课时作业2 有机物中碳原子的成键特点
时间：60分钟 分值：100分
班级：________ 姓名：________
一、选择题(每小题5分，共55分)
1．下列关于碳原子的成键特点及成键方式的理解中正确的是( )
A．饱和碳原子不能发生化学反应
B．碳原子只能与碳原子形成不饱和键
C．具有六个碳原子的苯与环己烷的结构不同
D．五个碳原子最多只能形成四个碳碳单键
解析：①CH4中的碳就是饱和碳原子，CH4可发生取代反应。②碳原子可与氧、氮等原子形成不饱和键。③环己烷中碳原子间形成单键，苯中碳原子间形成的是一种介于单键和双键之间的一类化学键，两者结构不一样。④碳原子间可形成环状结构，五个碳原子若生成环状，可有五个碳碳单键。
答案：C
2．某有机化合物仅由碳、氢、氧三种元素组成，其相对分子质量小于150，若已知其中氧的质量分数为50%，则分子中碳原子的个数最多为( )
A．4 B．5
C．6 D．7
解析：由含氧的质量分数为50%和相对分子质量小于150，可以确定在该分子中氧原子的总式量小于75，且氧原子的数目为正整数，故该分子中氧原子数最多为4个，此时碳、氢的式量为64，故碳原子的数目最多为5个。
答案：B
3．分子式为C5H7Cl的有机物，其结构不可能是( )
A．只含有一个双键的直链有机物
B．含有两个双键的直链有机物
C．含一个双键的环状有机物
D．含一个三键的直链有机物
解析：由C5H7Cl与对应饱和烷烃C5H12作比较可知，C5H7Cl中相当于少了4个氢原子，分子中应该有两个双键或一个三键或一个双键和一个碳环，故B、C、D均可能。
答案：A
4．某有机物分子中含有n个—CH2—，m个，a个—CH3，其余为—OH，则—OH的个数为( )
A．2n＋3m－a B．n＋m＋a
C．m＋2－a D．m＋2n＋2－a
解析：本题考查有机物的结构特点。有甲基的地方不能连有羟基；—CH2—在中间不能连有羟基，只有在一边时，可以连有一个羟基；在中间可以连有一个羟基，在一边还可以连有一个羟基，所以羟基的数目为m＋2－a。
答案：C
5．键线式可以简明地表示碳氢化合物，如键线式为的物质是( )
A．丁烷 B．丙烷
C．丁烯 D．丙烯
答案：C
6．已知某有机物含有4个C，每个C原子都以键长相等的三条单键连接3个C，且整个结构中所有碳碳键之间的夹角都为60°，则下列说法不正确的是( )
A．该有机物不存在
B．该有机物的分子式为C4H4
C．该有机物的空间构型为正四面体
D．该有机物不属于苯的同系物
解析：根据碳原子有4个价键，可以确定分子式为C4H4，空间构型为正四面体，同系物要求系列差为CH2。
答案：A
7．已知下列两个结构简式：CH3—CH3和CH3—，两式均有短线“－”，这两条短线所表示的意义是( )
A．都表示一对共用电子对
B．都表示一个共价单键
C．前者表示一对共用电子对，后者表示一个未成对电子
D．前者表示分子内只有一个共价单键，后者表示该基团内无共价单键
解析：CH3—是甲基，“－”表示半键，即一个单电子(未成对电子)。
答案：C
8．某共价化合物含C、H、N三种元素，分子内有4个N原子，且4个N原子排列成空间的四面体(如白磷分子结构)，每2个N原子之间都有一个C原子，分子内无碳碳单键和碳碳双键，则该化合物分子式为( )
A．C4H8N4 B．C6H12N4
C．C6H10N4 D．C4H10N4
解析：每个N—N中插入一个C原子，故C原子个数为6，每个N原子形成三个共价键已达饱和，不能再结合H原子，每个C原子还可结合2个H原子，H原子个数为6×2＝12，故分子式为C6H12N4。
答案：B
9．某有机物的结构简式如下：下列说法中正确的是( )
A．该有机物的分子式为C17H29O2
B．分子中有苯环
C．能够使高锰酸钾溶液褪色
D．只有一个官能团
解析：分子式为C17H30O2；分子中没有苯环；有两种官能团，即羟基和碳碳双键，由于有碳碳双键，所以能使高锰酸钾溶液褪色。
答案：C
10．下列说法正确的是( )
A．有机化合物只存在极性键
B．碳原子最外层有4个电子，在形成化合物时必须与4个原子相结合
C．碳原子间可形成非极性键
D．碳原子易失去或获得电子而形成阳离子或阴离子
答案：C
11.某期刊封面上有如图所示分子的球棍模型图，图中“棍”代表单键或双键或三键，不同颜色的球代表不同元素的原子，该模型图可代表一种( )
A．卤代羧酸 B．酯
C．氨基酸 D．醇钠
解析：观察模型可以发现，绿球和绿球相连，而且绿球还连接了其他颜色的球，可以初步推断，绿球代表碳原子或氮原子。再由5个白球都处于末端，它们分别都只与一个球相连，也可推断白球代表氢原子。红球既可只连绿，也可一端连绿球，一端连白球(氢原子)，可以推断红球代表氧原子。蓝球连了两个氢原子后再连在绿球上，而这个绿球已经连了3个球(至少为4价)，由此排除绿球代表氮原子，而认定它代表碳原子，于是蓝球代表氮原子。该模型代表甘氨酸(氨基乙酸)。
答案：C
二、简答题(共45分)
12．(9分)已知某碳氢化合物A的分子中：(1)有6个碳原子，(2)每个碳原子都以3个键长相等的单键分别跟其他3个碳原子相连，形成2个90℃的碳—碳—碳键角和1个60°的碳—碳—碳键角。根据以上事实判断：
(1)A的化学式是。
(2)分子中(填“有”或“没有”)碳碳双键。
(3)A的结构可以表示为(只要求写出碳架，不需要写出C、H的符号)。
答案：(1)C6H6 (2)没有 (3)(正三棱柱)
13．(8分)烷烃分子可看成由—CH3、—CH2—、和等结构组成的。如果某烷烃分子中同时存在这4种基团，所含碳原子数又最少，这种烃分子应含________个碳原子，其结构简式可能为________或________或________。
解析：存在—CH2—时，两个共价键只能连碳原子，不能连氢原子；的四个共价键只能连碳原子，不能连氢原子；的三个共价键只能连碳原子，不能连氢原子。
答案：8
14．
解析：一定抓住碳原子4个价键来写分子式和结构简式。
答案：(1)C6H14
15．(16分)如果将碳、氢元素符号省略，只表示分子中键的连接情况，每个拐点或终点均表示有一个碳原子，称为键线式，如CH3CH2CH2CH3的键线式可表示为。有人设想合成具有以下结构的烃分子。
(1)结构D显然是不可能合成的，原因是______________________
__________________________________________________________；
(2)在结构A的每两个碳原子之间插入一个CH2原子团，可以形成金刚烷的结构，写出金刚烷的分子式________；
(3)B的一种同分异构体是最简单的芳香烃，能证明该芳香烃中的化学键不是单双键交替排列的事实是________。
a．它的对位二元取代物只有一种
b．它的邻位二元取代物只有一种
c．分子中所有碳碳键的键长均相等
d．能发生取代反应和加成反应
(4)C的一种属于芳香烃的同分异构体是生产某塑料的单体，写出合成该塑料的化学方程式________。
答案：(1)C原子不可能形成5个共价键
(2)C10H16 (3)bc
课时作业3 同分异构现象和同分异构体
时间：60分钟 分值：100分
班级：________ 姓名：________
一、选择题(每小题5分，共55分)
1．下列说法中错误的是( )
A．符合通式CnH2n＋2(n≥1)且相对分子质量不相等的有机物为同系物
B．符合同一通式且相对分子质量不相等的有机物为同系物
C．乙醇和甲醚不是同系物但是同分异构体
D．CH3CH2CHO、CH2===CHCH2OH、三种物质互为同分异构体
解析：符合通式CnH2n＋2者必为烷烃，烷烃间结构相似，A正确；符合同一通式者不一定是同一类物质，如符合CnH2n者有烯烃和环烷烃，其结构不相似，不属于同系物，B错误；乙醇和甲醚结构不同，不属于同系物，但分子式为C2H6O，是同分异构体，C正确；D中三物质分子式均为C3H6O，结构不同，互为同分异构体，D正确。
答案：B
2．下列物质中，互为同分异构体的是( )
A．①② B．①⑤
C．①④ D．①③④
解析：运用同分异构体的概念判断。
答案：C
3．下列物质中最简式相同，但既不是同系物，也不是同分异构体的是( )
D．乙酸和甲酸甲酯
解析：A、C、D都是同分异构体。
答案：B
4．下列分子式只表示一种纯净物的是( )
A．CH2Br2 B．C3H8
C．C4H10 D．C
解析：本题是从另一角度考查同分异构体的知识。A项主要考查的是甲烷的结构；烷烃中3个碳原子以上的烃才有同分异构体，如C4H10有正丁烷和异丁烷两种；C3H8代表的只有丙烷一种；碳的元素符号C可以代表金刚石和石墨两种物质。
答案：AB
5．下列说法错误的是( )
A．C2H6和C4H10一定是同系物
B．C2H4和C4H8一定是同系物
C．相对分子质量相等的两种物质，不一定是同分异构体
D．烯烃各同系物含碳的质量分数相等
答案：B
6．C6H14的各种同分异构体中，所含甲基数和它的一氯取代物的数目与下列相符的是( )
A．4个—CH3，能生成4种一氯代物
B．3个—CH3，能生成5种一氯代物
C．3个—CH3，能生成4种一氯代物
D．2个—CH3，能生成4种一氯代物
解析：考查烷烃同分异构体和一氯取代物的同分异构体，碳链的两个端点为两个—CH3，如有3个—CH3，一定有一个支链，如有4个—CH3，一定有两个支链；烷烃的一氯取代物可根据不等效氢判断。对于A，应有两个支链且都为甲基，
前者关于中心对称，一氯代物两种，后者关于中心不对称，一氯取代物3种。同样原理：对于B、C两项：
前者一氯取代物5种，后者一氯取代物4种，符合题意。对于D项，结构简式为CH3CH2CH2CH2CH2CH3一氯取代物3种。
答案：BC
7．已知化合物A的结构简式为。A苯环上的n溴代物的同分异构体的数目和m溴代物的同分异构体的数目相等，则n和m一定满足的关系式是( )
A．n＋m＝6 B．n＝m
C．2n＝m D．n＋m＝8
解析：烃CxHy和烃的含氧衍生物CxHyOz的m溴代物、n溴代物种数相同时，m＋n＝y。如C6H6的一溴代物和五溴代物都只有1种，二溴代物和四溴代物都有2种。
答案：A
8．已知化合物B3N3H6(无机苯)与C6H6的分子结构相似，如图：
则无机苯的二氯取代物B3N3H4Cl2的同分异构体数目为( )
A．2种 B．3种
C．4种 D．5种
解析：可先定位一个氯原子在B上，再移动另一个氯原子，即得3种同分异构体；再定一个氯原于在N上，则另一个氯原子只能放在另一个N上才会不重复，得1种异构体，故共有4种异构体。
答案：C
9．下列关于同分异构体数目的叙述不正确的是( )
A．甲苯苯环上的1个氢原子被含3个碳原子的烷基取代，所得产物有6种
B．已知丙烷的二氯代物有4种异构体，则其六氯代物的异构体数目也为4种
C．含有5个碳原子的某饱和链烃，其一氯代物有3种
D．菲的结构为，它与硝酸反应，可生成5种一硝基取代物
解析：
A
√
甲苯苯环上共有3种氢原子，含3个碳原子的烷基共有2种[—CH2CH2CH3丙基、—CH(CH3)2异丙基]，故甲苯苯环上的1个氢原子被含3个碳原子的烷基取代，所得产物有6种。
B
√
采用换元法，将氯原子代替氢原子，氢原子代替氯原子，从二氯代物有四种同分异构体，就可得到六氯代物也有四种同分异构体。
C
×
含5个碳原子的饱和链烃有以下几种情况：正戊烷CH3CH2CH2CH2CH3有3种一氯代物，异戊烷(CH3)2CHCH2CH3有4种一氯代物，新戊烷C(CH3)4有1种一氯代物，选项中未指明是哪一种链烃，故不正确。
D
√
菲的结构中硝基取代的位置如图，共5种一硝基取代物。
答案：C
10．某苯的同系物化学式为C11H16，经分析知其分子中除含苯环外不含其他环状结构，其中含有2个—CH3、2个—CH2—、1个CH。则它的可能结构有( )
A．3种 B．4种
C．5种 D．6种
解析：先将2个—CH2—和1个分别组合成
两种方式，然后分别连接2个甲基和1个苯基，即可得到答案，可能结构共4种。
答案：B
11．某气态烃29 g完全燃烧后，生成CO2 44.8 L(标准状况)。又知14.5 g该烃所占体积为5.6 L(标准状况)。它的一氯代物可能有( )
A．2种 B．3种
C．4种 D．只有一种
解析：由题给条件可得该气态烃的摩尔质量M＝14.5 g÷＝58 g·mol－1，即相对分子质量为58，则＝0.5 mol 该烃生成＝2 mol CO2，得一个该烃分子中含C原子4个，则含H原子10个，故分子式为C4H10，有C—C—C—C、两种碳链，则有4种一氯代物。
答案：C
二、简答题(共45分)
12．(10分)下列是八种环状的烃类物质：
(1)互为同系物的有________和________(填名称)。
互为同分异构体的有________和________、________和________
……(填写名称，可以不填满，也可以再补充)。
(2)正四面体烷的二氯取代产物有________种；立方烷的二氯取代产物有________种；金刚烷的一氯取代产物有________种。
解析：根据同系物和同分异构体的概念即可作出判断。同系物：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，因此判断出环己烷与环辛烷(均为环烷烃)互为同系物；同分异构体：分子式相同，结构不同的化合物，因此苯与棱晶烷(分子式均为C6H6)，环辛四烯与立方烷(分子式均为C8H8)互为同分异构体。
(2)正四面体烷完全对称，只有一种氢原子，故二氯代物只有一种；立方烷分子中只有一种氢原子，但其二氯代物有3种，分别为；金刚烷分子中有两种氢原子，其一氯代物有2种。
答案：环己烷 环辛烷 苯 棱晶烷 环辛四烯 立方烷
(2)1 3 2
13．(5分)有机物A的碳骨架结构为，已知立方烷(C8H8)与互为同分异构体，请写出属于醛类、芳香化合物且与有机物A互为同分异构体的有机物的结构简式：___________。
解析：由提示信息得，立方烷(C8H8)与互为同分异构体，得知立方烷可与带有苯环的有机物互为同分异构体。A的同分异构体的结构简式中必须含有苯环、醛基(—CHO)，运用“残基”思想，即C8H8O去掉一个—CHO，再去掉一个—C6H5，剩余一个—CH2—(残基)，便可写出C8H8O属于醛类的同分异构体的结构简式。
答案：
14．(12分)试回答下列问题：
(1)已知化合物B3N3H6(硼氮苯)与C6H6(苯)的分子结构相似(如右图)，则硼氮苯的二氯代物的同分异构体的数目为________种。
(2)氟烷的麻醉作用比吗啡强100倍。已知氟烷的分子式为C2HClBrF3，则氟烷的同分异构体(不考虑手性异构)有________种。
(3)萘的分子式为C10H8，结构简式可以表示为。萘的二氯代物(C10H6Cl2)有________种可能的结构，萘的六氯代物(C10H2Cl6)有________种可能的结构。
解析：(1)和苯环一样，环上先确定邻、间、对3种情况，多的一种是在“间”情况下2个Cl可分别连在两个N上或分别连在两个B上。(2)3个氟原子连在同一个碳原子上有1种同分异构体，2个氟原子连在同一个碳原子上有3种同分异构体，共4种。(3)萘的二氯代物和萘的六氯代物的同分异构体数目相同。
答案：(1)4 (2)4 (3)10 10
15．(18分)国家药品监督管理局曾发布通告暂停使用和销售含苯醇胺的药品制剂。苯丙醇胺(英文缩写PPA)的结构简式为：，其中?—代表苯基。苯丙醇胺是一种一取代苯，取代基是：。
(1)PPA的分子式是________。
(2)它的取代基中有两个官能团，名称是________基和________基。
(3)改变?—、H2N—、HO—在碳链上的位置，可以写出多种同分异构体，其中5种的结构简式是：
请写出另外4种同分异构体的结构简式：__________________，______________，________________，__________________(不要写出—OH和—NH2连在同一个碳原子上的异构体)。
解析：(3)苯环侧链上的3个碳原子连成直链时，3个碳原子的位置各不相同，两个取代基连在三个碳原子上排布共有6种，题目已给出其中5种，依此规律可写出第6种，若苯环侧链上三个碳原子排成时，则碳原子的位置有2种，两个取代基连在位置不同的碳原子上可得2种结构，连在位置相同的两个碳原子上时，则又得到1种结构。
答案：(1)C9H13NO (2)羟 氨
