苏教版-选修五-专题2 有机物的结构与分类-第一单元 有机化合物的结构【区一等奖】

《有机化合物的结构与性质》同步练习一、基础过关1．目前已知化合物中数量、品种最多的是第IVA族碳元素的化合物（有机化合物），下列关于其原因的叙述中不正确的是（）A．碳原子既可以跟自身，又可以跟其他原子（如氢原子）形成4个共价键B．碳原子性质活泼，可以跟多数元素原子形成共价键C．碳原子之间既可以形成稳定的单键，又可以形成稳定的双键或叁键D．多个碳原子可以形成长度不同的直链、支链及环，且链、环之间又可以相互结合2．下列各组分子中的各个原子，或者处于同一平面，或者在一条直线上的是（）A．CO2，HCl，HC≡CCH3B．C6H6，C2H4，CH3CHOC．C6H6，HCl，C8H8（）D．C2H6，HCl，C2H23．关于同分异构体的下列说法中正确的是（）A．结构不同，性质相同，化学式相同的物质互称同分异构体B．同分异构现象是导致有机物数目众多的重要原因之一C．同分异构现象只存在于有机化合物中D．有机化合物都存在同分异构现象4．下列物质的一氯取代物的同分异构体数目相同的是（）A．①② B．③④C．②③ D．②④5．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．CCl4是非极性分子6．已知维生素A的结构简式如下所示，关于它的说法正确的是（）A．维生素A中含有苯环B．维生素A具有环己烷的结构单元C．维生素A的一个分子中含有三个双键D．维生素A的一个分子中含有30个氢原子7．某化工厂生产的某产品只含C、H、O三种元素，其分子模型如右图所示（图中球与球之间的连线代表化学键，如单键、双键等）。下列物质中，与该产品互为同分异构体的是（）8．已知萘（）的二氯取代物有10种，则萘的六氯代物有（）A．11种 B．12种C．13种 D．10种9．已知结构式为的物质互为同分异构体。分子式为C4H8的有机物，属于烯烃的结构有（）A．2种 B．3种C．4种 D．5种10．（1）脂肪烃CxHy分子中，碳碳原子间共用电子对数为________（用含x、y的式子表示）。某链状脂肪烃分子中，碳碳原子间共用电子对数为26，且分子内含有一个双键和一个叁键，则它的分子式为________。若将Cx看成烃分子中的氢原子完全失去后的产物，则C70中碳碳原子间的共用电子对数为________。（2）某烷烃的相对分子质量为72，则其化学式为________。若分子无侧链，则有________种不同的共价键。若与氯气发生一氯取代反应后，生成四种沸点不同的有机物，则该烃的结构简式为____________________。相对分子质量为72的烷烃中其一氯代物中含有两个—CH3、两个—CH2—、一个结构的物质有________种。11．（1）将下列化合物由键线式改写成结构简式：①_____________________________________________________；②___________________________________________；③__________________________________________________；④________________________________________________。（2）有的油田开采的石油中溶有一种碳氢化合物金刚烷，它的分子立体结构如图所示。①由图可知其分子式为________。②它是由________个六元环构成的立体笼状结构，其中有________个碳原子为三个环所共有。③金刚烷的分子中有________个“—CH2—”结构，________个“”结构，其一氯代物有________种结构。二、能力提升12．乙炔是一种重要的有机化工原料，以乙炔为原料在不同的反应条件下可以转化成以下化合物。完成下列各题：（1）正四面体烷的分子式为________，其二氯取代产物有________种。（2）关于乙烯基乙炔分子的说法错误的是________。a．能使KMnO4酸性溶液褪色b．1mol乙烯基乙炔能与3molBr2发生加成反应c．乙烯基乙炔分子内含有两种官能团d．等质量的乙炔与乙烯基乙炔完全燃烧时的耗氧量不相同（3）写出与环辛四烯互为同分异构体且属于芳香烃的分子的结构简式：________________。（4）写出与苯互为同系物且一氯代物只有两种的物质的结构简式（举两例）：______________、________________。13．（I）已知碳原子数小于或等于8的单烯烃与HBr反应，其加成产物只有一种结构。（1）符合此条件的单烯烃有____________种，判断的依据是________________________________________________________________________。（2）在这些单烯烃中，若与H2加成后，所得烷烃的一卤代物的同分异构体有3种，这样的单烯烃的结构简式为：____________________、____________________。（3）写出这些单烯烃中最简单的烯烃与HBr反应的化学方程式________________________________________________________________________。（4）第（3）问中的产物1mol再与Cl2发生取代时最多消耗n（Cl2）＝________mol，其中含极性键________mol。（II）有机化学中有多种同分异构现象，其中有顺反异构，例如2­丁烯有两种顺反异构体：A中两个—CH3在双键同侧，称为顺式；B中两个—CH3在双键两侧，称为反式。如图所示：根据此原理，苯丙烯（）的同分异构体中除有三种位置异构外还有一对顺反异构，写出结构简式：（1）三种位置异构：______________，________________，________________；（2）两种顺反异构：______________，________________。参考答案1．解析：选B。碳原子最外层有4个电子，不易失去或得到电子，其性质不活泼，B项不正确。2．解析：选C。A项，CO2和HCl分子中所有原子在一条直线上，HC≡CCH3中的各个原子既不共面，也不在一条直线上；B项，C6H6、C2H4中所有原子共面，而CH3CHO中的各个原子既不共面，也不在一条直线上；C项，HCl中所有原子在一条直线上，C6H6、C8H8中的各个原子共面；D项，C2H6中的各个原子既不共面，也不在一条直线上，HCl和C2H2中所有原子在一条直线上。3．解析：选B。物质的性质是由其结构决定的，结构不同，性质不同，所以同分异构体的性质不同。不仅有机物中存在同分异构现象，一些无机物也有同分异构体。例如：NH4CNO（氰酸铵）与CO（NH2）2（尿素）就是同分异构体。4．解析：选C。根据等效氢判断一氯取代物的种类数：①式中只有5、9两个碳原子空间位置相同，碳上的氢等效，其余均不相同，故有7种H；②式关于3号碳对称，故有4种H；③式eq\a\vs4\al()呈中心对称，1与6，2与7，3与8，4与9，5与10，11与12号碳分别相同，共有4种H；④式中每个碳原子各不相同，其氢的空间位置也不相同，故有7种H。有多少种氢即有多少种一氯取代物，故选C。5．解析：选B。如果甲烷是正方形的平面结构，则CH2Cl2分子中的五个原子必在同一平面上，则和应是不同的结构，而实际上CH2Cl2只有一种结构，从而证明甲烷分子为正四面体结构。6．解析：选D。本题旨在考查碳原子间的成键情况和结构特点。由结构简式可以看出该结构中含5个碳碳双键，一个环己烯结构单元，不存在苯环。其分子式为C20H30O。故D正确。7．解析：选A。分析图示结构，该产品结构简式为，分子式为C4H6O2；选项A、B分子式均为C4H6O2且A与该产品不是同种物质，符合同分异构体的定义，而B与该产品是同种物质，不合题意。8．解析：选D。萘环上一共有8个氢原子，已知萘的二氯代物有10种，根据换元法可知萘的六氯代物也有10种，故选D。9．解析：选C。不考虑立体异构，①H2CCH—CH2—CH3②CH3—CHCH—CH3③，其中②存在立体异构。10．解析：（1）1个碳原子可以形成4对共用电子，1个氢原子可形成1对共用电子。脂肪烃CxHy分子中，碳原子的最外层电子总数为4x，氢原子的电子数为y，分子中电子对总数为（4x＋y）/2，碳碳原子间共用电子对数应为电子对总数减去碳原子与氢原子形成的电子对数，即（4x＋y）/2－y＝（4x－y）/2；因为饱和链烃（烷烃）分子通式为CnH2n＋2，所以分子内含有一个双键和一个叁键的某链状脂肪烃（设为CxHy）分子中氢原子数应为碳原子的2倍减4，即y＝2x－4，又因为碳碳原子间共用电子对数为26，即（4x－y）/2＝26，解得x＝24，y＝44，则分子式为C24H44；因为可将Cx看成烃分子中的氢原子完全失去后的产物，则C70分子中共用电子对数为（70×4－0）/2＝140。（2）首先由烷烃的通式得出此烃为C5H12。求共价键的种类时要找到等效氢。CH3—CH2—CH2—CH2—CH3中，以中间C原子为轴对称，所以共有三种氢原子，存在三种C—H键，加上有两种C—C键，共5种共价键。C5H12共有三种同分异构体（正、异、新），分别为CH3—CH2—CH2—CH2—CH3（三种氢）、（四种氢）、（一种氢）。对于后面的同分异构体的书写要先写出所有的C5H12的同分异构体，再用等效氢来写出所有的结构简式。答案：（1）（4x－y）/2C24H44140（2）C5H125411．解析：（2）如图：依据每一个折点为一个碳原子，每一个碳原子必须满足四价的原则可写出分子式为C10H16。“—CH2—”结构有6个，“”结构有4个，其结构中有4个完全相同的六元环，其中4个碳原子为3个环所共有，若将结构中的所有原子编号，得如上图所示，分析图示，不难看出1、3、5、7号碳原子位置相同，2、4、6、8、9、10号碳原子位置相同，因此，该物质的一氯代物只有两种。答案：（1）①（2）①C10H16②44③64212．解析：（1）从正四面体烷的结构式可以推知其分子式为C4H4，它是正四面体结构，因此其二氯代物只有一种。（2）因乙烯基乙炔分子中含有C≡C和CC两种官能团，所以a、b、c都正确，而因乙烯基乙炔分子中的C、H比与乙炔相同，即二者的最简式相同，所以等质量的乙炔与乙烯基乙炔完全燃烧时的耗氧量相同。（3）根据对其同分异构体的要求：分子中要有苯环（属芳香烃），可以写出其同分异构体的结构简式为。（4）与苯互为同系物，则为饱和芳香烃，其一氯代物只有两种，则可举例为：。答案：（1）C4H41（2）d（3）（4）（答案合理即可） 13．解析：（Ⅰ）（1）单烯烃与HBr加成时，在双键两端碳原子上分别连上H和Br原子，若产物只有一种结构，则单烯烃必定以双键为中心对称，符合题意的单烯烃有①CH2CH2②CH3—CHCH—CH3③④CH3—CH2—CHCH—CH2—CH3⑤CH3CH2CH2CHCHCH2CH2CH3（2）与H2加成后一卤代物有三种，即有3种氢原子的烃，④和⑦符合。（3）CH2CH2＋HBreq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5())CH3CH2Br（4）与Cl2发生取代反应时被取代的氢原子与Cl2的物质