分层作业16 有机化合物中的官能团 同分异构现象--2025鲁科版化学必修第二册同步练习题（含答案）
文档属性
| 名称 | 分层作业16 有机化合物中的官能团 同分异构现象--2025鲁科版化学必修第二册同步练习题（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 570.7KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-04-24 09:50:53 | ||
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文档简介
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2025鲁科版化学必修第二册
分层作业16 有机化合物中的官能团 同分异构现象
A级必备知识基础练
以下选择题只有一个选项符合题目要求。
题组1.有机化合物中的官能团
1.某有机化合物()是一种取代有机氯农药DDT的杀虫剂,它含有官能团(已知—CHO是一种官能团)的种类共( )
A.5种 B.4种
C.3种 D.2种
2.下列分子中官能团相同的是( )
① ②
③ ④C2H5OH
A.①和② B.③和④
C.①和③ D.②和④
3.已知乙酸(CH3COOH)能与碳酸钙反应,生成CO2气体,下列物质不能与碳酸钙反应的是( )
A.甲酸(HCOOH)
B.甲醇(CH3OH)
C.草酸()
D.水杨酸()
题组2.同分异构现象和同分异构体
4.下列说法正确的是( )
A.凡是分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质,一定互为同系物
B.组成元素的质量分数相同,且相对分子质量也相同的不同化合物,一定互为同分异构体
C.相对分子质量相同的几种化合物,互称为同分异构体
D.两种化合物组成元素相同,各元素的质量分数也相同,则两者一定互为同分异构体
5.(2024北京师范大学附属实验中学高一月考)下列说法正确的是( )
A.CH4、CH3CH3互为同分异构体
B.CH4、CH3Cl、CCl4都具有正四面体结构
C.烷烃中的碳原子均以共价单键的形式与碳原子或氢原子相连
D.和是两种有机化合物
6.(2024辽宁实验中学高一月考改编)下列关于有机化合物的说法正确的是( )
A.异戊烷和甲烷互为同系物
B.甲烷在光照条件下能与氯气发生氧化反应
C.C3H8的一氯代物有3种
D.将甲烷和氯气按体积比1∶1混合,光照条件下可以得到纯净的CH3Cl
7.(2024山东淄博临淄中学高一阶段检测)概念是化学学习的基础,下列说法错误的是( )
AXe与Xe互为同位素
B.二聚硫(S2)与环八硫(S8)互为同素异形体
C.CH3CH3与互为同系物
D.与互为同分异构体
B级关键能力提升练
以下选择题有一个或两个选项符合题目要求。
8.(2024福建师大附中高一检测)有4种碳骨架如图所示的烃,下列说法正确的是( )
A.a和b互为同分异构体
B.b和c互为同系物
C.a和b都是饱和烃
D.只有b和c能发生取代反应
9.已知二氯丁烷的同分异构体有9种,则八氯丁烷的同分异构体有( )
A.7种 B.8种
C.9种 D.10种
10.下列说法正确的是( )
A.含有10个中子的氧原子核素符号O
B.CH3CH2CH2CH2CH3和互为同分异构体
C.和互为同分异构体
D.乙烯的空间填充模型:
11.(2024江苏启东中学高一检测)下列物质的一卤代物的同分异构体最多的是( )
A.C4H10
B.
C.新戊烷
D.立方烷()
12.下列关于同分异构体的说法正确的是( )
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.戊烷有三种同分异构体,其中新戊烷的沸点最低
C.CH3CHCH2不存在同分异构体
D.的一氯代物有4种
13.(2024广东广州黄广中学高一月考)任意两个环共用两不直接相连的碳原子的环烃称为桥环化合物。金刚烷就是其中的一种,其结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是( )
A.与癸烷互为同分异构体
B.一氯代物超过2种
C.分子结构中不含甲基
D.结构中含有3个6元环
14.“立方烷”是一种新合成的烃,分子为正方体结构,其碳骨架结构如图所示。
(1)立方烷的分子式为 。
(2)该立方烷与氯气发生取代反应,生成的一氯代物有 种,生成的二氯代物有 种。
(3)若要使1 mol该烃的所有氢原子全部被氯原子取代,需要 mol氯气。
C级学科素养拔高练
15.表示页岩气中某些烃类的结构模型如图所示:
(1)有机物甲的名称为 ,有机物甲与有机物乙互为 。
(2)有机物乙的一氯代物有 种,请你根据甲烷分子结构示意图推测,有机物乙中最多有 个C原子在同一平面内。
(3)分子式为C5H11Cl的有机物,分析表明,分子中有两个“—CH3”、两个“—CH2—”、一个“”和一个“—Cl”,写出符合条件的有机物的结构简式: 。
(4)①若CH4、C2H6、C3H8、C4H10四种烃各为1 g,在足量O2中燃烧,消耗O2最多的是 。
在烷烃分子中,每增加一个碳原子,每摩尔该烷烃完全燃烧需要多消耗氧气 (填字母)。
a.1 mol b.1.5 mol
c.2 mol d.2.5 mol
②取一定质量的丙烷完全燃烧,产生的CO2的物质的量 (填“大于”“等于”或“小于”)H2O的物质的量。
分层作业16 有机化合物中的官能团 同分异构现象
1.C 解析 通过观察此有机化合物的结构简式可知,含有的官能团有—OH(羟基)、—CHO(醛基)、(碳碳双键)三种官能团。
2.C 解析 ①、③分子中所含官能团均为羧基(),②分子中官能团为酯基(),④分子中官能团为羟基(—OH)。
3.B 解析 乙酸(CH3COOH)与碳酸钙反应,生成CO2,是因为分子中含有羧基(—COOH),在甲酸、草酸和水杨酸分子中都含有羧基,故都能与碳酸钙反应生成CO2,B项中的甲醇不含有羧基,本身呈中性,故不能与CaCO3反应。
4.B 解析 分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质,不一定是同系物,同系物还要求结构相似,如CH2CH2与相差1个CH2原子团,但结构不相似,不互为同系物,A错误;组成元素的质量分数相同,且相对分子质量相同,则分子组成相同,且它们是不同化合物,则结构不相同,说明它们互为同分异构体,B正确;相对分子质量相同的化合物,分子式不一定相同,不一定互为同分异构体,如乙醇与甲酸的相对分子质量均为46,C错误;两种化合物组成元素相同,各元素的质量分数也相同,但它们的分子式不一定相同,则不一定互为同分异构体,如乙烯与环丙烷,D错误。
5.C 解析 同分异构体是分子式相同、结构不同的化合物,CH4、CH3CH3不是同分异构体,A错误;CH4、CCl4都具有正四面体结构,CH3Cl中氢原子和氯原子半径不同,不是正四面体,B错误;烷烃中的碳原子均以共价单键的形式与碳原子或氢原子相连,C正确;和的空间结构为四面体结构,是同种有机化合物,D错误。
6.A 解析 异戊烷和甲烷具有相似结构,分子间相差4个CH2原子团,二者互为同系物,A正确;甲烷在光照条件下能与氯气发生取代反应,B错误;C3H8中含有2种氢原子,其一氯代物有2种,C错误;甲烷和氯气按体积比1∶1混合,光照条件下反应所得产物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl,D错误。
7.D 解析 Xe与Xe是质子数相同、中子数不同的核素,两者互为同位素,故A正确;二聚硫(S2)与环八硫(S8)都是硫元素形成的不同单质,两者互为同素异形体,故B正确;CH3CH3与结构相似,分子组成相差两个CH2原子团,两者互为同系物,故C正确;根据甲烷是正四面体形结构,可知与是同种物质,两者不互为同分异构体,故D错误。
8.B 解析 a和b分子式不同,不互为同分异构体,故A错误;b和c结构相似,相差1个CH2原子团,都属于烷烃,互为同系物,故B正确;a中含碳碳双键,是不饱和烃,故C错误;a和d也能发生取代反应,故D错误。
9.C 解析 丁烷分子中有10个H原子,其中2个H原子被氯原子取代形成丁烷的二氯代物,八氯代物可以看作C4Cl10中的10个氯原子被2个H原子取代形成,故八氯代物也有9种同分异构体。
10.B 解析 含有10个中子的氧原子核素符号O,A错误;CH3CH2CH2CH2CH3和分子式相同,但是结构不同,互为同分异构体,B正确;和相当于甲烷中的2个氢原子被2个—CH3取代,而甲烷是正四面体形结构,4个氢原子的关系是等同的,则分子式相同,结构相同,所以和是同一种物质,C错误;乙烯为平面结构,所以乙烯的球棍模型为,D错误。
11.A 解析 A项,C4H10有①CH3CH2CH2CH3、
②两种同分异构体,①中有两类等效氢原子(化学环境相同的氢原子),②中有两类等效氢原子,即共有4种一卤代物;B项,共有3类等效氢原子,其一卤代物有3种;C项,只有一类等效氢原子,其一卤代物只有1种;D项,也只有一类等效氢原子,其一卤代物只有1种。
12.AB 解析 含3个碳原子的烷基有正丙基(—CH2CH2CH3)和异丙基()2种,分别与甲基有邻、间、对3种位置关系,则甲苯苯环上的1个氢原子被含3个碳原子的烷基取代,产物有6种,A项正确;烷烃的同分异构体中,一般支链越多,熔、沸点越低,B项正确。
13.BC 解析 金刚烷分子式为C10H16、癸烷分子式为C10H22,二者分子式不同,所以不是同分异构体,故A错误;金刚烷有2种类型的氢原子,一氯代物为2种,故B正确;结合物质结构,该分子中不含甲基,故C正确;金刚烷结构中有4个6元环,故D错误。
14.答案 (1)C8H8 (2)1 3 (3)8
解析 (1)1个立方烷分子中有8个碳原子,分布在立方烷各顶点。氢原子数目可根据碳原子形成4个共价单键来考虑。由于每个碳原子与其他碳原子均已形成3个碳碳单键,故只能与1个氢原子结合。分子式为C8H8。
(2)由于是正方体,8个顶点的位置全部一样,所以立方烷只有一种一氯代物。根据正方体中两顶点的相对位置只有3种情况,所以二氯代物应有三种结构:
、、。
(3)根据取代反应的特点,完全取代8 mol氢原子,需8 mol氯原子,同时又生成8 mol氯化氢。
15.答案 (1)正丁烷 同分异构体
(2)2 3
(3)、
、、
(4)①CH4 b ②小于
解析 (1)根据有机物甲的球棍模型,可知其结构简式为CH3—CH2—CH2—CH3,其化学名称为正丁烷。根据有机物乙的空间填充模型,可知其结构简式为,有机物甲和乙的分子式相同而结构不同,所以二者互为同分异构体。(2)分子中与“”相连的3个—CH3位置相同,故其一氯代物有2种。根据CH4分子结构示意图可知,CH4分子中最多有3个原子在同一平面内,相当于CH4分子中的3个H原子被3个—CH3取代,所以最多有3个C原子在同一平面内。(3)可先写出C5H12的三种同分异构体的结构简式,然后对每一种同分异构体分别用一个氯原子取代,写出各同分异构体的结构式,并标记出不同化学环境的氢原子,再从中找出符合条件的结构简式。、、正戊烷的一氯代物有3种,符合条件的有2种,即与
;异戊烷的一氯代物有4种,符合条件的有2种,即与;新戊烷的一氯代物只有1种,不符合条件。(4)①设此气态烃的分子式为CxHy,其完全燃烧的化学方程式为CxHy+(x+)O2xCO2+H2O。若同为1 g烃,消耗O2的多少取决于CxHy中“”的大小,“”的值越大,消耗O2越多,CH4消耗O2最多。烷烃分子中,每增加一个碳原子,就增加一个CH2原子团,则1 mol烷烃增加1 mol CH2原子团,完全燃烧多消耗1.5 mol O2。②丙烷的分子式为C3H8,其完全燃烧生成CO2与H2O的物质的量之比为3∶4,所以CO2的物质的量比H2O的小。
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分层作业16 有机化合物中的官能团 同分异构现象
A级必备知识基础练
以下选择题只有一个选项符合题目要求。
题组1.有机化合物中的官能团
1.某有机化合物()是一种取代有机氯农药DDT的杀虫剂,它含有官能团(已知—CHO是一种官能团)的种类共( )
A.5种 B.4种
C.3种 D.2种
2.下列分子中官能团相同的是( )
① ②
③ ④C2H5OH
A.①和② B.③和④
C.①和③ D.②和④
3.已知乙酸(CH3COOH)能与碳酸钙反应,生成CO2气体,下列物质不能与碳酸钙反应的是( )
A.甲酸(HCOOH)
B.甲醇(CH3OH)
C.草酸()
D.水杨酸()
题组2.同分异构现象和同分异构体
4.下列说法正确的是( )
A.凡是分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质,一定互为同系物
B.组成元素的质量分数相同,且相对分子质量也相同的不同化合物,一定互为同分异构体
C.相对分子质量相同的几种化合物,互称为同分异构体
D.两种化合物组成元素相同,各元素的质量分数也相同,则两者一定互为同分异构体
5.(2024北京师范大学附属实验中学高一月考)下列说法正确的是( )
A.CH4、CH3CH3互为同分异构体
B.CH4、CH3Cl、CCl4都具有正四面体结构
C.烷烃中的碳原子均以共价单键的形式与碳原子或氢原子相连
D.和是两种有机化合物
6.(2024辽宁实验中学高一月考改编)下列关于有机化合物的说法正确的是( )
A.异戊烷和甲烷互为同系物
B.甲烷在光照条件下能与氯气发生氧化反应
C.C3H8的一氯代物有3种
D.将甲烷和氯气按体积比1∶1混合,光照条件下可以得到纯净的CH3Cl
7.(2024山东淄博临淄中学高一阶段检测)概念是化学学习的基础,下列说法错误的是( )
AXe与Xe互为同位素
B.二聚硫(S2)与环八硫(S8)互为同素异形体
C.CH3CH3与互为同系物
D.与互为同分异构体
B级关键能力提升练
以下选择题有一个或两个选项符合题目要求。
8.(2024福建师大附中高一检测)有4种碳骨架如图所示的烃,下列说法正确的是( )
A.a和b互为同分异构体
B.b和c互为同系物
C.a和b都是饱和烃
D.只有b和c能发生取代反应
9.已知二氯丁烷的同分异构体有9种,则八氯丁烷的同分异构体有( )
A.7种 B.8种
C.9种 D.10种
10.下列说法正确的是( )
A.含有10个中子的氧原子核素符号O
B.CH3CH2CH2CH2CH3和互为同分异构体
C.和互为同分异构体
D.乙烯的空间填充模型:
11.(2024江苏启东中学高一检测)下列物质的一卤代物的同分异构体最多的是( )
A.C4H10
B.
C.新戊烷
D.立方烷()
12.下列关于同分异构体的说法正确的是( )
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.戊烷有三种同分异构体,其中新戊烷的沸点最低
C.CH3CHCH2不存在同分异构体
D.的一氯代物有4种
13.(2024广东广州黄广中学高一月考)任意两个环共用两不直接相连的碳原子的环烃称为桥环化合物。金刚烷就是其中的一种,其结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是( )
A.与癸烷互为同分异构体
B.一氯代物超过2种
C.分子结构中不含甲基
D.结构中含有3个6元环
14.“立方烷”是一种新合成的烃,分子为正方体结构,其碳骨架结构如图所示。
(1)立方烷的分子式为 。
(2)该立方烷与氯气发生取代反应,生成的一氯代物有 种,生成的二氯代物有 种。
(3)若要使1 mol该烃的所有氢原子全部被氯原子取代,需要 mol氯气。
C级学科素养拔高练
15.表示页岩气中某些烃类的结构模型如图所示:
(1)有机物甲的名称为 ,有机物甲与有机物乙互为 。
(2)有机物乙的一氯代物有 种,请你根据甲烷分子结构示意图推测,有机物乙中最多有 个C原子在同一平面内。
(3)分子式为C5H11Cl的有机物,分析表明,分子中有两个“—CH3”、两个“—CH2—”、一个“”和一个“—Cl”,写出符合条件的有机物的结构简式: 。
(4)①若CH4、C2H6、C3H8、C4H10四种烃各为1 g,在足量O2中燃烧,消耗O2最多的是 。
在烷烃分子中,每增加一个碳原子,每摩尔该烷烃完全燃烧需要多消耗氧气 (填字母)。
a.1 mol b.1.5 mol
c.2 mol d.2.5 mol
②取一定质量的丙烷完全燃烧,产生的CO2的物质的量 (填“大于”“等于”或“小于”)H2O的物质的量。
分层作业16 有机化合物中的官能团 同分异构现象
1.C 解析 通过观察此有机化合物的结构简式可知,含有的官能团有—OH(羟基)、—CHO(醛基)、(碳碳双键)三种官能团。
2.C 解析 ①、③分子中所含官能团均为羧基(),②分子中官能团为酯基(),④分子中官能团为羟基(—OH)。
3.B 解析 乙酸(CH3COOH)与碳酸钙反应,生成CO2,是因为分子中含有羧基(—COOH),在甲酸、草酸和水杨酸分子中都含有羧基,故都能与碳酸钙反应生成CO2,B项中的甲醇不含有羧基,本身呈中性,故不能与CaCO3反应。
4.B 解析 分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质,不一定是同系物,同系物还要求结构相似,如CH2CH2与相差1个CH2原子团,但结构不相似,不互为同系物,A错误;组成元素的质量分数相同,且相对分子质量相同,则分子组成相同,且它们是不同化合物,则结构不相同,说明它们互为同分异构体,B正确;相对分子质量相同的化合物,分子式不一定相同,不一定互为同分异构体,如乙醇与甲酸的相对分子质量均为46,C错误;两种化合物组成元素相同,各元素的质量分数也相同,但它们的分子式不一定相同,则不一定互为同分异构体,如乙烯与环丙烷,D错误。
5.C 解析 同分异构体是分子式相同、结构不同的化合物,CH4、CH3CH3不是同分异构体,A错误;CH4、CCl4都具有正四面体结构,CH3Cl中氢原子和氯原子半径不同,不是正四面体,B错误;烷烃中的碳原子均以共价单键的形式与碳原子或氢原子相连,C正确;和的空间结构为四面体结构,是同种有机化合物,D错误。
6.A 解析 异戊烷和甲烷具有相似结构,分子间相差4个CH2原子团,二者互为同系物,A正确;甲烷在光照条件下能与氯气发生取代反应,B错误;C3H8中含有2种氢原子,其一氯代物有2种,C错误;甲烷和氯气按体积比1∶1混合,光照条件下反应所得产物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl,D错误。
7.D 解析 Xe与Xe是质子数相同、中子数不同的核素,两者互为同位素,故A正确;二聚硫(S2)与环八硫(S8)都是硫元素形成的不同单质,两者互为同素异形体,故B正确;CH3CH3与结构相似,分子组成相差两个CH2原子团,两者互为同系物,故C正确;根据甲烷是正四面体形结构,可知与是同种物质,两者不互为同分异构体,故D错误。
8.B 解析 a和b分子式不同,不互为同分异构体,故A错误;b和c结构相似,相差1个CH2原子团,都属于烷烃,互为同系物,故B正确;a中含碳碳双键,是不饱和烃,故C错误;a和d也能发生取代反应,故D错误。
9.C 解析 丁烷分子中有10个H原子,其中2个H原子被氯原子取代形成丁烷的二氯代物,八氯代物可以看作C4Cl10中的10个氯原子被2个H原子取代形成,故八氯代物也有9种同分异构体。
10.B 解析 含有10个中子的氧原子核素符号O,A错误;CH3CH2CH2CH2CH3和分子式相同,但是结构不同,互为同分异构体,B正确;和相当于甲烷中的2个氢原子被2个—CH3取代,而甲烷是正四面体形结构,4个氢原子的关系是等同的,则分子式相同,结构相同,所以和是同一种物质,C错误;乙烯为平面结构,所以乙烯的球棍模型为,D错误。
11.A 解析 A项,C4H10有①CH3CH2CH2CH3、
②两种同分异构体,①中有两类等效氢原子(化学环境相同的氢原子),②中有两类等效氢原子,即共有4种一卤代物;B项,共有3类等效氢原子,其一卤代物有3种;C项,只有一类等效氢原子,其一卤代物只有1种;D项,也只有一类等效氢原子,其一卤代物只有1种。
12.AB 解析 含3个碳原子的烷基有正丙基(—CH2CH2CH3)和异丙基()2种,分别与甲基有邻、间、对3种位置关系,则甲苯苯环上的1个氢原子被含3个碳原子的烷基取代,产物有6种,A项正确;烷烃的同分异构体中,一般支链越多,熔、沸点越低,B项正确。
13.BC 解析 金刚烷分子式为C10H16、癸烷分子式为C10H22,二者分子式不同,所以不是同分异构体,故A错误;金刚烷有2种类型的氢原子,一氯代物为2种,故B正确;结合物质结构,该分子中不含甲基,故C正确;金刚烷结构中有4个6元环,故D错误。
14.答案 (1)C8H8 (2)1 3 (3)8
解析 (1)1个立方烷分子中有8个碳原子,分布在立方烷各顶点。氢原子数目可根据碳原子形成4个共价单键来考虑。由于每个碳原子与其他碳原子均已形成3个碳碳单键,故只能与1个氢原子结合。分子式为C8H8。
(2)由于是正方体,8个顶点的位置全部一样,所以立方烷只有一种一氯代物。根据正方体中两顶点的相对位置只有3种情况,所以二氯代物应有三种结构:
、、。
(3)根据取代反应的特点,完全取代8 mol氢原子,需8 mol氯原子,同时又生成8 mol氯化氢。
15.答案 (1)正丁烷 同分异构体
(2)2 3
(3)、
、、
(4)①CH4 b ②小于
解析 (1)根据有机物甲的球棍模型,可知其结构简式为CH3—CH2—CH2—CH3,其化学名称为正丁烷。根据有机物乙的空间填充模型,可知其结构简式为,有机物甲和乙的分子式相同而结构不同,所以二者互为同分异构体。(2)分子中与“”相连的3个—CH3位置相同,故其一氯代物有2种。根据CH4分子结构示意图可知,CH4分子中最多有3个原子在同一平面内,相当于CH4分子中的3个H原子被3个—CH3取代,所以最多有3个C原子在同一平面内。(3)可先写出C5H12的三种同分异构体的结构简式,然后对每一种同分异构体分别用一个氯原子取代,写出各同分异构体的结构式,并标记出不同化学环境的氢原子,再从中找出符合条件的结构简式。、、正戊烷的一氯代物有3种,符合条件的有2种,即与
;异戊烷的一氯代物有4种,符合条件的有2种,即与;新戊烷的一氯代物只有1种,不符合条件。(4)①设此气态烃的分子式为CxHy,其完全燃烧的化学方程式为CxHy+(x+)O2xCO2+H2O。若同为1 g烃,消耗O2的多少取决于CxHy中“”的大小,“”的值越大,消耗O2越多,CH4消耗O2最多。烷烃分子中,每增加一个碳原子,就增加一个CH2原子团,则1 mol烷烃增加1 mol CH2原子团,完全燃烧多消耗1.5 mol O2。②丙烷的分子式为C3H8,其完全燃烧生成CO2与H2O的物质的量之比为3∶4,所以CO2的物质的量比H2O的小。
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