第1节　认识有机化合物 第2课时　同系物　同分异构体--2026鲁科版高中化学必修第二册章节练

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2026鲁科版高中化学必修第二册
第2课时　同系物　同分异构体
基础过关练
题组一　同系物
1.(2025山东德州期中)下列有关同系物的说法不正确的是(　　)
A.分子组成相差一个或若干个CH2原子团的化合物必定互为同系物
B.具有相同通式的有机物不一定互为同系物
C.两个相邻同系物的相对分子质量数值一定相差14
D.分子式为C3H8与C6H14的两种有机物一定互为同系物
2.(2025河北石家庄期中)下列各组物质,互为同系物的是(　　)
①
②
③
④
A.①③　　B.①④
C.②③　　D.②④
题组二　同分异构体
3.同分异构现象是有机化学中一种普遍的现象,下列有关同分异构体的叙述中,正确的是(　　)
A.组成元素相同而结构不同的物质互为同分异构体
B.分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体
C.互为同分异构体的物质的化学性质相同
D.互为同分异构体的物质的物理性质相同
4.(2025陕西西安期中)下列有机物互为同分异构体的是(　　)
A.CH3Cl与CH2Cl2
B.与
C.CH3CH2CH2CH3与
D.与
5.(2024河南三门峡期中)分子式为C5H12的有机物有三种不同结构,甲:CH3(CH2)3CH3,乙:CH3CH(CH3)CH2CH3,丙:C(CH3)4。下列相关叙述正确的是(　　)
A.C5H12表示一种纯净物
B.甲、乙、丙互为同分异构体,具有相同的物理、化学性质
C.甲、乙、丙中,乙的一氯代物种数最多
D.丙有三种不同沸点的二氯取代物
6.(2025山东聊城期中)现有下列物质:①C60与金刚石;②H和D;③O3与18O;
④与;
⑤与。
请用序号填写下表:
类别 同分异构体 同位素 同素异形体 同系物
组别
能力提升练
题组一　烃的一氯代物数目的判断
1.(2025天津西青期中)下列烷烃在光照条件下与氯气反应,生成一氯代物的种数最少的是(　　)
A.CH3CH2CH2CH2CH3
B.CH3CH(CH3)2
C.C(CH3)3C(CH3)3
D.CH3CH(CH3)CH2CH3
2.(不定项)下列物质中本身具有同分异构体,且其一氯代物只有一种结构的是(　　)
A.CH4　　B.C(CH3)4
C.CH3CH3　　D.C(CH3)3C(CH3)3
题组二　烷烃相关知识的考查
3.(2025广东佛山期中)如图所示的图形表示四种烷烃分子,下列说法错误的是(　　)
　　　
A.d中所有碳原子共面
B.d和c互为同分异构体,c的沸点高于d
C.b中极性共价键和非极性共价键的数目之比为4∶1
D.a、b、d互为同系物
4.(2025广东汕头期中)在常温常压下,正丁烷转化成异丁烷的能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.上述反应是吸热反应
B.正丁烷和异丁烷的一氯代物都是2种
C.正丁烷和异丁烷互为同系物
D.正丁烷比异丁烷化学性质稳定
5.按要求回答下列问题:
(1)乙烷的结构式为　　　　　　　　　　。
(2)丙烷的结构简式为　　　　　　　。
(3)分子中含有30个氢原子的烷烃的分子式为　　　　　　。
(4)相对分子质量为58的烷烃的结构有　　　种,分别写出它们的结构简式:　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)烷烃分子可看成由—CH3、—CH2—、和等结构组成。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。
6.(2025辽宁沈阳期中)按要求回答下列问题。
(1)分子中含有22个共价键的烷烃的分子式为　　　　　　。
(2)有下列各组有机物:
①CH3CH2CH2CH3和
②和
③和
互为同系物的是　　　　　　,互为同分异构体的是　　　　　　。(填序号)
答案与分层梯度式解析
第2课时　同系物　同分异构体
基础过关练
1.A　分子组成相差一个或若干个CH2原子团的化合物,如果结构不相似,不属于同系物,如环烷烃与烯烃,故A错误;通式相同的有机物不一定互为同系物,如环烷烃与烯烃,故B正确;根据同系物的概念可知,两个相邻同系物的相对分子质量数值一定相差14,故C正确;分子式为C3H8与C6H14的两种有机物分别为丙烷和己烷,二者都是烷烃,结构相似,分子组成相差3个CH2原子团,所以二者一定互为同系物,故D正确。
2.B　①③④都属于烷烃,①③分子式相同,结构不同,二者互为同分异构体;①④、③④结构相似,在分子组成上均相差2个CH2原子团,互为同系物;②分子中含有碳碳双键,与①③④的结构均不相似,故选B。
3.B　组成元素相同而结构不同的物质不一定互为同分异构体,故A错误;分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体,故B正确;互为同分异构体的物质性质有一定差异,如CH3CH2OH与CH3OCH3的物理性质和化学性质都有差异,故C、D错误。
4.C　分子式相同,结构不同的化合物互为同分异构体。CH3Cl与CH2Cl2的分子式不同,不互为同分异构体,故A错误;与是同种物质,故B错误;CH3CH2CH2CH3与的分子式相同,结构不同,互为同分异构体,故C正确;与的分子式不同,不互为同分异构体,故D错误。
5.C　C5H12不表示纯净物,故A错误;甲、乙、丙分子式相同,结构不同,互为同分异构体,它们的物理性质不同,化学性质相似,故B错误;CH3(CH2)3CH3中有3种不同化学环境的氢原子,其一氯代物有3种,CH3CH(CH3)CH2CH3中有4种不同化学环境的氢原子,其一氯代物有4种,C(CH3)4中只有1种氢原子,其一氯代物有1种,其中乙的一氯代物种数最多,故C正确;丙的二氯代物有两种结构:、,即丙有两种不同沸点的二氯取代物,故D错误。
6.答案　
类别 同分异构体 同位素 同素异形体 同系物
组别 ⑤ ② ① ④
解析　①C60与金刚石均是由C元素形成的不同单质,互为同素异形体;②H和D属于氢元素的不同种原子,互为同位素;③O3是分子,18O是原子,属于不同的微粒;④与,结构相似,分子组成上相差1个CH2原子团,属于同系物;⑤与分子式相同,结构不同,互为同分异构体。
名师点睛
　　本题考查了同分异构体、同位素、同素异形体、同系物的判断,题目难度不大,明确同素异形体与同位素之间的区别、同系物概念中结构相似的含义是解题关键。
能力提升练
1.C　CH3CH2CH2CH2CH3有3种不同环境的H原子,可生成3种一氯代物;CH3CH(CH3)2有2种不同环境的H原子,可生成2种一氯代物;C(CH3)3C(CH3)3有1种H原子,可生成1种一氯代物;CH3CH(CH3)CH2CH3有4种不同环境的H原子,可生成4种一氯代物;故选C。
2.BD　CH4和CH3CH3不存在同分异构体,C(CH3)4、C(CH3)3C(CH3)3均存在同分异构体,且其一氯代物均只有一种结构,故B、D符合题意。
3.A　d中所有碳原子不共面,故A错误;d为异丁烷,与c(正丁烷)互为同分异构体,由于异丁烷含有侧链,c的沸点高于d,故B正确;b为丙烷,1个分子中含有2个C—C非极性共价键和8个C—H极性共价键,极性共价键和非极性共价键的数目之比为4∶1,故C正确;a为甲烷,b为丙烷,d为异丁烷,a、b、d互为同系物,故D正确。
4.B　根据题图可知,正丁烷的能量比异丁烷高,故正丁烷转化为异丁烷时会放出热量,该反应为放热反应,A错误;正丁烷结构简式是CH3CH2CH2CH3,分子中含有2种不同化学环境的H原子,因此其一氯代物有2种,异丁烷结构简式是,分子中有2种不同化学环境的H原子,故其一氯代物有2种,B正确;正丁烷和异丁烷分子式相同,结构不同,二者互为同分异构体,C错误;物质具有的能量越低,稳定性越强,根据题图可知正丁烷的能量比异丁烷高,故异丁烷比正丁烷化学性质稳定,D错误。
5.答案　(1)　(2)CH3CH2CH3
(3)C14H30　(4)2　CH3CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)2　(5)8
解析　(1)乙烷的分子式为C2H6,其结构式为。(2)丙烷的分子式为C3H8,其结构简式为CH3CH2CH3。(3)由烷烃的通式CnH2n+2(n为正整数)可知,2n+2=30,n=14,其分子式为C14H30。(4)由烷烃的通式可知,14n+2=58,n=4,分子式为C4H10的烷烃有2种,分别为CH3CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)2。(5)根据题意,某烷烃分子中同时存在题述4种基团,所含碳原子数又最少,设甲基数目为x,由烷烃通式可知:2(x+3)+2=2+1+3x,x=5,这种烃分子应含8个碳原子。
6.答案　(1)C7H16　(2)①　②
解析　(1)链状烷烃的通式为CnH2n+2,其共价键数目为3n+1(C—C键有n-1个,C—H键有2n+2个),已知共价键有22个,则3n+1=22,解得n=7,所以分子式为C7H16。(2)①中两种物质均为烷烃,结构相似,分子组成相差2个CH2原子团,互为同系物;②中(丙烯)和环丙烷分子式均为C3H6,但结构不同,互为同分异构体;③中是同一种物质。
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