2.1 课时2 同分异构体 同步练（含解析） 2024-2025学年高二化学苏教版（2020）选择性必修3
文档属性
| 名称 | 2.1 课时2 同分异构体 同步练（含解析） 2024-2025学年高二化学苏教版（2020）选择性必修3 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 287.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-04-02 08:02:33 | ||
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文档简介
2.1 课时2 同分异构体
【课后精练】
基础训练
1.下列各组有机物不可能互为同分异构体的是( )。
A.乙醇和乙醚 B.间二甲苯和对二甲苯
C.乙酸和甲酸甲酯 D.1-丁烯和环丁烷
2.(创新题)甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构,而不是正方形的平面结构,理由是( )。
A.CH3Cl不存在同分异构体
B.CH2Cl2不存在同分异构体
C.CHCl3不存在同分异构体
D.CH4的四个价键的键角和键长都相等
3.甲、乙两种有机化合物的球棍模型如下:
下列有关两者的描述正确的是( )。
A.甲、乙为同一物质
B.甲、乙互为同分异构体
C.甲、乙一氯取代物的数目不同
D.甲、乙分子中含有的共价键数目不同
4.二噁英是一类物质的统称,这类物质的母体是,其中苯环上的氢原子如果被氯原子取代,所得到物质的毒性是KCN的100倍。当两个氯原子取代苯环上的氢原子时,所得到的同分异构体的数目是( )。
A.7 B.8 C.9 D.10
5.化合物X的分子式为C5H10O,其分子结构中含有碳氧双键(),X的可能结构(不考虑立体异构)有( )。
A.5种 B.6种 C.7种 D.8种
6.下列物质的一氯代物的数目相同的是( )。
①
②
③ ④
A.①② B.③④ C.②③ D.②④
7.下列物质中,互为同分异构体的是( )。
A.与
B.与CH3CH2CH2CH2Cl
C.CH4与CH3CH3
D.CH3CH(CH3)CH2CH2CH3与
CH3CH2CH2CH(CH3)CH3
8.下列有机化合物中一氯代物的同分异构体数目与其他三种不同的是( )。
A. B. C. D.
9.的同分异构体中,含有苯环且苯环上一氯代物只有一种的结构共有(不考虑立体异构)( )。
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
综合提升
10.与键线式为的物质互为同分异构体的是( )。
A. B.
C. D.
11.下列有关同分异构体的叙述中,正确的是( )。
A.C2H5OH和CH3OCH3属于位置异构
B.含有5个碳原子的饱和链烃,其一氯代物有8种
C.菲的结构简式为,它与硝酸反应可生成6种一硝基取代物
D.2-氯丁烷与NaOH的水溶液共热发生反应,可生成2种有机物
12.下列有机物的同分异构体数目最多的是(不考虑立体异构)( )。
A.C5H12 B.甲苯的一氯代物
C.C3H6Cl2 D.含苯环的C7H8O
13.已知某有机化合物的分子式为C5H12,下列有关该有机化合物判断不正确的是( )。
A.如果一氯代物只有一种,其结构简式必定是C(CH3)4
B.如果一氯代物只有四种,其结构简式必定是(CH3)2CHCH2CH3
C.如果二氯代物只有两种,其结构简式一定是C(CH3)4
D.分子式为C5H10的所有烯烃类同分异构体的加氢产物正好是C5H12的所有同分异构体
创新应用
14.立方烷是一种新合成的烃,其分子为正方体结构,其碳架结构如图所示。
(1)立方烷的分子式为 。
(2)立方烷的二氯代物的数目是 。
(3)下列有机物属于立方烷的同分异构体的是 (填字母,下同)。
A. B. C. D.
(4)已知化合物A(C4Si4H8)与立方烷的分子结构相似,如图所示,则C4Si4H8的二氯代物的同分异构体数目为 。
A.3 B.4 C.5 D.6
15.已知下列有机物:
①CH3—CH2—CH2—CH3和
②CH2CH—CH2—CH3和CH3—CHCH—CH3
③CH3—CH2—OH和CH3—O—CH3
④和
⑤和
⑥CH3—CH2—CHCH—CH3和
⑦CH2CH—CHCH2和CH3—CH2—C≡CH
(1)其中属于同分异构体的是 。
(2)其中属于碳链异构的是 。
(3)其中属于官能团位置异构的是 。
(4)其中属于官能团类型异构的是 。
(5)其中属于同一种物质的是 。
16.(创新题)下列几种烃类物质。
(1)环辛四烯的分子式为 。
(2)互为同分异构体的有 、 (填写名称,可以不填满,也可以再补充)。
(3)正四面体烷的一氯取代产物有 种;立方烷的二氯取代产物有 种。
17.(1)M的分子式为C4H9Cl,1H核磁共振谱表明其只有一种氢原子,则M的结构简式为 。
(2)写出同时满足下列条件的分子式为C6H10O4的所有结构简式: 。
①只含一种官能团;②链状结构且无—O—O—;③1H核磁共振谱只有2组峰。
(3)某化合物B是的同分异构体,且分子中只有两种不同化学环境的氢原子。写出该化合物的结构简式: (任写一种)。
参考答案
1.A 解析 乙醇的结构简式为CH3CH2OH,乙醚的结构简式为CH3CH2—O—CH2CH3,二者的分子式不同,不互为同分异构体。
2.B 解析 如果甲烷分子是正方形的平面结构,则CH2Cl2存在同分异构体(两个氯原子位于邻位和对位);实际上CH2Cl2不存在同分异构体,故甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构。
3.B 解析 由甲、乙的球棍模型可知,甲、乙的分子式相同,均为C4H10,结构不同,互为同分异构体。甲和乙中都有2种不同化学环境的氢原子,一氯取代物都有2种。两物质含共价键的数目相同。
4.D 解析 有两条对称轴,采用定一移一法。如图和,共7+3=10种。
5.C 解析 满足条件的X有C4H9—CHO(4种)、(2种)、,共7种。
6.C 解析 根据等效氢法可知,①有7种不同位置的H原子,标注为;②有4种不同位置的H原子,标注为;③有4种不同位置的H原子,标注为;④有7种不同位置的H原子,标注为。综上所述可知,物质②③的一氯代物均为4种,物质①④的一氯代物均为7种。
7.B 解析 A项,与的分子式不同,不互为同分异构体;C项,CH4与CH3CH3的分子式不同,不互为同分异构体;D项,CH3CH(CH3)CH2CH2CH3与CH3CH2CH2CH(CH3)CH3具有相同的分子式、相同的结构,因此属于同种物质。
8.D 解析 A、B、C三项中有机物的一氯代物的同分异构体数均为4,D项中有机物的一氯代物的同分异构体数为3。
9.C 解析 满足该条件的同分异构体有、、
、,共4种。
10.D 解析 和的分子式都为C7H8O,故D项正确。
11.B 解析 乙醇的官能团是羟基,甲醚的官能团是醚键,两种物质的官能团不同,属于官能团异构,A项错误;含有5个碳原子的饱和链烃是戊烷,有三种结构,分别为正戊烷、异戊烷、新戊烷,正戊烷一氯代物有3种,异戊烷一氯代物有4种,新戊烷一氯代物有1种,共8种,B项正确;菲的结构简式为,有对称性,它与硝酸反应可生成5种一硝基取代物,如图,C项错误;2-氯丁烷与NaOH的水溶液共热发生水解反应,可生成1种有机物:2-丁醇,D项错误。
12.D 解析 C5H12是戊烷,有3种同分异构体;甲苯的一氯代物有4种(取代甲基上的氢原子有1种,取代苯环上的氢原子有3种);C3H6Cl2的同分异构体有4种(2个Cl原子在同一个C原子上时有2种,2个Cl原子在不同C原子上时有2种);含苯环的C7H8O的同分异构体有5种:、、、、。
13.D 解析 分子式为C5H12的有机化合物为戊烷,存在三种同分异构体:CH3CH2CH2CH2CH3、、。如果一氯代物只有一种,说明分子中只含一种氢原子,结构简式为,A项正确;如果一氯代物只有四种,说明分子中含四种不同氢原子,结构简式为,B项正确;正戊烷的二氯代物有9种,的二氯代物有10种,的二氯代物有两种,C项正确;分子式为C5H10的所有烯烃的加氢产物不含,D项错误。
14.(1)C8H8 (2)3 (3)BD (4)B
解析 (2)立方烷的二氯代物的氯原子可以占据同一边上的两个顶点、面对角线的两个顶点、体对角线的两个顶点,共3种情况。(3)A项物质为C4H4,B项物质为C8H8,C项物质为C10H8,D项物质为C8H8,故B、D与立方烷互为同分异构体。(4)化合物A的二氯代物在面对角线上有2种同分异构体,在立方体的同一边上有1种同分异构体,在体对角线上有1种同分异构体,共有4种同分异构体。
15.(1)①②③④⑥⑦ (2)① (3)② (4)③④⑥⑦ (5)⑤
16.(1)C8H8 (2)苯和棱晶烷 乙烯基乙炔和正四面体烷(或环辛四烯和立方烷) (3)1 3
解析 首先找出分子的对称中心,确定等效氢的种类,然后确定取代产物的种类。
(1)依据碳的四价原则,推知环辛四烯分子中每个碳原子只结合一个氢原子,故环辛四烯的分子式为C8H8。
(3)正四面体烷完全对称,分子中只有一种化学环境的氢原子,一氯取代物只有一种;立方烷分子中只有一种化学环境的氢原子,但其二氯取代物有3种,分别为。
17.(1)(CH3)3CCl
(2)CH3COOCH2CH2OOCCH3、CH3CH2OOCCOOCH2CH3、
CH3OOCCH2CH2COOCH3
(3)(或)
解析 (2)分子式为C6H10O4,其中10个氢原子只有2种吸收峰,那么必含有—CH2—、—CH3,且要连接在对称位置上,只含有一种官能团且有4个氧原子,因为不含—O—O—键,所以有2个酯基,故满足条件的结构简式有、CH2OOCCH3、OOCCOOCH2CH3。(3)化合物B的分子式为C7H14O,它的同分异构体中要求有两种不同化学环境的氢原子,则该物质具有对称结构,结构简式为(或)。
【课后精练】
基础训练
1.下列各组有机物不可能互为同分异构体的是( )。
A.乙醇和乙醚 B.间二甲苯和对二甲苯
C.乙酸和甲酸甲酯 D.1-丁烯和环丁烷
2.(创新题)甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构,而不是正方形的平面结构,理由是( )。
A.CH3Cl不存在同分异构体
B.CH2Cl2不存在同分异构体
C.CHCl3不存在同分异构体
D.CH4的四个价键的键角和键长都相等
3.甲、乙两种有机化合物的球棍模型如下:
下列有关两者的描述正确的是( )。
A.甲、乙为同一物质
B.甲、乙互为同分异构体
C.甲、乙一氯取代物的数目不同
D.甲、乙分子中含有的共价键数目不同
4.二噁英是一类物质的统称,这类物质的母体是,其中苯环上的氢原子如果被氯原子取代,所得到物质的毒性是KCN的100倍。当两个氯原子取代苯环上的氢原子时,所得到的同分异构体的数目是( )。
A.7 B.8 C.9 D.10
5.化合物X的分子式为C5H10O,其分子结构中含有碳氧双键(),X的可能结构(不考虑立体异构)有( )。
A.5种 B.6种 C.7种 D.8种
6.下列物质的一氯代物的数目相同的是( )。
①
②
③ ④
A.①② B.③④ C.②③ D.②④
7.下列物质中,互为同分异构体的是( )。
A.与
B.与CH3CH2CH2CH2Cl
C.CH4与CH3CH3
D.CH3CH(CH3)CH2CH2CH3与
CH3CH2CH2CH(CH3)CH3
8.下列有机化合物中一氯代物的同分异构体数目与其他三种不同的是( )。
A. B. C. D.
9.的同分异构体中,含有苯环且苯环上一氯代物只有一种的结构共有(不考虑立体异构)( )。
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
综合提升
10.与键线式为的物质互为同分异构体的是( )。
A. B.
C. D.
11.下列有关同分异构体的叙述中,正确的是( )。
A.C2H5OH和CH3OCH3属于位置异构
B.含有5个碳原子的饱和链烃,其一氯代物有8种
C.菲的结构简式为,它与硝酸反应可生成6种一硝基取代物
D.2-氯丁烷与NaOH的水溶液共热发生反应,可生成2种有机物
12.下列有机物的同分异构体数目最多的是(不考虑立体异构)( )。
A.C5H12 B.甲苯的一氯代物
C.C3H6Cl2 D.含苯环的C7H8O
13.已知某有机化合物的分子式为C5H12,下列有关该有机化合物判断不正确的是( )。
A.如果一氯代物只有一种,其结构简式必定是C(CH3)4
B.如果一氯代物只有四种,其结构简式必定是(CH3)2CHCH2CH3
C.如果二氯代物只有两种,其结构简式一定是C(CH3)4
D.分子式为C5H10的所有烯烃类同分异构体的加氢产物正好是C5H12的所有同分异构体
创新应用
14.立方烷是一种新合成的烃,其分子为正方体结构,其碳架结构如图所示。
(1)立方烷的分子式为 。
(2)立方烷的二氯代物的数目是 。
(3)下列有机物属于立方烷的同分异构体的是 (填字母,下同)。
A. B. C. D.
(4)已知化合物A(C4Si4H8)与立方烷的分子结构相似,如图所示,则C4Si4H8的二氯代物的同分异构体数目为 。
A.3 B.4 C.5 D.6
15.已知下列有机物:
①CH3—CH2—CH2—CH3和
②CH2CH—CH2—CH3和CH3—CHCH—CH3
③CH3—CH2—OH和CH3—O—CH3
④和
⑤和
⑥CH3—CH2—CHCH—CH3和
⑦CH2CH—CHCH2和CH3—CH2—C≡CH
(1)其中属于同分异构体的是 。
(2)其中属于碳链异构的是 。
(3)其中属于官能团位置异构的是 。
(4)其中属于官能团类型异构的是 。
(5)其中属于同一种物质的是 。
16.(创新题)下列几种烃类物质。
(1)环辛四烯的分子式为 。
(2)互为同分异构体的有 、 (填写名称,可以不填满,也可以再补充)。
(3)正四面体烷的一氯取代产物有 种;立方烷的二氯取代产物有 种。
17.(1)M的分子式为C4H9Cl,1H核磁共振谱表明其只有一种氢原子,则M的结构简式为 。
(2)写出同时满足下列条件的分子式为C6H10O4的所有结构简式: 。
①只含一种官能团;②链状结构且无—O—O—;③1H核磁共振谱只有2组峰。
(3)某化合物B是的同分异构体,且分子中只有两种不同化学环境的氢原子。写出该化合物的结构简式: (任写一种)。
参考答案
1.A 解析 乙醇的结构简式为CH3CH2OH,乙醚的结构简式为CH3CH2—O—CH2CH3,二者的分子式不同,不互为同分异构体。
2.B 解析 如果甲烷分子是正方形的平面结构,则CH2Cl2存在同分异构体(两个氯原子位于邻位和对位);实际上CH2Cl2不存在同分异构体,故甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构。
3.B 解析 由甲、乙的球棍模型可知,甲、乙的分子式相同,均为C4H10,结构不同,互为同分异构体。甲和乙中都有2种不同化学环境的氢原子,一氯取代物都有2种。两物质含共价键的数目相同。
4.D 解析 有两条对称轴,采用定一移一法。如图和,共7+3=10种。
5.C 解析 满足条件的X有C4H9—CHO(4种)、(2种)、,共7种。
6.C 解析 根据等效氢法可知,①有7种不同位置的H原子,标注为;②有4种不同位置的H原子,标注为;③有4种不同位置的H原子,标注为;④有7种不同位置的H原子,标注为。综上所述可知,物质②③的一氯代物均为4种,物质①④的一氯代物均为7种。
7.B 解析 A项,与的分子式不同,不互为同分异构体;C项,CH4与CH3CH3的分子式不同,不互为同分异构体;D项,CH3CH(CH3)CH2CH2CH3与CH3CH2CH2CH(CH3)CH3具有相同的分子式、相同的结构,因此属于同种物质。
8.D 解析 A、B、C三项中有机物的一氯代物的同分异构体数均为4,D项中有机物的一氯代物的同分异构体数为3。
9.C 解析 满足该条件的同分异构体有、、
、,共4种。
10.D 解析 和的分子式都为C7H8O,故D项正确。
11.B 解析 乙醇的官能团是羟基,甲醚的官能团是醚键,两种物质的官能团不同,属于官能团异构,A项错误;含有5个碳原子的饱和链烃是戊烷,有三种结构,分别为正戊烷、异戊烷、新戊烷,正戊烷一氯代物有3种,异戊烷一氯代物有4种,新戊烷一氯代物有1种,共8种,B项正确;菲的结构简式为,有对称性,它与硝酸反应可生成5种一硝基取代物,如图,C项错误;2-氯丁烷与NaOH的水溶液共热发生水解反应,可生成1种有机物:2-丁醇,D项错误。
12.D 解析 C5H12是戊烷,有3种同分异构体;甲苯的一氯代物有4种(取代甲基上的氢原子有1种,取代苯环上的氢原子有3种);C3H6Cl2的同分异构体有4种(2个Cl原子在同一个C原子上时有2种,2个Cl原子在不同C原子上时有2种);含苯环的C7H8O的同分异构体有5种:、、、、。
13.D 解析 分子式为C5H12的有机化合物为戊烷,存在三种同分异构体:CH3CH2CH2CH2CH3、、。如果一氯代物只有一种,说明分子中只含一种氢原子,结构简式为,A项正确;如果一氯代物只有四种,说明分子中含四种不同氢原子,结构简式为,B项正确;正戊烷的二氯代物有9种,的二氯代物有10种,的二氯代物有两种,C项正确;分子式为C5H10的所有烯烃的加氢产物不含,D项错误。
14.(1)C8H8 (2)3 (3)BD (4)B
解析 (2)立方烷的二氯代物的氯原子可以占据同一边上的两个顶点、面对角线的两个顶点、体对角线的两个顶点,共3种情况。(3)A项物质为C4H4,B项物质为C8H8,C项物质为C10H8,D项物质为C8H8,故B、D与立方烷互为同分异构体。(4)化合物A的二氯代物在面对角线上有2种同分异构体,在立方体的同一边上有1种同分异构体,在体对角线上有1种同分异构体,共有4种同分异构体。
15.(1)①②③④⑥⑦ (2)① (3)② (4)③④⑥⑦ (5)⑤
16.(1)C8H8 (2)苯和棱晶烷 乙烯基乙炔和正四面体烷(或环辛四烯和立方烷) (3)1 3
解析 首先找出分子的对称中心,确定等效氢的种类,然后确定取代产物的种类。
(1)依据碳的四价原则,推知环辛四烯分子中每个碳原子只结合一个氢原子,故环辛四烯的分子式为C8H8。
(3)正四面体烷完全对称,分子中只有一种化学环境的氢原子,一氯取代物只有一种;立方烷分子中只有一种化学环境的氢原子,但其二氯取代物有3种,分别为。
17.(1)(CH3)3CCl
(2)CH3COOCH2CH2OOCCH3、CH3CH2OOCCOOCH2CH3、
CH3OOCCH2CH2COOCH3
(3)(或)
解析 (2)分子式为C6H10O4,其中10个氢原子只有2种吸收峰,那么必含有—CH2—、—CH3,且要连接在对称位置上,只含有一种官能团且有4个氧原子,因为不含—O—O—键,所以有2个酯基,故满足条件的结构简式有、CH2OOCCH3、OOCCOOCH2CH3。(3)化合物B的分子式为C7H14O,它的同分异构体中要求有两种不同化学环境的氢原子,则该物质具有对称结构,结构简式为(或)。