以表彰他们在分子机器研究方面的成就。三蝶烯是分子机器的常见中间体，其合成方法如下：
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
下列说法正确的是( )
A．化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为烃
B．三蝶烯的一氯代物有3种
C．由化合物Ⅱ生成化合物Ⅲ发生的是取代反应
D．苯炔与苯互为同分异构体
B [只含碳、氢两种元素的有机化合物称为烃，故A错误；三蝶烯为对称结构，苯环上有2种化学环境的氢原子，中间连接3个苯环的饱和碳原子上有1种化学环境的氢原子，所以其一氯代物共有3种，故B正确；由反应流程及Ⅱ、Ⅲ的分子式，可看出由化合物Ⅱ生成化合物Ⅲ发生的是加成反应，故C错误；苯炔的分子式为C6H4，苯的分子式为C6H6，二者分子组成不同，不互为同分异构体，故D错误。]
16．(2021·安徽蚌埠二中高二月考)化合物a、b、c的分子式均为C8H8，其结构如图所示，下列说法正确的是( )
a b c
A．b的同分异构体可与苯互为同系物
B．c苯环上的二氯代物有10种
C．a能与溴水发生取代反应
D．c中所有原子可以处于同一平面
D [b的分子式为C8H8，苯的同系物的通式为CnH2n－6(n＞6)，因此b的同分异构体不可能与苯互为同系物，故A错误；c为苯乙烯，其苯环上对应的二氯代物：(○为一个氯原子，·为另一个氯原子可能的位置)有4种，有2种，共6种，故B错误；a分子中含有碳碳双键，能与溴水发生加成反应，故C错误；c为苯乙烯，碳碳双键和苯环均为平面结构，两者以碳碳单键相连，通过旋转碳碳单键可以使所有原子处于同一平面，故D正确。]
17．如图是六种环状的烃类物质：
棱晶烷 立方烷 环己烷 环辛烷 苯 eq \a\vs4\al(环辛,四烯)
(1)互为同系物的有________和________(填名称)。
互为同分异构体的有________和________、________和________(填名称)。
(2)立方烷的分子式为________，其一氯代物有________种，其二氯代物有________种。
(3)写出两种与苯互为同系物且一氯代物只有两种的物质的结构简式：____________________________________________________________________，
____________________________________________________________________。
[解析] (1)同系物是指结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物，因此环己烷与环辛烷互为同系物；同分异构体是指分子组成相同，结构不同的化合物，因此苯与棱晶烷(分子式均为C6H6)、环辛四烯与立方烷(分子式均为C8H8)互为同分异构体。
(2)立方烷的结构为正六面体，具有对称性，只有1种等效氢原子，故其一氯代物只有1种，其二氯代物有3种，分别为。
(3)苯的同系物是苯环上连有烷基的有机化合物，一氯代物只有2种，说明该分子中有2种等效氢原子，如 (对二甲苯)、 (间三甲苯)。
[答案] (1)环己烷 环辛烷 苯 棱晶烷 环辛四烯 立方烷
选项
有机化合物
同分异构
体数目
A
分子式为C5H12
3
B
分子式为C5H10，能使溴的四氯化碳溶液褪色
5
C
分子式为C4H10O，能与Na反应生成氢气
4
D
分子式为C4H8O2，能与NaHCO3溶液反应
3