学年人教版选修5 121有机化合物中碳原子的成键特点 作业.docx

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学年人教版选修5121有机化合物中碳原子的成键特点作业

第二节　有机化合物的结构特点

第1课时　有机化合物中碳原子的成键特点

见学生用书P004

学习目标

练法指导

1.了解碳原子的成键方式。

2．能正确使用化学用语，能够书写有机物的结构式、结构简式、电子式等。

1.明确原子结构与形成的化学键的关系，进而理解有机化合物种类繁多的原因。

2．由甲烷的结构推出甲烷分子中碳原子与4个氢原子间的空间结构关系。

———　　课/　前/　预/　习·轻/　松/　搞/　定　　———

1．以下有关碳原子的成键特点的说法正确的是（　　）

A．在有机化合物中，碳原子一般以4个共用电子对与另外的原子形成4个极性共价键

B．在有机化合物中，碳元素只显－4价

C．在烃中，碳原子之间只形成链状

D．碳原子既可形成有机化合物，也可形成无机物

答案　D

解析　碳原子与其他原子可以形成4个共价键，但不一定均为极性键，如碳碳键为非极性键，A错误；在有机化合物中，碳元素不一定只显－4价，如在CH3Cl中，碳显－2价，B项错误；在烃中碳原子之间也可以形成环状，如环己烷，C项错误。

2．下列化学用语正确的是（　　）

A．乙烯的结构简式可表示为CH2CH2

B．乙醇的分子式：

CH3CH2OH

C．甲烷的结构式：

CH4

D．甲苯的键线式可表示为

答案　D

解析　A项，乙烯的结构简式为CH2===CH2，双键不能省略；B中为乙醇的结构简式，分子式应是C2H6O；C项，甲烷的结构式应为

；D项正确。

3．科学实验表明，在甲烷分子中，4个碳氢键是完全等同的。

下面的选项中错误的是（　　）

A．键的方向一致B．键长相等

C．键角相等D．键能相等

答案　A

解析　甲烷分子具有正四面体的立体结构，所以它的四个碳氢键的方向不可能一致。

4．下面各种结构都是表示乙醇分子的，其中不正确的是（　　）

答案　A

解析　A是键线式，但有3个碳原子，所以是错误的。

B、D是乙醇的结构简式，C是乙醇的结构式。

5．下列取代基或微粒中，碳原子最外层电子数均满足8电子结构的是（　　）

答案　C

解析　甲基的电子式是

；碳正离子

中，中心碳原子失去一个电子而带正电荷，中心碳原子周围有6个电子；碳负离子

的电子式是

，两个碳原子周围均满足8电子

结构；—COOH的电子式为

，碳原子最外层只有7个电子。

6．下列说法正确的是（　　）

A．分子球棍模型表示分子内各原子体积比

B．用一条短线来表示一对共用电子对的图式叫结构式，只有有机物才可用结构式表示

C．键线式只要求表示出碳碳键以及与碳原子相连的基团，图式中的每个拐点和终点表示一个碳原子

D．煤矿的矿井常发生瓦斯爆炸，这是由于CO与空气的混合物被点燃所导致

答案　C

7.如图是某有机化合物分子的比例模型，下列有关该物质的推断不正确的是（　　）

A．分子中可能含有羟基

B．分子中可能含有羧基

C．分子中可能含有氨基

D．该物质的分子式可能为C3H6O3

答案　C

解析　观察题给模型可知，该模型所表示的分子中有三种原子（黑球3个、斜线球3个、白球6个）。

根据有机化合物的价键规律可知，黑球表示碳原子，斜线球表示氧原子，白球表示氢原子。

8．碳原子最外电子层含有________个电子，根据碳原子的成键特点，每个碳原子可以跟其他非金属原子形成________个________键，而且碳原子之间也能以________键相结合，形成______键、________键或________键，连接成稳定的长短不一的碳链或含碳原子数目不等的碳环，从而导致有机物种类繁多，数量庞大。

答案　4　4　极性共价　非极性共价　单　双　三

———　　课/　堂/　效/　果·题/　组/　检/　测　　———

题组一碳原子的成键特点　　　　　　　　　　　　

1.大多数有机物分子中的碳原子与其他原子的结合方式是（　　）

A．形成4对共用电子对B．通过非极性键

C．通过2个共价键D．通过离子键和共价键

答案　A

解析　碳原子有4个价电子，所以可形成4对共用电子对，A正确，C不正确；碳原子与其他原子形成的键是极性键，B、D不正确。

2．（双选）下列关于甲烷的说法中错误的是（　　）

A．甲烷分子具有正方形结构

B．甲烷分子中四个C—H键是完全等价的键

C．甲烷分子中含有非极性键

D．甲烷分子的结构式是

答案　AC

解析　甲烷分子是正四面体结构，分子中只含碳氢极性键。

题组二空间构型

3.下列说法正确的是（　　）

A．乙酸是平面结构B．乙醇是平面结构

C．乙炔是正四面体结构D．乙烯是平面结构

答案　D

解析　乙酸、乙醇是立体结构，乙炔是直线形结构。

4．下列分子中，含有极性共价键且呈正四面体结构的是（　　）

A．氨B．二氯甲烷

C．四氯甲烷D．白磷

答案　C

解析　四氯甲烷和白磷呈正四面体结构，但白磷中的共价键是磷磷键，属于非极性共价键。

5．（双选）下列关于CH3—CH===CH—C≡C—CF3分子结构的叙述中，正确的是（　　）

A．6个碳原子有可能都在一条直线上

B．6个碳原子不可能都在一条直线上

C．6个碳原子有可能都在同一平面上

D．6个碳原子不可能都在同一平面上

答案　BC

解析　根据乙烯和乙炔的结构特点，可推知题给有机物的碳链骨架结构如下：

由上面的碳链骨架结构很容易看出：

题给有机物分子中的6个碳原子不可能都在一条直线上，但一定都在同一平面上；最多4个碳原子在一条直线上。

题组三分子模型

6.如图是两种有机分子的比例模型，

表示碳原子，

表示氢原子，

表示氧原子。

有关叙述不正确的是（　　）

A．甲、乙两物质的分子式分别为C3H6O3、C2H6O2

B．甲、乙两物质都能和活泼金属钠反应放出H2

C．甲可以在一定条件下和乙反应生成酯

D．甲、乙都含有羧基

答案　A

解析　乙物质的分子式为C2H4O2。

7．某期刊封面上有如图所示的分子球棍模型图，图中“棍”代表单键或双键或三键，不同颜色的球代表不同元素的原子，该模型图可代表一种（　　）

A．卤代羧酸B．酯

C．氨基酸D．醇钠

答案　C

解析　观察模型可以发现，绿球和绿球相连，而且绿球还连接了其他颜色的球，可以初步推断，绿球代表碳原子或氮原子。

再由5个白球都处于末端，它们分别都只与一个球相连，也可推断白球代表氢原子。

红球既可只连绿球，也可一端连绿球，一端连白球（氢原子），可以推断红球代表氧原子。

蓝球连了两个氢原子后再连在绿球上，而这个绿球已经连了3个球（至少为4价），由此排除绿球代表氮原子，而认定它代表碳原子，于是蓝球代表氮原子。

该模型代表甘氨酸（氨基乙酸）。

8．某化工厂生产的某产品只含C、H、O三种元素，其分子模型为

（图中球与球之间的连线代表化学键，如单键、双键等），则该物质是（　　）

A．CH2===C（CH3）COOH

B．CH2===CHCOOCH3

C．CH3CH2CH===CHCOOH

D．CH3CH（CH3）COOH

答案　A

解析　根据“价键数守恒”，即碳原子价键数为4，氢原子价键数为1，氧原子价键数为2，可知黑色球是碳原子，灰色球是O原子，白色球是H原子，故该物质是CH2===C（CH3）COOH。

题组四键线式

9.键线式可以简明地表示碳氢化合物，键线式为

的物质是（　　）

A．丁烷B．丙烷

C．丁烯D．丙烯

答案　C

———　　课/　后/　巩/　固·快/　速/　提/　能　　———

1．下列有关键线式的说法错误的是（　　）

A．将碳、氢元素符号省略，只表示分子中键的连接情况

B．每个拐点、交点、端点均表示有一个碳原子

C．每一条线段代表一个共价键，每个碳原子应该有四条线段，用四减去线段即是与该碳原子结合的氢原子数

D．C===C键、C≡C键等官能团中的“===”“≡”也可省略

答案　D

解析　键线式中能省略的是C、H原子及单键。

2．下列说法正确的是（　　）

A．碳骨架为

的烃的结构简式为（CH3）2C===CH2

B．有机物分子里一定既有非极性键也有极性键

C．有的烃分子中，一个碳原子形成3个共价键

D．乙烷的键线式为

答案　A

解析　根据碳原子的成键特点，碳原子与碳原子之间可形成非极性共价键，碳原子与其他原子之间则以极性共价键结合，但是甲烷分子中只有极性键，B项错；有机物中碳通过4个共价键与其他原子相连，C项错；

应为丙烷的键线式，D项错。

3．下列化学用语表达正确的是（　　）

A．HClO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

答案　D

解析　选项A中，HClO的电子式应为

；选项B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

。

4．某共价化合物含碳、氢、氮三种元素，分子内有四个氮原子，且四个氮原子排列成内空的四面体（如白磷结构），每两个氮原子间都有一个碳原子。

已知分子内无碳碳单键，也没有碳碳双键，则该化合物的分子式为（　　）

A．C6H8N4B．C6H12N4

C.C6H10N4D．C4H8N4

答案　B

解析　四个氮原子排列成的内空的四面体中有6条棱，因此该分子中应含有6个碳，再根据碳四价的原则可确定该分子中应含有12个氢。

5．现有下列五种物质：

①CO2；②CHCl3；③甲烷；④CCl4；⑤P4。

具有正四面体构型的是（　　）

A．①②③B．③④⑤

C．②③④D．①④⑤

答案　B

解析　CHCl3是四面体结构，但原子分布不均匀，不是正四面体。

6．下列有关物质的表达式正确的是（　　）

C．乙醇的结构简式：

CH3CH2OH

D．CH4的球棍模型：

答案　C

解析　A项，甲烷的立体结构为正四面体形，A错；B项，根据键线式的结构可知，该键线式所表示的有机物的结构简式为

，B错；D项，图示模型为甲烷的比例模型，D错。

7．下列有机物分子中，所有的原子不可能在同一平面上的是（　　）

答案　D

解析　据甲烷、乙烯、乙炔、苯的结构可知A、B、C项中所有原子均可能在同一平面上，只有D项中含有—CH3四面体结构，不可能所有原子共面。

8．如图是立方烷的键线式结构，下列有关说法不正确的是（　　）

A．它和苯的最简式相同

B．它属于芳香烃

C．它只有两种化学键

D．它与苯乙烯（C6H5—CH===CH2）具有相同的分子式

答案　B

解析　立方烷的分子式与苯乙烯的分子式相同，都是C8H8，最简式为CH，与苯的最简式相同；立方烷分子中只含有C—H键和C—C键两种化学键。

9．据报道，近年来发现了一种新的星际分子，其分子模型如图所示（图中球与球之间的连线代表化学键，如单键、双键、三键等，颜色相同的球表示同一种原子）。

下列对该物质的说法中正确的是（　　）

A．①处的化学键表示碳碳双键

B．此星际分子属于烃类

C．③处的原子可能是氯原子或氟原子

D．②处的化学键表示碳碳单键

答案　D

解析　有机物分子中碳原子要满足4个价键，H要满足1个价键，N要满足3个价键，由左向右推测其结构简式为

，所以①处是碳碳三键，③处是N原子（若为F或Cl，则C原子不能满足4个价键），②处是碳碳单键。

10．工业上用改进汽油组成的办法来改善汽油的燃烧性能，例如：

在汽油中加入CH3OC（CH3）3来生产无铅汽油。

CH3OC（CH3）3分子中必存在的原子间的连接形式是（　　）

答案　C

解析　根据碳原子总是形成四个共价键，氧原子总是形成两个共价键，CH3OC（CH3）3分子的结构简式可表示为

。

11．

是一种驱虫药——山道年的结构简式，试确定其分子式为________，指出其含有的官能团的名称：

________________________。

答案　C14H16O3　碳碳双键、羰基、酯基

解析　由已知结构简式可知，分子中有14个碳原子、3个氧原子，又有3个环和4个双键，氢原子数为30－3×2－4×2＝16，所以分子式为C14H16O3。

12．有机物的表示方法多种多样，下面是常用的有机物的表示方法：

（1）上述表示方法中属于结构简式的为________，属于结构式的为________；属于键线式的为________；属于比例模型的为________；属于球棍模型的为________。

（2）写出⑨的分子式：

________。

（3）写出⑩中官能团的电子式：

________、________。

（4）②的分子式为________，最简式为________。

答案　

（1）①③④⑦　⑩　②⑥⑨　⑤　⑧

（2）C11H18O2　（3）

　（4）C6H12　CH2

解析　①③④⑦是结构简式；②⑥⑨是键线式，所有拐点和端点都有一个碳原子，碳原子不满足四个价键的由氢原子补充；⑤是CH4的比例模型；⑧是正戊烷的球棍模型；⑩是葡萄糖的结构式，其官能团有—OH和

；②的分子式为C6H12，所以最简式为CH2。

13．某些有机化合物的模型如图所示。

回答下列问题：

（1）属于比例模型的是________（填“甲”“乙”“丙”“丁”或“戊”，下同）。

（2）表示同一种有机化合物的是________。

（3）含碳量最低的是________，含氢量最低的分子中氢元素的质量分数是________（保留一位小数）。

答案　

（1）乙、丙　

（2）甲、丙　（3）甲　16.7%

解析　

（1）乙、丙为比例模型，甲、丁、戊为球棍模型。

（2）甲、丙表示的都是甲烷。

（3）烷烃中，甲烷的含碳量最低，题目提供的四种物质，戊烷的含碳量最高，含氢量最低，氢元素的质量分数为

×100%≈16.7%。

14．如下图所示为4个碳原子相互结合的方式。

小球表示碳原子，小棍表示化学键，假设碳原子上其余的化学键都与氢原子结合。

（1）图中属于烷烃的是________（填字母）。

（2）在如上图所示的有机化合物中，碳原子与碳原子之间不仅可以形成单键，还可以形成________和________；不仅可以形成________，还可以形成碳环。

（3）含有双键的是________（填字母，下同），含有三键的是________。

答案　

（1）AC　

（2）双键　三键　碳链　（3）BEF　DG

解析　

（1）烷烃中碳原子之间都以单键形式结合，由此可以判断，题中属于烷烃的是A、C。

（2）观察题中的有机化合物，可以看出碳原子与碳原子之间不仅可以形成单键，还可以形成双键，如B、E、F，也可以形成三键，如D、G；碳原子与碳原子之间不仅可以形成碳链，还可以形成碳环。

（3）每个小球表示一个碳原子，每根小棍表示一个单键，可知A的分子式为C4H10；B的分子式为C4H8，分子中存在双键；C的分子式为C4H10；D的分子式为C4H6，分子中存在三键；E的分子式为C4H8；F的分子式为C4H8；G的分子式为C4H6；H的分子式为C4H8，分子中碳原子之间形成碳环。

15．有机化合物的结构简式可以进一步简化，简化后的式子称为键线式，如：

CH3CH2CH2CH3可以简化为

；

可以简化为

；CH3CH===CHCH3可以简化为

。

写出下列物质的分子式和结构简式：

（1）

_______________________________________。

（2）

_______________________________________。

（3）

___________________________________________。

答案　

（1）

（2）

（3）

解析　一定要抓住碳原子是4个价键来写分子式和结构简式。