1、第2课时有机化合物的结构特点夯实基础轻松达标1.下列说法正确的是()A.所有的烷烃,彼此都互为同系物B.两种化合物的组成元素相同,各元素的质量分数也相同,二者一定是同分异构体C.相对分子质量相同的几种化合物,一定是同分异构体D.组成元素及其质量分数相同,且相对分子质量也相同的不同化合物,一定互为同分异构体答案D解析含有相同碳原子数的烷烃,分子式相同,属于同分异构体,不属于同系物,A错误;若两种化合物的组成元素相同,各元素的质量分数也相同,则它们的最简式相同。最简式相同的化合物可能是同分异构体,也可能不是同分异构体,如CH3CH2CH2CH3与属于同分异构体,而CH2CH2与不是同分异构体,B错
2、误;相对分子质量相同的物质很多,如H3PO4和H2SO4,但它们不是同分异构体,C错误;当不同化合物的相对分子质量相同,其组成元素及其质量分数相同,其分子式一定相同,这样的化合物一定是同分异构体,D正确。2.有4种碳骨架如图所示的烃,下列说法正确的是()A.a和b互为同分异构体B.b和c互为同系物C.a和b都是烷烃D.只有b和c能发生取代反应答案B解析a和b的分子式不同,不互为同分异构体,故A错误;b和c的结构相似,相差1个CH2原子团,都属于烷烃,互为同系物,故B正确;a分子中含有环状结构,不属于烷烃,故C错误;a、b、c、d四种物质均能发生取代反应,故D错误。3.下列分子只表示一种物质的是
3、()A.C3H7ClB.C3H8C.C5H12D.C4H10答案B解析C3H7Cl存在同分异构体:CH3CH2CH2Cl、CH3CHClCH3,所以不能只表示一种物质,A项错误;C3H8为丙烷,只有一种结构,不存在同分异构体,所以只能表示一种物质,B项正确;C5H12存在同分异构体:CH3CH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH(CH3)CH3、C(CH3)4,所以不能只表示一种物质,C项错误;C4H10存在同分异构体:CH3CH2CH2CH3、,所以不能表示一种物质,D项错误。4.下列有机物中,互为同分异构体的是()CH2CHCH3CH3CH2CH3CH2CHCHCH2CH3CH2CH2C
4、H3A.B.C.D.答案A解析的分子式是C3H6,分子式是C3H6,的分子式是C3H8,的分子式是C4H6,的分子式是C4H8,的分子式是C4H10。只有和的分子式相同,结构不同,则和互为同分异构体。5.实验室中常用下面反应制取乙烯气体:CH3CH2OHCH2CH2+H2O,关于该反应说法错误的是()A.该反应为取代反应B.该反应中的有机物共含有羟基和碳碳双键两种官能团C.反应产生的CH2CH2所有原子共平面D.CH3CH2OH属于烃的衍生物答案A解析该反应不是取代反应,A错误。乙醇中含有羟基,乙烯中含有碳碳双键,B正确。乙烯分子中两个碳原子和四个氢原子共平面,C正确。乙醇含有C、H、O三种元
5、素,乙醇是烃的衍生物。6.下列烷烃在光照下与氯气反应,生成一氯代烃种类最多的是()A.B.C.CH3CH2CH2CH3D.答案B解析根据取代反应的特点及同分异构体的定义判断A的一氯代物有1种,B的一氯代物有3种,C的一氯代物有2种,D的一氯代物有2种。7.下列说法中错误的是()化学性质相似的有机物互为同系物分子组成相差一个或若干个“CH2”原子团的有机物互为同系物若烃中碳、氢元素的质量分数相同,它们必定互为同系物互为同分异构体的两种有机物的物理性质有差别,但化学性质必定相似A.B.只有C.只有D.只有答案A解析互为同系物的有机物结构相似,化学性质相似,但化学性质相似的有机物不一定互为同系物,错
6、误;同系物的前提是结构相似,分子组成相差一个或若干个“CH2”原子团的有机物不一定互为同系物,错误;C2H4与C3H6具有相同的最简式,碳、氢的质量分数相同,但C2H4只能为CH2CH2,而C3H6若为时,二者不能互为同系物,错误;同分异构体之间物理性质有差别,若为同一类物质,化学性质相似,若为不同类物质,则化学性质不同,错误。8.运动会火炬一般使用丙烷作为燃料。下列关于丙烷(C3H8)的说法正确的是()A.丙烷是一种清洁能源,任何情况下均不与强酸、强碱、氧化剂反应B.丙烷分子中3个碳原子在一条直线上C.1 mol丙烷在光照条件下,最多可以与8 mol Cl2发生取代反应D.丙烷发生取代反应生
7、成C3H7Cl的结构有3种答案C解析根据题意,丙烷可以燃烧,丙烷只含有C、H元素,充分燃烧生成CO2和H2O,所以丙烷是清洁能源,丙烷不能被酸性KMnO4溶液氧化,但是在点燃时能被氧气氧化,A不正确;丙烷分子中所有的碳原子不在同一条直线上,B不正确;丙烷分子式为C3H8,分子中有8个H原子,每个H原子被取代需用1个Cl原子,消耗1分子Cl2,因此1mol丙烷发生取代反应最多可与8molCl2反应,C正确;丙烷分子中有3个碳原子,位于两端的两个碳原子相同,所以分子中共有两种碳原子,因此C3H7Cl有2种同分异构体:CH3CH2CH2Cl和。9.回答下列各问题。(1)烷烃A蒸气的密度是同温同压下H
8、2密度的36倍,则其分子式是,同分异构体分别是、。(2)烷烃B的分子中含有18个氢原子,其分子式是,其名称是。答案(1)C5H12CH3CH2CH2CH2CH3(2)C8H18辛烷解析烷烃的分子式组成通式为CnH2n+2。(1)Mr(A)=14n+2=362,即n=5,其同分异构体有3种,分别是CH3CH2CH2CH2CH3、。(2)根据烷烃的通式可得2n+2=18,即n=8,分子式是C8H18,其名称是辛烷。提升能力跨越等级1.下列各组物质中,相互间一定互为同系物的是()A.C4H10和C20H42B.C2H4和C3H6OC.C4H8和C3H6D.一溴乙烷和1,2-二溴乙烷答案A解析C4H1
9、0和C20H42均为饱和烷烃,分子组成相差16个“CH2”原子团,故互为同系物,故A正确;C2H4和C3H6O组成元素不完全相同,故B错误;C4H8可能是烯烃,也有可能是环烷烃,C3H6可能是烯烃,也有可能是环烷烃,故两者结构不一定相似,故不一定互为同系物,故C错误;一溴乙烷和1,2-二溴乙烷结构不相似,故不互为同系物,故D错误。2.某烷烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物,该烃的分子式可能是()A.C3H8B.C4H10C.C5H12D.C6H6答案C解析C3H8分子中含两种氢原子,可生成两种一氯代物,故A错误;C4H10为丁烷存在两种同分异构体,正丁烷一氯代物有2种,异丁烷一氯取代产物有
10、2种,故B错误;戊烷有正戊烷、异戊烷、新戊烷3种同分异构体,正戊烷CH3CH2CH2CH2CH3有3种氢原子,一氯代物有3种,异戊烷CH3CH(CH3)CH2CH3有4种氢原子,一氯代物有4种,新戊烷CH3C(CH3)2CH3有1种氢原子,一氯代物有1种,故C正确;C6H6不属于烷烃,故D错误。3.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种答案C解析当主链碳有4个时,其同分异构体有、共6种,当主链碳有3个时,其同分异构体有、共3种,故分子式为C4H8Cl2的有机物共有9种。4.下列烷烃在光照下与氯气反应,只生成一种一氯代物的是()A.CH3CH2C
11、H2CH3B.C.D.答案C解析要判断一氯代物的种数,需对烃分子中氢原子种类进行判断,烃分子中等效氢原子的种类有多少,其一氯代物种类就有多少。A项,的一氯代物有2种;B项,的一氯代物有2种;C项,的一氯代物有1种;D项,的一氯代物有4种。5.(双选)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()是最简单一种。下列关于该化合物的说法正确的是()A.分子式为C5H8B.一氯代物有两种同分异构体C.所有碳原子不可能共平面D.与丙炔互为同系物答案AC解析根据螺2,2戊烷()的键线式可知,其分子式为C5H8,选项A正确;螺2,2戊烷()中的氢都是等效的,故其一氯代物只有一种,选项B错误;螺
12、2,2戊烷()中不可能所有碳原子均共面,选项C正确;螺2,2戊烷与丙炔结构不相似,不是同类物质,不互为同系物,选项D错误。6.下列结构简式代表了几种不同的烷烃()A.2种B.3种C.4种D.5种答案B解析结构简式不能体现出分子的实际空间结构,仅能体现出分子中原子间的结合方式。题干中的几种分子可分别表示为、CH3CH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH2CH2CH3、,故有3种不同的烷烃。7.烷烃分子可看成由CH3、CH2、和等结构组成的。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,这种烃分子应含个碳原子,分子式为,其结构简式可能为、,这三种烷烃的一氯代物共有种。答案8C8H181
13、4解析由于CH3只能连接在端点上,则CH2、和3种基团有、和3种连接方式,由此可知还需要连接5个CH3才能形成烷烃,故这种烃最少应有8个碳原子,含有8个碳原子的烷烃分子式为C8H18,满足题意的结构简式为、和。这三种烷烃的一氯代物分别为5种、5种、4种,因此一氯代物共有14种。8.“立方烷”是一种新合成的烃,分子为正方体结构,其碳架结构如图所示。(1)立方烷的分子式为。(2)该立方烷与氯气发生取代反应,生成的一氯代物有种,生成的二氯代物有种。(3)若要使1 mol该烃的所有氢原子全部被氯原子取代,需要 mol氯气。答案(1)C8H8(2)13(3)8解析(1)1个立方烷分子中有8个碳原子,分布
14、在立方烷各顶点。氢原子数目可根据碳原子最多形成4个价键来考虑。由于每个碳原子与其他碳原子均已形成3个碳碳单键,故只能与1个氢原子结合。分子式为C8H8。(2)由于是正方体,8个顶点的位置全部一样,所以立方烷只有一种一氯代物。根据正方体中两顶点的相对位置只有3种情况,所以二氯代物应有三种结构:。(3)根据取代反应的特点,完全取代8mol氢原子,需8mol氯原子,同时又生成8mol氯化氢。贴近生活拓展创新有的油田气开采的石油气中含有一种碳氢化合物金刚烷,它的分子立体结构如图所示(图中以线示键,每个折点处表示一个碳原子,并以氢补足四价):(1)由图可知其分子式为。(2)它是由四个六元环构成的立体笼状结构,其中有个碳原子为三个环共有。(3)金刚烷的分子中有个“CH2”结构,有个“”结构,其一氯代物有种。答案(1)C10H16(2)4(3)642解析依据每个折点为一个碳原子,每个碳原子必满足四价的原则可写出金刚烷的分子式为C10H16。分子中有6个“CH2”结构,有4个“”结构,其结构中有4个完全相同的六元环,其中有4个碳原子为3个环所共有。若给结构中的所有碳原子编号,得如下图所示的结构:,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。
