2018_2019年高中化学第1章有机化合物的同分异构现象有机化合物结构与性质的关系教案鲁科版选修5.docx

第2课时有机化合物的同分异构现象有机化合物结构与性质的关系课时演练促提升A组1.下列说法中,正确的是()A.相对分子质量相同的有机物一定互为同分异构体B.氢的质量分数相同的两种有机物不一定是同分异构体C.实验式相同的两种有机物一定互为同分异构体D.互为同系物的两种有机物一定互为同分异构体解析:本题可用列举反例法来论证分析。如C2H6与HCHO的相对分子质量相同,但两者不是同分异构体;如C7H8和C3H8O3的氢的质量分数相同,但两者不是同分异构体,而与的氢的质量分数相同,但两者互为同分异构体;CH3COOH与的实验式相同,但两者不是同分异构体;互为同系物的两种有机物,其分子组成上至少相差一个CH2原子团,两者分子式必不同,不可能互为同分异构体。答案:B2.分子式为C3H6Cl2的同分异构体共有(不考虑立体异构)()A.3种B.4种C.5种D.6种解析:C3H6Cl2相当于2个Cl取代CH3CH2CH3上的2个H,2个Cl取代同一碳原子上的2个H的情况有2种,2个Cl还可以分别取代1、2号碳和1、3号碳上2个H,故C3H6Cl2有4种可能的结构。答案:B3.下列烷烃进行一氯取代反应后,有三种同分异构体的是()A.(CH3)2CHCH2CH2CH3B.(CH3CH2)2CHCH3C.(CH3)2CHCH(CH3)2D.(CH3)3CCH2CH3解析:A项,该物质中括号内的2个甲基上的氢原子等效,分子中含有5种不同的氢原子,其一氯代物有5种;B项,该物质中括号内的2个乙基对称,分子中含有4种不同的氢原子,其一氯代物有4种;C项,该物质有一对称轴,分子中含有2种不同的氢原子,其一氯代物有2种;D项,该物质中括号内的3个甲基上的氢原子等效,分子中含有3种不同的氢原子,其一氯代物有3种,D项符合题意。答案:D4.无机化学中也存在同分异构体,下列互为同分异构体的一组无机物是()A.NH4CNO与尿素CO(NH2)2B.H2O与D2OC.Cr(H2O)5ClCl2H2O与Cr(H2O)4Cl2Cl2H2OD.Si(OH)4与H4SiO4解析:NH4CNO与CO(NH2)2虽然互为同分异构体,但尿素属于有机物;H2O与D2O不属于同分异构体;Si(OH)4与H4SiO4都表示原硅酸。答案:C5.有机物结构理论中有一个重要的观点:有机化合物分子中,原子(团)之间相互影响,从而导致化学性质不同。以下事实中,不能够说明此观点的是()A.乙烯能使酸性KMnO4溶液退色,而甲烷不能B.甲苯能使酸性KMnO4溶液退色,而苯不能C.乙酸能与NaHCO3反应放出气体,而乙醇不能D.苯硝化反应一般生成硝基苯,而甲苯硝化反应生成三硝基甲苯解析:乙烯能使酸性KMnO4溶液退色,而甲烷不能,是因为乙烯具有碳碳双键,是官能团的性质而非原子间影响所致;甲苯能使酸性KMnO4溶液退色,而苯不能,是因为苯环的存在增大了甲基的活性,使其易被氧化;乙酸能与NaHCO3反应放出气体,而乙醇不能,是因为羰基的存在增大了羟基的活性,使其易电离出H+;苯硝化反应一般生成硝基苯,而甲苯硝化反应生成三硝基甲苯,是因为甲基的存在增大了苯环的活性,使其易生成多硝基取代物。答案:A6.胡萝卜中含有较多的胡萝卜素,它是人体的主要营养元素,-胡萝卜素的键线式结构为:(1)写出-胡萝卜素的分子式:。(2)1 mol -胡萝卜素最多能与mol Br2反应。(3)-胡萝卜素与-胡萝卜素互为同分异构体,且只是虚线框内结构不同,但碳的骨架相同,写出-胡萝卜素虚线框内可能的结构简式。解析:(1)按照每有一个双键和一个环都比烷烃少两个氢原子的规则,此烃共有40个C,11个、2个环,所以氢原子数为402+2-112-22=56。所以分子式为C40H56。(2)每有一个双键即与一个Br2加成,故1mol该烃能与11molBr2加成。(3)根据观察,右框内双键有三种不同位置,故有三种同分异构体。答案:(1)C40H56(2)11(3)7.(1)相对分子质量为70的烯烃的分子式为;若该烯烃与足量的H2加成后能生成含3个甲基的烷烃,则该烯烃的可能的结构简式为。(2)有机物A的结构简式如下:CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)C(CH3)3。若A是单烯烃与氢气加成的产物,则该单烯烃可能有种结构。解析:(1)设该烯烃的分子式为CnH2n,则12n+2n=14n=70,得n=5,即该烯烃的分子式为C5H10;含有3个甲基的戊烷的碳链结构为,烯烃加氢后的碳链结构不变,我们只要找出双键的可能位置即可,由图示可知,双键的位置可能有3种,故该烯烃的结构可能为、。(2)烷烃A的碳链结构为,若A是单烯烃与氢气加成的产物,根据碳四价原则,双键可以在、5个位置,故该单烯烃可能有5种结构。答案:(1)C5H10、(2)5B组1.分子式为C5H10O2的酯共有(不考虑立体异构)()A.7种B.8种C.9种D.10种解析:酯可以看成由某酸酯基和烃基两部分组成,分子式为C5H10O2的酯有HCOOC4H9、CH3COOC3H7、C2H5COOC2H5、C3H7COOCH3,而“C4H9”有4种结构,“C3H7”有2种结构,“C2H5”有1种结构,故分子式为C5H10O2的酯共有的种类数为4+2+1+2=9。答案:C2.结构不同的二甲基氯苯的数目有()A.4种B.5种C.6种D.7种解析:(1)两个甲基在苯环上的异构情况,可得3种结构:(2)上述3种结构中苯环上加上一个氯原子后的异构情况:可得、两种异构体;可得、三种异构体;可得一种同分异构体,由此可知二甲基氯苯有6种不同的结构(即异构体)。答案:C3.下列关于同分异构体数目的叙述不正确的是()A.甲苯苯环上的1个氢原子被含3个碳原子的烷基取代,所得产物有6种B.已知丙烷的二氯代物有4种同分异构体,则其六氯代物的同分异构体数目也为4种C.含有5个碳原子的某饱和链烃,其一氯代物有3种D.菲的结构为,它与硝酸反应,可生成5种一硝基取代物解析:A项中甲苯苯环上共有3种氢原子,含3个碳原子的烷基共有2种CH2CH2CH3正丙基、CH(CH3)2异丙基,故甲苯苯环上的1个氢原子被含3个碳原子的烷基取代,所得产物有6种,正确;B项采用换元法,将氯原子代替氢原子,氢原子代替氯原子,从二氯代物有4种同分异构体,就可得到六氯代物也有4种同分异构体,正确;C项中含5个碳原子的饱和链烃有3种,正戊烷(CH3CH2CH2CH2CH3)有3种一氯代物,异戊烷(CH3)2CHCH2CH3有4种一氯代物,新戊烷C(CH3)4有1种一氯代物,选项中未指明是哪一种链烃,故无法确定其一氯代物的种数,不正确;D项中菲的结构对称,其中硝基取代的位置如图,共5种一硝基取代物,正确。答案:C4.有机化合物分子中原子间(或原子与原子团间)的相互影响会导致物质化学性质的不同。下列事实不能说明上述观点的是()A.乙酸能跟NaOH溶液反应,乙醇不能与NaOH溶液反应B.乙炔能发生加成反应,乙烷不能发生加成反应C.甲苯能使酸性KMnO4溶液退色,乙烷、苯不能使酸性KMnO4溶液退色D.发生硝化反应时,苯需要加热,甲苯在常温下就能进行解析:A项,乙酸分子中的羟基受羰基的影响使其易电离出H+而显酸性,而乙醇分子中的羟基不能电离出H+,故其酸性不同;B项,乙炔能发生加成反应而乙烷不能并不是因为基团的相互影响,而是因为官能团性质决定的,所以B项符合题意;C项,苯环对甲基的化学性质产生影响,使其能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液退色;D项,甲基的存在使苯环上的某些氢原子变得活泼起来,从而易发生硝化反应。答案:B5.分子式为C7H8的某有机物,它能使酸性高锰酸钾溶液退色,但不能与溴水反应。在一定条件下与H2完全加成,加成后其一氯代物的同分异构体有()A.3种B.4种C.5种D.6种解析:能使酸性高锰酸钾溶液退色,但不能与溴水发生反应,说明该有机物为苯的同系物,结合该物质的分子式可知,该物质为甲苯,在一定条件下与H2完全加成反应生成甲基环己烷(),甲基环己烷分子中有5种氢原子,一氯代物有5种。答案:C6.(1)某化工厂生产的某产品只含C、H、O三种元素,其分子模型如图所示(图中球与球之间的连线代表化学键,如单键、双键等)。由图可知该产品的分子式为,结构简式为。(2)下图所示的结构式与立体模型是某药物的中间体,通过对比可知结构式中的“Et”表示(填结构简式),该药物中间体分子的分子式为。解析:(1)通过价键数可知,黑球是C,白球是H,斑马线球是O,可以推出该产品的分子式是C4H6O2;其结构简式为。(2)通过结构式与球棍模型的对比可知,“Et”表示CH2CH3;该药物中间体分子的化学式为C9H12O3。答案:(1)C4H6O2(2)CH2CH3C9H12O37.苯环上原有的取代基对新导入苯环上的取代基的位置有一定的影响,其规律如下:(1)苯环上新导入的取代基所取代的位置主要取决于原有取代基的性质;(2)可以把原有取代基分为两类:第一类取代基主要使新导入的取代基进入苯环的邻位和对位,如OH、CH3(或烃基)、Cl、Br等,第二类取代基主要使新导入的取代基进入苯环的间位,如NO2、SO3H、CHO等。根据上述规律,写出图中三步反应的化学方程式。解析:根据苯的化学性质可推知A为,因为NO2为间位定位基,可推知反应中Br应在苯环上NO2的间位位置。同理可推知反应中NO2在苯环上Br的邻位或对位位置,即C为。在反应中,因的苯环上可取代的两位置,既属于Br的邻、对位,又属于NO2的间位,因此可得D、E的结构简式为、。答案:+Br2+HBr2+2HONO2+2H2O2+2Br2+2HBr8.有机化合物中的同分异构现象,除了碳链异构、官能团类型异构和官能团的位置异构之外还有顺反异构等,例如2-丁烯,有如下A、B两种顺反异构的形式:A.B.A中两个CH3在双键同一侧,为顺式,称顺-2-丁烯;B中两个CH3在双键的两侧,为反式,称反-2-丁烯。若两个甲基换为CH3和CH2CH3,只要是在同侧,便是顺式,在两侧便为反式。现有分子式为C9H10的有机物可写成苯丙烯形式,即C6H5C3H5。试写出由于双键的位置不同而形成的C、D两种异构体,然后再写出C的顺式E和反式F两种异构体:C.;D.;E.;F.。解析:首先写出双键位置不同的异构体C、D,C可能出现顺反异构,两个氢在双键同侧或异侧,而D无顺反异构,因有一个双键碳上全部为氢原子。答案:C.D.E.F.9.烃被看作有机物的母体,请完成下列问题:(1)1 mol链烃最多能和2 mol氯气发生加成反应,生成氯代烃。1 mol该氯代烃又能和6 mol氯气发生取代反应,生成只含碳元素和氯元素的氯代烃。该烃的分子式为,其可能的结构简式有种。(2)A、B、C三种烯烃各7 g分别能与0.2 g H2完全加成,反应后得到相同产物D。产物D的结构简式为。(3)已知有机物X的键线式为。1 mol X最多可以与mol氢气发生加成反应。若Y是X的同分异构体,且Y属于芳香烃,则Y的结构简式为。X与足量的H2在一定条件下反应可生成环状的饱和烃Z,Z的分子式为。解析:(1)由题意知,1mol链烃与2molCl2发生加成反应,说明烃中含有2个碳碳双键或一个碳碳叁键,加成后的1mol氯代烃能与6molCl2发生取代反应,说明1mol氯代烃中含6molH,即原烃中含6个H,完全取代后的产物为CnCl10,即n=4,故原链烃分子式为C4H6,结构简式有、3种。(2)A、B、C为烯烃,CnH2n+H2CnH2n+2,n(H2)=0.1mol,则n(CnH2n)=0.1mol,M(CnH2n)=7g0.1mol=70gmol-1。即14n=70,n=5,故烯烃分子式为C5H10