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  • 2021-08-23 发布

高中化学第一章认识有机化合物2

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第2课时 有机化合物的同分异构现象 记一记 同分异构体知识体系 探一探 一、同分异构现象 ‎1.举出常见没有同分异构现象的有机物。‎ ‎[提示] 如:甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、乙炔等没有同分异构体。‎ ‎2.C5H12的同分异构体有几种?它们的结构简式分别是什么?‎ ‎[提示] 3种,分别是CH3CH2CH2CH2CH3、、。‎ 二、同分异构体数目的判断方法 ‎1.已知丁基有4种,则丁醇、戊醛、戊酸都有几种异构体?‎ ‎[提示] 4种。丁基结构为:—CH2CH2CH2CH3、、、‎ ‎2.已知二氯苯C6H4Cl2有3种,则四氯苯有几种?‎ ‎[提示] 二氯苯C6H4Cl2有3种,则四氯苯也有3种,将H替代Cl。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 判一判 判断正误(对的在括号内打√,错的在括号内打×)‎ ‎(1)同分异构体之间,和同素异形体之间的转化均属于物理变化。(×)‎ - 11 -‎ ‎(2)CH3—CH2—CH2—CH3和是同系物。(×)‎ ‎(3)两个相邻同系物的相对分子质量相差14。(√)‎ ‎(4)互为同分异构体的两种物质相对分子质量一定相同。(√)‎ ‎(5)C5H12有两种同分异构体。(×)‎ 解析:C5H12有3种同分异构体:正戊烷、异戊烷、新戊烷。‎ 练一练 ‎1.乙烷CH3CH3的二氯代物有2种结构,则其四氯代物C2H2Cl4的同分异构体有(  )‎ A.2种 B.3种 C.4种 D.5种 解析:C2H2Cl4可以看成C2Cl6被2个H原子取代而来,故有两种结构。‎ 答案:A ‎2.下列关于同分异构体的说法正确的是 (  )‎ A.结构不同,性质相同,化学式相同的物质互称同分异构体 B.同分异构现象是导致有机物数目众多的重要原因之一 C.同分异构现象只存在于有机化合物中 D.同分异构现象只存在于无机化合物中 解析:同分异构体化学式相同,结构不同,化学性质相似,物理性质有差异,A项错误;同分异构体在无机物和有机物中都有出现,C、D两项错误。‎ 答案:B ‎3.下列属于碳链异构的是 (  )‎ A.CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2‎ B.CH2===CHCH2CH3和CH3CH===CHCH3‎ C.CH3CH2OH和CH3OCH3‎ D.CH3CH2CH2COOH和CH3COOCH2CH2‎ 解析:B项属于官能团位置异构;C、D两项属于官能团异构。‎ 答案:A ‎4.下列分子式表示的物质,具有同分异构体的是(  )‎ A.C3H7Cl B.C3H8‎ C.CH2Cl2 D.CH4O 解析:A项,—C3H7有2种结构,所以C3H7Cl有2种结构;B项,CH3CH2CH3,只有一种结构;C项,CH4是正四面体结构,所以CH2Cl2只有一种结构;D项,CH3—OH,只有一种结构。‎ 答案:A - 11 -‎ 知识点一 同分异构现象和同分异构体 ‎1.下列各组物质不属于同分异构体的是(  )‎ 解析:A项,碳原子数相同,官能团相同,但碳链连接方式不同,属于碳链异构;B项,碳原子数相同,都有苯基,为—Cl的位置异构;C项为碳链异构;D项虽存在—COOH与—COO—的异构,但前者还存在一个,故两者分子式不同,不属于同分异构体。‎ 答案:D ‎2.已知蒽()是一种稠环芳香烃,则其一氯取代物同分异构体有(  )‎ A.2种 B.3种 C.4种 D.6种 解析:在分子中,根据对称性可知,1、5、6、10是等效氢;2、4、7、9是等效氢;3、8是等效氢,所以苯环上共3种氢,其一氯代物有3种同分异构体,故B项正确。‎ 答案:B ‎3.分子式为C4H8Cl2的链状有机物,只含有两个甲基的同分异构体共有(  )‎ - 11 -‎ A.3种 B.4种 C.5种 D.6种 解析:分子式为C4H8Cl2的链状有机物,只含有两个甲基的同分异构体共有4种,分别是CH3CHClCHClCH3、CH3CCl2CH2CH3、(CH3)2CClCH2Cl、(CH3)2CHCHCl2。‎ 答案:B 知识点二 “四同”比较 ‎4.下列说法中正确的是(  )‎ ‎①12C、14C是同位素,它们之间的转化是化学变化 ‎②D2、H2、T2、HD、HT、DT这六种分子化学性质相同 ‎③S2、S4、S6、S8属于同素异形体 ‎④CO(NH2)2与NH4CNO属于同分异构体 ‎⑤相对分子质量相同的化合物互称为同分异构体 ‎⑥C2H4、C3H6、CH2===CH—CH2—CH3属于同系物 A.①③④⑥ B.②③④‎ C.②⑤⑥ D.全部 解析:①化学变化中,要么是原子之间的重新组合,要么是外层电子得失,但原子核不会发生变化,而在12C与14C之间的转化是原子核发生了变化,所以同位素之间的转化不是化学变化,是核反应,错误。②这六种分子都是氢分子,属于同位素单质,组成它们的原子核外电子排布相同,所以化学性质相同,正确。⑥C2H4只能是乙烯,而C3H6可能是CH3CH===CH2,也可能是,不能确定是否为同系物,错误。‎ 答案:B ‎5.对下列各组物质关系的描述中不正确的是(  )‎ A.O2和O3互为同素异形体 B.H、H、H互为同位素 C.CH2===CH2和互为同系物 D.和互为同分异构体 解析:O2和O3互为同素异形体,A项正确;H、H和H互为同位素,B项正确;CH2===CH2和结构不相似,故不互为同系物,C项不正确;和 - 11 -‎ 互为同分异构体,D项正确。‎ 答案:C ‎6.下列说法中正确的是(  )‎ A.不同烷烃之间一定互为同系物 B.…均符合通式C4n+2H2n+4(n为苯环的个数),故互为同系物 C.与互为同分异构体 D.同系物和同位素的化学性质一般相似,而同素异形体和同分异构体的化学性质不一定相似 解析:A项,有些烷烃分子式相同,它们在组成上不相差若干个“CH2”,它们互为同分异构体而不互为同系物。B项,分析相邻物质的分子组成,系差为“C4H2”,而不是“CH2”,所以虽然它们具有相同的通式,但不属于同系物。C项,由于分子为四面体结构而不是平面结构,所以二者属于同一物质。D项,同系物结构相似(如含有相同种类、相同数目的官能团),所以它们的化学性质相似;同位素的原子结构相同,化学性质相似;同分异构体之间既可能结构相似也可能不相似,因此化学性质可能相似也可能不相似;同素异形体既可能性质相似,也可能不相似。‎ 答案:D 基础达标 ‎1.互称为同分异构体的物质不可能(  )‎ A.具有相同的相对分子质量 B.具有相同的熔沸点和密度 C.具有相同的分子式 D.具有相同的组成元素 解析:同分异构体,即分子式相同(相对分子质量相同,通式也相同),但结构不同,因此,其物理性质不同。‎ 答案:B - 11 -‎ ‎2.下列各组物质与CH3CH2C(CH3)2CH2CH3互为同分异构体的是(  )‎ A.CH3(CH2)4CH(CH3)2‎ B.(CH3CH2)3CH C.(CH3)2C(CH2CH3)2‎ D.CH3CHBrC(CH3)2CH2CH3‎ 解析:由同分异构体的概念可知分子式相同,排除A、D两项,C项与题给分子是同一种分子,结构相同。‎ 答案:B ‎3.下列说法中错误的是(  )‎ A.符合通式CnH2n+2(n≥1)且相对分子质量不相等的有机物为同系物 B.符合同一通式且相对分子质量不相等的有机物为同系物 C.乙醇和甲醚不是同系物但是同分异构体 D.CH3CH2CHO、CH2===CHCH2OH、三种物质互为同分异构体 解析:符合通式CnH2n+2者必为烷烃,烷烃间结构相似,A项正确;符合同一通式者不一定是同一类物质,如符合CnH2n者有烯烃和环烷烃,其结构不相似,不属于同系物,B项错误;乙醇和甲醚结构不同,不属于同系物,但分子式都为C2H6O,是同分异构体,C项正确;D项中三物质分子式均为C3H6O,结构不同,互为同分异构体,D项正确。‎ 答案:B ‎4.下列物质中存在同分异构体的是(  )‎ A.CH4 B.C2H6‎ C.C3H8 D.C2H6O 解析:分子式为C2H6O的两种同分异构体分别是CH3—O—CH3和C2H5OH。‎ 答案:D ‎5.下列各组物质中,不属于同分异构体的是(  )‎ - 11 -‎ 答案:C ‎6.下列各组物质中,二者互为同分异构体的是(  )‎ ‎①CuSO4·5H2O和CuSO4·3H2O ‎②NH4CNO和CO(NH2)2‎ ‎③C2H5NO2和 ‎④和 A.①②③ B.②③‎ C.①③④ D.①②④‎ 解析:分子式相同、结构不同的物质互称为同分异构体。①中两种物质的分子式不同,②③的分子式相同,但结构不同,属于同分异构体,④属于同种物质。‎ 答案:B ‎7.下列化学式只能表示一种物质的是(  )‎ A.C3H6 B.C4H10 C.C2H4Cl2 D.CH2Cl2‎ 解析:烷烃碳原子数≥4才有同分异构体,C项有CH2ClCH2Cl和CHCl2CH3两种结构,所以B、C两项均有同分异构体。D项为二氯甲烷,由于甲烷为正四面体结构,正四面体的四个顶点是等同的,所以2个Cl原子无论位于哪两个位置,均是同种物质,即二氯甲烷没有同分异构体。‎ 答案:D ‎8.某学生书写的C5H12的同分异构体的结构简式如下:‎ ‎①CH3CH2CH2CH2CH3 ②‎ ‎③ ④‎ ‎⑤‎ 这些结构中出现重复的是(  )‎ - 11 -‎ A.①和② B.④和⑤‎ C.②③④ D.均不重复 解析:分析所给结构简式,可发现②③④属于同种物质。‎ 答案:C ‎9.主链含5个碳原子,有甲基、乙基2个支链的烷烃有(  )‎ A.2种 B.3种 C.4种 D.5种 解析:符合题目要求的同分异构体有、‎ 两种。‎ 答案:A ‎10.某烷烃的相对分子质量为72,跟氯气发生取代反应所得一氯取代物没有同分异构体,这种烷烃是(  )‎ A.CH3CH2CH2CH2CH3 B.‎ C. D.‎ 解析:由烷烃的通式和相对分子质量确定其分子式为C5H12,该烃与氯气反应后只生成一种一氯取代物,则其结构简式为。‎ 答案:C ‎11.同分异构体和同系物是两个不同的概念,观察下面列出的几种物质的化学式或者结构简式,然后解题。‎ ‎①CO(NH2)2 ②NH4CNO ③CH3CH2CH3‎ ‎④CH3CH2CH2CH3 ⑤‎ - 11 -‎ ‎⑥ ⑦‎ ‎⑧‎ ‎(1)互为同分异构体的是________。‎ ‎(2)互为同系物的是________。‎ ‎(3)实际上是同种物质的是________。‎ 答案:(1)①与②,④与⑦,⑤与⑥(或者⑧)‎ ‎(2)③、④(或⑦)、⑤(或⑥或⑧) (3)⑥与⑧‎ ‎12.如图是由4个碳原子构成的6种有机物(氢原子没有画出),试回答下列问题:‎ ‎(1)互为同分异构体的是________。‎ ‎(2)e中所含官能团的名称为________。‎ ‎(3)b、c、d、e中与氢气完全加成后所得产物与a互为同分异构体的有________。‎ ‎(4)a、b、c、d、e五种物质中,4个碳原子一定处于同一个平面上的有____________。‎ ‎(5)依据上图说明碳原子的成键方式有哪些:____________________________________。‎ 解析:(1)b、c、f互为同分异构体,d和e互为同分异构体。(3)b与氢气加成后的产物与a是同一种物质,而不是同分异构体。(4)d中双键碳原子之间通过单键相连,单键可以自由旋转,4个碳原子可能共平面,也可能不在一个平面上。‎ 答案:‎ ‎(1)b、c、f;d、e ‎(2)碳碳三键 ‎(3)c、d、e ‎ ‎(4)b、c、e ‎(5)碳原子可以与碳原子或其他原子形成4个共价键,碳原子可以形成单键、双键、三键,碳原子可以形成碳链、碳环 能力达标 ‎13.已知下列有机物:‎ - 11 -‎ ‎①CH3—CH2—CH2—CH3和 ‎②CH2===CH—CH2—CH3和CH3—CH===CH—CH3‎ ‎③CH3—CH2—OH和CH3—O—CH3‎ ‎⑤和 ‎⑥CH3—CH2—CH===CH—CH3和 (环戊烷)‎ ‎⑦CH2===CH—CH===CH2和CH3—CH2—C≡CH ‎⑧CH3—CH2—NO2和 ‎(1)其中属于同分异构体的是________。‎ ‎(2)其中属于碳链异构的是________。‎ ‎(3)其中属于位置异构的是________。‎ ‎(4)其中属于官能团异构的是________。‎ ‎(5)其中属于同一种物质的是________。‎ 解析:先写出有机物的分子式,然后判断其结构和官能团类型即可。‎ 答案:(1)①②③④⑥⑦⑧ (2)① (3)② (4)③④⑥‎ ‎⑦⑧ (5)⑤‎ ‎14.下列各组物质属于同系物的是________,属于同分异构体的是________,属于同素异形体的是________,属于同位素的是________,属于同一种物质的是________。‎ ‎①O2和O3 ②氕和氚 ③麦芽糖和蔗糖 ‎④甲烷和乙烷 ⑤和 ‎⑦C2H2和C4H6‎ - 11 -‎ ‎⑨乙醇和二甲醚 ‎⑩淀粉和纤维素 ‎ ‎⑪CH3CH2NO2和 解析:同系物是指结构相似,化学性质相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物。如④中甲烷和乙烷。注意⑥中的和,尽管组成上相差了一个CH2原子团,但二者结构不同,前者为芳香醇,后者为酚,二者不属于同系物。⑦中的C2H2,(乙炔)和C4H6尽管相差2个CH2原子团,但C4H6不一定是炔烃(可能为二烯烃或环烯烃),故二者不一定是同系物。同分异构体是分子式相同,结构不同的化合物,如③中蔗糖和麦芽糖的分子式均为C12H22O11,但二者结构不同,化学性质不同。仔细分析分子组成和结构可知⑧、⑨、⑪中的物质也互为同分异构体;⑤中的物质分子式相同,结构也相同(四面体结构),故二者属于同一种物质;⑩中的淀粉和纤维素尽管分子式均为(C6H10O5)n,但二者n值不一定相同,不属于同分异构体。同位素是指质子数相同、中子数不同的同一元素的不同原子,如氕和氚;同素异形体是指由同一元素形成的不同单质,如O2和O3。‎ ‎ 答案:④ ③⑧⑨⑪ ① ② ⑤‎ - 11 -‎