2020-2021學(xué)年新教材高中化學(xué)第1章有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)特點與研究方法第1節(jié)第2課時有機(jī)化合物中的共價鍵和同分異構(gòu)現(xiàn)象課時分層作業(yè)含解析新人教版選擇性必修3

PAGE有機(jī)化合物中的共價鍵和同分異構(gòu)現(xiàn)象(建議用時：40分鐘)[合格過關(guān)練]1．下列有關(guān)物質(zhì)的表達(dá)式或說法正確的是()C[A項，只代表結(jié)構(gòu)式，不代表立體結(jié)構(gòu)；B項，鍵線式應(yīng)為；D項，該有機(jī)物中的碳原子的雜化有sp2、sp3類型。]2．下列對有機(jī)化合物數(shù)量、品種繁多的原因的敘述不正確的是()A．所有的有機(jī)物中都含碳元素且都存在異構(gòu)現(xiàn)象B．碳原子既可以和碳原子形成共價鍵，又可以和其他非金屬原子(如H、N、S、O等)形成共價鍵C．碳原子之間既可以形成穩(wěn)定的單鍵，又可以形成穩(wěn)定的雙鍵和三鍵D．多個碳原子之間既可以形成長短不一的碳鏈(碳鏈可以帶有支鏈)，又可以形成碳環(huán)，且碳鏈與碳環(huán)可以相互結(jié)合A[并不是所有的有機(jī)物均存在同分異構(gòu)現(xiàn)象，如CH4等無異構(gòu)現(xiàn)象。]3．下列結(jié)構(gòu)中，從成鍵情況看不合理的是()B[碳原子和硅原子最外電子層均有4個電子，均可形成4個共價鍵，故B項錯誤。]4．關(guān)于乙烯中共價鍵的說法不正確的是()A．乙烯分子中含有5個σ鍵和1個π鍵B．乙烯分子中的碳原子以sp2雜化C．乙烯分子中含有π鍵可以發(fā)生加成反應(yīng)D．乙烯分子中碳碳之間只形成π鍵D[乙烯分子中存在，故碳碳之間既形成σ鍵又形成π鍵，D不正確。]5．下列說法不正確的是()A．乙醇與Na反應(yīng)比水與Na反應(yīng)緩慢的原因為H—O鍵的極性乙醇中弱B．乙醇的酯化反應(yīng)斷裂的化學(xué)鍵是C—Oσ鍵C．乙醇與HBr反應(yīng)斷裂的化學(xué)鍵是乙醇中的C—O鍵D．乙酸的酯化反應(yīng)斷裂的化學(xué)鍵是C—O鍵B[酯化反應(yīng)一般是醇脫H斷O—H鍵，羧酸脫—OH，斷C—O鍵，B項錯誤。]6．以下說法正確的是()①O2、O3、O2－、Oeq\o\al(2－,2)互為同素異形體②乙烯和乙炔互為同系物③35Cl、37Cl互為同位素④乙酸()和羥基乙醛()互為同分異構(gòu)體A．①② B．②③C．①③ D．③④[答案]D7．某工廠生產(chǎn)的某產(chǎn)品只含C、H、O三種元素，其分子模型如圖所示(圖中球與球之間的連線代表化學(xué)鍵，如單鍵、雙鍵等)。下列物質(zhì)中與該產(chǎn)品互為同分異構(gòu)體的是()A．CH2=C(CH3)COOHB．CH2=CHCOOCH3C．CH3CH2CH=CHCOOHD．CH3CH(CH3)COOHB[分子式相同而結(jié)構(gòu)不同的有機(jī)化合物互為同分異構(gòu)體，根據(jù)模型示意圖可判斷該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式為CH2=C(CH3)COOH，因此與之互為同分異構(gòu)體的是CH2=CHCOOCH3。]8．已知分子式為C12H12的物質(zhì)A的結(jié)構(gòu)簡式為，其苯環(huán)上的二溴代物有9種同分異構(gòu)體，由此推斷物質(zhì)A苯環(huán)上的四氯代物的同分異構(gòu)體的數(shù)目為()A．9種 B．10種C．11種 D．12種A[該分子苯環(huán)上共有6個氫原子，其二溴代物有9種，利用換元法可知其苯環(huán)上的四氯代物也有9種結(jié)構(gòu)。]9．某烴的一種同分異構(gòu)體只能生成一種一氯代物，該烴的分子式可以是()A．C3H8 B．C4H10C．C5H12 D．C6H14C[C5H12的一種同分異構(gòu)體是C(CH3)4,4個甲基完全相同，即12個氫原子的化學(xué)環(huán)境相同，故只有一種一氯代物，類似的還有C8H18的一種同分異構(gòu)體[(CH3)3CC(CH3)3]，其一氯代物也只有一種結(jié)構(gòu)。]10．環(huán)之間共用一個碳原子的化合物稱為螺環(huán)化合物，螺[2.2]戊烷()是最簡單的一種。下列關(guān)于該化合物的說法錯誤的是()A．與環(huán)戊烯互為同分異構(gòu)體B．二氯代物超過兩種C．所有碳原子均處同一平面D．生成1molC5H12至少需要2molH2C[螺[2.2]戊烷的分子式為C5H8，環(huán)戊烯的分子式為C5H8，二者分子式相同，結(jié)構(gòu)不同，互為同分異構(gòu)體，A項正確；如都是螺[2.2]戊烷的二氯代物，B項正確；螺[2.2]戊烷中每個碳原子形成4個單鍵，而每個碳原子與4個原子構(gòu)成四面體形，所以連接兩個環(huán)的碳原子至少和直接相連的兩個碳原子不共平面，C項錯誤；該有機(jī)物含2個三元環(huán)，在一定條件下具有類似烯烴的性質(zhì)，且與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率不大于1，則由1molC5H8生成1molC5H12至少需要2molH2，D項正確。]11．如圖所示為4個碳原子相互結(jié)合的方式。小球表示碳原子，假設(shè)碳原子上其余的化學(xué)鍵都與氫原子結(jié)合?；卮鹣铝袉栴}：(1)圖中屬于烷烴的是________(填字母，下同)。(2)在如圖所示的有機(jī)化合物中，碳原子與碳原子之間不僅可以形成單鍵，還可以形成________和________；不僅可以形成________，還可以形成碳環(huán)。(3)含有雙鍵的是________，含有三鍵的是________。(4)圖中互為同分異構(gòu)體的是A與________；B與________；D與________。(5)G中含有σ鍵與π鍵的個數(shù)比為________。[解析](1)分子中碳原子之間都以單鍵結(jié)合成鏈狀的烴為烷烴，由此可以判斷，題中屬于烷烴的是A和C。(2)(3)觀察題中的有機(jī)化合物，可以看出碳原子與碳原子之間不僅可以形成單鍵，還可以形成雙鍵，如B、E、F，也可以形成三鍵，如D、G；碳原子與碳原子之間不僅可以形成碳鏈，還可以形成碳環(huán)。(4)每個小球表示一個碳原子，可知A的分子式為C4H10；B的分子式為C4H8，分子中存在雙鍵；C的分子式為C4H10；D的分子式為C4H6，分子中存在三鍵；E的分子式為C4H8，分子中存在雙鍵；F的分子式為C4H8，分子中存在雙鍵；G的分子式為C4H6，分子中存在三鍵；H的分子式為C4H8，分子中碳原子之間形成碳環(huán)。A與C互為同分異構(gòu)體，B與E、F、H互為同分異構(gòu)體，D與G互為同分異構(gòu)體。(5)G的結(jié)構(gòu)簡式為CH3—CH2—C≡CH，σ鍵為9個，π鍵為2個，二者比為9∶2。[答案](1)AC(2)雙鍵三鍵碳鏈(3)BEFDG(4)CEFHG(5)9∶212．如圖所示都是簡化的碳骨架結(jié)構(gòu)：請回答：(1)其分子式分別是________、________。(2)降冰片烷發(fā)生一氯取代時，取代位置有________種。(3)籃烷發(fā)生一氯取代時，其一氯取代物有________種。[解析](1)1個降冰片烷分子中含7個碳原子，根據(jù)碳原子的成鍵特點可知其分子式為C7H12；1個籃烷分子中含10個碳原子，根據(jù)碳原子的成鍵特點可知其分子式為C10H12。(2)降冰片烷分子中含3種等效氫原子，故當(dāng)它發(fā)生一氯取代時，取代位置有3種。(3)籃烷分子中含4種等效氫原子，故其一氯代物有4種。[答案](1)C7H12C10H12(2)3[素養(yǎng)培優(yōu)練]13．(素養(yǎng)題)據(jù)報道，近年來發(fā)現(xiàn)了一種新的星際分子，其分子模型如圖所示(圖中球與球之間的連線代表化學(xué)鍵，如單鍵、雙鍵或三鍵等，顏色相同的球表示同一種原子)。下列對該物質(zhì)的說法中正確的是()A．①處的化學(xué)鍵表示碳碳雙鍵B．此星際分子屬于烴類C．③處的原子可能是氯原子或氟原子D．②處的共價鍵只有σ鍵D[有機(jī)物分子中每個碳原子都要形成4個共價鍵，由左向右推測其結(jié)構(gòu)簡式為所以①處是碳碳三鍵，③處R可以是N原子(若為F或Cl，則C原子不能滿足含有4個共價鍵)，②處是碳碳單鍵，為σ鍵。]14．(易錯題)化合物(b)、(d)、HC≡C—CH=CH2(p)的分子式均為C4H4。下列說法正確的是()A．b的一氯代物只有兩種B．d的同分異構(gòu)體只有b、p兩種C．b、d、p均可與溴水發(fā)生加成反應(yīng)D．p分子中σ鍵與π鍵個數(shù)比為5∶3A[b分子中含有兩種氫原子，其一氯代物有兩種，A項正確；環(huán)丁二烯也是d的同分異構(gòu)體，B項錯誤；d分子中不含不飽和鍵，其不能與溴水發(fā)生加成反應(yīng)，C項錯誤；p分子中含有σ鍵與π鍵個數(shù)比為7∶3，D項錯誤。]15．(素養(yǎng)題)白藜蘆醇的結(jié)構(gòu)簡式為根據(jù)要求回答下列問題：(1)白藜蘆醇的分子式為______________。(2)白藜蘆醇所含官能團(tuán)的名稱為_____________________。(3)具備下列條件的白藜蘆醇的同分異構(gòu)體有________種，寫出其中一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：_________________________。①碳的骨架和官能團(tuán)種類不變②兩個苯環(huán)上都有官能團(tuán)③僅改變含氧官能團(tuán)的位置(4)乙醇(CH3CH2OH)和苯酚()都含有與白藜蘆醇相同的官能團(tuán)，有關(guān)它們之間關(guān)系的說法正確的是________(填字母)。A．乙醇和白藜蘆醇屬于同一類別的有機(jī)物質(zhì)B．苯酚與白藜蘆醇互為同系物C．三者的組成元素相同D．三者分子中碳、氧原子個數(shù)比相同[解析](1)每個碳原子形成4個共價鍵，碳碳雙鍵相當(dāng)于兩個共價鍵，補(bǔ)齊氫原子，然后分類數(shù)清碳、氫、氧原子個數(shù)，得分子式為C14H12O3。(2)白藜蘆醇分子中含有碳碳雙鍵和(酚)羥基。(3)依題意，白藜蘆醇的同分異構(gòu)體只改變苯環(huán)上—OH位置，且—OH分別占據(jù)兩個苯環(huán)，其他結(jié)構(gòu)不變。2個—OH在左邊苯環(huán)的位置有6種，—OH在右邊苯環(huán)上的位置有3種，故符合條件的同分異構(gòu)體共有6×3＝18種，減去本身一種，還有17種。(4)白藜蘆醇不是醇，其分子中的—OH與苯環(huán)直接相連，屬于酚類，A項錯誤；苯酚和白藜蘆醇的分子結(jié)構(gòu)不相似，不互為同系物，B項錯誤；三者都由碳、氫、氧三種元素組成，C項正確；乙醇分子中碳、氧原子個數(shù)之比為2∶1，苯酚分子中碳、氧原子個數(shù)之比為6∶1，白藜蘆醇分子中碳、氧原子個數(shù)之比為14∶3，D項錯誤。[答案](1)C14H12O3(2)碳碳雙鍵、(酚)羥基(3)17(或其他合理答案)(4)C16．蘿卜中具有較多的胡蘿卜素。它是人體的主要營養(yǎng)之一。α-胡蘿卜素的結(jié)構(gòu)簡式為(1)寫出α-胡蘿卜素的分子式______________。(2)1mol胡蘿卜素最多能與________molBr2反應(yīng)。(3)β-胡蘿卜素與α-胡蘿卜素互為同分異構(gòu)體，且只是虛線框內(nèi)部分不同，但碳的骨架相同。寫出β-胡蘿卜素方框內(nèi)可能的結(jié)構(gòu)簡式：___________________________________________________________________________________