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。
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