第七章　第一节　第2课时　同系物　同分异构体（含答案)

第2课时　同系物　同分异构体
题组一　同系物、同分异构体的概念及判断
1．下列关于同系物的说法正确的是(　　)
A．同系物可以是不同类别的物质
B．通式相同，分子间相差n(n≥1)个CH2原子团的物质互为同系物
C．同系物的最简式相同，分子式不同
D．同系物的化学性质相似
2．正丁烷和异丁烷互为同分异构体的依据是(　　)
A．相对分子质量相同，但分子的空间结构不同
B．两种化合物的组成元素相同，各元素的质量分数也相同
C．具有相似的化学性质和物理性质
D．分子式相同，但分子内碳原子的连接方式不同
3．(2022·嘉兴高一检测)在下列结构的有机物中，属于同分异构体的正确组合是(　　)
①CH3—CH2—CH2—CH2—CH3
②CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3
③
④
⑤
A．①和③ B．②和③
C．④和⑤ D．③和④
4．(2022·浙江舟山中学高一检测)下列叙述正确的是(　　)
A．的名称为异丁烷
B．和为同一物质
C．CH3CH2CH2CH2CH3和互为同系物
D．12C和C60互为同素异形体
5．(2022·江苏徐州高一期末)下列说法正确的是(　　)
A．1H2和3H2互为同位素
B．SO2和SO3互为同素异形体
C．C2H6和C5H12互为同系物
D．CH3CH2CH2CH3和(CH3)2CHCH3互为同系物
题组二　同分异构体数目的判断
6．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数目是(　　)
1 2 3 4 5 6 7 8
CH4 C2H4 C3H8 C4H8 C6H12 C7H16 C8H16
A.3种 B．4种
C．5种 D．6种
7．主链上有5个碳原子，含甲基、乙基两个支链的烷烃有(　　)
A．5种 B．4种
C．3种 D．2种
8．下列分子式只表示一种物质的是(　　)
A．C3H7Cl B．C5H12 C．CH2Cl2 D．C4H10
9．下列物质的氢原子种类有4种的是(　　)
A．CH3CH2CH3
B．CH3CH2CH(CH3)CH2CH3
C．
D．
10．(2022·黑龙江铁人中学高一期中)据报道科研人员应用计算机模拟出结构类似C60的物质N60；4H是主要来源于宇宙射线的初级粒子，人类在月球上发现了储量丰富的3H。下列说法正确的是(　　)
A．N60与C60互为同素异形体
B．3H2与4H2互为同位素
C．C2H4和C3H6可能互为同系物
D．3H2O与4H2O互为同分异构体
11．(2022·上海浦东新区高一质检)世界上第一个完全由碳原子构成的环状分子——C18如图所示。下列关于C18的说法错误的是(　　)
A．属于环状有机物
B．与石墨、金刚石互为同素异形体
C．属于无机物
D．碳原子间的结合方式有2种
12．烷烃分子可看成由—CH3、—CH2—、和等结合而成的。如果某链状烷烃分子中同时存在这4种基团，它所含碳原子数最少为(　　)
A．4 B．7
C．8 D．9
13．现有下列物质：
A．金刚石和石墨　B．C2H6和C5H12　C．C3H6和C3H8　D．CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2
E．1H2和2H2　F．16O和18O　G．和
(1)互为同分异构体的是______(填字母，下同)。
(2)互为同素异形体的是________。
(3)互为同系物的是________。
(4)互为同位素的是________。
(5)属于同一种物质的是________。
14．(2022·江西赣州高一检测)按要求回答下列问题。
(1)甲烷的电子式为__________。
(2)相对分子质量为72的链状烷烃的分子式为__________________，写出其只有一种氢的结构简式：________________________________________________________________________。
(3)下列物质中互为同分异构体的有__________(填序号，下同)，互为同素异形体的有________，互为同位素的有______________，互为同系物的有__________________。
①CH3CH2OH　②37Cl　③石墨　④　⑤35Cl　⑥CH3COOH
⑦金刚石　⑧　⑨丁烷
15．某烷烃的相对分子质量为86，则该烷烃的同分异构体有______种，其中分子中含有1个—CH2—、1个和若干个—CH3的烷烃中不同化学环境的氢原子有____种。
第2课时　同系物　同分异构体
1．D　2.D　3.B
4．B　[A中物质名称为正丁烷，A错误；甲烷为正四面体构型，两者为同一物质，B正确；C中两种分子的分子式相同，结构不同，互为同分异构体，C错误；同素异形体是同种元素形成的不同单质，而12C为原子，D错误。]
5．C　[同位素是质子数相同而中子数不同的核素之间的关系，A项错误；同素异形体是同种元素形成的不同单质之间的关系，B项错误；C2H6和C5H12均为烷烃，二者结构相似，分子组成上相差3个CH2原子团，二者互为同系物，C项正确；CH3CH2CH2CH3和(CH3)2CHCH3的分子式都是C4H10，而结构不同，二者互为同分异构体，D项错误。]
6．A　[根据表中烃的排列规律可知空格中烃的分子式为C5H12，它有3种同分异构体，分别是正戊烷、异戊烷和新戊烷。]
7．D　[主链5个C，则乙基只能在3号C上，甲基可以在2号C或者3号C上，所以有如下2种：，D正确。]
8．C　[C3H7Cl可以是CH2ClCH2CH3或CH3CHClCH3，A项错误；C5H12是戊烷，具有三种结构，B项错误；CH2Cl2是二氯甲烷，只有一种结构，C项正确；C4H10可以是正丁烷或异丁烷，D项错误。]
9．B　10.C
11．A　[从题给信息知，C18中的18个碳原子通过交替的碳碳单键和碳碳三键相连接，是仅由碳原子构成的分子，因而C18属于单质，不属于有机物。]
12．C　[如果某链状烷烃分子中存在—CH3、—CH2—、和基团各最少有一个，则分子中最少含有8个碳原子，C正确。]
13．(1)D　(2)A　(3)B　(4)F　(5)EG
解析 　(1)CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2的分子式相同，结构不同，互为同分异构体。(2)金刚石和石墨是由同种元素组成的不同单质，互为同素异形体。(3)C2H6和C5H12都属于烷烃，分子式不同，互为同系物。(4)16O和18O的质子数相同，中子数不同，互为同位素。(5) 和的结构相同，属于同一种物质。
14．(1)　(2)C5H12　C(CH3)4
(3)④⑧　③⑦　②⑤　④⑨或⑧⑨
解析　(1)甲烷的电子式为。(2)链状烷烃相对分子质量的通式为14n＋2，相对分子质量为72的烷烃，14n＋2＝72，解得n＝5，则该烷烃的分子式为C5H12，其只有一种氢，说明是四个甲基都连接在同一个碳原子上，其结构简式为C(CH3)4。(3)同分异构体是指分子式相同，结构式不同的物质，因此互为同分异构体的有④⑧；同素异形体是指同种元素形成的不同单质，互为同素异形体的有③⑦，同位素是指同种元素的不同核素，互为同位素的有②⑤；同系物是指结构相似，分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机物，互为同系物的有④⑨或⑧⑨。
15．5　3
解析　根据烷烃的相对分子质量为86，可推出该烷烃的分子式为C6H14，则其同分异构体分别为CH3－CH2－CH2－CH2－CH2－CH3、、
、、。其中分子中含有1个—CH2—、1个和若干个—CH3的烷烃为，由此可知该分子中不同化学环境的氢原子有3种。