专题2《有机物的结构与分类》强化练习(含解析)2022-2023学年下学期高二化学苏教版(2019)选择性必修3

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名称 专题2《有机物的结构与分类》强化练习(含解析)2022-2023学年下学期高二化学苏教版(2019)选择性必修3
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资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-07-06 21:57:59

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专题2《有机物的结构与分类》强化练习
一、单选题
1.下列说法正确的是
A.丙烷是直链烃,所以分子中3个碳原子也在一条直线上
B.丙烯所有原子均在同一平面上
C.所有碳原子一定在同一平面上
D.至少有16个原子共平面,至少8个原子共线
2.某同学写出的下列名称中,不正确的是
A.2,2—二甲基-2-丁烯 B.2—甲基-1-戊烯
C.2,2—二甲基丁烷 D.邻二甲苯
3.立体异构包括顺反异构、对映异构等。四种化合物的转化关系如图所示:
下列说法错误的是
A.甲→乙过程发生了消去反应
B.乙的同分异构体中最多有8个原子共面
C.丙的同分异构体中含4种化学环境氢的有3种(考虑立体异构)
D.若丁属于醛,则丁无立体异构
4.下列各组物质,属于官能团异构的是
A.CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2 B.CH2=C(CH3)2和CH3CH=CHCH3
C.CH3CH2CH2CH2OH和CH3CH2OCH2CH3 D.CH3CH2CH2COOH和CH3CH(CH3)COOH
5.分子式为C8H10的苯的同系物,其同分异构体共有a种,所有同分异构体的一氯代物共有b种,则a、b的值分别为:
A.3,14 B.4,13 C.3,13 D.4,14
6.扭曲烷(Twistane)是一种具有挥发性的环烷烃,其结构和球棍模型如图所示。下列说法不正确的是
A.分子结构中含有4个六元环
B.分子式为
C.能发生取代反应,也能发生氧化反应
D.一氯代物的同分异构体有3种(不考虑立体异构)
7.过氧乙酸是一种绿色生态杀菌剂,结构简式为,可用乙酸与过氧化氢在一定条件下反应制得。下列说法错误的是
A.过氧化氢的电子式:
B.过氧乙酸与羟基丙酸()互为同系物
C.过氧乙酸中含有极性共价键和非极性共价键
D.制备过氧乙酸的化学反应方程式:
8.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
9.下列各化合物的命名中不正确的是
A.CH2=CH-CH=CH2 1,3—丁二烯 B.3—丁醇
C.邻-甲基苯酚 D. 2—甲基丁烷
10.下列物质中,属于乙醇(CH3CH2OH)的同系物的是
A.CH3OH B.HOCH2CH2OH
C. D.
11.下列物质中二氯取代物最多的是
A. B. C. D.
12.南开大学团队高效手性螺环催化剂的发现,获得国家自然科学一等奖。下面为两种简单碳螺环化合物,相关的说法正确的是
A.高效手性螺环催化剂中所有碳原子不可能处于同一平面
B.螺庚烷的二氯代物有4种
C.螺辛烷化学式为C7H14
D.的名称为螺壬烷
13.有关C4H10及其衍生物的同分异构体说法错误的是
A.C4H10有2种同分异构体 B.C4HCl9有4种同分异构体
C.C4H8Cl2有8种分异构体 D.C4H8BrCl有12种同分异构体
14.有机化合物(CH3)3CCH(CH3)C≡CH的系统名称为
A.2,2,3-三甲基-1-戊炔 B.3,4,4-三甲基-1-戊炔
C.3,4,4-三甲基-2-戊炔 D.2,2,3-三甲基-4-戊炔
15.下列化学用语不正确的是
A.2,3,3—三甲基丁烷
B.乙炔的电子式
C.葡萄糖的实验式
D.空间填充模型可以表示分子
二、填空题
16.根据要求回答下列问题:
(1)有机物的结构可用“键线式”简化表示,物质X:,可表示为。X可以与溴水反应,用键线式表示该反应的化学方程式是_______。
(2)一种有机物Y的键线式如图所示:
有机物Z是Y的同分异构体,且属于芳香族化合物,则Z的键线式为_______。
(3)已知有多种同分异构体,其中主链含有5个碳原子,有2个甲基作支链,符合条件的烷烃有_______种。
(4)已知汽缸中氮气和氧气反应生成一氧化氮的自量变化值如下图所示,则由该反应生成1molNO时,应_______(填“释放”或“吸收”)_______kJ能量。
17.回答下列问题:
(1)下列物质中,互为同系物的有_______,互为同分异构体的有_______,互为同素异形体的有_______,属于同位素的有_______,是同一种物质的有_______。
①②白磷;③2,3-二甲基丁烷;④;⑤;⑧红磷;⑦;⑧
(2)已知2-甲基-1,3-丁二烯可与溴水发生加成反应,按要求作答:
①发生1,2-加成所得有机产物的结构简式为_______;
②发生1,4-加成反应的化学方程式为_______。
18.屠呦呦因在抗疟药青蒿素研究中的杰出贡献,成为首个获科学类诺贝尔奖的中国人,青蒿素的结构简式如图所示,回答下列问题:
(1)青蒿素属于_______(填“烃”还是“烃的衍生物”),是_______(填链状化合物还是环状化合物)。
(2)青蒿素的分子式为_______。
(3)青蒿素分子中具有的官能团有_______。
A.羟基 B.醚键 C.羧基 D.酯基
(4)对二甲苯()的一氯代物有_______种(填1、2或3)。
19.苏丹红一号是一种偶氮染料,不能作为食品添加剂使用。它是以苯胺和2-萘酚为主要原料制备得到的,苏丹红一号和2-萘酚的结构简式如下所示:
(1)苏丹红一号的分子式为___________。
(2)下列化合物A~D中,与2-萘酚互为同系物的是___________(填序号)。
A. B.C.D.
(3)(2)中有机物C含有的官能团是___________。
20.下列有机物的命名可能有错误,找出命名错误的有机物,并用系统命名法予以正确命名。
(1)2-甲基-3-乙基丁烷______,正确命名:______。
(2)2,4,4-三甲基-3-乙基戊烷______,正确命名:______。
21.(1) 按系统命名法命名
①有机物CH3CH(C2H5)CH(CH3)2的名称是______。
②在有机物分子中若某一个碳原子连接4个不同的原子或基团,则这种碳原子称为“手性碳原子”。C7H16的同分异构体中具有“手性碳原子”的有两种,名称分别为______。
(2) 写出下列各有机物的结构简式
① 2,3-二甲基-4-乙基己烷 ______
②支链只有一个乙基且式量最小的烷烃______
三、有机推断题
22.按要求填空:
(1)相对分子质量为72且沸点最低的烷烃的结构简式:___。
(2)0.1mol烷烃D完全燃烧,消耗标准状况下的O211.2L,该烷烃的分子式为:___。
(3)某炔烃经催化加氢后可得到2-甲基丁烷,则该炔烃的名称是(按系统命名法命名)___。
(4)写出甲苯制TNT的化学方程式:___。
23.有A、B、C三种烃,已知:
①B完全燃烧的产物n(CO2)∶n(H2O)=2∶3;
②C为饱和链烃,通常状况下呈气态,其二氯代物有三种;
③A是B分子中的氢原子全部被甲基取代后的产物;A遇Br2的CCl4溶液不褪色,其一氯代物只有一种。
请回答下列问题:
(1)B的最简式为___________,分子式为___________,其二溴代物有___________种。
(2)C的三种二氯代物的结构简式分别为___________、___________、___________。
(3)A的结构简式为___________,名称为___________。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【详解】A.直链烃是锯齿形的,所以分子中3个碳原子不可能在一条直线上,选项A错误;
B.CH3—CH=CH2中甲基上至少有1个氢原子不和它们共平面,选项B错误;
C.因为该环状结构不是平面结构,所以所有碳原子不可能在同一平面上,选项C错误;
D.该分子中在同一条直线上的原子有8个(),再加上其中一个苯环上剩余的8个原子,至少有16个原子共平面,故D正确。
答案选D。
2.A
【详解】A.2,2—二甲基-2-丁烯,其碳骨架形式:,从左向右数2号碳,碳原子形成5条共价键,不满足碳原子成键规律,命名不正确,故A错误;
B.2—甲基-1-戊烯,其碳骨架形式:,满足碳碳双键位次最小,满足支链位次最小,满足碳原子成键规律,命名正确,故B正确;
C.2,2—二甲基丁烷,其碳骨架形式:,满足支链位次最小,满足碳原子成键规律,命名正确,故C正确;
D.两个甲基位于苯环的邻位,故该有机物的名称为邻二甲苯,命名正确,故D正确;
故选A。
3.C
【详解】A.甲→乙发生消去反应,甲应为醇,A正确;
B.乙的同分异构体可能为烯烃或者环烷烃,为烯烃时共面原子最多,为8个,B正确;
C.丙含4种化学环境氢的同分异构体为1,1-二溴丁烷,1,2-二溴丁烷,1,3-二溴丁烷,其中1,2-二溴丁烷和1,3-二溴丁烷有对映异构,所以丙的同分异构体中含4种化学环境氢的有5种,C错误;
D.若丁属于醛,丁醛和2-甲基丙醛均无立体异构,D正确。
故选C。
4.C
【详解】A.CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2都属于烷烃,是由于碳链结构不同引起的异构体,A不符合题意;
B.CH2=C(CH3)2和CH3CH=CHCH3都属于烯烃,是由于碳链结构不同引起的异构体,B不符合题意;
C.CH3CH2CH2CH2OH含羟基,属于醇类;而CH3CH2OCH2CH3含醚键,属于醚类,二者是由于官能团不同引起的异构,属于官能团异构,C符合题意;
D.CH3CH2CH2COOH和(CH3)2CHCOOH都属于饱和一元羧酸,是由于碳链结构不同引起的异构体,D不符合题意;
故合理选项是C。
5.D
【详解】分子式为C8H10的苯的同系物,如果含有两个-CH3,如果两个甲基处于邻位,苯环上的一氯代物2种,侧链上的一氯代物1种;如果两个甲基处于间位,苯环上一氯代物有3种,侧链上的一氯代物1种;如果两个甲基处于对位,苯环上一氯代物有1种,侧链上的一氯代物1种;如果含有一个-CH2CH3,苯环上一氯代物有3种,侧链上的一氯代物2种,共有14种,答案选D。
故选:D。
【点睛】本题主要考查同分异构体的书写,注意取代基的确定以及一元取代利用等效氢进行解答是关键。注意掌握一取代产物数目的判断方法:①基元法:例如丁基有四种异构体,则丁醇、戊醛、戊酸等都有四种同分异构体。②替代法:例如二氯苯(C6H4Cl2)有三种同分异构体,四氯苯也有三种同分异构体(将H替代Cl);又如CH4的一氯代物只有一种,新戊烷[C(CH3)4]的一氯代物也只有一种。③等效氢法:等效氢法是判断同分异构体数目的重要方法,判断等效氢原子的三条原则是:同一碳原子上的氢原子是等效的。
6.A
【详解】A.分子结构中含有5个六元环,图示为,A不正确;
B.分子中含有10个C原子,不饱和度为3,则分子式为,B正确;
C.该扭曲烷属于烷烃,具有烷烃的性质,能发生取代反应,也能发生氧化反应,C正确;
D.该扭曲烷的键线式为,共有3种氢原子,一氯代物的同分异构体有3种(不考虑立体异构),D正确;
故选A。
7.B
【详解】A.过氧化氢中氧原子满足8电子结构,其电子式为,A正确;
B.过氧乙酸与羟基丙酸的结构不相似,不互为同系物,B错误;
C.过氧乙酸的结构简式为,分子中含有极性共价键和非极性共价键,C正确;
D.乙酸与过氧化氢反应可制备过氧乙酸,其化学反应方程式:,D正确;
故答案为B。
8.C
【详解】丁基有四种,-CH2CH2CH2CH3、-CH(CH3)CH2CH3、-CH2CH(CH3)CH3、-C(CH3)3,萘环上的位置有2种,,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4×2=8种,C满足题意;
故选C。
9.B
【详解】A.CH2=CH-CH=CH2中碳碳双键在第1、3个碳原子上,名称为1,3—丁二烯,A命名正确;
B.有机物中的醇羟基在第二个碳原子上,名称为2-丁醇,B命名错误;
C.有机物中酚羟基与甲基相邻,则物质属于酚,名称为邻-甲基苯酚,C命名正确;
D.该有机物最长碳链上有4个碳原子,甲基在第二碳原子上,名称为2-甲基丁烷,D命名正确;
答案为B。
10.A
【分析】结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物,乙醇的同系物必须含有1个羟基,且烃基必须是烷烃的烃基。
【详解】A.CH3OH含有1个羟基,甲基为烷基,属于乙醇的同系物,故A正确;
B.乙二醇含有两个羟基,因此不是乙醇的同系物,故B错误;
C.的烃基不是饱和的烷基,不属于乙醇的同系物,故C错误;
D.的烃基不是饱和的烷基,不属于乙醇的同系物,故D错误;
故答案为A。
11.A
【详解】A.有两种等效氢,①④⑤⑧属于等效氢,②③⑥⑦属于等效氢,一个氯原子固定在①上,另一个氯原子可以在②③④⑤⑥⑦⑧,一个氯原子固定在②,另一个氯原子可以在③⑥⑦,共有10种;
B.有两种等效氢,一个氯原子固定在①,另一个氯原子在①②③④;一个氯原子固定在②,另一个氯原子在②③,二氯代物共有6种;
C.的二氯取代物有3种(邻间对);
D.有一种氢,一个氯原子固定在①,另一个氯原子可在②③④位置,二氯代物有三种;
综上所述,二氯代物最多的是A;
答案为A。
12.A
【分析】根据有机物中碳原子的杂化类型判断分子的空间构型;根据二氯代物同分异构体判断方法利用等效氢进行判断;根据原子成键特点及键线式的表示方法判断分子的化学式;利用已知物质的命名进行类比命名同类物质的名称;
【详解】A.根据碳原子形成的4个单键判断,碳原子都采用sp3杂化,故不可能在同一平面,故A正确;
B.根据等效氢法,及利用同一碳原子的二氯代物有3种,不同碳原子的二氯代物有5种,共有8种,B不正确;
C.根据键线式的表示方法,拐点和端点表示碳原子,氢原子和碳氢键省略,根据碳原子成4键的特点判断,螺辛烷化学式为C8H14,故C不正确;
D.根据螺辛烷的命名类比,判断名称为螺壬烷,故D不正确;
故选答案A。
【点睛】根据分子的对称性判断取代物的同分异构体的个数。
13.C
【详解】A.C4H10有CH3CH2CH2CH3、CH(CH3)3两种同分异构体,A正确;
B.C4HCl9有CH3CH2CH2CH2Cl、CH2ClCH(CH3)2、CH3CHClCH2CH3、CCl(CH3)3共4种同分异构体,B正确;
C.C4H8Cl2的同分异构体可以采用“定一移二”的方法,即、、(1,2……为另一个氯原子的位置),由此C4H8Cl2有4+2+3=9种分异构体,C错误;
D.C4H8BrCl可认为是丁烷分子中有2个H原子被1个Cl、1个Br取代的产物,其中丁烷有CH3CH2CH2CH3、CH(CH3)3两种同分异构体,当丁烷为CH3CH2CH2CH3时,Cl、Br连在同一个碳原子上的结构有2中,Cl、Br连在不同的碳原子上的结构有6中,当丁烷为CH(CH3)3时,Cl、Br连在同一碳原子上的结构只有1种,连在不同的碳原子上的结构有3种,因此C4H8BrCl有2+6+1+3=12种同分异构体,D正确;
答案选C。
14.B
【详解】(CH3)3CCH(CH3)C≡CH中含有碳碳三键,碳碳三键所在的最长碳链含有5个C原子,主链为戊炔,从距离碳碳三键最近的一端开始编号,碳碳三键在1号碳上,表示为“1-戊炔”,取代基甲基在3、4号碳上,共有三个甲基,称为“3,4,4-三甲基”,该炔烃的正确命名为3,4,4-三甲基-1-戊炔,故B正确。
答案选B。
15.A
【详解】A. 按命名规律知2,3,3—三甲基丁烷名称错误,主链应该为4个C原子,离取代基较近的一端开始编号,则2号位有2个甲基、3号位有1个甲基,名称应为2,2,3—三甲基丁烷,A不正确;
B. 乙炔是共价化合物,含碳碳三键,电子式,B正确;
C.葡萄糖的分子式,葡萄糖的实验式,C正确;
D.空间填充模型要体现分子的空间构型、原子的相对大小,空间填充模型可以表示分子,D正确;
答案选A。
16.(1)Br2+→
(2)
(3)4
(4) 吸收 91.5
【解析】(1)
可以与溴水反应生成,用键线式表示该反应的化学方程式是Br2+→。
(2)
由有机物Y的键线式可知其分子式为C8H8,有机物Z是Y的同分异构体,且属于芳香族化合物,则Z含一个苯环、侧链有1个碳碳双键,为苯乙烯,则Z的键线式为。
(3)
已知有多种同分异构体,其中主链含有5个碳原子,有2个甲基作支链,则符合条件的烷烃3,3-二甲基戊烷、2,3-二甲基戊烷、2,3-二甲基戊烷、2,4-二甲基戊烷、共有4种。
(4)
0.5molN2和0.5molO2反应生成1molNO,共价键断裂吸收热量为(0.5mol×945+ 0.5×498)kJ=721.5kJ,共价键形成释放630kJ,则应吸收91.5kJ能量。
17.(1) ①⑧或④⑧ ③⑧ ②⑥ ⑤⑦ ①④
(2) BrCH2CBr(CH3)CH=CH2、CH2=C(CH3)CHBrCH2Br CH2=C(CH3)CH=CH2+Br2→BrCH2C(CH3)=CHCH2Br
【解析】(1)
⑧与①或与④的结构相似,在分子组成上相差一个CH2,所以①⑧或④⑧互为同系物;③为2,3-二甲基丁烷,⑧为2,2-二甲基丁烷,互为同分异构体;②白磷与⑥红磷是磷元素组成的不同单质,属同素异形体;⑤与⑦的质子数都是17,质子数相同,中子数分别是18、20,中子数不同,是同一元素的不同的原子,二者属于同位素;①和④属于同种物质。
(2)
①2-甲基-1,3-丁二烯与溴水发生1,2-加成得到有机产物的结构简式为BrCH2CBr(CH3)CH=CH2、CH2=C(CH3)CHBrCH2Br ;
②生1,4-加成得到BrCH2C(CH3)=CHCH2Br,反应方程式为: CH2=C(CH3)CH=CH2+Br2→BrCH2C(CH3)=CHCH2Br。
18.(1) 烃的衍生物 环状化合物
(2)C15H22O5
(3)BD
(4)2
【解析】(1)
只由碳氢两种元素组成的有机化合物叫作烃;烃分子中的氢原子被其他原子或者原子团所取代而生成的一系列化合物称为烃的衍生物,分子中含有碳环,是环状化合物;青蒿素属于属于烃的衍生物;环状化合物;
(2)
由图可知,1个青蒿素分子中含有5个碳原子、22个氢原子、5个氧原子,分子式为;
(3)
由图可知,青蒿素分子中具有的官能团有醚键-O-、酯基-COOC-;故选BD;
(4)
分子中存在2种情况的氢原子,故一氯代物有2种。
19. B 碳碳双键、醛基
【详解】(1)根据苏丹红一号的结构简式可以推出苏丹红一号的分子式是;
(2)根据2-萘酚与各物质的结构简式可判断出只有B与2-萘酚结构相似且分子组成相差一个原子团,答案选B;
(3)(2)中有机物C含有的官能团是碳碳双键、醛基。
20.(1) 错误 2,3-二甲基戊烷
(2) 错误 2,2,4-三甲基-3-乙基戊烷
【详解】(1)有机物的命名必须保证“主链最长,支链最多,编号和最小,先简后繁”的原则,2-甲基-3-乙基丁烷的错误是未选对主链,正确的命名是:2,3-二甲基戊烷。
(2)有机物的命名必须保证“主链最长,支链最多,编号和最小,先简后繁”的原则,2,4,4-三甲基-3-乙基戊烷的错误是未使支链位置的编号和最小,正确的命名是:2,2,4-三甲基-3-乙基戊烷。
21. 2,3-二甲基戊烷 3-甲基己烷;2,3-二甲基戊烷 CH3CH(CH3)CH(CH3)CH(C2H5)2 CH(C2H5)3
【详解】(1)①烷烃命名时应选含最多碳原子的碳链为主链;编号时先考虑离支链最近的一端,同“近”时考虑“简”,即分别处于距主链两端同近的位置时,从较简单的支链一端开始编号;同“近”同“简”时考虑“小”,即取代基位次之和最小。CH3CH(C2H5)CH(CH3)2中最长的碳链为戊烷,在2号、3号碳原子上共有2个甲基,则命名为:2,3-二甲基戊烷;
②根据“手性碳原子”的含义,烷烃C7H16的同分异构体中具有“手性碳原子”的有和两种,其名称分别为3-甲基己烷、2,3-二甲基戊烷;
(2)①由有机物的名称确定烷烃的主链及其碳原子数,再依据支链位置画出碳骨架,最后根据碳满四价原则添氢即可得到:CH3CH(CH3)CH(CH3)CH(C2H5)2;
②烷烃中乙基不能位于1、2号碳原子上,故烷烃中含乙基其主链碳原子数最少5个,符合题意的烷烃为,即CH(C2H5)3。
22. C(CH3)4 C3H8 3—甲基—1—丁炔 +3HNO3+3H2O
【详解】(1)相对分子质量为72且沸点最低的烷烃根据烷烃的通式CnH2n+2分析,有12n+2n+2=72,解n=5,根据支链越多沸点越高分析,沸点最低的结构简式为C(CH3)4;
(2)CnH2n+2+(n+(2n+2)/4)O2→nCO2+(n+1)H2O,0.1mol烷烃D完全燃烧,消耗标准状况下的O211.2L,即n+(2n+2)/4=5,n=3,烷烃D的分子式C3H8;
(3)某炔烃经催化加氢后,得到2-甲基丁烷,则在2-甲基丁烷的分子中的相邻2个C原子上脱去4个H原子即可得到相应的炔烃,2-甲基丁烷只能在-CH2-CH3的结构中脱去4个H原子,所以该炔烃为3-甲基-1-丁炔;
(4)甲苯制TNT的化学方程式:+3HNO3+3H2O。
23.(1) CH3 C2H6 2
(2)
(3) 2,2,3,3-四甲基丁烷
【分析】B完全燃烧的产物n(CO2)∶n(H2O)=2∶3,则B中C和H个数比=2:(3×2)=1:3,B的最简式为CH3;烃分子中H原子数一定为偶数,则B的分子式至少为C2H6;由于H原子数已经达到饱和,则B的分子式为C2H6;C为饱和链烃,通常状况下呈气态,其二氯代物有三种,则物质C中含有的碳原子数≤4,分别根据甲烷、乙烷、丙烷和丁烷的二氯代物种类确定C的结构简式;A是B分子中的氢原子被甲基取代的产物,则A的结构简式为,以此解答。
(1)
根据分析可知,B的分子式为C2H6,该物质为乙烷,其结构简式为CH3CH3,最简式为CH3,乙烷的二溴代物有CH2Br-CH2Br、CH3-CHBr2,共有两种不同结构;
(2)
C为饱和链烃,通常状况下呈气态,其二氯代物有三种,则C中含有的C原子数≤4,根据甲烷二氯代物有1种、乙烷二氯代物有2种、丙烷二氯代物有4种,正丁烷二氯代物有7种,异丁烷二氯代物有三种,可推知烃C为异丁烷,其二氯代物的结构简式为:、、;
(3)
A是乙烷分子中的H原子全部被-CH3取代产生的物质,则A的结构简式为,该物质分子中最长碳链上有4个C原子,从左端为起点,给主链上的C原子编号,以确定支链-CH3连接在主链C原子上的位置,该物质名称为2,2,3,3-四甲基丁烷。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页