高中化学人教版 (2019)选择性必修3第一节 有机化合物的结构特点第2课时同步训练题

有机化合物中的共价键及同分异构现象

A级 必备知识基础练

1.下列有关化学用语的表示中正确的是(　　)

A.乙醇分子的球棍模型为

B.一氯甲烷的电子式为HCl

C.乙酸的结构简式为C2H4O2

D.分子组成为C5H12的有机化合物有3种

2.下列属于碳架异构的是(　　)

A.和C(CH3)4

B.CH2CHCH2CH3和CH3CHCHCH3

C.CH3CH2CHO和CH3COCH3

D.CH3CH2CH2COOH和CH3COOCH2CH3

3.关于乙烯分子中化学键的描述正确的是(　　)

A.碳原子sp2杂化轨道形成σ键,未杂化的2p轨道形成π键

B.乙烯分子中有4个σ键、2个π键

C.C—H是两个原子的sp2杂化轨道形成σ键,C—C是未杂化的2p轨道形成π键

D.C—C是sp2杂化轨道形成σ键,C—H是未杂化的2p轨道形成π键

4.对于复杂的有机化合物的结构可以用键线式简化表示。如有机化合物CH2CH—CHO可以简写成。则与键线式为的物质互为同分异构体的是(　　)

A. B.

C. D.

5.下列属于同分异构体的是(　　)

A.和

B.和

C.HCOOCH2CH3和CH3CH2OCHO

D.和□

6.有机化合物的一氯代物有(不考虑立体异构) (　　)

A.3种 B.4种

C.5种 D.6种

7.下列分子中,既有极性键又有非极性键的是(　　)

A.CH2Cl2 B.HCHO

C.H2O D.CH2CH—CH3

8.如图均是由4个碳原子结合成的6种有机化合物(氢原子没有画出)。

(1)有机化合物(a)有一种同分异构体,试写出其结构简式:　　　　　　。 

(2)上述有机化合物中与(c)互为同分异构体的是　　　　　　(填代号)。 

(3)任写一种与(e)互为同系物的有机化合物的结构简式:　　　　　　。 

9.如图所示是两种有机化合物的碳骨架结构:

请回答:

(1)其分子式分别是　　　、　　　　。 

(2)降冰片烷发生一氯取代时,取代位置有　　　　种。 

(3)篮烷发生一氯取代时,其一氯取代物有　　　　种。 

B级 关键能力提升练

10.根据各原子的成键特点,下列物质存在的是(　　)

A.C3H8O B.C7H15O

C.C3H6Cl D.C4H8NO

11.如图是甲醛分子的结构式,下列描述正确的是(　　)

A.甲醛分子中有4个σ键

B.甲醛分子中的C原子为sp3杂化

C.甲醛分子中有两个π键

D.甲醛分子为平面三角形,有一个π键垂直于三角形平面

12.纳米机器人日益受到人类的关注。纳米机器的“车轮”常用组件如图所示:

下列说法不正确的是(　　)

A.①②③④均是有机化合物

B.④的分子式为C10H16

C.苯有多种同分异构体,其中一种是②

D.①②④分子中具有化学环境不同的氢原子分别为3种、1种、2种

13.下列说法正确的是(　　)

A.18O2和16O2互为同位素

B.CH3CH2CH2CH2CH2CH3和互为同系物

C.白蚁信息素的键线式可表示为,其分子式为C9H20

D.H2NCH2COOCH3与CH3CH2NO2互为同分异构体

14.共价键的类型和极性与有机化合物的性质存在紧密联系。下列关于有机化合物的说法错误的是(　　)

A.有机化合物的分子结构取决于原子间的连接顺序、成键方式和空间排布

B.在同一有机化合物分子中基团之间存在相互影响

C.有机化合物分子中基团之间的相互影响不会导致键的极性发生改变

D.碳原子的成键特点使有机化合物具有与无机物不同的性质

15.乙酸、水和乙醇的分子结构如表所示,三者结构中的相同点是都含有羟基,下列说法错误的是(　　)

A.羟基的极性:乙醇>水>乙酸

B.与金属钠反应的剧烈程度:乙醇>水

C.羟基连接不同的基团可影响羟基的活性

D.羟基极性不同的原因是羟基中的共价键类型不同

16.[2023贵州遵义高二检测]一氯代物的同分异构体有2种,二氯代物的同分异构体有4种的烷烃是(　　)

A.正丁烷 B.乙烷

C.丙烷 D.新戊烷

17.认真观察下列有机化合物,请填写下列空白。

A.　B.

C.

D.

E.

F.HCOOCH3

(1)D中含有的官能团有　　　　　　　　　(填名称,下同);E中含有的官能团有　　　　　　　　。 

(2)下列说法错误的是　　　　　。 

a.A物质属于酚类

b.B物质可以看作醇类、酚类和羧酸类

c.C物质的分子式为C8H8O4

d.F物质只具有酯的性质

(3)1 mol A物质中含　　　　(设NA为阿伏加德罗常数的值)个σ键,F物质中σ键与π键个数比为　　　　。 

18.(1)写出下面有机化合物的结构简式和键线式:

:　　　　　　　　、　　　　　　　　。 

(2)某有机化合物的键线式为,则它的分子式为　　　　　　,含有的官能团名称为　　　　　　　　　　　,它属于　 　　　　　　　(填“芳香族化合物”或“脂环化合物”)。

(3)已知分子式为C5H12O的有机化合物有多种同分异构体,下列给出其中的四种:

A.CH3—CH2—CH2—CH2—CH2OH

B.CH3—O—CH2—CH2—CH2—CH3

C.

D.

根据上述信息完成下列空白:

①根据所含官能团判断,A属于　　　类有机化合物。B、C、D中,与A互为官能团异构的是　　　　　　(填字母,下同),与A互为碳架异构的是　　　　,与A互为位置异构的是　　　　。 

②写出与A互为位置异构(但与B、C、D不重复)的有机化合物的结构简式:　　　　　　　　。 

③与A互为碳架异构的同分异构体共有三种,除B、C、D中的一种外,写出另外两种同分异构体的结构简式:　　　　　　　　、　　　　　　　　　　。 

C级 学科素养创新练

19.异辛烷是汽油抗爆震度的一个标准,下图是异辛烷的球棍模型:

(1)根据球棍模型,写出异辛烷的结构简式:　; 

异辛烷与乙烷的关系是　　　　　　(填“同系物”或“同分异构体”)。 

(2)写出异辛烷完全燃烧的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(异辛烷用分子式表示)。1 mol 异辛烷和1 mol正庚烷分别完全燃烧生成水和二氧化碳,消耗氧气的物质的量之差是　　　　　 mol。 

(3)异辛烷的同分异构体有很多,其中一种同分异构体X的分子结构中含有6个甲基,则X的结构简式为 　　　　　　　　。 

20.[2023山东菏泽高二检测]白藜芦醇的结构简式为,根据要求回答下列问题:

(1)白藜芦醇的分子式为　　　　。 

(2)白藜芦醇所含官能团的名称为　　　　　　　　。 

(3)具备下列条件的白藜芦醇的同分异构体有　　　种,写出其中一种同分异构体的结构简式:　。 

①碳的骨架和官能团种类不变

②两个苯环上都有官能团

③仅改变含氧官能团的位置

(4)乙醇(CH3CH2OH)和苯酚()都含有与白藜芦醇相同的官能团,有关它们之间关系的说法正确的是　　　　　　　　(填字母)。 

A.乙醇和白藜芦醇属于同一类别的有机化合物

B.苯酚与白藜芦醇互为同系物

C.三者的组成元素相同

D.三者分子中碳、氧原子个数比相同

参考答案

有机化合物中的共价键及同分异构现象

1.D　解析 为乙醇的空间填充模型,故A错误;一氯甲烷中C、Cl两种原子最外层都满足8电子稳定结构,正确的电子式为H,故B错误;乙酸分子中含有羧基,正确的结构简式为CH3COOH,故C错误;分子组成为C5H12的有机化合物为戊烷,戊烷存在正戊烷、异戊烷和新戊烷3种同分异构体,故D正确。

2.A　解析 B项属于官能团位置异构;C、D两项属于官能团异构。

3.A　解析 在乙烯分子中,每个碳原子的2s轨道与2个2p轨道杂化形成3个sp2杂化轨道,其中2个sp2杂化轨道分别与2个氢原子的1s轨道形成C—Hσ键,另外1个sp2杂化轨道与另一个碳原子的1个sp2杂化轨道形成C—Cσ键;2个碳原子中未参与杂化的2p轨道形成1个π键。

4.D　解析 的分子式为C7H8O,分析四个选项可得出分子式分别为C8H10O、C7H6O、C7H6O2、C7H8O,故D正确。

5.D　解析 甲烷的空间结构为正四面体,二氯甲烷只有一种结构,因此A项中属于同一种物质;B项中均为邻二甲苯,属于同一种物质;C项中均为甲酸乙酯,属于同一种物质;D项中前者分子式为C4H8,属于烯烃,后者分子式为C4H8,属于环烷烃,它们互为同分异构体,故D符合题意。

6.B　解析 该物质分子是对称结构,分子中含有4种处于不同位置的H原子,因此其一氯代物有4种,故B项正确。

7.D　解析 A、B、C项中只有极性键;D项中既有极性键又有非极性键。

8.答案 (1)CH3CH2CH2CH3　(2)(b)(f)　(3)CH≡CH(合理即可)

解析 (a)~(f)6种有机化合物的结构简式分别为

、、CH3—CHCH—CH3、CH2CH—CHCH2、HC≡C—CH2—CH3、

。根据相关的知识可得出相应的答案。

9.答案 (1)C7H12　C10H12　(2)3　(3)4

解析 (1)1个降冰片烷分子中含7个碳原子,根据碳原子的成键特点可知其分子式为C7H12;1个篮烷分子中含10个碳原子,根据碳原子的成键特点可知其分子式为C10H12。(2)降冰片烷分子中含3种等效氢原子,故当它发生一氯取代时,取代位置有3种。(3)篮烷分子中含4种等效氢原子,故其一氯代物有4种。

10.A　解析 由碳原子及其他原子的成键特点分析可知,可存在物质C3H8O。

11.D　解析 共价单键为σ键,共价双键中含有一个σ键、一个π键,则甲醛分子中含有3个σ键,故A错误;该分子中碳原子价层电子对数是3且不含孤电子对,根据价层电子对互斥模型判断碳原子杂化类型为sp2杂化,故B错误;有一个双键,包括1个σ键和1个π键,故C错误;甲醛分子中碳原子采用sp2杂化,为平面三角形结构,其中的π键垂直于三角形平面,故D正确。

12.A　解析 富勒烯是碳元素形成的单质,不属于有机化合物,A错误;根据④的结构简式可知其分子式为C10H16,B正确;②的分子式为C6H6,与苯的分子式相同,但结构不同,为苯的一种同分异构体,C正确;①的分子有图示三种化学环境不同的氢原子:,②的分子只有一种氢原子,④的分子有两种氢原子,D正确。

13.B　解析 18O2和16O2都是单质,A错误;CH3CH2CH2CH2CH2CH3的分子式是C6H14,的分子式是C5H12,两者同属于烷烃,且分子式相差一个CH2,互为同系物,B正确;根据白蚁信息素的键线式可知,其分子式为C9H18,C错误;H2NCH2COOCH3和CH3CH2NO2的分子式不同,不能互为同分异构体,D错误。

14.C　解析 有机化合物的分子结构与原子间的连接顺序、成键方式和空间排布密切相关,A正确;在同一有机化合物分子中基团之间存在相互影响,B正确;有机化合物分子中基团之间的相互影响可能会导致键的极性发生改变,C错误;碳原子在有机化合物分子中与其他原子形成不同类型的共价键,可以是单键、双键、三键等,碳原子的成键特点使有机化合物具有与无机物不同的性质,D正确。

15.D　解析 与Na反应越剧烈,说明羟基氢原子的活泼性越强,对应羟基的极性越强。与Na反应的剧烈程度:乙酸>水>乙醇,则相应羟基的极性:乙酸>水>乙醇,题给3种化合物中均含有羟基,但羟基连接的基团不同,导致羟基的活性不同,C项正确;羟基中的O—H都是σ键,D项错误。

16.C　解析 在题给四种物质中,正丁烷和丙烷的一氯代物的同分异构体有2种(和),乙烷和新戊烷的一氯代物的同分异构体只有1种,所以B、D不符合题意;正丁烷的二氯代物的同分异构体有6种,丙烷的二氯代物的同分异构体有4种,所以A不符合题意,C符合题意。

17.答案 (1)羟基、羧基　碳碳双键、酯基

(2)ad　(3)19NA　7∶1

解析 (1)中含有的官能团为羟基和羧基;CH2CHOOCCHCHCOOCHCH2中含有的官能团为碳碳双键和酯基。

(2)含有羟基,但不含苯环,属于醇类,a错误;分子中含有羧基、醇羟基和酚羟基,可以看作羧酸类、醇类和酚类,b正确;的分子式为C8H8O4,c正确;HCOOCH3分子中含有酯基、醛基两种官能团,既具有酯的性质,又具有醛的性质,d错误。

(3)1个A物质的分子中含19个σ键,则1molA物质中含19NA个σ键,1个F物质的分子中含7个σ键,含1个π键,则σ键与π键个数比为7∶1。

18.答案 (1)CH2CHCHCH2　

(2)C9H14O　羟基、碳碳双键　脂环化合物

(3)①醇　B　D　C　②

③　

解析 (1)由结构式可知,其结构简式为CH2CHCHCH2,键线式为。

(2)由该有机化合物的键线式可知,其分子式为C9H14O,分子中含有的官能团为羟基和碳碳双键。该有机化合物分子结构中无苯环,不属于芳香族化合物。

(3)①A属于醇类有机化合物,B属于醚类有机化合物,故A与B属于官能团异构。C的碳链与A相同,但羟基位置不同,故A与C属于位置异构。而D也是醇类有机化合物,但碳骨架与A不同,因此A与D属于碳架异构。②碳链中有三种碳原子,羟基位于1号碳原子上即为A,位于2号碳原子上即为C,当羟基位于3号碳原子上时,即为满足要求的有机化合物。③要与A互为碳架异构,则必须是醇类有机化合物,且最长的碳链上碳原子数应该小于5,共有如下3种:、和。

19.答案 (1)　同系物

(2)2C8H18+25O216CO2+18H2O　1.5

(3)

解析 (1)异辛烷的球棍模型中小黑球为氢原子,灰色的球为碳原子,异辛烷的结构简式为;异辛烷与乙烷的结构相似,分子组成相差6个CH2,二者互为同系物。

(2)异辛烷的分子式为C8H18,完全燃烧生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为2C8H18+25O216CO2+18H2O;由反应式可知1mol异辛烷完全燃烧消耗氧气mol=12.5mol,1mol正庚烷完全燃烧消耗氧气(7+)mol=11mol,则1mol异辛烷和1mol正庚烷分别完全燃烧生成水和二氧化碳,消耗氧气的物质的量之差是1.5mol。

(3)异辛烷的同分异构体有很多,其中一种同分异构体X的分子结构中含有6个甲基,说明只有2个碳原子不是甲基,应在主链上,则主链是4个碳原子,X的结构简式为。

20.答案 (1)C14H12O3　(2)碳碳双键、羟基　(3)17　(或其他合理答案)　(4)C

解析 (1)根据白藜芦醇的结构简式可知其分子式为C14H12O3。

(2)白藜芦醇分子中含有碳碳双键和羟基。

(3)依题意,白藜芦醇的同分异构体只改变苯环上—OH的位置,且—OH分别占据两个苯环,其他结构不变。2个—OH在左边苯环的位置有6种,—OH在右边苯环上的位置有3种,故符合条件的同分异构体共有6×3=18种,减去本身一种,还有17种。

(4)白藜芦醇不是醇,其分子中的—OH与苯环直接相连,属于酚类,A项错误;苯酚和白藜芦醇的分子结构不相似,不互为同系物,B项错误;三者都由碳、氢、氧三种元素组成,C项正确;乙醇分子中碳、氧原子个数之比为2∶1,苯酚分子中碳、氧原子个数之比为6∶1,白藜芦醇分子中碳、氧原子个数之比为14∶3,D项错误。