专题2第一单元有机化合物的结构同步练习
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列化合物中同分异构体数目最多的是
A.C5H12 B.C5H10 C.C5H12O D.C4H8O2
2.下列几种结构简式中,互为顺反异构体的是
① ②③ ④
A.①② B.③④ C.②③ D.①③
3.下列说法不正确的是
A.和互为同位素 B.金刚石和石墨互为同素异形体
C.和互为同系物 D.和互为同分异构体
4.分子式为C3H7Cl同分异构体共有
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
5.同分异构体现象在有机化学中是非常普遍的,下列有机物互为同分异构体的是
①CH2=CHCH3 ② ③CH3CH2CH3④HC≡CCH3
A.①与② B.③与④ C.②与③ D.①与④
6.组成和结构可用表示的有机物共有(不考虑立体异构)
A.10种 B.12种 C.8种 D.4种
7.已知①、②两种物质的结构如图所示,下列说法正确的是
A.①和②两种物质的分子式均为
B.②的一氯代物只有2种(不考虑立体异构)
C.②分子中所有碳原子可能处于同一平面上
D.①分子中最多有4个碳原子共直线
8.与互为同分异构体,其异构类型为
A.碳架异构 B.位置异构 C.官能团异构 D.立体异构
9.已知酸 ,有机物M()可被酸性溶液氧化为,则符合条件的有机物M的结构共有
A.5种 B.6种 C.7种 D.8种
10.下列属于官能团异构的是
A.和
B.和
C.和
D.和
11.下列物质中,存在顺反异构体的是
A. B.
C. D.
12.下列叙述正确的是
A.丙烷分子中3个碳原子一定在同一条直线上
B.分子中7个碳原子都在同一平面内
C.乙烷分子中碳原子和全部氢原子可能在同一平面上
D.某有机物分子中4个碳原子可能在同一条直线上
13.下列化合物中含有手性碳原子的是
A. B.
C. D.
14.下列关于丙氨酸的说法中,正确的是
A.Ⅰ和Ⅱ的结构和性质完全不相同
B.Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称,都是非极性分子
C.Ⅰ和Ⅱ具有完全相同的组成和原子排列
D.Ⅰ和Ⅱ中化学键的种类与数目不完全相同
15.下列说法正确的是
A.碳骨架为的烃的结构简式为
B.有机物分子里一定既有非极性键也有极性键
C.有的烃分子中,一个碳原子形成3个共价键
D.乙烷的分子结构中含有键
二、填空题
16.某有机化合物结构如下,分析其结构并回答下列问题。
(1)写出其分子式___________。
(2)其中含有___________个不饱和碳原子,分子中有___________种双键。
(3)分子中的极性键有___________(写出两种即可)。
(4)分子中的饱和碳原子有___________个。
(5)分子中所含元素的电负性数值由大到小的顺序是___________。
17.烷烃分子中可能存在以下结构单元:-CH3、-CH2-、、。其中的碳原子分别被称为伯、仲、叔、季碳原子,数目分别用n1、n2、n3、n4表示。如以下分子中,n1=6,n2=1,n3=2,n4=1。
请根据不同烷烃的组成和结构,分析烷烃(除甲烷外)中各种原子数的关系。
(1)烷烃分子中的氢原子数为N(H),则N(H)与n1、n2、n3、n4的关系是:N(H)______或N(H)______。
(2)若某烷烃的n2=n3=n4=1,则其结构简式可能是________。
三、原理综合题
18.(1)将下列符合要求的组别字母填入相应位置
A.O2和O3B.和C.CH3CH2CH2CH3和
D.E.CH3CH2CH2CH3和
①___________组两种微粒互为同位素;
②__________组两种物质互为同素异形体;
③___________组两种物质属于同系物;
④___________组两物质互为同分异构体;
⑤___________组两物质是同一物质。
(2)一定温度下,将3molA气体和1molB气体通入一容积固定为2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g),反应1min时测得剩余1.8molA,C的浓度为0.4mol/L,则1min内,B的平均反应速率为__________________,X为________,若反应经2min达到平衡,平衡时C的浓度________0.8mol/L(填“大于,小于或等于”)。
四、有机推断题
19.一般来说,对一种未知有机物结构的测定主要包括以下几个方面:①确定相对分子质量;②测定元素组成(种类和比例);③研究该有机物的各种性质;④确定结构。
(1)相对分子质量的确定一般利用质谱法,蒸气密度法等。某有机物的质谱图显示其相对分子质量是72.组成元素的测定可采用燃烧法。称取,在足量氧气中充分燃烧,生成物通过浓硫酸后,浓硫酸的质量增加,剩余气体通过碱石灰,碱石灰的质量增加,则的分子式为___________。
(2)核磁共振谱常用氢谱或碳谱,它主要测定分子中具有不同特点的或的种类与比例。如对于有机物,其谱有四个峰,峰面积比为;谱有四个峰,峰面积比为。有机物的谱有两个峰,峰面积比为,氢谱有一个峰。试写出有机物的结构简式:___________。
(3)的一氯代物有___________种,二氯代物有___________种。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案:
1.D
【详解】A.C5H12只存在碳链异构,共有3种同分异构体,A不选;
B.C5H10中存在碳链异构、位置异构和官能团异构,若为戊烯,则有5种结构,若为环烷类,则有5种结构,C5H10最多有10种结构,B不选;
C.C5H12O存在碳链异构、位置异构和官能团异构,若为戊醇,则有8种结构,若为醚类物质,则有6种结构,C5H12O最多有14种结构,C不选;
D.C4H8O2存在碳链异构、位置异构和官能团异构,若为丁酸,则有2种结构,若为酯类,则有4种结构,若存在羰基同时存在羟基或醚键,则有13种结构,共有19种结构,D选;
故答案选D。
2.D
【详解】在同一碳原子上不连相同官能团或原子的情况下,相同官能团或原子在碳碳双键两端且同侧的为顺式结构,相同官能团或原子在碳碳双键两端且异侧的为反式结构,①为反式结构;②同一碳上连相同官能团或原子,没有顺反异构;③为顺式结构;④同一碳上连相同官能团或原子,没有顺反异构,综上故选D。
3.C
【详解】A.同位素是指质子数相同,中子数不同的同一种元素形成的不同原子,则和互为同位素,A正确;
B.同素异形体是指同一种元素形成的不同单质,金刚石和石墨均为碳单质,互为同素异形体,B正确;
C.结构相似,在分子组成上相差若干个CH2的有机物互为同系物,为乙烯,而可以为丙烯或环丙烷,则和不一定互为同系物,C错误;
D.分子式相同,结构不同的有机物互为同分异构体,则和互为同分异构体,D正确;
故选C。
4.A
【详解】丙烷分子中含有2类氢原子,则分子式为C3H7Cl的卤代烃的所有同分异构体的结构简式为CH3CH2CH2Cl和CH3CHClCH3,共两种;
故选A。
5.A
【详解】分子式相同,而结构不同的化合物互为同分异构体,所以根据有机物结构简式可知①和②满足分子式相同二结构不同,互为同分异构体,故A正确;
答案选A。
6.A
【详解】丁基有四种结构,苯环对位上的两个丁基均有四种不同结构,将四种丁基分别记为A、B、C、D,则组合的种类有AA、AB、AC、AD、BB、BC、BD、CC、CD、DD,共10种,因此合理选项是A。
7.B
【详解】A.由题给结构可知①、②的分子式均为,故A错误;
B.②分子中只有两种氢原子,其一氯代物只有两种,故B正确;
C.②分子中存在连有4个碳原子的饱和碳原子,分子中所有碳原子不可能处于同一平面上,故C错误;
D.苯环中处于对位的碳原子及其相连的原子在一条直线上,在①分子中最多有3个碳原子在一条直线上,故D错误;
答案选B。
8.C
【详解】根据与的结构可知,二者分子式相同,含有不同的官能团,所以二者属于官能团异构,故选C。
9.C
【详解】有机物M()可被酸性溶液氧化为,则与苯环连接的碳原子上至少有一个氢原子。有机物M可看作苯环取代中的一个H原子形成的,的同分异构体有:①、②,③。①中一个氢原子被苯环取代得到3种有机物,都可以被氧化为苯甲酸;②中一个氢原子被苯环取代得到4种有机物,有一种不能被氧化为苯甲酸;③中一个氢原子被苯环取代得到一种有机物,可以被氧化为苯甲酸。则符合条件的有机物M的结构共有7种,故答案选C。
10.C
【详解】A.两种分子不含官能团,为碳链异构,A不符合;
B.两种分子都含有碳碳双键,为官能团位置异构,B不符合;
C.两种分子的分子式相同,前者的官能团为羟基,后者的官能团为醚键,为官能团异构,C符合;
D.两种物质的分子式不相同,不互为同分异构体,D不符合;
答案选C。
11.C
【分析】具有顺反异构体的有机物中碳碳双键上的碳原子连有2个不同的原子或原子团。
【详解】A.中其中一个双键碳原子上连接两个氢原子,不存在顺反异构体,故A错误;
B.中其中一个双键碳原子上连接两个氢原子,不存在顺反异构体,故B错误;
C.中双键碳原子上连接两个不一样的原子或原子团,故存在顺反异构体,故C正确;
D.中其中一个双键碳原子上连接两个氢原子,不存在顺反异构体,故D错误;
故选C。
12.B
【详解】A.甲烷分子是正四面体结构,所以丙烷分子中的3个碳原子不可能处在同一直线上,而是锯齿型,A错误;
B.甲苯分子中甲基的碳原子取代苯分子的氢原子的位置而在苯分子的平面上,B正确;
C.甲烷分子是正四面体结构,乙烷可看作是一个甲基取代甲烷分子的H原子而形成的,所以乙烷分子中的碳原子和氢原子不可能处在同一平面上,C错误;
D.2-丁烯分子中4个碳原子在同一个平面内,但是不可能在同一直线上,D错误;
故选B。
13.B
【详解】A.分子中,每个碳原子所连接的四个基团或原子都有相同的,不存在手性碳原子,故A不符合题意;
B.分子中,甲基中C原子上连有3个H原子,不是手性碳原子,羧基的碳原子为不饱和碳原子,不是手性碳原子,剩余的一个碳原子所连的四个基团或原子分别是氨基、甲基、氢原子和羧基,该碳原子为手性碳原子,故B符合题意;
C.分子中碳原子连接两个氯和两个氟,没有手性碳原子,故C不符合题意;
D.中,中含有2个H,羧基的碳原子为不饱和碳原子,该有机物中不存在手性碳原子,故D不符合题意;
故选B。
14.C
【详解】A.Ⅰ和Ⅱ在某些性质上有所不同,但它们有着相同的官能团,化学性质相似,故A错误;
B.根据其结构可知,结构不对称,两种分子都是极性分子,故B错误;
C.根据其结构可知,Ⅰ和Ⅱ具有完全相同的组成和原子排列,故C正确;
D.Ⅰ和Ⅱ互为对映异构体,所含化学键的种类与数目是相同的,故D错误。
答案选C。
15.A
【详解】A.碳骨架为的烃的结构简式为,A项正确;
B.根据碳原子的成键特点,碳原子间可形成非极性共价键,碳原子也可与其他非金属原子形成极性共价键,但是甲烷分子中只有极性键,B项错误;
C.有机物中碳原子通过4个共价键与其他原子相连,C项错误;
D.乙烷分子中只含有单键,只含有键,D项错误;
故选:A。
16.(1)C16H16O5
(2) 12 2
(3)碳氧键、碳氢键、氧氢键(任填两种)
(4)4
(5)O>C>H
【解析】(1)
根据该物质的结构简式可知其分子式为C16H16O5;
(2)
根据碳原子的结构特点,与4个原子形成共价键的碳原子称为饱和碳原子,双键、三键碳原子称为不饱和碳原子,苯环上的碳原子为不饱和碳原子,题给有机化合物分子中有12个不饱和碳原子;此分子中有碳碳双键和碳氧双键2种双键;
(3)
凡是不同原子间形成的共价键称为极性键,此分子中有碳氢键、碳氧键、氧氢键三种极性键;
(4)
均为单键与其他原子相连、具有四面体结构的碳原子为饱和碳原子,共有4个;
(5)
非金属性越强,电负性越大,所以H、C、O三种元素电负性由大到小的顺序为O>C>H。
17.(1) N(H)=2(n1+n2+n3+n4)+2 N(H)=3n1+2n2+n3
(2)CH3CH2(CH3)2CH(CH3)2、(CH3)3CCH(CH3)CH2CH3、(CH3)3CCH2CH(CH3)2
【解析】(1)
由烷烃的分子式通式CnH2n+2,可知该物质分子中H原子数目为N(H)=2(n1+n2+n3+n4)+2;由于伯、仲、叔、季碳原子上含有的H原子数目分别是3、2、1、0,所以C原子与H原子的数量关系又可表示为:N(H)=3n1+2n2+n3;
(2)
当n2=n3=n4=1时,可能的结构可能有3种:(CH3)3CCH(CH3)CH2CH3、(CH3)3CCH2CH(CH3)2、(CH3)2CHC(CH3)2CH2CH3。
18. B A C E D 0.2mol/(L.min) 2 小于
【分析】(1)同位素:质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素;
同素异形体:是指由同种元素组成不同性质的单质;
同系物:一般的,我们把结构相似、分子组成相差若干个CH2原子团的有机化合物互相称为同系物;同系物必须是同一类物质(含有相同且数量相等的官能团,羟基例外,酚和醇不能成为同系物,如苯酚和苯甲醇);
同分异构体:是一种有相同分子式而有不同的原子排列的化合物;据以上分析解答。
(2)利用“三段式”进行分析解答。随着反应的进行,反应物浓度的减小,速率减慢。
【详解】①根据以上分析可知:核电荷数相同,中子数不同的核素,和互为同位素;综上所述,本题选B。
②根据以上分析可知:由氧元素组成的不同性质的单质,O2和O3互为同分异构体;综上所述,本题选A。
③根据以上分析可知:组成相同,相差nCH2原子团,CH3CH2CH2CH3和互为同系物;综上所述,本题选C。
④根据以上分析可知:分子式一样,结构不同,CH3CH2CH2CH3和互为同分异构体;综上所述,本题选E。
⑤根据以上分析可知:均为四面体结构,为同一种物质;综上所述,本题选D。
(2)利用三段式法计算
根据以上分析可知,1min内,B的平均反应速率为V===0.2mol/(L.min);0.2x=0.4,x=2;由题知,反应进行1min时,C的浓度为0.4mol/L,若反应继续进行至达到平衡再需1分钟,因为随着反应的进行正反应速率不断减慢,同样是历时1min生成的C的量要比前1min的少,因此,平衡时C的浓度小于0.8mol/L;综上所述,本题答案是:0.2mol/(L.min);2;小于。
19. 1 2
【详解】(1),,,
,,
由于,即该有机物不含、之外的其他元素,故的最简式为,又由于的相对分子质量为72,故其分子式为。
(2)的核磁共振碳谱中有两个峰,峰面积比为,说明中只有两种碳,个数比为。核磁共振氢谱中只有一个峰,说明所有的氢原子所处的化学环境相同,故的结构简式为。
(3)新戊烷的一氯代物只有一种;二氯代物有两种,分别是两个氯原子连在同一个碳原子上、两个氯原子连在不同的碳原子上。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页