学思面授班 高中化学 选修五有机化学基础 第一章 认识有机化合物有机物的结构特点37.docx
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学思面授班高中化学选修五有机化学基础第一章认识有机化合物有机物的结构特点37
有机物的结构特点
1．【易】某烷烃的相对分子质量为72，与氯气发生取代反应所得的一氯代物只有一种的是（ ）
A．CH3CH3
B．
C．
D．
【答案】B
【解析】由烷烃的通式CnH2n＋2可知n＝5，所以B项正确。
2．【易】（2012·渭南高二检测）剧毒物质二噁英的结构为，已知它的二氯代物有10种，则其六氯代物有（ ）
A．15种B．11种
C．10种D．5种
【答案】C
【解析】解答本题可用替代法；二噁英的分子式为C12H8O2，其二氯代物有10种，将氯原子代替氢原子，氢原子代替氯原子，可知C12H2Cl6O2也有10种同分异构体。
3．【易】甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构而不是正方形的平面结构，其理由是（ ）
A．CHCl3只有一种结构
B．CH2Cl2只有一种结构
C．CH4是非极性分子
D．CH4的四个价键的键长和键能都相等
【答案】B
【解析】CH4无论是正四面体结构还是平面正方形结构，都符合选项A、C、D的说法，故不能用选项A、C、D来确定CH4是何种结构；若CH4是平面正方形结构，则CH2Cl2有如下两种结构：
和,而CH4为正四面体结构时，CH2Cl2就只有一种结构。
因此可由CH2Cl2只有一种结构推知CH4为正四面体结构。
4．【易】下列说法中正确的是（ ）
A．相对分子质量相同，组成元素也相同的化合物一定是同分异构体
B．凡是分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质，彼此一定是同系物
C．两种物质的组成元素相同，各元素的质量分数也相同，则二者一定是同分异构体
D．各组成元素的质量分数都相同且分子式也相同的不同有机物一定互为同分异构体
【答案】D
【解析】A项，分子式不一定相同；B项，互为同系物必须满足两个条件：
①结构相似（官能团相同），②在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团，两者缺一不可，错误；对于C项则仅是最简式相同，分子组成不一定相同；D项中明确了物质的分子式相同，却又是不同的化合物，满足同分异构体的条件，则必然是同分异构体，故D正确。
5．【易】（2012·汕头高二检测）下列关于同分异构体的分类，错误的是（ ）
A．CH3CH（CH3）CH2CH3与CH3（CH2）3CH3属碳链异构
B．CH3—CH==CH—CH3与CH2==CH—CH2—CH3属官能团异构
C．CH≡C—C2H5与CH3—C≡C—CH3属位置异构
D．CH2==CH—CH==CH2与CH3—C≡C—CH3属官能团异构
【答案】B
【解析】同分异构体的常用分类方法有：
碳链异构、官能团异构（又称类别异构）、官能团位置异构。
B中官能团均为“”且数目相同，不属于官能团异构，但官能团位置不同，应属位置异构。
6．【易】下列式子是某学生书写的C5H12的同分异构体的结构简式：
①CH3CH2CH2CH2CH3
②
③
④
⑤
这些结构中出现重复的是（ ）
A．①和②B．④和⑤
C．②③④D．均不重复
【答案】C
【解析】分析所给结构简式，可发现②③④属于同种物质。
7．【易】（2012·沈阳高二检测）已知—C4H9有4种同分异构体，不必写出C4H10O的结构简式，试说明其作为醇的同分异构体的数目（ ）
A．2种 B．4种
C．3种D．5种
【答案】B
【解析】C4H10O作为醇，其结构简式可写为C4H9OH，由于—C4H9有4种同分异构体，故C4H9OH作为醇也有4种同分异构体。
8．【易】下列表示乙醇的结构中不正确的是（ ）
A．CH3CH2OH
B．C2H5OH
C．
D．
【答案】D
【解析】D项中键线式表示的结构简式为CH3CH2CH2OH。
9．【易】下列有机物属于同分异构体的是（ ）
①
②
③
④
A．①② B．①③
C．③④D．①④
【答案】D
【解析】①～④的分子式依次为：
C6H14、C6H14、C7H16、C6H14。
其中①与②的结构相同。
10．【易】如图是某分子的比例模型，黑色的是碳原子，白色的是氢原子，灰色的是氧原子。
该分子是（ ）
A．C2H5OHB．CH3COOH
C．CH3CHOD．C6H5OH
【答案】B
【解析】根据模型确定各原子的个数及分子结构。
11．【易】同分异构体具有：
①相同的相对分子质量，②相同的分子式，③相同的最简式，④相同的物理性质，⑤相同的化学性质。
A．①②④ B．②③⑤
C．①②⑤D．①②③
【答案】D
【解析】同分异构体的分子式相同，故相对分子质量与最简式相同。
12．【易】下列物质属于同系物的是（ ）
A．CH3CH2CH2OH与CH3OH
B．与
C．乙酸与HCOOCH3
D．CH3CH2Cl与CH3CH2CH2Br
【答案】A
【解析】同系物必需具有相同类别，且相同数目的官能团，B、C、D三项中两种物质的官能团类别不同，故应选A。
13．【易】有关同分异构体的说法正确的是（ ）
A．同分异构体的碳原子数一定相同
B．同分异构体的分子式不一定相同
C．同分异构体之间的性质一定不相同
D．同分异构体的类别一定不同
【答案】AC
【解析】同分异构体是分子式相同结构不同，所以碳原子数一定是相同的，同分异构体之间的类别可以相同也可以不同，同分异构体不是同一种物质，性质一定不相同。
14．【中】（2012·南京高二检测）有A、B两种烃，含碳的质量分数相同。
关于A和B关系的下列叙述中正确的是（ ）
A．A和B一定是同分异构体
B．A和B一定不是同系物
C．A和B分子中含氢元素质量分数相同
D．A和B各amol完全燃烧生成CO2的质量一定相同
【答案】C
【解析】A、B两种烃，含碳的质量分数相同，说明A、B具有相同的最简式，但分子式不一定相同，结构不一定相似，故A、B、D错误。
15．【中】下列各分子式只表示一种纯净物的是（ ）
A．CH2Br2 B．C3H8
C．C4H10D．C5H10
【答案】AB
【解析】C4H10有2种结构，C5H10有3种结构，CH2Br2只有一种结构，C3H8没有同分异构体。
16．【中】有下列几种有机化合物的结构简式：
①CH3CH==CH—CH2CH3
②
③CH3CH2CH2CH2OH
④
⑤
⑥
⑦CH3CH2CH2OCH3
⑧
⑨
⑩
（1）属于同分异构体的是____________________________________________________。
（2）属于同系物的是______________________________________________________。
（3）官能团位置不同的同分异构体是___________________________________________。
（4）官能团类型不同的同分异构体是__________________________________________。
【答案】
（1）②⑧、④⑤⑨、③⑥⑦、①⑩
（2）①②、②⑩
（3）①⑩、③⑥、④⑤
（4）③⑦、⑥⑦、④⑨、⑤⑨
【解析】①分子式为C5H10，②为C6H12，③为C4H10O，④为C4H6，⑤为C4H6，⑥为C4H10O，⑦为C4H10O，⑧为C6H12，⑨为C4H6，⑩为C5H10。
属于同分异构体必须分子式相同，且结构不同，故属于同分异构体的为①⑩、②⑧、④⑤⑨、③⑥⑦。
同系物必须结构相似，官能团种类和数目相同，在组成上相差一个或若干个CH2原子团，①②、②⑩结构相似，官能团种类及数目相同，在组成上相差一个CH2，故为同系物。
⑧与⑩不是同系物，⑩为烯烃，官能团为碳碳双键，⑧无官能团。
官能团位置不同的同分异构体，需分子式相同、官能团种类及数目相同，官能团的位置不同，符合条件的有①⑩、③⑥、④⑤。
官能团类别异构的同分异构体有③⑦、⑥⑦、④⑨、⑤⑨。
17．【中】（2011·高考新课标全国卷）分子式为C5H11Cl的同分异构体共有（不考虑立体异构）（ ）
A．6种 B．7种
C．8种D．9种
【答案】C
【解析】分子式为C5H12的烷烃有正戊烷、异戊烷和新戊烷三种同分异构体。
其中正戊烷的一氯代物有CH3CH2CH2CH2CH2Cl、CH3CH2CH2CHClCH3、CH3CH2CHClCH2CH33种同分异构体；异戊烷的一氯代物有（CH3）2CHCHClCH3、（CH3）2CClCH2CH3、（CH3）2CHCH2CH2Cl、CH2ClCH（CH3）CH2CH34种同分异构体；新戊烷的一氯代物只有1种，为（CH3）3CCH2Cl，总共有8种，C正确。
18．【中】化合物A结构简式如图所示。
已知A的苯环上的n溴代物的同分异构体的数目和m溴代物的同分异构体数目相等，m和n一定满足的关系式是（ ）
A．n＝mB．n＋m＝10
C．n＋m＝6D．n＋m＝8
【答案】C
【解析】结构中氢被溴取代也可看成溴被氢取代，即“m溴代物”相当于“6－m氢代物”，与“n溴代物”的同分异构体相同，则6－m＝n，即n＋m＝6。
19．【中】某些有机物的结构简式可用“键线式”表示，如（CH3）2CHCH3可用“”来表示。
已知某环烷烃是平面结构，其结构如红十字协会的会徽，因此有人将它称为“红十字烷”，如“”。
写出它的分子式_______________，该红十字烷与乙烯（CH2==CH2）的关系为________。
A．具有相同的分子式B．互为同分异构体
C．互为同系物D．具有相同的最简式
【答案】C12H24 D
【解析】键线式表示的是用“折点”来代替碳原子，且每个碳原子上缺少的价键用氢原子补齐，从“红十字烷”的图示可以得出，该物质含有12个碳原子，且每个碳原子上有2个氢原子。
然后结合“红十字烷”和乙烯的化学式可以得出，它们具有相同的最简式。
20．【中】根据下表中烃的分子式排列规律，判断空格中烃的同分异构体的数目是（ ）
1
2
3
4
5
6
7
8
CH4
C2H4
C3H8
C4H8
C6H12
C7H16
C8H16
A．3B．4
C．5D．6
【答案】A
【解析】由表中烃的分子式排列规律可知：
1，2都是4个氢原子；3，4都是8个氢原子；5，6应为12个氢原子，故空格内有机物分子式为C5H12，它有3种同分异构体。
21．【中】北京一化工厂生产的某产品中含C、H、O三种元素，其分子模型如图所示（图中球与球之间的连线代表化学键，如单键、双键等）。
（1）该产品的结构简式为________，分子式为________。
（2）下列物质中，与该产品互为同分异构体的是________（填序号，下同），与该产品互为同系物的是________。
①CH3CH==CHCOOH ②CH2==CHCOOCH3
③CH3CH2CH==CHCOOH ④CH3CH（CH3）COOH
【答案】
（1）C4H6O2
（2）①② ③
【解析】本题主要考查根据模型确定有机物的结构组成及同系物和同分异构体的找法。
根据分子模型及各原子的成键特点容易确定分子式及结构简式，找同分异构体时要保证分子式相同而结构不同，找同系物时要注意结构必须相似，在组成上相差1个CH2或若干个CH2。
22．【中】燃油对环境造成的危害是全球公认的一个环境问题。
“无铅汽油”的使用已成为人们的共识。
在汽油中加CH3OC（CH3）3可生产“无铅汽油”。
（1）CH3OC（CH3）3分子中必存在的原子间连接形式有（填写编号）________。
①②③④
（2）下列关于CH3OC（CH3）3的说法中正确的是________。
A．分子中含有羟基官能团，属于醇类物质
B．分子中四个甲基的地位完全等同，其一溴代物只有一种
C．分子中既含有C—H单键，又含有C—O单键
D．完全燃烧的产物只有CO2和H2O，属于烃类物质
【答案】
（1）③
（2）C
【解析】在有机物的分子结构中，碳原子形成四个价键，氢原子只形成一个价键，氧原子形成两个价键。
根据这一规律可以将CH3OC（CH3）3写成其对应的展开式，结构简式为，则各原子间的成键关系一目了然。
（1）从其展开式中可看出，分子中不存在、、的连接形式，存在的连接形式。
（2）分析该物质的展开式结构可知，其分子中不含羟基官能团，不属于醇类物质。
分子中含有两种不同的甲基，即含有两种不同的氢原子，因而其一溴代物有两种。
虽然该物质完全燃烧的产物是CO2和H2O（与烃类物质完全燃烧的产物相同），但其组成中除C、H两种元素外，还含有氧元素，故不属于烃类物质，而属于烃的含氧衍生物。
综上分析可知，只有C选项正确。
23．【中】下列化学用语书写正确的是（ ）
A．丙酸的键线式：
B．CH4分子的球棍模型：
C．乙烯的结构简式：
CH2CH2
D．乙醇的结构式：
【答案】A
【解析】B选项中图示为甲烷的比例模型，错误；乙烯的结构简式为CH2===CH2，C选项错误；乙醇的结构式为，D选项错误。
24．【中】如图是一个分子的球棍模型图，图中“棍”代表单键或双键或三键，不同颜色的球代表不同元素的原子。
该模型图所代表的分子含有的原子对应的元素可能是（ ）
A．C、H、O B．C、H、O、Cl
C．C、H、O、ND．C、H、O、Na
【答案】C
【解析】观察模型可知各色球所连原子情况是：
绿球
蓝球
红球
白球
链接球数
4或3
3
2或1
1
推测元素
C
N
O
H
25．【中】下列各组物质中，属于同分异构体的是（ ）
A．CH3CH2CH3和CH3CH2CH2CH3
B．H2NCH2COOH和CH3CH2NO2
C．CH3CH2COOH和CH3COOCH2CH3
D．CH2===CHCH2和CH2===CHCH===CH2
【答案】B
【解析】A项，互为同系物；B项，分子式相同，结构不同，互为同分异构体；C、D项，分子式和结构均不相同，不能互为同分异构体。
26．【中】已知下列有机物：
①和
②CH2===CH—CH2—CH3和CH3—CH===CH—CH3
③和
④和
⑤CH3—CH2—CH===CH—CH3和（环戊烷）
⑥CH3—CH2—NO2和
⑦
⑧
（1）其中属于同分异构体的是__________。
（2）其中属于碳链异构的是__________。
（3）其中属于位置异构的是__________。
（4）其中属于官能团异构的是__________。
（5）其中属于同一种物质的是__________。
【答案】
（1）①②③⑤⑥
（2）① （3）②（4）③⑤⑥ （5）④
【解析】先写出各物质的分子式，然后判断其结构和官能团类型即可。
27．【中】下面是几种烃的球棍模型（灰球表示碳原子，氢原子省略）：
（1）属于烷烃的有________（填字母）。
（2）分子中氢原子数最少的是________（填字母）。
（3）上面模型中最多有________种烃互为同分异构体。
（4）属于烯烃的是________，并写出其结构简式：
____________________________
________________________________________________________________________。
【答案】
（1）B、D、H
（2）E、F （3）4
（4）A、C、G CH3CH2CH===CH2、CH3C
H===CHCH3、（CH3）2C===CH2
【解析】分析成键情况，B、D、H中全部为碳碳单键，属于烷烃，其中B、D分子式是C4H10，H分子式是C4H8；A、C、G含碳碳双键，属于烯烃，分子式是C4H8；E、F中含碳碳三键，分子式是C4H6，氢原子数最少。
A、C、G、H四种分子互为同分异构体。
28．【中】下图所示的结构式与立体模型是某药物的中间体，通过对比可知结构式中的“Et”表示____________（填结构简式），该药物中间体分子的化学式为__________。
【答案】—CH2CH3 C9H12O3
【解析】通过结构式与球棍模型的对比可知，“Et”表示—CH2CH3；该药物中间体分子的化学式为C9H12O3。
29．【中】分子式为C3H6Cl2的同分异构体共有（ ）
A．3种B．4种
C．5种D．6种
【答案】B
【解析】本题考查同分异构体的判断，意在考查考生书写同分异构体的能力。
三个碳原子只有一个碳架结构，氯原子的存在形式包括在不同碳原子上和相同碳原子上两类：
、、、（共4种）。
30．【中】某有机物的结构简式如图，关于该物质的叙述错误的是（ ）
A．一个分子中含有12个H原子
B．苯环上的一氯代物有2种
C．含有一种含氧官能团
D．分子式是C11H12O4
【答案】B
【解析】分子中含有酯基一种含氧官能团，而且从结构上可以看出在苯环上的一氯代物的同分异构体有三种。
31．【中】已知丁基有4种结构，则分子式为C5H10O且属于醛类的有机物有（ ）
A．3种B．4种
C．5种D．6种
【答案】B
【解析】分子式为C5H10O的醛可写成C4H9—CHO，即可看作丁基与醛基（—CHO）相连形成的，因丁基（—C4H9）有4种结构，故C4H9—CHO的醛也有4种结构。
32．【难】维生素E在国外美称曰：
“生命奇迹丸”，是一种脂溶性维生素，对抗衰老等有特殊作用，经研究发现维生素E有α、β、γ、σ四种类型，其结构简式分别如下：
其中R为—CH2CH2CH2[CH（CH3）CH2CH2]2CH（CH3）2，上述四种类型互为同分异构体的是（ ）
A．α、βB．β、γ
C．γ、σD．α、σ
【答案】B
【解析】从苯环的侧链甲基个数入手，第一个有3个甲基，第二个有2个甲基，第三个也有2个甲基，第四个有1个甲基，所以可得到β、γ互为同分异构体。
33．【难】（2012·南京高二检测）分子式与苯丙氨酸（）相同，且同时符合下列条件：
①有带两个取代基的苯环，②有一个硝基直接连接在苯环上的同分异构体的数目为（ ）
A．3种B．6种
C．8种D．10种
【答案】B
【解析】氨基酸与硝基化合物属于官能团异构的情形之一。
此题中硝基与苯环相连后，苯环上只剩下1个侧链，该侧链上应是含3个碳原子的烷烃基，即—C3H7，而—C3H7有两种：
正丙基（—CH2CH2CH3）和异丙基[—CH（CH3）2]；而苯环上硝基与—C3H7的位置关系有三种：
邻位、间位、对位。
故符合要求的同分异构体的数目为6种。
34．【难】图片是立方烷（cunane）的球棍模型，下列有关说法不正确的是（ ）
A．其一氯代物只有一种
B．其二氯代物有三种同分异构体
C．常温下为气体
D．它与苯乙烯（C6H5—CH===CH2）互为同分异构体
【答案】C
【解析】立方烷分子中含8个碳原子，常温下应为液体。
35．【难】如图所示都是简化的碳骨架结构：
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。
【答案】
（1）C7H12 C10H12
（2）3 （3）4
【解析】根据键线式的规定，每个拐点及终点均有碳原子，再根据每个碳满四价的原则查找C、H原子个数，可得到分子式。
降冰片烷左右对称，前后也对称，因此观察此烷的
部分即可，共有3种类型的氢
。
同理，篮烷有4种类型的氢
，从而得到一氯取代物种数。
36．【难】（2012·黄冈高二检测）现有下列各化合物：
A：
CH3CH2CH2CHO与
B：
与
C：
与
D：
与
E：
与
F：
戊烯和环戊烷
已知：
（1）上述各组化合物属于同系物的是________，属于同分异构体的是________（填入编号）。
（2）上述化合物中的含氧官能团是（写名称）________；根据官能团的特点可将C中两化合物划分为________类和________类。
（3）若将A中两化合物看作是某单烯烃被酸性高锰酸钾溶液氧化生成的，则该单烯烃的结构简式为________________________。
【答案】
（1）BE ADF
（2）醛基、羰基、羧基、酚羟基、醇羟基 酚 醇
（3）CH3CH2CH2CH==C（CH3）CH2CH3
【解析】
（1）解答时要注意同系物、同分异构体的概念及区别。
（2）题给化合物中含氧官能团A中有醛基（—CHO）和羰基（），B、E中有羧基（—COOH），C中有羟基（—OH），D、F中无含氧官能团；羟基与苯环直接相连所形成的化合物为酚，而羟基与链烃基或苯环侧链碳原子相连所形成的化合物为醇，故属于酚类，属于醇类。
（3）根据题中信息，将氧化产物中中氧原子去掉，羰基碳原子重新以双键结合即可恢复为单烯烃。
37．【难】胡萝卜中具有较多的胡萝卜素，它是人体的主要营养素之一。
α胡萝卜素的结构为：
（1）写出α胡萝卜素的分子式____________________________________________。
（2）1molα胡萝卜素最多能与____________molBr2反应。
（3）β胡萝卜素与α胡萝卜素互为同分异构体，且只是虚线框内部分不同，但碳的骨架相同，写出β胡萝卜素方框内可能的结构简式：
______________。
【答案】
（1）C39H54
（2）11
（3）
【解析】
（1）按照每有一个双键和一个环都比烷烃少两个氢原子的规则，此烃共有39个C、11个碳碳双键、2个环，所以氢原子数为39×2＋2－11×2－2×2＝54，分子式为C39H54。
（2）每有一个双键即和一个Br2加成，故1mol该烃能与11molBr2加成。
（3）根据观察，右框内双键有三种不同位置，故有三种同分异构体。
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