2021-2022学年下学期高中化学鲁科版（2019）选择性必修3第1章第2节有机化合物的结构与性质——提升训练（word 含解析）

第1章有机化合物的结构与性质—烃第2节有机化合物的结构与性质——提升训练2021-2022学年高中化学鲁科版（2019）选择性必修3
一、选择题（共16题）
1．下列各组物质，不互为同分异构体的是
A．CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2 B．CH3CH=CH2CH2=CHCH3
C．CH≡CCH2CH3和CH2=CH-CH=CH2 D．CH3CH2OH和CH3OCH3
2．分子式为C8H8O2的芳香族化合物，能发生水解反应的结构有
A．4种 B．5种 C．6种 D．7种
3．如图是几种常见高度对称烷烃的分子碳架结构，这三种烷烃的一氯取代产物的同分异构体数目分别是
A．1种，1种，1种 B．1种，1种，2种 C．2种，3种，6种 D．2种，3种，8种
4．下列各组物质不互为同分异构体的是
A．和 B．和
C．和 D． 和
5．金刚烷(C10H16)是一种重要的脂肪烷烃，其结构高度对称，如图所示。金刚烷能与卤素发生取代反应，其中二氯金刚烷(C10H14Cl2)的同分异构体数目是
A．4种 B．6种
C．8种 D．10种
6．三位分别来自法国、美国、荷兰的科学家因研究“分子机器的设计与合成”而获得2016年诺贝尔化学奖。纳米分子机器日益受到关注，机器的“车轮”常用组件如图。
下列说法不正确的是
A．①②③④均属于烃
B．②与苯是同分异构体
C．③和金刚石是同素异形体
D．①②④的一氯代物分别为3种、1种、2种
7．下列说法正确的是
A．和互为同位素
B．CH2O与C2H4O互为同系物
C．NH4CNO与CO(NH2)2互为同分异构体
D．PCl3和PCl5互为同素异形体
8．分子式为的有机物共有(不含立体异构)
A．5种 B．6种 C．7种 D．8种
9．化合物M是某种药物合成的中间体，其结构简式如图所示，下列关于化合物M的说法不正确的是
A．属于芳香烃
B．不溶于水，且密度比水小
C．既能发生加成反应，又能发生取代反应
D．能使酸性溶液褪色
10．下列化学用语正确的是
A．丙烷分子的分子式：CH3CH2CH3
B．对硝基甲苯的结构简式：
C．2-乙基-1，3-丁二烯分子的键线式：
D．聚丙烯的结构简式：
11．分子式C4H10O的同分异构体有
A．6种 B．7种 C．8种 D．9种
12．下列说法正确的是
A．和互为同位素
B．金刚石和富勒烯互为同素异形体
C．乙醚和乙醇互为同分异构体
D．和互为同系物
13．下列说法不正确的是
A．CH2=CH—CHO、CH≡C—CH2OH互为同分异构体，与足量H2加成后为同一物质
B．CH3CH2NO2与H2NCH2COOH互为同分异构体
C．符合通式CnH2n+2的不同烃一定属于同系物
D．C5H12同分异构体中新戊烷沸点最低
14．下列说法不正确的是
A．乙苯和对二甲苯互为同分异构体
B．石墨烯和C60互为同素异形体
C．H+、H-、D属于同种元素
D．Na2O、Na2O2互为同系物
15．通过电解催化还原CO2可得到碳酸二甲酯DMC()。下列说法错误的是
A．通入CO2、CH3OH的电极为阳极
B．Br-的物质的量在催化循环前后不变
C．过程⑤的副产物可能含有乙二酸二甲酯()
D．该电解催化过程的总反应方程式为：CO2+2CH3OH+H2O
16．NA为阿伏加德罗常数的值，下列有关说法正确的是
A．500mL2mol·L-1FeCl3溶液中含有的Fe3+的数目为NA
B．室温下pH=11的Na2CO3溶液，由水电离出的OH-数目为0.001NA
C．0.25molZn与一定量浓硫酸反应后完全溶解，生成气体的分子数为0.25NA
D．46g有机物C2H6O中含有的极性共价键的数目一定为7NA
二、综合题（共6题）
17．按要求回答问题
（1）给有机物命名， 名称________________________。
（2） 写出符合分子式C3H8O的有机物的结构简式（如乙酸结构简式为CH3COOH）：CH3CH2CH2OH，__________________________________________________。
（3）配平下列反应离子方程式：
As2S3 + H2O + NO3- AsO + SO + NO↑ +　 　(未配平)
___________________________________________________________
（4）某地污水中的有机污染物主要成分是三氯乙烯(C2HCl3)，向污水中加入KMnO4(其还原产物为MnO2)可将三氯乙烯除去，其生成物不污染环境，写出该反应的化学方程式：_____。
（5）根据氧化还原反应：2 Fe3+ + Cu = 2Fe2+ +Cu2+ ，设计一个盐桥原电池。画出原电池结构图（需注明电极、电解质溶液、盐桥）。___
18．乙苯(C8H10)可生产塑料单体苯乙烯(C8H8)，其反应原理是：
C8H10(g) C8H8(g)＋H2(g) ΔH＝＋125 kJ·mol－1
Ⅰ.某温度下，将0.40 mol乙苯充入1 L真空密闭容器中发生上述反应，测定不同时间该容器内物质的物质的量，得到数据见下表：
时间/min 0 10 20 30 40
n(C8H10)/mol 0.40 0.30 0.26 n2 n3
n(C8H8)/mol 0.00 0.10 n1 0.16 0.16
（1）当反应进行到20 min时，该段时间内H2的平均生成速率是__________。
（2）该温度下，反应从开始到平衡的过程中共从环境吸收__________kJ热量。
（3）若保持反应条件不变，用0.40 mol H2(g)和0.40 mol C8H8(g)合成C8H10(g)，当有25 kJ热量放出时，该反应中H2的转化率是______，此时该反应的方向是________(填“正向” 或“ 逆向”)。
Ⅱ.氢化热是指在一定条件下，1 mol不饱和化合物加氢时放出的热量，表中是环己烯(g)、1，3- 环己二烯(g)和苯的氢化热数据：
物质 ＋H2 ＋2H2 ＋3H2
氢化热(kJ/mol) 119.7 232.7 208.4
（4）1，3 -环己二烯的稳定性________(填“大于”“小于”或“等于”)苯。
（5）某有机物是苯的同分异构体，其分子中的碳碳键角只有60度和90度两种。请写出这种有机物的键线式结构________，它在核磁共振氢谱上会产生________个吸收峰 。
（6）与环己烯互为同分异构体的炔烃共有________种(不考虑立体异构)。
19．有机化学基础填空题：
⑴具有复合官能团的复杂有机物中官能团具有各自的独立性，在不同条件下所发生的化学反应可分别从各官能团讨论。根据上图回答：该物质具有的官能团是_______________、_____________（填化学式），所以该物质即可以归为_____________类又可以归为____________类（填有机物的类别）。
⑵写出下列化合物的名称或结构简式：
①结构简式为
此烃的名称为__________________
②结构简式为此烃的名称为_______________
③2，4－二甲基已烷的结构简式为_________________
20．(1)现有下列各化合物：
A．CH3CH2CH2CHO和；B．和；C．和；D．CH3CH2C≡CH和CH2=CH-CH=CH2；E．和；F．戊烯和环戊烷
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根据官能团的特点可将C中两化合物划分为____类和____类。
(2)写出下列有机化合物含氧官能团的名称____。
(3)用系统命名法命名 __。
21．(1)在下列物质中互为同分异构体的有___；互为同素异形体的有___；互为同系物的是___(填序号)。
①2—甲基丁烷②CH3—CH2—CH3③CH3CH2CH2OH④CH3—Cl⑤白磷⑥CH3—O—CH2CH3⑦红磷⑧CH3CH2—Cl
(2)已知有机物：甲：，乙：，丙：。
①请写出甲中含氧官能团的名称：___、___。
②乙中饱和碳原子有___个；丙中一定在同一个平面上的碳原子有___个；
③请判别上述哪些化合物互为同分异构体：___。
(3)某有机物A的结构简式为，该烃用系统命名法命名为：___；有机物A中共有__个手性碳原子；若该有机物A是由烯烃和1molH2加成得到的，则原烯烃的结构有___种。
22．请按要求填空：
(1)简单原子的原子结构如图：
① ② ③
其中“●”表示质子或电子，“○”表示中子。则下列有关①②③的叙述正确的是___________(填标号)。
A．①②③是三种不同的核素 B．①②③具有相同的质量数
C．①②③互为同位素 D．①②③是三种化学性质不同的粒子
(2)的质子数为___________，中子数为___________，电子数为___________，该元素在元素周期表中的位置是第___________周期___________族，该元素的最高价氧化物对应水化物的化学式是___________
(3)1828年，德国化学家维勒通过蒸发氰酸铵()水溶液得到尿素[]。
①氰酸铵和尿素之间的关系是___________(填标号)。
A．同位素B．同素异形体C．同分异构体D．同系物
②尿素在尿素酶的作用下能够水解生成碳酸铵，该反应的化学方程式为___________。
③现代工业上用氨和二氧化碳在200个大气压和180℃时反应合成尿素，该反应的化学方程式为___________。
试卷第页，共页
参考答案：
1．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2分子式均为C4H10，分子式相同，结构不同，互为同分异构体，A不符题意；
B．CH3CH=CH2和CH2=CHCH3均为丙烯，为同一种物质，B不符题意；
C．CH≡CCH2CH3和CH2=CH-CH=CH2分子式均为C4H6，分子式相同，结构不同，互为同分异构体，C不符题意；
D．CH3CH2OH和CH3OCH3分子式均为C2H6O，分子式相同，结构不同，互为同分异构体，D不符题意；
答案选B。
2．C
【解析】
【分析】
【详解】
含酯基能发生水解反应，属于芳香族化合物说明含有苯环，则取代基为-C2H3O2，符合条件的有：、、、共6种，故选：C。
3．B
【解析】
【分析】
【详解】
正四面体烷分子中氢原子完全等同，一氯代物只有1种；立方烷分子中氢原子完全等同，一氯代物只有1种；金刚烷分子中氢原子有两种类型，其一氯代物有2种，B项正确。
故选B。
4．C
【解析】
【分析】
同分异构体是指分子式相同，但结构不同的化合物，同分异构体包含碳链异构、官能团异构、位置异构等，据此解答。
【详解】
A．和的分子式都为CH4N2O，二者结构不同，属于同分异构体，故A不选；
B．和的分子式都为C2H6O，二者结构不同，属于同分异构体，故B不选；
C．的分子式为C3H6O2，的分子式为C3H4O2，二者分子式不同，不互为同分异构体，故C选；
D． 和的分子式都为C7H8O，二者结构不同，属于同分异构体，故D不选；
答案选C。
5．B
【解析】
【详解】
金刚烷有2种等效氢，一氯取代物有2种：和，有3种等效氢：，对应二氯代物有3种；有4种等效氢：，对应的二氯代物有4种；两种情况中Cl位于邻位的情况重复，因此共有3+4-1=6种；
选B。
6．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．③为富勒烯只含有碳原子，不属于烃，A项错误；
B．②的分子式为C6H6，与苯的分子式相同，结构不同，二者互为同分异构体，B项正确；
C．③和金刚石均为C元素的单质，二者互为同素异形体，C项正确；
D．①中有3种氢原子，一氯代物有3种，②中有1种氢原子，一氯代物有1种，④中含有2种氢原子，一氯代物有2种，D项正确；
答案选A。
7．C
【解析】
【详解】
A．是原子，而是离子，因此二者不能互为同位素，A错误；
B．CH2O表示甲醛，C2H4O表示的物质可能表示乙醛CH3CHO，也可能为乙烯醇CH2=CH-OH，因此二者不一定是同系物，B错误；
C．NH4CNO与CO(NH2)2分子式相同，结构不同，故二者互为同分异构体，C正确；
D．PCl3和PCl5是P与Cl两种元素形成的两种不同的化合物，二者不是单质，因此它们不能互为同素异形体，D错误；
故合理选项是C。
8．C
【解析】
【分析】
【详解】
分子式为的有机物有Cl2C=CHCH3、ClCH=CClCH3、ClCH=CHCH2Cl、CH2=CClCH2Cl、CH2=CHCHCl2、、，共7种，故选C；
9．A
【解析】
【详解】
A．化合物M除了碳、氢元素外还含有氧元素，属于烃的衍生物，A错误；
B．由化合物M的结构可知含有酯基，其不溶于水，且密度比水小，B正确；
C．化合物M中含碳碳双键和酯基，所以既能发生加成反应。又能发生取代反应，C正确；
D．化合物M中含碳碳双键，所以能使酸性溶液褪色，D正确；
答案选A。
10．C
【解析】
【详解】
A．CH3CH2CH3为丙烷的结构简式，分子式为C3H8，故A错误；
B．对硝基甲苯中硝基和甲基处于对位的位置，且硝基的N原子与苯环相连，其结构简式是，故B错误；
C．2-乙基-1，3-丁二烯的结构简式为，键线式中用短线“-”表示化学键，端点、交点表示碳原子，C、H原子不标出，则2-乙基-1，3-丁二烯的键线式为，故C正确；
D．丙烯发生加聚反应生成聚丙烯，其结构简式为，故D错误；
故选C。
11．B
【解析】
【分析】
【详解】
分子式C4H10O的同分异构体有醇类和醚类，醇类有CH3CH2CH2CH2OH、CH3CH2CH(CH3)OH、(CH3)2CHCH2OH、C(CH3)3OH，醚类有CH3OCH2CH2CH3，CH3CH2OCH2CH3，CH3OCH(CH3)2，共7种，选B。
12．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．和是由同位素原子构成的分子，而不是原子，因此二者不能互为同位素，A错误；
B．金刚石和富勒烯是C元素形成的不同性质的单质，二者互为同素异形体，B正确；
C．乙醚结构简式是C2H5OC2H5，分子式是C4H10O；乙醇结构简式是CH3CH2OH，分子式是C2H6O，二者的分子式不相同，因此不能互为同分异构体，C错误；
D．羟基直接连接在苯环上，属于酚；羟基连接在侧链上，属于芳香醇，因此二者是不同类别的物质，不能互为同系物，D错误；
故合理选项是B。
13．C
【解析】
【详解】
A．CH2=CH-CHO、CH≡C-CH2OH的分子式相同而结构不同，故互为同分异构体，而加成后均生成CH3CH2CH2OH，是同一种物质，故A正确；
B．分子式相同而结构不同的化合物间互为同分异构体，故CH3CH2NO2与H2NCH2COOH互为同分异构体，故B正确；
C．符合通式CnH2n+2的不同烃，若n相同时属同分异构体，不属于同系物，故C错误；
D．互为同分异构体的烷烃，支链越多，则熔沸点越低，故新戊烷的沸点最低，故D正确；
故选：C。
14．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．乙苯和对二甲苯只是甲基位置不相同，分子式相同互为同分异构体，A正确；
B．石墨烯和C60均为单质，且组成元素均为C元素，故互为同素异形体，B正确；
C．H+、H-、D属于同种元素都是氢元素，C正确；
D．Na2O、Na2O2结构不相似，且不相差n个-CH2，故不互为同系物，D错误；
答案选D。
15．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．通入的CO2得到电子生成CO，发生还原反应，所以通入CO2、CH3OH的电极为阴极，故A错误；
B．Br-在阳极失去电子生成Br2，Br2参与反应，反应过程中Br2又转化为Br-，所以Br-的物质的量在催化循环前后不变，故B正确；
C．过程⑤中的 在连有碳氧双键的碳原子和Pb之间断键生成DMC，断键后生成的-COOCH3可以两两结合生成乙二酸二甲酯，故C正确；
D．该电解过程是CO2和甲醇反应最终生成DMC和水的反应，总反应方程式为：CO2+2CH3OH +H2O，故D正确；
故选A。
16．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．500mL2mol·L-1FeCl3溶液中溶质的物质的量为1mol，但由于Fe3+发生水解，所以溶液中含有的Fe3+的数目小于NA，A错误；
B．溶液体积未知，无法计算由水电离出的OH-数目，B错误；
C．1mol锌和浓硫酸反应生成1mol二氧化硫，1molZn和稀硫酸反应生成1mol氢气，因此0.25molZn与一定量浓硫酸反应后完全溶解，生成气体的分子数为0.25NA，C正确；
D．C2H6O不一定是乙醇，也可能是二甲醚，所以46g有机物C2H6O中含有极性共价键的数目不一定为7NA，D错误；
答案选C。
17． 2-甲基-2丁烯 CH3CH (OH)CH3，CH3-O-CH2CH3 3As2S3+4H2O+28NO3-=6AsO43-+ 9SO42-+28NO↑ +8H+ C2HCl3+2KMnO4 =2CO2↑+2MnO2+HCl+KCl （或其他合理答案）
【解析】
【详解】
（1） 名称2-甲基-2丁烯；
（2） CH3CH2CH2OH可能的结构简式有CH3CH (OH)CH3，CH3-O-CH2CH3；
（3）反应中 ，As元素化合价由+3价升高为+5价，S元素化合价由 2价升高为+6价，化合价共升高2×(5 3)+3×[6 ( 2)]=28， ，N元素化合价由+5价降低为+2价，化合价共降低3价，故化合价升降最小公倍数为84，故 系数为3， 系数为4，根据原子守恒可知， 系数为6， 系数为9，NO系数为28，根据电荷守恒可知，缺项为H+，故H+系数为8，由原子守恒可知，故H2O的系数为4，配平后离子方程式为：3As2S3+4H2O+28NO3-=6AsO43-+ 9SO42-+28NO↑ +8H+；
(4)由题意可知：KMnO4溶液与三氯乙烯反应，产物有 ， ，依据原子个数守恒可知其余产物为：KCl，HCl，该反应为氧化还原反应， ，Mn元素由+7价→+4价，一个KMnO4得3个电子；C2HCl3→CO2，C元素由+1价→+4价，一个C2HCl3失去6个电子，依据得失电子守恒可知反应的方程式为：C2HCl3+2KMnO4 =2CO2↑+2MnO2+HCl+KCl；
（5）根据氧化还原反应：2 Fe3+ + Cu = 2Fe2+ +Cu2+ ，依据原电池原理负极失去电子发生氧化反应，正极得到电子发生还原反应，画出结构图如下：
。
18． 0.007 mol·L－1·min－1 20 50% 正向 小于 1 7
【解析】
【详解】
（1）当反应进行到20 min时消耗乙苯0.40mol－0.26mol＝0.14mol，根据方程式可知生成氢气是0.14mol，浓度是0.14mol/L，所以该段时间内H2的平均生成速率是0.14mol/L÷20min＝0.007 mol·L－1·min－1。
（2）根据表中数据可知平衡时生成苯乙烯是0.16mol，所以该温度下，反应从开始到平衡的过程中共从环境吸收0.16mol×125 kJ·mol－1＝20kJ热量。
（3）当有25 kJ热量放出时，消耗氢气是25 kJ÷125 kJ·mol－1＝0.2mol，所以氢气的转化率是0.2/0.4×100%＝50%，此时该反应的方向是正向；
（4）根据题干信息可知①C6H8+2H2→C6H12 △H＝－232.7kJ/mol，②C6H6+3H2→C6H12 △H＝－208.4kJ/mol，依据盖斯定律②－①得到：C6H6+H2→C6H8 △H＝＋24.3kJ/mol，即苯转化为1，3 环己二烯吸热，因此苯的能量低于1，3 环己二烯，所以苯的稳定性强；
（5）某有机物是苯的同分异构体，其分子中的碳碳键角只有60度和90度两种，所以这种有机物的键线式结构为，它在核磁共振氢谱上会产生1个吸收峰。
（6）与环己烯互为同分异构体的炔烃共有CH≡CCH2CH2CH2CH3、CH3C≡CCH2CH2CH3、CH3CH2C≡CCH2CH3、CH≡CCH2CH(CH3)2、CH≡CCH(CH3)CH2CH3、CH≡CC(CH3)3、CH3C≡CCH(CH3)2，共计7种。
19． —COOH —CHO 羧酸 醛 3－甲基－2－乙基－1－戊烯 1， 2—二甲基—4—乙基苯
【解析】
【详解】
(1)有机物含有的官能团有羧基、酚羟基和醛基，所以这个化合物可看作羧酸类和醛类；
(2)①的最长碳链含有5个碳原子，为戊烯，在3号碳原子上有一个甲基，在2号碳原子上有一个乙基，命名为：3-甲基-2-乙基-1-戊烯；
②有苯环的，命名时可以依次编号命名，命名为：对甲基乙苯或4-甲基乙基苯；
③根据2，4-二甲基已烷的名称可知，在主链上有6个碳原子，在2号和4号碳上各有一个甲基，结构简式为。
20． BE AD 酚 醇 酯基、羟基、羧基 3，4，5—三甲基庚烷
【解析】
【分析】
【详解】
①B中，和都属于氨基酸，但分子式不同，二者属于同系物；E 中，和都属于二元饱和羧酸，但分子式不同，二者属于同系物，所以上述各组化合物属于同系物的是BE。A中，CH3CH2CH2CHO和的分子式相同、结构不同；D中，CH3CH2C≡CH和CH2=CH-CH=CH2的分子式相同、结构不同，所以属于同分异构体的是AD。答案为：BE；AD；
②根据官能团的特点，C中含有酚羟基，含有醇羟基，所以两化合物划分为酚类和醇类。答案为：酚；醇；
(2) 中含氧官能团为-OOC-、-OH、-COOH，名称分别为酯基、羟基、羧基。答案为：酯基、羟基、羧基；
(3)有机物的主链碳原子有7个，在3、4、5三个碳原子上各连有1个-CH3，所以名称为3，4，5—三甲基庚烷。
21． ③和⑥ ⑤和⑦ ①和②、④和⑧ 醛基 (醇)羟基 1 8 甲和丙 2，3—二甲基戊烷 1 5
【解析】
【分析】
【详解】
(1)互为同分异构体的化合物具有相同的分子式、不同结构，满足条件的有③和⑥；互为同素异形体的物质一定为同种元素形成的不同单质，满足条件的有⑤和⑦；互为同系物的物质必须满足结构相似，分子间相差一个或多个CH2原子团，满足该条件的为①和②、④和⑧；
(2) ①甲为，含有的含氧官能团为醛基和羟基；
②乙中羟基所连的C原子为饱和碳原子，故饱和碳原子只有一个；丙中苯环上的六个碳原子一定在一个平面上，苯环所连接的C原子在同一平面上，故一定在同一平面上的C原子有8个；
③互为同分异构体的化合物具有相同的分子式、不同结构，满足条件的有甲和丙；
(3)由结构简式可知，该烷烃的最长碳链由5个碳原子，支链为2个甲基，名称为2，3-二甲基戊烷；该烷烃中含有一个手性碳原子；连在同一个碳原子上的甲基形成的烯烃相同，根据碳原子成4键规律可知，能够生成该烷烃的烯烃有5种。
22．(1)AC
(2) 16 16 18 三 ⅥA
(3) C
【解析】
(1)
根据示意图不难看出①②③分别是H、D、T原子：
A．首先明确核素的定义，不同的原子即不同的核素，氕、氘、氚明显是三种不同的核素，A项正确；
B．质量数=质子数+中子数，氕、氘、氚的质量数分别为1、2、3，B项错误；
C．氕、氘、氚互为氢元素的同位素，C项正确；
D．同位素的化学性质几乎完全一样，物理性质有差别，D项错误；
答案选AC；
(2)
的质子数为16，质量数为32，中子数为32-16=16，电子数为16+2=18，该元素在元素周期表中的位置是第三周期ⅥA族，该元素的最高价氧化物对应水化物的化学式是；
(3)
①氰酸铵和尿素的分子式相同，结构不同，所以它们之间的关系为同分异构体；
②尿素在尿素酶的作用下能够水解生成碳酸铵，该反应的化学方程式为；
③现代工业上用氨和二氧化碳在200个大气压和180℃时反应合成尿素，该反应的化学方程式为。