备考2025届高考化学一轮复习分层练习第九章有机化学基础第2讲有机化合物的结构特点

第2讲有机化合物的结构特点1.[2024浙江]下列说法不正确的是（A）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（）互为同分异构体解析同系物是指结构相像、分子组成相差一个或若干个“CH2”原子团的有机化合物，乙醇中含有一个羟基，丙三醇中含有三个羟基，二者结构不相像，不互为同系物，A项错误；同位素是指质子数相同中子数不同的不同核素，35Cl和37Cl互为同位素，B项正确；同素异形体是指同一种元素形成的不同单质，O2和O3互为同素异形体，C项正确；同分异构体是指分子式相同而结构不同的化合物，丙酮和环氧丙烷分子式相同，结构不同，互为同分异构体，D项正确。2.[全国Ⅲ高考]下列化合物的分子中，全部原子可能共平面的是（D）A.甲苯 B.乙烷C.丙炔 D.1，3－丁二烯解析甲苯中有甲基，依据甲烷的结构可知，甲苯分子中全部原子不行能在同一平面内，A错误；乙烷相当于2个甲基连接而成，依据甲烷的结构可知，乙烷分子中全部原子不行能在同一平面内，B错误；丙炔的结构简式为，其中含有甲基，该分子中全部原子不行能在同一平面内，C错误；1，3－丁二烯的结构简式为，依据乙烯的结构特点及碳碳单键可旋转知，该分子中全部原子可能在同一平面内，D正确。3.[2024河北]苯并降冰片烯是一种重要的药物合成中间体，结构简式如图。关于该化合物，下列说法正确的是（B）A.是苯的同系物B.分子中最多8个碳原子共平面C.一氯代物有6种（不考虑立体异构）D.分子中含有4个碳碳双键解析该化合物的结构中除含苯环外，还含其他的环状结构，不是苯的同系物，A项错误；与苯环干脆相连的原子确定在苯环平面内，该化合物中与苯环相连的碳原子为饱和碳原子，是四面体结构，故分子中最多8个碳原子共平面，B项正确；氯原子可以取代如图中a、b、c、d、e位置上的氢原子，剩余4个位置的氢原子分别与a、b、c、d等效，故一氯代物有5种，C项错误；苯环中不含碳碳双键，故1个苯并降冰片烯分子中只含1个碳碳双键，D项错误。4.[2024全国乙]一种实现二氧化碳固定及再利用的反应如下：下列叙述正确的是（D）A.化合物1分子中的全部原子共平面B.化合物1与乙醇互为同系物C.化合物2分子中含有羟基和酯基D.化合物2可以发生开环聚合反应解析化合物1分子结构中含有亚甲基，全部的原子确定不共平面，A项错误；同系物是指结构相像，在分子组成上相差一个或若干个“CH2”原子团的一系列化合物，化合物1与乙醇结构不相像，故二者不互为同系物，B项错误；由化合物2的结构简式可知，分子结构中含有酯基，没有羟基，C项错误；由于化合物2为环状结构且分子结构中含有酯基，可以发生水解反应生成羟基和羧基，然后羧基和羟基可以发生缩聚反应生成聚合物，因此化合物2可以发生开环聚合反应，D项正确。5.[全国Ⅰ高考]环之间共用一个碳原子的化合物称为螺环化合物，螺[2.2]戊烷（）是最简洁的一种。下列关于该化合物的说法错误的是（C）A.与环戊烯互为同分异构体B.二氯代物超过两种C.全部碳原子均处同一平面D.生成1molC5H12至少须要2molH2解析螺[2.2]戊烷的分子式为C5H8，不饱和度为2，环戊烯的结构简式为，不饱和度为2，分子式也是C5H8，两者互为同分异构体，A正确；2个氯原子可以位于同一个碳原子上，也可以位于同环上2个碳原子上和异环上2个碳原子上，则螺[2.2]戊烷的二氯代物超过2种，B正确；螺[2.2]戊烷可以看成是新戊烷分子中的4个甲基两两去氢成环的产物，由于新戊烷分子中的五个碳原子不在同一平面，所以螺[2.2]戊烷分子中全部碳原子不行能处于同一平面，C错误；由1molC5H8与2molH2反应生成1molC5H12知，实际参与反应的H2为2mol，考虑到可能有一部分氢气没有参与反应，故至少须要2molH2，D正确。6.[顺反异构][2024江西九校联考]由苯甲醛制备重要的有机合成中间体的一种反应如图，下列说法正确的是（D）A.该反应属于取代反应B.可用少量溴水鉴别苯甲醛和2－环己烯酮C.2－环己烯酮存在顺反异构D.中间体与足量H2完全加成后所得分子中含有3个手性碳原子解析该反应为加成反应，A项错误；苯甲醛中的醛基、2－环己烯酮中的碳碳双键均能使溴水褪色，故不能用溴水鉴别二者，B项错误；受2－环己烯酮的立体结构所限，2－环己烯酮的碳碳双键所连的两个氢原子不行能呈现反式结构，C项错误；中间体与足量H2完全加成后所得分子为，含有如图所示3个手性碳原子，D项正确。7.[2024辽宁部分学校联考]对甲基苯甲酸的结构简式为。下列有关说法错误的是（D）A.对甲基苯甲酸的一氯代物有3种B.对甲基苯甲酸苯环上的二氯代物有4种C.对甲基苯甲酸与互为同分异构体D.对甲基苯甲酸的同分异构体中，能发生水解反应且属于芳香族化合物的有4种解析对甲基苯甲酸苯环上的一氯代物有2种，甲基上的氢原子也可以被取代，其一氯代物共3种，A正确。对甲基苯甲酸苯环上的二氯代物有4种，分别为、、、，B正确。对甲基苯甲酸与的分子式均为C8H8O2，结构不同，互为同分异构体，C正确。对甲基苯甲酸属于芳香族化合物的同分异构体，说明含有苯环；能发生水解反应，说明含有酯基，可为HCOO—或CH3COO—或CH3OOC—。当酯基为HCOO—时，有（数字所在的位置为甲基的位置）和，共4种结构；当酯基为CH3COO—时，有1种结构，为；当酯基为CH3OOC—时，有1种结构，为，共6种结构，D错误。8.[2024福建龙岩摸底考试]外科手术的麻醉药“麻沸散”中含有东莨菪碱，其结构简式如图所示。下列关于该物质的说法不正确的是（D）A.该物质的分子式为C17H21NO4B.该分子中含有3种含氧官能团C.该物质能发生取代反应、氧化反应、还原反应、消去反应D.该物质在酸性条件下的水解产物分子中，最多有9个碳原子共平面解析由该物质的结构简式可知，该物质的分子式为C17H21NO4，A正确；分子中含氧官能团有醚键、醇羟基、酯基，B正确；醇羟基和酯基都能发生取代反应，—CH2OH能发生氧化反应，苯环能发生还原反应，该分子中与醇羟基相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子，则醇羟基能发生消去反应，C正确；该物质在酸性条件下的水解产物分子中，碳原子共平面个数最多的分子结构为（其中数字代表平面序数），通过旋转2个平面之间的碳碳单键可使2个平面重叠，则该分子中最多有8个碳原子共平面，D错误。9.[2024河南南阳摸底考试]某化妆品的组分Z具有美白功效，原来从杨树中提取，现可用如图反应制备。下列有关叙述错误的是（C）A.X、Y和Z均能使溴水褪色B.X、Y分子中全部原子都可能处于同一平面C.Z分子中最多有12个碳原子共面D.Z的苯环上的一氯代物有6种解析A项，X、Z中均含有酚羟基，均可与溴水发生取代反应使其褪色；Y中含有碳碳双键，可与溴水发生加成反应使其褪色，正确。B项，苯环是平面形结构，X中通过旋转氧氢单键，X分子中全部原子都可能处于同一平面；Y中碳碳双键、苯环各确定一个平面，通过旋转2个平面间的碳碳单键可使两个平面重合，Y分子中全部原子可能处于同一平面，正确。C项，Z分子含有2个苯环，与2个苯环相连的有1个碳原子，利用不共线的三点确定一个平面，则Z分子中最多有13个碳原子共面，错误。D项，Z中苯环上含有6种不同化学环境的氢原子，即（数字表示苯环上不同化学环境的氢原子所在位置），则Z的苯环上的一氯代物有6种，正确。10.[2024重庆巴南诊断]某有机物的结构简式为，对该有机物分子的描述正确的是（D）A.最多有7个碳原子共线B.全部碳原子都在同一平面上C.其一氯代物最多有5种D.最多有25个原子共面解析A项，该物质分子中同时连接4个苯环的碳原子为饱和碳原子，是四面体形结构，则与这个碳原子干脆相连的2个碳原子与其形成的夹角应为109°28'，则该物质中最多有4个碳原子共线，错误。B项，该物质中连接4个苯环的碳原子是饱和碳原子，则全部碳原子不行能处于同一平面，错误。C项，该物质分子结构对称，含有6种不同化学环境的氢原子，即（数字表示不同化学环境氢原子的位置），则该物质的一氯代物最多有6种，错误。D项，单键可以旋转，分别旋转左、右2个苯环和中心碳原子间的单键，可使左、右2个苯环与中心碳原子处于同一平面，再分别旋转2个甲基的碳氢键及其所连接的苯环间的碳碳单键，则该有机物分子最多有25个原子共面，正确。11.[同分异构体][2024湖南张家界模拟]对羟基苯甲醛是一种用途极广的有机合成中间体。两种主要工业合成路途如图所示。下列说法正确的是（C）A.苯酚和对羟基苯甲醇互为同系物B.对羟基苯甲醇苯环上的一氯代物有1种C.对甲基苯酚的同分异构体中含有苯环的有4种D.对羟基苯甲醛中全部原子确定共平面解析由题图知，苯酚的分子式为C6H6O，对羟基苯甲醇的分子式为C7H8O2，同系物是指结构相像，分子组成上相差一个或若干个“CH2”原子团的化合物，则二者不互为同系物，A错误。对羟基苯甲醇苯环上有2种不同化学环境的氢原子，则其苯环上的一氯代物有2种，B错误。若苯环上有1个取代基，则取代基为—CH2OH或—OCH3，有2种；若苯环上有2个取代基，取代基为—CH3和—OH，除去本身，有“邻、间”2种，则共有4种，C正确。对羟基苯甲醛中单键可以旋转，则该物质分子中全部原子不愿定共平面，D错误。12.[同分异构体的书写][2024南京六校联考等组合]（1）A（）的同分异构体中，能发生水解反应的芳香族化合物有6种，其中核磁共振氢谱峰面积之比为2∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为。（2）B（）的同分异构体中同时满意以下条件的有8种（不考虑对映异构）。a.仅有一个环，且为六元环b.环上碳原子均为sp3杂化c.红外光谱显示含有结构（3）C是D（）的同系物，其碳原子数比D少4个，则C可能的结构有5种。（4）NBS（N－溴代丁二酰亚胺）是有机合成中一种重要的溴代试剂，其结构简式为。其同分异构体中能同时满意以下三个条件的有10种。a最少有3个碳原子在一条直线上；b不含有环状结构；c含有—NO2和—Br。其中，在同始终线上的碳原子最多且含有手性碳原子（连有4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子）的结构简式为。（5）E（）的一种同分异构体同时满意下列条件，写出该同分异构体的结构简式：（或）（写出一种即可）。①分子中含有苯环，酸性条件下水解产物之一能与FeCl3发生显色反应，另外一种产物能与新制Cu（OH）2悬浊液反应，生成砖红色沉淀；②分子中不同化学环境的氢原子数目比为6∶3∶2∶1。解析（1）能发生水解反应，说明含有酯基。属于芳香族化合物，说明含有苯环，结合A的结构可知无其他官能团或取代基。分子中除酯基外，剩下的碳链为，酯基可以接受“插入法”，碳链中的等效碳原子有5种（），将酯基插入碳、氢原子之间，有4种结构；酯基结构不对称，插入甲基和苯环之间有2种结构。符合题意的同分异构体数目为4＋2＝6（种），详细为、、、、、。核磁共振氢谱峰面积之比为2∶2∶2∶1∶1，说明有5种不同化学环境的氢原子，则该同分异构体的结构简式为。（2）依据信息a、b、c可知，分子中含有，且仅有一个环，为六元环，环上碳原子均为sp3杂化，说明环上碳原子都是饱和碳原子。物质B的不饱和度为3，、六元环的不饱和度均为1，则分子中还含有碳碳双键。分子中除外，剩下的碳链为，可以接受“插入法”，碳链中的等效碳原子有6种（），将羰基插入碳、氢原子之间，有6种结构，插入六元环与之间只有1种结构。不考虑对映异构，但是当环上连接—CHCHCHO时存在顺反异构，因此符合题意的同分异构体共6＋1＋1＝8（种）。（3）①审限定条件，确定官能团：C是D的同系物，则C与D具有相同的官能团，C中应含有1个氨基和1个羧基。②写出碳链，组装官能团：C中的碳原子数比D少4个，即C中有4个碳原子，除去官能团，碳架中有3个饱和碳原子，2个官能团可接受“定一移一法”进行组装。③确定同分异构体的种数或结构简式：符合题意的同分异构体共有5种。（4）①审限定条件，确定官能团：由信息a可知，其同分异构体中含有碳碳三键；由信息b、c可知，其同分异构体为链状、含有—NO2和—Br。②依据不饱和度确定其他官能团：由可知，该物质的不饱和度为3，故其同分异构体中含有1个碳碳三键、1个—NO2和1个—Br，其余为2个饱和碳原子。③写出碳链，组装官能团：依据最少有3个碳原子在一条直线上，说明与碳碳三键相连的原子中至少有1个碳原子。依据“定一移一法”先确定—Br的位置，即存在、（数字表示—Br所在的位置），再确定