有机化合物中碳原子的成键特点
一、选择题
1．分子式为C5H7Cl的有机物，其结构不可能是( )
A．只含有一个双键的直链有机物
B．含有两个双键的直链有机物
C．含一个双键的环状有机物
D．含一个三键的直链有机物
解析：由C5H7Cl与对应饱和烷烃C5 ( http: / / www.21cnjy.com )H12作比较可知，C5H7Cl中相当于少了4个氢原子，分子中应该有两个双键或一个三键或一个双键和一个碳环，故B、C、D均可能。
答案：A
2．据报道，近年来发现了一种新的星 ( http: / / www.21cnjy.com )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)。
( http: / / www.21cnjy.com )
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
解析：有机物分子中碳原子总要满足4个价键，由左向右推测其结构简式为 ( http: / / www.21cnjy.com )
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。
答案：D
3．键线式可以简明地表示碳氢化合物，如键线式为的物质是( )
A．丁烷 B．丙烷
C．丁烯 D．丙烯
答案：C
4．已知某有机物含有4个C，每个C原子都 ( http: / / www.21cnjy.com )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C4H4
C．该有机物的空间构型为正四面体
D．该有机物不属于苯的同系物
解析：根据碳原子有4个价键，可以确定分子式为C4H4，空间构型为正四面体，同系物要求系列差为CH2。
答案：A
5．分子组成为C6HmO3N3Cl的有机物分子中，m最大值为( )
A．14 B．16
C．18 D．20
解析：6个碳原子最多连有14个氢原子 ( http: / / www.21cnjy.com )，O原子不增加氢原子，N原子可以看作—NH2取代了H原子，增加1个氮原子同时增加1个氢原子，氯原子可看作取代了氢原子，最多有14＋3－1＝16个氢原子。
答案：B
6．某共价化合物含C、H、N三种元素， ( http: / / www.21cnjy.com )分子内有4个N原子，且4个N原子排列成空间的四面体(如白磷分子结构)，每2个N原子之间都有一个C原子，分子内无碳碳单键和碳碳双键，则该化合物分子式为( )
A．C4H8N4 B．C6H12N4
C．C6H10N4 D．C4H10N4
解析： ( http: / / www.21cnjy.com )每个N—N中插入一个C原子，故C原子个数为6，每个N原子形成三个共价键已达饱和，不能再结合H原子，每个C原子还可结合2个H原子，H原子个数为6×2＝12，故分子式为C6H12N4。
答案：B
7．某有机物的结构简式如下： ( http: / / www.21cnjy.com )下列说法中正确的是( )
A．该有机物的分子式为C17H29O2
B．分子中有苯环
C．能够使高锰酸钾溶液褪色
D．只有一个官能团
解析：分子式为C17H32O2；分子中没有苯环；有两种官能团，即羟基和碳碳双键，由于有碳碳双键，所以能使高锰酸钾溶液褪色。
答案：C
8．下列说法正确的是( )
A．有机化合物只存在极性键
B．碳原子最外层有4个电子，在形成化合物时必须与4个原子相结合
C．碳原子间可形成非极性键
D．碳原子易失去或获得电子而形成阳离子或阴离子
答案：C
9．某期刊封面上有如图所示分子的球棍模型图，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( )
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A．卤代羧酸 B．酯
C．氨基酸 D．醇钠
解析：观察模型可以发现，绿球和 ( http: / / www.21cnjy.com )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，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)。
答案：C
10．已知某有机化合物的相对分子质量为128，且只由碳、氢两种元素组成。下列对该有机化合物的碳原子成键特点的分析中正确的是( )
A．一定含有双键 B．一定含有三键
C．一定含有不饱和键 D．可能含有苯环
解析：分析该有机化合物的相对分子质量可知其分子式可能为C9H20或C10H8。C9H20为烷烃，不可能含有不饱和键(双键、三键等)，C10H8肯定含有不饱和键，这种不饱和键可能是苯环，C10H8可以是。
答案：D
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11．上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
解析：观察题给模型可知，该模型所表示的 ( http: / / www.21cnjy.com )分子中有三种原子(黑球3个、斜线球3个、白球6个)。根据有机化合物中的价键规律可得，黑球表示碳原子，斜线球表示氧原子，白球表示氢原子。
答案：C
二、填空题
12．已知某碳氢化合物A的分子中：(1)有 ( http: / / www.21cnjy.com )6个碳原子，(2)每个碳原子都以3个键长相等的单键分别跟其他3个碳原子相连，形成2个90℃的碳—碳—碳键角和1个60°的碳—碳—碳键角。根据以上事实判断：
(1)A的化学式是。
(2)分子中(填“有”或“没有”)碳碳双键。
(3)A的结构可以表示为(只要求写出碳架，不需要写出C、H的符号)。
答案：(1)C6H6 (2)没有 (3) ( http: / / www.21cnjy.com )(正三棱柱)
13．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；
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CH3CHCHCH3可以简化为。写出下列物质的分子式和结构简式：
(1)___________________________________________________。
(2)___________________________________________________。
(3)___________________________________________________。
(4)___________________________________________________。
解析：一定抓住碳原子4个价键来写分子式和结构简式。
答案：(1)C6H14 ( http: / / www.21cnjy.com )
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14．如果将碳、氢元素符号省 ( http: / / www.21cnjy.com )略，只表示分子中键的连接情况，每个拐点或终点均表示有一个碳原子，称为键线式，如CH3CH2CH2CH3的键线式可表示为。有人设想合成具有以下结构的烃分子。
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)结构D显然是不可能合成的，原因是___________________
__________________________________________________________；
(2)在结构A的每两个碳原子之间插入一个CH2原子团，可以形成金刚烷的结构，写出金刚烷的分子式________；
(3)B的一种同分异构体是最简单的芳香烃，能证明该芳香烃中的化学键不是单双键交替排列的事实是________。
a．它的对位二元取代物只有一种
b．它的邻位二元取代物只有一种
c．分子中所有碳碳键的键长均相等
d．能发生取代反应和加成反应
(4)C的一种属于芳香烃的同分异构体是生产某塑料的单体，写出合成该塑料的化学方程式________。
答案：(1)C原子不可能形成5个共价键
(2)C10H16 (3)bc
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15．某些有机化合物的模型如图所示。
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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)存在同分异构体的是________，写出其同分异构体的结构简式__________________________________________________________。
(4)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)。
解析：(1)乙、丙为比例模型，甲、丁、 ( http: / / www.21cnjy.com )戊为球棍模型。(2)甲、丙表示的都是甲烷。(3)甲烷、乙烷、丙烷没有同分异构体，戊烷有三种同分异构体。(4)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%。
答案：(1)乙丙 (2)甲丙 (3)戊 、 ( http: / / www.21cnjy.com ) (4)甲 16.7%有机化合物中碳原子的成键特点
1．下列对有机化合物数量、品种繁多的原因的叙述不正确的是( )
A．所有的有机物中都含碳元素且都存在异构现象
B．碳原子既可以和碳原子形成共价键又可以和其他非金属原子(如H、N、S、O等)形成共价键
C．碳原子之间既可以形成稳定的单键，又可以形成稳定的双键和三键
D．多个碳原子之间既可以形成长短不一的碳链(碳链可以带有支链)，又可以形成碳环，且碳链与碳环可以相互结合
解析：不是所有的有机物都存在同分异构现象，如CH4、C2H6、C3H8等都不存在同分异构现象。
答案：A
2．某化工厂生产的某产品只含C、H、O三种元素，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、双键等) ( http: / / www.21cnjy.com )，则该物质是( )
A．CH2===C(CH3)COOH B．CH2===CHCOOCH3
C．CH3CH2CH===CHCOOH D．CH3CH(CH3)COOH
解析：根据“价键数守恒”，即碳原子价键数 ( http: / / www.21cnjy.com )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。
答案：A
3．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
解析：A项乙烯的结构简式为CH2===CH2，双键不能省略；B为乙醇的结构简式，分子式是C2H6O；甲烷的结构式应为 ( http: / / www.21cnjy.com )；只有D项正确。
答案：D
4．甲烷是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是正方形的平面结构，其理由是( )
A．CH4中的四个键的键长，键角都相等
B．CH4分子中的化学键均为极性键
C．二氯甲烷只有一种结构
D．三氯甲烷只有一种结构
解析： ( http: / / www.21cnjy.com )是一种物质，结构一样，所以说CH4不是平面结构。
答案：C
5．下列关于结构式的叙述中正确的是( )
A．表示组成分子中的各原子在空间的位置
B．以共价键相连的两原子间总以一条短线相连
C．结构式和球棍模型在表示分子结构上作用相同
D．用一条短线表示一对共用电子对的图式反映共价分子中各原子的连接顺序
解析：结构式表示不了组成分子中各原子在空间的位置，球棍模型可以。
答案：D
6．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
解析：根据碳原子的成键特点，碳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。
答案：A
7．某有机化合物的结构简式为
( http: / / www.21cnjy.com )，分析其结构并回答下列问题：
(1)写出其分子式________。
(2)其中含有________个不饱和碳原子，分子中有________种双键。
(3)分子中的饱和碳原子有________个。
解析：根据碳原子的成键特点，与4个原子形成 ( http: / / www.21cnjy.com )共价键的碳原子称之为饱和碳原子；成键的原子数目小于4的碳原子称之为不饱和碳原子，此分子中有12个不饱和碳原子，除碳碳双键外，碳原子还可以与氧、硫等原子形成双键，此分子中有碳碳双键和碳氧双键两种，如结构简式中所标位置：
( http: / / www.21cnjy.com )
答案：(1)C16H16O5 (2)12 2 (3)4
8．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。
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)图中属于烷烃的是________(填字母，下同)。
(2)在如上图所示的有机化合物中，碳原子与 ( http: / / www.21cnjy.com )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________，含有三键的是________。
(4)图中互为同分异构体的是：A与________；B与________；D与________。
解析：(1)烷烃中碳原子之 ( http: / / www.21cnjy.com )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和H。(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。(4)A与C互为同分异构体，B与E、F、H互为同分异构体，D与G互为同分异构体。
答案：(1)ACH (2)双键 三键 碳链
(3)BEF DG (4)C E、F、H G
