专题2 有机物的结构与分类 分层作业4 （含答案）有机物中碳原子的成键特点有机物结构的表示方法--2025苏教版化学选择性必修3同步练习题
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| 名称 | 专题2 有机物的结构与分类 分层作业4 （含答案）有机物中碳原子的成键特点有机物结构的表示方法--2025苏教版化学选择性必修3同步练习题 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 484.9KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-04-29 09:54:36 | ||
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文档简介
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2025鲁科版化学选择性必修3
专题2分层作业4 有机物中碳原子的成键特点
有机物结构的表示方法
必备知识基础练
1.下列说法正确的是( )
A.大多数的有机物中每个碳原子最外层都有四对共用电子
B.所有的有机物中每个碳原子都形成四个单键
C.碳原子只能与碳原子之间形成单键、双键或三键
D.由甲烷、乙烯的结构可推知有机物分子中不能同时存在单键、双键
2.[2024河北石家庄期中]NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.48 g正丁烷和10 g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA
B.含5 mol碳原子的有机物,最多可形成4NAC—C键
C.0.5 mol乙酸乙酯在酸性条件下水解,生成乙醇的分子数为0.5NA
D.标准状况下,11.2 L二氯甲烷所含分子数为0.5NA
3.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
D.CH4O
4.我国科研团队首次在实验室中实现了从二氧化碳到淀粉的全合成。合成路径如图所示。下列表示相关微粒的化学用语正确的是( )
A.淀粉的分子式:(C6H12O6)n
B.一个DHA分子中含11个σ键、1个π键
C.FADH的电子式:
D.CO2的空间填充模型:
5.下列分子所含原子中,既有sp3杂化,又有sp杂化的是 ( )
A.乙酸
B.甲酸甲酯
C.丙烯腈
D.丙炔
6.甲烷分子中的4个氢原子全部被苯基取代,可得如图所示的分子,对该分子的描述不正确的是( )
A.分子式为C25H20
B.该化合物呈四面体形结构
C.该化合物分子中所有原子不可能处于同一平面
D.分子中所有原子一定处于同一平面
7.下列表示相关微粒的化学用语正确的是( )
A.硝基苯的结构简式:
B.H2CCH2的电子式:H
C.乙醇的结构式:C2H5OH
D.CH3CHO的球棍模型:
8.某有机化合物结构如下,分析其结构并回答下列问题。
(1)写出其分子式: 。
(2)分子中碳原子的杂化方式有 ,其中含有 个不饱和碳原子。
(3)一定与苯环处于同一平面的碳原子有 个(不包括苯环碳原子)。
关键能力提升练
9.下列化学用语正确的是( )
A.空间填充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H
C.螺戊烷()分子中所有碳原子处于同一平面
D.有机物CH2CH—CH2—CH3的键线式为
10.科学家在-100 ℃的低温下合成了一种烃X,红外光谱和核磁共振表明其分子中的氢原子的化学环境没有区别,根据分析,粗略绘制了分子的球棍模型为。下列说法不正确的是( )
A.该分子的分子式为C5H4
B.分子中碳原子的化学环境有2种
C.分子中的氢原子分布在两个相互垂直的平面上
D.分子中只有碳碳单键,没有碳碳双键
11.[2024河北石家庄期中]环己烷的制备原理如图。下列说法正确的是( )
A.(1,3-丁二烯)和乙烯属于同系物
B.环己烷中所有C—C—C键角均为120°
C.已知ΔH1>ΔH2,则椅式环己烷比船式环己烷更稳定
D.环己烷中混有的环己烯可通过滴加足量溴水,静置后分液除去
12.下列说法正确的是( )
A.丙烷是直链烃,所以分子中3个碳原子也在一条直线上
B.丙烯分子中所有原子均在同一平面上
C.中所有碳原子一定在同一平面上
D.中至少有16个原子共平面,至少8个原子共线
13.偶氮苯从稳定异构体向亚稳态异构体的转变只能由光触发,而反向转变则可以通过光或热的条件发生。下列说法错误的是( )
A.E式和Z式结构中都存在大π键
B.E式和Z式结构中的碳原子和氮原子都是sp2杂化
C.偶氮苯的E、Z互变所需光的频率相同
D.偶氮苯的E、Z互变中涉及化学键的断裂与形成
14.已知某有机物分子结构为
。
有关该分子的下列说法正确的是( )
A.分子中甲基(—CH3)上的氢原子有可能都与苯环共平面
B.—CHF2基团中两个F原子可能同时与双键共平面
C.最多有18个原子共平面
D.分子中至多有6个碳原子共线
学科素养创新练
15.酚酞是中学化学中常用的酸碱指示剂,其结构简式如图所示,回答下列问题。
(1)酚酞的分子式为 。
(2)1个酚酞分子中含有 个饱和碳原子和 个不饱和碳原子。
(3)酚酞分子中的双键有 种,是 ;极性键有 (写两种即可)。
分层作业4 有机物中碳原子的成键特点
有机物结构的表示方法
1.A 解析 碳原子最外层有四个电子,大多数通过形成四对共用电子对达到8电子稳定结构,A项正确;碳原子形成的四个共价键可能是单键,也可能是双键或三键,B项错误;碳原子还可以和S、O、N等形成双键或三键,C项错误;对于一些较复杂的有机物,其分子中单键、双键、三键可能同时存在,D项错误。
2.A 解析 正丁烷和异丁烷中都含有13个共价键,且摩尔质量都是58 g·mol-1,则48 g正丁烷和10 g异丁烷的混合物中共价键数目为×13NA mol-1=13NA,A正确;5个碳原子可以形成碳环,最多含有5个C—C单键,则含5 mol碳原子的有机物,最多可形成5NA C—C键,B错误;乙酸乙酯在酸性条件下水解是可逆反应,0.5 mol乙酸乙酯在酸性条件下水解,生成乙醇的分子数小于0.5NA,C错误;标准状况下,二氯甲烷不是气体,11.2 L二氯甲烷的物质的量不是0.5 mol,D错误。
3.B 解析 C、Si能形成4条共价键,N能形成3条共价键,而O、S能形成2条共价键,可以看出B项中碳、硅原子成键不合理。
4.B 解析 淀粉的分子式为(C6H10O5)n,A项错误;根据DHA的结构,单键为σ键,双键为一个σ键、一个π键,B项正确;FADH的结构简式为HCHO,电子式为H,C项错误;二氧化碳为直线形的共价化合物,分子中碳原子的原子半径大于氧原子,空间填充模型为,D项错误。
5.D 解析 乙酸中甲基的碳原子采取sp3杂化,羧基中碳原子采取sp2杂化,选项A不符合题意;甲酸甲酯中甲基的碳原子采取sp3杂化,酯基中的碳原子采取sp2杂化,选项B不符合题意;丙烯腈中形成碳碳双键的两个碳原子采取sp2杂化,另一个碳原子采取sp杂化,选项C不符合题意;丙炔中甲基碳原子采取sp3杂化,形成碳碳三键的两个碳原子采取sp杂化,选项D正确。
6.D 解析 有机物的分子式为C25H20,A项正确;该有机物可看作甲烷分子中的四个氢原子被苯基取代后的产物,根据甲烷结构可以确定该有机物分子中所有原子不可能处于同一平面,则B、C正确,D错误。
7.B 解析 硝基苯中硝基的氮原子和苯环上的碳原子相连,而不是氧原子和碳原子相连,A项错误;乙烯的电子式为H,故B正确;乙醇的结构式为,C项错误;CH3CHO分子中只有1个氧原子,而画出的球棍模型中有2个氧原子,是乙酸的球棍模型,D项错误。
8.答案 (1)C16H16O5 (2)sp3、sp2、sp 12 (3)4
解析 (1)根据结构简式,可以确定出分子式为C16H16O5。
(2)分子中的饱和碳原子为sp3杂化;碳碳双键、碳氧双键、苯环上的碳原子均为sp2杂化;碳碳三键上的碳原子为sp杂化。碳碳双键、碳碳三键、碳氧双键、苯环上的碳原子均为不饱和碳原子,因此不饱和碳原子共有12个。
(3)与苯环直接相连的碳原子一定位于苯环平面,碳碳三键为直线形结构,肯定也位于苯环平面,因此一定与苯环处于同一平面的碳原子有4个。
9.D 解析 Cl原子半径大于C原子,不能表示四氯化碳的空间填充模型,A项错误;甲醛分子的电子式为H,B项错误;根据甲烷的正四面体结构,螺戊烷()分子中所有碳原子不可能处于同一平面,C项错误;有机物CH2CH—CH2—CH3的键线式为,D项正确。
10.D 解析 根据分子的球棍模型,结合价键理论,写出该分子的分子式为C5H4,A正确;由红外光谱和核磁共振知4个氢原子化学环境相同,即4个“CH”相同,B正确;分子中饱和碳原子形成的4个共价键构成的空间结构为四面体结构,则两个三元环所在平面相互垂直,而4个氢原子也分别在这两个三元环平面内,因此氢原子分布在两个相互垂直的平面上,C正确;由结构简式知分子中既有碳碳单键,又有碳碳双键,D错误。
11.C 解析 同系物必须是结构相似、分子组成相差1个或若干个“CH2”原子团的有机化合物,1,3-丁二烯和乙烯含有的碳碳双键数目不同,且分子组成不是相差若干个“CH2”原子团,不互为同系物,故A错误;环己烷分子中饱和碳原子的杂化方式为sp3杂化,所以分子中所有C—C—C键角均小于120°,故B错误;环己烯与氢气发生加成反应生成船式环己烷或生成椅式环己烷都是放热反应,则生成船式环己烷放出的热量小于生成椅式环己烷放出的热量,说明椅式环己烷能量更低,更稳定,故C正确;环己烯与足量溴水发生加成反应生成的能溶于环己烷中,则通过滴加足量溴水,静置后分液不能除去环己烷中混有的环己烯,故D错误。
12.D 解析 直链烷烃是锯齿形的,所以丙烷分子中3个碳原子不可能在一条直线上,A项错误;CH3—CHCH2中甲基为四面体结构,不可能共平面,B项错误;该结构中含有多个相连的饱和碳原子,所以所有碳原子不可能在同一平面上,C项错误;该分子中在同一条直线上的原子有8个(,虚线所示的6个碳原子和2个氢原子),再加上其中一个苯环上剩余的8个原子,至少有16个原子共平面,D项正确。
13.C 解析 E式和Z式结构中都含有苯环,都存在大π键,故A正确;E式和Z式结构中的碳原子和氮原子价电子对数都为3,碳形成3个σ键,氮形成2个σ键,有一对孤电子对,都是sp2杂化,故B正确;偶氮苯的E、Z互变所需光的频率不相同,反应的活化能不同,反转的条件不同,故C错误;偶氮苯的E、Z互变中涉及化学键的断裂与形成,是化学变化,故D正确。
14.D 解析 按照结构特点,其空间结构可表示如下图:
由图形可以看到,与三键碳原子直接相连的原子在同一条直线l上,与苯环直接相连的原子在平面N中,与双键碳直接相连的原子在平面M中。直线l一定在平面N中,由于碳碳单键的旋转,甲基上3个氢只可能有一个在这个平面内,A错误;—CHF2基团中的两个氟原子和一个氢原子,最多只有一个在双键决定的平面M中,B错误;平面M和平面N一定共用两个碳原子,可以通过旋转单键,使两平面重合,此时仍有—CHF2中的两个原子和—CH3中的两个氢原子不在这个平面内,故最多有20个原子在M、N重叠的平面上,C错误;分子中在同一直线上的碳原子如直线l所示,故至多有6个碳原子共线,D正确。
15.答案 (1)C20H14O4 (2)1 19 (3)1
H—O键、C—O键(或CO键或C—H键,任写两种)
解析 (2)根据碳原子的结构特点,与4个原子形成共价键的碳原子称为饱和碳原子,其他的碳原子称为不饱和碳原子,所以酚酞分子中有19个不饱和碳原子,具有四面体结构的碳原子为饱和碳原子,酚酞分子中有1个饱和碳原子。
(3)酚酞分子中只有碳氧双键一种双键;不同原子间形成的共价键为极性键,分子中存在C—H键、O—H键、C—O键、CO键等极性键。
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2025鲁科版化学选择性必修3
专题2分层作业4 有机物中碳原子的成键特点
有机物结构的表示方法
必备知识基础练
1.下列说法正确的是( )
A.大多数的有机物中每个碳原子最外层都有四对共用电子
B.所有的有机物中每个碳原子都形成四个单键
C.碳原子只能与碳原子之间形成单键、双键或三键
D.由甲烷、乙烯的结构可推知有机物分子中不能同时存在单键、双键
2.[2024河北石家庄期中]NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.48 g正丁烷和10 g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA
B.含5 mol碳原子的有机物,最多可形成4NAC—C键
C.0.5 mol乙酸乙酯在酸性条件下水解,生成乙醇的分子数为0.5NA
D.标准状况下,11.2 L二氯甲烷所含分子数为0.5NA
3.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
D.CH4O
4.我国科研团队首次在实验室中实现了从二氧化碳到淀粉的全合成。合成路径如图所示。下列表示相关微粒的化学用语正确的是( )
A.淀粉的分子式:(C6H12O6)n
B.一个DHA分子中含11个σ键、1个π键
C.FADH的电子式:
D.CO2的空间填充模型:
5.下列分子所含原子中,既有sp3杂化,又有sp杂化的是 ( )
A.乙酸
B.甲酸甲酯
C.丙烯腈
D.丙炔
6.甲烷分子中的4个氢原子全部被苯基取代,可得如图所示的分子,对该分子的描述不正确的是( )
A.分子式为C25H20
B.该化合物呈四面体形结构
C.该化合物分子中所有原子不可能处于同一平面
D.分子中所有原子一定处于同一平面
7.下列表示相关微粒的化学用语正确的是( )
A.硝基苯的结构简式:
B.H2CCH2的电子式:H
C.乙醇的结构式:C2H5OH
D.CH3CHO的球棍模型:
8.某有机化合物结构如下,分析其结构并回答下列问题。
(1)写出其分子式: 。
(2)分子中碳原子的杂化方式有 ,其中含有 个不饱和碳原子。
(3)一定与苯环处于同一平面的碳原子有 个(不包括苯环碳原子)。
关键能力提升练
9.下列化学用语正确的是( )
A.空间填充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H
C.螺戊烷()分子中所有碳原子处于同一平面
D.有机物CH2CH—CH2—CH3的键线式为
10.科学家在-100 ℃的低温下合成了一种烃X,红外光谱和核磁共振表明其分子中的氢原子的化学环境没有区别,根据分析,粗略绘制了分子的球棍模型为。下列说法不正确的是( )
A.该分子的分子式为C5H4
B.分子中碳原子的化学环境有2种
C.分子中的氢原子分布在两个相互垂直的平面上
D.分子中只有碳碳单键,没有碳碳双键
11.[2024河北石家庄期中]环己烷的制备原理如图。下列说法正确的是( )
A.(1,3-丁二烯)和乙烯属于同系物
B.环己烷中所有C—C—C键角均为120°
C.已知ΔH1>ΔH2,则椅式环己烷比船式环己烷更稳定
D.环己烷中混有的环己烯可通过滴加足量溴水,静置后分液除去
12.下列说法正确的是( )
A.丙烷是直链烃,所以分子中3个碳原子也在一条直线上
B.丙烯分子中所有原子均在同一平面上
C.中所有碳原子一定在同一平面上
D.中至少有16个原子共平面,至少8个原子共线
13.偶氮苯从稳定异构体向亚稳态异构体的转变只能由光触发,而反向转变则可以通过光或热的条件发生。下列说法错误的是( )
A.E式和Z式结构中都存在大π键
B.E式和Z式结构中的碳原子和氮原子都是sp2杂化
C.偶氮苯的E、Z互变所需光的频率相同
D.偶氮苯的E、Z互变中涉及化学键的断裂与形成
14.已知某有机物分子结构为
。
有关该分子的下列说法正确的是( )
A.分子中甲基(—CH3)上的氢原子有可能都与苯环共平面
B.—CHF2基团中两个F原子可能同时与双键共平面
C.最多有18个原子共平面
D.分子中至多有6个碳原子共线
学科素养创新练
15.酚酞是中学化学中常用的酸碱指示剂,其结构简式如图所示,回答下列问题。
(1)酚酞的分子式为 。
(2)1个酚酞分子中含有 个饱和碳原子和 个不饱和碳原子。
(3)酚酞分子中的双键有 种,是 ;极性键有 (写两种即可)。
分层作业4 有机物中碳原子的成键特点
有机物结构的表示方法
1.A 解析 碳原子最外层有四个电子,大多数通过形成四对共用电子对达到8电子稳定结构,A项正确;碳原子形成的四个共价键可能是单键,也可能是双键或三键,B项错误;碳原子还可以和S、O、N等形成双键或三键,C项错误;对于一些较复杂的有机物,其分子中单键、双键、三键可能同时存在,D项错误。
2.A 解析 正丁烷和异丁烷中都含有13个共价键,且摩尔质量都是58 g·mol-1,则48 g正丁烷和10 g异丁烷的混合物中共价键数目为×13NA mol-1=13NA,A正确;5个碳原子可以形成碳环,最多含有5个C—C单键,则含5 mol碳原子的有机物,最多可形成5NA C—C键,B错误;乙酸乙酯在酸性条件下水解是可逆反应,0.5 mol乙酸乙酯在酸性条件下水解,生成乙醇的分子数小于0.5NA,C错误;标准状况下,二氯甲烷不是气体,11.2 L二氯甲烷的物质的量不是0.5 mol,D错误。
3.B 解析 C、Si能形成4条共价键,N能形成3条共价键,而O、S能形成2条共价键,可以看出B项中碳、硅原子成键不合理。
4.B 解析 淀粉的分子式为(C6H10O5)n,A项错误;根据DHA的结构,单键为σ键,双键为一个σ键、一个π键,B项正确;FADH的结构简式为HCHO,电子式为H,C项错误;二氧化碳为直线形的共价化合物,分子中碳原子的原子半径大于氧原子,空间填充模型为,D项错误。
5.D 解析 乙酸中甲基的碳原子采取sp3杂化,羧基中碳原子采取sp2杂化,选项A不符合题意;甲酸甲酯中甲基的碳原子采取sp3杂化,酯基中的碳原子采取sp2杂化,选项B不符合题意;丙烯腈中形成碳碳双键的两个碳原子采取sp2杂化,另一个碳原子采取sp杂化,选项C不符合题意;丙炔中甲基碳原子采取sp3杂化,形成碳碳三键的两个碳原子采取sp杂化,选项D正确。
6.D 解析 有机物的分子式为C25H20,A项正确;该有机物可看作甲烷分子中的四个氢原子被苯基取代后的产物,根据甲烷结构可以确定该有机物分子中所有原子不可能处于同一平面,则B、C正确,D错误。
7.B 解析 硝基苯中硝基的氮原子和苯环上的碳原子相连,而不是氧原子和碳原子相连,A项错误;乙烯的电子式为H,故B正确;乙醇的结构式为,C项错误;CH3CHO分子中只有1个氧原子,而画出的球棍模型中有2个氧原子,是乙酸的球棍模型,D项错误。
8.答案 (1)C16H16O5 (2)sp3、sp2、sp 12 (3)4
解析 (1)根据结构简式,可以确定出分子式为C16H16O5。
(2)分子中的饱和碳原子为sp3杂化;碳碳双键、碳氧双键、苯环上的碳原子均为sp2杂化;碳碳三键上的碳原子为sp杂化。碳碳双键、碳碳三键、碳氧双键、苯环上的碳原子均为不饱和碳原子,因此不饱和碳原子共有12个。
(3)与苯环直接相连的碳原子一定位于苯环平面,碳碳三键为直线形结构,肯定也位于苯环平面,因此一定与苯环处于同一平面的碳原子有4个。
9.D 解析 Cl原子半径大于C原子,不能表示四氯化碳的空间填充模型,A项错误;甲醛分子的电子式为H,B项错误;根据甲烷的正四面体结构,螺戊烷()分子中所有碳原子不可能处于同一平面,C项错误;有机物CH2CH—CH2—CH3的键线式为,D项正确。
10.D 解析 根据分子的球棍模型,结合价键理论,写出该分子的分子式为C5H4,A正确;由红外光谱和核磁共振知4个氢原子化学环境相同,即4个“CH”相同,B正确;分子中饱和碳原子形成的4个共价键构成的空间结构为四面体结构,则两个三元环所在平面相互垂直,而4个氢原子也分别在这两个三元环平面内,因此氢原子分布在两个相互垂直的平面上,C正确;由结构简式知分子中既有碳碳单键,又有碳碳双键,D错误。
11.C 解析 同系物必须是结构相似、分子组成相差1个或若干个“CH2”原子团的有机化合物,1,3-丁二烯和乙烯含有的碳碳双键数目不同,且分子组成不是相差若干个“CH2”原子团,不互为同系物,故A错误;环己烷分子中饱和碳原子的杂化方式为sp3杂化,所以分子中所有C—C—C键角均小于120°,故B错误;环己烯与氢气发生加成反应生成船式环己烷或生成椅式环己烷都是放热反应,则生成船式环己烷放出的热量小于生成椅式环己烷放出的热量,说明椅式环己烷能量更低,更稳定,故C正确;环己烯与足量溴水发生加成反应生成的能溶于环己烷中,则通过滴加足量溴水,静置后分液不能除去环己烷中混有的环己烯,故D错误。
12.D 解析 直链烷烃是锯齿形的,所以丙烷分子中3个碳原子不可能在一条直线上,A项错误;CH3—CHCH2中甲基为四面体结构,不可能共平面,B项错误;该结构中含有多个相连的饱和碳原子,所以所有碳原子不可能在同一平面上,C项错误;该分子中在同一条直线上的原子有8个(,虚线所示的6个碳原子和2个氢原子),再加上其中一个苯环上剩余的8个原子,至少有16个原子共平面,D项正确。
13.C 解析 E式和Z式结构中都含有苯环,都存在大π键,故A正确;E式和Z式结构中的碳原子和氮原子价电子对数都为3,碳形成3个σ键,氮形成2个σ键,有一对孤电子对,都是sp2杂化,故B正确;偶氮苯的E、Z互变所需光的频率不相同,反应的活化能不同,反转的条件不同,故C错误;偶氮苯的E、Z互变中涉及化学键的断裂与形成,是化学变化,故D正确。
14.D 解析 按照结构特点,其空间结构可表示如下图:
由图形可以看到,与三键碳原子直接相连的原子在同一条直线l上,与苯环直接相连的原子在平面N中,与双键碳直接相连的原子在平面M中。直线l一定在平面N中,由于碳碳单键的旋转,甲基上3个氢只可能有一个在这个平面内,A错误;—CHF2基团中的两个氟原子和一个氢原子,最多只有一个在双键决定的平面M中,B错误;平面M和平面N一定共用两个碳原子,可以通过旋转单键,使两平面重合,此时仍有—CHF2中的两个原子和—CH3中的两个氢原子不在这个平面内,故最多有20个原子在M、N重叠的平面上,C错误;分子中在同一直线上的碳原子如直线l所示,故至多有6个碳原子共线,D正确。
15.答案 (1)C20H14O4 (2)1 19 (3)1
H—O键、C—O键(或CO键或C—H键,任写两种)
解析 (2)根据碳原子的结构特点,与4个原子形成共价键的碳原子称为饱和碳原子,其他的碳原子称为不饱和碳原子,所以酚酞分子中有19个不饱和碳原子,具有四面体结构的碳原子为饱和碳原子,酚酞分子中有1个饱和碳原子。
(3)酚酞分子中只有碳氧双键一种双键;不同原子间形成的共价键为极性键,分子中存在C—H键、O—H键、C—O键、CO键等极性键。
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