专题2 有机物的结构与分类 分层作业5 （含答案）同分异构体--2025苏教版化学选择性必修3同步练习题
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| 名称 | 专题2 有机物的结构与分类 分层作业5 （含答案）同分异构体--2025苏教版化学选择性必修3同步练习题 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 509.4KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-04-29 09:55:16 | ||
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文档简介
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2025鲁科版化学选择性必修3
专题2分层作业5 同分异构体
必备知识基础练
1.下列物质互为同分异构体的是( )
A.O2和O3 B.乙醇和甲醚
C.甲烷和乙烷 D.12C和14C
2.下列关于同分异构体的分类错误的是( )
A.CH3CH(CH3)CH2CH3与CH3(CH2)3CH3属于碳链异构
B.CH3—CHCH—CH3与
CH2CH—CH2—CH3属于官能团异构
C.CH≡C—C2H5与CH3—C≡C—CH3属于位置异构
D.CH2CH—CHCH2与
CH3—C≡C—CH3属于官能团异构
3.碳原子成键的多样性、同分异构现象等是有机物种类繁多的原因。下列关于丁烷和2-甲基丙烷()的说法不正确的是( )
A.分子式相同
B.互为同分异构体
C.碳氢键(C—H键)数目相同
D.物理性质、化学性质完全相同
4.[2024河北石家庄期中]金刚烷是一种重要的化工原料,工业上可通过下列途径制备。下列说法中正确的是( )
A.环戊二烯中的所有原子共平面
B.二聚环戊二烯的分子式为C10H10
C.四氢二聚环戊二烯与金刚烷互为同分异构体
D.金刚烷的一氯代物有3种
5.分子式为C7H16的有机物,其中含有2个取代基的同分异构体有( )
A.4种 B.5种
C.6种 D.7种
6.下列说法或表示方法正确的是( )
A.C2H4O的键线式一定为
B.键线式为的有机物不存在顺反异构
C.氯溴碘代甲烷的两种对映异构体如图:
D.与互为同分异构体
7.[2024河北衡水期中]下列化合物存在顺反异构现象的是( )
A.CH2CH2
B.CH3CHCH2
C.CH3CHCHCH3
D.CH3CH2CH2CH3
8.观察下表,空白处有机物的分子式及其一氯代物异构体的数目分别是( )
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
分子 式 CH4 C2H4 C3H8 C4H8 C6H12 C7H16 C8H16
A.C5H12 8种 B.C5H10 5种
C.C5H12 3种 D.C6H10 8种
9.当有机物分子中的一个碳原子所连的四个原子或原子团均不相同时,此碳原子就是手性碳原子。具有手性碳原子的物质具有旋光性,存在对映异构体。下列化合物中存在对映异构体的是( )
A.
B.
C.HCOOH
D.CH3CH(CH3)OCH3
10.下列有机化合物分子中含有手性碳原子的是( )
A.CH3CH(CH3)2
B.CH3CH2OH
C.CH3CH2CHO
D.CH3CHClCH2CH3
11.同分异构现象在有机化学中普遍存在,中学阶段常见的同分异构体有三类:①官能团异构,②位置异构,③碳链异构。已知分子式为C5H12O的有机物有多种同分异构体,下面给出其中四种:
A.CH3—CH2—CH2—CH2—CH2OH
B.CH3—O—CH2—CH2—CH2—CH3
C.
D.
根据上述信息回答下列问题:
(1)B、C、D中,与A互为官能团异构的是 (填字母,下同),与A互为碳链异构的是 ,与A互为位置异构的是 。
(2)写出另一种与A互为位置异构的有机物的结构简式: 。
(3)与A互为碳链异构的同分异构体共有5种,除B、C或D中的一种以及、,写出另外两种同分异构体的结构简式: 、 。
关键能力提升练
12.下列有关同分异构体数目的叙述中,正确的是( )
A.甲苯苯环上的一个氢原子被含4个碳原子的烷基取代,所得产物有12种
B.等物质的量的氯气与甲烷在光照条件下反应得到4种产物
C.正戊烷的一氯代物有2种
D.苯乙烯和氢气完全加成的产物的一溴代物有5种
13.某催化剂可催化氧杂环丁烷与二氧化碳发生如图所示反应。下列叙述错误的是( )
A.该反应的原子利用率为100%
B.化合物Ⅰ分子中的所有原子不可能共平面
C.化合物Ⅱ分子中碳原子的杂化方式为sp2、sp3
D.化合物Ⅰ和化合物Ⅱ分子的一氯代物数目不相同
14.已知化合物A(C4Si4H8)与立方烷(C8H8)的分子结构相似,如图:
则C4Si4H8的二氯代物的同分异构体数目为( )
A.6 B.5
C.4 D.3
15.[2024河北石家庄月考]对下列4种物质二氯取代物的种数判断正确的是( )
A.①=②>③>④ B.①>②>③=④
C.①>②>③>④ D.①>②=③>④
16.已知和互为同分异构体(称为“顺反异构”),则分子式为C3H5Cl的链状同分异构体共有( )(考虑立体异构)
A.3种 B.4种
C.5种 D.6种
17.组成和结构可用表示的有机物共有(不考虑立体异构)( )
A.24种
B.28种
C.32种
D.36种
18.已知同一个碳原子连着2个碳碳双键(如CCC)时,分子极不稳定,不存在。某链烃C7H10的众多同分异构体中:
(1)处于同一平面上的碳原子个数最多为 (填字母)。
A.6 B.5
C.7 D.4
(2)原含有手性碳原子,但与足量H2发生加成反应后,不具有手性碳原子的结构简式是 。
学科素养创新练
19.如图所示都是简化的碳骨架结构:
请回答:
(1)降冰片烷、篮烷的分子式分别是 、 。
(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。
分层作业5 同分异构体
1.B 解析 O2和O3不是化合物,二者互为同素异形体,A项错误;乙醇和甲醚分子式相同,结构不同,互为同分异构体,B项正确;甲烷和乙烷分子式不同,是结构不同的烷烃,互为同系物,C项错误;12C和14C质子数相同、中子数不同,互为同位素,D项错误。
2.B 解析 同分异构体构造异构有碳链异构、官能团异构、位置异构。B项中有机物的官能团均为且数目相同,不属于官能团异构,由于官能团位置不同,属于位置异构。
3.D 解析 二者分子式相同,均是C4H10,结构不同,互为同分异构体,A、B项均正确;二者分子中所含碳氢键(C—H键)数目相同,均含有10个,C项正确;二者互为同分异构体,均是烷烃,物理性质不同,化学性质相似,D项错误。
4.C 解析 环戊二烯分子结构中含有—CH2—基团,此碳原子为sp3杂化,该碳原子和其他相连的原子最多三个共平面,故A错误;二聚环戊二烯的分子式为C10H12,故B错误;四氢二聚环戊二烯与金刚烷的分子式均为C10H16,为同分异构体,故C正确;金刚烷分子结构中只有2种等效氢,则一氯代物有2种,故D错误。
5.A 解析 由于主链碳原子少于5个时取代基不可能有乙基,故2个取代基均为甲基,主链有5个碳原子,其碳骨架为;该主链存在对称关系,对称中心为3号碳原子,2个甲基连接在同一个碳原子上的方式有2种,连接在相邻两个碳原子上的方式有1种,连接在“相间”的两个碳原子上的方式有1种,共有4种同分异构体,A正确。
6.C 解析 分子式为C2H4O的有机物键线式可能为或,A项错误;B中有机物的结构简式为
CH3CHCHCOOH,双键碳原子上连有不同的原子或原子团,存在顺反异构,B项错误;氯溴碘代甲烷中碳原子连接了4个不同的原子,存在对映异构体,C项正确;D项中的两种物质相同,是同一种物质,D项错误。
7.C 解析 顺反异构产生的条件:①分子中至少有一个键不能自由旋转(如碳碳双键);②每个不能自由旋转的同一碳原子上(如碳碳双键两端的碳原子)不能有相同的基团,必须连有两个不同原子或原子团。
CH2=CH2中碳碳双键两端的碳原子上连接2个氢原子,不存在顺反异构,A错误;CH3CH=CH2中碳碳双键两端的一个碳原子连接2个氢原子,不存在顺反异构,B错误;CH3CH=CHCH3中碳碳双键两端的两个碳原子上都连接2个不同基团,当两个氢原子位于双键同侧时是顺式异构,否则是反式异构,C正确;CH3CH2CH2CH3中无碳碳双键,碳碳单键可以旋转,无顺反异构,D错误。
8.A 解析 根据题目中给出的烃的分子式,可以发现碳原子数是依次递增,序号为单数的烃是烷烃,序号为双数的烃是烯烃,从而推出空格处分子式应为C5H12,其同分异构体有正戊烷、异戊烷、新戊烷三种结构,它们的一氯代物异构体的数目分别是3种、4种、1种,共有8种,故应选A。
9.B 解析 由手性碳原子的形成条件分析四种物质的结构可知,只有中含有手性碳原子,答案选B。
10.D
11.答案 (1)B D C
(2)
(3)
解析 (2)与A和C的官能团位置不同,互为位置异构。
(3)与A互为碳链异构的同分异构体,可以根据戊基的碳链异构来书写。
12.A 解析 4个碳原子的烷基即丁基—C4H9有4种,取代甲苯苯环上的一个氢原子,则丁基与甲基呈邻、间、对3种相对位置,因此异构体数为4×3=12种,A正确;甲烷和Cl2反应会生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢5种产物,B错误;正戊烷的结构简式为CH3—CH2—CH2—CH2—CH3,分子中有3种氢原子,因此一氯代物为3种,C错误;苯乙烯和氢气完全加成的产物为乙基环己烷(),分子中氢原子有6种,所以乙基环己烷的一溴代物有6种,D错误。
13.D 解析 化合物Ⅰ的分子式为C3H6O,化合物Ⅱ的分子式为C4H6O3,可推断出该反应的原子利用率为100%,A正确;化合物Ⅰ分子中含有亚甲基结构,所有原子不可能共平面,B正确;根据化合物Ⅱ的分子结构可知,碳原子的杂化方式有sp2、sp3两种,C正确;如图所示、,化合物Ⅰ和化合物Ⅱ分子的一氯代物数目均为2,D错误。
14.C 解析 C4Si4H8的二氯代物的同分异构体有:同一条棱上的二氯代物1种、面对角线上的二氯代物2种、体对角线上的二氯代物1种,共4种,答案选C。
15.C 解析 根据“定一议二”的方法确定题中4种物质二氯取代物的种数①8种,②4种,③3种,④1种,因此①>②>③>④,选C。
16.B 解析 C3H5Cl的链状异构体有:
①Cl—CHCH—CH3、②、
③CH2CH—CH2Cl,其中①的不饱和碳原子上连有两个不同的基团,有顺反异构体,故共有4种异构体。
17.D 解析 丙基有两种异构体,碳骨架分别为—C—C—C和,—C3H5Cl2的结构为、
、、(第二个氯原子可连接的位置如图中标号所示),共有9种结构,—C4H9共有4种结构,因此二者组合形式有4×9=36种结构,故D项正确。
18.答案 (1)C (2)
解析 (1)分子式为C7H10的链烃,分子中含有3个双键或1个双键和1个三键,众多同分异构体中,最多7个碳可以共平面,如。
(2)由题意知分子结构为且a、b、c各不同,与足量H2加成后a'、b'、c'中至少有2个相同,则不具备手性碳原子,则a、b、c各烃基中均有2个碳原子。
19.答案 (1)C7H12 C10H12 (2)3 (3)4
解析 (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。
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2025鲁科版化学选择性必修3
专题2分层作业5 同分异构体
必备知识基础练
1.下列物质互为同分异构体的是( )
A.O2和O3 B.乙醇和甲醚
C.甲烷和乙烷 D.12C和14C
2.下列关于同分异构体的分类错误的是( )
A.CH3CH(CH3)CH2CH3与CH3(CH2)3CH3属于碳链异构
B.CH3—CHCH—CH3与
CH2CH—CH2—CH3属于官能团异构
C.CH≡C—C2H5与CH3—C≡C—CH3属于位置异构
D.CH2CH—CHCH2与
CH3—C≡C—CH3属于官能团异构
3.碳原子成键的多样性、同分异构现象等是有机物种类繁多的原因。下列关于丁烷和2-甲基丙烷()的说法不正确的是( )
A.分子式相同
B.互为同分异构体
C.碳氢键(C—H键)数目相同
D.物理性质、化学性质完全相同
4.[2024河北石家庄期中]金刚烷是一种重要的化工原料,工业上可通过下列途径制备。下列说法中正确的是( )
A.环戊二烯中的所有原子共平面
B.二聚环戊二烯的分子式为C10H10
C.四氢二聚环戊二烯与金刚烷互为同分异构体
D.金刚烷的一氯代物有3种
5.分子式为C7H16的有机物,其中含有2个取代基的同分异构体有( )
A.4种 B.5种
C.6种 D.7种
6.下列说法或表示方法正确的是( )
A.C2H4O的键线式一定为
B.键线式为的有机物不存在顺反异构
C.氯溴碘代甲烷的两种对映异构体如图:
D.与互为同分异构体
7.[2024河北衡水期中]下列化合物存在顺反异构现象的是( )
A.CH2CH2
B.CH3CHCH2
C.CH3CHCHCH3
D.CH3CH2CH2CH3
8.观察下表,空白处有机物的分子式及其一氯代物异构体的数目分别是( )
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
分子 式 CH4 C2H4 C3H8 C4H8 C6H12 C7H16 C8H16
A.C5H12 8种 B.C5H10 5种
C.C5H12 3种 D.C6H10 8种
9.当有机物分子中的一个碳原子所连的四个原子或原子团均不相同时,此碳原子就是手性碳原子。具有手性碳原子的物质具有旋光性,存在对映异构体。下列化合物中存在对映异构体的是( )
A.
B.
C.HCOOH
D.CH3CH(CH3)OCH3
10.下列有机化合物分子中含有手性碳原子的是( )
A.CH3CH(CH3)2
B.CH3CH2OH
C.CH3CH2CHO
D.CH3CHClCH2CH3
11.同分异构现象在有机化学中普遍存在,中学阶段常见的同分异构体有三类:①官能团异构,②位置异构,③碳链异构。已知分子式为C5H12O的有机物有多种同分异构体,下面给出其中四种:
A.CH3—CH2—CH2—CH2—CH2OH
B.CH3—O—CH2—CH2—CH2—CH3
C.
D.
根据上述信息回答下列问题:
(1)B、C、D中,与A互为官能团异构的是 (填字母,下同),与A互为碳链异构的是 ,与A互为位置异构的是 。
(2)写出另一种与A互为位置异构的有机物的结构简式: 。
(3)与A互为碳链异构的同分异构体共有5种,除B、C或D中的一种以及、,写出另外两种同分异构体的结构简式: 、 。
关键能力提升练
12.下列有关同分异构体数目的叙述中,正确的是( )
A.甲苯苯环上的一个氢原子被含4个碳原子的烷基取代,所得产物有12种
B.等物质的量的氯气与甲烷在光照条件下反应得到4种产物
C.正戊烷的一氯代物有2种
D.苯乙烯和氢气完全加成的产物的一溴代物有5种
13.某催化剂可催化氧杂环丁烷与二氧化碳发生如图所示反应。下列叙述错误的是( )
A.该反应的原子利用率为100%
B.化合物Ⅰ分子中的所有原子不可能共平面
C.化合物Ⅱ分子中碳原子的杂化方式为sp2、sp3
D.化合物Ⅰ和化合物Ⅱ分子的一氯代物数目不相同
14.已知化合物A(C4Si4H8)与立方烷(C8H8)的分子结构相似,如图:
则C4Si4H8的二氯代物的同分异构体数目为( )
A.6 B.5
C.4 D.3
15.[2024河北石家庄月考]对下列4种物质二氯取代物的种数判断正确的是( )
A.①=②>③>④ B.①>②>③=④
C.①>②>③>④ D.①>②=③>④
16.已知和互为同分异构体(称为“顺反异构”),则分子式为C3H5Cl的链状同分异构体共有( )(考虑立体异构)
A.3种 B.4种
C.5种 D.6种
17.组成和结构可用表示的有机物共有(不考虑立体异构)( )
A.24种
B.28种
C.32种
D.36种
18.已知同一个碳原子连着2个碳碳双键(如CCC)时,分子极不稳定,不存在。某链烃C7H10的众多同分异构体中:
(1)处于同一平面上的碳原子个数最多为 (填字母)。
A.6 B.5
C.7 D.4
(2)原含有手性碳原子,但与足量H2发生加成反应后,不具有手性碳原子的结构简式是 。
学科素养创新练
19.如图所示都是简化的碳骨架结构:
请回答:
(1)降冰片烷、篮烷的分子式分别是 、 。
(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。
分层作业5 同分异构体
1.B 解析 O2和O3不是化合物,二者互为同素异形体,A项错误;乙醇和甲醚分子式相同,结构不同,互为同分异构体,B项正确;甲烷和乙烷分子式不同,是结构不同的烷烃,互为同系物,C项错误;12C和14C质子数相同、中子数不同,互为同位素,D项错误。
2.B 解析 同分异构体构造异构有碳链异构、官能团异构、位置异构。B项中有机物的官能团均为且数目相同,不属于官能团异构,由于官能团位置不同,属于位置异构。
3.D 解析 二者分子式相同,均是C4H10,结构不同,互为同分异构体,A、B项均正确;二者分子中所含碳氢键(C—H键)数目相同,均含有10个,C项正确;二者互为同分异构体,均是烷烃,物理性质不同,化学性质相似,D项错误。
4.C 解析 环戊二烯分子结构中含有—CH2—基团,此碳原子为sp3杂化,该碳原子和其他相连的原子最多三个共平面,故A错误;二聚环戊二烯的分子式为C10H12,故B错误;四氢二聚环戊二烯与金刚烷的分子式均为C10H16,为同分异构体,故C正确;金刚烷分子结构中只有2种等效氢,则一氯代物有2种,故D错误。
5.A 解析 由于主链碳原子少于5个时取代基不可能有乙基,故2个取代基均为甲基,主链有5个碳原子,其碳骨架为;该主链存在对称关系,对称中心为3号碳原子,2个甲基连接在同一个碳原子上的方式有2种,连接在相邻两个碳原子上的方式有1种,连接在“相间”的两个碳原子上的方式有1种,共有4种同分异构体,A正确。
6.C 解析 分子式为C2H4O的有机物键线式可能为或,A项错误;B中有机物的结构简式为
CH3CHCHCOOH,双键碳原子上连有不同的原子或原子团,存在顺反异构,B项错误;氯溴碘代甲烷中碳原子连接了4个不同的原子,存在对映异构体,C项正确;D项中的两种物质相同,是同一种物质,D项错误。
7.C 解析 顺反异构产生的条件:①分子中至少有一个键不能自由旋转(如碳碳双键);②每个不能自由旋转的同一碳原子上(如碳碳双键两端的碳原子)不能有相同的基团,必须连有两个不同原子或原子团。
CH2=CH2中碳碳双键两端的碳原子上连接2个氢原子,不存在顺反异构,A错误;CH3CH=CH2中碳碳双键两端的一个碳原子连接2个氢原子,不存在顺反异构,B错误;CH3CH=CHCH3中碳碳双键两端的两个碳原子上都连接2个不同基团,当两个氢原子位于双键同侧时是顺式异构,否则是反式异构,C正确;CH3CH2CH2CH3中无碳碳双键,碳碳单键可以旋转,无顺反异构,D错误。
8.A 解析 根据题目中给出的烃的分子式,可以发现碳原子数是依次递增,序号为单数的烃是烷烃,序号为双数的烃是烯烃,从而推出空格处分子式应为C5H12,其同分异构体有正戊烷、异戊烷、新戊烷三种结构,它们的一氯代物异构体的数目分别是3种、4种、1种,共有8种,故应选A。
9.B 解析 由手性碳原子的形成条件分析四种物质的结构可知,只有中含有手性碳原子,答案选B。
10.D
11.答案 (1)B D C
(2)
(3)
解析 (2)与A和C的官能团位置不同,互为位置异构。
(3)与A互为碳链异构的同分异构体,可以根据戊基的碳链异构来书写。
12.A 解析 4个碳原子的烷基即丁基—C4H9有4种,取代甲苯苯环上的一个氢原子,则丁基与甲基呈邻、间、对3种相对位置,因此异构体数为4×3=12种,A正确;甲烷和Cl2反应会生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢5种产物,B错误;正戊烷的结构简式为CH3—CH2—CH2—CH2—CH3,分子中有3种氢原子,因此一氯代物为3种,C错误;苯乙烯和氢气完全加成的产物为乙基环己烷(),分子中氢原子有6种,所以乙基环己烷的一溴代物有6种,D错误。
13.D 解析 化合物Ⅰ的分子式为C3H6O,化合物Ⅱ的分子式为C4H6O3,可推断出该反应的原子利用率为100%,A正确;化合物Ⅰ分子中含有亚甲基结构,所有原子不可能共平面,B正确;根据化合物Ⅱ的分子结构可知,碳原子的杂化方式有sp2、sp3两种,C正确;如图所示、,化合物Ⅰ和化合物Ⅱ分子的一氯代物数目均为2,D错误。
14.C 解析 C4Si4H8的二氯代物的同分异构体有:同一条棱上的二氯代物1种、面对角线上的二氯代物2种、体对角线上的二氯代物1种,共4种,答案选C。
15.C 解析 根据“定一议二”的方法确定题中4种物质二氯取代物的种数①8种,②4种,③3种,④1种,因此①>②>③>④,选C。
16.B 解析 C3H5Cl的链状异构体有:
①Cl—CHCH—CH3、②、
③CH2CH—CH2Cl,其中①的不饱和碳原子上连有两个不同的基团,有顺反异构体,故共有4种异构体。
17.D 解析 丙基有两种异构体,碳骨架分别为—C—C—C和,—C3H5Cl2的结构为、
、、(第二个氯原子可连接的位置如图中标号所示),共有9种结构,—C4H9共有4种结构,因此二者组合形式有4×9=36种结构,故D项正确。
18.答案 (1)C (2)
解析 (1)分子式为C7H10的链烃,分子中含有3个双键或1个双键和1个三键,众多同分异构体中,最多7个碳可以共平面,如。
(2)由题意知分子结构为且a、b、c各不同,与足量H2加成后a'、b'、c'中至少有2个相同,则不具备手性碳原子,则a、b、c各烃基中均有2个碳原子。
19.答案 (1)C7H12 C10H12 (2)3 (3)4
解析 (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。
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