7.1 认识有机化合物 第1课时　有机化合物中碳原子的成键特点　烷烃的结构 课时作业（基础+综合+提升）【新教材】2020-2021学年高一化学（人教版（2019）必修二）

第七章　有机化合物
第一节　认识有机化合物
第1课时　有机化合物中碳原子的成键特点　烷烃的结构

必备知识基础练 进阶训练第一层
知识点一 有机化合物中碳原子的成键特点
1.下列关于甲烷的说法中错误的是(　　)
A．甲烷的分子式为CH4
B．甲烷分子中4个C—H键是完全等同的键
C．甲烷分子中含有非极性键
D．甲烷分子的电子式是
2．下列为有机物中碳原子的连接方式，其中不可能的是(　　)
3．下列因素不能用来解释有机化合物家族庞大现象的是(　　)
A．碳原子的成键特点　　 B．碳原子的结合方式
C．碳原子容易结合氢原子 D．碳原子最外层有4个电子
4．下列有关碳原子成键特点的叙述中不正确的是(　　)
A．碳原子既可以跟碳原子，又可以跟其他原子(如氢原子)形成4个共价键
B．碳原子性质活泼，可以跟多种元素原子形成共价键
C．碳原子之间既可以形成稳定的单键，又可以形成双键或三键
D．多个碳原子可以形成长度不同的链(可以带有支链)及环，且链、环之间又可以相互结合
5．下列化学式及结构中，从成键情况看不合理的是(　　)
　　　
6．(双选)大多数有机物分子里的碳原子与碳原子或碳原子与其他原子相结合的方式是(　　)
A．形成四对共用电子对 B．通过两个共价键
C．通过非极性键和极性键 D．通过离子键和共价键
知识点二 烷烃的结构
7.下列各图均能表示甲烷的分子结构，其中能反映其真实存在状况的是(　　)
8．甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是平面正方形结构，依据是 (　　)
A．CH3Cl只代表一种物质
B．CH2Cl2只代表一种物质
C．CHCl3只代表一种物质
D．CCl4是高度对称的分子
9．下列关于烷烃的叙述不正确的是(　　)
A．烷烃中每个碳原子都形成4个共价单键
B．正丁烷的4个碳原子可以在同一直线上
C．甲烷、乙烷、丙烷的结构都只有一种
D．任何烷烃分子都不可能为平面形结构
10．下列表示的物质中，属于烷烃的是(　　)
⑦C8H16　⑧CCl4
A．①②③④ B．②④⑤⑥⑦
C．②④⑤ D．④⑥⑧
11．(双选)分子式为C6H9Br的有机物其结构不可能的是(　　)
A．含有一个双键的直链有机物
B．含有一个双键的环状有机物
C．含有两个双键的直链有机物
D．含有两个三键的直链有机物
知识点三 同系物、同分异构体
12.下列关于同系物的说法中，错误的是(　　)
A．同系物具有相同的分子式
B．同系物符合同一通式
C．相邻的同系物彼此在组成上相差一个CH2原子团
D．同系物的化学性质基本相似
13．同分异构体具有相同的(　　)
①最简式　②分子式　③相对分子质量　④化学性质
⑤物理性质
A．①②③　　B．②⑤　　C．②④⑤　　D．②③④
14．两种物质互为同分异构体的依据是(　　)
A．二者具有相似的化学性质
B．二者分子式相同但分子内碳原子的结合方式不同
C．二者具有相同的空间结构
D．二者具有相同的物理性质
15．下列说法中错误的是(　　)
①化学性质相似的有机物是同系物　②分子组成相差一个或几个CH2原子团的有机物是同系物　③若烃中碳、氢元素的质量分数相同，它们必定是同系物　④互为同分异构体的两种有机物的物理性质有差别，但化学性质必定相似
A．①②③④ B．只有②③
C．只有③④ D．只有①②③
16．(双选)下列说法中正确的一组是(　　)
A．
B．H2和D2互为同位素
C．正丁烷和异丁烷是同系物
D．


关键能力综合练 进阶训练第二层
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1．下列有关烷烃的叙述中，正确的是(　　)
①在烷烃分子中，所有的化学键都是单键　②烷烃分子中的碳原子通过离子键与氢原子结合　③分子通式为CnH2n＋2的烃不一定是烷烃　④甲烷分子中的5个原子不在同一平面上
A．①③　　 B．②③　 　C．①④　 　D．①②④
2．下列说法中，正确的是(　　)
A．所有的烷烃，彼此都是同系物
B．两种化合物的组成元素相同，各元素的质量分数也相同，二者一定是同分异构体
C．相对分子质量相同的几种化合物，一定是同分异构体
D．每个碳原子的化合价都已“饱和”，碳原子之间只以单键相结合的链烃一定是烷烃
3．下图是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型图。下列说法正确的是(　　)
A．CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构
B．CH4、CCl4都是正四面体结构
C．CH4和CCl4中的化学键完全相同
D．CH4、CCl4的结构相同，性质也相同
4．下列各组内的物质不属于同系物的是(　　)
A．
B．CH2===CH2　CH2CHCH3CH3CH===CHCH3
C．
D．
5．下列式子是某学生书写的C5H12的同分异构体的结构简式：

下列结构中重复的是(　　)
A．②和③ B．④和⑤ C．③和⑤ D．均不重复
二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。
6．某烷烃一个分子中含有200氢原子，则该烃的分子式是(　　)
A．C97H200 B．C98H200 C．C99H200 D．C100H200
7．下列说法中正确的是(　　)
A．C4H10有3种同分异构体
B．相对分子质量相同、结构不同的两种化合物互为同分异构体
C．同分异构体之间的转化是化学变化
D．
8．在下列结构的有机化合物中：
①CH3CH2CH2CH2CH3
②CH3CH2CH2CH2CH2CH3

属于同分异构体的正确组合是(　　)
A．①和② B．①和④ C．②和③ D．②和⑤
9．据报道，近年来发现了一种新的星际分子，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)。
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
三、非选择题
10．(1)如下图表示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，碳原子剩余价键都与氢原子结合。
①图中属于烷烃的是________(填字母)。
②图中的有机化合物，碳原子与碳原子之间不仅可以形成碳碳单键，还可以形成________和________；不仅可以形成________，还可以形成碳环。
③图中互为同分异构体的是A与________(填字母，下同)，B与________，D与________。
(2)写出下列各烷烃的分子式。
①烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的43倍：______。
②烷烃B的碳原子数是5：________。
③分子中含有26个电子的烷烃D：________。
④分子中含有22个共价键的烷烃F：________。

学科素养升级练 进阶训练第三层
1．下列关于环丁烷()和甲基环丙烷()的说法，错误的是(　　)
A．两者的分子式相同
B．两者都属于环烃
C．两者互为同系物
D．两者分子中共价键的数目相同
2．(素养题——证据推理与模型认知)某物质是优良的有机溶剂，其球棍模型为，下列有关说法错误的是(　　)
A．该物质的分子式为C6H14
B．该物质的名称为己烷
C．1 mol该物质中含有20 mol共价键
D．该物质与甲烷互为同系物
3．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)
A．标准状况下，11.2 L戊烷所含的分子数为0.5NA
B．0.5 mol C3H8分子中含C—H共价键的个数为2NA
C．11.2 L二氯甲烷所含分子数为0.5NA
D．30 g乙烷分子中含有的共用电子对数为7NA
4．(1)有下列结构的物质：
①CH3(CH2)3CH3　②CH3CH2CH2CH2CH3
③CH3CH2CH2CH2CH2CH3

其中，属于同系物的是________；属于同分异构体的是________；属于同种物质的是________。
A．①②　B．②③　　　C．③④⑤⑥⑦
D．①③ E．③④⑤⑦ F．④⑥
(2)观察下面几种烷烃的球棍模型
与C互为同系物的是________，与C互为同分异构体的是________。
(3)写出下列链状烷烃的分子式：
①含有30个氢原子的烷烃的分子式为________。
②假如某烷烃的相对分子质量为142，则该烷烃的分子式为________。
第一节　认识有机化合物
第1课时　有机化合物中碳原子的成键特点　烷烃的结构
必备知识基础练
1．答案：C
解析：甲烷分子中含有的键是4个C—H键，C—H键属于极性键。
2．答案：D
解析：在有机物分子结构中，每个碳原子形成4个化学键，D中三键和双键中间的碳形成了5条共价键，违背了碳四价的原则，D错误。
3．答案：C
解析：碳原子的成键特点、结合方式及碳原子的结构特点决定了有机化合物种类繁多。
4．答案：B
解析：碳原子最外层有4个电子，既不易失电子也不易得电子，故碳原子性质并不活泼，常温下比较稳定，B错误。
5．答案：B
解析：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，可以看出B项中C、Si成键不合理。
6．答案：AC
解析：在大多数有机物分子里，碳原子和碳原子之间形成非极性键，碳原子与其他原子间形成极性键，且每个碳原子都形成四个共价键，形成四对共用电子对，AC正确。
7．答案：D
解析：甲烷分子结构示意图，能体现甲烷的正四面体结构，但不能体现原子的相对大小，不能够反映其真实存在状况，A错误；甲烷的电子式，表现原子的成键情况，不能体现甲烷的真实的存在状况，B错误；甲烷的球棍模型，能体现甲烷的正四面体结构，能体现原子的相对大小，但不能体现分子的真实结构，C错误；甲烷的空间填充模型，体现原子的相对大小及连接形式，体现甲烷的正四面体结构，更接近分子的真实结构，D正确。
8．答案：B
解析：无论CH4分子为平面正方形结构还是以碳原子为中心的正四面体结构，CH3Cl和CHCl3都只有一种结构即只代表一种物质，且CCl4是高度对称的分子；对于CH2Cl2，若CH4为平面正方形结构，则CH2Cl2应有两种结构，而CH2Cl2只代表一种物质，说明CH4不是平面正方形结构，而是以碳原子为中心的正四面体结构。
9．答案：B
解析：碳原子的最外层有4个电子，故能与其他原子形成4个共价键，在烷烃分子中原子之间都形成单键，故A正确；由碳原子形成的4个共价键在空间呈四面体结构可知，正丁烷的4个碳原子不可能在同一直线上，故B错误；甲烷、乙烷、丙烷的结构都只有一种，故C正确；烷烃中碳原子形成4个共价键，在空间呈四面体形，故任何烷烃分子都不可能为平面形结构，故D正确。
10．答案：C
解析：凡是分子式符合CnH2n＋2的均为烷烃，C正确。
11．答案：AD
解析：分子中有1个或1个碳环，就可以少2个H，有1个—C≡C—，就可以少4个H。C6H9Br与其对应的烷烃C6H14相比少4个H，所以不可能是只含有1个双键的直链有机物，也不可能是含有两个三键的直链有机物。
12．答案：A
解析：同系物结构相似，必属于同一类物质，因此有同一通式，但一定不具有相同的分子式，A错误，B正确；相邻同系物在分子组成上相差一个CH2原子团，C正确；因结构相似，所以化学性质基本相似，D正确。
13．答案：A
解析：同分异构体的分子式相同，则最简式、相对分子质量相同，但结构不同，则性质不同，若为同类物质，化学性质相似，若为不同类物质，化学及物理性质都不同。
14．答案：B
解析：同分异构体可能具有相似的化学性质，但具有相似化学性质不一定是同分异构体，如乙烯与丙烯，化学性质相似，但分子式不同，A错误；分子式相同结构不同的化合物互称为同分异构体，因此同分异构体的分子式相同，但分子内碳原子的结合方式不同，B正确；同分异构体的空间结构不同，C错误；同分异构体的结构不同，物理性质不同，D错误。
15．答案：A
解析：互为同系物的有机物结构相似，化学性质相似，但反之不成立，①错误；同系物的前提是结构相似，②错误；C2H4与C3H6具有相同的最简式，碳、氢的质量分数相同，但C2H4只能为CH2===CH2，而C3H6若为时二者不是同系物，③错误；同分异构体之间物理性质有差别，若为同一类物质，化学性质相似，若为不同类物质，则化学性质不同，④错误。
16．答案：AD
解析：和C(CH3)4是同一种物质，均表示新戊烷，A正确； H2和D2均表示氢气，不能互为同位素，B错误；正丁烷和异丁烷的分子式相同，结构不同，互为同分异构体，C错误；的结构完全相同，是同一种物质，D正确。
关键能力综合练
1．答案：C
解析：烷烃分子中无论是碳碳键还是碳氢键，都是单键，①说法正确；烷烃分子中的碳原子通过共价键与氢原子结合，②说法不正确；因分子通式CnH2n＋2中的氢原子已达完全饱和，因此符合通式CnH2n＋2的有机物一定是烷烃，③说法不正确；甲烷分子为正四面体的空间结构，5个原子不在同一平面上，④说法正确。
2．答案：D
解析：烷烃中存在同分异构现象，如丁烷，存在正丁烷和异丁烷，碳原子数相同，不能成为同系物，A错误；乙炔(C2H2)和苯(C6H6)，组成相同，各元素的质量分数也相同，但二者不是同分异构体，B错误；乙醇(CH3CH2OH 46 g·mol－1)和甲酸(HCOOH46 g·mol－1)，二者相对分子质量相同，但不是同分异构体，C错误；烷烃：碳碳之间以单键形成的链烃，D正确。
3．答案：B
解析：CH4、CCl4中各自的键的长度、键的强度相等，故为正四面体结构；CH3Cl中含C—H键和C—Cl键两种不同的化学键，不是正四面体。
4．答案D
5．答案：A
解析：C5H12的同分异构体有三种：CH3CH2CH2CH2CH3、、，所以题述结构中重复的是②③④，A符合题意。
6．答案：C
解析：设烷烃的化学式为CnH2n＋2，故2n＋2＝200，n＝99，故选C项。
7．答案：C
解析：C4H10有两种同分异构体，即CH3CH2CH2CH3和，A错误；相对分子质量相同，但分子式不一定相同，故相对分子质量相同，结构不同的两种化合物不一定是同分异构体，B错误；同分异构体为不同的物质，故它们之间的转化是化学变化，C正确；为同一物质，不是同分异构体，D错误。
8．答案：BC
解析：①和④、②和③的分子式相同而结构不同，分别为同分异构体；②和⑤为同种物质。
9．答案：D
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
，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。
10．答案：(1)①A、C　②碳碳双键　碳碳三键　碳链
③C　E、F、H　G　(2)①C6H14　②C5H12　③C3H8　④C7H16
解析：(1)①根据球棍模型的含义及碳原子的成键特点可知：A为CH3CH2CH2CH3，B为CH3CH===CHCH3，C为，D为CH3C≡CCH3，E为CH3CH2CH===CH2，F为CH3CCH3CH2，G为CH3CH2C≡CH，H为，故A、C属于烷烃。②这些分子中，碳原子之间不仅可以形成碳碳单键，还可以形成碳碳双键、碳碳三键，不仅可以形成碳链，还可以形成碳环。③根据同分异构体的概念可判断出A与C，B与E、F和H，D与G分别互为同分异构体。(2)①M＝2 g·mol－1×43＝86 g·mol－1，所以14n＋2＝86，n＝6，即该烷烃的分子式为C6H14。②由CnH2n＋2，n＝5，得2n＋2＝12，该烷烃的分子式为C5H12。③由CnH2n＋2可知，6n＋2n＋2＝26，n＝3，该烷烃的分子式为C3H8。④由CnH2n＋2可知，其中含有(2n＋2)个C—H键，(n－1)个C—C键，所以(2n＋2)＋(n－1)＝22，即n＝7，该烷烃的分子式为C7H16。
学科素养升级练
1．答案：C
解析：两者的分子式均为C4H8，A正确；两者分子中均含有碳环，因此均属于环烃，B正确；两者的分子式相同，因此一定不互为同系物，C错误；两者分子中均含有12个共价键，D正确。
2．答案：C
解析：由球棍模型可判断该物质分子中含有6个碳原子和14个氢原子，因此分子式为C6H14，A正确；该物质分子中含有6个碳原子，属于烷烃，因此叫己烷，B正确；14个H原子能形成14个共价键，6个碳原子只能形成5个共价键，因此1 mol该物质中共含有19 mol共价键，C错误；甲烷的分子式为CH4，与该物质的结构相似，且相差5个CH2原子团，因些两者互为同系物，D正确。
3．答案：D
解析：标准状况下，戊烷是液体，无法通过气体摩尔体积计算其物质的量，则无法求得其所含的分子数，A错误；0.5 molC3H8分子中含C—H共价键的个数为0.5 mol×8×NA mol－1＝4NA，B错误；未标明物质所处状况，无法通过气体摩尔体积计算气体的分子数，且二氯甲烷在标况下是液体，C错误；30 g乙烷的物质的量为＝1 mol,1个乙烷分子中共用电子对数目为7，故1 mol乙烷分子中所含的共用电子对数为7NA，D正确。
4．答案：(1)BD　E　AF　(2)A、B　D　(3)①C14H30　②C10H22
解析：(1)7种物质均为烷烃，若碳原子数不同，则互为同系物；若碳原子数相同，而结构不同，则互为同分异构体；若碳原子数相同，且结构也相同，则为同一种物质。7种物质的分子式分别为①C5H12，②C5H12，③C6H14，④C6H14，⑤C6H14，⑥C6H14，⑦C6H14。所以①②中任一物质与③④⑤⑥⑦中任一物质均属于同系物；①②结构相同属于同种物质，④⑥结构相同属于同种物质；③④⑤⑦或③⑤⑥⑦互为同分异构体。(2)根据球棍模型可知，A的分子式为C3H8、B的分子式为C4H10、C的分子式为C5H12、D的分子式为C5H12，所以与C互为同系物的是A、B，与C互为同分异构体的是D。(3)①根据链状烷烃的通式CnH2n＋2可知，含有30个H原子的链状烷烃为C14H30。②设该烷烃的分子式为CnH2n＋2，其相对分子质量为14n＋2＝142，解得n＝10，该烷烃的分子式为C10H22。