高中化学鲁科版（2019）必修第二册精练：第3章第1节（第2课时）同系物 同分异构体（含答案）

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1、第3章 简单的有机化合物第1节认识有机化合物第2课时同系物同分异构体基础过关练题组一同系物1.(2021黑龙江哈尔滨九中高二期末)下列各组物质之间,互为同系物的是()A.HCHO与HCOOCH3B.HOCH2CH3与CH3COOHC.CH3COOH与HCOOHD.C2H4与C2H62.(2020山东青岛十七中高一下期中)下列各组中的关系互为同系物的是()A.C2H6和C3H8B.CH3CH2CH2CH3和C.1H和2HD.O2和O33.(2020北京四中高二上期末)下列各组物质中,互为同系物的是 ()A.CH3CHCH2和B.甲烷和2,2-二甲基丁烷C.和D.CH3CH2CHCH2和CH2CH

2、CHCH24.下列各组中的物质不互为同系物的是()A.CH3CH2CH3、CH3CH2CH2CH2CH3B.、C.、D.新戊烷和辛烷5.(2021重庆八中高二上第二次月考)下列物质互为同系物的是()A.CH3CH2CH3与CH3CH(CH3)2B.与C.CH3OH与HOCH2CH2OHD.CH3CH2Cl与CH2CHCH2Cl6.(2020陕西宝鸡中学高一下期中)下列各组内的物质互为同系物的是()A.与B.与C.HOCH2CH2OH与D.与题组二同分异构体7.同分异构现象是有机化学中一种普遍的现象,下列有关同分异构体的叙述中,正确的是()A.组成元素相同而结构不同的物质互为同分异构体B.分子式

3、相同而分子结构不同的有机物互称为同分异构体C.互为同分异构体的物质的性质相同D.互为同分异构体的物质的物理性质相同8.(2020山东德州夏津一中高一下月考)下列说法正确的是()A.烷烃的通式为CnH2n+2,随n的增大,碳元素的质量分数逐渐减小B.和互为同系物C.丙烷的空间填充模型为D.分子式为C2H6和C5H12的烷烃的一氯代物的数目不可能相同9.(2020山东枣庄滕州一中高一下期中)主链上有5个碳原子,含甲基、乙基两个支链的烷烃有()A.5种B.4种C.3种D.2种10.(2020河南鹤壁高级中学高一下月考)下列各组物质中,互为同位素的是(填写序号,下同),互为同素异形体的是,互为同分异构

4、体的是,是同一种物质的是,属于同系物的是。与HNCO;CuSO4与CuSO45H2O;H2O与D2O;H、D与T;O2与O3;CH3CH2CH3与CH3CH2CH2CH3;CH3CH2CHO与;CH3CH2CHCH2与CH3CHCHCH3;与能力提升练题组一烃的一氯代物数目的判断1.()有机物与氯气发生取代反应,生成的一氯代物有()A.1种B.2种C.3种D.4种2.(2020河北衡水武邑中学高三上月考,)有机物的一氯代物有(不考虑立体异构)()A.5种B.6种C.7种D.8种3.()如图所示有机物属于萜类化合物,该有机物的一氯取代物有(不含立体异构)()A.4种B.5种C.7种D.8种4.(

5、)下列有机物的一氯取代物的种类数(不考虑立体异构)相等的是()A.和B.和C.和D.和5.(2021浙江师范大学附属外国语学校高一月考,)下列烷烃在光照条件下与氯气反应,能生成两种一氯代物的是()A.CH3CH2CH2CH3B.CH3CH2CH(CH3)2C.C(CH3)4D.C(CH3)3CH2CH36.(2020黑龙江哈尔滨六中高一下返校训练,)某烷烃的相对分子质量为114,跟氯气反应生成的一氯代物只有一种,该烷烃的结构简式是()A.CH3CH2CH3B.C.D.7.(2020河南鹤壁高级中学高一下月考,)1mol某烷烃在氧气中充分燃烧,需要消耗氧气246.4L(标准状况下)。它在光照的条

6、件下与氯气反应能生成3种不同的一氯取代物,该烃的结构简式是()A.B.CH3CH2CH2CH2CH3C.D.题组二烷烃相关知识的综合考查8.(2020辽宁鞍山八中高一下期中,)下列说法正确的是()A.H2和D2互为同位素B.和互为同系物C.和互为同分异构体D.和是同一种物质9.(双选)(2020山东泰安新泰一中高一下期中,)有两种气态烷烃的混合物,在标准状况下其密度为1.16g/L,则关于此混合物组成的说法正确的是()A.一定有甲烷B.一定有乙烷C.可能是甲烷和乙烷的混合物D.可能是乙烷和丙烷的混合物10.(2021湖南常德高二期末,)分子式为C5H10Cl2且结构中只含有一个甲基的有机物共有

7、(不考虑立体异构) ()A.5种B.6种C.7种D.8种11.()下列说法正确的是()A.凡是分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质一定互为同系物B.两种化合物组成元素相同,各元素质量分数也相同,则二者一定互为同分异构体C.相对分子质量相同的几种化合物互称为同分异构体D.组成元素的质量分数相同,且相对分子质量也相同的不同化合物,互为同分异构体12.()如图表示4个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子,小棍表示化学键,假如碳原子上其余的价键都与氢原子结合。(1)图中互为同分异构体的有:A与;B与;D与(填编号)。(2)在如图的有机化合物中,碳原子与碳原子之间不仅可以形成碳碳单键,还可以形成和

8、;不仅可以形成,还可以形成碳环。(3)图中属于烷烃的是(填编号)。13.()某气态烃在标准状况下的密度为2.59gL-1。(1)其相对分子质量为。(2)该烃的含碳量为82.8%,则该烃分子中碳、氢原子的个数比是,分子式是。(3)写出该烃可能的结构简式及名称:。14.(2020黑龙江哈尔滨六中高一下摸底,)下图是异辛烷的球棍模型:(1)根据球棍模型,写出异辛烷的结构简式:;异辛烷与乙烷的关系是。(2)写出异辛烷完全燃烧的化学方程式:(异辛烷用分子式表示)。1mol异辛烷和1mol正庚烷分别完全燃烧生成水和二氧化碳,消耗氧气的物质的量之差是 _mol。(3)异辛烷的同分异构体有很多,其中一种同分异

9、构体X的结构中含有6个甲基,则X的结构简式为。15.()某化工厂生产的某有机物只含碳、氢、氧三种元素,其球棍模型如图所示(图中球与球之间的连线代表化学键,如单键、双键等)。(1)该有机物中表示的原子为,表示的原子为,表示的原子为。(用化学符号表示)(2)该有机物分子中存在的极性键有,非极性键有。(3)该有机物的结构简式为。(4)下列物质中,与该有机物互为同分异构体的是(填序号,下同),与该有机物互为同系物的是。(CH3)2CHCOOH16.(2020福建三明泰宁一中高一下阶段考试,)CO2的有效利用可以缓解温室效应和能源短缺问题。(1)CO2的结构式为,所含化学键类型为(填“非极性键”“极性键

10、”或“离子键”)。(2)中科院的科研人员在Na-Fe3O4和HMCM-22的表面将CO2转化为烷烃,其过程如图。Na-Fe3O4和HMCM-22在反应中的作用为。写出X的所有同分异构体的结构简式:。关于X和Y的说法正确的是(填字母)。A.最简式相同B.都有4种一氯代物C.都易使酸性KMnO4溶液褪色D.X和Y互为同分异构体(3)同温同压下,蒸气密度是氢气密度15倍的烷烃M,M的结构简式为;其与氯气反应生成一氯代烃的化学方程式是。答案全解全析第3章简单的有机化合物第1节认识有机化合物第2课时同系物同分异构体基础过关练1.CHCHO是甲醛,HCOOCH3是甲酸甲酯,二者结构不相似,A项错误;HOC

11、H2CH3是乙醇,CH3COOH是乙酸,二者结构不相似,B项错误;CH3COOH是乙酸,HCOOH是甲酸,二者结构相似,组成上相差一个“CH2”原子团,CH3COOH与HCOOH互为同系物,C项正确;C2H4是乙烯,C2H6是乙烷,二者结构不相似,D项错误。2.AA项,C2H6和C3H8都是烷烃,且碳原子个数不同,二者互为同系物;B项,CH3CH2CH2CH3和分子式相同,结构不同,二者互为同分异构体;C项,1H和2H是氢元素的两种核素,二者互为同位素;D项,O2和O3是氧元素的不同单质,二者互为同素异形体;故选A。3.BCH3CHCH2中含有碳碳双键,为环丁烷,两者结构不相似,不互为同系物,

12、故A错误;两者都属于烷烃,结构相似,互为同系物,故B正确;中不含碳碳双键,中含有碳碳双键,两者结构不相似,不互为同系物,故C错误;两者结构不相似,不互为同系物,故D错误。4.C虽然A项中的3种物质有的是直链结构,有的是带支链的结构,但它们都属于烷烃,在分子组成上依次相差一个CH2原子团,故互为同系物;B项中的3种物质每个分子中均只含一个碳碳双键,在分子组成上依次相差一个CH2原子团,互为同系物;C项中的和分子式相同,结构不同,二者互为同分异构体;D项,新戊烷和辛烷是含碳原子数不同的烷烃,二者互为同系物。5.ACH3CH2CH3与CH3CH(CH3)2的结构相似,在分子组成上相差一个CH2原子团

13、,二者互为同系物,故A正确;与不互为同系物,故B错误;CH3OH是一元醇,HOCH2CH2OH是二元醇,两者结构不相似,不互为同系物,故C错误;CH3CH2Cl与CH2CHCH2Cl的官能团不同,结构不相似,两者不互为同系物,故D错误。6.AA项,与都属于烷烃,结构相似,在分子组成上相差两个CH2原子团,二者互为同系物;B项,属于环烷烃,属于烯烃,二者结构不相似,不互为同系物;C项,HOCH2CH2OH与结构不相似,不互为同系物;D项,与互为同分异构体,不互为同系物;故选A。7.B组成元素相同而结构不同的物质不一定互为同分异构体,故A错误;分子式相同而分子结构不同的有机物互称为同分异构体,故B

14、正确;互为同分异构体的物质其性质不一定相同,如丙烯与环丙烷互为同分异构体,二者的性质不同,故C错误;互为同分异构体的物质的物理性质可能不同,故D错误。8.B烷烃的通式为CnH2n+2,C元素的质量分数为12n14n+2=1214+2n,随n的增大,碳元素的质量分数逐渐增大,故A错误;和的结构相似,在分子组成上相差一个CH2原子团,二者互为同系物,故B正确;为丙烷的球棍模型,故C错误;CH3CH3的一氯代物只有1种,C5H12有3种同分异构体,其中的一氯代物只有1种,故D不正确。9.D主链有5个C原子,则乙基只能在主链的中间C原子上,甲基可以在中间C原子上,也可以在2号C原子上,所以有如下2种:

15、、。10.答案解析与HNCO分子式相同结构不同,互为同分异构体,CuSO4与CuSO45H2O属于不同物质,H2O与D2O为同种物质,H、D与T为氢元素的同位素,O2与O3为由氧元素组成的不同单质,二者互为同素异形体,CH3CH2CH3与CH3CH2CH2CH3互为同系物,CH3CH2CHO与互为同分异构体,CH3CH2CHCH2与CH3CHCHCH3的分子式相同,结构不同,二者互为同分异构体,与为同种物质。能力提升练1.C与Cl2发生取代反应,生成的一氯代物有3种,分别为、。2.C分子中有7种不同化学环境的氢原子,所以有7种一氯代物,故选C。3.C分子中有7种氢原子,故其一氯代物有7种。4.

16、B中有7种不同化学环境的氢原子,其一氯代物有7种;中有4种不同化学环境的氢原子,其一氯代物有4种;中有4种不同化学环境的氢原子,其一氯代物有4种;中有7种不同化学环境的氢原子,其一氯代物有7种。所以一氯代物种类数相等的分别是和、和,选B。5.ACH3CH2CH2CH3中有2种不同化学环境的氢原子,所以其一氯代物有2种,A符合题意;CH3CH2CH(CH3)2中有4种不同化学环境的氢原子,所以其一氯代物有4种,B不符合题意;C(CH3)4中有1种氢原子,所以其一氯代物有1种,C不符合题意;C(CH3)3CH2CH3中有3种不同化学环境的氢原子,所以其一氯代物有3种,D不符合题意。6.C某烷烃的相

17、对分子质量为114,其分子式为C8H18。A项,CH3CH2CH3的分子式为C3H8;B项,的分子式为C5H12;C项,的分子式为C8H18,且其一氯代物只有一种;D项,的分子式为C5H12;故选C。7.C消耗氧气的物质的量为246.4L22.4L/mol=11mol,设该烷烃的分子式为CxH2x+2,1mol该烃完全燃烧消耗氧气的物质的量为(x+2x+24)mol=11mol,解得:x=7,所以该烷烃是庚烷,且分子中有3种不同化学环境的氢原子,故B、D错误;分子中含有4种不同化学环境的氢原子,故A错误;为庚烷,其有3种不同化学环境的氢原子,故C正确。8.DH2和D2是单质,二者不互为同位素,

18、故A错误;结构相似、分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机化合物互称为同系物,互为同系物的化合物的官能团的种类和个数必须相同,所以和不互为同系物,B错误;分子式相同而结构不相同的化合物互为同分异构体,和是同一种物质,故C错误;和的分子式相同、结构也相同,为同一种物质,故D正确。9.AC该混合烷烃的平均摩尔质量为1.16g/L22.4L/mol26g/mol,即平均相对分子质量为26,甲烷的相对分子质量小于26,所以混合烷烃中一定有甲烷,A正确;乙烷的相对分子质量为30,可能含有乙烷,也可能不含有乙烷,故B错误;常温下,甲烷与乙烷均为气体,且乙烷的相对分子质量为30,所以可能是甲烷与乙烷的混

19、合物,C正确;乙烷与丙烷的相对分子质量都大于26,不可能是乙烷和丙烷的混合物,故D错误。10.B,另一个氯原子可在1、2、3、4号碳原子上,有4种,另一个氯原子可在1、4号碳原子上,有2种,所以符合题意的有机物共有6种。11.D结构相似、分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机化合物互称为同系物,A不正确。分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体,所以B、C都不正确,D正确。12.答案(1)CE、F、HG(2)碳碳双键碳碳三键碳链(3)AC解析(1)分子式相同,结构不同的有机物互为同分异构体,A与C分子式都是C4H10,结构不同,互为同分异构体;B与E、F、H的分子式均是C4H8,结构不

20、同,互为同分异构体;D与G的分子式均为C4H6,结构不同,互为同分异构体。(2)碳原子之间成键方式具有多样性,碳原子与碳原子之间不仅可以形成碳碳单键,还可以形成碳碳双键、碳碳三键;不仅可以形成碳链,还可以形成碳环。(3)根据题图可以看出,B、E、F属于烯烃,D、G属于炔烃,H属于环烃,A、C属于烷烃。13.答案(1)58(2)25C4H10(3)CH3CH2CH2CH3,正丁烷;CH3CH(CH3)CH3,异丁烷解析(1)M=2.59gL-122.4Lmol-158gmol-1,Mr=58。(2)N(C)N(H)=82.8%121-82.8%125,则该烃的最简式为C2H5。该烃的分子式为C4

21、H10。(3)该烃可能的结构简式为CH3CH2CH2CH3(正丁烷)、CH3CH(CH3)CH3(异丁烷)。14.答案(1)互为同系物(2)2C8H18+25O216CO2+18H2O1.5(3)解析(1)由题图可知,异辛烷的结构简式为;异辛烷与乙烷的结构相似,在分子组成上相差6个CH2原子团,两者互为同系物。(2)异辛烷的分子式为C8H18,完全燃烧生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为2C8H18+25O216CO2+18H2O;由化学方程式可知1mol异辛烷完全燃烧消耗氧气252mol=12.5mol,1mol正庚烷完全燃烧消耗氧气(7+164)mol=11mol,所以1mol异辛烷和1m

22、ol正庚烷分别完全燃烧生成水和二氧化碳,消耗氧气的物质的量之差是1.5mol。(3)X的结构简式为。15.答案(1)HCO(2)碳氢键、碳氧单键、氧氢键、碳氧双键碳碳单键、碳碳双键(3)(4)解析(1)分子结构中黑球1与3个白球、黑球2之间形成四个共价键,所以黑球为碳原子,白球为氢原子;根据6号原子与氢原子、4号碳原子形成两个共价键,可知6号原子为氧原子,则灰色球为氧原子;根据3号碳原子与2个氢原子成键,2号碳原子与3个碳原子成键,可知2号碳原子与3号碳原子之间形成的是碳碳双键;根据4号碳原子与2号碳原子、6号氧原子之间的成键和碳原子的四价原则、氧原子的二价原则,可以得出4号碳原子与5号氧原子

23、之间形成的是碳氧双键。(2)该有机物分子中的极性键有碳氢键、碳氧单键、氧氢键、碳氧双键;非极性键有碳碳单键、碳碳双键。(3)该有机物的结构简式为。(4)该有机物的分子式为C4H6O2,的分子式为C4H6O2,的分子式为C4H6O2,的分子式为C5H8O2,的分子式为C4H8O2。的分子式与该有机物的分子式相同,且结构不同,故与该有机物互为同分异构体;与该有机物的分子组成相差一个CH2原子团,且结构相似,含有的官能团的种类和数目相同,所以两者互为同系物;与该有机物既不互为同分异构体,也不互为同系物。16.答案(1)极性键(2)作催化剂CH3CH2CH2CH2CH3、C(CH3)4B(3)CH3C

24、H3CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl解析(1)CO2的结构式为,键为极性键。(2)从题图中可以看出Na-Fe3O4和HMCM-22在反应过程中参与反应,但反应前后并没有变化,故它们作催化剂。X是异戊烷,其同分异构体有两种,为正戊烷、新戊烷,结构简式分别为CH3CH2CH2CH2CH3、C(CH3)4。X的分子式为C5H12,最简式为C5H12,Y的分子式为C6H14,最简式为C3H7,二者最简式不相同,故A错误;根据X和Y的结构简式可知,二者均有4种不同化学环境的氢原子,它们都有4种一氯代物,故B正确;X和Y都不能使酸性KMnO4溶液褪色,故C错误;X和Y结构相似,分子组成上相差一个CH2原子团,X和Y互为同系物,故D错误。(3)M的相对分子质量为152=30,烷烃的组成通式为CnH2n+2,故M的分子式为C2H6,结构简式为CH3CH3,其与氯气反应生成一氯乙烷的化学方程式为CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl。