第3章简单的有机化合物第1节认识有机化合物第2课时有机化合物的官能团同分异构现象课时作业含解析鲁科版第二册2 6页

有机化合物的官能团 同分异构现象 学习·理解 ‎1．有机化合物的分类方法有多种，下列说法正确的是(　　)‎ ‎①按组成元素分类：烃和烃的衍生物 ‎②按分子中碳骨架分类：链状化合物和环状化合物 ‎③按官能团分类：烯烃、炔烃、卤代烃、醇、酚、醛、酮、羧酸、酯等 A．①③ B．①② ‎ C．①②③ D．②③‎ 答案　C 解析　烃和烃的衍生物的区别在于组成元素不同，烃中只含有碳、氢两种元素，而烃的衍生物中除含有碳、氢元素外(少数不含氢元素，如CCl4)，还含有其他元素，故按组成元素可将有机物分为烃和烃的衍生物；按碳的骨架可将有机物分为环状化合物和链状化合物；从官能团的角度考虑，有机物可以分为烯烃、炔烃、卤代烃、醇等。‎ ‎2．下列有机物中，不属于烃的衍生物的是(　　)‎ A． B．CH3CH2NO2‎ C．CH2===CHBr D．CH3—CH3‎ 答案　D 解析　D项中的物质，其分子中只含有碳原子和氢原子，故属于烃，而非烃的衍生物。‎ ‎3．同分异构现象是有机化学中的一种普遍现象。互为同分异构体的物质不可能具有(　　)‎ A．相同的相对分子质量 B．相同的结构 C．相同的组成元素 D．相同的分子式 答案　B 解析　根据同分异构体的概念可知，互为同分异构体的物质具有相同的分子式，则一定有相同的组成元素和相同的相对分子质量，A、C、D均正确；“异构”表明有不同的结构，B错误。‎ ‎4．下列关于同系物、同分异构体的叙述中不正确的是(　　)‎ A．同系物也可互为同分异构体 B．同分异构体具有相同的相对分子质量 C．两个同系物之间相对分子质量相差14或14的整数倍 D．同系物具有相似的化学性质 答案　A 解析　同系物在组成上相差1个或若干个CH2原子团，分子式不可能相同，而同分异构体的分子式相同，故同系物之间不可能互为同分异构体，A错误；同分异构体的分子式相同，则一定具有相同的相对分子质量，B正确；互为同系物的物质在组成上相差1个或若干个CH2原子团，其相对分子质量相差14n(n≥1，且为正整数)，C正确；互为同系物的物质，结构相似，属于同一类物质，化学性质相似，D正确。‎ ‎5．下列说法中，正确的是(　　)‎ A．H2O和D2O互为同位素 - 6 -‎ B．金刚石和石墨互为同分异构体 C．所有烷烃互为同系物 D．乙醇(CH3CH2OH)和二甲醚(CH3—O—CH3)互为同分异构体 答案　D 解析　H和D互为同位素，A错误；金刚石和石墨互为同素异形体，B错误；所有烷烃不一定是同系物，如正戊烷和异戊烷互为同分异构体，C错误；乙醇(CH3CH2OH)和二甲醚(CH3—O—CH3)分子式相同，结构不同，互为同分异构体，D正确。‎ ‎6．下列化学式只表示一种物质的是(　　)‎ A．C3H7Cl B．C3H8 ‎ C．C2H4Cl2 D．C 答案　B 解析　C3H7Cl中的氯原子可以连在端点碳原子上，也可以连在中间碳原子上，有两种结构，A不符合题意；C3H8不存在同分异构体，只表示一种物质，B符合题意；C2H4Cl2中的两个氯原子可同时连在同一个碳原子上，也可分别连在两个碳原子上，有两种结构，C不符合题意；金刚石、石墨、碳纳米管等都是由碳元素形成的单质，均可用C表示，D不符合题意。‎ ‎7．分子式为C5H11Cl的同分异构体共有(不考虑立体异构)(　　)‎ A．6种 B．7种 ‎ C．8种 D．9种 答案　C 解析　分子式为C5H11Cl的同分异构体可看作是戊烷分子中的1个H原子被Cl原子取代产生的物质，戊烷有CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、C(CH3)43种结构，CH3CH2CH2CH2CH3有3种H原子，‎ ‎(CH3)2CHCH2CH3有4种H原子，C(CH3)4只有1种H原子，所以分子式为C5H11Cl的同分异构体共有3＋4＋1＝8种。‎ 应用·实践 ‎8．发生一氯取代反应后，只能生成三种沸点不同的有机产物的烷烃是(　　)‎ A．(CH3)2CHCH2CH3‎ B．(CH3CH2)2CHCH3‎ C．(CH3)2CHCH(CH3)2‎ D．(CH3)3CCH2CH3‎ 答案　D 解析　将本题各项展开，然后分析等效氢。‎ - 6 -‎ 由上述分析可知，A、B项中物质各含四种等效氢原子，C项中物质含两种等效氢原子，只有D项中物质含三种等效氢原子，即发生一氯取代反应后只能生成三种沸点不同的有机产物。‎ ‎9．两种气态烃以一定比例混合，在‎105 ℃‎时‎1 L该混合烃与‎9 L氧气混合，充分燃烧后恢复到原状态，所得气体总体积仍是‎10 L，下列混合烃中不符合此条件的是(　　)‎ A．CH4、C2H4 B．CH4、C3H6‎ C．C2H4、C3H4 D．C2H2、C3H6‎ 答案　B 解析　题述反应前后气体的体积不变，烃类物质完全燃烧的通式为CxHy＋O2xCO2＋H2O，因为‎105 ℃‎时，生成的H2O是气体，则1＋＝x＋，解得y＝4，即氢原子平均数为4的混合烃符合题意，而CH4、C3H6无论按什么比例混合，均不能使氢原子平均数为4；C2H2、C3H6只有在体积比1∶1混合时H原子平均数才为4，CH4、C2H4及C2H4、C3H4以任意比混合时H原子平均数均为4。‎ ‎10．有A、B两种烃，所含碳元素的质量分数相同，关于A和B的叙述中正确的是(　　)‎ A．二者不可能是同系物 B．二者一定是同分异构体 C．二者最简式相同 D．各1 mol的A和B分别完全燃烧生成CO2的质量一定相等 答案　C 解析　两种烃所含碳元素的质量分数相同，则氢元素的质量分数相同，它们的碳、氢原子个数比也肯定相同，即最简式相同；最简式相同，分子式不一定相同，如乙烯和环丙烷()，它们既不是同系物也不是同分异构体；1 mol乙烯和环丙烷()分别完全燃烧生成的CO2的质量一定不等。‎ ‎11．某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物，该烃的分子式可以是(　　)‎ A．C3H8 B．C4H10 ‎ C．C5H12 D．C6H14‎ 答案　C 解析　C5H12的一种同分异构体是C(CH3)4,4个甲基完全相同，即12个氢原子的环境相同，故只有一种一氯代物。‎ ‎12．某烷烃分子式为C7H16，分子结构中含有三个甲基(—CH3)的同分异构体的数目是(　　)‎ A．5 B．4 ‎ C．3 D．2‎ - 6 -‎ 答案　C 解析　该烷烃结构中含有3个甲基，故只能有1个支链。若支链为—CH3，主链含有6个碳原子，符合条件的有：CH3CH(CH3)CH2CH2CH2CH3，‎ CH3CH2CH(CH3)CH2CH2CH3；若支链为—CH2CH3，主链含有5个碳原子，符合条件的有：‎ CH3CH2CH(CH2CH3)CH2CH3；支链不可能大于3个碳原子，符合条件的烷烃有3种。‎ ‎13．“立方烷”是一种新合成的烃，其分子结构为正方体结构，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该立方烷的所有氢原子全部被氯原子取代，需要________mol氯气。‎ 答案　(1)C8H8　(2)1　3　(3)8‎ 解析　(1)1个立方烷分子中有8个碳原子，分布在正方体各顶点。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C—C键，故只能与1个氢原子结合。‎ ‎(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1种一氯代物；立方烷的二氯代物可以分别是正方体的一条棱边、面对角线、体对角线上的两个氢原子被氯原子取代，故立方烷的二氯代物有3种。‎ ‎(3)氢原子被氯原子取代时，氢原子与Cl2的物质的量之比为1∶1,1 mol立方烷中有8 mol氢原子，需要8 mol氯气，同时又生成8 mol氯化氢。‎ ‎14．某些有机化合物的分子模型如图所示。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)属于空间填充模型的是________(填“甲”“乙”“丙”“丁”或“戊”，下同)。‎ ‎(2)表示同一种有机化合物的是________。‎ ‎(3)存在同分异构体的是________，写出其同分异构体的结构简式：____________________。‎ ‎(4)含碳量最低的是________，含氢量最低的分子中氢元素的质量分数是________(保留三位有效数字)。‎ 答案　(1)乙、丙　(2)甲、丙　‎ ‎(3)戊　CH3CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)4　‎ - 6 -‎ ‎(4)甲、丙　16.7%‎ 解析　(2)甲、丙分别是甲烷的球棍模型与空间填充模型，表示同一种有机化合物。‎ ‎(3)存在同分异构体的是戊(戊烷)，其同分异构体的结构简式有CH3CH(CH3)CH2CH3和C(CH3)4。‎ ‎(4)烷烃的通式为CnH2n＋2，随n值增大，碳元素的质量分数逐渐增大，故含碳量最低的是甲烷，含氢量最低的分子是戊烷，戊烷中氢元素的质量分数是×100%≈16.7%。‎ 迁移·创新 ‎15．Ⅰ.有下列各组物质(在横线上填相应的序号)：‎ ‎①O2和O3　②H2、D2、T2　③‎12C和‎14C ‎④CH3CH2CH2CH3和(CH3)2CHCH3‎ ‎⑤癸烷和十六烷 ‎⑥CH3(CH2)5CH3和CH3CH2CH2CH(CH3)C2H5‎ ‎ ‎ ‎(1)互为同位素的是________。‎ ‎(2)互为同分异构体的是________。‎ ‎(3)互为同素异形体的是________。‎ ‎(4)为同一种物质的是________。‎ Ⅱ.写出下列有机化合物中官能团的名称。‎ ‎ ‎ ‎(4)CH3—CH2—C≡C—CH3：________。‎ ‎(5)CH2===CH—COOH：________。‎ ‎(6)HCOOCH2CH3：________。‎ 答案　Ⅰ.(1)③　(2)④⑥　(3)①　(4)②⑦‎ Ⅱ.(1)羟基　(2)羟基　(3)醛基　(4)碳碳三键　‎ ‎(5)碳碳双键　(6)酯基 - 6 -‎ 解析　Ⅰ.(1)同位素是质子数相同、中子数不同的一类原子，互为同位素的是‎12C和‎14C。‎ ‎(2)同分异构体是分子式相同、结构不同的物质，互为同分异构体的是④⑥。‎ ‎(3)同种元素组成的不同单质互为同素异形体，互为同素异形体的是①。‎ ‎(4)属于同一种物质的是②⑦。‎ - 6 -‎