1.2.1 有机化合物中的碳原子的成键特点（好题精练）（解析版）-2020-2021学年高二化学同步课件精讲+好题精练（人教版选修5）

第一章 认识有机化合物 第二节 有机化合物的结构特点 1.2.1 有机化合物中碳原子的成键特点 一、单选题 1．下列有关化学用语使用正确的是 A．丁烷的最简式：C2H5 B．—CH3 (甲基)的电子式为 C．CH4 分子的球棍模型为 D．苯的结构式： 【答案】A 【详解】 A．丁烷的分子式为 C4H10，故其最简式为：C2H5，A 正确； B．—CH3 (甲基)的电子式为 ，B 错误； C．CH4 分子的球棍模型为 ，C 错误； D． 是苯的结构简式而不是结构式，D 错误； 故答案为：A。 2．下列化学用语正确的是( ) A．四氯化碳的电子式： Cl Cl Cl C Cl     ∶ ∶ B．丙烷分子的空间填充模型： C．甲醛的结构式： || O H C H— — D．聚丙烯的结构简式：  2 2 2CH -CH -CH n 【答案】C 【详解】 A．氯原子未成键的孤电子对未画出，分子中碳原子与 4 个氯原了之间各形成 1 个共用 电了对， 4CCl 的电子式应为 Cl Cl Cl C Cl             ∶ ∶ ∶ ∶ ∶ ∶ ∶ ∶，A 错误； B．图中模型为丙烷的球棍模型而不是空间填充模型，B 错误； C．甲醛的结构式为 || O H — C— H ，C 正确； D．聚丙烯的结构简式应为  2CH CH ｜ n 3CH ，D 错误； 故选 C。 3．下列化学式及结构式中，从成键情况分析，不合理的是( ) A． 3 H \CH N C N H/ H — B． 4 H H \ /CH Si C Si/ \ H H — C． 2 ||CH SO H C O H S — — — D． 4 | H CH S H C S H H ｜ — — — 【答案】B 【详解】 一般情况下，有机化合物中碳、硅原子形成 4 个共价键，氮原子形成 3 个共价键，氧、 硫原子形成 2 个共价键，氢原子形成 1 个共价键。 A．该分子中氢原子形成 1 个共价键，氮原子形成 3 个共价键，碳原子形成 4 个共价键， 各原子达到稳定结构，A 合理； B．该分子中碳、硅原子均只形成 3 个共价键，B 不合理； C．该分子中碳原子形成 4 个共价键，氢原子形成 1 个共价键，氧、硫原子均形成 2 个 共价键，各原子达到稳定结构，C 合理； D．该分子中碳原子形成 4 个共价键，氢原子形成 1 个共价键，硫原子形成 2 个共价键， 各原子达到稳定结构，D 合理。故选：B。 4．已知某有机物含有 4 个 C，每个碳原子都以键长相等的三条单键连接 3 个 C，且整 个结构中所有碳碳键之间的夹角都为 60°，则下列说法不正确的是( ) A．该有机物不存在 B．该有机物的分子式为 4 4C H C．该有机物的空间构型为正四面体形 D．该有机物的一氯代物仅有 1 种 【答案】A 【详解】 A．该有机物的结构为 ，A 错误； B．每个顶点代表一个 C，每个 C 上还连接一个 H，因此该有机物的分子式为 4 4C H ， B 正确； C．该有机物碳碳键之间的夹角都为 60，是四个 C 处于四个顶点上的正四面体结构，C 正确； D．4 个 C 是等效的，则该有机物的一氯代物仅有 1 种，D 正确；故选 A 5．下列表示不正确的是( ) A．乙烯的结构式： B．甲酸甲酯的结构简式： 2 4 2C H O C．2-甲基丁烷的键线式： D．甲基的电子式： H H H C     ∶ 【答案】B 【详解】A．乙烯的分子式为 2 4C H ，结构式为 ，A 正确； B．甲酸甲酯的结构简式为 3HCOOCH ，B 错误； C．2-甲基丁烷的结 3 2 3 3 CH CHCH CH CH ｜ 构简式为，键线式为 ，C 正确； D．甲基为电中性基团，电子式为 H H H C     ∶ ，D 正确。 答案选 B。 6．下列化学式及结构式中，从成键情况看不合理的是( ) A．CH3N B．CH4Si C．CH2OS ||H C O H S — — — D．CH4S H H H C S H | | — — — 【答案】B 【分析】 在共价化合物中，C、Si 能形成 4 个共价键，N 能形成 3 个共价键，而 O、S 能形成 2 个共价键。 【详解】 A．在结构式 中，C、N 都满足 8 电子相对稳定结构，而 H 满足 2 电子相 对稳定结构，A 合理； B．在结构式 中，C、Si 都只形成 3 个共价键，没有满足 8 电子相对稳定 结构，B 不合理； C．在结构式 ||H C O H S — — — 中，C 形成 4 个共价键，O、S 形成 2 个共价键，都满足 8 电子相对稳定结构，C 合理； D．在结构式 H H H C S H | | — — — 中，C 形成 4 个共价键，S 形成 2 个共价键，都满足 8 电 子相对稳定结构，D 合理；故选 B。 7．α-氰基丙烯酸异丁酯可用作医用胶，其结构简式如图。下列关于α-氰基丙烯酸异丁 酯的说法错误的是( ) A．其分子式为 C8H11NO2 B．分子中的碳原子有 3 种杂化方式 C．分子中可能共平面的碳原子最多为 6 个 D．其任一含苯环的同分异构体中至少有 4 种不同化学环境的氢原子 【答案】C 【详解】 A． 结合该分子的结构简式可以看出，其分子式为 C8H11NO2，故 A 正确； B． 该分子中含 -C N （氰基）、 （碳碳双键）以及碳碳单键，它们采用的杂化 类型分别是 sp 杂化、sp2 杂化和 sp3 杂化共 3 种杂化方式，故 B 正确； C．碳碳双键、碳氧双键中碳原子共平面、-C N （氰基）共直线，O 原子采用 sp3 杂 化，为 V 型结构，链状的碳碳单键中最多有两个 C 原子共平面，则该分子中可能共平 面的 C 原子可表示为： ，故 C 错误； D． C8H11NO2 分子的不饱和度为 4，苯环的不饱和度为 4，故在任一含苯环的同分异构 体中，其苯环上的取代基均为饱和取代基，同分异构体中最多的取代基种类及个数为一 个氨基、两个甲基、两个羟基，在高度对称下（等效氢原子种类最少的应具有对称结构） 有 4 种不同化学环境的氢原子，故 D 正确； 答案选 C 8．下列化合物中的所有原子一定都在同一平面上的是( ) A． 4CH B． 3CH COOH C． D． 3 33CH C C C CH CHCH    【答案】C 【详解】 A.甲烷是四面体结构,根据甲烷结构可知,四个 H 不可能共面，故 A 不符合题意； B. 3CH COOH 中含有一个甲基，所有原子也不可能共面，故 B 不符合题意； C. 中的苯基是平面结构，碳碳三键是直线结构，所有原子共面，故 C 符合题意； D. 3 33CH C C C CH CHCH    中有多个甲基，所有原子也不可能共面，故 D 不 符合题意；故选 C。 9．下列化学用语正确的是( ) A．比例模型 既可以表示甲烷分子，也可以表示四氯化碳分子 B．甲醛分子的电子式为： C．硝基苯的结构简式为： D．有机物 CH2=CH—CH2—CH3 的键线式为： 【答案】D 【详解】 A．Cl 原子半径大于 C 原子，四氯化碳分子比例模型不正确，比例模型应符合原子的大 小，故 A 项错误； B．甲醛分子的电子式为： ，故 B 项错误； C．硝基苯的结构简式为： ，故 C 项错误； D．有机物 CH2=CH—CH2—CH3 的键线式为： ，故 D 项正确；故本题选 D。 10．某烃的结构简式 ，下列说法正确的是( ) A．1mol 该烃完全燃烧消耗 2246.4LO B．该烃与足量氢气加成后的产物分子中含 2 个甲基 C．该烃分子中一定共平面的碳原子有 6 个 D．该烃的同分异构体可以是芳香烃 【答案】C 【详解】 A．1mol 该烃完全燃烧消耗 11mol 氧气，非标准状况下的体积不一定是 246.4L ，故 A 错误； B．该烃与足量氢气加成后的产物分子中含 3 个甲基，故 B 错误； C． 分子中一定共平面的碳原子有 6 个(红圈标出)，故 C 正确； D．该烃的不饱和度是 3，同分异构体不可能是芳香烃，故 D 错误；选 C。 二、填空题 11．已知 为平面结构，则 W(HOOC-CH=CH-CH=CH-COOH)分子中最多有 ________个原子在同一平面内。 【答案】16 【详解】 由题中信息可知与 直接相连的原子在同一平面上，又知与 直接相连 的原子在同一平面上，而且碳碳单键可以旋转，因此 W 分子中所有原子有可能都处在 同一平面上，即最多有 16 个原子在同一平面内。 12．写出如图物质的结构简式和键线式。 ：__、__。 【答案】 【详解】 是把结构式中的单键省略之后的一种简略表达形式是结构简式。 的 结构简式为： ； 把结构式中的 C、(与碳原子直接相连的)H 元素符号省略，把 C─H 键也省略，得到的式 子叫做键线式，其它的元素符号不能省略，醛基一般也不省略， 的 键线式为： 。 13．按要求回 答下列问题： （1）键线式 的系统命名为____________； （2） 中含有官能团的名称为____________； （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） 的最简式为____________。 （6）写出 中所含官能团的电子式： ____________、____________。 （7）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．元素分析仪 D．与钠反应 【答案】（1）2－甲基戊烷 （2） 羟基、酯基 （3） （4） （5） CH2 （6） （7） C 【分析】 【详解】 (1)键线式 的结构简式为 ，系统命名为：2－甲 基戊烷，故答案为：2－甲基戊烷； (2) 中含有官能团的名称为羟基、酯基，故答案为：羟基、酯基； (3)2－甲基－1－丁烯的结构简式： ，故答案为： ； (4)相对分子质量为 72 的烷烃，设分子式为 CnH2n+2，则12n+(2n+2)=72 ，解得 n=5， 且一氯代物只有一种，则该烷烃是 ，故答案为： ； (5) 的分子式为 C6H12，最简式为 CH2，故答案为：CH2； (6) 中所含官能团有羟基、醛基， 电子式分别为： 、 ，故答案为： 、 ； (7)A．含化学键、官能团不同，则红外光谱可区分，故 A 不选； B．乙醇含 3 种 H，甲醚含 1 种 H，则 1H 核磁共振谱可区分，故 B 不选； C．两者的元素组成都是 C、H、O，则元素分析仪不能区分，故 C 选； D．乙醇与钠反应生成氢气，而甲醚不能，可区分，故 D 不选； 故答案为：C。 14．有机化合物键线式的特点是以线表示键，每个拐点和端点均表示有一个碳原子，并 以氢原子补足四价，C、H 不表示出来，某有机化合物的立体结构如图所示。 (1)写出该有机化合物的分子式____。 (2)该有机化合物属于___。 A．环烷烃 B．饱和烃 C．不饱和烃 D．芳香烃 【答案】（1）C7H12 （2） AB 【分析】 此有机物为环状有机物，只含有 C、H 原子，共有 7 个拐点，每个拐点处都有 1 个 C 原 子，H 原子数可利用碳的四价原则进行计算；该有机物所属类别，可根据有机物的分类 进行分析。 【详解】 (1)根据键线式可知，该有机化合物有 7 个碳原子，因为碳原子可以形成四个共价键，故 拐点的 5 个碳原子上各连有 2 个氢原子，中间 2 个碳原子上各连有 1 个氢原子，故氢原 子数目为 5×2＋2×1＝12，该有机化合物的分子式是 C7H12。答案为：C7H12； (2)该有机化合物只含有碳、氢两种元素，所以属于烃；分子中碳碳间都形成单键，且形 成环状，所以是环状饱和烃。综合以上分析，该有机物为环烷烃，故选 AB。答案为： AB。 【点睛】 此有机物分子中的氢原子个数，也可利用同数碳原子的烷烃对应的氢原子数，减去因形 成环减少的氢原子数(两个环，少 4 个氢原子)进行计算。 15．（1）键线式 表示的分子式_________________________ （2） 中含有的官能团的名称为________________________ 【答案】（1）C6H14 （2） 羟基、酯基 【分析】 (1) 根据该有机物的键线式写出分子式； (2) 根据有机物的结构写出分子中含有的官能团； 【详解】 (1) 分子中含有 6 个碳原子，属于饱和烃，分子式为 C6H14，故答案为： C6H14； (2) 分子中含有官能团是羟基和酯基，故答案为：羟基、酯基； 17．写出下列有机物的键线式: (1) 2，6-二甲基-4-乙基辛烷：__________________ (2) 2-甲基-1-戊烯：_________________________ 【答案】（1） （1） 【分析】 画出分子骨架：画出除碳-氢键外的所有化学键。通常所有的氢原子及碳-氢键均省略不 画，碳原子用相邻的线的交点表示，一般情况下不用注明。单键用线段表示，双键和叁 键分别用平行的两条/三条线表示。 【详解】 (1) 2，6-二甲基-4-乙基辛烷的键线式为： ，故答案为： 。 (2) 2-甲基-1-戊烯的键线式为： ，故答案为： 。 【点睛】 键线式的分子式的看法：一般来说键线式的端点处如果没标明其他元素则为碳，若有其 他元素，则无碳。并注意氢原子的个数，记住一个碳最多能连四根线。 18．写出下列有机物的结构简式： (1) 乙炔 ________ (2) 乙酸____________ (3) 对二甲苯_____________； 【答案】（1） CH CH （2） 3CH COOH （3） 【详解】 (1)乙炔分子式为 C2H2，结构简式为 CH CH ，故答案为 CH CH 。 (2)乙酸的分子式为 2 4 2C H O ，结构简式为 3CH COOH ，故答案为： 3CH COOH 。 (3)对二甲苯，含苯环，在苯环对位各连一个甲基，结构简式为： ，故 答案为： 。