2023-2024学年高中化学人教版2019选择性必修3课后习题 第一章 第一节 第2课时 有机化合物中的共价键及同分异构现象（含解析）
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| 名称 | 2023-2024学年高中化学人教版2019选择性必修3课后习题 第一章 第一节 第2课时 有机化合物中的共价键及同分异构现象（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 735.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-11 14:59:36 | ||
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文档简介
第2课时 有机化合物中的共价键及同分异构现象
A级 必备知识基础练
1.下列有关化学用语的表示中正确的是 ( )
A.乙醇分子的球棍模型为
B.一氯甲烷的电子式为HCl
C.乙酸的结构简式为C2H4O2
D.分子组成为C5H12的有机化合物有3种
2.下列属于碳架异构的是( )
A.和C(CH3)4
B.CH2CHCH2CH3和
CH3CHCHCH3
C.CH3CH2CHO和CH3COCH3
D.CH3CH2CH2COOH和
CH3COOCH2CH3
3.关于乙烯分子中化学键的描述正确的是 ( )
A.碳原子sp2杂化轨道形成σ键,未杂化的2p轨道形成π键
B.乙烯分子中有4个σ键、2个π键
C.C—H是两个原子的sp2杂化轨道形成σ键,C—C是未杂化的2p轨道形成π键
D.C—C是sp2杂化轨道形成σ键,C—H是未杂化的2p轨道形成π键
4.下列分子中,既有极性键又有非极性键的是( )
A.CH2Cl2 B.HCHO
C.H2O D.CH2CH—CH3
5.(2022浙江湖州高二期中)下列属于同分异构体的是( )
A.和
B.和
C.HCOOCH2CH3和CH3CH2OCHO
D.和
6.如图均是由4个碳原子结合成的6种有机化合物(氢原子没有画出)。
(1)有机化合物(a)有一种同分异构体,试写出其结构简式: 。
(2)上述有机化合物中与(c)互为同分异构体的是 (填代号)。
(3)任写一种与(e)互为同系物的有机化合物的结构简式: 。
7.如图所示是两种有机化合物的碳骨架结构:
请回答:
(1)其分子式分别是 、 。
(2)降冰片烷发生一氯取代时,取代位置有 种。
(3)篮烷发生一氯取代时,其一氯取代物有 种。
B级 关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
8.根据各原子的成键特点,下列物质存在的是( )
A.C3H8O
B.C7H15O
C.C3H6Cl
D.C4H8NO
9.如图是甲醛分子的结构式,下列描述正确的是( )
A.甲醛分子中有4个σ键
B.甲醛分子中的C原子为sp2杂化
C.甲醛分子中有两个π键
D.甲醛分子为平面三角形,有一个π键垂直于三角形平面
10.(2022湖南高二阶段练习)纳米机器人日益受到人类的关注。纳米机器的“车轮”常用组件如图所示:
下列说法不正确的是( )
A.①②③④均是有机化合物
B.④的分子式为C10H16
C.苯有多种同分异构体,其中一种是②
D.①②④分子中具有化学环境不同的氢原子分别为3种、1种、2种
11.(2022浙江宁波高一检测)下列说法正确的是( )
A.18O2和16O2互为同位素
B.CH3CH2CH2CH2CH2CH3和互为同系物
C.白蚁信息素的键线式可表示为,其分子式为C9H20
D.H2NCH2COOCH3与CH3CH2NO2互为同分异构体
12.认真观察下列有机化合物,请填写下列空白。
A. B.
C.
D.
E.
F.HCOOCH3
(1)D中含有的官能团有 (填名称,下同);E中含有的官能团有 。
(2)下列说法错误的是 。
a.A物质属于酚类
b.B物质可以看作醇类、酚类和羧酸类
c.C物质的分子式为C8H8O4
d.F物质只具有酯的性质
(3)1 mol A物质中含 (设NA为阿伏加德罗常数的值)个σ键,F物质中σ键与π键个数比为 。
13.(1)写出下面有机化合物的结构简式和键线式:
: 、 。
(2)某有机化合物的键线式为
,则它的分子式为 ,含有的官能团名称为 ,它属于 (填“芳香族化合物”或“脂环化合物”)。
(3)已知分子式为C5H12O的有机化合物有多种同分异构体,下列给出其中的四种:
A.CH3—CH2—CH2—CH2—CH2OH
B.CH3—O—CH2—CH2—CH2—CH3
C.
D.
根据上述信息完成下列空白:
①根据所含官能团判断,A属于 类有机化合物。B、C、D中,与A互为官能团异构的是 (填字母,下同),与A互为碳架异构的是 ,与A互为位置异构的是 。
②写出与A互为位置异构(但与B、C、D不重复)的有机化合物的结构简式: 。
③与A互为碳架异构的同分异构体共有三种,除B、C、D中的一种外,写出另外两种同分异构体的结构简式: 、 。
C级 学科素养创新练
14.(2022山东日照高二检测)异辛烷是汽油抗爆震度的一个标准,下图是异辛烷的球棍模型:
(1)根据球棍模型,写出异辛烷的结构简式: ;
异辛烷与乙烷的关系是 (填“同系物”或“同分异构体”)。
(2)写出异辛烷完全燃烧的化学方程式: (异辛烷用分子式表示)。1 mol 异辛烷和1 mol正庚烷分别完全燃烧生成水和二氧化碳,消耗氧气的物质的量之差是 mol。
(3)异辛烷的同分异构体有很多,其中一种同分异构体X的分子结构中含有6个甲基,则X的结构简式为 。
第2课时 有机化合物中的共价键及同分异构现象
1.D 为乙醇的空间填充模型,故A错误;一氯甲烷中C、Cl两种原子最外层都满足8电子稳定结构,正确的电子式为H,故B错误;乙酸分子中含有羧基,正确的结构简式为CH3COOH,故C错误;分子组成为C5H12的有机化合物为戊烷,戊烷存在正戊烷、异戊烷和新戊烷3种同分异构体,故D正确。
2.A B项属于官能团位置异构;C、D两项属于官能团异构。
3.A 在乙烯分子中,每个碳原子的2s轨道与2个2p轨道杂化形成3个sp2杂化轨道,其中2个sp2杂化轨道分别与2个氢原子的1s轨道形成C—H σ键,另外1个sp2杂化轨道与另一个碳原子的1个sp2杂化轨道形成C—C σ键;2个碳原子中未参与杂化的2p轨道形成1个π键。
4.D CH2CH—CH3中存在CC、C—C非极性键和C—H极性键。
5.D 甲烷的空间构型为正四面体,二氯甲烷只有一种结构,因此A项中属于同一种物质;B项中均为邻二甲苯,属于同一种物质;C项中均为甲酸乙酯,属于同一种物质;D项中前者分子式为C4H8,属于烯烃,后者分子式为C4H8,属于环烷烃,它们互为同分异构体,故D符合题意。
6.答案 (1)CH3CH2CH2CH3
(2)(b)(f)
(3)CH≡CH(合理即可)
解析 (a)~(f)6种有机化合物的结构简式分别为
、、CH3—CHCH—CH3、CH2CH—CHCH2、HC≡C—CH2—CH3、。根据相关的知识可得出相应的答案。
7.答案 (1)C7H12 C10H12 (2)3 (3)4
解析 (1)1个降冰片烷分子中含7个碳原子,根据碳原子的成键特点可知其分子式为C7H12;1个篮烷分子中含10个碳原子,根据碳原子的成键特点可知其分子式为C10H12。(2)降冰片烷分子中含3种等效氢原子,故当它发生一氯取代时,取代位置有3种。(3)篮烷分子中含4种等效氢原子,故其一氯代物有4种。
8.A 由碳原子及其他原子的成键特点分析可知,可存在物质C3H8O。
9.BD 共价单键为σ键,共价双键中含有一个σ键、一个π键,则甲醛分子中含有3个σ键,故A错误;该分子中碳原子价层电子对数是3且不含孤电子对,根据价层电子对互斥理论判断碳原子杂化类型为sp2杂化,故B正确;有一个双键,包括1个σ键和1个π键,故C错误;甲醛分子中碳原子采用sp2杂化,为平面三角形结构,其中的π键垂直于三角形平面,故D正确。
10.A 富勒烯是碳元素形成的单质,不属于有机化合物,A错误;根据④的结构简式可知其分子式为C10H16,B正确;②的分子式为C6H6,与苯的分子式相同,但结构不同,为苯的一种同分异构体,C正确;①的分子有图示三种化学环境不同的氢原子:,②的分子只有一种氢原子,④的分子有两种氢原子,D正确。
11.B 18O2和16O2都是单质,A错误;
CH3CH2CH2CH2CH2CH3的分子式是C6H14,
的分子式是C5H12,两者同属于烷烃,且分子式相差一个CH2,互为同系物,B正确;根据白蚁信息素的键线式可知,其分子式为C9H18,C错误;H2NCH2COOCH3和CH3CH2NO2的分子式分别为C3H7O2N和C2H5O2N,分子式不同,不能互为同分异构体,D错误。
12.答案 (1)羟基、羧基 碳碳双键、酯基
(2)ad (3)19NA 7∶1
解析 (1)中含有的官能团为羟基和羧基;CH2CHOOCCHCHCOOCHCH2中含有的官能团为碳碳双键和酯基。
(2)含有羟基,但不含苯环,属于醇类,a错误;分子中含有羧基、醇羟基和酚羟基,可以看作羧酸类、醇类和酚类,b正确;的分子式为C8H8O4,c正确;HCOOCH3分子中含有酯基、醛基两种官能团,既具有酯的性质,又具有醛的性质,d错误。
(3)1个A物质的分子中含19个σ键,则1 mol A物质中含19NA个σ键,1个F物质的分子中含7个σ键,含1个π键,则σ键与π键个数比为7∶1。
13.答案 (1)CH2CHCHCH2
(2)C9H14O 羟基、碳碳双键 脂环化合物
(3)①醇 B D C ②
③
解析 (1)由结构式可知,其结构简式为CH2CHCHCH2,键线式为。
(2)由该有机化合物的键线式可知,其分子式为C9H14O,分子中含有的官能团为羟基和碳碳双键。该有机化合物分子结构中无苯环,不属于芳香族化合物。
(3)①A属于醇类有机化合物,B属于醚类有机化合物,故A与B属于官能团异构。C的碳链与A相同,但羟基位置不同,故A与C属于位置异构。而D也是醇类有机化合物,但碳骨架与A不同,因此A与D属于碳架异构。②碳链中有三种碳原子,羟基位于1号碳原子上即为A,位于2号碳原子上即为C,当羟基位于3号碳原子上时,即为满足要求的有机化合物。③要与A互为碳架异构,则必须是醇类有机化合物,且最长的碳链上碳原子数应该小于5,共有如下3种:
、和。
14.答案 (1) 同系物
(2)2C8H18+25O216CO2+18H2O 1.5
(3)
解析 (1)异辛烷的球棍模型中小黑球为氢原子,灰色的球为碳原子,异辛烷的结构简式为;异辛烷与乙烷的结构相似,分子组成相差6个CH2,二者互为同系物。
(2)异辛烷的分子式为C8H18,完全燃烧生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为2C8H18+25O216CO2+18H2O;由反应式可知1 mol异辛烷完全燃烧消耗氧气 mol=12.5 mol,1 mol正庚烷完全燃烧消耗氧气(7+) mol=11 mol,则1 mol异辛烷和1 mol正庚烷分别完全燃烧生成水和二氧化碳,消耗氧气的物质的量之差是1.5 mol。
A级 必备知识基础练
1.下列有关化学用语的表示中正确的是 ( )
A.乙醇分子的球棍模型为
B.一氯甲烷的电子式为HCl
C.乙酸的结构简式为C2H4O2
D.分子组成为C5H12的有机化合物有3种
2.下列属于碳架异构的是( )
A.和C(CH3)4
B.CH2CHCH2CH3和
CH3CHCHCH3
C.CH3CH2CHO和CH3COCH3
D.CH3CH2CH2COOH和
CH3COOCH2CH3
3.关于乙烯分子中化学键的描述正确的是 ( )
A.碳原子sp2杂化轨道形成σ键,未杂化的2p轨道形成π键
B.乙烯分子中有4个σ键、2个π键
C.C—H是两个原子的sp2杂化轨道形成σ键,C—C是未杂化的2p轨道形成π键
D.C—C是sp2杂化轨道形成σ键,C—H是未杂化的2p轨道形成π键
4.下列分子中,既有极性键又有非极性键的是( )
A.CH2Cl2 B.HCHO
C.H2O D.CH2CH—CH3
5.(2022浙江湖州高二期中)下列属于同分异构体的是( )
A.和
B.和
C.HCOOCH2CH3和CH3CH2OCHO
D.和
6.如图均是由4个碳原子结合成的6种有机化合物(氢原子没有画出)。
(1)有机化合物(a)有一种同分异构体,试写出其结构简式: 。
(2)上述有机化合物中与(c)互为同分异构体的是 (填代号)。
(3)任写一种与(e)互为同系物的有机化合物的结构简式: 。
7.如图所示是两种有机化合物的碳骨架结构:
请回答:
(1)其分子式分别是 、 。
(2)降冰片烷发生一氯取代时,取代位置有 种。
(3)篮烷发生一氯取代时,其一氯取代物有 种。
B级 关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
8.根据各原子的成键特点,下列物质存在的是( )
A.C3H8O
B.C7H15O
C.C3H6Cl
D.C4H8NO
9.如图是甲醛分子的结构式,下列描述正确的是( )
A.甲醛分子中有4个σ键
B.甲醛分子中的C原子为sp2杂化
C.甲醛分子中有两个π键
D.甲醛分子为平面三角形,有一个π键垂直于三角形平面
10.(2022湖南高二阶段练习)纳米机器人日益受到人类的关注。纳米机器的“车轮”常用组件如图所示:
下列说法不正确的是( )
A.①②③④均是有机化合物
B.④的分子式为C10H16
C.苯有多种同分异构体,其中一种是②
D.①②④分子中具有化学环境不同的氢原子分别为3种、1种、2种
11.(2022浙江宁波高一检测)下列说法正确的是( )
A.18O2和16O2互为同位素
B.CH3CH2CH2CH2CH2CH3和互为同系物
C.白蚁信息素的键线式可表示为,其分子式为C9H20
D.H2NCH2COOCH3与CH3CH2NO2互为同分异构体
12.认真观察下列有机化合物,请填写下列空白。
A. B.
C.
D.
E.
F.HCOOCH3
(1)D中含有的官能团有 (填名称,下同);E中含有的官能团有 。
(2)下列说法错误的是 。
a.A物质属于酚类
b.B物质可以看作醇类、酚类和羧酸类
c.C物质的分子式为C8H8O4
d.F物质只具有酯的性质
(3)1 mol A物质中含 (设NA为阿伏加德罗常数的值)个σ键,F物质中σ键与π键个数比为 。
13.(1)写出下面有机化合物的结构简式和键线式:
: 、 。
(2)某有机化合物的键线式为
,则它的分子式为 ,含有的官能团名称为 ,它属于 (填“芳香族化合物”或“脂环化合物”)。
(3)已知分子式为C5H12O的有机化合物有多种同分异构体,下列给出其中的四种:
A.CH3—CH2—CH2—CH2—CH2OH
B.CH3—O—CH2—CH2—CH2—CH3
C.
D.
根据上述信息完成下列空白:
①根据所含官能团判断,A属于 类有机化合物。B、C、D中,与A互为官能团异构的是 (填字母,下同),与A互为碳架异构的是 ,与A互为位置异构的是 。
②写出与A互为位置异构(但与B、C、D不重复)的有机化合物的结构简式: 。
③与A互为碳架异构的同分异构体共有三种,除B、C、D中的一种外,写出另外两种同分异构体的结构简式: 、 。
C级 学科素养创新练
14.(2022山东日照高二检测)异辛烷是汽油抗爆震度的一个标准,下图是异辛烷的球棍模型:
(1)根据球棍模型,写出异辛烷的结构简式: ;
异辛烷与乙烷的关系是 (填“同系物”或“同分异构体”)。
(2)写出异辛烷完全燃烧的化学方程式: (异辛烷用分子式表示)。1 mol 异辛烷和1 mol正庚烷分别完全燃烧生成水和二氧化碳,消耗氧气的物质的量之差是 mol。
(3)异辛烷的同分异构体有很多,其中一种同分异构体X的分子结构中含有6个甲基,则X的结构简式为 。
第2课时 有机化合物中的共价键及同分异构现象
1.D 为乙醇的空间填充模型,故A错误;一氯甲烷中C、Cl两种原子最外层都满足8电子稳定结构,正确的电子式为H,故B错误;乙酸分子中含有羧基,正确的结构简式为CH3COOH,故C错误;分子组成为C5H12的有机化合物为戊烷,戊烷存在正戊烷、异戊烷和新戊烷3种同分异构体,故D正确。
2.A B项属于官能团位置异构;C、D两项属于官能团异构。
3.A 在乙烯分子中,每个碳原子的2s轨道与2个2p轨道杂化形成3个sp2杂化轨道,其中2个sp2杂化轨道分别与2个氢原子的1s轨道形成C—H σ键,另外1个sp2杂化轨道与另一个碳原子的1个sp2杂化轨道形成C—C σ键;2个碳原子中未参与杂化的2p轨道形成1个π键。
4.D CH2CH—CH3中存在CC、C—C非极性键和C—H极性键。
5.D 甲烷的空间构型为正四面体,二氯甲烷只有一种结构,因此A项中属于同一种物质;B项中均为邻二甲苯,属于同一种物质;C项中均为甲酸乙酯,属于同一种物质;D项中前者分子式为C4H8,属于烯烃,后者分子式为C4H8,属于环烷烃,它们互为同分异构体,故D符合题意。
6.答案 (1)CH3CH2CH2CH3
(2)(b)(f)
(3)CH≡CH(合理即可)
解析 (a)~(f)6种有机化合物的结构简式分别为
、、CH3—CHCH—CH3、CH2CH—CHCH2、HC≡C—CH2—CH3、。根据相关的知识可得出相应的答案。
7.答案 (1)C7H12 C10H12 (2)3 (3)4
解析 (1)1个降冰片烷分子中含7个碳原子,根据碳原子的成键特点可知其分子式为C7H12;1个篮烷分子中含10个碳原子,根据碳原子的成键特点可知其分子式为C10H12。(2)降冰片烷分子中含3种等效氢原子,故当它发生一氯取代时,取代位置有3种。(3)篮烷分子中含4种等效氢原子,故其一氯代物有4种。
8.A 由碳原子及其他原子的成键特点分析可知,可存在物质C3H8O。
9.BD 共价单键为σ键,共价双键中含有一个σ键、一个π键,则甲醛分子中含有3个σ键,故A错误;该分子中碳原子价层电子对数是3且不含孤电子对,根据价层电子对互斥理论判断碳原子杂化类型为sp2杂化,故B正确;有一个双键,包括1个σ键和1个π键,故C错误;甲醛分子中碳原子采用sp2杂化,为平面三角形结构,其中的π键垂直于三角形平面,故D正确。
10.A 富勒烯是碳元素形成的单质,不属于有机化合物,A错误;根据④的结构简式可知其分子式为C10H16,B正确;②的分子式为C6H6,与苯的分子式相同,但结构不同,为苯的一种同分异构体,C正确;①的分子有图示三种化学环境不同的氢原子:,②的分子只有一种氢原子,④的分子有两种氢原子,D正确。
11.B 18O2和16O2都是单质,A错误;
CH3CH2CH2CH2CH2CH3的分子式是C6H14,
的分子式是C5H12,两者同属于烷烃,且分子式相差一个CH2,互为同系物,B正确;根据白蚁信息素的键线式可知,其分子式为C9H18,C错误;H2NCH2COOCH3和CH3CH2NO2的分子式分别为C3H7O2N和C2H5O2N,分子式不同,不能互为同分异构体,D错误。
12.答案 (1)羟基、羧基 碳碳双键、酯基
(2)ad (3)19NA 7∶1
解析 (1)中含有的官能团为羟基和羧基;CH2CHOOCCHCHCOOCHCH2中含有的官能团为碳碳双键和酯基。
(2)含有羟基,但不含苯环,属于醇类,a错误;分子中含有羧基、醇羟基和酚羟基,可以看作羧酸类、醇类和酚类,b正确;的分子式为C8H8O4,c正确;HCOOCH3分子中含有酯基、醛基两种官能团,既具有酯的性质,又具有醛的性质,d错误。
(3)1个A物质的分子中含19个σ键,则1 mol A物质中含19NA个σ键,1个F物质的分子中含7个σ键,含1个π键,则σ键与π键个数比为7∶1。
13.答案 (1)CH2CHCHCH2
(2)C9H14O 羟基、碳碳双键 脂环化合物
(3)①醇 B D C ②
③
解析 (1)由结构式可知,其结构简式为CH2CHCHCH2,键线式为。
(2)由该有机化合物的键线式可知,其分子式为C9H14O,分子中含有的官能团为羟基和碳碳双键。该有机化合物分子结构中无苯环,不属于芳香族化合物。
(3)①A属于醇类有机化合物,B属于醚类有机化合物,故A与B属于官能团异构。C的碳链与A相同,但羟基位置不同,故A与C属于位置异构。而D也是醇类有机化合物,但碳骨架与A不同,因此A与D属于碳架异构。②碳链中有三种碳原子,羟基位于1号碳原子上即为A,位于2号碳原子上即为C,当羟基位于3号碳原子上时,即为满足要求的有机化合物。③要与A互为碳架异构,则必须是醇类有机化合物,且最长的碳链上碳原子数应该小于5,共有如下3种:
、和。
14.答案 (1) 同系物
(2)2C8H18+25O216CO2+18H2O 1.5
(3)
解析 (1)异辛烷的球棍模型中小黑球为氢原子,灰色的球为碳原子,异辛烷的结构简式为;异辛烷与乙烷的结构相似,分子组成相差6个CH2,二者互为同系物。
(2)异辛烷的分子式为C8H18,完全燃烧生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为2C8H18+25O216CO2+18H2O;由反应式可知1 mol异辛烷完全燃烧消耗氧气 mol=12.5 mol,1 mol正庚烷完全燃烧消耗氧气(7+) mol=11 mol,则1 mol异辛烷和1 mol正庚烷分别完全燃烧生成水和二氧化碳,消耗氧气的物质的量之差是1.5 mol。