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高中化学苏教版 (2019)选择性必修3第一单元 有机化合物的结构同步达标检测题
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这是一份高中化学苏教版 (2019)选择性必修3第一单元 有机化合物的结构同步达标检测题，共25页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题等内容，欢迎下载使用。
2.1.3同分异构体同步练习-苏教版高中化学选择性必修3
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列说法错误的是
A．核素的中子数是0
B．和互为同位素
C．金刚石、石墨和足球烯互为同素异形体
D．和互为同分异构体
2．C8H8分子呈正六面体 结构（如图所示），因而称为“立方烷”，它的二氯代物共有（ ）
A．3种
B．6种
C．12 种
D．24 种
3．2021年诺贝尔化学奖颁给了研究“有机小分子不对称催化剂”的两位科学家。已知L-脯氨酸(结构简式如图)可参与诱导不对称催化反应，手性碳原子是指连有四个不同的原子或基团的碳原子，下列关于L-脯氨酸的相关叙述正确的是
A．分子式为 B．分子中存在4个手性碳原子
C．属于非极性分子，难溶于水 D．分子中饱和碳原子上的二氯代物有9种
4．下列说法不正确的是
A．正戊烷和新戊烷互为同分异构体 B．CCl4与CH4一样是正四面体结构
C．H2O和D2O互为同位素 D．O2与O3的相互转化是化学变化
5．有三种含有5个碳原子的有机物：烯烃 C5H10、饱和一元醛 C5H10O、酯类 C5H10O2，它们的同分异构 体(不考虑类别异构)数目正确的是
A．3、3、7 B．4、3、8 C．5、4、9 D．5、5、13
6．下列有关螺辛烷的说法正确的是
A．分子式为 B．一氯代物有4种
C．分子中所有碳原子共面 D．与2-甲基-3-庚烯互为同分异构体
7．某苯的同系物分子式为，其中能被酸性溶液氧化成苯甲酸的同分异构体有
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
8．1，1—二环丙基乙烯()的二氯代物共有(不含立体异构)
A．6种 B．7种 C．8种 D．9种
9．有机物有多种同分异构体，其中属于酯且苯环上有2个取代基的同分异构体共有
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
10．下列分子式只表示一种物质的是
A．C3H7Cl B．C5H12 C．CH2Cl2 D．C4H10
二、填空题
11．回答下列问题：
(1)下列分子中若有手性原子，请用“*”标出其手性碳原子 、 。
(2)在下列物质①CO2、②NH3、③CCl4、④BF3、⑤H2O、⑥SO2、⑦SO3、⑧PCl3中，属于非极性分子的是(填编号) 。
(3)试比较下列含氧酸的酸性强弱(填“>”、“<”或“=”)：H2SO4 H2SO3；HClO3 HClO4；
(4)根据价层电子对互斥理论判断下列问题：H2S中心原子的杂化方式为 杂化，VSEPR构型为 ，分子的立体构型为 。
(5)H2O的沸点(100℃)比H2S的沸点(-61℃)高，这是由于 。
12．回答下列问题
(1)氮元素是重要的非金属元素，可形成卤化氮、氮化物、叠氮化物及配合物等多种化合物。
①NF3、NBr3、NCl3的沸点由高到低的顺序是 。
②NaN3与KN3相比，NaN3的熔点 (填“>”、“=”或“<”)KN3的熔点。
③某元素X形成的离子X+中K、L、M三个电子层均充满了电子。它与N3-形成晶体的结构如图所示。X是 (填元素符号)，晶体中距离每个N3-最近的X+有 个。
(2)找出合适的序号填在对应的空格中。
①环戊烷和环丁烷②12C和14C③CH3OCH2CH3和CH3CH2OCH3
④红磷和白磷⑤和⑥CH3CH2CHO和CH3COCH3
属于同一物质的是 ；互为同位素的是 ；互为同系物的是 ；互为同分异构体的是 。
13．呋虫胺(F)为最新一代超级烟碱类杀虫剂，其结构中用四氢呋喃基取代了氯代吡啶基、氯代噻唑基等，在性能方面也与其他杀虫剂有所不同，杀虫谱更广，被称为“呋喃烟碱”，图为呋虫胺的一种合成路线：
已知：。
回答下列问题：
同一碳原子上连有四种不同原子或原子团时，该碳原子称为手性碳，A、B、C、D、E、F六种物质中含有手性碳原子的是 (填标号)。
14．规律提炼题组-------同分异构体的书写。
(1)某烷烃分子式为C7H16 ，写出含有三个甲基的烷烃的同分异构体的结构简式： 。
(2)1 mol有机物与1 mol H2发生加成反应，其加成后的产物是2,2,3-三甲基戊烷，则此有机物可能的结构简式是 、 、 。
(3)1mol某烃能与1mol氯化氢完全加成，加成产物分子上的氢原子又可被9mol氯气取代，该烃的分子式为 ，并写出它所有可能的结构简式 。
(4)学法题：通过此题的解答，总结同分异构体常见类型有 。
15．3-氯-2-丁氨酸的结构简式为。一个3-氯-2-丁氨酸分子中含有 个手性碳原子。其中一对镜像异构体用简单的投影式表示为和。则另一对镜像异构体的简单投影式为和 。
16．已知：Ⅰ．环丁烯()的结构简式可表示为。
Ⅱ．苯()、环已二烯()和环己烯()相对的能量如图所示：
回答下列问题：
(1)苯的一种不含不饱和键的同分异构体的结构简式为 。
(2)1 mol环已二烯(g)与1 mol氢气(g)的加成反应属于 (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)T℃下，在恒容密闭容器中加入(g)和，发生反应：(g)(g)和(g)(g)，若达到平衡后，苯、环已二烯和环己烯的物质的量相同。则：
①苯的平衡转化率是 (保留三位有效数字)；平衡时的体积分数是 。
②升高温度，苯的消耗速率 (填“增大”“减小”或“不变”，下同)，苯的生成速率 。
17．某烃A在足量氧气中充分燃烧后，生成等物质的量的B和C两种物质。
(1)16.8 g烃A充分燃烧时消耗标准状况下的氧气 L。
(2)根据题目已知条件能否 (填“能”或“不能”)确定烃A的化学式和结构式。
(3)若烃A的化学式为且不能使溴水褪色，但在一定条件下能与氯气发生取代反应，其一氯代物只有一种，则烃A的结构简式为 。
(4)若烃A的化学式为且能使溴水褪色，在催化剂作用下与加成，其加成产物经 (填仪器名称)测定分子中含有4个甲基，烃A可能具有的结构简式为 、 、 。
(5)若烃A的化学式为，则比A少2个的烃有 种同分异构体，其中能和发生加成反应生成2-甲基丙烷的烯烃的名称是 。
18．化合物VI(C3H6O)有多种同分异构体，其中含结构的有 种，核磁共振氢谱图上只有一组峰的结构简式为 。
19．化合物H是一种具有多种生物活性的天然化合物。某课题组设计的合成路线如图(部分反应条件已省略)：
已知：R1BrR1MgBr
+
写出2种同时符合下列条件的化合物B的同分异构体的结构简式(不包括立体异构体) 。
①有两个六元环(不含其他环结构)，其中一个为苯环；
②除苯环外，结构中只含2种不同的氢；
③不含—O—O—键及—OH
20．根据要求，回答下列问题：
(1)某烷烃分子的碳骨架结构为，此烷烃的一溴代物有 种。若此烷烃为炔烃加氢制得，则此炔烃的结构简式为 。
(2)用核磁共振仪对分子式为C3H8O的有机物进行分析，核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积比为6∶1∶1，则该化合物的键线式为 。
(3)X为有机物的同分异构体，同时满足如下三个条件的X的结构简式为 。
①含有苯环；
②有三种不同化学环境的氢，个数比为6∶2∶1；
③1molX与足量金属Na反应可生成2gH2。
(4)与有机物互为同分异构体，且核磁共振氢谱为两组峰，峰面积比为1∶1的酯类化合物的所有结构简式为 。
(5)分子式为C4H8BrCl的有机物共有(不含立体异构) 种。
三、实验题
21．水合肼(N2H4•H2O)可用作抗氧剂等，工业上常用尿素[CO(NH2)2]和NaClO溶液反应制备水合肼。
已知：
I.N2H4•H2O的结构如图： 。
II.N2H4•H2O沸点118℃，具有强还原性。
(1)图中“…”表示 。
(2)将Cl2通入过量NaOH溶液中制备NaClO，得到NaClO溶液。写出NaClO电子式： 。
(3)制备水合肼：将NaClO溶液滴入尿素水溶液中，控制一定温度，装置如图(夹持及控温装置已略)。充分反应后，A中的溶液经蒸馏获得水合肼粗品后，剩余溶液再进一步处理还可获得副产品NaCl和Na2CO3•10H2O。
①A中反应的化学方程式是 。
②冷凝管的作用是 。
③若滴加NaClO溶液的速度较快时，水合肼的产率会下降，原因是： 。
④NaCl和Na2CO3的溶解度曲线如图。由蒸馏后的剩余溶液获得NaCl粗品的操作是 。
(4)水合肼在溶液中可发生类似NH3•H2O的电离，呈弱碱性。
①写出水合肼和盐酸按物质的量之比1：1反应的离子方程式 。
②碳酰胼(CH6N4O)是目前去除锅炉水中氧气的最先进材料，由水合肼与DEC(，碳酸二乙酯)发生取代反应制得。DEC分子中是否存在手性碳？ (填“有”或“无”)。
22．二氯化硝基·五氨合钴(，摩尔质量：261g/mol)是一种难溶于乙醇的棕黄色针状晶体经常用于研究配位化合物内界的键合方式。某实验小组对其进行合成与表征，实验原理及合成步骤如下：
【实验仪器及用品】
小烧杯、锥形瓶、量筒、表面皿、玻璃棉、胶头滴管、镊子、布氏漏斗、抽滤瓶、pH试纸。无水乙醇、常温和冷的蒸馏水
【实验步骤】
I．量取15.0mL2mol/L的氨水，倒入小烧杯中，向其中加入2.50g(摩尔质量：250.5g/mol)，搅拌使其充分溶解，滤去不溶物；
Ⅱ．室温时，将滤液置于锥形瓶内，向其中逐滴加入4mol/L盐酸，调整滤液pH至3~4后，升温至65℃，搅拌状态下加入1.0g，加热，稳定保持此温度反应30min；
Ⅲ．将反应后所得溶液冷却至室温，小心加入15.0mL浓盐酸后，降温使其结晶完全：
Ⅳ。将得到的固液混合物倒入布氏漏斗中进行抽滤后，经过一系列实验操作，干燥后得到棕黄色晶体1.9g。
请回答下列问题：
(1)中Co的配位数为 。
(2)反应的化学方程式为 。
(3)步骤Ⅱ中，对锥形瓶中滤液采取的最佳控温方式为 。
(4)步骤Ⅲ中若盐酸加入过多，会导致所得晶体内界中配体的数量 (填“增多”或“减少”)，产生这种现象的原因是 。
(5)请补充最后一步抽滤后获得产品的一系列实验操作为 。
(6)此实验的产率为 %(列出计算式即可)。
(7)有文献表明：进行此实验时，若温度不能稳定控制在65℃左右，可能会产生二氯化亚硝酸根·五氨合钴()；
①上述两种配位化合物的关系是 (填字母，下同)。
a．同素异形体 b．同系物 c．同分异构体 d．同位素
②上述两种配位化合物的结构中，的配位方式不同，若想对二者进行鉴别，可采用的仪器分析方法是 。
a．原子光谱法 b．红外光谱法 c．核磁共振氢谱法 d．X-射线衍射法
23．苯甲醇与苯甲酸是重要的化工原料，可通过苯甲醛在氢氧化钠水溶液中的歧化反应制得，反应的化学方程式为：
某研究小组在实验室制备苯甲醇与苯甲酸，反应结束后对反应液按下列步骤处理：
重结晶过程：溶解活性炭脱色趁热过滤冷却结晶抽滤洗涤干燥。
已知：苯甲醇易溶于乙醚、乙醇，在水中溶解度较小。苯甲酸微溶于水，乙醚难溶于水。
请根据以上信息，回答下列问题：
(1)萃取分离苯甲醇与苯甲酸钠时，合适的萃取剂是 ，其理由是 。萃取分液后，所得水层用盐酸酸化的目的是(请用化学方程式表示) 。
(2)苯甲酸在A、B、C三种溶剂中的溶解度(S)随温度变化的曲线如图所示。重结晶时，合适的溶剂是 。重结晶过程中，趁热过滤的作用是 。
(3)相对分子质量的确定一般利用质谱法、蒸气密度法等。某有机物A的质谱图显示其相对分子质量最大是72。组成元素的测定常采用元素分析仪，也可采用燃烧法。称取3.6 g A，在足量氧气中充分燃烧，生成物通过浓硫酸后，浓硫酸的质量增加5.4 g，剩余气体通过碱石灰，碱石灰的质量增加11 g，则有机物A的分子式为 。
(4)核磁共振谱常用氢谱或碳谱，它主要测定分子中具有不同特点的H或C的种类与比例。如对于有机物 ，其碳谱有四组峰，峰面积之比为2∶1∶1∶1；氢谱有四组峰，峰面积之比为1∶2∶3∶6.有机物A的碳谱有两组峰，峰面积之比为4∶1，氢谱有一组峰。试写出有机物A的结构简式： 。
(5)有机物A的二氯代物有 种。
参考答案：
1．A
【详解】A．核素的中子数是，故A项错误；
B．质子数相同而中子数不同的核素互称为同位素，B项正确；
C．金刚石﹑石墨和足球烯都是碳单质，互为同素异形体，C项正确；
D．分子式相同，结构不同的化合物互称为同分异构体，故和互为同分异构体，D项正确。
答案选A。
2．A
【详解】两个氯原子可以分别取代立方体同一棱上、面对角线上和体对角线上碳原子上的氢原子，因此C8H8的二氯代物有3种，故A正确。
综上所述，答案为A。
3．D
【详解】A．由结构可知分子式为C5H9NO2，故A错误；
B．连接4个不同基团的碳原子为手性碳原子，如图 中标记碳表示的1个碳原子具有手性，故B错误；
C．含醛基、氨基，可溶于水，结构不对称，为极性分子，故C错误；
D．环上4个碳原子为饱和碳原子，2个Cl可在同一个碳原子上或不同碳原子上，如图 ，2个Cl可均在2、3、4号C原子上有3种，若1个Cl在1号C原子上，移动另一个Cl有3种，若1个Cl在2号C原子上移动另一半Cl有2种，若1个Cl在3号C原子上移动另一个Cl有1种，共3+3+2+1=9种，故D正确；
故选：D。
4．C
【详解】A．正戊烷和新戊烷分子式相同均为C5H12，结构式不同，互为同分异构体，选项A正确；
B．CH4、CCl4分子中都只含有一种化学键且有4个键，都是正四面体结构，选项B正确；
C．H2O与D2O是化合物不是原子，不是同位素，选项C不正确；
D．O2和O3的相互转化过程中有新物质生成，属于化学变化，选项D正确；
答案选C。
5．C
【详解】烯C5H10的同分异构体有： H2C=CHCH2CH2CH3、H3CCH=CHCH2CH3、(CH3)2C =CHCH3、 (CH3)2CHCH=CH2、CH2=C(CH3)CH2CH3，共5种；
醛C5H10O、可以看成C4H9-CHO其中-C4H9的同分异构体有4种，所以醛C5H10O的同分异构有4种分别为：CH3CH2CH2CH2CHO、(CH3)2CHCH2CHO、CH3CH2CH(CH3)CHO、(CH3)3CCHO；
酯 C5H10O2，若为甲酸和丁醇发生酯化反应，其中丁醇有4种，形成的酯有4种： HCOOCH2CH2CH2CH3、HCOOCH2CH(CH3)2、HCOOCH(CH3)CH2CH3、HCOOC(CH3)3；
若为乙酸和丙醇发生酯化反应，其中丙醇有2种，形成的酯有2种： CH3COOCH2CH2CH3、CH3COOCH(CH3)2；
若为丙酸和乙醇发生酯化反应，其中丙酸有1种，形成的酯有1种：CH3CH2COOCH2CH3；
若为丁酸和甲醇发生酯化反应，其中丁酸有2种，形成的酯有2种：CH3CH2CH2COOCH3、(CH3)2CHCOOCH3，共有9种。
故选C。
6．B
【详解】A．根据螺辛烷的结构可知，其分子式为C8H14，A错误；
B．该物质结构对称，一氯代物有4种，B正确；
C．该分子最中间的碳原子为饱和碳原子，与之相连的4个碳原子不可能在同一平面，分子中所有碳原子不共面，C错误；
D．2-甲基-3-庚烯的分子式为C8H16，两种物质的分子式不同，不互为同分异构体，D错误；
故答案选B。
7．A
【分析】C10H14的苯的同系物，侧链为烷基，其中能被酸性KMnO4溶液氧化成苯甲酸，说明苯环上只含1个侧链，则侧链为−C4H9，且连接苯环的C原子上含有H原子，所以只判断丁烷烷基的同分异构体即可，由此分析解答。
【详解】据分析可知，C10H14的苯的同系物，且只含1个侧链，则侧链为−C4H9，且连接苯环的C原子上含有H原子，丁烷烷基的碳链同分异构体有：，，，共3种结构；
故答案选A。
8．D
【详解】1—二环丙基乙烯()的二氯代物共有 、 、、、、 、、、共九种，D正确；
答案选D。
9．A
【详解】由的结构可知，其有苯环且苯环上有两个取代基的同分异构体中，所含酯基只能为HCOO-，另一个取代基则为甲基，两个取代基在苯环上分别有邻、间、对3种位置，所以同分异构体有3种，答案选A。
10．C
【详解】A．C3H7Cl结构简式为和，有两种物质，A选项错误；
B．、和，有三种物质，B选项错误；
C．CH2Cl2为一个碳无碳架异构也没有立体异构，只有一种物质，C选项正确；
D．和，有两种物质，D选项不正确；
答案选C。
11．(1) 第二种分子结构没有手性碳原子
(2)①③④⑦
(3) > ＜
(4) sp3 正四面体 V形
(5)水分子之间存在氢键
【详解】(1)连接4个不同的原子团或原子的碳原子是手性碳原子，图 中标“*”为手性碳原子， 该结构中碳原子连有相同的原子团或原子，无手性碳原子；
(2)①CO2中C元素化合价为+4，C原子最外层4个电子全部成键，对称结构，正负重心重合，为非极性分子；
②NH3中N元素化合价为-3，N原子最外层5个电子未全部成键，不对称结构，正负重心不重合，为极性分子；
③CCl4中C元素化合价为+4，C原子最外层4个电子全部成键，对称结构，正负重心重合，为非极性分子；
④BF3中B元素化合价为+3，B原子最外层3个电子全部成键，对称结构，正负重心重合，为非极性分子；
⑤H2O中O元素化合价为-2，O原子最外层6个电子未全部成键，不对称结构，正负重心不重合，为极性分子；
⑥SO2中S元素化合价为+4，S原子最外层6个电子未全部成键，不对称结构，正负重心不重合，为极性分子；
⑦SO3中S元素化合价为+6，S原子最外层6个电子全部成键，对称结构，正负重心重合，为非极性分子；
⑧PCl3中P元素化合价为+3，P原子最外层5个电子未全部成键，不对称结构，正负重心不重合，为极性分子；
由上述分析得，属于非极性分子的是①③④⑦；
(3)同一元素的含氧酸，该元素的化合价越高，对应的含氧酸的酸性越强，H2SO4中S元素化合价为+6价，H2SO3中S元素化合价为+4价，故酸性H2SO4>H2SO3，HClO3中Cl元素化合价为+5价，HClO4中Cl元素化合价为+7价，故酸性HClO3＜HClO4；
(4)H2S分子价层电子对数=2+(6-1×2)÷2=4，有两对孤电子对，则中心原子S原子采取sp3杂化，VSEPR构型为正四面体型，分子的立体构型为V形；
(5)水分子之间存在氢键，沸点高于同族其它元素氢化物，所以H2O的沸点(100℃)比H2S的沸点(-61℃)高。
12．(1) NBr3 >NCl3>NF3 > Cu 6
(2) ③⑤ ② ① ⑥
【解析】（1）
①NF3、NBr3、NCl3均为分子晶体，且结构相似，相对分子质量越大则分子间作用力越大，沸点越高，故沸点由高到低的顺序是NBr3 >NCl3>NF3。
②NaN3与KN3结构相似，均为离子晶体，钠离子半径小于钾离子半径，NaN3中离子键键能更大，故NaN3的熔点>KN3的熔点。
③X失去1个电子形成X+，且离子X+中K、L、M三个电子层均充满了电子，则X为Cu元素；由图可知，晶体中XYZ轴每个方向距离每个N3-最近的X+各有2个，故共6个。
（2）
甲烷为四面体形结构，则其二氟取代物⑤和属于同一物质；③CH3OCH2CH3和CH3CH2OCH3结构相同也属于同一种物质；
具有相同质子数，不同中子数的同一元素的不同核素互为同位素；互为同位素的是②12C和14C；
同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物；互为同系物的是①环戊烷和环丁烷；
同分异构体是分子式相同、结构不同的化合物；互为同分异构体的是⑥CH3CH2CHO和CH3COCH3。
13．DEF
【分析】由和先推出D为，根据“同一碳原子上连有四种不同原子或原子团时，该碳原子称为手性碳”进行判断。
【详解】、、中标有*的碳原子为手性碳原子，A、B、C、D、E、F六种物质中含有手性碳原子的是DEF。故答案为：DEF。
14．(1)CH3CH（CH3）CH2CH2CH2CH3，CH3CH2CH（CH3）CH2CH2CH3、CH3CH2CH（CH2CH3）CH2CH3
(2) CH2=C（CH3）CH（CH3）CH（CH3）2 CH3C（CH3）=C（CH3）CH（CH3）2 [（CH3）2CH]2C=CH2
(3) C4H8 、、、
(4)碳链异构、位置异构、顺反异构
【详解】（1）该烃结构式中含有3个甲基，则该烷烃只有1个支链，若支链为-CH3，主链含有6个碳原子，符合条件有：CH3CH（CH3）CH2CH2CH2CH3，CH3CH2CH（CH3）CH2CH2CH3；若支链为-CH2CH3，主链含有5个碳原子，符合条件有：CH3CH2CH（CH2CH3）CH2CH3；
（2）根据烯烃与H2加成反应的原理，推知该烷烃分子中相邻碳原子上均带氢原子的碳原子间是对应烯烃存在碳碳双键的位置；该烷烃的碳链结构为，1号和5号碳原子关于3号碳原子对称，所以能形成双键位置有：1和2之间（或4和5）（或2和6之间）（或4和8）；2和3之间（或4和3）；3和7之间，故该烃共有3种，所以有机物可能的结构简式为CH2=C（CH3）CH（CH3）CH（CH3）2、CH3C（CH3）=C（CH3）CH（CH3）2、[（CH3）2CH]2C=CH2；
（3）1mol某烃能与1molHCl发生加成反应，说明1mol该烃中含有1mol碳碳双键，加成产物分子上的氢原子又可被9molCl2取代，根据取代反应特点，加成产物上有9molH，即该烃上有8molH，即该烃的分子式为C4H8，结构简式为、、、；
（4）通过此题的解答，总结同分异构体常见类型有碳链异构、位置异构、顺反异构。
【点睛】加成反应指有机物分子中的不饱和键断裂，断键原子与其他原子或原子团相结合，生成新的化合物的反应；先判断该烃结构是否对称，如果对称，只考虑该分子一边的结构和对称线两边相邻碳原子即可；如果不对称，要全部考虑，然后各去掉相邻碳原子上的一个氢原子形成双键。
15． 2
【详解】根据手性碳原子周围连接四个不同的原子或基团这一规律可以判断该物质的手性碳原子个数；该有机物分子含有手性碳的个数为2，如图“*”所示：；
参照例子可以知道对应异构体关系就像我们照镜子一样，其另一种就是该物质在镜子中的“镜像”，所以 的镜像异构体为。
16．(1)
(2)放热
(3) 66.7％ 75％ 增大 增大
【详解】（1）苯的分子式是C6H6，平均每个碳原子上有一个氢原子，不含不饱和键的同分异构体中，还有三个单键只能与另外三个碳原子相连，故结构简式为；
（2）环已二烯与氢气的加成反应为(g)+H2(g)(g)，根据相对能量图可知：反应物的能量比生成物的能量高，则发生该反应时，反应属于放热反应；
（3）①苯、环已二烯和环己烯的物质的量相同时，苯的平衡转化率是；在(g)+H2(g)(g)；(g) +2H2(g)(g)，在这两个反应中，苯均消耗了mol；
故反应过程中消耗的H2的物质的量为，剩余H2为4 mol-1mol=3mol，烃在反应前后其总物质的量不变，仍然是1 mol，故H2的体积分数是；
②升高温度，物质的内能增加，分子之间的有效碰撞次数增加，则苯的消耗速率和生成速率均增大。
17．(1)40.32
(2)不能
(3)
(4) 红外光谱仪
(5) 5 2-甲基丙烯
【分析】烃含有碳、氢两种元素，烃A在氧气中充分燃烧后，生成等物质的量的B和C两种物质，显然B和C分别为二氧化碳和水，即烃A在氧气中充分燃烧后，生成等物质的量的二氧化碳和水，则烃A分子中C、H原子个数比为1:2，最简式为CH2，相对分子质量未知，不能确定分子式。
【详解】（1）设烃A的分子式为CnH2n，16.8 g烃A的物质的量为=mol，根据有机物燃烧的化学方程式得到：1mol烃A在燃烧时消耗molO2，则消耗标准状况下的氧气的体积为：22.4L/mol=40.32L，故答案为：40.32。
（2）根据以上分析，由题目已知条件可确定烃A的最简式为CH2，但相对分子质量未知，不能确定烃A的化学式以及结构式，故答案为：不能。
（3）若烃A的化学式为且不能使溴水褪色，但在一定条件下能与氯气发生取代反应，其一氯代物只有一种，说明烃中不含碳碳双键，应为环烷烃，其结构简式为：，故答案为：。
（4）根据对红外光谱的分析，可以初步判断该有机物中具有哪些基团，因此测定加成产物分子中含有甲基的数目可用红外光谱仪；烃A的化学式为且能使溴水褪色，在催化剂作用下与加成，其加成产物经测定分子中含有4个甲基，说明烃分子中含有碳碳双键，其中含有4个甲基的有3种，烃A可能具有的结构简式为：，，，故答案为：红外光谱仪；、、。
（5）若烃A的化学式为，则比A少2个的烃的分子式为，可能为环烷烃(环丁烷、甲基环丙烷共2种)、烯烃(1-丁烯、2-丁烯、2-甲基丙烯共3种)，则共有5种同分异构体，其中能和发生加成反应生成2-甲基丙烷的烯烃为：，名称是：2-甲基丙烯，故答案为：5；2-甲基丙烯。
18． 2 H3CCOCH3
【详解】化合物VI的分子式为C3H6O，其同分异构体中含有，则符合条件的同分异构体有OHCCH2CH3和H3CCOCH3共2种，核磁共振氢谱图上只有一组峰的结构简式为H3CCOCH3。
19．、、、、
【详解】①有两个六元环(不含其他环结构)，其中一个为苯环；
②除苯环外，结构中只含2种不同的氢，说明结构对称；
③不含—O—O—键及—OH，符合条件的的同分异构体有、、、、。
20．(1) 6
(2)
(3)、
(4)、
(5)12
【详解】（1）根据有机物碳骨架，该有机物结构为，分析分子对称性，结构中部分的两个甲基对称，故该有机物中共有6种化学环境的H原子，故其一溴代物共有6种。若用炔烃制备，在碳链不变的情况下需要相邻的C原子形成三键，即C原子最多只能连接2个C原子，故满足条件的炔烃为。
（2）分子式为C3H8O的有机物，其结构中不含不饱和键和环状结构，故C、O原子均以单键相连接，则对应的结构为、和，满足核磁共振氢谱有三组峰且峰面积比为6∶1∶1的结构只有，对应的键线式结构为。
（3）根据题目条件分析，1mol X与足量金属Na反应可生成2gH2，故有机物中含有2个羟基（—OH）。结合信息X结构中含有苯环、I原子、2个羟基和2个饱和C原子。X有三种不同化学环境的氢且个数比为6∶2∶1，说明结构中含有2个甲基（—CH3）且对称性高，故X的结构为或。
（4）设的同分异构体为X，X中含有酯基，且核磁共振氢谱为两组峰，说明X属于对称结构，则X中含有2个酯基。此外还有5个C原子，核磁共振氢谱两组峰峰面积比为1∶1，说明每种H原子各有6种，即有4个甲基且分为两类，则有一个C原子不含H。故X的结构简式为或。
（5）分子式为C4H8BrCl的有机物，即为C4H10的有机物分别被一个Cl原子和一个Br原子取代后的有机物结构。C4H10的结构为CH3CH2CH2CH3和，其一氯代物有、、和。被Br原子取代以后的产物有4种，被Br原子取代以后的产物有4种，被Br原子取代以后的产物有1种，被Br原子取代以后的产物有3种，共计12种。
【点睛】条件型同分异构体数目判断，需要先确定条件提供的结构信息，根据结构判断结构的种类及个数，再分析其他结构情况。核磁共振氢谱是判断有机物的对称性的主要方法，峰越少，说明对称性越高；核磁共振氢谱的峰面积之比为等效氢原子的数目之比，需根据H原子数目初步分析结构。
21．(1)氢键
(2)
(3) NaClO+CO(NH2)2+2NaOHN2H4•H2O+NaCl+Na2CO3 冷凝回流 N2H4•H2O被NaClO氧化 加热至有大量固体析出，趁热过滤
(4) N2H4•H2O+H+=N2H+H2O 无
【分析】由图可知，三颈烧瓶A中发生的反应为一定温度下，尿素溶液与次氯酸钠和氢氧化钠的混合溶液反应制备水合肼，装置中温度计起控制反应温度的作用，球形冷凝管起冷凝回流水合肼的作用。
（1）
由水合肼的结构可知，结构中虚线代表肼中氢原子与水分子中的氧原子形成的氢键，故答案为：氢键；
（2）
次氯酸钠是离子化合物，电子式为 ；
（3）
①由分析可知，三颈烧瓶A中发生的反应为一定温度下，尿素溶液与次氯酸钠和氢氧化钠的混合溶液反应生成水合肼、氯化钠和碳酸钠，反应的化学方程式为NaClO+CO(NH2)2+2NaOHN2H4•H2O+NaCl+Na2CO3，故答案为：NaClO+CO(NH2)2+2NaOHN2H4•H2O+NaCl+Na2CO3；
②水合肼的沸点低，受热易挥发，则球形冷凝管起冷凝回流水合肼的作用，故答案为：冷凝回流；
③水合肼具有还原性，若滴加次氯酸钠溶液的速度较快，过量的次氯酸钠具有强氧化性，能将水合肼氧化，导致产率会下降，故答案为：N2H4•H2O被NaClO氧化；
④由图可知，碳酸钠的溶解度随温度变化大，而氯化钠的溶解度随温度变化不大，则由蒸馏后的剩余溶液获得氯化钠粗品的操作为当加热至有大量固体析出时，趁热过滤得到氯化钠，故答案为：加热至有大量固体析出，趁热过滤；
（4）
①等物质的量的水合肼和盐酸反应生成N2H5Cl和水，反应的离子方程式为N2H4•H2O+H+=N2H+H2O，故答案为：N2H4•H2O+H+=N2H+H2O；
②由结构简式可知，碳酸二乙酯分子中不否存在连有4个不同原子或原子团的手性碳原子，故答案为：无。
22．(1)6
(2)
(3)水浴加热
(4) 减少 盐酸加入过多，转变为，失去配位能力
(5)用冷的蒸馏水淋洗之后，再用无水乙醇淋洗，洗去产品表面水分
(6)
(7) c bd
【详解】（1）中Co的配体是、，配位数为6，答案为：6；
（2）与反应生成和，答案为：；
（3）控温低于100℃且需“稳定保持”，故选水浴加热，答案为：水浴加热；
（4）酸性过强促进转变为，无配位能力，因此会导致配合物内界减少，答案为：减少，盐酸加入过多，转变为，失去配位能力；
（5）将布氏漏斗中产物先水洗然后醇洗，答案为：用冷的蒸馏水淋洗之后，再用无水乙醇淋洗，洗去产品表面水分；
（6），物质的量为： ，物质的量为：，前者物质的量小，所以应该按前者物质的量计算产物的理论产值，所以此实验的产率为：，答案为：
（7）①a．同素异形体是指同一元素构成的不同单质；
b．同系物是结构相似在分子组成上相差若干各的化合物；
c．分子式相同、结构不同的化合物之间互为同分异构体；
d．同位素是指质子数相同中子数不同的同一元素的不同种原子；
上述两种配合物分子式相同，结构不同，互为同分异构体；
故选c；
②a．原子光谱法用于元素的定量分析，a错误；
b．红外光谱法是分子吸收光谱的一种，不同的化学键或官能团吸收频率不同，可以对这两种物质进行鉴别，b正确；
c．核磁共振氢谱法用于确定分子中有几种位置的氢原子，两种物质中氢原子的位置相同，c错误；
d．X-射线衍射可以了解晶胞内原子的位置、排列顺序、呈现的对称性等信息，所以可以对这两种物质进行鉴别，d正确；
故选bd。
23．(1) 乙醚 苯甲醇在乙醚中的溶解度大于在水中的溶解度，且乙醚与水互不相溶
(2) C 除去不溶性杂质，防止苯甲酸冷却后结晶析出
(3)
(4)
(5)2
【分析】反应液含有苯甲醇和苯甲酸钠，加入乙醚萃取,分液,得到的有机层为苯甲醇和乙醚的混合物，蒸馏可得到苯甲醇，水层为苯甲酸钠的水溶液，加入盐酸酸化得到苯甲酸，经蒸发结晶、过滤洗涤可得到苯甲酸，以此分析解答。
【详解】（1）苯甲醇在乙醚中的溶解度大于在水中的溶解度，且乙醚与水互不相溶，可选用乙醚为萃取剂；加入盐酸可生成苯甲酸，经重结晶析出，化学方程式为：；
（2）由图可知，在试剂C中，苯甲酸的溶解度随温度变化比较大，有利于重结晶分离，故可以选择试剂C；温度较高时，苯甲酸的溶解度较大，分离时趁热过滤可以除去不溶性杂质，可以防止苯甲酸冷却后结晶析出，故答案为：C；除去不溶性杂质，防止苯甲酸冷却后结晶析出；
（3），，，，，由于，即该有机物不含、之外的其他元素，故的最简式为，又由于的相对分子质量为72，故其分子式为；
（4）的核磁共振碳谱中有两个峰，峰面积比为，说明中只有两种碳，个数比为。核磁共振氢谱中只有一个峰，说明所有的氢原子所处的化学环境相同，故的结构简式为 ；
（5）新戊烷的二氯代物有两种，分别是两个氯原子连在同一个碳原子上、两个氯原子连在不同的碳原子上。
2.1.3同分异构体同步练习-苏教版高中化学选择性必修3
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列说法错误的是
A．核素的中子数是0
B．和互为同位素
C．金刚石、石墨和足球烯互为同素异形体
D．和互为同分异构体
2．C8H8分子呈正六面体 结构（如图所示），因而称为“立方烷”，它的二氯代物共有（ ）
A．3种
B．6种
C．12 种
D．24 种
3．2021年诺贝尔化学奖颁给了研究“有机小分子不对称催化剂”的两位科学家。已知L-脯氨酸(结构简式如图)可参与诱导不对称催化反应，手性碳原子是指连有四个不同的原子或基团的碳原子，下列关于L-脯氨酸的相关叙述正确的是
A．分子式为 B．分子中存在4个手性碳原子
C．属于非极性分子，难溶于水 D．分子中饱和碳原子上的二氯代物有9种
4．下列说法不正确的是
A．正戊烷和新戊烷互为同分异构体 B．CCl4与CH4一样是正四面体结构
C．H2O和D2O互为同位素 D．O2与O3的相互转化是化学变化
5．有三种含有5个碳原子的有机物：烯烃 C5H10、饱和一元醛 C5H10O、酯类 C5H10O2，它们的同分异构 体(不考虑类别异构)数目正确的是
A．3、3、7 B．4、3、8 C．5、4、9 D．5、5、13
6．下列有关螺辛烷的说法正确的是
A．分子式为 B．一氯代物有4种
C．分子中所有碳原子共面 D．与2-甲基-3-庚烯互为同分异构体
7．某苯的同系物分子式为，其中能被酸性溶液氧化成苯甲酸的同分异构体有
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
8．1，1—二环丙基乙烯()的二氯代物共有(不含立体异构)
A．6种 B．7种 C．8种 D．9种
9．有机物有多种同分异构体，其中属于酯且苯环上有2个取代基的同分异构体共有
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
10．下列分子式只表示一种物质的是
A．C3H7Cl B．C5H12 C．CH2Cl2 D．C4H10
二、填空题
11．回答下列问题：
(1)下列分子中若有手性原子，请用“*”标出其手性碳原子 、 。
(2)在下列物质①CO2、②NH3、③CCl4、④BF3、⑤H2O、⑥SO2、⑦SO3、⑧PCl3中，属于非极性分子的是(填编号) 。
(3)试比较下列含氧酸的酸性强弱(填“>”、“<”或“=”)：H2SO4 H2SO3；HClO3 HClO4；
(4)根据价层电子对互斥理论判断下列问题：H2S中心原子的杂化方式为 杂化，VSEPR构型为 ，分子的立体构型为 。
(5)H2O的沸点(100℃)比H2S的沸点(-61℃)高，这是由于 。
12．回答下列问题
(1)氮元素是重要的非金属元素，可形成卤化氮、氮化物、叠氮化物及配合物等多种化合物。
①NF3、NBr3、NCl3的沸点由高到低的顺序是 。
②NaN3与KN3相比，NaN3的熔点 (填“>”、“=”或“<”)KN3的熔点。
③某元素X形成的离子X+中K、L、M三个电子层均充满了电子。它与N3-形成晶体的结构如图所示。X是 (填元素符号)，晶体中距离每个N3-最近的X+有 个。
(2)找出合适的序号填在对应的空格中。
①环戊烷和环丁烷②12C和14C③CH3OCH2CH3和CH3CH2OCH3
④红磷和白磷⑤和⑥CH3CH2CHO和CH3COCH3
属于同一物质的是 ；互为同位素的是 ；互为同系物的是 ；互为同分异构体的是 。
13．呋虫胺(F)为最新一代超级烟碱类杀虫剂，其结构中用四氢呋喃基取代了氯代吡啶基、氯代噻唑基等，在性能方面也与其他杀虫剂有所不同，杀虫谱更广，被称为“呋喃烟碱”，图为呋虫胺的一种合成路线：
已知：。
回答下列问题：
同一碳原子上连有四种不同原子或原子团时，该碳原子称为手性碳，A、B、C、D、E、F六种物质中含有手性碳原子的是 (填标号)。
14．规律提炼题组-------同分异构体的书写。
(1)某烷烃分子式为C7H16 ，写出含有三个甲基的烷烃的同分异构体的结构简式： 。
(2)1 mol有机物与1 mol H2发生加成反应，其加成后的产物是2,2,3-三甲基戊烷，则此有机物可能的结构简式是 、 、 。
(3)1mol某烃能与1mol氯化氢完全加成，加成产物分子上的氢原子又可被9mol氯气取代，该烃的分子式为 ，并写出它所有可能的结构简式 。
(4)学法题：通过此题的解答，总结同分异构体常见类型有 。
15．3-氯-2-丁氨酸的结构简式为。一个3-氯-2-丁氨酸分子中含有 个手性碳原子。其中一对镜像异构体用简单的投影式表示为和。则另一对镜像异构体的简单投影式为和 。
16．已知：Ⅰ．环丁烯()的结构简式可表示为。
Ⅱ．苯()、环已二烯()和环己烯()相对的能量如图所示：
回答下列问题：
(1)苯的一种不含不饱和键的同分异构体的结构简式为 。
(2)1 mol环已二烯(g)与1 mol氢气(g)的加成反应属于 (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)T℃下，在恒容密闭容器中加入(g)和，发生反应：(g)(g)和(g)(g)，若达到平衡后，苯、环已二烯和环己烯的物质的量相同。则：
①苯的平衡转化率是 (保留三位有效数字)；平衡时的体积分数是 。
②升高温度，苯的消耗速率 (填“增大”“减小”或“不变”，下同)，苯的生成速率 。
17．某烃A在足量氧气中充分燃烧后，生成等物质的量的B和C两种物质。
(1)16.8 g烃A充分燃烧时消耗标准状况下的氧气 L。
(2)根据题目已知条件能否 (填“能”或“不能”)确定烃A的化学式和结构式。
(3)若烃A的化学式为且不能使溴水褪色，但在一定条件下能与氯气发生取代反应，其一氯代物只有一种，则烃A的结构简式为 。
(4)若烃A的化学式为且能使溴水褪色，在催化剂作用下与加成，其加成产物经 (填仪器名称)测定分子中含有4个甲基，烃A可能具有的结构简式为 、 、 。
(5)若烃A的化学式为，则比A少2个的烃有 种同分异构体，其中能和发生加成反应生成2-甲基丙烷的烯烃的名称是 。
18．化合物VI(C3H6O)有多种同分异构体，其中含结构的有 种，核磁共振氢谱图上只有一组峰的结构简式为 。
19．化合物H是一种具有多种生物活性的天然化合物。某课题组设计的合成路线如图(部分反应条件已省略)：
已知：R1BrR1MgBr
+
写出2种同时符合下列条件的化合物B的同分异构体的结构简式(不包括立体异构体) 。
①有两个六元环(不含其他环结构)，其中一个为苯环；
②除苯环外，结构中只含2种不同的氢；
③不含—O—O—键及—OH
20．根据要求，回答下列问题：
(1)某烷烃分子的碳骨架结构为，此烷烃的一溴代物有 种。若此烷烃为炔烃加氢制得，则此炔烃的结构简式为 。
(2)用核磁共振仪对分子式为C3H8O的有机物进行分析，核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积比为6∶1∶1，则该化合物的键线式为 。
(3)X为有机物的同分异构体，同时满足如下三个条件的X的结构简式为 。
①含有苯环；
②有三种不同化学环境的氢，个数比为6∶2∶1；
③1molX与足量金属Na反应可生成2gH2。
(4)与有机物互为同分异构体，且核磁共振氢谱为两组峰，峰面积比为1∶1的酯类化合物的所有结构简式为 。
(5)分子式为C4H8BrCl的有机物共有(不含立体异构) 种。
三、实验题
21．水合肼(N2H4•H2O)可用作抗氧剂等，工业上常用尿素[CO(NH2)2]和NaClO溶液反应制备水合肼。
已知：
I.N2H4•H2O的结构如图： 。
II.N2H4•H2O沸点118℃，具有强还原性。
(1)图中“…”表示 。
(2)将Cl2通入过量NaOH溶液中制备NaClO，得到NaClO溶液。写出NaClO电子式： 。
(3)制备水合肼：将NaClO溶液滴入尿素水溶液中，控制一定温度，装置如图(夹持及控温装置已略)。充分反应后，A中的溶液经蒸馏获得水合肼粗品后，剩余溶液再进一步处理还可获得副产品NaCl和Na2CO3•10H2O。
①A中反应的化学方程式是 。
②冷凝管的作用是 。
③若滴加NaClO溶液的速度较快时，水合肼的产率会下降，原因是： 。
④NaCl和Na2CO3的溶解度曲线如图。由蒸馏后的剩余溶液获得NaCl粗品的操作是 。
(4)水合肼在溶液中可发生类似NH3•H2O的电离，呈弱碱性。
①写出水合肼和盐酸按物质的量之比1：1反应的离子方程式 。
②碳酰胼(CH6N4O)是目前去除锅炉水中氧气的最先进材料，由水合肼与DEC(，碳酸二乙酯)发生取代反应制得。DEC分子中是否存在手性碳？ (填“有”或“无”)。
22．二氯化硝基·五氨合钴(，摩尔质量：261g/mol)是一种难溶于乙醇的棕黄色针状晶体经常用于研究配位化合物内界的键合方式。某实验小组对其进行合成与表征，实验原理及合成步骤如下：
【实验仪器及用品】
小烧杯、锥形瓶、量筒、表面皿、玻璃棉、胶头滴管、镊子、布氏漏斗、抽滤瓶、pH试纸。无水乙醇、常温和冷的蒸馏水
【实验步骤】
I．量取15.0mL2mol/L的氨水，倒入小烧杯中，向其中加入2.50g(摩尔质量：250.5g/mol)，搅拌使其充分溶解，滤去不溶物；
Ⅱ．室温时，将滤液置于锥形瓶内，向其中逐滴加入4mol/L盐酸，调整滤液pH至3~4后，升温至65℃，搅拌状态下加入1.0g，加热，稳定保持此温度反应30min；
Ⅲ．将反应后所得溶液冷却至室温，小心加入15.0mL浓盐酸后，降温使其结晶完全：
Ⅳ。将得到的固液混合物倒入布氏漏斗中进行抽滤后，经过一系列实验操作，干燥后得到棕黄色晶体1.9g。
请回答下列问题：
(1)中Co的配位数为 。
(2)反应的化学方程式为 。
(3)步骤Ⅱ中，对锥形瓶中滤液采取的最佳控温方式为 。
(4)步骤Ⅲ中若盐酸加入过多，会导致所得晶体内界中配体的数量 (填“增多”或“减少”)，产生这种现象的原因是 。
(5)请补充最后一步抽滤后获得产品的一系列实验操作为 。
(6)此实验的产率为 %(列出计算式即可)。
(7)有文献表明：进行此实验时，若温度不能稳定控制在65℃左右，可能会产生二氯化亚硝酸根·五氨合钴()；
①上述两种配位化合物的关系是 (填字母，下同)。
a．同素异形体 b．同系物 c．同分异构体 d．同位素
②上述两种配位化合物的结构中，的配位方式不同，若想对二者进行鉴别，可采用的仪器分析方法是 。
a．原子光谱法 b．红外光谱法 c．核磁共振氢谱法 d．X-射线衍射法
23．苯甲醇与苯甲酸是重要的化工原料，可通过苯甲醛在氢氧化钠水溶液中的歧化反应制得，反应的化学方程式为：
某研究小组在实验室制备苯甲醇与苯甲酸，反应结束后对反应液按下列步骤处理：
重结晶过程：溶解活性炭脱色趁热过滤冷却结晶抽滤洗涤干燥。
已知：苯甲醇易溶于乙醚、乙醇，在水中溶解度较小。苯甲酸微溶于水，乙醚难溶于水。
请根据以上信息，回答下列问题：
(1)萃取分离苯甲醇与苯甲酸钠时，合适的萃取剂是 ，其理由是 。萃取分液后，所得水层用盐酸酸化的目的是(请用化学方程式表示) 。
(2)苯甲酸在A、B、C三种溶剂中的溶解度(S)随温度变化的曲线如图所示。重结晶时，合适的溶剂是 。重结晶过程中，趁热过滤的作用是 。
(3)相对分子质量的确定一般利用质谱法、蒸气密度法等。某有机物A的质谱图显示其相对分子质量最大是72。组成元素的测定常采用元素分析仪，也可采用燃烧法。称取3.6 g A，在足量氧气中充分燃烧，生成物通过浓硫酸后，浓硫酸的质量增加5.4 g，剩余气体通过碱石灰，碱石灰的质量增加11 g，则有机物A的分子式为 。
(4)核磁共振谱常用氢谱或碳谱，它主要测定分子中具有不同特点的H或C的种类与比例。如对于有机物 ，其碳谱有四组峰，峰面积之比为2∶1∶1∶1；氢谱有四组峰，峰面积之比为1∶2∶3∶6.有机物A的碳谱有两组峰，峰面积之比为4∶1，氢谱有一组峰。试写出有机物A的结构简式： 。
(5)有机物A的二氯代物有 种。
参考答案：
1．A
【详解】A．核素的中子数是，故A项错误；
B．质子数相同而中子数不同的核素互称为同位素，B项正确；
C．金刚石﹑石墨和足球烯都是碳单质，互为同素异形体，C项正确；
D．分子式相同，结构不同的化合物互称为同分异构体，故和互为同分异构体，D项正确。
答案选A。
2．A
【详解】两个氯原子可以分别取代立方体同一棱上、面对角线上和体对角线上碳原子上的氢原子，因此C8H8的二氯代物有3种，故A正确。
综上所述，答案为A。
3．D
【详解】A．由结构可知分子式为C5H9NO2，故A错误；
B．连接4个不同基团的碳原子为手性碳原子，如图 中标记碳表示的1个碳原子具有手性，故B错误；
C．含醛基、氨基，可溶于水，结构不对称，为极性分子，故C错误；
D．环上4个碳原子为饱和碳原子，2个Cl可在同一个碳原子上或不同碳原子上，如图 ，2个Cl可均在2、3、4号C原子上有3种，若1个Cl在1号C原子上，移动另一个Cl有3种，若1个Cl在2号C原子上移动另一半Cl有2种，若1个Cl在3号C原子上移动另一个Cl有1种，共3+3+2+1=9种，故D正确；
故选：D。
4．C
【详解】A．正戊烷和新戊烷分子式相同均为C5H12，结构式不同，互为同分异构体，选项A正确；
B．CH4、CCl4分子中都只含有一种化学键且有4个键，都是正四面体结构，选项B正确；
C．H2O与D2O是化合物不是原子，不是同位素，选项C不正确；
D．O2和O3的相互转化过程中有新物质生成，属于化学变化，选项D正确；
答案选C。
5．C
【详解】烯C5H10的同分异构体有： H2C=CHCH2CH2CH3、H3CCH=CHCH2CH3、(CH3)2C =CHCH3、 (CH3)2CHCH=CH2、CH2=C(CH3)CH2CH3，共5种；
醛C5H10O、可以看成C4H9-CHO其中-C4H9的同分异构体有4种，所以醛C5H10O的同分异构有4种分别为：CH3CH2CH2CH2CHO、(CH3)2CHCH2CHO、CH3CH2CH(CH3)CHO、(CH3)3CCHO；
酯 C5H10O2，若为甲酸和丁醇发生酯化反应，其中丁醇有4种，形成的酯有4种： HCOOCH2CH2CH2CH3、HCOOCH2CH(CH3)2、HCOOCH(CH3)CH2CH3、HCOOC(CH3)3；
若为乙酸和丙醇发生酯化反应，其中丙醇有2种，形成的酯有2种： CH3COOCH2CH2CH3、CH3COOCH(CH3)2；
若为丙酸和乙醇发生酯化反应，其中丙酸有1种，形成的酯有1种：CH3CH2COOCH2CH3；
若为丁酸和甲醇发生酯化反应，其中丁酸有2种，形成的酯有2种：CH3CH2CH2COOCH3、(CH3)2CHCOOCH3，共有9种。
故选C。
6．B
【详解】A．根据螺辛烷的结构可知，其分子式为C8H14，A错误；
B．该物质结构对称，一氯代物有4种，B正确；
C．该分子最中间的碳原子为饱和碳原子，与之相连的4个碳原子不可能在同一平面，分子中所有碳原子不共面，C错误；
D．2-甲基-3-庚烯的分子式为C8H16，两种物质的分子式不同，不互为同分异构体，D错误；
故答案选B。
7．A
【分析】C10H14的苯的同系物，侧链为烷基，其中能被酸性KMnO4溶液氧化成苯甲酸，说明苯环上只含1个侧链，则侧链为−C4H9，且连接苯环的C原子上含有H原子，所以只判断丁烷烷基的同分异构体即可，由此分析解答。
【详解】据分析可知，C10H14的苯的同系物，且只含1个侧链，则侧链为−C4H9，且连接苯环的C原子上含有H原子，丁烷烷基的碳链同分异构体有：，，，共3种结构；
故答案选A。
8．D
【详解】1—二环丙基乙烯()的二氯代物共有 、 、、、、 、、、共九种，D正确；
答案选D。
9．A
【详解】由的结构可知，其有苯环且苯环上有两个取代基的同分异构体中，所含酯基只能为HCOO-，另一个取代基则为甲基，两个取代基在苯环上分别有邻、间、对3种位置，所以同分异构体有3种，答案选A。
10．C
【详解】A．C3H7Cl结构简式为和，有两种物质，A选项错误；
B．、和，有三种物质，B选项错误；
C．CH2Cl2为一个碳无碳架异构也没有立体异构，只有一种物质，C选项正确；
D．和，有两种物质，D选项不正确；
答案选C。
11．(1) 第二种分子结构没有手性碳原子
(2)①③④⑦
(3) > ＜
(4) sp3 正四面体 V形
(5)水分子之间存在氢键
【详解】(1)连接4个不同的原子团或原子的碳原子是手性碳原子，图 中标“*”为手性碳原子， 该结构中碳原子连有相同的原子团或原子，无手性碳原子；
(2)①CO2中C元素化合价为+4，C原子最外层4个电子全部成键，对称结构，正负重心重合，为非极性分子；
②NH3中N元素化合价为-3，N原子最外层5个电子未全部成键，不对称结构，正负重心不重合，为极性分子；
③CCl4中C元素化合价为+4，C原子最外层4个电子全部成键，对称结构，正负重心重合，为非极性分子；
④BF3中B元素化合价为+3，B原子最外层3个电子全部成键，对称结构，正负重心重合，为非极性分子；
⑤H2O中O元素化合价为-2，O原子最外层6个电子未全部成键，不对称结构，正负重心不重合，为极性分子；
⑥SO2中S元素化合价为+4，S原子最外层6个电子未全部成键，不对称结构，正负重心不重合，为极性分子；
⑦SO3中S元素化合价为+6，S原子最外层6个电子全部成键，对称结构，正负重心重合，为非极性分子；
⑧PCl3中P元素化合价为+3，P原子最外层5个电子未全部成键，不对称结构，正负重心不重合，为极性分子；
由上述分析得，属于非极性分子的是①③④⑦；
(3)同一元素的含氧酸，该元素的化合价越高，对应的含氧酸的酸性越强，H2SO4中S元素化合价为+6价，H2SO3中S元素化合价为+4价，故酸性H2SO4>H2SO3，HClO3中Cl元素化合价为+5价，HClO4中Cl元素化合价为+7价，故酸性HClO3＜HClO4；
(4)H2S分子价层电子对数=2+(6-1×2)÷2=4，有两对孤电子对，则中心原子S原子采取sp3杂化，VSEPR构型为正四面体型，分子的立体构型为V形；
(5)水分子之间存在氢键，沸点高于同族其它元素氢化物，所以H2O的沸点(100℃)比H2S的沸点(-61℃)高。
12．(1) NBr3 >NCl3>NF3 > Cu 6
(2) ③⑤ ② ① ⑥
【解析】（1）
①NF3、NBr3、NCl3均为分子晶体，且结构相似，相对分子质量越大则分子间作用力越大，沸点越高，故沸点由高到低的顺序是NBr3 >NCl3>NF3。
②NaN3与KN3结构相似，均为离子晶体，钠离子半径小于钾离子半径，NaN3中离子键键能更大，故NaN3的熔点>KN3的熔点。
③X失去1个电子形成X+，且离子X+中K、L、M三个电子层均充满了电子，则X为Cu元素；由图可知，晶体中XYZ轴每个方向距离每个N3-最近的X+各有2个，故共6个。
（2）
甲烷为四面体形结构，则其二氟取代物⑤和属于同一物质；③CH3OCH2CH3和CH3CH2OCH3结构相同也属于同一种物质；
具有相同质子数，不同中子数的同一元素的不同核素互为同位素；互为同位素的是②12C和14C；
同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物；互为同系物的是①环戊烷和环丁烷；
同分异构体是分子式相同、结构不同的化合物；互为同分异构体的是⑥CH3CH2CHO和CH3COCH3。
13．DEF
【分析】由和先推出D为，根据“同一碳原子上连有四种不同原子或原子团时，该碳原子称为手性碳”进行判断。
【详解】、、中标有*的碳原子为手性碳原子，A、B、C、D、E、F六种物质中含有手性碳原子的是DEF。故答案为：DEF。
14．(1)CH3CH（CH3）CH2CH2CH2CH3，CH3CH2CH（CH3）CH2CH2CH3、CH3CH2CH（CH2CH3）CH2CH3
(2) CH2=C（CH3）CH（CH3）CH（CH3）2 CH3C（CH3）=C（CH3）CH（CH3）2 [（CH3）2CH]2C=CH2
(3) C4H8 、、、
(4)碳链异构、位置异构、顺反异构
【详解】（1）该烃结构式中含有3个甲基，则该烷烃只有1个支链，若支链为-CH3，主链含有6个碳原子，符合条件有：CH3CH（CH3）CH2CH2CH2CH3，CH3CH2CH（CH3）CH2CH2CH3；若支链为-CH2CH3，主链含有5个碳原子，符合条件有：CH3CH2CH（CH2CH3）CH2CH3；
（2）根据烯烃与H2加成反应的原理，推知该烷烃分子中相邻碳原子上均带氢原子的碳原子间是对应烯烃存在碳碳双键的位置；该烷烃的碳链结构为，1号和5号碳原子关于3号碳原子对称，所以能形成双键位置有：1和2之间（或4和5）（或2和6之间）（或4和8）；2和3之间（或4和3）；3和7之间，故该烃共有3种，所以有机物可能的结构简式为CH2=C（CH3）CH（CH3）CH（CH3）2、CH3C（CH3）=C（CH3）CH（CH3）2、[（CH3）2CH]2C=CH2；
（3）1mol某烃能与1molHCl发生加成反应，说明1mol该烃中含有1mol碳碳双键，加成产物分子上的氢原子又可被9molCl2取代，根据取代反应特点，加成产物上有9molH，即该烃上有8molH，即该烃的分子式为C4H8，结构简式为、、、；
（4）通过此题的解答，总结同分异构体常见类型有碳链异构、位置异构、顺反异构。
【点睛】加成反应指有机物分子中的不饱和键断裂，断键原子与其他原子或原子团相结合，生成新的化合物的反应；先判断该烃结构是否对称，如果对称，只考虑该分子一边的结构和对称线两边相邻碳原子即可；如果不对称，要全部考虑，然后各去掉相邻碳原子上的一个氢原子形成双键。
15． 2
【详解】根据手性碳原子周围连接四个不同的原子或基团这一规律可以判断该物质的手性碳原子个数；该有机物分子含有手性碳的个数为2，如图“*”所示：；
参照例子可以知道对应异构体关系就像我们照镜子一样，其另一种就是该物质在镜子中的“镜像”，所以 的镜像异构体为。
16．(1)
(2)放热
(3) 66.7％ 75％ 增大 增大
【详解】（1）苯的分子式是C6H6，平均每个碳原子上有一个氢原子，不含不饱和键的同分异构体中，还有三个单键只能与另外三个碳原子相连，故结构简式为；
（2）环已二烯与氢气的加成反应为(g)+H2(g)(g)，根据相对能量图可知：反应物的能量比生成物的能量高，则发生该反应时，反应属于放热反应；
（3）①苯、环已二烯和环己烯的物质的量相同时，苯的平衡转化率是；在(g)+H2(g)(g)；(g) +2H2(g)(g)，在这两个反应中，苯均消耗了mol；
故反应过程中消耗的H2的物质的量为，剩余H2为4 mol-1mol=3mol，烃在反应前后其总物质的量不变，仍然是1 mol，故H2的体积分数是；
②升高温度，物质的内能增加，分子之间的有效碰撞次数增加，则苯的消耗速率和生成速率均增大。
17．(1)40.32
(2)不能
(3)
(4) 红外光谱仪
(5) 5 2-甲基丙烯
【分析】烃含有碳、氢两种元素，烃A在氧气中充分燃烧后，生成等物质的量的B和C两种物质，显然B和C分别为二氧化碳和水，即烃A在氧气中充分燃烧后，生成等物质的量的二氧化碳和水，则烃A分子中C、H原子个数比为1:2，最简式为CH2，相对分子质量未知，不能确定分子式。
【详解】（1）设烃A的分子式为CnH2n，16.8 g烃A的物质的量为=mol，根据有机物燃烧的化学方程式得到：1mol烃A在燃烧时消耗molO2，则消耗标准状况下的氧气的体积为：22.4L/mol=40.32L，故答案为：40.32。
（2）根据以上分析，由题目已知条件可确定烃A的最简式为CH2，但相对分子质量未知，不能确定烃A的化学式以及结构式，故答案为：不能。
（3）若烃A的化学式为且不能使溴水褪色，但在一定条件下能与氯气发生取代反应，其一氯代物只有一种，说明烃中不含碳碳双键，应为环烷烃，其结构简式为：，故答案为：。
（4）根据对红外光谱的分析，可以初步判断该有机物中具有哪些基团，因此测定加成产物分子中含有甲基的数目可用红外光谱仪；烃A的化学式为且能使溴水褪色，在催化剂作用下与加成，其加成产物经测定分子中含有4个甲基，说明烃分子中含有碳碳双键，其中含有4个甲基的有3种，烃A可能具有的结构简式为：，，，故答案为：红外光谱仪；、、。
（5）若烃A的化学式为，则比A少2个的烃的分子式为，可能为环烷烃(环丁烷、甲基环丙烷共2种)、烯烃(1-丁烯、2-丁烯、2-甲基丙烯共3种)，则共有5种同分异构体，其中能和发生加成反应生成2-甲基丙烷的烯烃为：，名称是：2-甲基丙烯，故答案为：5；2-甲基丙烯。
18． 2 H3CCOCH3
【详解】化合物VI的分子式为C3H6O，其同分异构体中含有，则符合条件的同分异构体有OHCCH2CH3和H3CCOCH3共2种，核磁共振氢谱图上只有一组峰的结构简式为H3CCOCH3。
19．、、、、
【详解】①有两个六元环(不含其他环结构)，其中一个为苯环；
②除苯环外，结构中只含2种不同的氢，说明结构对称；
③不含—O—O—键及—OH，符合条件的的同分异构体有、、、、。
20．(1) 6
(2)
(3)、
(4)、
(5)12
【详解】（1）根据有机物碳骨架，该有机物结构为，分析分子对称性，结构中部分的两个甲基对称，故该有机物中共有6种化学环境的H原子，故其一溴代物共有6种。若用炔烃制备，在碳链不变的情况下需要相邻的C原子形成三键，即C原子最多只能连接2个C原子，故满足条件的炔烃为。
（2）分子式为C3H8O的有机物，其结构中不含不饱和键和环状结构，故C、O原子均以单键相连接，则对应的结构为、和，满足核磁共振氢谱有三组峰且峰面积比为6∶1∶1的结构只有，对应的键线式结构为。
（3）根据题目条件分析，1mol X与足量金属Na反应可生成2gH2，故有机物中含有2个羟基（—OH）。结合信息X结构中含有苯环、I原子、2个羟基和2个饱和C原子。X有三种不同化学环境的氢且个数比为6∶2∶1，说明结构中含有2个甲基（—CH3）且对称性高，故X的结构为或。
（4）设的同分异构体为X，X中含有酯基，且核磁共振氢谱为两组峰，说明X属于对称结构，则X中含有2个酯基。此外还有5个C原子，核磁共振氢谱两组峰峰面积比为1∶1，说明每种H原子各有6种，即有4个甲基且分为两类，则有一个C原子不含H。故X的结构简式为或。
（5）分子式为C4H8BrCl的有机物，即为C4H10的有机物分别被一个Cl原子和一个Br原子取代后的有机物结构。C4H10的结构为CH3CH2CH2CH3和，其一氯代物有、、和。被Br原子取代以后的产物有4种，被Br原子取代以后的产物有4种，被Br原子取代以后的产物有1种，被Br原子取代以后的产物有3种，共计12种。
【点睛】条件型同分异构体数目判断，需要先确定条件提供的结构信息，根据结构判断结构的种类及个数，再分析其他结构情况。核磁共振氢谱是判断有机物的对称性的主要方法，峰越少，说明对称性越高；核磁共振氢谱的峰面积之比为等效氢原子的数目之比，需根据H原子数目初步分析结构。
21．(1)氢键
(2)
(3) NaClO+CO(NH2)2+2NaOHN2H4•H2O+NaCl+Na2CO3 冷凝回流 N2H4•H2O被NaClO氧化 加热至有大量固体析出，趁热过滤
(4) N2H4•H2O+H+=N2H+H2O 无
【分析】由图可知，三颈烧瓶A中发生的反应为一定温度下，尿素溶液与次氯酸钠和氢氧化钠的混合溶液反应制备水合肼，装置中温度计起控制反应温度的作用，球形冷凝管起冷凝回流水合肼的作用。
（1）
由水合肼的结构可知，结构中虚线代表肼中氢原子与水分子中的氧原子形成的氢键，故答案为：氢键；
（2）
次氯酸钠是离子化合物，电子式为 ；
（3）
①由分析可知，三颈烧瓶A中发生的反应为一定温度下，尿素溶液与次氯酸钠和氢氧化钠的混合溶液反应生成水合肼、氯化钠和碳酸钠，反应的化学方程式为NaClO+CO(NH2)2+2NaOHN2H4•H2O+NaCl+Na2CO3，故答案为：NaClO+CO(NH2)2+2NaOHN2H4•H2O+NaCl+Na2CO3；
②水合肼的沸点低，受热易挥发，则球形冷凝管起冷凝回流水合肼的作用，故答案为：冷凝回流；
③水合肼具有还原性，若滴加次氯酸钠溶液的速度较快，过量的次氯酸钠具有强氧化性，能将水合肼氧化，导致产率会下降，故答案为：N2H4•H2O被NaClO氧化；
④由图可知，碳酸钠的溶解度随温度变化大，而氯化钠的溶解度随温度变化不大，则由蒸馏后的剩余溶液获得氯化钠粗品的操作为当加热至有大量固体析出时，趁热过滤得到氯化钠，故答案为：加热至有大量固体析出，趁热过滤；
（4）
①等物质的量的水合肼和盐酸反应生成N2H5Cl和水，反应的离子方程式为N2H4•H2O+H+=N2H+H2O，故答案为：N2H4•H2O+H+=N2H+H2O；
②由结构简式可知，碳酸二乙酯分子中不否存在连有4个不同原子或原子团的手性碳原子，故答案为：无。
22．(1)6
(2)
(3)水浴加热
(4) 减少 盐酸加入过多，转变为，失去配位能力
(5)用冷的蒸馏水淋洗之后，再用无水乙醇淋洗，洗去产品表面水分
(6)
(7) c bd
【详解】（1）中Co的配体是、，配位数为6，答案为：6；
（2）与反应生成和，答案为：；
（3）控温低于100℃且需“稳定保持”，故选水浴加热，答案为：水浴加热；
（4）酸性过强促进转变为，无配位能力，因此会导致配合物内界减少，答案为：减少，盐酸加入过多，转变为，失去配位能力；
（5）将布氏漏斗中产物先水洗然后醇洗，答案为：用冷的蒸馏水淋洗之后，再用无水乙醇淋洗，洗去产品表面水分；
（6），物质的量为： ，物质的量为：，前者物质的量小，所以应该按前者物质的量计算产物的理论产值，所以此实验的产率为：，答案为：
（7）①a．同素异形体是指同一元素构成的不同单质；
b．同系物是结构相似在分子组成上相差若干各的化合物；
c．分子式相同、结构不同的化合物之间互为同分异构体；
d．同位素是指质子数相同中子数不同的同一元素的不同种原子；
上述两种配合物分子式相同，结构不同，互为同分异构体；
故选c；
②a．原子光谱法用于元素的定量分析，a错误；
b．红外光谱法是分子吸收光谱的一种，不同的化学键或官能团吸收频率不同，可以对这两种物质进行鉴别，b正确；
c．核磁共振氢谱法用于确定分子中有几种位置的氢原子，两种物质中氢原子的位置相同，c错误；
d．X-射线衍射可以了解晶胞内原子的位置、排列顺序、呈现的对称性等信息，所以可以对这两种物质进行鉴别，d正确；
故选bd。
23．(1) 乙醚 苯甲醇在乙醚中的溶解度大于在水中的溶解度，且乙醚与水互不相溶
(2) C 除去不溶性杂质，防止苯甲酸冷却后结晶析出
(3)
(4)
(5)2
【分析】反应液含有苯甲醇和苯甲酸钠，加入乙醚萃取,分液,得到的有机层为苯甲醇和乙醚的混合物，蒸馏可得到苯甲醇，水层为苯甲酸钠的水溶液，加入盐酸酸化得到苯甲酸，经蒸发结晶、过滤洗涤可得到苯甲酸，以此分析解答。
【详解】（1）苯甲醇在乙醚中的溶解度大于在水中的溶解度，且乙醚与水互不相溶，可选用乙醚为萃取剂；加入盐酸可生成苯甲酸，经重结晶析出，化学方程式为：；
（2）由图可知，在试剂C中，苯甲酸的溶解度随温度变化比较大，有利于重结晶分离，故可以选择试剂C；温度较高时，苯甲酸的溶解度较大，分离时趁热过滤可以除去不溶性杂质，可以防止苯甲酸冷却后结晶析出，故答案为：C；除去不溶性杂质，防止苯甲酸冷却后结晶析出；
（3），，，，，由于，即该有机物不含、之外的其他元素，故的最简式为，又由于的相对分子质量为72，故其分子式为；
（4）的核磁共振碳谱中有两个峰，峰面积比为，说明中只有两种碳，个数比为。核磁共振氢谱中只有一个峰，说明所有的氢原子所处的化学环境相同，故的结构简式为 ；
（5）新戊烷的二氯代物有两种，分别是两个氯原子连在同一个碳原子上、两个氯原子连在不同的碳原子上。
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