题型四 同分异构判断型
1.下列关于有机物同分异构体的说法正确的是( )
A.C4H10的二氯取代物有4种
B.最简式为C2H5的烃有5种
C.乙苯的一氯取代物只有3种
D.分子式为C4H10O且与钠反应的有机物有4种
解析:选D。C4H10的二氯取代物为CHCl2CH2CH2CH3、CH2ClCHClCH2CH3、CH2ClCH2CHClCH3、
CH2ClCH2CH2CH2Cl、CHCl2CH(CH3)2、
CH2ClCH(CH3)CH2Cl、CH2ClCCl(CH3)2、CH3CCl2CH2CH3、
CH3CHClCHClCH3,共9种,A项错误;最简式为C2H5的烃是C4H10,该烃有CH3CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH3 2种,B项错误;乙苯中苯环上有3种不同化学环境的氢原子,乙基上有2种不同化学环境的氢原子,故乙苯的一氯取代物有5种,C项错误;分子式为C4H10O且与钠反应的有机物属于醇,该醇有CH3CH2CH2CH2OH、CH3CH(OH)CH2CH3、(CH3)2CHCH2OH、(CH3)3COH 4种,D项正确。
2.某酯R在稀硫酸和加热条件下水解,生成1 mol HOCH2CH2OH(乙二醇)和2 mol 羧酸C5H10O2,则R的结构有(不考虑立体异构)( )
A.6种 B.10种
C.12种 D.14种
解析:选B。羧酸C5H10O2有4种结构,分别记作a、b、c、d。羧酸与二元醇形成酯时羧酸的组合方式有如下情况:aa、ab、ac、ad、bb、bc、bd、cc、cd、dd,共10种。
3.分子式为C7H6O2且属于芳香族化合物的同分异构体数目是( )
A.2 B.3
C.4 D.5
解析:选D。芳香族化合物的分子式为C7H6O2,说明分子中含有苯环,同碳原子数的一元酸、一元酯、羟基醛有3种同分异构体,所以该物质有苯甲酸、甲酸苯酚酯、邻羟基醛、间羟基醛、对羟基醛,共5种,故选D。
4.(2018·湖南郴州高三上学期质量检测)有机物甲是一种含有一个六元环结构的化合物,其分子式为C7H12O2,在酸性条件下可以发生水解,且水解产物只有一种,又知甲的分子中含有两个甲基,则甲的可能结构有( )
A.6种 B.10种
C.11种 D.12种
解析:选B。由题目水解产物只有一种可知,C7H12O2为饱和环酯,可推测该有机物为环上含有一个“—COO—”的六元环,环上其余为4个碳原子,在环外有两个碳,形成2个甲基。两个甲基不在同一个碳上,共有6种结构:①;两个甲基在同一个碳上,有4种结构,所以共有10种,故选B。
5.某烃具有同分异构体,且各同分异构体的一氯代物的种数相同,该烃的分子式是( )
A.CH4 B.C3H8
C.C4H10 D.C5H12
解析:选C。A、B项的物质没有同分异构体,C项C4H10有CH3CH2CH2CH3和两种结构,其分子中均有2种等效氢原子,即一氯代物都有2种;D项,C5H12有CH3CH2CH2CH2CH3、和C(CH3)4 3种结构,其分子中分别有3种、4种和1种等效氢原子,即一氯代物分别有3种、4种、1种。
6.有机物甲、乙的键线式结构如图所示。下列说法不正确的是( )
A.甲和乙互为同分异构体
B.甲和乙都能发生取代反应
C.甲和乙中都有3种不同化学环境的氢
D.1 mol 甲和1 mol 乙都能与2 mol H2发生加成反应
解析:选D。A.甲C4H6O2和乙C4H6O2互为同分异构体,故A正确;B.
甲能发生酯化反应等、乙能发生水解等反应,都能发生取代反应,故B正确;C.不同化学环境的氢都是3种,3∶2∶1,故C正确;D.1 mol 甲和1 mol乙都能与1 mol H2发生加成反应,故D错误。
7.某醇的分子式是C4H10O,跟草酸(HOOC—COOH)在一定条件下反应,生成的二酯有( )
A.4种 B.6种
C.8种 D.10种
解析:选D。根据醇的分子式是C4H10O,可以判断是饱和一元醇,即丁醇,丁醇基(C4H9O—)有
CH3CH2CH2CH2O—、CH3CH2CH(CH3)O—、
(CH3)2CHCH2O—和(CH3)3CO—四种结构,草酸(HOOC—COOH)连相同的丁醇基时有4种结构,连不同的丁醇基时,有6种结构,所以共有10种结构。
8.化合物G的分子式为C4H6O2,G既能使溴的四氯化碳溶液褪色又能与NaHCO3溶液反应放出CO2,则G的可能结构(不考虑立体异构)共有( )
A.2种 B.3种
C.4种 D.5种
解析:选B。G既能使溴的四氯化碳溶液褪色又能与NaHCO3溶液反应放出CO2,说明分子结构中既含碳碳双键又含羧基,G的可能结构有:
9.分子式为C10H14的二取代芳香烃,其可能的结构有( )
A.3种 B.6种
C.9种 D.10种
解析:选C。组成为C10H14的芳香烃,其苯环上有两个取代基时分为两大类:第一类两个取代基,一个为甲基,另一个为—CH2CH2CH3或—CH(CH3)2,它们连接在苯环上又有邻、间、对三种情况,共有6种,第二类两个取代基均为乙基,它们连接在苯环上又有邻、间、对三种情况,共有9种。
10.某有机物A(C9H18O2)在稀硫酸溶液中水解为相对分子质量相等的B、C,其中B分子中含有3个甲基,则A、B、C中能与氢氧化钠溶液反应的物质最多有(不考虑立体异构)( )
A.10种 B.8种
C.6种 D.4种
解析:选B。由有机物的性质知A是酯,由B、C相对分子质量相等的关系知B、C各是C5H11OH、C3H7COOH中的一种,C5H11OH中含有3个—CH3,则B有3种结构:
C(CH3)3CH2OH、CH3CH2C(CH3)2OH、
CH3CH(CH3)CH(CH3)OH,C3H7COOH有2种不同的结构:CH3CH2CH2COOH和(CH3)2CHCOOH,故A有3×2=6种结构的酯,A、C能与NaOH溶液反应,共有8种与NaOH溶液反应的物质。
11.分子式为C5H8O3并能使新制Cu(OH)2悬浊液溶解,继续加热会出现砖红色沉淀的有机物有(不含立体异构)( )
A.3种 B.4种
C.5种 D.6种
解析:选C。由题中信息说明该有机物中含有1个羧基、醛基,丁酸有2种同分异构体:CH3CH2CH2COOH、CH3CHCOOHCH3;当丁酸为CH3CH2CH2COOH时,一元取代物有3种;当丁酸为(CH3)2CHCOOH时,一元取代物有2种,所以共有5种结构。
12.(2018·河南天一大联考高三阶段性测试)不考虑羟基与氯原子在同一个碳原子上时,有机物C4H9ClO的同分异构体中能与Na反应放出氢气的共有(不含立体异构)( )
A.8种 B.9种
C.10种 D.12种
解析:选B。有机物的同分异构体中能与Na反应放出氢气,说明其分子中含有羟基,该有机物可以看作Cl原子取代丁醇中氢原子形成的,丁醇的同分异构体有:CH3CH2CH2CH2OH、CH3CHOHCH2CH3、(CH3)3COH、CH3(CH2)CHCH2OH,CH3CH2CH2CH2OH分子的羟基中含有4种等效H原子,不考虑羟基与氯原子在同一个碳原子上时,其一氯代物有3种;CH3CHOHCH2CH3分子的羟基中含有4种H原子,不考虑羟基与氯原子在同一个碳原子上时,其一氯代物有3种;(CH3)3COH分子中的羟基中含有1种H原子,其一氯代物有1种;CH3(CH3)CHCH2OH分子的羟基上含有3种等效H,不考虑羟基与氯原子在同一个碳原子上时,其一氯代物有2种;根据分析可知,有机物C4H9C10的同分异构体中能与Na反应放出氢气的共有:3+3+1+2=9;故选B。
13.(2018·河南豫南九校高三下学期质量考评)某单官能团链状有机化合物,只含碳、氢、氧三种元素,相对分子质量为74,完全燃烧时产生等物质的量的CO2和H2O,它可能有的结构共有(不考虑立体异构)( )
A.2种 B.3种
C.4种 D.5种以上
解析:选B。完全燃烧产生等物质的量的CO2和H2O,可设有机物为CnH2nOx,若只有1个O原子,则74-16=58,剩下的为碳和氢,即14n=58,n不能取整数,不符合;若含有2个O原子,则74-32=42,即14n=42,则碳只能为3个,即为C3H6O2,
同样分析可判断分子中不可能含有3个或3个以上氧原子,分子式为C3H6O2的有机物可能为:丙酸、甲酸乙酯或乙酸甲酯,共计3种同分异构体,故选B。