《有机化合物的结构》同步学习检测题(二)
测试内容:同分异构现象和同分异构体
一、选择题(本题包括15小题,每小题只有一个选项符合题意)
1.下列各组物质中,关系不正确的是(
)
A.H2和D2互为同素异形体
B.Pt和Pt互为同位素
C.CH3CH2OH和CH3-O-CH3互为同分异构体
D.水和冰是同一种物质
2.下列各组有机物不可能互为同分异构体的是(
)
A.乙醇和乙醚
B.间二甲苯和对二甲苯
C.乙酸和甲酸甲酯
D.1—丁烯和环丁烷
3.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,理由是(
)
A.CH3Cl不存在同分异构体
B.CH2Cl2不存在同分异构体
C.CHCl3不存在同分异构体
D.CH4的四个价键的键角和键长都相等
4.下列叙述中正确的是(
)
A.分子式相同,各元素百分含量也相同的物质是同种物质
B.化学性质相似的不同物质一定属于同系物
C.分子式相同而结构不同的物质一定是同分异构体
D.相对分子质量相同的不同物质一定是同分异构体
5.下列分子式只表示一种物质的是(
)
A.C2H6O
B.C2H4O2
C.C2H3Br
D.C2H4Cl2
6.分子式为C4H9Cl的有机物的同分异构体有(
)
A.2种
B.4种
C.6种
D.8种
7.进行一氯取代反应后,只能生成两种沸点不同的产物的烷烃是(
)
A.(CH3)2CHCH2CH2CH3
B.(CH3)2CHCH2CH3
C.(CH3)2CHCH(CH3)2
D.(CH3)3CCH2CH3
8.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相同
D.甲、乙分子中含有的共价键数目不同
9.下列有机化合物一氯代物的同分异构体数目与其他三种不同的是(
)
A.
B.
C.
D.
10.从煤焦油中分离出的芳香烃——萘()是一种重要的化工原料,萘环上一个氢原子被丁基(—C4H9)所取代的同分异构体(不考虑立体异构)有(
)
A.2种
B.4种
C.8种
D.16种
11.四联苯的一氯代物有(
)
A.3种
B.4种
C.5种
D.6种
12.分子式为C5H10的烯烃共有(要考虑顺反异构体)(
)
A.5种
B.6种
C.7种
D.8种
13.下列关于同分异构体数目的叙述不正确的是(
)
A.甲苯苯环上的1个氢原子被含3个碳原子的烷基取代,所得产物有6种
B.已知丙烷的二氯代物有4种同分异构体,则其六氯代物的同分异构体数目也为4种
C.含有5个碳原子的某饱和链烃,其一氯代物有3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
14.如图是立方烷的键线式结构,下列有关说法不正确的是(
)
A.它和苯的最简式相同
B.它的二氯代物有2种(不考虑立体异构)
C.它的一个分子中只有20个σ键
D.它与苯乙烯()具有相同的分子式
15.以物质a为原料,制备物质d(金刚烷)的合成路线如下图所示。
关于以上有机物的说法中不正确的是(
)
A.物质b的分子式为C10H12
B.物质a最多有10个原子共平面
C.物质c与物质d互为同分异构体
D.物质d的一氯代物有2种
二、非选择题(本题包括4小题)
16.已知下列有机物:
①CH3—CH2—CH2—CH3和
②CH==CH2—CH2—CH3和CH3—CH==CH—CH3
③CH3—CH2—OH和CH3—O—CH3
④和
⑤和
⑥CH3—CH2—CH==CH—CH3和
⑦CH2==CH—CH==CH2和CH3—CH2—C≡CH
(1)其中属于同分异构体的是
。
(2)其中属于碳链异构体的是
。
(3)其中属于官能团位置异构的是
。
(4)其中属于官能团类型异构的是
。
(5)其中属于同一种物质的是
。
17.化学上常用球棍模型或键线式等方式来表示有机物的分子结构。下图表示4个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子,小棍表示化学键,假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合。
(1)图中属于烷烃的是
(填编号)。
(2)在上图的有机化合物中,碳原子与碳原子之间不仅可以形成共价单键,还可以形成
和
;不仅可以形成
,还可以形成碳环。
(3)上图中互为同分异构体的是:A与
;B与
;D与
。(填编号)
(4)现有键线式为的有机物,其分子式为
。如果保持6个碳原子的环不变,环中的双键移位(两个双键不能连在同一碳原子上),支链种类、位置不变,用上述简写法,写出该有机物可能的同分异构体:
。
18.按要求回答下列问题:
(1)烷基取代苯可以被KMnO4的酸性溶液氧化成,但若烷基—R中直接与苯环连接的碳原子上没有C—H键,则不容易被氧化得到,现有分子式为C11H16的一烷基取代苯,已知它可以被氧化的异构体有7种,其中的3种是、、。请写出其他四种的结构简式:
、
、
、
。
(2)结构简式为的有机物有多种同分异构体,而含有酯基的一取代苯的结构的同分异构体有6种,其中两种的结构简式是和。
请写出另外4种同分异构体的结构简式:
、
、
、
。
19.(1)有机物的同分异构体中,满足下列条件的有________种(不考虑烯醇)。①仅含有苯环,无其他环状结构;②有羟基直接连在苯环上;③1
mol该有机物能与3
mol金属钠反应生成1.5
mol氢气。
其中,核磁共振氢谱含有五组峰,且其峰面积之比为2∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为
。
(2)X是的同分异构体,它同时符合下列3个条件:①能发生水解反应(即有酯基);②不含甲基;③能发生银镜反应(即有醛基)。则X可能的结构简式为
(任写2种)。
(3)的同分异构体中,既能发生银镜反应,又能与NaHCO3溶液反应的共有
种(不考虑立体异构)。
参考答案及解析
1.A
【解析】H2和D2是由氢元素的不同同位素形成的氢气单质,既不属于同位素,也不属于同素异形体或同分异构体,A项错误。
2.A
【解析】乙醇的结构简式为CH3CH2OH,乙醚的结构简式为CH3CH2—O—CH2CH3,二者的分子式不同,不互为同分异构体。
3.B
【解析】如果甲烷分子是正方形的平面结构,则CH2Cl2存在同分异构体(两个氯原子位于邻位和对位);实际上CH2Cl2不存在同分异构体,故甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构。
4.C
【解析】分子式相同,各元素百分含量也相同的物质可能属于同分异构体,也可能是同种物质,A错误;同系物需满足结构相似、在分子组成上相差一个或若干个“CH2”两个条件,B错误;相对分子质量相同的不同物质不一定是同分异构体,如C2H4和CO,D错误。
5.C
【解析】分子式只表示一种物质,说明该分子无同分异构体。A可以表示乙醇,也可以表示二甲醚;B可以表示乙酸,也可以表示甲酸甲酯;D可以是CH2ClCH2Cl,也可以是CH3CHCl2。
6.B
【解析】丁基的同分异构体有4种,故C4H9Cl的有机物的同分异构体有4种。
7.C
【解析】所求烷烃应含有2种等效氢原子,故C项符合题意。
8.B
【解析】由甲、乙的球棍模型可知,甲、乙的分子式相同,结构不同,互为同分异构体。甲和乙都有2种不同的氢原子,一氯取代物都有2种。两物质所含共价键的数目相同。
9.D
【解析】A、B、C中有机物的一氯代物的同分异构体数为4,D中有机物的一氯代物的同分异构体数为3。
10.C 【解析】丁基有四种:—CH2CH2CH2CH3、—CH(CH3)CH2CH3、—CH2CH(CH3)CH3、—C(CH3)3,萘环上的位置有2种:,故萘环上一个氢原子被丁基所取代的同分异构体(不考虑立体异构)有2×4=8种,C正确。
11.C
【解析】可以在四联苯分子的中间画两条对称轴,如图,则其一氯代物有5种。
12.B
【解析】属于烯烃的有:1?戊烯,2?戊烯,2?甲基?1?丁烯,2?甲基?2?丁烯,3?甲基?1?丁烯。看似5种,但题目已注明要考虑顺反异构,其中2?戊烯应有顺反两种异构体,所以共6种。
13.C
【解析】A中甲苯苯环上共有3种氢原子,含3个碳原子的烷基共有2种[—CH2CH2CH3、—CH(CH3)2],故甲苯苯环上的1个氢原子被含3个碳原子的烷基取代,所得产物有6种,正确;B中采用换元法,将氯原子代替氢原子,氢原子代替氯原子,从二氯代物有4种同分异构体,就可得到六氯代物也有4种同分异构体,正确;C中含5个碳原子的饱和链烃有3种,其中正戊烷(CH3CH2CH2CH2CH3)有3种一氯代物,异戊烷[(CH3)2CHCH2CH3]有4种一氯代物,新戊烷[C(CH3)4]有1种一氯代物,选项中未指明是哪一种链烃,故无法确定其一氯代物的数目,不正确;D中菲的结构对称,其中硝基取代的位置如图所示:,共5种一硝基取代物,正确。
14.B 【解析】它的二氯代物有3种:,B项错误。
15.B
【解析】由结构可知b的分子式为C10H12,A项正确;a分子中有5个碳原子和4个氢原子可以在同一个平面内,B项错误;物质c与物质d的分子式相同、结构不同,互为同分异构体,C项正确;物质d中有两种化学环境的氢原子,其一氯代物只有两种,D项正确。
16.(1)①②③④⑥⑦
(2)①
(3)②
(4)③④⑥⑦
(5)⑤
【解析】解答此题的方法是先写出组内物质的分子式,若分子式相同,再判断分子中含有的官能团是否相同,进一步再确定官能团的位置,最终对组内两种物质的关系做出判断。
17.(1)A、C
(2)碳碳双键,碳碳三键,碳链
(3)C,
E、F、H,
G
(4)C10H16
、、、
【解析】烷烃的结构特征是碳原子与碳原子之间全部靠单键连接成链状。同分异构体要求分子式相同,结构不同。
(4)本题规定只能变换环上双键的位置,可先固定一个双键的位置不变,移动另外一个双键,双键不连在同一碳原子上时可得到两种结构;再将原来位置不变的双键在环上移动后固定位置不变,同样移动另一双键位置,又可得到两种结构。
18.(1); ;
(2)
【解析】(1)从题意可知,该苯的同系物的各同分异构体的苯环上都只有一个侧链,在写其同分异构体时,可以把苯环看做是C5H12的一个取代基,这样只要写出—C5H11的7种同分异构体,此题即可解决。
(2)先写出①和②对应的不同碳骨架。
①对应碳骨架结构有:
a.、b.、c.、
d.、e.共5种;
②对应碳骨架结构有:1种,排除题干中的两种(d、e),可以得出答案。
19.(1)6
(2)HCOOCH2CH2CH==CH2、、(任写2种即可)
(3)12
【解析】(1)根据条件①仅含有苯环,无其他环状结构,说明除苯环外,还含有1个双键;②有羟基直接连在苯环上;③1
mol该有机物能与3
mol金属钠反应生成1.5
mol氢气,结合分子中有3个O,可知分子中有3个羟基,则符合条件的同分异构体为苯环上连有3个—OH和1个—CH==CH2,根据定三动一的原则,共有6种同分异构体。其中,核磁共振氢谱含有五组峰、且其峰面积之比为2∶2∶2∶1∶1的结构简式为或。
(2)根据①知,X应含有酯基,根据③知,X应含有醛基或甲酸酯基,再结合②可以推断X的结构简式为HCOOCH2CH2CH==CH2、或。
(3)的分子式为C6H10O3,其同分异构体既能发生银镜反应,又能与NaHCO3溶液反应,则含有醛基和羧基,则其同分异构体可以看成用—COOH取代C4H9—CHO中非醛基上的H原子后得到的产物。C4H9—CHO的结构有CH3CH2CH2CH2CHO、、、4种,用—COOH取代非醛基上的H分别有4、4、3、1种结构,故符合条件的同分异构体共有12种。