《高中化學》第46講有機化合物的空間結構同系物和同分異構體

PAGE第46講有機化合物的空間結構同系物和同分異構體層次1基礎性1.下列表示正確的是()A.乙醛的結構簡式:CH3COHB.2-丁烯的鍵線式:C.乙炔的結構簡式:HC≡CHD.乙烷的球棍模型:2.(2023·廣東廣州二模)聚乳酸廣泛用于制造可降解材料,其生物降解過程如下。下列說法不正確的是()CO2+H2OA.乳酸屬于烴的衍生物B.CO2分子含有σ鍵和π鍵C.乳酸分子不含手性碳原子D.使用聚乳酸材料有利于減少白色污染3.(2022·浙江6月選考卷)下列說法不正確的是()A.乙醇和丙三醇互為同系物B.35Cl和37Cl互為同位素C.O2和O3互為同素異形體D.丙酮()和環(huán)氧丙烷()互為同分異構體4.(2024·湖南新邵第一中學高三模擬)下列說法正確的是()A.有機化合物分子中只存在單鍵、雙鍵和三鍵3種化學鍵B.有機化合物C4H8分子中既存在碳碳單鍵,又存在碳氫單鍵C.有機化合物C3H6O分子中一定存在碳碳雙鍵D.有機化合物分子中一定既存在非極性鍵,又存在極性鍵5.(2023·廣東佛山檢測)下列說法正確的是()A.的一溴代物和的一溴代物都有4種(不考慮立體異構)B.等物質的量的苯和苯甲酸完全燃燒消耗氧氣的量不相等C.按系統(tǒng)命名法,化合物的名稱是2,3,4-三甲基-2-乙基戊烷D.和互為同系物6.(2023·廣東深圳檢測)化合物(a)與(b)的結構簡式如圖所示。下列敘述正確的是()A.只用酸性高錳酸鉀溶液可以鑒別出(a)與(c)B.(a)分子中所有碳原子均共面C.(b)的一氯代物共有3種D.(c)有兩種一氯代物7.烷烴分子可看作由—CH3、—CH2—、和等基團組成。(1)如果某烷烴分子中同時存在這4種基團,所含碳原子數(shù)又最少,則該烴分子應含個碳原子,其結構簡式可能為、或。(2)上述有機化合物與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應,這些同分異構體中,一氯代物有4種同分異構體的是(填結構簡式)。層次2綜合性8.分子式為C4H8Cl2的有機物共有(不含立體異構)()A.7種 B.8種 C.9種 D.10種9.納米分子機器日益受到關注,機器的“車輪”常用組件如圖。下列說法正確的是()A.三蝶烯分子中所有的原子都處于同一平面B.扭曲烷分子中有4個六元環(huán)C.富勒烯和C60互為同分異構體D.金剛烷的一氯代物只有4種10.(2021·山東卷,12改編)立體異構包括順反異構、對映異構等。有機物M(2-甲基-2-丁醇)存在如圖轉化關系,下列說法錯誤的是()A.N分子不存在順反異構B.L的任一同分異構體最多有1個手性碳原子C.M的同分異構體中,能被氧化為酮的醇有4種D.L的同分異構體中,含兩種化學環(huán)境氫的只有1種11.下列說法不正確的是()A.分子式為C3H6O2的有機物在酸性條件下可水解為酸和醇,若不考慮立體異構,這些醇和酸重新組合可形成的酯共有5種B.四聯(lián)苯()的一氯代物有5種C.與具有相同官能團的同分異構體的結構簡式為CH2CHCH2COOH、CH3CHCHCOOHD.興奮劑乙基雌烯醇()可能有屬于芳香族的同分異構體12.利用Heck反應合成一種藥物中間體需要經(jīng)歷下列反應過程。有關說法錯誤的是()A.a、b、c中只有a是苯的同系物B.c既可發(fā)生氧化反應也可發(fā)生聚合反應C.a、b、c中所有碳原子均有可能共面D.b的同分異構體中屬于芳香族化合物的有12種13.(1)三聯(lián)苯的一氯代物有種同分異構體。(2)水楊酸的結構簡式為。①水楊酸的同分異構體中,屬于酚類同時還屬于酯類的化合物有種。②水楊酸的同分異構體中,屬于酚類,但不屬于酯類也不屬于羧酸的化合物必定含有(除了羥基之外的官能團名稱)。層次3創(chuàng)新性14.(1)H是E()的同系物,且比E少兩個碳原子。滿足下列條件的H的同分異構體有種(不考慮立體異構);其中一種同分異構體被氧化后核磁共振氫譜有三組峰,面積比為1∶1∶4,則氧化后有機物的結構簡式為。①有兩個取代基的六元碳環(huán);②1mol該同分異構體分別與足量的Na和NaHCO3反應生成氣體物質的量相同。(2)M的結構簡式如圖,它的同分異構體有多種,寫出符合下列條件的一種同分異構體的結構簡式:。①能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應②能發(fā)生銀鏡反應③核磁共振氫譜有4組峰第46講有機化合物的空間結構同系物和同分異構體1.C解析乙醛含醛基,其結構簡式為CH3CHO,A錯誤;2-丁烯的鍵線式為,B錯誤;D項為乙烷的空間填充模型。2.C解析乳酸含有羧基、羥基,屬于烴的衍生物,A正確。二氧化碳結構為OCO,雙鍵中含有1個σ鍵、1個π鍵,故CO2分子含有σ鍵和π鍵,B正確。手性碳原子是連有四個不同原子或基團的碳原子;,故乳酸分子含手性碳原子,C錯誤。聚乳酸廣泛用于制造可降解材料,故使用聚乳酸材料有利于減少白色污染,D正確。3.A解析乙醇是飽和一元醇,丙三醇是飽和三元醇,兩者所含官能團數(shù)目不同,不互為同系物,A錯誤;35Cl和37Cl質子數(shù)相同、中子數(shù)不同,互為同位素,B正確;O2和O3是由氧元素組成的不同單質,互為同素異形體,C正確;丙酮和環(huán)氧丙烷的分子式相同、結構不同,互為同分異構體,D正確。4.B解析有機化合物分子中除存在單鍵、雙鍵和三鍵外,苯環(huán)中還存在一種介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間的獨特的碳碳鍵,A項錯誤;C4H8比相應的烷烴少2個氫原子,則其分子中可能存在碳碳雙鍵,但一定存在碳碳單鍵和碳氫單鍵,B項正確;C3H6比相應的烷烴少2個氫原子,則有機化合物C3H6O分子中可能存在雙鍵,也可能不存在雙鍵,若存在雙鍵,可能是碳碳雙鍵,也可能是碳氧雙鍵,C項錯誤;有機化合物分子中不一定存在非極性鍵,如CH4等,D項錯誤。5.A解析甲苯中溴原子可取代的位置分別為甲基上的氫原子,以及苯環(huán)上甲基的鄰位、間位和對位上的氫原子,有4種一溴代物;2-甲基丁烷溴原子可分別取代1號碳、2號碳、3號碳、4號碳上的氫原子,2號碳上的甲基與1號碳的甲基等效,所以一溴代物也有4種,A正確;苯的分子式為C6H6,苯甲酸的分子式為C7H6O2,nmol苯和nmol苯甲酸消耗的氧氣的量均為7.5nmol,B錯誤;該化合物在命名時主鏈選錯,主鏈應選擇包含碳原子數(shù)最多的碳鏈作為主鏈,正確的命名為2,3,4,4-四甲基己烷,C錯誤;前者羥基與苯環(huán)直接相連,屬于酚類化合物,后者羥基未與苯環(huán)直接相連,屬于醇類化合物,酚與醇不是同系物,D錯誤。6.A解析化合物(a)中含有碳碳雙鍵,能夠被酸性高錳酸鉀溶液氧化,能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,化合物(c)不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,故只用酸性高錳酸鉀溶液可以鑒別出(a)與(c),A正確;化合物(a)中間位置的C原子與相鄰4個C原子不在同一平面上,B錯誤;化合物(b)分子中除了苯環(huán)上與甲基處于鄰位、間位和對位上的氫原子可以被氯原子取代,甲基上的氫原子也可以被氯原子取代,故化合物(b)的一氯代物共有4種,C錯誤;化合物(c)有一種一氯代物,D錯誤。7.答案(1)8(2)解析(1)—CH2—只能連接2個碳原子,不能連接氫原子;只能連接4個碳原子,不能連接氫原子;只能連接3個碳原子,不能連接氫原子。(2)中含有4種不同類型的氫原子,故發(fā)生取代反應生成的一氯代物有4種,而另外2種同分異構體形成的一氯代物均有5種同分異構體。8.C解析分子式為C4H8Cl2的有機物可以采取“定一移一”法:、、,共有9種。9.B解析飽和碳原子是四面體結構,單鍵碳及其相連的原子最多三個共面,則三蝶烯分子中所有的原子不可能都處于同一平面,A錯誤;由圖知,扭曲烷分子中有4個六元環(huán),B正確;富勒烯是一系列碳單質,是完全由碳組成的中空分子,有C20、C60、C70等,都是碳元素的單質,它們是組成元素相同、結構不同、性質不同的單質,互為同素異形體,C錯誤;金剛烷分子里只有2種氫原子,其一氯代物只有2種,D錯誤。10.C解析順反異構是指化合物分子中由于具有自由旋轉的限制因素,使各個基團在空間的排列方式不同而出現(xiàn)的非對映異構現(xiàn)象,、都不存在順反異構,故A正確;手性碳原子是指與四個各不相同的原子或基團相連的碳原子,L的同分異構體結構及手性碳原子(用*標記)為、、、、、、、,任一同分異構體中最多含有1個手性碳原子,故B正確;當與羥基相連的碳原子上只有1個氫原子時,醇發(fā)生催化氧化反應生成酮,羥基取代戊烷同分異構體中含有2個氫原子的碳原子上的1個氫原子即滿足條件,滿足條件的結構有、、,共3種,故C錯誤;連接在同一碳原子上的氫原子等效,連接在同一碳原子上的甲基等效,由B項解析可知,L的同分異構體中,含有兩種化學環(huán)境的氫原子的結構為,故D正確。11.A解析分子式為C3H6O2的酯可能是HCOOC2H5、CH3COOCH3,水解得到的醇分別是C2H5OH、CH3OH,得到的酸分別是HCOOH、CH3COOH,C2H5OH、CH3OH與HCOOH、CH3COOH形成的酯共有4種,A項錯誤;四聯(lián)苯是具有兩條對稱軸的物質,即,有5種不同化學環(huán)境的氫原子,故有5種一氯代物,B項正確;將官能團的位置移動即可得其同分異構體:CH2CHCH2COOH、CH3CHCHCOOH,C項正確;該有機物含有4個環(huán)和1個碳碳雙鍵,不飽和度為5,苯環(huán)的不飽和度為4,所以可能有屬于芳香族的同分異構體,D項正確。12.D解析a是乙苯,b中含有氯原子,c中含有碳碳雙鍵,b、c結構與苯均不相似,因此三種物質中只有a是苯的同系物,A正確。c中含有碳碳雙鍵,所以c既可發(fā)生氧化反應也可發(fā)生聚合反應,B正確。苯環(huán)和碳碳雙鍵均是平面形結構,且單鍵可以旋轉,所以a、b、c中所有碳原子均有可能共面,C正確。b的同分異構體中屬于芳香族化合物的,如果只有一個取代基,該取代基是—CH2CH2Cl;如果有兩個取代基,可以是—CH3和—CH2Cl或—CH2CH3和—Cl,均有鄰、間、對三種;如果含有3個取代基,分別是2個甲基和1個氯原子,有6種不同結構,因此共計是13種,D錯誤。13.答案(1)4(2)①3②醛基解析(1)三聯(lián)苯有水平和豎直兩條對稱軸,處于對稱位置上的H等效,因此有4種H,即有4種一氯代物。(2)①同時屬于酯類和酚類的同分異構體,所含取代基為—OH和—OOCH,兩個取代基在苯環(huán)上有鄰、間、對三種結構,共3種同分異構體。②依題意,水楊酸的同分異構體中,屬于酚類則含有,剩余殘基為—COOH,因不屬于酯類也不屬于羧酸類,故只能將其再拆分為—OH和—CHO連接在苯環(huán)上,形成(羥基與醛基的位置可以改變)。14.答案(1)8(2)、、(任選一種)解析(1)由于H是E的同系物,