第七章 有机化合物
第一节 认识有机化合物
第2课时 烷烃的同分异构体及其取代产物
一.单选题
1．下列关于丁烷的叙述不正确的是( )
A．在常温下，C4H10是气体
B．C4H10与CH4互为同系物
C．丁烷有正丁烷与异丁烷两种同分异构体
D．C4H10进行一氯取代后最多生成两种沸点不同的产物
2．下列是某同学书写的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．②③④ B．④和⑤ C．③和⑤ D．均不重复
3．下列烷烃分子式只代表三种分子的是( )
A．C3H8 B．C4H10 C．C5H12 D．C6H14
4．进行一氯取代反应后，只能生成三种沸点不同的有机产物的烷烃是( )
A．(CH3)2CHCH2CH2CH3
B．(CH3CH2)2CHCH3
C．(CH3)2CHCH(CH3)2
D．(CH3)3CCH2CH3
5．C5H12有3种不同结构，甲：CH3(CH2)3CH3，
乙：CH3CH(CH3)CH2CH3，丙：C(CH3)4，下列相关叙述正确的是( )
A．甲、乙、丙属同系物，均可与氯气、溴蒸气发生取代反应
B．C5H12表示一种纯净物
C．甲、乙、丙中，丙的沸点最低
D．丙有3种不同沸点的二氯取代物
6．下列说法正确的是( )
A．乙烷一氯代物的同分异构体有1种，二氯代物的同分异构体有3种
B．丙烷一氯代物的同分异构体有2种，二氯代物的同分异构体有5种
C．正丁烷一氯代物的同分异构体有2种，二氯代物的同分异构体有5种
D．正戊烷一氯代物的同分异构体有3种，二氯代物的同分异构体有9种
7．有人设想合成具有以下结构的四种碳氢化合物分子，下列有关说法不正确的是 ( )
甲 乙 丙 丁
A．1 mol甲分子内含有10 mol共价键
B．由乙分子构成的物质不能发生氧化反应
C．丙分子的二氯取代产物只有3种
D．丁分子不能合成
8．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
9．下列是四种烷烃分子的球棍模型或结构简式，下列说法正确的是( )
① ②CH3CH2CH2CH2CH2CH3
③CH3CH2CH2CH2CH3 ④CH3CH2CH3
A．其中沸点最高的是④
B．其中一氯代物有三种的是②③
C．③中的化学键均为极性键
D．①和③互为同系物
10．下列说法中正确的是( )
A．C4H10有3种同分异构体
B．相对分子质量相同、结构不同的两种化合物互为同分异构体
C．同分异构体之间的转化是化学变化
11．下列物质互为同分异构体的是( )
A．①和② B．②和③ C．③和④ D．①和④
12.丁烷(分子式为C4H10)是家用液化石油气的成分之一,也用作打火机的燃料,下列关于丁烷的叙述不正确的是 ( )
A.丁烷中既有极性共价键,又有非极性共价键
B.C4H10与CH4互为同系物
C.正丁烷和异丁烷互为同分异构体,两者的性质完全相同
D.正丁烷中四个碳原子不在同一直线上
13.下列物质互为同系物的是 ( )
A.与 B.CH3—CH3与
C.CH3CH2Cl与CH2ClCH2Cl D.CH4与CH3CH2Cl
二.菲选择题
14．有下列结构的物质：
①CH3(CH2)3CH3 ②CH3CH2CH2CH2CH3
③CH3CH2CH2CH2CH2CH3
其中，属于同系物的是________；属于同分异构体的是________；属于同种物质的是________。
A．①② B．②③
C．③④⑤⑥⑦ D．①③
E．③④⑤⑦ F．④⑥
15．(1)写出C3H6ClBr的结构简式：_________________________。
(2)的一氯代物有________种，二氯代物有________种。
16．Ⅰ.有下列各组物质(在横线上填相应的序号):
①O2和O3 ②H2、D2、T2 ③12C和14C
④CH3CH2CH2CH3和(CH3)2CHCH2CH3
⑤癸烷和十六烷
⑥CH3CH2CH3和CH3CH2CH2CH(CH3)C2H5
⑦和
(1)互为同位素的是 。
(2)互为同系物的是 。
(3)互为同素异形体的是 。
(4)为同一种物质的是 。
Ⅱ.写出下列链状烷烃的分子式:
(1)含有30个氢原子的烷烃的分子式为 。
(2)假如某烷烃的相对分子质量为142,则该烷烃的分子式为 。
(3)烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的36倍,则其分子式为 。 第七章 有机化合物
第一节 认识有机化合物
第2课时 烷烃的同分异构体及其取代产物
一.单选题
1．下列关于丁烷的叙述不正确的是( )
A．在常温下，C4H10是气体
B．C4H10与CH4互为同系物
C．丁烷有正丁烷与异丁烷两种同分异构体
D．C4H10进行一氯取代后最多生成两种沸点不同的产物
答案D
[解析] 因为丁烷有两种同分异构体：CH3CH2CH2CH3和，共有四种一氯代物，所以丁烷进行一氯取代后最多生成四种沸点不同的产物。
2．下列是某同学书写的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．②③④ B．④和⑤ C．③和⑤ D．均不重复
答案A
[解析] 所有的碳原子在一条链上：CH3CH2CH2CH2CH3；取下1个碳原子作为支链：；取下2个碳原子作为支链：，所以C5H12的同分异构体有三种，题中结构出现重复的是②③④。
3．下列烷烃分子式只代表三种分子的是( )
A．C3H8 B．C4H10 C．C5H12 D．C6H14
答案C
[解析] C3H8只代表1种，C4H10代表2种，C6H14代表5种。
4．进行一氯取代反应后，只能生成三种沸点不同的有机产物的烷烃是( )
A．(CH3)2CHCH2CH2CH3
B．(CH3CH2)2CHCH3
C．(CH3)2CHCH(CH3)2
D．(CH3)3CCH2CH3
答案D
[解析] 一氯取代反应后，只能生成三种沸点不同的有机产物，说明该烷烃有3种不同化学环境的氢原子。A项，有5种不同化学环境的氢原子，不符合题意；B项，有4种不同化学环境的氢原子，不符合题意；C项，有2种不同化学环境的氢原子，不符合题意；D项，有3种不同化学环境的氢原子，符合题意。
5．C5H12有3种不同结构，甲：CH3(CH2)3CH3，
乙：CH3CH(CH3)CH2CH3，丙：C(CH3)4，下列相关叙述正确的是( )
A．甲、乙、丙属同系物，均可与氯气、溴蒸气发生取代反应
B．C5H12表示一种纯净物
C．甲、乙、丙中，丙的沸点最低
D．丙有3种不同沸点的二氯取代物
答案C
[解析] 甲、乙、丙的结构不同，分子式相同，互为同分异构体，A错误；C5H12有3种同分异构体，所以不能表示纯净物，B错误；烷烃的同分异构体中，支链越多，沸点越低，丙分子中支链最多，所以沸点最低，C正确；丙分子中4个甲基上的氢原子是等效的，所以只有2种不同沸点的二氯代物，D错误。
6．下列说法正确的是( )
A．乙烷一氯代物的同分异构体有1种，二氯代物的同分异构体有3种
B．丙烷一氯代物的同分异构体有2种，二氯代物的同分异构体有5种
C．正丁烷一氯代物的同分异构体有2种，二氯代物的同分异构体有5种
D．正戊烷一氯代物的同分异构体有3种，二氯代物的同分异构体有9种
答案D
[解析] 乙烷分子中只有1种不同化学环境的氢原子，所以其一氯代物的同分异构体只有1种，二氯代物的同分异构体有2种，即CH3CHCl2、CH2ClCH2Cl，A错误。丙烷分子中有2种不同化学环境的氢原子，所以其一氯代物的同分异构体有2种，二氯代物的同分异构体有4种，即CH3CH2CHCl2、CH3CCl2CH3、CH3CHClCH2Cl、ClCH2CH2CH2Cl，B错误。正丁烷分子中有2种不同化学环境的氢原子，所以其一氯代物的同分异构体有2种，二氯代物的同分异构体有6种，即CH3CH2CH2CHCl2、CH3CH2CHClCH2Cl、CH3CHClCH2CH2Cl、CH2ClCH2CH2CH2Cl、CH3CCl2CH2CH3、CH3CHClCHClCH3，C错误。正戊烷分子中有3种不同化学环境的氢原子，所以其一氯代物的同分异构体有3种：CH3CH2CH2CH2CH2Cl、CH3CH2CH2CHClCH3、CH3CH2CHClCH2CH3；当一氯代物为CH3CH2CH2CH2CH2Cl时，在此基础上形成的二氯代物有5种：CH3CH2CH2CH2CHCl2、CH3CH2CH2CHClCH2Cl、CH3CH2CHClCH2CH2Cl、CH3CHClCH2CH2CH2Cl、CH2ClCH2CH2CH2CH2Cl；当一氯代物为CH3CH2CH2CHClCH3时，在此基础上形成的二氯代物有3种：CH3CH2CH2CCl2CH3、CH3CH2CHClCHClCH3、CH3CHClCH2CHClCH3；当一氯代物为CH3CH2CHClCH2CH3时，在此基础上形成的二氯代物有1种：CH3CH2CCl2CH2CH3；所以正戊烷二氯代物的同分异构体共有9种，D正确。
7．有人设想合成具有以下结构的四种碳氢化合物分子，下列有关说法不正确的是 ( )
甲 乙 丙 丁
A．1 mol甲分子内含有10 mol共价键
B．由乙分子构成的物质不能发生氧化反应
C．丙分子的二氯取代产物只有3种
D．丁分子不能合成
答案B
[解析] 1 mol甲分子中含有6 mol碳碳单键和4 mol碳氢键，A正确；乙分子可以燃烧，故能发生氧化反应，B错误；丙分子有取代基位于棱边、面对角线、体对角线三种位置关系的二氯代物，C正确；丁分子中的部分碳原子不符合四价键原则，不能合成，D正确。
8．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] 戊烷C5H12有3种同分异构体，分别是：①正戊烷，碳骨架为C—C—C—C—C，有3种不同化学环境的氢原子，故—Cl取代—H，得到3种结构；②异戊烷，碳骨架为，有4种不同化学环境的氢原子，故—Cl取代—H，有4种结构；③新戊烷，碳骨架为，有1种氢原子，故—Cl取代—H，有1种结构。则C5H11Cl的同分异构体有CH2ClCH2CH2CH2CH3、CH3CHClCH2CH2CH3、CH3CH2CHClCH2CH3、、、、、，共8种。
9．下列是四种烷烃分子的球棍模型或结构简式，下列说法正确的是( )
① ②CH3CH2CH2CH2CH2CH3
③CH3CH2CH2CH2CH3 ④CH3CH2CH3
A．其中沸点最高的是④
B．其中一氯代物有三种的是②③
C．③中的化学键均为极性键
D．①和③互为同系物
答案 B
解析 烷烃分子中含有的碳原子数目越多，沸点越高，①～④中，②为正己烷，含有的碳原子数目最多，所以沸点最高，A错误；①为新戊烷，分子中只有一种等效氢原子，一氯代物只有一种，④分子中含有两种等效氢原子，其一氯代物有两种，②和③的分子中都含有三种等效氢原子，二者的一氯代物均有三种，B正确；③CH3CH2CH2CH2CH3为正戊烷，其分子中含有碳氢极性键和碳碳非极性键，C错误；①和③的分子式相同、结构不同，两者互为同分异构体，D错误。
10．下列说法中正确的是( )
A．C4H10有3种同分异构体
B．相对分子质量相同、结构不同的两种化合物互为同分异构体
C．同分异构体之间的转化是化学变化
答案 C
解析 C4H10有两种同分异构体，即CH3CH2CH2CH3和；相对分子质量相同，但分子式不一定相同，故相对分子质量相同，结构不同的两种化合物不一定是同分异构体；同分异构体为不同的物质，故它们之间的转化是化学变化；和为同一物质，不是同分异构体。
11．下列物质互为同分异构体的是( )
A．①和② B．②和③ C．③和④ D．①和④
答案 C
12.丁烷(分子式为C4H10)是家用液化石油气的成分之一,也用作打火机的燃料,下列关于丁烷的叙述不正确的是 ( )
A.丁烷中既有极性共价键,又有非极性共价键
B.C4H10与CH4互为同系物
C.正丁烷和异丁烷互为同分异构体,两者的性质完全相同
D.正丁烷中四个碳原子不在同一直线上
C 丁烷中C—C键为非极性共价键,C—H键为极性共价键,A正确;C4H10与CH4属于烷烃,结构相似,在分子组成上相差3个CH2原子团,因此二者互为同系物,B正确;正丁烷和异丁烷互为同分异构体,两者的结构不同,因此是不同的物质,化学性质相似,但物理性质不同,C错误;正丁烷分子中C原子为饱和C原子,具有甲烷的四面体结构,因此分子中四个碳原子不在同一直线上,D正确。
13.下列物质互为同系物的是 ( )
A.与 B.CH3—CH3与
C.CH3CH2Cl与CH2ClCH2Cl D.CH4与CH3CH2Cl
B A项为同种物质;B项互为同系物;C项所含氯原子数不同,分子组成不是相差一个CH2原子团或其倍数;D项不是同一类别的物质,不属于同系物。二.非选择题
二.菲选择题
14．有下列结构的物质：
①CH3(CH2)3CH3 ②CH3CH2CH2CH2CH3
③CH3CH2CH2CH2CH2CH3
其中，属于同系物的是________；属于同分异构体的是________；属于同种物质的是________。
A．①② B．②③
C．③④⑤⑥⑦ D．①③
E．③④⑤⑦ F．④⑥
答案 BD E AF
解析 7种物质均为烷烃，若碳原子数不同，则互为同系物；若碳原子数相同，而结构不同，则互为同分异构体；若碳原子数相同，且结构也相同，则为同一种物质。7种物质的分子式分别为①C5H12，②C5H12，③C6H14，④C6H14，⑤C6H14，⑥C6H14，⑦C6H14。所以①②中任一物质与③④⑤⑥⑦中任一物质均属于同系物；①②结构相同属于同种物质，④⑥结构相同属于同种物质；③④⑤⑦或③⑤⑥⑦互为同分异构体。
15．(1)写出C3H6ClBr的结构简式：_________________________。
[答案] 、、、、
(2)的一氯代物有________种，二氯代物有________种。
[解析]
[答案] 4 9
16．Ⅰ.有下列各组物质(在横线上填相应的序号):
①O2和O3 ②H2、D2、T2 ③12C和14C
④CH3CH2CH2CH3和(CH3)2CHCH2CH3
⑤癸烷和十六烷
⑥CH3CH2CH3和CH3CH2CH2CH(CH3)C2H5
⑦和
(1)互为同位素的是 。
(2)互为同系物的是 。
(3)互为同素异形体的是 。
(4)为同一种物质的是 。
Ⅱ.写出下列链状烷烃的分子式:
(1)含有30个氢原子的烷烃的分子式为 。
(2)假如某烷烃的相对分子质量为142,则该烷烃的分子式为 。
(3)烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的36倍,则其分子式为 。
【解析】Ⅰ.(1)质子数相同、中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素,故互为同位素的是12C和14C。(2)同系物是结构相似,分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物,④中两种物质分子式分别为C4H10、C5H12,都属于链状烷烃,互为同系物,⑤中两种物质的分子式分别为C10H22、C16H34,都属于链状烷烃,互为同系物,⑥中两种物质分子式分别为C3H8、C7H16,均属于链状烷烃,故也互为同系物,因此互为同系物的是④⑤⑥。(3)同种元素组成的不同单质互为同素异形体,互为同素异形体的是①。(4)属于同一种物质的是②⑦。
Ⅱ.(1)根据链状烷烃的通式CnH2n+2可知,含有30个H原子的链状烷烃为C14H30。
(2)设该烷烃的分子式为CnH2n+2,其相对分子质量为14n+2=142,解得n=10,该烷烃的分子式为C10H22。
(3)烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的36倍,则该烷烃的相对分子质量为72,设A的分子式为CnH2n+2,其相对分子质量为14n+2=72,解得n=5,该烷烃的分子式为C5H12。
答案:Ⅰ.(1)③ (2)④⑤⑥ (3)① (4)②⑦
Ⅱ.(1)C14H30 (2)C10H22 (3)C5H12
