专题04 同系物与同分异构体书写及数目判断
(22-23高二下·黑龙江哈尔滨·期末)
1．下列关于各组物质的关系的叙述正确的是
A．金刚石和石墨互为同素异形体
B．和互为同系物
C．和互为同位素
D．环戊烷和2，2-二甲基丙烷互为同分异构体
(22-23高二下·黑龙江大庆·期末)
2．下列说法错误的是
A．等质量的苯乙烯和聚苯乙烯燃烧耗氧量相同
B． 与等物质的量的发生加成反应，可能生成的产物有5种
C．甘氨酸和丙氨酸混合，在一定条件下可生成3种二肽
D．化学式为的有机物既能发生银镜反应，又能发生酯化反应，则此有机物的结构有5种
(22-23高二下·吉林长春·期末)
3．下列有机物能使溴的四氯化碳溶液褪色，分子中只有两种不同化学环境的氢，且数目比为3∶2的化合物
A． B． C． D．
(22-23高二下·辽宁锦州·期末)
4．化合物的分子式为分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基，其红外光谱和核磁共振氢谱如图所示。下列说法正确的是
A．X中含有的官能团为醚键和羰基
B．中碳原子的杂化方式为
C．在一定条件下的水解产物均可与酸性重铬酸钾溶液反应
D．与X具有相同官能团的芳香化合物的同分异构体有4种(不考虑立体异构)
(22-23高二下·辽宁丹东·期末)
5．下列说法正确的是
A．环戊二烯( )与等物质的量的加成，产物有2种
B．属于烯烃的同分异构体有5种(考虑顺反异构)
C．立方烷( )的六氯代物有6种
D． 有6个碳原子处于同一直线上
(22-23高二下·辽宁·期末)
6．有机物A()能在酸性条件下水解生成B和C，同温同压下，相同质量的B和C的蒸气所占体积相同。则A的结构可能有
A．18种 B．16种 C．10种 D．12种
(22-23高二下·吉林·期末)
7．下列有机化合物的一氯代物存在同分异构体的是
A．乙烷 B．甲烷 C．2，二甲基丙烷 D．甲基丙烷
(22-23高二下·吉林长春·期末)
8．下列说法不正确的是
A．乙醚和丁醇互为同分异构体
B．立方烷( )经硝化可得到六硝基立方烷，其可能的结构有3种
C． 与 不属于同系物关系
D．分子式C8H10的苯的同系物共有3种结构
(22-23高二下·黑龙江哈尔滨·期末)
9．2-丙醇在铜作催化剂并加热的条件下，可被氧化为Q。下列物质与Q互为同分异构体的是
A． B．
C． D．
(22-23高二下·黑龙江双鸭山·期末)
10．柠檬醛 有多种同分异构体，能满足下列条件的同分异构体有种。
a．含有一个六元环 ，六元环上只有一个取代基；b．能发生银镜反应
A．3 B．6 C．9 D．15
(22-23高二下·黑龙江牡丹江·期末)
11．下列球棍模型、键线式、结构简式、分子式表示的有机物具有的同分异构体(相同种类)数目最少的是
A．烃 B．醇
C．苯的同系物 D．酯
(22-23高二下·黑龙江哈尔滨·期末)
12．下列表述正确的是
A．分子式为C4H10O并能与金属钠反应放出氢气的有机物有4种(不含立体异构)
B．乙烯与溴水发生加成反应的产物是CH2CH2Br2
C．等物质的量的甲烷与氯气反应的产物是CH3Cl
D．硫酸作催化剂，水解所得乙酸分子中有18O
(22-23高二下·黑龙江牡丹江·期末)
13．分子式为C5H10O，且能够发生银镜反应的同分异构体共有(不考虑立体异构)
A．2种 B．3种 C．4种 D．5种
(22-23高二下·黑龙江齐齐哈尔·期末)
14．下列说法正确的是
A． 和 的一溴代物都有4种(不考虑立体异构)
B．CH3CH==CHCH3分子中的四个碳原子在同一直线上
C．等质量的甲烷、乙烯、1，3－丁二烯分别充分燃烧，所耗氧气的量依次增加
D． 与 互为同系物
(22-23高二下·吉林白山·期末)
15．几种有机物的结构如图，下列推断正确的是
A．它们的一氯代物均只有1种
B．甲的二氯代物有4种
C．甲和乙互为同系物
D．它们的每个碳原子都形成3个非极性键
(22-23高二下·辽宁锦州·期末)
16．四种有机物的键线式如图所示。下列说法错误的是
A．a属于烃的衍生物 B．b中不含手性碳原子
C．c与环丙烷互为同系物 D．d存在顺反异构体
(22-23高二下·辽宁·期末)
17．某有机物的分子式为C8H8O2，该有机物的同分异构体有多种，其中除苯环外不含其他环，能发生银镜反应且不能与金属钠反应的同分异构体的种类有
A．8种 B．10种 C．12种 D．14种
(20-21高二下·辽宁丹东·期末)
18．某有机物由烷烃取代而成，存在以下结构单元、、、、，各结构单元的数目分别用a、b、c、d、e、f表示，氢原子个数为N(H)，下列说法不正确的是
A． B．
C． D．
(21-22高二下·辽宁辽阳·期末)
19．化合物(N)的分子式为，其中能与溶液反应，又能发生银镜反应且属于芳香族的结构有(已知：可与溶液反应)
A．10种 B．13种 C．16种 D．17种
(21-22高二下·辽宁辽阳·期末)
20．某有机物(Q)的结构简式如图所示，Q分子中含有的手性碳原子(连有4个不同原子或原子团的碳原子)的数目为
A．3 B．4 C．5 D．6
(20-21高二下·辽宁丹东·期末)
21．分子式为，能使溴的四氯化碳溶液褪色所有结构(包括顺反异构)有
A．5种 B．6种 C．7种 D．8种
(21-22高二下·吉林·期末)
22．分子式为的溴代烃，其分子结构中有一个碳原子不与氢原子直接相连，则该溴代烃的分子结构可能有
A．1种 B．2种 C．3种 D．4种
(20-21高二下·吉林白城·期末)
23．下列物质在给定条件下的同分异构体数目正确的是
A．C4H10属于烷烃的同分异构体有3种
B．分子组成是C5H10O2属于羧酸的同分异构体有5种
C．分子组成是C4H8O属于醛的同分异构体有3种
D．分子组成是C6H12O2属于酯的同分异构体有20种
(21-22高二下·黑龙江绥化·期末)
24．下列说法错误的是
A．CH4的二氯取代物有2种结构 B．C4H8BrCl有12种同分异构体
C．为乙烯的空间填充模型 D．可表示为
(21-22高二下·黑龙江哈尔滨·期末)
25．某烷烃在氧气中充分燃烧，需要消耗氧气(标准状况)，它在光照的条件下与氯气反应，生成4种不同的一氯取代物，该烷烃的结构简式是
A． B．
C． D．
(21-22高二下·黑龙江大庆·期末)
26．分子式为C4H8F2的同分异构体有（ ）种。
A．10 B．9 C．8 D．7
(21-22高二下·黑龙江哈尔滨·期中)
27．下列化学式可以代表某一种确定物质的是
A． B． C． D．
(20-21高二下·黑龙江齐齐哈尔·期末)
28．分子式为的有机物，其结构中含有苯环且可以与饱和溶液反应放出气体的同分异构体(不考虑立体异构)有
A．11种 B．12种 C．13种 D．14种
参考答案：
1．A
【详解】A．金刚石和石墨是同种元素构成的不同单质，互为同素异形体，故A正确；
B．苯酚和苯甲醇不属于同一类别的物质，一个是酚类，一个是醇类，二者不是同系物，故B错误；
C．同位素要求的是原子，不是分子，故C错误；
D．环戊烷的分子式是C5H10，2，2-二甲基丙烷的分子式是C5H12，分子式不相同，二者不是同分异构体，故D错误；
故本题选A。
2．C
【详解】A．苯乙烯和聚苯乙烯的最简式相同，因此等质量的苯乙烯和聚苯乙烯燃烧耗氧量相同，故A正确；
B． 与等物质的量的发生加成反应，如果是1,2 加成有三种产物，如歌是1,4 加成有两种产物，因此可能生成的产物有5种，故B正确；
C．甘氨酸和丙氨酸混合，在一定条件下可生成4种二肽，分别是甘氨酸与甘氨酸反应，丙氨酸与丙氨酸反应，丙氨酸的羧基与甘氨酸的氨基反应，丙氨酸的氨基与甘氨酸的羧基反应，故C错误；
D．化学式为的有机物既能发生银镜反应，又能发生酯化反应，说明有羟基和醛基，相当于在丙烷上有两个取代基团，分别是羟基和醛基，在同一个碳原子上取代有两种，在不同碳原子上取代有三种结构，因此此有机物的结构有5种，故D正确。
综上所述，答案为C。
3．C
【详解】A．该有机物含有碳碳双键，能使溴的四氯化碳溶液褪色，分子中只有两种不同化学环境的氢，且数目比为1∶1，故A不符合题意；
B．该有机物不能使溴的四氯化碳溶液褪色，故B不符合题意；
C．该有机物含有碳碳双键，能使溴的四氯化碳溶液褪色，分子中有两种不同化学环境的氢，且数目比为3∶2，故C符合题意；
D．该有机物是苯的同系物，不能使溴的四氯化碳溶液褪色，故D不符合题意；
综上所述，答案为C。
4．B
【分析】
化合物的分子式为，X分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基，其核磁共振氢谱有4个峰且面积之比为1:2:2:3，说明分子中有4种H原子，根据含有一个取代基的苯环上有三种氢原子，个数比为1:2:2，所以剩余侧链上有3个氢等效，为-CH3，结合红外光谱可知，分子中含有酯基，且存在结构，故有机物X的结构简式为，据此分析解答。
【详解】A．由分析可知，X中含有的官能团酯基，A错误；
B．中苯环碳、酯基碳原子的杂化方式为，甲基中碳为杂化，B正确；
C．在一定条件下的水解产物中苯甲酸不可以与酸性重铬酸钾溶液反应，C错误；
D．与X具有相同官能团的芳香化合物的同分异构体有
、、、、、共6种(不考虑立体异构)，除去X本身，还有5种，D错误；
故选B。
5．D
【详解】A．环戊二烯( )与等物质的量的加成，可以发生1,2-加成和1,4-加成，生成的产物相同，都为环戊烯，A错误；
B．属于烯烃的同分异构体有、有顺反异构体2种、、、共6种，B错误；
C．立方烷( )的二氯代物有3种，所以六氯代物也只有3种，C错误；
D． 分子中有6个碳原子处于同一直线上，D正确；
故选D。
6．B
【详解】由于在相同温度和压强下，同质量的水解产物乙和丙的蒸气占相同的体积，故二者的相对分子质量相同，由甲的分子式知乙、丙可能为C3H7COOH、C5H11OH；由于-C3H7有2种结构，—C5H11有3种碳链异构:C—C—C—C—C、 、 ，相应醇的同分异构体有3种、4 种、1种，共8种结构，故甲的可能结构应为16种；
答案选B。
7．D
【详解】乙烷、甲烷、2，二甲基丙烷均只含一种环境的H，一氯代物不存在同分异构体；甲基丙烷含有2种环境的H，一氯代物存在同分异构体；
答案选D。
8．D
【详解】A．乙醚和1-丁醇的分子式均为C4H10O，结构不同，互为同分异构体，故A正确；
B．立方烷共8个氢原子，经硝化可得到六硝基立方烷，两个H原子可能是相邻、同一面的对角线顶点上、通过体心的对角线顶点上，所以其可能的结构有3种，故B正确；
C．前者为苯甲醇，后者为苯酚，二者含有的官能团不同，则二者不属于同系物，故C正确；
D．分子式为C8H10的芳香烃，分子中含有1个苯环，其不饱和度==4，故侧链为烷基，若有1个侧链，为-CH2-CH3，有一种；若有2个侧链，为-CH3，有邻、间、对三种，故符合条件的结构共有4种，故D错误；
故选：D。
9．B
【详解】2-丙醇在铜作催化剂加热的条件下丙酮，丙酮的分子式为C3H6O，与其互为同分异构体的是丙醛，故选B。
10．D
【详解】六元环上只有一个取代基，在环状结构上有3个位置；能发生银镜反应，则含-CHO，取代基为-CH2-CH2-CH2-CHO或-CH2-CH（CHO）-CH3或-CH（CHO）-CH2-CH3或-C（CH3）2CHO或-CH（CH3）CH2CHO，则符合的同分异构体为3×5=15种。
故选D。
11．A
【详解】由结构简式可知，正戊烷的同分异构体为异戊烷、新戊烷，共有2种；1—丁醇属于醇类的同分异构体为2—丁醇、1—甲基—1—丙醇、2—甲基—1—丙醇，故有3种；对二甲苯的同分异构体为乙苯、邻二甲苯、间二甲苯，共有3种；分子式为的酯类同分异构体为甲酸丙酯、甲酸异丙酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯，共有4种，则同分异构体数目最少的是正戊烷，故选A。
12．A
【详解】A．分子式为C4H10O并能与金属钠反应放出氢气的有机物属于饱和一元醇，同分异构体的结构可以视作丁烷分子中的氢原子被羟基取代所得结构，正丁烷和异丁烷分子中的氢原子被羟基取代所得结构均为2种，则符合条件的醇共有4种，故A正确；
B．乙烯与溴水发生加成反应生成结构简式为BrCH2CH2Br的1，2—二溴乙烷，故B错误；
C．甲烷光照条件下与氯气的取代反应为光敏反应，反应生成氯代甲烷的混合物和氯化氢，故C错误；
D．由酯化反应的规律可知，稀硫酸作催化剂条件下水解所得乙醇分子中有18O，故D错误；
故选A。
13．C
【详解】分子式为C5H10O，其不饱和度为1，能够发生银镜反应说明含有醛基-CHO，丁基C4H9-有4种结构，C5H10O可视为丁基上取代一个醛基，则同分异构体共有4种，故选C。
14．A
【详解】A．两者均有四种不环境的氢，因此一溴代物都有4种(不考虑立体异构)，A正确；
B．碳碳双键中的两个碳原子均是杂化，分子中C-C键与C=C双键之间的夹角约为120°，因此四个碳原子不在同一直线上，B错误；
C．等质量的烃充分燃烧时，氢含量越大，耗氧量越多，甲烷、乙烯、1，3－丁二烯中氢含量依次减小，因此耗氧量依次减小，C错误；
D．前者有醚键，后者没有，两物质的结构不相似，不属于同系物关系，D错误；
故选A。
15．A
【详解】A．甲、乙、丙中均只含一种化学环境的氢原子，故它们的一氯代物均只有1种，A正确；
B．甲的二氯代物：二氯代物中一个氯原子在顶点，另一个氯原子可在与其等距离（边长）的顶点、面对角线顶点、体对角线顶点，共3种，B错误；
C．甲和乙结构不相似，不是同系物，C错误；
D．甲和乙中每个碳原子形成3个非极性键，丙中碳原子有的形成1个非极性键，有的形成4个非极性键，D错误；
故选A。
16．C
【详解】A．a分子由碳、氢、氧三种元素构成，属于烃的含氧衍生物，A正确；
B．b分子以与羟基成键的碳原子所在的对角线为轴成对称结构，故不存在手性碳，B正确；
C．c含有2个环，环丙烷含有1个环，结构不相似，不属于同系物，C错误；
D．d存在顺反异构体，分别是 ，D正确；
故选C。
17．A
【详解】分子式为C8H8O2的含苯环有机物，能发生银镜反应说明结构中含“”，不能与钠反应说明不含“-OH”，其可能含有1个侧链，侧链为-CH2OCHO或-OCH2CHO；也可能含有2个侧链，侧链为和-CH3时有邻、间、对三种，侧链为和-OCH3时也有邻、间、对三种，故符合条件的同分异构体有8种，故选A。
18．A
【分析】因为-CH3、-CH2、、-Cl、-OH含有的氢原子数各为3、2、1、0、0、1个，所以氢原子个数为N(H)=3a+2b+c+f；又因为烷烃的通式是，-Cl取代的是氢原子，故Cl原子数等于取代的氢原子数，则烷烃的分子式为，则3a+2b+c+f+e=2(a+b+c+d)+2，a=2+c+2d-e-f；据此分析。
【详解】A. 由题意可知，结构单元中有-Cl，而-Cl取代的是氢原子，故Cl原子数等于取代的氢原子数，则烷烃的分子式为，根据烷烃的通式是，则3a+2b+c+f+e=2(a+b+c+d)+2，a=2+c+2d-e-f；故A错误；
B.根据分析可知，a=2+c+2d-e-f；故B正确；
C.由分析可知，-CH3、-CH2、、-Cl、-OH含有的氢原子数各为3、2、1、0、0、1个，所以氢原子个数为N(H)=3a+2b+c+f；故C正确；
D. 由分析可知，有机物的碳原子数为a+b+c+d，烷烃的通式是，则有机物的氢原子数为2(a+b+c+d)+2，此有机物中-Cl结构单元，一个氯原子取代一个氢原子，故氢原子个数为N(H)= 2(a+b+c+d)+2-e；故D正确；
故答案选A。
19．D
【详解】
化合物(N)的分子式为，能与NaHCO3发生反应，说明含有羧基-COOH，又能发生银镜反应，故含有醛基，苯环上只有1个取代基()的结构有1种；苯环上有2个取代基[(-COOH、-CH2CHO)或(-CH2COOH、-CHO)]的结构共6种；苯环上有3个取代基(-COOH、-CH3、-CHO)的结构有10种，综上所述，符合条件的结构有17种，故选：D。
20．C
【详解】根据有机物的结构，可知该分子存在5个手性碳原子 ，故答案选C。
21．B
【详解】分子式为C5H10，能使溴的四氯化碳溶液褪色的化合物属于烯烃，主链有5个碳时，碳碳双键有2种位置；主链有4个碳时，碳碳双键有3种位置，其中2-戊烯存在顺反异构，符合条件的结构共有6种，故选B。
22．B
【详解】
戊烷的同分异构体有CH3-CH2-CH2-CH2-CH3、、，若为CH3-CH2-CH2-CH2-CH3，一溴代物有：CH3CH2CH2CH2CH2Br；CH3CH2CH2CHBrCH3；CH3CH2CHBrCH2CH3；若为，一溴代物有：CH3CH(CH3)CH2CH2Br；CH3CH（CH3）CHBrCH3；CH3CBr（CH3）CH2CH3；CH2BrCH（CH3）CH2CH3；若为，一溴代物有：CH3C（CH3）2CH2Br，其中分子结构中有一个碳原子不跟氢原子直接相连的一溴代物为CH3CBr（CH3）CH2CH3；CH3C（CH3）2CH2Br；符合条件有2种；
答案选B。
23．D
【详解】A． C4H10有正丁烷与异丁烷两种同分异构体，故A错误；
B． 羧酸含有-COOH，C5H10O2的羧酸可写为C4H9-COOH，C4H9-有4种，故分子组成是C5H10O2属于羧酸的同分异构体有4种，故B错误；
C． C4H8O的醛可写为C3H7-CHO，C3H7-有2种，故分子组成是C4H8O属于醛类的同分异构体有2种，故C错误；
D． 分子式为C6H12O2，属于酯的同分异构体有如下几种情况：①甲醇和戊酸形成的酯，甲醇没有同分异构体，戊酸有4种同分异构体，则形成的酯有4种；②乙醇和丁酸形成的酯，乙醇没有同分异构体，丁酸有2种同分异构体，则形成的酯有2种；③丙醇和丙酸形成的酯，丙醇2种同分异构体，丙酸没有同分异构体，则形成的酯有2种；④丁醇和乙酸形成的酯，丁醇4种同分异构体，乙酸没有同分异构体，则形成的酯有4种；④戊醇和甲酸形成的酯，戊醇8种同分异构体，甲酸没有同分异构体，则形成的酯有8种；综上可知：属于酯的同分异构体共有20种，故D正确；
故选D。
24．A
【详解】A．CH4分子呈正四面体形，分子中任何两个C-H键都相邻，故CH4的二氯取代物只有1种结构，A错误；
B．C4H8BrCl可看作是C4H10分子中2个H原子分别被Cl、Br取代产生的物质。C4H10分子有CH3CH2CH2CH3、两种不同结构。从这两个骨架上，先定上一个Cl的位置，再移动Br原子的位置,如图所示( H原子省略)，得到骨架式为、、、，因此符合要求的同分异构体种类数目为4+4+3+1=12种，B正确；
C．乙烯结构简式是CH2=CH2，分子中含有2个C原子和4和H原子。六个原子在同一平面上，由于原子半径：C＞H，所以图示为乙烯的空间填充模型，C正确；
D．异戊烷结构简式是，省略物质分子结构简式中的碳氢键，用顶点和拐点表示C原子，就得到其键线式表示，D正确；
故合理选项是A。
25．A
【详解】n(O2)= =11mol，1mol烷烃CnH2n+2完全燃烧耗O2为11mol，则n=7。结合选项知只有A、D分子中含7个碳原子，A的一氯代物有四种，D的一氯代物为三种；
答案选A。
26．B
【详解】
分子式为C4H8F2的同分异构体如图所示（只画出碳骨架，数字代表F原子的位置）：、、，共9种，故选B。
27．A
【详解】A．C3H8只能表示为丙烷，不存在同分异构体，所以C3H8能只表示一种物质，A正确；
B．C4H10可以表示正丁烷或异丁烷，存在同分异构体，B错误；
C．C2H6O可以表示乙醇或二甲醚，存在同分异构体，C错误；
D．C3H7Cl可以表示可以1-氯丙烷或2-氯丙烷，存在同分异构体，D错误；
答案选A。
28．D
【分析】该有机物能与NaHCO3发生反应产生气体，说明含有羧基-COOH，据此判断可能的同分异构体数目。
【详解】分子式为的有机物能与NaHCO3发生反应产生气体，说明含有羧基-COOH，除苯环结构外，还有2个碳原子。
当取代基为正丙酸基时，只有1种结构；
取代基为异丙酸基，只有1种结构；
取代基为-COOH、-CH2-CH3，有邻、间、对位3种结构；
取代基为乙酸基、-CH3，有邻、间、对位3种结构；
取代基为-COOH、-CH3，-CH3，2个甲基位于邻位时，羧基有2种位置；2个甲基位于间位时，羧基有3种位置；2个甲基位于对位时，羧基有1种位置，共6种结构；
符合条件的总共有14种同分异构体，故选D。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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