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第二节 有机化合物的结构特点
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一、选择题
1．目前人类已发现的有机物大约有三千万种，下列有关其种类繁多的原因的说法错误的是( )
A．碳原子间能以单键、双键或三键等多种方式结合
B．多个碳原子可以形成长短不一的碳链，碳链也可以含有支链
C．每个碳原子都能与氢原子形成四个共价键
D．多个碳原子间可以形成碳链、碳环，碳链或碳环也能相互结合
解析：选C 有机物之所以种类繁多，是因为碳原子的成键特点，碳原子之间能以单键、双键、三键等形式结合，每个碳原子能与氢原子或其他原子形成四个共价键，多个碳原子间可以形成碳链或碳环，碳链或碳环也能相互结合等。
2．下列化学用语表达正确的是( )
A．乙烯的电子式：
B．丙烷分子的比例模型：
C．对氯甲苯的结构简式：
D．乙醇的分子式：C2H6O
解析：选D 选项A中，乙烯的电子式应为；选项B中，表示的是丙烷分子的球棍模型；选项C中，表示的是间氯甲苯，对氯甲苯的结构简式为。
3．下列分子式表示的物质，没有同分异构体的是( )
A．C3H7Cl B．C4H10
C．CH2Cl2 D．C2H6O
解析：选C A项烃基—C3H7有两种结构：—CH2CH2CH3和，故A有两种结构；B项为丁烷，有两种结构：CH3CH2CH2CH3和；C项为二氯甲烷，它的分子构型是四面体结构，无同分异构体；D项C2H6O的结构有两种：CH3CH2OH和CH3—O—CH3。
4．进行一氯取代反应后，只能生成3种沸点不同的有机物的烷烃是( )
A．(CH3)2CHCH2CH2CH3
B．(CH3CH2)2CHCH3
C．(CH3)2CHCH(CH3)2
D．(CH3)3CCH2CH3
解析：选D 根据等效H原子来判断烷烃一氯取代后的同分异构体数目。A项有5种等效H原子，则一氯取代后可生成5种沸点不同的有机物；B项有4种；C项有2种；D项有3种，分别为、(CH3)3CCHClCH3、(CH3)3CCH2CH2Cl。
5．已知丁基有4种结构，则分子式为C5H10O且属于醛类的有机物有( )
A．3种 B．4种
C．5种 D．6种
解析：选B 分子式为C5H10O的醛类有机物可写成C4H9—CHO，即可看作丁基与醛基(—CHO)相连形成的，因丁基(—C4H9)有4种结构，故C4H9—CHO也有4种结构。
6．甲、乙两种有机物的球棍模型如下：
下列有关两者的描述中正确的是( )
A．甲、乙为同一物质
B．甲、乙互为同分异构体
C．甲、乙一氯取代物的数目不同
D．甲、乙分子中含有的共价键数目不同
解析：选B 由甲、乙的球棍模型知，甲、乙的分子式相同，结构不同，互为同分异构体；甲和乙中都有2种不同的氢原子，一氯取代物都有2种；两物质含共价键的数目相同。
7．(2019·全国卷Ⅱ)分子式为C4H8BrCl的有机物共有(不含立体异构)( )
A．8种 B．10种
C．12种 D．14种
解析：选C 先分析碳骨架异构，分别为与2种情况，然后分别对 2 种碳骨架采用“定一移一”的方法分析，其中骨架有共 8 种，骨架有和, 共4种，综上所述，分子式为C4H8BrCl的有机物种类共8＋4＝12种。
8．金刚烷(C10H16)的结构如图1所示，它可以看成四个等同的六元环组成的立体构型。立方烷(C8H8)的结构如图2所示。其中金刚烷的二氯代物和立方烷的六氯代物的同分异构体分别有( )
A．4种和1种 B．5种和3种
C．6种和3种 D．6种和4种
解析：选C 金刚烷的结构可看作是由四个等同的六元环组成的立体构型，分子中含4个,6个—CH2—，共2种位置的H，所以该物质的一氯代物有2种，当次甲基有一个氯原子取代后，二氯代物有3种，当亚甲基有一个氯原子取代后，二氯代物有3种，共6种；立方烷的二氯代物分别是一条棱、面对角线、体对角线上的两个氢原子被氯原子代替，所以二氯代物的同分异构体有3种，则立方烷的六氯代物有3种。
9．对复杂的有机物的结构可以用“键线式”简化表示。如有机物CH2===CH—CHO可以简写为。则与键线式为的物质互为同分异构体的是( )
A． B．
C． D．
解析：选D 的分子式为C7H8O，A项分子式为C8H10O，B项分子式为C7H6O，C项分子式为C7H6O2，D项分子式为C7H8O，因此的同分异构体是，故D项正确。
10．(2019·郑州高二检测)剧毒物质二英的结构为，已知它的二氯代物有10种，则其六氯代物有( )
A．15种 B．11种
C．10种 D．5种
解析：选C 二英的分子式为C12H8O2，其二氯代物有10种，将氯原子代替氢原子，氢原子代替氯原子，可知C12H2Cl6O2也有10种同分异构体。
二、非选择题
11．“立方烷”是人工合成的一种烃，其分子为正方体结构，其碳骨架结构如图所示：
(1)写出立方烷的分子式__________。
(2)立方烷的二氯代物有__________种同分异构体。
(3)已知化合物A(C4Si4H8)与立方烷的分子结构相似，如图所示，则C4Si4H8的二氯代物的同分异构体数目为________(填字母)。
A．3 B．4
C．5 D．6
解析：(1)立方烷的8个顶点上各有一个“CH”，故其分子式为C8H8。(2)立方烷的二氯代物有3种，分别为。(3)化合物A的二氯代物在立方体的同一边上有1种同分异构体，在面对角线上有2种同分异构体，体对角线上有1种同分异构体，共4种。
答案：(1)C8H8 (2)3 (3)B
12．(1)北京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1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)如图2所示的结构简式与球棍模型是某药物的中间体，通过对比可知结构简式中的“Et”表示________(填结构简式)，该药物中间体分子的化学式为______________________。
解析：(1)通过价键数可知，黑球是C，白球是H，灰球是O，可以推出该产品的分子式是C4H6O2，其结构简式为CH2===C(CH3)COOH。(2)通过结构简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 CH2===C(CH3)COOH
(2)—CH2CH3 C9H12O3
13．同分异构现象在有机化学中普遍存在，中学阶段常见的同分异构体有三类。①官能团异构(类别异构)：是指由于官能团的不同而引起的同分异构现象。②官能团位置异构：是指由于官能团取代的位置不同而引起的同分异构现象。③碳链异构：是指由于碳原子的排列顺序不同而引起的同分异构现象。已知分子式为C5H12O的有机物有很多同分异构体，下面给出其中的四种：
根据上述信息完成下列各题：
(1)根据所含官能团判断A属于________类有机化合物。B、C、D中，与A互为官能团异构的是________(填字母，下同)，互为碳链异构的是________，互为官能团位置异构的是________。
(2)写出与A互为官能团位置异构(但与B、C或D不重复)的有机物的结构简式：_______________________________________________。
(3)与A互为碳链异构的同分异构体共有5种，除B、C或D中的一种外，其中两种的结构简式为、，写出另外两种同分异构体的结构简式：______________________、______________________。
解析：(1)A属于醇类有机物，B属于醚类有机物，与A互为官能团异构。C的碳链与A相同，但羟基位置不同，故A与C属于官能团位置异构。而D也是醇类有机物，但碳链与A不同，因此A与D属于碳链异构。
(2)C—C—C—C—C碳链中有三种碳原子，羟基位于端点即为A，位于第二个碳上即为C，当羟基位于中间的碳原子上时，即为满足要求的有机物。
(3)与A互为碳链异构，则必须是醇类有机物，且最长的碳链上碳原子数应该小于5，因此可由羟基分别取代CH3CH2CH(CH3)2和C(CH3)4中的一个氢原子而得，共有如下五种：
(即D)、
、、
和。
答案：(1)醇 B D C
(2)
(3)
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