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1、高二化学寒假作业 作业5 有机物组成、结构与研究方法一、有机化合物碳原子成键特点及应用1某共价化合物含C、H、N三种元素，分子内有四个氮原子，且四个氮原子排列成内空的四面体(如白磷的结构)，每两个氮原子间都有一个碳原子。已知分子内无碳碳单键，也没有碳碳双键，则该化合物的分子式为()ACH8N4 BC6H12N4 CC6H10N4 DC4H8N42下列化学用语正确的是()A既可以表示正戊烷，也可以表示异戊烷B丙烷分子的空间填充模型：C甲烷分子的球棍模型：D丙酸的键线式：3有人设想合成具有以下结构的烃分子。(1)结构D显然是不可能合成的，原因是_。(2)在结构A的每两个碳原子之间插入一个CH2原子
2、团，可以形成金刚烷。则金刚烷的分子式为_。(3)A的一种链状烃类同分异构体可由两分子乙炔反应得到，则该链状烃的结构简式为_。(4)B的一种同分异构体是最简单的芳香烃，能证明该芳香烃中的碳碳键不是单双键交替排列的事实是_(填字母)。a它的对位二元取代物只有一种b它的邻位二元取代物只有一种c分子中所有碳碳键的键长均相等d能发生取代反应和加成反应(5)C在一定条件下发生卤代反应，则C的六氯代物共有_种同分异构体。(6)C的同分异构很多，其中一种分子内含有苯环且只有一个支链，其键线式为_。二、有机化合物分子中原子共线、共面问题判断4.螺环化合物具有抗菌活性，用其制成的药物不易产生抗药性，螺3,4辛烷的
3、结构如图所示，下列有关螺3,4辛烷的说法正确的是()A分子式为C8H16B分子中所有碳原子共平面C与CH3CH=CHCH(CH3)CH2CH2CH3互为同分异构体D其一氯代物有4种5环之间共用一个碳原子的化合物称为螺环化合物，氧杂螺戊烷的结构简式为，则下列说法正确的是()A1 mol该有机物完全燃烧需要消耗5.5 mol O2B二氯代物超过3种C该有机物与环氧乙烷互为同系物D该有机物中所有碳、氧原子处于同一平面6关于化合物2-苯基丙烯()，下列说法正确的是()A不能使酸性高锰酸钾溶液褪色B可以发生加成聚合反应C分子中所有原子共平面D易溶于水及甲苯7下列说法正确的是()A甲烷和Cl2的反应与乙烯
4、和Br2的反应属于同一类型的反应B分子式为C4H7ClO2可与NaHCO3反应产生CO2的有机物可能有3种C分子中至少有11个碳原子处于同一平面上D1 mol有机物一定条件下能和6 mol H2反应8金刚烷是一种重要的化工原料，工业上可通过下列途径制备：请回答下列问题：(1)环戊二烯分子中最多有_个原子共平面。(2)金刚烷的分子式为_，其分子中的CH2基团有_个。(3)下面是以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线：其中，反应的产物名称是_，反应的反应类型是_。(4)已知烯烃能发生如下反应： RCHORCHO请写出下列反应产物的结构简式： _。三、同分异构体及其数目判断9下列化学用语表达不正确的是
5、()甲烷的球棍模型为聚丙烯的结构简式为CH2CH2CH2的分子式为C8H14与C8H6互为同分异构体A BC D10分子式为C4H8BrCl的有机物共有(不含立体异构)()A8种 B10种 C12种 D14种11下列有机物一氯代物的同分异构体数目与其他三种不同的是()A. BC. D.13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菲的结构为，它与硝酸反应可生成5种一硝基取代物D含有5个碳原子的某饱和链烃，其一氯代物有3种14有机物的结构可用“键线式”表示，
6、如CH3CH=CHCH3可简写为。有机物X的键线式为，下列说法不正确的是()AX的化学式为C8H8B有机物Y是X的同分异构体，且属于芳香烃，则Y的结构简式为CX能使酸性高锰酸钾溶液褪色DX与足量的H2在一定条件下反应可生成环状的饱和烃Z，Z的一氯代物有4种15(1)戊烷的某种同分异构体只有一种一氯代物，试书写它的结构简式：_。(2)分子式为C6H12的某烃的所有碳原子都在同一平面上，则该烃的结构简式为_，若分子式为C4H6的某烃中所有的碳原子都在同一直线上，则该烃的结构简式为_。(3)满足分子式为C3H4ClBr且不含有环的有机物共有_种(不考虑构造异构)。(4)分子式为C8H10的芳香烃，苯
7、环上的一氯代物只有一种，该芳香烃的结构简式是_。(5)酚酞是常用的酸碱指示剂，其结构简式如图所示：酚酞的分子式为_。酚酞分子中手性碳原子为_个，含_个不饱和碳原子。16按要求填空。(1)下列几种烃类物质：CHCCH=CH2苯乙烯基乙炔互为同分异构体的有_。(写名称)正四面体烷的二氯取代产物有_种；环辛四烯的二氯代物有_种。(2)已知和互为同分异构体，则分子式为C3H5Cl的链状化合物的同分异构体有_种。(3)某化合物的分子式为C5H11Cl，分析数据表明：分子中有两个CH3、两个CH2、一个和一个Cl。它的可能的结构有_种。(4)某烃的键线式结构为，其分子式为_，和溴的四氯化碳溶液反应的产物键
8、线式为_。答案解析1答案B解析由题意可知四个氮原子构成了四面体结构，碳原子在四面体的六条边上，而碳原子间不存在单键或双键，故碳余下的价键被氢占有，由此可推知其分子式为C6H12N4。2答案D解析A项为异戊烷的键线式；B项为丙烷分子的球棍模型；C项为甲烷分子的空间填充模型。3答案(1)碳原子不能形成5个共价键(2)C10H16(3)CH2=CHCCH(4)bc(5)3(6)解析(1)碳原子最外层只有4个电子，达到8电子稳定结构时最多可形成4个共价键，不能形成5个共价键。(2)根据结构可知最多可插入6个CH2原子团，则C应为10个，H应为62416，所以分子式为C10H16。(3)A的一种链状烃类
9、同分异构体可由两分子乙炔反应得到，则根据乙炔的结构简式可知该链状烃的结构简式为CH2=CHCCH。(4)最简单的芳香烃应为苯，化学键不是单双键交替，分子中所有碳碳键的键长均相等，它的邻位二元取代物只有一种，可证明该结构特征，而无论是否单双键交替，它的对位二元取代物都只有一种，且在一定条件下都能发生取代反应和加成反应，所以能证明的为b、c。(6)C的分子式为C8H8，分子内含一个苯环且只有一个支链的有机物为苯乙烯，其结构简式为，键线式为。4答案D解析根据螺3,4辛烷的结构简式可知其分子式为C8H14，故A错误；因为螺3,4辛烷属于环烷烃，分子中所有的8个碳原子均为sp3杂化，所以分子中所有碳原子
10、不可能共平面，故B错误；CH3CH=CHCH(CH3)CH2CH2CH3的分子式为C8H16，两者分子式不同，所以不互为同分异构体，故C错误；由螺3,4辛烷的结构简式可知其中含有4种处于不同化学环境的氢原子，所以其一氯代物有4种，故D正确。5答案B解析氧杂螺戊烷的分子式是C4H6O,1 mol该化合物完全燃烧消耗O2的物质的量为5 mol，A项错误；氧杂螺戊烷的二氯代物中两个氯原子在同一个碳原子上有3种同分异构体，在两个不同的碳原子上也有3种同分异构体，所以含有的同分异构体为6种，超过3种，B项正确；该有机物与环氧乙烷结构不相似，因此不互为同系物，C项错误；该有机物分子中含有饱和碳原子，所有碳
11、、氧原子不能处于同一平面，D项错误。6答案B解析2-苯基丙烯分子中苯环的侧链上含有碳碳双键，它能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应而使其褪色，A项错误；类比乙烯，2-苯基丙烯能发生加成聚合反应，B项正确；2-苯基丙烯分子中含有甲基，故该分子中所有原子不可能共平面，C项错误；2-苯基丙烯属于烃，不易溶于水，D项错误。7答案C8答案(1)9(2)C10H166(3)氯代环戊烷加成反应(4)解析(1)乙烯分子中6个原子一定在同一平面内，在中两个所构成的平面为同一平面时，最多可有9个原子共平面。(2)碳原子达到稳定结构时需形成4个共价键，金刚烷分子中碳原子之间以单键相连，其余价键均与氢原子结合，可得分
12、子式为C10H16，共有6个CH2基团。(3)发生反应时，氯原子取代了中的氢原子，所以产物为氯代烃，名称为氯代环戊烷；发生反应时，打开双键，两个碳原子上各引入1个溴原子，属于加成反应。(4)根据题目所给信息在一定条件下，碳碳双键打开，各引入1个醛基，结合信息即可写出。9答案D解析结构简式应为；C8H6是有机物的分子式，不能反映出有机物的结构，它可能与是同一种物质，也可能互为同分异构体。10答案C解析C4H8BrCl可看成是C4H10分子中的2个H被1个Br和1个Cl取代得到的产物。C4H10有正丁烷和异丁烷2种，被Br和Cl取代时，可先确定Br的位置，再确定Cl的位置。正丁烷的碳骨架结构为，B
13、r分别取代1号碳原子和2号碳原子上的氢原子时，Cl均有4种位置关系，异丁烷的碳骨架结构为，Br分别取代1号碳原子和2号碳原子上的氢原子时，Cl分别有3种和1种位置关系，综上可知C4H8BrCl共有12种结构，C项正确。11答案D解析的等效氢为4，一氯代物只有4种；的等效氢为4，一氯代物只有4种；的等效氢为4，一氯代物只有4种；的等效氢为3，一氯代物只有3种。12答案D解析C4H9共有4种不同结构，C3H5Cl2共有9种不同结构，因此组合形式为4936种，故选项D正确。13答案D解析甲苯苯环上有3种氢原子，含3个碳原子的烷基有正丙基、异丙基两种，所以甲苯苯环上的一个氢原子被含3个碳原子的烷基取代
14、有326种产物，A正确；丙烷的二氯代物同分异构体数目与丙烷的六氯代物同分异构体数目相同，均为4种，B正确；为对称结构，有如图所示的5种氢原子，所以与硝酸反应，可生成5种一硝基取代物，C正确；有5个碳原子的某饱和链烃为C5H12，有正戊烷、异戊烷、新戊烷三种，正戊烷有3种氢原子，一氯代物有3种；异戊烷有4种氢原子，一氯代物有4种；新戊烷有1种氢原子，一氯代物有1种，D错误。14答案D解析A项，由X的键线式可以知道，分子中有8个碳原子、8个氢原子，所以分子式为C8H8，正确；B项，与X互为同分异构体且属于芳香烃，Y中必有苯环，去掉C6H5还剩2个碳3个氢，只能是乙烯基，所以Y的结构简式是，正确；C
15、项，X的结构中含有碳碳双键，可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，正确；D项，Z中只有两种不同化学环境的氢原子，所以其一氯代物只有2种，错误。15答案(1)C(CH3)4(2)(CH3)2C=C(CH3)2CH3CCCH3(3)8(4)(5)C20H14O4019解析(1)戊烷的某种同分异构体只有一种一氯代物，即只含一种化学环境的氢原子，则分子中的氢原子应均为连接同一碳原子的甲基上的氢，所以结构简式为C(CH3)4。(2)分子式为C6H12的烃不饱和度为1，其所有碳原子都在同一平面上，所以应含有碳碳双键，且两个甲基分别连接双键上的碳原子，结构简式为(CH3)2C=C(CH3)2；分子式为C4H6的烃，不
16、饱和度为2，所有的碳原子都在同一条直线上，应含有碳碳三键，结构简式为CH3CCCH3。(3)C3H4ClBr是C3H6中的两个氢原子被Cl、Br原子取代产生的，两个卤素原子可以在同一个碳原子上，也可以在不同的碳原子上。该物质可能的结构有CH2=CHCHClBr、CClBr=CHCH3、CHCl=CBrCH3、CHCl=CHCH2Br、CHBr=CClCH3、CHBr=CHCH2Cl、CH2=CClCH2Br、CH2=CBrCH2Cl，共有8种不同的结构。(4)分子式为C8H10的芳香烃，则其侧链为两个CH3或一个C2H5；其一氯代物只有一种，所以有两个处于对位的甲基，结构简式为。(5)根据酚酞
17、的结构简式可知，其分子式为C20H14O4，其中饱和碳原子为1个，不饱和碳原子有19个，因为饱和碳原子上连有两个相同的，故分子中无手性碳原子。16答案(1)乙烯基乙炔和正四面体烷16(2)4(3)4(4)C11H20解析(1)同分异构体为分子式相同，结构不同的化合物，苯()的分子式为C6H6，乙烯基乙炔(CHCCH=CH2)的分子式为C4H4，正四面体烷()的分子式为C4H4，环辛四烯()的分子式为C8H8，四种物质的结构不同；所以互为同分异构体的是乙烯基乙炔和正四面体烷。正四面体烷()中只有1种氢原了，任意2个氢原子位置相同，固定1个氯原子在1号碳上，另1个氯原子在2号碳上，所以二氯代物有1
18、种；环辛四烯()分子中只有一种氢原子，固定1个氯原子在1号碳上，另1个氯原子分别在2号、3号、4号、5号的碳上的4种二氯代物，当1个氯原子在2号碳上，另1个氯原子分别在3号、5号的碳上的2种二氯代物，共有6种二氯代物。(2)C3H5Cl可以看作是CH2=CHCH3中1个氢原子被氯原子取代产物，分子中有3种等效氢，其中取代“=CH2”上的氢原子后存在顺反异构，故C3H5Cl的链状化合物的同分异构体共有4种。(3)某化合物的分子式为C5H11Cl，分析数据表明，分子中有两个CH3，两个CH2，一个和一个Cl，根据戊烷的同分异构体有CH3CH2CH2CH2CH3、；若为CH3CH2CH2CH2CH3
19、，一氯代物有4种，分别为CH3CH2CH2CH2CH2Cl；CH3CH2CH2CHClCH3；CH3CH2CHClCH2CH3；其中CH3CH2CH2CHClCH3；CH3CH2CHClCH2CH3符合；若为，一氯代物有4种，分别为CH3CH(CH3)CH2CH2Cl；CH3CH(CH3)CHClCH3；CH3CCl(CH3)CH2CH3；CH2ClCH(CH3)CH2CH3；其中CH3CH(CH3)CH2CH2Cl；CH2ClCH(CH3)CH2CH3符合；若为，一氯代物有1种，为CH3C(CH3)2CH2Cl，不符合；所以符合条件的有4种，结构简式分别为CH3CH2CH2CHClCH3、CH3CH2CHClCH2CH3、CH3CH(CH3)CH2CH2Cl、CH2ClCH(CH3)CH2CH3。(4)由结构可得出其分子式为C11H20，和Br2加成后的产物的键线式为