适用于新高考新教材备战2025届高考化学一轮总复习第9章有机化学基础第46讲有机化合物的空间结构同系物和同分异构体

第46讲有机化合物的空间结构同系物和同分异构体

层次1基础性1.下列表示正确的是()A.乙醛的结构简式:CH3COHB.2-丁烯的键线式:C.乙炔的结构简式:HC≡CHD.乙烷的球棍模型:2.(2023·广东广州二模)聚乳酸广泛用于制造可降解材料,其生物降解过程如下。下列说法不正确的是()CO2+H2OA.乳酸属于烃的衍生物B.CO2分子含有σ键和π键C.乳酸分子不含手性碳原子D.使用聚乳酸材料有利于减少白色污染3.(2022·浙江6月选考卷)下列说法不正确的是()A.乙醇和丙三醇互为同系物B.35Cl和37Cl互为同位素C.O2和O3互为同素异形体D.丙酮()和环氧丙烷()互为同分异构体4.(2024·湖南新邵第一中学高三模拟)下列说法正确的是()A.有机化合物分子中只存在单键、双键和三键3种化学键B.有机化合物C4H8分子中既存在碳碳单键,又存在碳氢单键C.有机化合物C3H6O分子中一定存在碳碳双键D.有机化合物分子中一定既存在非极性键,又存在极性键5.(2023·广东佛山检测)下列说法正确的是()A.的一溴代物和的一溴代物都有4种(不考虑立体异构)B.等物质的量的苯和苯甲酸完全燃烧消耗氧气的量不相等C.按系统命名法,化合物的名称是2,3,4-三甲基-2-乙基戊烷D.和互为同系物6.(2023·广东深圳检测)化合物(a)与(b)的结构简式如图所示。下列叙述正确的是()A.只用酸性高锰酸钾溶液可以鉴别出(a)与(c)B.(a)分子中所有碳原子均共面C.(b)的一氯代物共有3种D.(c)有两种一氯代物7.烷烃分子可看作由—CH3、—CH2—、和等基团组成。(1)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,则该烃分子应含个碳原子,其结构简式可能为、或。

(2)上述有机化合物与氯气在光照条件下发生取代反应,这些同分异构体中,一氯代物有4种同分异构体的是(填结构简式)。

层次2综合性8.分子式为C4H8Cl2的有机物共有(不含立体异构)()A.7种 B.8种 C.9种 D.10种9.纳米分子机器日益受到关注,机器的“车轮”常用组件如图。下列说法正确的是()A.三蝶烯分子中所有的原子都处于同一平面B.扭曲烷分子中有4个六元环C.富勒烯和C60互为同分异构体D.金刚烷的一氯代物只有4种10.(2021·山东卷,12改编)立体异构包括顺反异构、对映异构等。有机物M(2-甲基-2-丁醇)存在如图转化关系,下列说法错误的是()A.N分子不存在顺反异构B.L的任一同分异构体最多有1个手性碳原子C.M的同分异构体中,能被氧化为酮的醇有4种D.L的同分异构体中,含两种化学环境氢的只有1种11.下列说法不正确的是()A.分子式为C3H6O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇,若不考虑立体异构,这些醇和酸重新组合可形成的酯共有5种B.四联苯()的一氯代物有5种C.与具有相同官能团的同分异构体的结构简式为CH2CHCH2COOH、CH3CHCHCOOHD.兴奋剂乙基雌烯醇()可能有属于芳香族的同分异构体12.利用Heck反应合成一种药物中间体需要经历下列反应过程。有关说法错误的是()A.a、b、c中只有a是苯的同系物B.c既可发生氧化反应也可发生聚合反应C.a、b、c中所有碳原子均有可能共面D.b的同分异构体中属于芳香族化合物的有12种13.(1)三联苯的一氯代物有种同分异构体。

(2)水杨酸的结构简式为。①水杨酸的同分异构体中,属于酚类同时还属于酯类的化合物有种。

②水杨酸的同分异构体中,属于酚类,但不属于酯类也不属于羧酸的化合物必定含有(除了羟基之外的官能团名称)。

层次3创新性14.(1)H是E()的同系物,且比E少两个碳原子。满足下列条件的H的同分异构体有种(不考虑立体异构);其中一种同分异构体被氧化后核磁共振氢谱有三组峰,面积比为1∶1∶4,则氧化后有机物的结构简式为。

①有两个取代基的六元碳环;②1mol该同分异构体分别与足量的Na和NaHCO3反应生成气体物质的量相同。(2)M的结构简式如图,它的同分异构体有多种,写出符合下列条件的一种同分异构体的结构简式:。

①能与FeCl3溶液发生显色反应②能发生银镜反应③核磁共振氢谱有4组峰

第46讲有机化合物的空间结构同系物和同分异构体1.C解析乙醛含醛基,其结构简式为CH3CHO,A错误;2-丁烯的键线式为,B错误;D项为乙烷的空间填充模型。2.C解析乳酸含有羧基、羟基,属于烃的衍生物,A正确。二氧化碳结构为OCO,双键中含有1个σ键、1个π键,故CO2分子含有σ键和π键,B正确。手性碳原子是连有四个不同原子或基团的碳原子;,故乳酸分子含手性碳原子,C错误。聚乳酸广泛用于制造可降解材料,故使用聚乳酸材料有利于减少白色污染,D正确。3.A解析乙醇是饱和一元醇,丙三醇是饱和三元醇,两者所含官能团数目不同,不互为同系物,A错误;35Cl和37Cl质子数相同、中子数不同,互为同位素,B正确;O2和O3是由氧元素组成的不同单质,互为同素异形体,C正确;丙酮和环氧丙烷的分子式相同、结构不同,互为同分异构体,D正确。4.B解析有机化合物分子中除存在单键、双键和三键外,苯环中还存在一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的碳碳键,A项错误;C4H8比相应的烷烃少2个氢原子,则其分子中可能存在碳碳双键,但一定存在碳碳单键和碳氢单键,B项正确;C3H6比相应的烷烃少2个氢原子,则有机化合物C3H6O分子中可能存在双键,也可能不存在双键,若存在双键,可能是碳碳双键,也可能是碳氧双键,C项错误;有机化合物分子中不一定存在非极性键,如CH4等,D项错误。5.A解析甲苯中溴原子可取代的位置分别为甲基上的氢原子,以及苯环上甲基的邻位、间位和对位上的氢原子,有4种一溴代物;2-甲基丁烷溴原子可分别取代1号碳、2号碳、3号碳、4号碳上的氢原子,2号碳上的甲基与1号碳的甲基等效,所以一溴代物也有4种,A正确;苯的分子式为C6H6,苯甲酸的分子式为C7H6O2,nmol苯和nmol苯甲酸消耗的氧气的量均为7.5nmol,B错误;该化合物在命名时主链选错,主链应选择包含碳原子数最多的碳链作为主链,正确的命名为2,3,4,4-四甲基己烷,C错误;前者羟基与苯环直接相连,属于酚类化合物,后者羟基未与苯环直接相连,属于醇类化合物,酚与醇不是同系物,D错误。6.A解析化合物(a)中含有碳碳双键,能够被酸性高锰酸钾溶液氧化,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,化合物(c)不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故只用酸性高锰酸钾溶液可以鉴别出(a)与(c),A正确;化合物(a)中间位置的C原子与相邻4个C原子不在同一平面上,B错误;化合物(b)分子中除了苯环上与甲基处于邻位、间位和对位上的氢原子可以被氯原子取代,甲基上的氢原子也可以被氯原子取代,故化合物(b)的一氯代物共有4种,C错误;化合物(c)有一种一氯代物,D错误。7.答案(1)8(2)解析(1)—CH2—只能连接2个碳原子,不能连接氢原子;只能连接4个碳原子,不能连接氢原子;只能连接3个碳原子,不能连接氢原子。(2)中含有4种不同类型的氢原子,故发生取代反应生成的一氯代物有4种,而另外2种同分异构体形成的一氯代物均有5种同分异构体。8.C解析分子式为C4H8Cl2的有机物可以采取“定一移一”法:、、,共有9种。9.B解析饱和碳原子是四面体结构,单键碳及其相连的原子最多三个共面,则三蝶烯分子中所有的原子不可能都处于同一平面,A错误;由图知,扭曲烷分子中有4个六元环,B正确;富勒烯是一系列碳单质,是完全由碳组成的中空分子,有C20、C60、C70等,都是碳元素的单质,它们是组成元素相同、结构不同、性质不同的单质,互为同素异形体,C错误;金刚烷分子里只有2种氢原子,其一氯代物只有2种,D错误。10.C解析顺反异构是指化合物分子中由于具有自由旋转的限制因素,使各个基团在空间的排列方式不同而出现的非对映异构现象,、都不存在顺反异构,故A正确;手性碳原子是指与四个各不相同的原子或基团相连的碳原子,L的同分异构体结构及手性碳原子(用*标记)为、、、、、、、,任一同分异构体中最多含有1个手性碳原子,故B正确;当与羟基相连的碳原子上只有1个氢原子时,醇发生催化氧化反应生成酮,羟基取代戊烷同分异构体中含有2个氢原子的碳原子上的1个氢原子即满足条件,满足条件的结构有、、,共3种,故C错误;连接在同一碳原子上的氢原子等效,连接在同一碳原子上的甲基等效,由B项解析可知,L的同分异构体中,含有两种化学环境的氢原子的结构为,故D正确。11.A解析分子式为C3H6O2的酯可能是HCOOC2H5、CH3COOCH3,水解得到的醇分别是C2H5OH、CH3OH,得到的酸分别是HCOOH、CH3COOH,C2H5OH、CH3OH与HCOOH、CH3COOH形成的酯共有4种,A项错误;四联苯是具有两条对称轴的物质,即,有5种不同化学环境的氢原子,故有5种一氯代物,B项正确;将官能团的位置移动即可得其同分异构体:CH2CHCH2COOH、CH3CHCHCOOH,C项正确;该有机物含有4个环和1个碳碳双键,不饱和度为5,苯环的不饱和度为4,所以可能有属于芳香族的同分异构体,D项正确。12.D解析a是乙苯,b中含有氯原子,c中含有碳碳双键,b、c结构与苯均不相似,因此三种物质中只有a是苯的同系物,A正确。c中含有碳碳双键,所以c既可发生氧化反应也可发生聚合反应,B正确。苯环和碳碳双键均是平面形结构,且单键可以旋转,所以a、b、c中所有碳原子均有可能共面,C正确。b的同分异构体中属于芳香族化合物的,如果只有一个取代基,该取代基是—CH2CH2Cl;如果有两个取代基,可以是—CH3和—CH2Cl或—CH2CH3和—Cl,均有邻、间、对三种;如果含有3个取代基,分别是2个甲基和1个氯原子,有6种不同结构,因此共计是13种,D错误。13.答案(1)4(2)①3②醛基解析(1)三联苯有水平和竖直两条对称轴,处于对称位置上的H等效,因此有4种H,即有4种一氯代物。(2)①同时属于酯类和酚类的同分异构体,所含取代基为—OH和—OOCH,两个取代基在苯环上有邻、间、对三种结构,共3种同分异构体。②依题意,水杨酸的同分异构体中,属于酚类则含有,剩余残基为—COOH,因不属于酯类也不属于羧酸类,故只能将其再拆分为—OH和—CHO连接在苯环上,形成(羟基与醛基的位置可以改变)。14.答案(1)8(2)、、(任选一种)解析(1)由于H是E的同系物,且比E少