2021学年第二节 研究有机化合物的一般方法一课一练

第一章　有机化合物的结构特点与研究方法

第一节   有机化合物的结构特点

1.1.3 有机化合物的同分异构现象

一、选择题

1. 下列物质互为同分异构体的是（    ）

A. 和 B. 和
C. 和 D. 和

【答案】D

【解析】

A.和是质子数相同，中子数不同原子，互称同位素，故A错误；
B.与是氧元素的不同单质，属于同素异形体，故B错误；
C.和 互为同系物，故C错误；
D.和是分子式相同，结构不同的化合物，属于同分异构体，故D正确。
故选D。

2. 下列各组物质中，互为同分异构体的是

A. 水与冰 B. 与
C. 与 D. 与

【答案】D

【解析】

A、水和冰为同种物质的不同状态，不属于同分异构体，故A错误；
B、与是氧元素的不同单质，互称同素异形体，不是同分异构体，故B错误；
C、与结构完全相同，是同一种物质，故C错误；
D、与是分子式相同，结构不同的化合物，属于同分异构体，故D正确。
故选D。

3. 四种有机物的结构简式如下图所示。下列说法中错误的是

A. 的分子式相同
B. 可用酸性高锰酸钾溶液鉴别和
C. 的一氯代物均有2种
D. 中所有碳原子均处于同一平面

【答案】D

【解析】

A.的分子式相同，均为，故A正确；
B.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，用酸性高锰酸钾溶液鉴别和，故B正确；
C.以红线为对称轴，则中只有两种不同环境下的氢，一氯代物有2种； 6个顶点等效，中轴两点等效，有两种化学环境下的氢，一氯代物有2种，故C正确；     
D.中存在次甲基的结构，不可能所有碳原子共面，中从乙烯和苯环的结构来分析，可能处于同一平面，故D错误。
故选D。

4. 有机物是制备镇痛剂的中间体。下列关于该有机物的说法错误的是       

A. 与环己烷互为同分异构体
B. 一氯代物有五种不考虑立体异构
C. 所有碳原子可处同一平面
D. 能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应

【答案】B

【解析】

A.分子式相同、结构不同的有机物互为同分异构体，则与环己烷互为同分异构体，故A正确；
B.由结构对称性可知，含4种H，一氯代物有4种，故B错误；
C.与双键直接相连的C一定共面，且3个碳原子可确定一个平面，则所有碳原子可处同一平面，故C正确；
D.含碳碳双键，能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应，故D正确。
故选B。

5. 有机物环丙叉环丙烷，由于其特殊的电导结构一直受到理论化学家的注意，其结构如图所示．有关它的说法中错误的是

A. 其二氯代物有4种 B. 它不可能是环丙烷的同系物
C. 其分子式为 D. 它所有的原子均在同一平面上

【答案】D

【解析】

A、环丙叉环丙烷分子中的4个“”完全等同，，它的二氯代物有4种，故A正确；
B、环丙叉环丙烷分子的分子式是，与环丙烷不是同系物，故B正确；
C、根据结构图可知，环丙叉环丙烷分子的分子式是，故C正确；
D、由于环丙烷的环并不是平面结构，所以分子中所有的原子不可能都在同一平面内，故D错误。
故选：D。

6. 下列有关同分异构体数目的叙述不正确的是

A. 甲苯苯环上的一个氢原子被含3个碳原子的烷基取代，所得产物有6种
B. 与互为同分异构体的芳香族化合物有6种
C. 的一氯代物有8种
D. 菲的结构简式为，它与硝酸反应，可生成5种一硝基取代物

【答案】B

【解析】

中丙基的同分异构体有2种，所以取代苯环上的氢原子分别得到邻、间、对各3种同分异构体，共6种，故A正确；
B.分子式为，若只有1个侧链，含有苯环的同分异构体有，共2种。若有2个侧链，含有苯环同分异构体有，，共3种，所以含有苯环同分异构体有5种，故B错误；
C.可为正戊烷、新戊烷、异戊烷，含H原子种类分别为3、4、1，则一氯代物有8种，故C正确；
D.结构对称，分子中含有5种不同的H，则与硝酸反应，可生成5种一硝基取代物，故D正确。
故选：B。

7. 已知、、的分子式均为，下列说法正确的是  

A. b的同分异构体只有d和p两种
B. 它们的二氯代物均只有三种
C. 它们均可与酸性高锰酸钾溶液反应
D. 只有b的所有原子处于同一平面

【答案】D

【解析】

A.b为苯，对应的同分异构体可为环状烃，也可为链状烃，如，则同分异构体不仅仅d和p两种，故A错误；
B.d编号如图，对应的二氯代物中，两个氯原子可分别位于1、2，1、3，1、4，2、3等位置，故B错误；
C.b为苯，p为饱和烃，与高锰酸钾不反应，故C错误；
D.d、p都含有饱和碳原子，具有甲烷的结构特点，则d、p所有原子不可能处于同一平面，只有b为平面形结构，故D正确。
故选D。

8. 螺环烃是指分子中两个碳环共用一个碳原子的脂环烃。是其中的一种。下列关于该化合物的说法正确的是       

A.  该化合物的分子式为
B. 一氯代物有五种
C.  所有碳原子均处于同一平面
D.  与HBr以物质的量之比1：1加成生成二种产物

【答案】D

【解析】

A.由结构简式可知该化合物的分子式为，故A错误；
B.结构对称，分子中含有4种H，则一氯代物有4种，故B错误；
C.含有饱和碳原子，具有甲烷的结构特点，则所有的碳原子不可能共平面，故C错误；
D.分子中含有2个碳碳双键，碳碳双键连接原子团不同，则与HBr以物质的量之比1：1加成生成二种产物，故D正确。
故选D。

9. 下列物质中当有一个氢原子被溴取代时，生成同分异构体的种类最多的是   

A.  B.
C.  D.

【答案】C

【解析】

A.分子结构对称，含有2种等效氢，当有一个氢原子被溴取代时，生成同分异构体的种类为2种；
B.分子结构对称，含有2种等效氢，当有一个氢原子被溴取代时，生成同分异构体的种类为2种；
C.甲苯的甲基上有1种氢原子，苯环结构对称，有3种等效氢，则甲苯共有4种等效氢，当有一个氢原子被溴取代时，生成同分异构体的种类为4种；
D.分子结构对称，含有3种等效氢，当有一个氢原子被溴取代时，生成同分异构体的种类为3种；
故选C。

10. 芳香烃的一氯代物的结构有不考虑立体异构

A. 16种 B. 14种 C. 9种 D. 5种

【答案】B

【解析】

芳香烃可能为、、、，分别含H的种类为5、2、3、4、则芳香烃的一氯代物的结构有种，
故选：B。

11. 2020年我国“PX”产能将达到3496万吨年。有机物烃“PX”的结构模型如下图，下列说法错误的是   

A. “PX”的分子式为
B. “PX”的二氯代物共有6种不考虑立体异构
C. “PX”分子中，最多有14个原子共面
D. 可用酸性溶液鉴别“PX”与苯

【答案】B

【解析】

由球棍模型可知有机物为，含有苯环和甲基，结合苯以及甲烷的结构和性质解答该题。
A.由球棍模型可知有机物含有8个C、10个H，分子式为，故A正确；
B.如一个氯原子在甲基上，另一个氯原子有3种位置；如1个氯原子在苯环上，另一个氯原子在苯环的位置有3种；如两个氯原子同在一个甲基上，有1种，所以“PX”的二氯代物共有7种，故B错误；
C.与苯环直接相连的原子共平面，结合三点确定一个平面，两个甲基各有一个H原子可能共平面，最多有14个原子共面，故C正确；
D.“PX”中苯环连接甲基，具有甲苯的性质，可被酸性高锰酸钾氧化而使其褪色，苯不与酸性高锰酸钾反应，所以可用酸性溶液鉴别“PX”与苯，故D正确。
故选：B。

12. 四氢糠醇可用作明胶溶液的稳定剂、印染工业的润湿剂和分散剂以及某些药品的脱色、脱臭剂等。四氢糠醇的同分异构体中含有羧基的结构共有

A. 2种 B. 3种 C. 4种 D. 5种

【答案】C

【解析】

根据题意可知，四氢糠醇的分子式为，若含羧基，则剩余的支链应为丁基，因的结构有4种，则符合题意的同分异构体种类有4种，分别是、、和，C项符合题意。
故选：C。

13. 桥环烃，又称桥烃，是指两个碳环共用两个或两个以上碳原子的一类多环脂环烃。下图和是两种简单的桥环烃。下列说法正确的是
     

A. 与丁烯互为同分异构体
B. 分子中所有碳原子处于同一平面内
C. 与不互为同系物
D. 的二氯代物有4种，的二氯代物有7种不考虑立体异构

【答案】D

【解析】

A.的分子式是，丁烯分子式是，二者的分子式不同，因此不是同分异构体，故A错误；
B.分子中的碳原子均是饱和碳原子，因此所有碳原子不可能处于同一平面，故B错误；
C.的分子式是，的分子式是，二者相差两个原子团，结构相似，互为同系物，故C错误；
D.分子中有2种不同的H原子，2个Cl原子在同一个碳原子上有1种，2个Cl原子在不同的碳原子上有3种，因此二氯代物有4种，分子中有2种H原子，2个Cl原子在同一个碳原子上有1种，2个氯原子在不同的碳原子上有6种，故其二氯代物有7种，故D正确。
故选D。

14. 分子式为，能与饱和溶液反应的有机物有不含立体异构    

A. 6种 B. 7种 C. 9种 D. 12种

【答案】D

【解析】

分子式为且与能产生气体，则该有机物中含有，则该有机物可以写成，相当于中的一个H被Cl取代，有4种：，，，，其中，一氯取代产物有4种，，一氯取代产物4种，，一氯取代产物3种，，一氯取代产物1种，故符合条件的有机物的异构体数目为12。
故选D。

15. 有机化合物M、N的结构如图所示。下列有关说法不正确的是    

A. 两者互为同分异构体 B. M能使的四氯化碳溶液褪色
C. N的二氯代物有3种不同结构 D. M中所有原子不可能共平面

【答案】D

【解析】

A.两种有机物分子式相同，都为，结构不同，互为同分异构体，故A正确；
B.M含有碳碳双键，能使的四氯化碳溶液褪色，故B正确；
C.N的二氯代物中，两个氯原子可位于相邻、面对角线、体对角线位置，有3种同分异构体，故C正确；
D.M含有苯环、乙烯基，都为平面结构，二者可能在同一个平面上，故D错误。

二、填空题

16. 某物质只含C、H、O三种元素，其分子模型如图所示，该分子中共有12个原子图中球与球之间的连线代表单键、双键等化学键。
    

该物质的结构简式为______________。

该物质中所含官能团的名称为______________。

下列选项中，与该物质互为同系物的是__________填序号，下同，互为同分异构体的是____________。

【答案】

碳碳双键、羧基

；

【解析】

由分子模型可知该有机物的结构简式为。
由中结构简式可知该有机物中含有的官能团为碳碳双键、羧基。
该有机物的结构简式为，与之互为同系物的是CH3CH2，与之互为同分异构体的有CH3、CH23。

17. 完成下列各题：

烃A的结构简式为

用系统命名法命名烃A：_________________________。

某烃的分子式为，核磁共振氢谱图中显示三个峰，则该烃的一氯代物有________种，该烃的结构简式为________________。

麻黄素又称黄碱，是我国特定的中药材麻黄中所含有的一种生物碱。经科学家研究发现其结构如下：
 

下列各物质：

A.

B.

C.

D.

E.

与麻黄素互为同分异构体的是________填字母，下同，互为同系物的是________。

【答案】，2，三甲基乙基辛烷 
 ； 
； C

【解析】略

18. 现有下列几种有机物：
    A.        D.  环戊烷
    上述有机物中互为同系物的是_____________。
    互为同分异构体的是____________。
    完全燃烧消耗氧气的物质的量____________________。
    与反应的类型为_____________；D使溴水褪色的反应类型为___________。

【答案】


取代反应；加成反应

【解析】

从通式看A和C都是烷烃，属于同系物，故答案为：AC；
和E都只含有5个碳原子一个不饱和度，故互为同分异构体，故答案为：BE；
的分子式为，1molE完全燃烧消耗氧气的物质的量为，故答案为：；
甲烷与反应的类型为取代反应； 使溴水褪色的反应类型为加成反应，故答案为：取代反应；加成反应。