高中化学人教版 (2019)必修 第二册第七章 有机化合物第二节 乙烯与有机高分子材料课时练习

一、烷烃同分异构体的书写方法

1. 减碳对称法

举个例子——庚烷(C7H16)有9种结构

注意

2. 常见烷烃的同分异构体数目

二、一卤代烃数目的判断

1. 等效氢

①连在同一碳原子上的氢原子等效；

②连在同一碳原子上的甲基上的氢原子等效；

③分子中处于对称位置的氢原子等效。

2. 等效氢法

烷烃中有几种等效氢，其一卤代物就有几种结构。

3. 烷基取代法

(1)烷基：指相应的烷烃失去一个氢原子(H)后剩下的基团。

(2)将有机物看成由基团(主要是烃基)连接而成，由烃基的异构数目可推断有机物的异构体数目。

如：丁基(—C4H9)有四种结构，则一氯丁烷(—C4H9—Cl)、丁醇(—C4H9—OH)、戊醛(—C4H9—CHO)、戊酸(—C4H9—COOH)也有四种结构。

(3)常见烷基的同分异构体数目

题型一：烷烃的同分异构体

【例1】含有5个碳原子的链状烷烃的同分异构体有

A．2种 B．3种 C．4种 D．5种

【答案】B

【解析】

含有5个碳原子的链状烷烃即为戊烷，其同分异构体有3种，分别是正戊烷、异戊烷和新戊烷，故B正确，故选B。

【变1】下列关于戊烷的说法正确的是

A．分子中的碳原子在一条直线上 B．其一氯代物共有8种

C．能与溴水发生取代反应 D．同分异构体有2种

【答案】B

【解析】

A、戊烷中全是碳碳单键，碳原子排布呈锯齿状，戊烷中五个碳原子不在一条直线上，故A错误；

B、正戊烷一氯代物有3种，异戊烷一氯代物有4种，新戊烷一氯代物有1种，其一氯代物共有8种，故B正确；

C、戊烷不能与溴水发生取代反应，故C错误；

D、戊烷同分异构体有3种，CH3-CH2-CH2-CH2-CH3、CH3-CH(CH3)-CH2-CH3、C(CH3)4，故D错误。

答案选B。

题型二：一卤代烃数目的判断

【变2-1】下列各组有机物中，其一氯代物的数目不相等的是(       )

A．正戊烷和正己烷 B．新戊烷和

C．环戊烷和乙烷 D．丙烷和

【答案】B

【解析】

A．正戊烷分子中氢原子有3种，一氯代物有3种；正己烷分子中氢原子3种，一氯代物有3种，所以二者一氯代物数目相同，故A不选；

B．新戊烷()只有1种氢原子，一氯代物有1种，异丁烷()有2种H原子，一氯代物有2种，故B选；

C．环戊烷和乙烷都只有一种氢原子，一氯代物只有一种，故C不选；

D．丙烷有2种H原子，一氯代物有2种，有2种H原子，一氯代物有2种，故D不选

故选B。

【点睛】

把握等效氢的判断是解题的关键。本题的易错点为C，要注意环戊烷的结构简式用键线式表示为，结构中所有氢原子等效。

【变2-3】某烷烃可生成三种沸点不同的一氯代物

A．(CH3)2CHCH2CH2CH3 B．(CH3CH2)2CHCH3

C．(CH3)2CHCH(CH3)2 D．(CH3)3CCH2CH3

【答案】D

【解析】

A．(CH3)2CHCH2CH2CH3分子中含有5种化学环境不同的H原子，其一氯代物有5种，故A不符合；

B．(CH3CH2)2CHCH3分子中含有4种化学环境不同的H原子，其一氯代物有4种，故B不符合；

C．(CH3)2CHCH(CH3)2分子中含有2种化学环境不同的H原子，其一氯代物有2种，故C不符合；

D．(CH3)3CCH2CH3分子中含有3种化学环境不同的H原子，其一氯代物有3种，故D符合；

故选D。

【例3】分子式为C4H10的烃一氯代物的同分异构体有

A．4种 B．5种 C．6种 D．10种

【答案】A

【解析】

分子式为C4H10的丁烷结构有两种，分别为CH3CH2CH2CH3和，而CH3CH2CH2CH3中有两种氢原子，一氯代物有两种；中也有两种氢原子，一氯代物也有两种，故C4H10的一氯代物的同分异构体有4种；

故选A。

【变3-3】某烃具有同分异构体，且各同分异构体的一氯代物的种数相同，该烃的分子式是

A．CH4 B．C3H8 C．C4H10 D．C5H12

【答案】C

【解析】

A. 甲烷没有同分异构体，A不正确；

B. 丙烷没有同分异构体，B不正确；

D. 丁烷有2种同分异构体，分别是正丁烷和异丁烷，其中等效氢原子的种类都是2种，C正确；

D. 戊烷有3种同分异构体，分别是正戊烷、异戊烷和新戊烷，其中等效氢原子的种类分别是3、4、1种，D不正确；

答案选C。

【例4】C6H14的各种同分异构体中所含的甲基数目和一氯取代物的数目可能是

A．2，4 B．4，1 C．3，5 D．4，4

【答案】C

【解析】

①C6H14的各种同分异构体中只有CH3CH2CH2CH2CH2CH3中含2个甲基，一氯取代物的数目为3种；

②若C6H14的某种同分异构体中含3个甲基，则C6H14的结构为，有5种一氯代物；若为，一氯代物有4种；

③若C6H14的某种同分异构体中含4个甲基，则C6H14的结构为或，前一种有2种一氯代物，后一种有3种一氯代物；

综上所述，答案为C。

【变5】1 mol某烷烃在氧气中充分燃烧，需要消耗标准状况下的氧气179.2 L，它在光照的条件下与氯气反应能生成三种不同的一氯取代物(不考虑立体异构)，该烃的结构简式是

A． B．

C．CH3CH2CH2CH2CH3 D．

【答案】C

【解析】

在光照的条件下与氯气反应能生成三种不同的一氯取代物，那么就有3种化学环境不同的H，1mol该烃燃烧需氧气179.2L(标准状况)，其物质的量为，

A．该分子式是C6H14，耗氧量为：，故A错误；

B．该分子式是C5H12，耗氧量为：，分子式中含有4种化学环境不同的H，故C错误；

C．该分子式是C5H12，耗氧量为：，分子式中含有3种化学环境不同的H，符合题意，故C正确；

D．该分子式是C5H12，耗氧量为：，分子式中含有1种化学环境不同的H，故D错误；

故选：C。

【题1】某烷烃发生氯代反应后，只能生成三种沸点不同的一氯代产物，此烷烃是

A．(CH3)2CHCH2CH2CH3 B．CH3CH2CH2CH2CH3

C．(CH3)2CHCH(CH3)2 D．(CH3)3CCH2CH2CH3

【答案】B

【解析】

A．(CH3)2CHCH2CH2CH3分子中含有5种化学环境不同的氢原子，其一氯取代物有5种，A项错误；

B．CH3CH2CH2CH2CH3分子中含有3种化学环境不同的氢原子，其一氯取代物有3种，B项正确；

C．(CH3)2CHCH(CH3)2分子中含有2种化学环境不同的氢原子，其一氯取代物有2种，C项错误；

Ｄ．(CH3)3CCH2CH2CH3分子中含有4种化学环境不同的氢原子，其一氯取代物有4种，D项错误；

答案选B。

【题2】主链上有5个碳原子，含甲基，乙基两个支链的烷烃有(       )

A．5种 B．4种 C．3种 D．2种

【答案】D

【解析】

主链5个C，则乙基只能在3号C上，甲基可以在2号C、或者3号C上，所以有如下2种：、，D正确。

答案选D。

【题3】1 mol某烷烃在氧气中充分燃烧，需要消耗氧气246.4 L(标准状况)，它在光照的条件下与氯气反应，生成4种不同的一氯取代物。该烷烃的结构简式是

A． B．CH3CH2CH2CH2CH3

C． D．

【答案】A

【解析】

由题意知，该有机物充分燃烧消耗O2物质的量n(O2)=，由烷烃燃烧通式，得，解得n=7，即该烷烃中有7个碳，即C7H16，由题意知，该有机物含4种氢，故答案选A。

【题4】用相对分子质量为43的烷基取代烷烃()分子中的一个氢原子，所得的有机化合物有(不考虑立体异构)

A．5种 B．7种 C．8种 D．4种

【答案】B

【解析】

相对分子质量为43的烷基有两种：，烷烃有两种碳架异构：，均各有2种氢原子，则一个氢原子被取代的情况共有4种：，故有8个取代结构，其中重复了一次，因此所得的有机化合物共有7种，故B正确；

答案选B。

【题5】如图是几种烷烃分子的球棍模型：

(1)A、B、E三种烷烃的关系为________，C、D、E的关系为________________。

(2)用习惯命名法命名：D_______。

(3)E的一氯代物有________种，请写出它们的结构简式：________

【答案】     同系物     同分异构体     异戊烷     1     (CH3)3-C-CH2Cl

【解析】

(1)A为丙烷、B为丁烷、E为新戊烷，三种物质均属于烷烃，且碳原子数不同，结构相似，分子组成相差若干个-CH2，所以属于同系物；C为正戊烷、D为2-甲基丁烷，与E的分子式相同，结构不同，所以属于同分异构体；

(2)D的习惯命名法为异戊烷；

(3)E分子中的4个甲基连在同一C原子上，所以H原子数只有1种，其结构简式是(CH3)3-C-CH2Cl。

【题6】可燃冰属于甲烷的水合物，其结构如图所示，请回答下列问题。

(1)下列说法正确的是___________(填标号)

A．可燃冰中与以共价键的形式相结合

B．使用可燃冰时应注意安全

C．甲烷的一氯代物、三氯代物和四氯代物都是正四面体

D．空间充填模型为的有机物在光照下能与溴蒸气发生取代反应

(2)如图所示是某同学利用注射器设计的简易实验装置。加热分离出可燃冰中的甲烷，将10甲烷注入甲注射器中，在同温、同压下向乙注射器中注入50，将乙注射器中气体推入甲注射器中，用日光照射甲注射器一段时间，气体在甲注射器中发生反应。

①下列是某同学预测的实验现象，其中正确的是______(填标号)。

A．气体最终变为无色             B．实验过程中，甲注射器活塞向右移动

C．甲注射器内壁有油状液滴产生       D．产生火花

②甲注射器中发生的化学反应类型为______。

③反应后，甲注射器中剩余气体最好用_______(填标号)吸收。

A．水                  B．氢氧化钠溶液       C．硝酸银溶液       D．饱和食盐水

(3)丙烷能产生破坏臭氧层的一氯六氟丙烷()，该物质的同分异构体有_____种。

【答案】     BD     BC     取代反应     B     5

【解析】

(1)A．与以分子间作用力结合在一起形成可燃冰，A项错误；

B．易燃、易爆，所以使用过程中要注意安全，B项正确；

C．、是四面体结构但不是正四面体结构，为正四面体结构，C项错误；

D．该有机物的结构简式为，属于烷烃，其性质与相似，所以该有机物在光照下能与溴蒸气发生取代反应，D项正确；

答案选BD。

(2)在光照下，甲烷与氯气发生多步取代反应：，，，。

①理论上，甲烷与氯气的体积比为1∶4时，二者恰好完全反应，而甲注射器中甲烷与氯气的体积比为1∶5，说明氯气过量，最终气体中仍有氯气；该反应进行缓慢，不会产生火花；产物中只有氯化氢和一氯甲烷为气体，其他为油状液体，所以气体的总体积减小，内部压强减小，甲注射器活塞向右移动，答案选BC；

②甲烷分子中的四个氢原子可被氯原子逐一取代，故甲注射器中发生的是取代反应；

③剩余气体中含有氯气和氯化氢，最好用氢氧化钠溶液吸收；

(3)该物质的同分异构体可根据氢、氯原子在碳原子上的位置变化得到，其碳链可表示为，氢、氯原子均与①号或②号碳原子相连(均与③号碳原子相连时为重复情况)时共有2种结构。氢、氯原子分别与①、②号碳原子或①、③号碳原子或②、①号碳原子相连(其他相连情况为重复情况)时共有3种结构，因此该物质共有5种同分异构体。

【练1】下列烷烃在光照条件下与氯气反应，生成的一氯代烷只有一种的是

A．CH3CH3 B．CH3CH2CH3

C．CH3CH2CH2CH3 D．CH3CH2CH2CH2CH3

【答案】A

【解析】

A. CH3CH3为乙烷的结构简式，分子中有1种氢原子，其一氯代物有1种，故A正确；

B. CH3CH2CH3为丙烷的结构简式，分子中有2种氢原子，所以一氯代物有2种，故B错误；

C. CH3CH2CH2CH3为正丁烷的结构简式，分子中有2种氢原子，其一氯代物有2种，故C错误；

D. CH3CH2CH2CH2CH3为正戊烷的结构简式，分子中有3种氢原子，所以一氯代物有3种，故D错误；

故选A。

【点睛】

本题考查了同分异构体的判断，会确定烷烃的对称中心找出等效氢原子是解本题的关键。先确定烷烃的对称中心，即找出等效的氢原子，再根据先中心后外围的原则，将氯原子逐一去代替氢原子，有几种氢原子就有几种一氯代烃。

【练2】下列烷烃的一氯取代物只有一种的是

A．丙烷 B．正丁烷 C．异丁烷 D．新戊烷

【答案】D

【解析】

A．丙烷的结构简式为CH3CH2CH3，有2种不同的化学环境的H，一氯代物有2种，故A不符合题意；

B．正丁烷的结构简式为CH3CH2CH2CH3，有2种不同的化学环境的H，一氯代物有2种，故B不符合题意；

C．异丁烷的结构简式为，有2种不同的化学环境的H，一氯代物有2种，故C不符合题意；

D．新戊烷的结构简式为，有1种不同化学环境的H，一氯代物有1种，故D符合题意；

答案为D。

【练3】甲、乙两种有机物的球棍模型如下，下列有关二者的描述中正确的是

A．甲、乙为同一物质

B．甲、乙互为同分异构体

C．甲、乙一氯取代物的数目不同

D．甲、乙分子中含有的共价键数目不同

【答案】B

【解析】

A．甲为CH3CH(CH3)2，乙为CH3CH2CH2CH3，甲、乙不是同一物质，故A错误；

B．同分异构体是指分子式相同，但结构不同的化合物，甲、乙分子式相同为C4H10，结构不同，两者互为同分异构体，故B正确；

C．一氯取代产物的种类取决于有机物物中氢原子的种类，甲、乙都有2种H原子，其一氯代物有2种，故C错误；

D．甲、乙中化学键均为单键，二者的化学式相同，因此相同物质的量两种物质所含化学键数目相同，故D错误；

故答案为：B。

【练4】分子式为C6H14O且含有“-CH2OH”的同分异构体有(不考虑立体异构)

A．7种 B．8种 C．9种 D．10种

【答案】B

【解析】

确定C6H14的同分异构体，-OH取代C6H14中甲基上的H原子，C6H14的同分异构体有：①CH3CH2CH2CH2CH2CH3、②CH3CH2CH2CH(CH3)2、③CH3CH2CH(CH3)CH2CH3、④CH3CH2C(CH3)3、⑤CH(CH3)2CH(CH3)2；①中甲基处于对称位置，-OH取代甲基上的H原子有1种结构；②中甲基有2种，-OH取代甲基上的H原子有2种结构；③中甲基有2种，-OH取代甲基上的H原子有2种结构；④中甲基有2种，-OH取代甲基上的H原子有2种结构；⑤中甲基有1种，-OH取代甲基上的H原子有1种结构；故符合条件的C6H14O的同分异构体有8种，B满足题意；

故选B。

【练5】它在光照的条件下与氯气反应，能生成4种不同的一氯取代物，该烷烃的结构简式是

A． B．CH3CH2CH2CH2CH3

C．CH3CH2CH3 D．

【答案】A

【解析】

A．有4种等效氢，一氯代物有4种，A正确；

B．CH3CH2CH2CH2CH3有3种等效氢，一氯代物有3种，B错误；

C．CH3CH2CH3有2种等效氢，一氯代物有2种，C错误；       

D．有3种等效氢，一氯代物有3种，D错误；

故选A。

【练6】某烷烃的分子式为C4H10，其一氯代物最多有

A．2种 B．3种 C．4种 D．5种

【答案】C

【解析】

C4H10有CH3CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)CH3，CH3CH2CH2CH3中有2种H原子，1个H原子被1个氯原子取代有2种结构，CH3CH(CH3)CH3中有2种H原子，1个H原子被1个氯原子取代有2种结构，故符合条件的C4H10结构共有4种，故选C。

【练7】下列烷烃在光照条件下与氯气反应，能生成两种一氯代物的是

A．CH3CH2CH2CH3 B．CH3CH2CH(CH3)CH3

C．C(CH3)4 D．CH3C(CH3)2CH2CH3

【答案】A

【解析】

A．CH3CH2CH2CH3中有2种氢原子，所以一氯代物有2种，A正确；

B．CH3CH2CH(CH3)CH3中有4种氢原子，所以一氯代物有4种，B错误；

C．C(CH3)4中有1种氢原子，所以一氯代物有1种，C错误；

D．CH3C(CH3)2CH2CH3中有3种氢原子，所以一氯代物有3种，D错误；

故选A。