2.1 课时1 有机物中碳原子的成键特点 有机物结构的表示方法 同步练（含解析） 2024-2025学年高二化学苏教版（2020）选择性必修3
文档属性
| 名称 | 2.1 课时1 有机物中碳原子的成键特点 有机物结构的表示方法 同步练（含解析） 2024-2025学年高二化学苏教版（2020）选择性必修3 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 238.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-04-02 07:40:48 | ||
图片预览
文档简介
2.1 课时1 有机物中碳原子的成键特点 有机物结构的表示方法
【课后精练】
基础训练
1.(创新题)目前人类已发现的有机物大约有三千万种,下列有关其种类繁多的原因错误的是( )。
A.碳原子间能以单键、双键或三键等多种方式结合
B.有机化合物中的同分异构现象非常普遍
C.每个碳原子都能与氢原子形成四个共价键
D.多个碳原子间可以形成碳链、碳环,碳链和碳环也能相互结合
2.下列分子中,所有原子都处在同一平面的是( )。
A.环己烯 B.丙炔
C.乙烷 D.苯
3.(创新题)下列结构式中,从成键情况来看不合理的是( )。
A. B.
C. D.
4.一种固态烃的分子式为C12H12,经测定分子中无环状结构,由此推测该烃分子中最多含有碳碳双键的数目为( )。
A.6 B.7 C.10 D.14
5.在①丙烯、②氯乙烯、③苯乙炔、④甲苯四种有机化合物中,分子内所有原子都在同一平面的是( )。
A.①② B.②③
C.③④ D.②④
6.下列有关化学用语表示正确的是( )。
A.乙烯的结构简式:C2H4
B.聚丙烯链节的结构简式:—CH2—CH2—CH2—
C.丙烷分子的球棍模型:
D.CH2Cl2的电子式为H,是结构呈正四面体形的分子
7.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.硝基苯的结构简式为
D.有机物CH2=CH—CH2—CH3的键线式为
综合提升
8.某烃的结构简式为,分子中饱和碳原子数为a,可能在同一直线上的碳原子数为b,一定在同一平面上的碳原子数为c,则a、b、c分别为( )。
A.4、3、7 B.4、3、6
C.2、5、4 D.4、6、4
9.下列分子中,只有σ键而没有π键的是( )。
①CH4 ②CH3CH3 ③CH2CH2 ④CHCH
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
10.下列说法不正确的是( )。
A.碳骨架为的烃的结构简式为(CH3)2CCH2
B.有机物分子中一定既有非极性键也有极性键
C.乙烯分子中有5个σ键、1个π键
D.乙醇与钠反应没有水与钠反应剧烈
11.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.丙烯所有原子均在同一平面上
C.所有碳原子一定在同一平面上
D.至少有16个原子共平面,至少有8个原子共线
12.下列说法正确的是( )。
A.中至少有8个碳原子共面
B.螺[2.2]戊烷()中所有碳原子均处于同一平面
C.2,4,6-三溴苯酚()中所有原子一定处于同一平面
D.有机物()中最多6个原子处于同一直线
13.已知维生素A的结构简式如图所示。下列关于维生素A的说法正确的是( )。
A.1个维生素A分子中含有4个甲基
B.1个维生素A分子中有3个双键
C.1个维生素A分子中有30个氢原子
D.维生素A具有苯环的结构单元
14.CPAE是蜂胶的主要活性成分,其结构简式如下:
下列说法正确的是( )。
A.CPAE的分子式为C17H18O4
B.1个CPAE的分子中含有7个碳碳双键
C.两个苯环一定位于同一平面
D.1H核磁共振谱图中共有12组吸收峰
创新应用
15.(创新题)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)其中含有 个不饱和碳原子,分子中有 种双键。
(3)分子中的极性键有 (写出2种即可)。
(4)分子中的饱和碳原子有 个。
(5)分子中所含元素的电负性数值由大到小的顺序是 。
16.有机物的表示方法多种多样,下面是常见有机物的表示方法:
① ② ③CH4 ④ ⑤
⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
(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 ;属于空间填充模型的为 ;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 。
17.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)。
18.(1)某烷烃分子中含共价键的数目为16,该烷烃的分子式为 ,其一氯代物只有一种的烷烃的结构简式为 。
(2)某物质只含C、H、O三种元素,其分子模型如图所示,分子中共有12个原子(图中球与球之间的连线代表单键、双键等化学键)。
①该物质的结构简式为 。
②下列物质中,与该物质互为同系物的是 (填字母,下同),互为同分异构体的是 。
A.CH3CHCHCOOH
B.CH2CHCOOCH3
C.CH3CH2CHCHCOOH
D.CH3CH(CH3)COOH
(3)药物Z可用于治疗哮喘、系统性红斑狼疮等,可由X(咖啡酸)和Y(1,4-环己二酮单乙二醇缩酮)为原料合成。(如图)
试填空:
①X分子中最多共面的碳原子数为 。
②Y中是否含有手性碳原子 (填“是”或“否”)。
③Z的分子式为 。
参考答案
1.C
2.D 解析 苯属于平面结构,所有原子都处在同一平面;甲烷是正四面体形分子,则含饱和碳原子的有机物分子中,所有的原子不可能都共平面。
3.D 解析 由“氢1价,氧、硫、硒2价,氮3价,碳、硅4价”的成键规律可知,D项不合理。
4.B 解析 分子中每有一个双键就比对应的烷烃少两个氢原子,C12H12比对应的烷烃C12H26少14个氢原子且分子中无环状结构,所以最多有7个双键。
5.B 解析 在①丙烯(CH2CH—CH3)和④甲苯(C6H5—CH3)中,—CH3为四面体结构(与甲烷类似),与碳原子相连的四个原子不在同一平面上;②氯乙烯和乙烯相同,是六原子共面结构;③乙炔是直线形分子,苯是平面形分子,苯乙炔分子中所有原子共平面。
6.C 解析 乙烯的结构简式为,A项错误;聚丙烯的结构简式为,链节为,B项错误;丙烷的结构简式为CH3CH2CH3,球棍模型为,C项正确;CH2Cl2的电子式为H,是结构呈四面体形的分子,键和键不同,所以不是正四面体形结构,D项错误。
7.D 解析 Cl原子半径大于C原子,该模型不可以表示四氯化碳分子的空间填充模型,空间填充模型应符合原子的大小,A项错误;甲醛分子的电子式为H,B项错误;硝基苯的结构简式为,C项错误;有机物CH2=CH—CH2—CH3的键线式为,D项正确。
8.B 解析 与碳原子相连的共价键全部是单键的,则该碳原子就是饱和碳原子,所以a=4;由于碳碳三键是直线形结构,所以与碳碳三键的碳原子直接相连的碳原子一定位于同一直线上,因此b=3;由于和碳碳双键的碳原子直接相连的碳原子一定位于平面上,即c=6,B项正确。
9.A 解析 CH4和CH3CH3中都只有单键,没有双键或三键,所以只有σ键而没有π键。
10.B 解析 甲烷(CH4)分子中只有极性键,B项错误。
11.D 解析 直链烃是锯齿形的,所以分子中3个碳原子不可能在一条直线上,A项错误;中甲基上至少有1个氢原子不和它们共平面,B项错误;因为该环状结构不是平面结构,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(),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。
12.D 解析 中含有苯基、碳碳双键结构,苯、乙烯是平面分子,与苯环连接的不饱和C原子取代苯分子中H原子的位置,在苯分子平面上;甲基取代乙烯分子中H原子位置,在乙烯分子平面上,两个平面共直线,由于碳碳单键可以旋转,因此可能在同一平面上,也可能不在,在同一个平面的C原子数最少有6+1=7个,A项错误。该物质分子中C原子为饱和C原子,具有甲烷的四面体结构,因此所有碳原子不可能均处于同一平面上,B项错误。苯分子是平面分子,3个Br原子及羟基取代H原子的位置,在苯分子平面上,而与O原子连接的H原子不一定在苯分子平面上,故2,4,6-三溴苯酚()中所有原子不一定都处于同一平面上,C项错误。苯分子是平面分子,键角是120°,苯环中处于对位的C原子及其所连接的H原子在同一直线上。左边甲基C原子取代苯分子中H原子的位置,在苯分子平面上。与苯环连接的碳碳三键的C原子在苯环平面上。乙炔分子是直线形分子,与碳碳三键连接的乙烯基C原子在乙炔分子的同一直线上,乙烯分子是平面分子,键角是120°,所以右端的2个原子不在该直线上,故分子中最多有6个原子处于同一直线,D项正确。
13.C 解析 由结构简式可以知道该有机物的分子式为C20H30O,1个维生素A分子中有1+2×2=5个双键,无苯环,含有5个甲基,A、B两项错误;维生素A的分子式为C20H30O,故1个分子中有30个氢原子,C项正确;该有机物含环己烯结构,不含苯环结构, D项错误。
14.D 解析 CPAE的分子式为C17H16O4,A项错误;苯环中无碳碳双键,B项错误;两个苯环中间还连有若干原子,故不一定位于同一平面,C项错误。
15.(1)C16H16O5 (2)12 2
(3)碳氧键、碳氢键、氧氢键(任填2种)
(4)4 (5)O>C>H
解析 (1)根据该物质的结构简式可知其分子式为C16H16O5。(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,双键、三键碳原子称为不饱和碳原子,苯环上的碳原子为不饱和碳原子,题给有机化合物分子中有12个不饱和碳原子;此分子中有碳碳双键和碳氧双键2种双键。(3)凡是不同原子间形成的共价键称为极性键,此分子中有碳氢键、碳氧键、氧氢键。(4)均为单键与其他原子相连、具有四面体结构的碳原子为饱和碳原子,共有4个。(5)非金属性越强,电负性越大,所以H、C、O3种元素电负性由大到小的顺序为O>C>H。
16.(1)①③④⑦ ⑩ ②⑥⑨ ⑤ ⑧
(2)C11H18O2 (3)·H ·H
(4)C6H12 CH2
17.(1)C20H14O4 (2)1 19 (3)1 H—O键、C—O键(或CO键或C—H键)
解析 (1)根据结构简式可判断酚酞的分子式为C20H14O4。(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,有1个饱和碳原子。(3)苯环不含碳碳双键,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,极性键有H—O键、C—O键(或CO键或C—H键)。
18.(1)C5H12
(2)① ②C AB (3)①9 ②否
③C17H20O6
解析 (1)烷烃的共价键数为3n+1,某烷烃分子中含共价键的数目为16,则3n+1=16,n=5,该烷烃为戊烷,其分子式为C5H12,其一氯代物只有一种的烷烃的结构简式为。(2)①该物质的结构简式为。②与该物质互为同系物的是CH3CH2CHCHCOOH,互为同分异构体的是CH3CHCHCOOH、CH2CHCOOCH3。(3)① X分子中含苯环,碳碳双键为平面结构,单键可以旋转,则9个碳原子可以共面;②连4个不同原子或基团的碳原子为手性碳原子,则Y中不存在连4个不同原子或基团的碳原子,Y中不含有手性碳原子。
【课后精练】
基础训练
1.(创新题)目前人类已发现的有机物大约有三千万种,下列有关其种类繁多的原因错误的是( )。
A.碳原子间能以单键、双键或三键等多种方式结合
B.有机化合物中的同分异构现象非常普遍
C.每个碳原子都能与氢原子形成四个共价键
D.多个碳原子间可以形成碳链、碳环,碳链和碳环也能相互结合
2.下列分子中,所有原子都处在同一平面的是( )。
A.环己烯 B.丙炔
C.乙烷 D.苯
3.(创新题)下列结构式中,从成键情况来看不合理的是( )。
A. B.
C. D.
4.一种固态烃的分子式为C12H12,经测定分子中无环状结构,由此推测该烃分子中最多含有碳碳双键的数目为( )。
A.6 B.7 C.10 D.14
5.在①丙烯、②氯乙烯、③苯乙炔、④甲苯四种有机化合物中,分子内所有原子都在同一平面的是( )。
A.①② B.②③
C.③④ D.②④
6.下列有关化学用语表示正确的是( )。
A.乙烯的结构简式:C2H4
B.聚丙烯链节的结构简式:—CH2—CH2—CH2—
C.丙烷分子的球棍模型:
D.CH2Cl2的电子式为H,是结构呈正四面体形的分子
7.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.硝基苯的结构简式为
D.有机物CH2=CH—CH2—CH3的键线式为
综合提升
8.某烃的结构简式为,分子中饱和碳原子数为a,可能在同一直线上的碳原子数为b,一定在同一平面上的碳原子数为c,则a、b、c分别为( )。
A.4、3、7 B.4、3、6
C.2、5、4 D.4、6、4
9.下列分子中,只有σ键而没有π键的是( )。
①CH4 ②CH3CH3 ③CH2CH2 ④CHCH
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
10.下列说法不正确的是( )。
A.碳骨架为的烃的结构简式为(CH3)2CCH2
B.有机物分子中一定既有非极性键也有极性键
C.乙烯分子中有5个σ键、1个π键
D.乙醇与钠反应没有水与钠反应剧烈
11.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.丙烯所有原子均在同一平面上
C.所有碳原子一定在同一平面上
D.至少有16个原子共平面,至少有8个原子共线
12.下列说法正确的是( )。
A.中至少有8个碳原子共面
B.螺[2.2]戊烷()中所有碳原子均处于同一平面
C.2,4,6-三溴苯酚()中所有原子一定处于同一平面
D.有机物()中最多6个原子处于同一直线
13.已知维生素A的结构简式如图所示。下列关于维生素A的说法正确的是( )。
A.1个维生素A分子中含有4个甲基
B.1个维生素A分子中有3个双键
C.1个维生素A分子中有30个氢原子
D.维生素A具有苯环的结构单元
14.CPAE是蜂胶的主要活性成分,其结构简式如下:
下列说法正确的是( )。
A.CPAE的分子式为C17H18O4
B.1个CPAE的分子中含有7个碳碳双键
C.两个苯环一定位于同一平面
D.1H核磁共振谱图中共有12组吸收峰
创新应用
15.(创新题)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)其中含有 个不饱和碳原子,分子中有 种双键。
(3)分子中的极性键有 (写出2种即可)。
(4)分子中的饱和碳原子有 个。
(5)分子中所含元素的电负性数值由大到小的顺序是 。
16.有机物的表示方法多种多样,下面是常见有机物的表示方法:
① ② ③CH4 ④ ⑤
⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
(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 ;属于空间填充模型的为 ;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 。
17.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)。
18.(1)某烷烃分子中含共价键的数目为16,该烷烃的分子式为 ,其一氯代物只有一种的烷烃的结构简式为 。
(2)某物质只含C、H、O三种元素,其分子模型如图所示,分子中共有12个原子(图中球与球之间的连线代表单键、双键等化学键)。
①该物质的结构简式为 。
②下列物质中,与该物质互为同系物的是 (填字母,下同),互为同分异构体的是 。
A.CH3CHCHCOOH
B.CH2CHCOOCH3
C.CH3CH2CHCHCOOH
D.CH3CH(CH3)COOH
(3)药物Z可用于治疗哮喘、系统性红斑狼疮等,可由X(咖啡酸)和Y(1,4-环己二酮单乙二醇缩酮)为原料合成。(如图)
试填空:
①X分子中最多共面的碳原子数为 。
②Y中是否含有手性碳原子 (填“是”或“否”)。
③Z的分子式为 。
参考答案
1.C
2.D 解析 苯属于平面结构,所有原子都处在同一平面;甲烷是正四面体形分子,则含饱和碳原子的有机物分子中,所有的原子不可能都共平面。
3.D 解析 由“氢1价,氧、硫、硒2价,氮3价,碳、硅4价”的成键规律可知,D项不合理。
4.B 解析 分子中每有一个双键就比对应的烷烃少两个氢原子,C12H12比对应的烷烃C12H26少14个氢原子且分子中无环状结构,所以最多有7个双键。
5.B 解析 在①丙烯(CH2CH—CH3)和④甲苯(C6H5—CH3)中,—CH3为四面体结构(与甲烷类似),与碳原子相连的四个原子不在同一平面上;②氯乙烯和乙烯相同,是六原子共面结构;③乙炔是直线形分子,苯是平面形分子,苯乙炔分子中所有原子共平面。
6.C 解析 乙烯的结构简式为,A项错误;聚丙烯的结构简式为,链节为,B项错误;丙烷的结构简式为CH3CH2CH3,球棍模型为,C项正确;CH2Cl2的电子式为H,是结构呈四面体形的分子,键和键不同,所以不是正四面体形结构,D项错误。
7.D 解析 Cl原子半径大于C原子,该模型不可以表示四氯化碳分子的空间填充模型,空间填充模型应符合原子的大小,A项错误;甲醛分子的电子式为H,B项错误;硝基苯的结构简式为,C项错误;有机物CH2=CH—CH2—CH3的键线式为,D项正确。
8.B 解析 与碳原子相连的共价键全部是单键的,则该碳原子就是饱和碳原子,所以a=4;由于碳碳三键是直线形结构,所以与碳碳三键的碳原子直接相连的碳原子一定位于同一直线上,因此b=3;由于和碳碳双键的碳原子直接相连的碳原子一定位于平面上,即c=6,B项正确。
9.A 解析 CH4和CH3CH3中都只有单键,没有双键或三键,所以只有σ键而没有π键。
10.B 解析 甲烷(CH4)分子中只有极性键,B项错误。
11.D 解析 直链烃是锯齿形的,所以分子中3个碳原子不可能在一条直线上,A项错误;中甲基上至少有1个氢原子不和它们共平面,B项错误;因为该环状结构不是平面结构,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(),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。
12.D 解析 中含有苯基、碳碳双键结构,苯、乙烯是平面分子,与苯环连接的不饱和C原子取代苯分子中H原子的位置,在苯分子平面上;甲基取代乙烯分子中H原子位置,在乙烯分子平面上,两个平面共直线,由于碳碳单键可以旋转,因此可能在同一平面上,也可能不在,在同一个平面的C原子数最少有6+1=7个,A项错误。该物质分子中C原子为饱和C原子,具有甲烷的四面体结构,因此所有碳原子不可能均处于同一平面上,B项错误。苯分子是平面分子,3个Br原子及羟基取代H原子的位置,在苯分子平面上,而与O原子连接的H原子不一定在苯分子平面上,故2,4,6-三溴苯酚()中所有原子不一定都处于同一平面上,C项错误。苯分子是平面分子,键角是120°,苯环中处于对位的C原子及其所连接的H原子在同一直线上。左边甲基C原子取代苯分子中H原子的位置,在苯分子平面上。与苯环连接的碳碳三键的C原子在苯环平面上。乙炔分子是直线形分子,与碳碳三键连接的乙烯基C原子在乙炔分子的同一直线上,乙烯分子是平面分子,键角是120°,所以右端的2个原子不在该直线上,故分子中最多有6个原子处于同一直线,D项正确。
13.C 解析 由结构简式可以知道该有机物的分子式为C20H30O,1个维生素A分子中有1+2×2=5个双键,无苯环,含有5个甲基,A、B两项错误;维生素A的分子式为C20H30O,故1个分子中有30个氢原子,C项正确;该有机物含环己烯结构,不含苯环结构, D项错误。
14.D 解析 CPAE的分子式为C17H16O4,A项错误;苯环中无碳碳双键,B项错误;两个苯环中间还连有若干原子,故不一定位于同一平面,C项错误。
15.(1)C16H16O5 (2)12 2
(3)碳氧键、碳氢键、氧氢键(任填2种)
(4)4 (5)O>C>H
解析 (1)根据该物质的结构简式可知其分子式为C16H16O5。(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,双键、三键碳原子称为不饱和碳原子,苯环上的碳原子为不饱和碳原子,题给有机化合物分子中有12个不饱和碳原子;此分子中有碳碳双键和碳氧双键2种双键。(3)凡是不同原子间形成的共价键称为极性键,此分子中有碳氢键、碳氧键、氧氢键。(4)均为单键与其他原子相连、具有四面体结构的碳原子为饱和碳原子,共有4个。(5)非金属性越强,电负性越大,所以H、C、O3种元素电负性由大到小的顺序为O>C>H。
16.(1)①③④⑦ ⑩ ②⑥⑨ ⑤ ⑧
(2)C11H18O2 (3)·H ·H
(4)C6H12 CH2
17.(1)C20H14O4 (2)1 19 (3)1 H—O键、C—O键(或CO键或C—H键)
解析 (1)根据结构简式可判断酚酞的分子式为C20H14O4。(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,有1个饱和碳原子。(3)苯环不含碳碳双键,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,极性键有H—O键、C—O键(或CO键或C—H键)。
18.(1)C5H12
(2)① ②C AB (3)①9 ②否
③C17H20O6
解析 (1)烷烃的共价键数为3n+1,某烷烃分子中含共价键的数目为16,则3n+1=16,n=5,该烷烃为戊烷,其分子式为C5H12,其一氯代物只有一种的烷烃的结构简式为。(2)①该物质的结构简式为。②与该物质互为同系物的是CH3CH2CHCHCOOH,互为同分异构体的是CH3CHCHCOOH、CH2CHCOOCH3。(3)① X分子中含苯环,碳碳双键为平面结构,单键可以旋转,则9个碳原子可以共面;②连4个不同原子或基团的碳原子为手性碳原子,则Y中不存在连4个不同原子或基团的碳原子,Y中不含有手性碳原子。