第1章 有机化合物的结构与性质 烃 分层作业3（含答案） 碳原子的成键方式--2025鲁科版化学选择性必修3同步练习题
文档属性
| 名称 | 第1章 有机化合物的结构与性质 烃 分层作业3（含答案） 碳原子的成键方式--2025鲁科版化学选择性必修3同步练习题 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 461.7KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-04-29 09:23:30 | ||
图片预览
文档简介
中小学教育资源及组卷应用平台
2025鲁科版化学选择性必修3
分层作业3 碳原子的成键方式
A级必备知识基础练
题组1.单键、双键和三键
1.下列有机化合物中碳原子的连接方式不可能的是 ( )
A B C D
2.下列有机物分子中的碳原子既有sp3杂化又有sp2杂化的是( )
A.CH3CHCH2 B.CH3—C≡CH
C.CH3CH2OH D.CH2CH2
3.下列分子中的所有碳原子不可能处在同一平面上的是( )
A.
B.
C.
D.CH3C≡CCH2CH3
4.已知①、②两种物质的结构如图所示,下列说法正确的是( )
① ②
A.①和②两种物质的分子式均为C9H11
B.②分子中所有碳原子不可能处于同一平面上
C.②分子中所有碳原子可能处于同一直线上
D.①分子中最多有4个碳原子共直线
题组2.极性键和非极性键
5.某烃的碳骨架如下,下列相关说法错误的是( )
A.该烃的结构简式为(CH3)2CCH2
B.该烃分子里一定有极性键
C.该烃分子中有3个σ键、1个π键
D.若该烃中的—CH3被—NH2取代,则—CH3中C—H键的极性比—NH2中N—H键的极性弱
6.有关有机化合物中碳原子的成键特点,下列说法不正确的是( )
A.碳原子最外层有4个电子,每个碳原子可以形成4个共价键
B.含5个碳原子的有机物,最多可以形成4个碳碳单键
C.除甲烷外,所有烃均含有极性键和非极性键
D.在正丁烷分子中,4个碳原子不在一条直线上
7.近代科技常用同位素示踪原子法研究化学反应过程中化学键的断裂情况。例如:2R—14CHCH—R'R—14CHCH—R+R'—14CHCH—R',由此可以推知化合物CH3CHCHCH2CH3发生上述反应时化学键的断裂位置是( )
A.①③ B.①④
C.② D.②③
8.某有机物分子的结构简式为,该分子中有 个σ键, 个π键, (填“有”或“没有”)非极性键。该物质可发生 反应和 反应。
B级关键能力提升练
以下选择题中有1~2个选项符合题意。
9.下列关于2-丁烯(CH3—CHCH—CH3)的说法正确的是( )
A.2-丁烯分子中4个碳原子在同一直线上
B.2-丁烯分子中碳原子为sp2和sp3杂化
C.2-丁烯分子中不存在非极性键
D.一个2-丁烯分子中有11个σ键、1个π键
10.(2024·济宁期中)CO2催化加氢制取汽油转化过程示意图如图所示,下列说法错误的是( )
A.转化过程中只有极性键、非极性键的断裂
B.图中的a、b互为同系物,a的名称是2-甲基丁烷
C.反应①、②和③的产物中均含有水
D.该转化变废为宝,有利于可持续发展
11.乙醛能与HCN(结构式为H—C≡N)发生加成反应:+HCN,NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法中错误的是( )
A.HCN分子中碳原子采用sp杂化
B.生成物分子中有两种官能团
C.该反应中乙醛断裂1个π键,HCN断裂1个σ键
D.1 mol乙醛分子中含有的σ键数目为7NA
12.(2024·泰安期中)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.中所有碳原子一定都在同一平面上
D.中至少有16个原子共平面
13.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,可能在同一平面上的碳原子数为c,则a、b、c分别为 ( )
A.4、5、7 B.4、3、8
C.2、3、4 D.4、6、8
14.某化工厂生产的某产品只含碳、氢、氧三种元素,其分子的球棍模型如图所示(图中球与球之间的连线代表化学键,如单键、双键等)。
(1)该有机化合物分子的结构简式为 。
(2)该有机化合物中存在的极性键有 ,非极性键有 。
(3)该有机化合物中发生sp3杂化的原子和sp2杂化的原子个数之比为 。
(4)下列物质中,与该有机化合物互为同系物的是 (填序号)。
①CH3CHCHCOOH
②CH2CHCOOCH3
③CH3CH2CHCHCOOH
④CH3CH(CH3)COOH
C级学科素养拔高练
15.有机化合物X的结构如下,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 (写两种即可)。
(4)分子中的饱和碳原子有 个;一定与苯环处于同一平面的碳原子有 个。
(5)分子中—C≡C—H的结构中碳氢键和碳碳三键之间的键角为 。
(6)有机物Y的结构简式如下,
有机物Y与X的关系是 (填“同系物”或“同分异构体”)。
参考答案
分层作业3 碳原子的成键方式
1.C 解析 每个碳原子周围形成四个共价键,常见的可以形成碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键,C项中有一个碳形成了五个共价键,不符合价键原理,故C错误。
2.A 解析 CH3CHCH2中双键碳为sp2杂化,单键碳为sp3杂化,A正确。
3.B 解析 苯为平面结构,相当于苯环上的一个氢被丙烯基取代,丙烯基的所有碳原子在同一个面上,这两个平面可以通过碳碳单键旋转重合,所以所有碳原子可能处在同一平面上,A不符合题意;中与甲基相连的碳原子为饱和碳原子,该碳原子连接3个碳原子,因此该分子中的所有碳原子不可能都处在同一平面上,B正确;可以看成是两个甲苯中的甲基邻位碳原子相连形成的,每个苯环上的碳原子(包括甲基碳)一定共面,这两个平面通过单键旋转,可使所有碳原子都处在同一平面上,C不符合题意;碳碳三键是直线形结构,又因为单键可以旋转,则CH3C≡CCH2CH3中所有碳原子可能处于同一平面,D不符合题意。
4.B 解析 由题给结构可知①、②的分子式均为C9H12,故A错误;②分子中间碳原子为连有4个碳原子的饱和碳原子,分子中所有碳原子不可能处于同一平面上,也不可能处于同一直线上,故B正确,C错误;苯环中处于对位的碳原子及其相连的原子在一条直线上,则①分子中最多有3个碳原子在一条直线上,故D错误。
5.C 解析 根据烃的碳骨架结构可得,该烃的结构简式为,分子中的碳氢键为极性键,其分子中有11个σ键、1个π键,A、B正确,C错误;N元素的非金属性强于C元素,N与H之间共用电子对的偏移程度大于C与H之间共用电子对的偏移程度,则C—H键的极性比N—H键的极性弱,D正确。
6.B 解析 碳原子最外层有4个电子,可与其他原子形成4个共用电子对,即4个共价键,A正确;含5个碳原子的有机物,可形成环状结构,则最多能形成5个碳碳单键,B错误;甲烷中只有极性键,除此之外所有烃均含有极性键和非极性键,C正确;烷烃中C原子均为sp3杂化,导致正丁烷中碳原子呈锯齿形排布,不在同一直线上,D正确。
7.A 解析 题给反应的断键位置可表示为
R—14CHCH—R+R'—14CHCH—R',因此化合物CH3CHCHCH2CH3发生题述反应时断裂的是①③位置的化学键,故选A。
8.答案 8 2 有 加成 酯化(或取代)
解析 该有机物分子有碳碳双键和羧基,故可以发生碳碳双键的加成反应和羧基的酯化反应(或取代反应)。
9.BD 解析 由乙烯为平面结构可知,2-丁烯分子中4个碳原子不可能在同一直线上,故A错误;两个甲基上C原子采用sp3杂化,其余两个C原子采用sp2杂化,故B正确;该分子中存在非极性键C—C键、CC键,故C错误;共价单键为σ键,共价双键中一个是σ键、一个是π键,所以一个2-丁烯分子中含有11个σ键、1个π键,故D正确。
10.AC 解析 反应物CO2和H2中存在极性键和非极性键,生成物汽油中含有极性键和非极性键,所以转化过程中既有极性键、非极性键的断裂,又有极性键和非极性键的形成,故A错误;a为2-甲基丁烷,b为庚烷,二者属于同系物,故B正确;由元素守恒可知,反应①、②产物中均含有H2O,③的反应物中没有O元素,所以没有水生成,故C错误;二氧化碳是温室气体,该转化把二氧化碳转化为汽油,有利于可持续发展,故D正确。
11.D 解析 HCN结构式为H—C≡N,碳原子采用sp杂化,A正确;中含有—OH和—CN两种官能团,B正确;根据反应方程式可知,乙醛CO键中的1个π键断裂,HCN中的C—H键(σ键)断裂,C正确;1 mol乙醛分子中含有的σ键数目为6NA,D错误。
12.D 解析 丙烷分子中3个碳原子呈锯齿形,故A错误;CH3—CHCH2中甲基上至少有2个氢原子不和其他原子共平面,故B错误;苯环和碳碳双键均是平面形结构,碳碳单键可以旋转,中所有碳原子可能都在同一平面上,故C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,故D正确。
13.B
14.答案 (1)
(2)C—H键、C—O键、O—H键、CO键 C—C键、CC键 (3)2∶3 (4)③
解析 (1)根据碳原子形成4个共价键、氢原子形成1个共价键、氧原子形成2个共价键,结合分子的球棍模型可知,表示H,表示C,表示O,该有机化合物的结构简式为。
(2)根据结构简式,可以确定C—H键、C—O键、O—H键、CO键均为极性键,C—C键、CC键属于非极性键。
(3)该有机物中甲基碳和羟基氧为sp3杂化,三个双键碳为sp2杂化,因此发生sp3杂化的原子和sp2杂化的原子个数之比为2∶3。
(4)同系物的结构相似,分子组成上相差一个或若干个CH2原子团,③中分子含有1个碳碳双键和1个羧基,其分子组成上比题给有机化合物分子多一个CH2,它们互为同系物。
15.答案 (1)C16H16O5 (2)12 2 (3)CO键、C—H键、O—H键、C—O键(写出两种即可) (4)4 4 (5)180° (6)同系物
解析 (2)分子中双键碳、三键碳和苯环上的碳均为不饱和碳原子,因此含有12个不饱和碳原子;分子中含有碳碳双键和碳氧双键两种双键。
(3)分子中的极性键有CO键、C—H键、O—H键、C—O键四种。
(4)与4个原子或原子团相连的碳原子是饱和碳原子,故含有4个饱和碳原子。直接与苯环相连的碳原子一定与苯环共平面,这样的碳原子有3个,由于碳碳三键是直线形,使得这两个碳原子均与苯环共平面,故一共有4个碳原子与苯环位于同一平面。
(5)根据乙炔的结构特点,分子中—C≡C—H的结构中碳氢键和碳碳三键之间的键角为180°。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
2025鲁科版化学选择性必修3
分层作业3 碳原子的成键方式
A级必备知识基础练
题组1.单键、双键和三键
1.下列有机化合物中碳原子的连接方式不可能的是 ( )
A B C D
2.下列有机物分子中的碳原子既有sp3杂化又有sp2杂化的是( )
A.CH3CHCH2 B.CH3—C≡CH
C.CH3CH2OH D.CH2CH2
3.下列分子中的所有碳原子不可能处在同一平面上的是( )
A.
B.
C.
D.CH3C≡CCH2CH3
4.已知①、②两种物质的结构如图所示,下列说法正确的是( )
① ②
A.①和②两种物质的分子式均为C9H11
B.②分子中所有碳原子不可能处于同一平面上
C.②分子中所有碳原子可能处于同一直线上
D.①分子中最多有4个碳原子共直线
题组2.极性键和非极性键
5.某烃的碳骨架如下,下列相关说法错误的是( )
A.该烃的结构简式为(CH3)2CCH2
B.该烃分子里一定有极性键
C.该烃分子中有3个σ键、1个π键
D.若该烃中的—CH3被—NH2取代,则—CH3中C—H键的极性比—NH2中N—H键的极性弱
6.有关有机化合物中碳原子的成键特点,下列说法不正确的是( )
A.碳原子最外层有4个电子,每个碳原子可以形成4个共价键
B.含5个碳原子的有机物,最多可以形成4个碳碳单键
C.除甲烷外,所有烃均含有极性键和非极性键
D.在正丁烷分子中,4个碳原子不在一条直线上
7.近代科技常用同位素示踪原子法研究化学反应过程中化学键的断裂情况。例如:2R—14CHCH—R'R—14CHCH—R+R'—14CHCH—R',由此可以推知化合物CH3CHCHCH2CH3发生上述反应时化学键的断裂位置是( )
A.①③ B.①④
C.② D.②③
8.某有机物分子的结构简式为,该分子中有 个σ键, 个π键, (填“有”或“没有”)非极性键。该物质可发生 反应和 反应。
B级关键能力提升练
以下选择题中有1~2个选项符合题意。
9.下列关于2-丁烯(CH3—CHCH—CH3)的说法正确的是( )
A.2-丁烯分子中4个碳原子在同一直线上
B.2-丁烯分子中碳原子为sp2和sp3杂化
C.2-丁烯分子中不存在非极性键
D.一个2-丁烯分子中有11个σ键、1个π键
10.(2024·济宁期中)CO2催化加氢制取汽油转化过程示意图如图所示,下列说法错误的是( )
A.转化过程中只有极性键、非极性键的断裂
B.图中的a、b互为同系物,a的名称是2-甲基丁烷
C.反应①、②和③的产物中均含有水
D.该转化变废为宝,有利于可持续发展
11.乙醛能与HCN(结构式为H—C≡N)发生加成反应:+HCN,NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法中错误的是( )
A.HCN分子中碳原子采用sp杂化
B.生成物分子中有两种官能团
C.该反应中乙醛断裂1个π键,HCN断裂1个σ键
D.1 mol乙醛分子中含有的σ键数目为7NA
12.(2024·泰安期中)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.中所有碳原子一定都在同一平面上
D.中至少有16个原子共平面
13.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,可能在同一平面上的碳原子数为c,则a、b、c分别为 ( )
A.4、5、7 B.4、3、8
C.2、3、4 D.4、6、8
14.某化工厂生产的某产品只含碳、氢、氧三种元素,其分子的球棍模型如图所示(图中球与球之间的连线代表化学键,如单键、双键等)。
(1)该有机化合物分子的结构简式为 。
(2)该有机化合物中存在的极性键有 ,非极性键有 。
(3)该有机化合物中发生sp3杂化的原子和sp2杂化的原子个数之比为 。
(4)下列物质中,与该有机化合物互为同系物的是 (填序号)。
①CH3CHCHCOOH
②CH2CHCOOCH3
③CH3CH2CHCHCOOH
④CH3CH(CH3)COOH
C级学科素养拔高练
15.有机化合物X的结构如下,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 (写两种即可)。
(4)分子中的饱和碳原子有 个;一定与苯环处于同一平面的碳原子有 个。
(5)分子中—C≡C—H的结构中碳氢键和碳碳三键之间的键角为 。
(6)有机物Y的结构简式如下,
有机物Y与X的关系是 (填“同系物”或“同分异构体”)。
参考答案
分层作业3 碳原子的成键方式
1.C 解析 每个碳原子周围形成四个共价键,常见的可以形成碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键,C项中有一个碳形成了五个共价键,不符合价键原理,故C错误。
2.A 解析 CH3CHCH2中双键碳为sp2杂化,单键碳为sp3杂化,A正确。
3.B 解析 苯为平面结构,相当于苯环上的一个氢被丙烯基取代,丙烯基的所有碳原子在同一个面上,这两个平面可以通过碳碳单键旋转重合,所以所有碳原子可能处在同一平面上,A不符合题意;中与甲基相连的碳原子为饱和碳原子,该碳原子连接3个碳原子,因此该分子中的所有碳原子不可能都处在同一平面上,B正确;可以看成是两个甲苯中的甲基邻位碳原子相连形成的,每个苯环上的碳原子(包括甲基碳)一定共面,这两个平面通过单键旋转,可使所有碳原子都处在同一平面上,C不符合题意;碳碳三键是直线形结构,又因为单键可以旋转,则CH3C≡CCH2CH3中所有碳原子可能处于同一平面,D不符合题意。
4.B 解析 由题给结构可知①、②的分子式均为C9H12,故A错误;②分子中间碳原子为连有4个碳原子的饱和碳原子,分子中所有碳原子不可能处于同一平面上,也不可能处于同一直线上,故B正确,C错误;苯环中处于对位的碳原子及其相连的原子在一条直线上,则①分子中最多有3个碳原子在一条直线上,故D错误。
5.C 解析 根据烃的碳骨架结构可得,该烃的结构简式为,分子中的碳氢键为极性键,其分子中有11个σ键、1个π键,A、B正确,C错误;N元素的非金属性强于C元素,N与H之间共用电子对的偏移程度大于C与H之间共用电子对的偏移程度,则C—H键的极性比N—H键的极性弱,D正确。
6.B 解析 碳原子最外层有4个电子,可与其他原子形成4个共用电子对,即4个共价键,A正确;含5个碳原子的有机物,可形成环状结构,则最多能形成5个碳碳单键,B错误;甲烷中只有极性键,除此之外所有烃均含有极性键和非极性键,C正确;烷烃中C原子均为sp3杂化,导致正丁烷中碳原子呈锯齿形排布,不在同一直线上,D正确。
7.A 解析 题给反应的断键位置可表示为
R—14CHCH—R+R'—14CHCH—R',因此化合物CH3CHCHCH2CH3发生题述反应时断裂的是①③位置的化学键,故选A。
8.答案 8 2 有 加成 酯化(或取代)
解析 该有机物分子有碳碳双键和羧基,故可以发生碳碳双键的加成反应和羧基的酯化反应(或取代反应)。
9.BD 解析 由乙烯为平面结构可知,2-丁烯分子中4个碳原子不可能在同一直线上,故A错误;两个甲基上C原子采用sp3杂化,其余两个C原子采用sp2杂化,故B正确;该分子中存在非极性键C—C键、CC键,故C错误;共价单键为σ键,共价双键中一个是σ键、一个是π键,所以一个2-丁烯分子中含有11个σ键、1个π键,故D正确。
10.AC 解析 反应物CO2和H2中存在极性键和非极性键,生成物汽油中含有极性键和非极性键,所以转化过程中既有极性键、非极性键的断裂,又有极性键和非极性键的形成,故A错误;a为2-甲基丁烷,b为庚烷,二者属于同系物,故B正确;由元素守恒可知,反应①、②产物中均含有H2O,③的反应物中没有O元素,所以没有水生成,故C错误;二氧化碳是温室气体,该转化把二氧化碳转化为汽油,有利于可持续发展,故D正确。
11.D 解析 HCN结构式为H—C≡N,碳原子采用sp杂化,A正确;中含有—OH和—CN两种官能团,B正确;根据反应方程式可知,乙醛CO键中的1个π键断裂,HCN中的C—H键(σ键)断裂,C正确;1 mol乙醛分子中含有的σ键数目为6NA,D错误。
12.D 解析 丙烷分子中3个碳原子呈锯齿形,故A错误;CH3—CHCH2中甲基上至少有2个氢原子不和其他原子共平面,故B错误;苯环和碳碳双键均是平面形结构,碳碳单键可以旋转,中所有碳原子可能都在同一平面上,故C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,故D正确。
13.B
14.答案 (1)
(2)C—H键、C—O键、O—H键、CO键 C—C键、CC键 (3)2∶3 (4)③
解析 (1)根据碳原子形成4个共价键、氢原子形成1个共价键、氧原子形成2个共价键,结合分子的球棍模型可知,表示H,表示C,表示O,该有机化合物的结构简式为。
(2)根据结构简式,可以确定C—H键、C—O键、O—H键、CO键均为极性键,C—C键、CC键属于非极性键。
(3)该有机物中甲基碳和羟基氧为sp3杂化,三个双键碳为sp2杂化,因此发生sp3杂化的原子和sp2杂化的原子个数之比为2∶3。
(4)同系物的结构相似,分子组成上相差一个或若干个CH2原子团,③中分子含有1个碳碳双键和1个羧基,其分子组成上比题给有机化合物分子多一个CH2,它们互为同系物。
15.答案 (1)C16H16O5 (2)12 2 (3)CO键、C—H键、O—H键、C—O键(写出两种即可) (4)4 4 (5)180° (6)同系物
解析 (2)分子中双键碳、三键碳和苯环上的碳均为不饱和碳原子,因此含有12个不饱和碳原子;分子中含有碳碳双键和碳氧双键两种双键。
(3)分子中的极性键有CO键、C—H键、O—H键、C—O键四种。
(4)与4个原子或原子团相连的碳原子是饱和碳原子,故含有4个饱和碳原子。直接与苯环相连的碳原子一定与苯环共平面,这样的碳原子有3个,由于碳碳三键是直线形,使得这两个碳原子均与苯环共平面,故一共有4个碳原子与苯环位于同一平面。
(5)根据乙炔的结构特点,分子中—C≡C—H的结构中碳氢键和碳碳三键之间的键角为180°。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)