北京市2023届高三化学高考备考有机化学一同分异构之官能团位置异构 考点训练（含解析）

北京市2023届高三化学高考备考有机化学一同分异构之官能团位置异构考点训练
一、单选题
1．分子式为C5H12O的醇，其同分异构体有
A．8种 B．7种 C．6种 D．5种
2．如下分子式在限定类别中的构造异构体数目最多的是
A．醇 B．羧酸 C．烃 D．芳香烃
3．烷烃(结构简式如下图)是单烯烃(分子内含一个碳碳双键)R和发生加成反应后的产物，则R可能的结构有
A．4种 B．5种 C．6种 D．7种
4．分子式为的有机物共有(不含立体异构)
A．8种 B．10种 C．12种 D．14种
5．下列所述烷烃和它的二氯取代物的数目[不考虑立体异构]，其中不正确的是
A．正丁烷能生成6种二氯代物 B．异丁烷能生成3种二氯代物。
C．异戊烷能生成9种二氯代物 D．新戊烷能生成2种二氯代物
6．分子式，与乳酸()互为同系物的有机物有
A．9种 B．10种 C．11种 D．12种
7．下列关于有机化合物的说法正确的是
A．淀粉和纤维素互为同分异构体
B．欲检验淀粉的水解产物是否有葡萄糖，可在水解液中加入新制的氢氧化铜悬浊液并加热
C．C4H9Cl有4种同分异构体
D．油脂和蛋白质都属于高分子化合物
8．某六碳单烯烃与氯气在一定条件下发生取代反应只生成一种一氯取代物，则该六碳单烯烃与氢气加成后产物的结构为
A．
B．
C．
D．
9．下列说法正确的是
A． 能发生消去反应，且所得产物均存在顺反异构
B． 的同分异构体中，遇FeCl3溶液显紫色的有13种(不考虑立体异构)
C．“狗烯”的一氯代物共有15种
D．含有两个碳碳三键的脂肪烃C6H6，分子中6个碳原子不都在同一直线上的共有3种
10．分子式为C4H8Br2的有机物共有(不含立体异构)
A．7种 B．8种 C．9种 D．10种
11．柳树皮中的水杨酸可与乙酸酐发生下列反应生成乙酰水杨酸(阿司匹林)：
以下说法中不正确的是
A．该反应的类型为加成反应
B．水杨酸和乙酰水杨酸均有两种含氧官能团
C．一定条件下，乙酰水杨酸既能发生酯化反应也能发生水解反应
D．与水杨酸含有相同官能团的芳香类化合物还有两种
12．下列有关有机物结构数目的叙述中正确的是
选项 有机物 结构数目
A 分子式为C5 H12 4种
B C4H10的二氯取代物 7种
C C5H12O中能被催化氧化成醛的有机物 5种
D 能与NaHCO3溶液反应的C5H10O2 4种
A．A B．B C．C D．D
13．下列烷烃在光照下与氯气反应，生成一氯代烃的结构(不含立体异构)最多的是
A． B．
C． D．
14．双环戊二烯解聚成环戊二烯的反应如图(已知连接4个不同原子或原子团的碳原子是手性碳原子)，下列说法不正确的是
(双环戊二烯)2 (环戊二烯)
A．双环戊二烯和环戊二烯均能使酸性KMnO4溶液褪色
B．环戊二烯的二氯代物有10种(不考虑立体异构)
C．双环戊二烯中有4个手性碳原子
D．环戊二烯和双环戊二烯均能与2 mol H2发生加成反应
二、多选题
15．下列叙述正确的是
A．丙烯与氯化氢加成的产物有1种
B．乙炔与氯化氢1∶2加成的产物有2种
C．立方烷的二氯取代物有3种
D．联二苯的一氯取代物有5种
三、填空题
16．已知分子式为的有机物有多种结构，下面给出其中的四种：
A．
B．
C．
D．
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物质的官能团名称为_______。B、C、D中，与A互为官能团异构的是_______(填字母，下同)，与A互为碳架异构的是_______，与A互为位置异构的是_______。
(2)写出与A互为位置异构(与B、C、D不重复)的有机物的结构简式：_______。
(3)与A互为碳架异构的同分异构体共有5种，除B、C、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：_______、_______。
17．有机化学中有多种同分异构现象，其中有顺反异构，例如2-丁烯有两种顺反异构体：A中两个在双键同侧，称为顺式；B中两个在双键两侧，称为反式。
根据此原理，苯丙烯除有三种官能团位置异构体外还有两种顺反异构体，写出其结构简式。
(1)三种官能团位置异构体：，_______，_______。
(2)两种顺反异构体：_______，_______。
18．某烷烃的结构简式为。
(1)用系统命名法命名该烃：____。
(2)若该烷烃是由烯烃和1molH2加成得到的，则原烯烃的结构有____种。(不包括立体异构，下同)
(3)若该烷烃是由炔烃和2molH2加成得到的，则原炔烃的结构有____种。
(4)该烷烃在光照条件下与氯气反应，生成的一氯代烷最多有____种。
19．回答下列问题
I．写出下列有机物的结构简式：
(1)2，6-二甲基－4－乙基辛烷：___________；
(2)2－甲基－1－戊烯：___________；
II．回答下列问题
(3)立方烷的结构简式如图所示，每个顶点是一个碳原子。则：
①其分子式为___________。
②它的一氯取代物有___________种。
③它的二氯取代物有___________种。
20．烃类完全燃烧都可以生成CO2和H2O，现以甲烷、乙烷、丙烷三种物质燃烧为例，进行燃烧分析。
(1)等物质的量的烷烃完全燃烧，消耗O2的量随着_______ 的增多而变大。
(2)取等质量的三种物质在O2中完全燃烧，消耗O2最多的是_______。由此可以得出结论：等质量的烷烃完全燃烧，消耗O2的量随着_______的增多而变大。
(3)某仅由碳氢两种元素组成的有机化合物，经测定其相对分子质量为86，含碳量为83.72%，写出其一氯代物有两种的同分异构体的结构简式_______。
(4)狄尔斯和阿尔德在研究1，3-丁二烯的性质时发现如图反应：
(也可表示为：)
狄尔斯-阿尔德反应属于_______(填反应类型)。下列不能发生狄尔斯-阿尔德反应的有机物是_______ (填字母)。
a. b. c. d.
(5)如图是立方烷的键线式结构，它的二氯代物有_______种。
21．按要求回答下列问题：
(1)系统命名的名称为：___________。
(2)写出 2-丁烯在一定条件下加聚产物的结构简式_____
(3)某烃 A 0.2mol 在氧气中完全燃烧后，生成化合物 B、C 各 1.2mol，试回答：
①烃A的分子式为_______________
②若烃 A 不能使溴水褪色，但在一定条件下能与氯气发生取代反应，其一氯代物只有一种，则此烃A的结构简式为___________。
③若烃 A 能使溴水褪色，在催化剂作用下与 H2加成，其加成产物分子中含有 4 个甲基，烃 A 可能的结构简式为___________，___________，___________。
22．推断题
(1)某烃类化合物A的质谱图表明其最大质荷比为84，红外光谱中表明表明分子中含有碳碳双键，核磁共振氢谱表明分子中只有一种类型的氢。
①A的结构简式为__________________________________ ；
②A中的所有碳原子是否都处于同一平面？___________（填“是”或“不是”）。
(2)二甲苯苯环上的一溴代物有6种同分异构体，这些一溴代物与生成它的对应二甲苯的熔点分别列表如下：
一溴代二甲苯 234℃ 206℃ 213.8℃ 204℃ 214.5℃ 205℃
对应二甲苯 13℃ -54°C -27°C -54℃ -27°C -54°C
由表中数据可以推断，熔点为234°C的一溴代二甲苯的结构简式为__________________熔点为-54℃的二甲苯的名称为__________________________________
23．按要求回答下列问题：
(1)键线式的系统命名为 __________________；
(2)中含有的官能团为_______________；
(3)2－甲基－1－丁烯的结构简式____________________；
(4)相对分子质量为 72 且一氯代物只有一种的烷烃的结构简式________________；
(5)分子式为 C2H6O 的有机物，有两种同分异构体，乙醇(CH3CH2OH)、甲醚(CH3OCH3)，则通过下列方法，不可能将二者区别开来的是________________；
A．红外光谱 B．核磁共振氢谱 C．质谱法 D．与钠反应
24．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：
A．CH3—CH2—CH2—CH2—CH2OH B．CH3—O—CH2—CH2—CH2—CH3

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物质的官能团名称为____________。B、C、D中，与A互为官能团异构的是________(填代号，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：____________________、_______________________。
参考答案：
1．A
【详解】由题意知，分子式为C5H12O的醇为饱和一元醇，其同分异构体属于醇，其中碳链结构如下：，共8种。
故答案选A。
2．C
【详解】A．根据分子式，该物质为丁醇，丁基有四种结构，所以丁醇有4种同分异构体；
B．分子式为C5H10O2，且该有机物为羧酸，所以为饱和一元羧酸，烷基为 C4H9， C4H9异构体有： CH2CH2CH2CH3， CH(CH3)CH2CH3， CH2CH(CH3)CH3， C(CH3)3，故符合条件的有机物的异构体数目为4；
C．C4H8属于烯烃有CH2＝CHCH2CH3、CH3CH＝CHCH3、CH2＝C(CH3)2，属于环烷烃有，；共5种异构体；
D．分子式为C8H10的芳香烃，可为二甲苯（邻、间、对3种）或乙苯，共4种；
故答案选C。
3．B
【详解】根据烯烃与H2加成反应的原理，推知该烷烃分子中相邻碳原子上均带氢原子的碳原子间是对应烯烃存在碳碳双键的位置，碳碳双键有如图： (标号处为碳碳双键的位置)所示5种，故符合条件的烯烃分子有5种，故选：B。
4．C
【分析】C4H8ClF可以看成丁烷中的2个H原子分别被1个Cl、1个F原子取代，丁烷只有2种结构，Cl原子与F原子可以取代同一碳原子上的H原子，可以取代不同碳原子上的H原子，据此书写判断。
【详解】先分析碳骨架异构，分别为 C-C-C-C 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 C-C-C-C 有、共 8 种，骨架有和， 4 种(数字代表F的取代位置)，综上所述，分子式为C4H8ClF的有机物种类共8+4=12种，答案选C。
5．B
【详解】A．先找一氯代物，正丁烷共有2种一氯代物，然后以一氯代物为基础再添上一个氯，可得二氯代物，共有6种，即CH3CH2CH2CHCl2、CH3CH2CHClCH2Cl、CH3CHClCH2CH2Cl、CH2ClCH2CH2CH2Cl，CH3CCl2CH2CH3，CH3CHClCHClCH3，故A正确；
B．对异丁烷上H种类编号，则二氯代物有1,1、1,2共2种，故B错误；
C．对异戊烷上H种类编号，则二氯代物有1,1、3,3、4,4、1,2、1,3、1,4、2,3、2,4、3,4，共9种，故C正确；
D．对新戊烷上H编号，则二氯代物有1,1、1,2，共2种，故D正确；
故选：B。
6．D
【详解】乳酸的官能团为羟基和羧基，羧基为端位基，羟基为取代基，按照如下结构写同分异构体：4种同分异构；3种同分异构体；4种同分异构；1种同分异构体，则与乳酸互为同系物的有机物共有12种。
答案选D。
7．C
【详解】A．淀粉和纤维素均为高分子，高分子都是混合物，故二者不是同分异构体，A错误；
B．欲检验淀粉的水解产物是否有葡萄糖，应该先加碱溶液中和酸后，再加新制的氢氧化铜悬浊液，B错误；
C．C4H9Cl可能结构有：；； ； 故C4H9Cl有4种同分异构体，C正确；
D．油脂是高级脂肪酸的甘油酯，其分子量较小，不是高分子，D错误；
故本题选C。
8．D
【详解】六碳单烯烃与氯气在一定条件下发生取代反应只生成一种一氯取代物，说明该但烯烃结构对称，该六碳单烯烃的结构为，与氢气加成后产物为，故选D。
9．C
【详解】A．如果中羟基和相邻甲基上氢发生消去反应即生成，则碳碳双键一端的碳上有2个氢原子，不存在顺反异构，A错误；
B．的同分异构体中，遇溶液显紫色则含有酚羟基，如果含有2个取代基，1个为酚羟基，另1个可以为-CH2COOH、-COOCH3、-CH2OOCH、-COCH2OH、-CH(OH)CHO，-OOCCH3共6种情况，每种情况存在邻、间、对3种情况，共18种情况；还可以是含有3、4个取代基的情况，远不止13种，B错误；
C．根据等效氢原理可知，“狗烯”有15种不同的氢原子，则一氯代物共有15种，C正确；
D．C6H6的不饱和度为4，含有两个碳碳三键的脂肪烃C6H6，满足的同分异构体为HC≡C-C≡C-CH2CH3、HC≡C-CH2-C≡C-CH3、HC≡C-CH2-CH2-C≡CH、H3C-C≡C-C≡C-CH3、，则分子中6个碳原子不都在同一直线上的共有4种，D错误；
故答案为：C。
10．C
【详解】先分析碳骨架异构,分别为C C C C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：
① 骨架C C C C上分别添加Br原子的种类有6种，
② 骨架 上分别添加Br原子的种类有有3种，所以满足分子式为C4H8Br2的有机物共有9种；
故选C。
11．A
【详解】A．加成反应的产物只有一种，而该反应由水杨酸与乙酸酐反应生成了乙酰水杨酸和醋酸，是取代反应，A错误；
B．水杨酸含有的官能团是羟基和羧基，乙酰水杨酸含有的官能团是酯基和羧基，而羟基、羧基、酯基均为含氧官能团，B正确；
C．乙酰水杨酸含有羧基，所以可以发生酯化反应，还含有酯基，所以可以发生水解反应，C正确；
D．与水杨酸含有相同官能团的芳香类化合物还有间羟基苯甲酸和对羟基苯甲酸两种情况，D正确；
故合理选项为A。
12．D
【详解】A．C5H12的结构有CH3- CH2- CH2-CH2- CH3、、，共3种，A项错误；
B．C4H10共有两种结构，其二氯取代物有9种，1,1-二氯丁烷、1,2- 二氯丁烷、1,3-二氯丁烷、1,4-二氯丁烷、2,2-二氯丁烷、2,3-二氯丁烷、1,2-二氯-2-甲基丙烷，1,1-二氯-2-甲基丙烷，1,3-二氯-2-甲基丙烷，B项错误；
C．满足条件的有、
、、 ，共4 种，C项错误；
D．满足条件的有CH3CH2 CH2CH2 COOH、 、、 ，共4种，D项正确；
故选D。
13．B
【详解】A．结构对称，只含1种等效氢，一氯代烃的结构只有一种；
B．含3种等效氢，一氯代烃的结构有三种；
C．结构对称，含2种等效氢，一氯代烃的结构有两种；
D．结构对称，含2种等效氢，一氯代烃的结构有两种；
生成一氯代烃的结构(不含立体异构)最多的是；
故选B。
14．B
【详解】A．双环戊二烯和环戊二烯都含有碳碳双键，均能使酸性KMnO4溶液褪色，故A正确；
B．环戊二烯的二氯代物有、、、、、、，共7种，故B错误；
C．双环戊二烯中有4个手性碳原子(用*标出)，故C正确；
D．环戊二烯和双环戊二烯分子中都含有2个碳碳双键，均能与2 mol H2发生加成反应，故D正确 ；
选B；
15．BC
【详解】A．丙烯一定条件下与氯化氢加成，可以生成1-氯丙烷，也可以生成2-氯丙烷，A项错误；
B．CH≡CH+2HCl→CH3-CHCl2或，B项正确；
C．氯原子可以占据同一边上的两个顶点，同一平面对角线的两个顶点，立方体对角线的两个顶点，故立方烷的二氯代物有3种，C项正确；
D．联二苯上只有三种氢原子，则一氯取代物有3种，D项错误；
答案选BC。
16．(1) 醇 醚键 B D C
(2)
(3)
【详解】（1）A含羟基，属于醇类；B中所含官能团为醚键；羟基与醚键互为官能团异构，故与A互为官能团异构的为B；与A互为碳架异构的为D；与A互为位置异构的为C；
（2）A中主链上含3种不同化学环境的氢原子，与A互为位置异构(与B、C、D不重复)的有机物的结构简式为：；
（3）A的另外两种同分异构体的结构简式为：、。
17．(1)
(2)
【解析】（1）
挪动侧链中碳碳双键的位置，可得到另2种官能团位置异构体为、。
（2）
有两种顺反异构体，苯基与在双键同侧时为；苯基与在双键两侧时为。
18．(1)2，3－二甲基戊烷
(2)5
(3)1
(4)6
【解析】（1）该烷烃中最长的碳链上有五个碳原子，属于戊烷，有两个取代基，故其名称为2，3 二甲基戊烷；
（2）只要是相邻的两个碳原子上都存在至少一个H，该位置就有可能是原来存在碳碳双键的位置，除去重复的结构，该烃分子中这样的位置、、、、共有5处；
（3）只要是相邻的两个碳原子上都存在至少两个H，该位置就有可能是原来存在碳碳三键的位置，该烃分子中这样的位置一共有1处；
（4）该烷烃分子中有6种等效氢原子，故与氯气反应生成的一氯代烷最多有6种。
19．(1)
(2)
(3) C8H8 1 3
【详解】（1）根据烷烃的系统命名法，2，6-二甲基－4－乙基辛烷的结构简式是；
（2）根据烯烃的系统命名法，2－甲基－1－戊烯的结构简式是；
（3）①根据价键规律，立方烷上每个碳原子连有1个氢原子，其分子式为C8H8。
②立方烷结构对称，分子中只有1种等效氢，它的一氯取代物有1种。
③立方烷结构对称，立方烷二氯取代物的两个氯原子位于同一个楞上、两个氯原子位于面对角线上、两个氯原子位于体对角线上，所以它的二氯取代物有3种。
20． 烷烃分子中碳原子个数 甲烷 烷烃分子中氢元素的质量分数 加成反应 c 3
【详解】(1)根据烷烃的燃烧通式可知，等物质的量的烷烃完全燃烧，消耗O2的量随烷烃分子中碳原子个数的增多而增大；
(2)根据燃烧通式可知：CH4~2O2、C2H6~O2、C3H8~5O2，设三种烷烃的质量都是1g，则它们的物质的量分别为mol、mol、mol，则它们消耗O2的物质的量依次为mol、mol、mol，则消耗氧气最多的是甲烷；由此可以得出进路：等质量的烷烃完全燃烧，消耗O2的量随烷烃分子中氢元素的质量分数的增多而增大；
(3)分子中，碳原子的个数为=6，则氢原子的个数为=14，即该分子为C6H14，则其有两种一氯代物的同分异构体的结构简式为；
(4)该反应属于加成反应；根据题中信息可知，能发生狄尔斯-阿尔德反应的有机物具共轭双烯烃的结构，仅c没有该结构，故不能发生狄尔斯-阿尔德反应的是c；
(5) 如图所示：，立方烷的二氯代物中，两个氯原子的位置可以是1-1、1-2、1-3，则立方烷的二氯代物有3种。
21． 3，6-二甲基-3-庚烯 C6H12
【详解】(1)中最长的碳链有6个碳原子，所以系统命名的名称为：3，6-二甲基-3-庚烯。
(2) 2-丁烯在一定条件下加聚生成聚2-丁烯，结构简式为。
(3)某烃 A 0.2mol 在氧气中完全燃烧后，生成化合物 B、C 各 1.2mol，
①则1mol烃燃烧生成6mol二氧化碳和6mol水，说明烃A分子中含有6个碳原子核12个氢原子，烃A的分子式为C6H12。
②若烃 A 不能使溴水褪色，说明没有碳碳双键，则有环状结构，但在一定条件下能与氯气发生取代反应，其一氯代物只有一种，结构有对称性，则此烃A的结构简式为。
③若烃 A 能使溴水褪色，说明有碳碳双键，在催化剂作用下与 H2加成，其加成产物分子中含有 4 个甲基，说明主链有4个碳原子，有两个甲基支链烃，则 A 可能的结构简式为、、。
22． (CH3)2C=C(CH3)2 是 间二甲苯
【分析】(1)某烃类化合物A的质谱图表明其最大质荷比为84，即A的相对分子质量是84，根据商余法，84÷14=6，所以A的分子式是C6H12。
(2) 二甲苯有三种同分异构体，分别为对二甲苯、间二甲苯和邻二甲苯；邻二甲苯的一溴代物有2种，间二甲苯的一溴代物有3种，对二甲苯的一溴代物只有1种。
【详解】①A分子式是C6H12，红外光谱中表明分子中含有碳碳双键，核磁共振氢谱表明分子中只有一种类型的氢，说明结构对称，A的结构简式为(CH3)2C=C(CH3)2；
②已知乙烯所有原子共平面，A的结构简式为(CH3)2C=C(CH3)2，相当于是4个甲基代替乙烯分子中4个H原子，碳原子都处于同一平面；
(2)根据表中对应二甲苯的熔点可判断，熔点为13℃的二甲苯只有一种一溴代物，熔点为-54℃的二甲苯有3种一溴代物，而熔点为-27℃的二甲苯有2种一溴代物，因此熔点为13℃的二甲苯是对二甲苯，熔点为234℃的一溴二甲苯所对应的二甲苯是对二甲苯，对二甲苯苯环上的一溴代物的结构简式为：；熔点为-54℃的二甲苯是间二甲苯，熔点为-27℃的二甲苯是邻二甲苯。
23． 2-甲基戊烷 羟基、酯基 C
【详解】(1)键线式，主链有5个碳原子，2号碳原子连有1个甲基，系统命名为2-甲基戊烷；
(2)中含有的官能团为羟基、酯基；
(3)根据系统命名原则，2－甲基－1－丁烯主链有4个碳，含一个双键，结构简式为；
(4)相对分子质量为 72烷烃分子式是 C5H12，一氯代物只有一种，说明只有一种等效氢，结构对称，该烷烃的结构简式是；
(5)乙醇(CH3CH2OH)、甲醚(CH3OCH3)，官能团不同，能用红外光谱鉴别，不选A；
乙醇(CH3CH2OH)有3种等效氢、甲醚(CH3OCH3) 有1种等效氢，能用核磁共振氢谱鉴别，不选B；
乙醇(CH3CH2OH)、甲醚(CH3OCH3)的相对分子质量相同，不能用质谱法鉴别，故选C；
乙醇(CH3CH2OH)与钠反应放出氢气、甲醚(CH3OCH3)与钠不反应，故不选D。
24． 醇 醚键（或醚基） B D C
【分析】本题以分子式为C5H12O的同分异构体的书写为载体，从官能团异构、位置异构和碳链异构三个角度分析，全面考查同分异构体的书写流程和方法。
【详解】（1）A中含有羟基，所以属于醇类，B中官能团为醚键。根据同分异构体的定义，B、C、D都是A的同分异构体，B属于醚类，因而与A互为官能团异构是B；D与A的碳链不同，因而与A互为碳链异构的是D；C与A的羟基位置不同，因而与A互为官能团位置异构的是C。
（2）C-C-C-C-C碳链中有三种碳原子，羟基位于端点即为A，位于倒数第二个碳上即为C，当羟基位于中间的碳原子上时，即为满足要求的答案，结构简式为。
（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5种：(即D)、、、和。排除题设已给出的两种，因而答案为和。