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課時(shí)作業(yè)3同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體一、選擇題1.下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A.符合通式CnH2n+2(n≥1)且相對(duì)分子質(zhì)量不相等的有機(jī)物為同系物B.符合同一通式且相對(duì)分子質(zhì)量不相等的有機(jī)物為同系物C.乙醇和甲醚不是同系物但是同分異構(gòu)體D.CH3CH2CHO、CH2=CHCH2OH、三種物質(zhì)互為同分異構(gòu)體解析:符合通式CnH2n+2者必為烷烴,烷烴間結(jié)構(gòu)相似,A正確;符合同一通式者不一定是同一類物質(zhì),如符合CnH2n者有烯烴和環(huán)烷烴,其結(jié)構(gòu)不相似,不屬于同系物,B錯(cuò)誤;乙醇和甲醚結(jié)構(gòu)不同,不屬于同系物,但分子式都為C2H6O,是同分異構(gòu)體,C正確;D中三物質(zhì)分子式均為C3H6O,結(jié)構(gòu)不同,互為同分異構(gòu)體,D正確。答案:B2.下列物質(zhì)中,互為同分異構(gòu)體的是()A.①② B.①⑤C.①④ D.①③④解析:運(yùn)用同分異構(gòu)體的概念判斷。答案:C3.下列物質(zhì)中最簡(jiǎn)式相同,但既不是同系物,也不是同分異構(gòu)體的是()D.乙酸和甲酸甲酯解析:A、C、D都是同分異構(gòu)體。答案:B4.(多選)下列分子式只表示一種純凈物的是()A.CH2Br2 B.C3H8C.C4H10 D.C解析:本題是從另一角度考查同分異構(gòu)體的知識(shí)。A項(xiàng)主要考查的是甲烷的結(jié)構(gòu);烷烴中3個(gè)碳原子以上的烴才有同分異構(gòu)體,如C4H10有正丁烷和異丁烷兩種;C3H8代表的只有丙烷一種;碳的元素符號(hào)C可以代表金剛石和石墨兩種物質(zhì)。答案:AB5.已知化合物A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。A苯環(huán)上的n溴代物的同分異構(gòu)體的數(shù)目和m溴代物的同分異構(gòu)體的數(shù)目相等,則n和m一定滿足的關(guān)系式是()A.n+m=6 B.n=mC.2n=m D.n+m=8解析:苯環(huán)上可被取代的H原子為6個(gè),則n溴代物與m溴代物的同分異構(gòu)體數(shù)目相等時(shí)m+n=6。答案:A6.下列關(guān)于同分異構(gòu)體數(shù)目的敘述不正確的是()A.甲苯苯環(huán)上的1個(gè)氫原子被含3個(gè)碳原子的烷基取代,所得產(chǎn)物有6種B.已知丙烷的二氯代物有4種異構(gòu)體,則其六氯代物的異構(gòu)體數(shù)目也為4種C.含有5個(gè)碳原子的某飽和鏈烴,其一氯代物有3種D.菲的結(jié)構(gòu)為,它與硝酸反應(yīng),可生成5種一硝基取代物解析:A√甲苯苯環(huán)上共有3種氫原子,含3個(gè)碳原子的烷基共有2種[—CH2CH2CH3丙基、—CH(CH3)2異丙基],故甲苯苯環(huán)上的1個(gè)氫原子被含3個(gè)碳原子的烷基取代,所得產(chǎn)物有6種。B√采用換元法,將氯原子代替氫原子,氫原子代替氯原子,從二氯代物有四種同分異構(gòu)體,就可得到六氯代物也有四種同分異構(gòu)體。C×含5個(gè)碳原子的飽和鏈烴有以下幾種情況:正戊烷CH3CH2CH2CH2CH3有3種一氯代物,異戊烷(CH3)2CHCH2CH3有4種一氯代物,新戊烷C(CH3)4有1種一氯代物,選項(xiàng)中未指明是哪一種鏈烴,故不正確。D√菲的結(jié)構(gòu)中硝基取代的位置如圖,共5種一硝基取代物。答案:C7.下列有機(jī)化合物的一氯取代物的同分異構(gòu)體的數(shù)目相等的是()A.①② B.②④C.③④ D.①④解析:首先判斷各有機(jī)化合物的對(duì)稱面:①和④無(wú)對(duì)稱面,②和③均呈鏡面對(duì)稱,只需看其中一半即可。然后看連在同一個(gè)碳原子上的甲基有幾個(gè):①中有兩個(gè)甲基連在同一個(gè)碳原子上,所以這兩個(gè)甲基中的氫原子等效,③中也有兩個(gè)甲基連在同一個(gè)碳原子上,因?yàn)槭晴R面對(duì)稱,故四個(gè)甲基中的氫原子等效。最后用箭頭確定不同的氫原子,如下圖所示,即可知①和④對(duì)應(yīng)的一氯取代物都有七種同分異構(gòu)體,②和③對(duì)應(yīng)的一氯取代物都只有四種同分異構(gòu)體。故選D。答案:D8.滿足分子式為C4H8ClBr的有機(jī)物共有()A.10種 B.11種C.12種 D.13種解析:先分析碳骨架異構(gòu),分別為C—C—C—C與兩種情況,然后分別對(duì)兩種碳骨架采用“定一移一”的方法分析,其中碳骨架C—C—C—C有,共8種,碳骨架,共4種,共12種,故選C。答案:C9.主鏈含5個(gè)碳原子,有甲基、乙基2個(gè)支鏈的烷烴有()A.2種 B.3種C.4種 D.5種解析:符合題目要求的同分異構(gòu)體有:兩種。答案:A10.對(duì)復(fù)雜的有機(jī)物的結(jié)構(gòu),可以用“鍵線式”簡(jiǎn)化表示。如有機(jī)物CH2=CH—CHO可以簡(jiǎn)寫(xiě)成。則與鍵線式為的物質(zhì)互為同分異構(gòu)體的是()解析:的分子式為C7H8O,分析四個(gè)選項(xiàng)可得出答案。答案:D11.分子式為C5H12O且可與金屬鈉反應(yīng)放出氫氣的有機(jī)化合物有(不考慮立體異構(gòu))()A.5種 B.6種C.7種 D.8種解析:與金屬鈉反應(yīng)生成氫氣,說(shuō)明該化合物一定含有—OH,所以此有機(jī)物的結(jié)構(gòu)符合C5H11—OH,首先寫(xiě)出C5H11—碳鏈異構(gòu)有3種:①C—C—C—C—C、②、③,再分別加上—OH。①式有3種結(jié)構(gòu),②式有4種結(jié)構(gòu),③式有1種結(jié)構(gòu),共8種。答案:D12.有機(jī)物R的分子式為C12H18,經(jīng)測(cè)定數(shù)據(jù)表明,分子中除含苯環(huán)外不再含有其他環(huán)狀結(jié)構(gòu),且苯環(huán)上只有兩個(gè)側(cè)鏈(分別是—C2H5和—C4H9),符合此條件的烴的結(jié)構(gòu)有()A.6種 B.9種C.12種 D.15種解析:—C2H5只有一種結(jié)構(gòu),—C4H9有4種結(jié)構(gòu),而—C2H5和—C4H9兩個(gè)側(cè)鏈在苯環(huán)上的位置關(guān)系有鄰、間、對(duì)3種,所以此烴的同分異構(gòu)體共有3×4=12種,C選項(xiàng)正確。答案:C二、填空題13.(1)某芳香烴結(jié)構(gòu)為。它的分子式為_(kāi)_______,一氯代物有________種。(2)分子式為C6H12的某烴的所有碳原子都在同一平面上,則該烴的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)____________________________________________,若分子式為C4H6的某烴中所有的碳原子都在同一條直線上,則該烴的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)________________________________________。解析:(1)該芳香烴的分子式為C18H14,結(jié)構(gòu)中含有兩條對(duì)稱軸,,處于對(duì)稱位置的H原子屬于同一種H原子,故該分子中含有4種H原子,其一氯代物有4種。(2)分子式為C6H12,且所有碳原子都在同一平面上,該烴為2,3-二甲基-2-丁烯,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為(CH3)2C=C(CH3)2,可以看成4個(gè)甲基分別取代了CH2=CH2分子中的4個(gè)H原子,故所有碳原子都在同一平面上。分子式為C4H6,所有的碳原子都在同一條直線上,該烴為CH3C≡CCH3答案:(1)C18H144(2)(CH3)2C=C(CH3)2CH3C≡14.(1)上圖為金剛烷的空間結(jié)構(gòu)(碳架):它的一氯代物有________種,二氯代物有________種。(2)二英是一類具有高毒性芳香族化合物的總稱,其母體結(jié)構(gòu)如圖:①已知該物質(zhì)的一氯代物有二種,則該物質(zhì)的七溴代物共有________種;②該物質(zhì)的二氯取代物共有________種。解析:(1)為說(shuō)明清楚,先對(duì)碳編號(hào)。從圖中可看出,分子內(nèi)由碳原子構(gòu)成的最小的環(huán)為6元環(huán),這樣的環(huán)共有4個(gè),且4個(gè)環(huán)完全等同,整個(gè)分子結(jié)構(gòu)中,1、3、5、8號(hào)位碳等同,每個(gè)C上有1個(gè)H,2、6、7、4、10、9號(hào)位C等同,每個(gè)C上有2個(gè)H。由于只存在兩種不同位置的H,故一氯代物只有2種。尋找二氯代物的方法:對(duì)兩種不同位置的H分類為a、beq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(a—a1種,a—b2種,b—b3種))6種(注意:b位上有2個(gè)H)(2)①該物質(zhì)的分子式為C12H8O2,可被取代的氫原子有8個(gè),根據(jù)替代法可知其一氯代物和七溴代物的種類數(shù)應(yīng)相同,都是兩種。②該物質(zhì)的二氯取代物的查找方法可以采用固定一個(gè)氯原子,移動(dòng)另一個(gè)氯原子的方法來(lái)尋找。答案:(1)26(2)①2②1015.烷基取代苯可被KMnO4酸性溶液氧化生成,但若烷基R中直接與苯環(huán)連接的碳原子沒(méi)有C—H鍵,則不容易被氧化得到。現(xiàn)有分子式是C11H16的一烷基取代苯,已知它可以被氧化成為的異構(gòu)體共有7種,其中的3種是請(qǐng)寫(xiě)出其他的4種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:________、________、________、________。解析:由題意知,當(dāng)與苯環(huán)直接連接的碳原子上有氫時(shí),該烷基才能被KMnO4氧化生成—COOH,而所求的同分異構(gòu)體中苯環(huán)上只有一個(gè)側(cè)鏈,故可以把苯環(huán)看作是C5H12的一個(gè)取代基,只要寫(xiě)出戊烷的七種同分異構(gòu)體就可求得答案。答案:16.液晶是一類新型材料,MBBA是一種研究得較多的液晶化合物。它可以看作是由醛A和胺B去水縮合的產(chǎn)物。(1)對(duì)位上有—C4H9的苯胺可能有4個(gè)異構(gòu)體,它們是(2)醛A的異構(gòu)體甚多,其中屬于酯類化合物,而且結(jié)構(gòu)式中有苯環(huán)
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