1、有机化合物中碳原子的成键特点 烷烃的结构(30分钟50分)一、选择题(本题包括6小题,每小题2分,共12分)1.(2019海口高一检测)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的说法错误的是()A.碳原子间能以单键、双键或三键等多种方式结合B.多个碳原子可以形成长短不一的碳链,碳链也可以含有支链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,碳链或碳环也能相互结合【解析】选C。有机物之所以种类繁多,是因为碳原子的成键特点,碳原子之间能以单键、双键、三键等形式结合,每个碳原子能与氢原子或其他原子形成四个共价键,多个碳原子间可以形成碳链或碳环,碳链
2、或碳环也能相互结合等。2.(2020济南高一检测)正己烷(C6H14)是一种低毒、有微弱特殊气味的无色液体。常应用于配制粘胶、电子产品生产中的擦洗作业及花香溶剂萃取等行业。生产企业应当为可能接触到正己烷的从业者创造安全的生产环境,以保障他们的生命健康,有关正己烷的结构描述正确的有()直线形正四面体形锯齿形有支链的直线形碳碳之间有双键也有单键碳碳之间只有单键氢原子可以同时连接两个碳原子A.B.C. D.【解析】选C。烷烃分子中C原子以单键与其余原子相连,因此与它成键的四个原子构成四面体结构,碳原子不能在一条直线上,而是呈锯齿形。3.键线式可以简明扼要地表示碳氢化合物,这种键线式表示的物质是()A
3、.丁烷B.异丁烷C.异戊烷D.新戊烷【解析】选C。键线式中端点和拐点是碳原子,每个碳原子形成四个共价键,该物质的结构简式为CH3CH2CH(CH3)2,为异戊烷。4.(2020杭州高一检测)下列各组中,互称为同分异构体的是()A.CH3CH2OH和CH3OHB.35Cl与37ClC.CH3CHO与D.CH2Cl2与CH3Cl【解析】选C。两者分子式相差CH2,两者是同系物,故A错误;两者质子数相同,中子数不同,是同位素,故B错误;两者具有相同的分子式C2H4O,不同的结构,属于同分异构体,故C正确;两者分别是一氯代物和二氯代物,不属于同分异构体,故D错误。5.(2019德州高一检测)下列化学式
4、不能只表示一种物质的是()A.C2H6B.CH2Cl2C.C4H10D.CHCl3【解析】选C。A.C2H6只有一种结构,无同分异构体,只表示乙烷,故A不选;B.CH2Cl2只有一种结构,无同分异构体,只表示二氯甲烷,故B不选;C.C4H10有两种结构,正丁烷的结构简式为CH3CH2CH2CH3,异丁烷的结构简式为CH3CH(CH3)CH3,碳链不同,分子式相同,则为同分异构体,可表示两种物质,故C选;D.CHCl3只有一种结构,无同分异构体,只表示三氯甲烷,故D不选。6.已知某有机物含有4个C,每个碳原子都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
5、正确的是()A.该有机物不存在B.该有机物的分子式为C4H4C.该有机物的空间构型为正四面体D.该有机物一氯代物只有一种【解析】选A。该有机物的结构为,故A错误;每个顶点代表一个C,每个C上还连接一个H,因此该有机物的分子式为C4H4,故B正确;该有机物碳碳键之间的夹角都为60,是四个C处于四个顶点上的正四面体结构,故C正确;该有机物的结构类似于甲烷,是空间正四面体,一氯代物只有一种,故D正确。二、非选择题(本题包括2小题,共18分)7.(8分)(1)4个碳原子间均以单键结合的方式有4种,请在下面的方框中补充另外3种结合方式:(2)写出碳原子数为5的烷烃的同分异构体的结构简式。_。【解析】碳原
6、子间相互以单键结合时,既可以形成碳链,也可以形成碳环。答案:(1)(2)CH3CH2CH2CH2CH3、8.(10分)回答下列问题:(1)分子中含有14个氢原子的烷烃的最简式为_,其中含有3个CH3的同分异构体的结构简式为_。(2)相对分子质量为44的烷烃的分子式为_,1 mol该烷烃分子中含有的共价键的数目为_。(3)含碳质量分数约为83.7%的烷烃分子式为_。【解析】(1)根据烷烃通式CnH2n+2和1 mol CnH2n+2中含有(3n+1)mol共价键。知2n+2=14,n=6,最简式为C6H14;其中含3个CH3的同分异构体为、。(2)相对分子质量为44的烷烃,由通式CnH2n+2知
7、12n+2n+2=44,n=3,共价键数为3n+1=33+1=10个,故1 mol C3H8含共价键10 mol,其数目为10NA或6.021024。(3)由100%=83.7%,解得n6。答案:(1)C6H14、(2)C3H810NA或6.021024(3)C6H141.(5分)如图为页岩气中某些烃类的结构模型:(1)有机物甲的名称为_,有机物甲与有机物乙互为_。(2)有机物乙的一氯取代物有_种,请你根据甲烷分子结构示意图推测,有机物乙中最多有_个碳原子在同一平面内。【解析】(1)根据有机物甲的球棍模型,可知其结构简式为CH3CH2CH2CH3,其化学名称为正丁烷。根据有机物乙的比例模型,可
8、知其结构简式为,有机物甲和乙的分子式相同而结构不同,所以二者互为同分异构体。(2)分子中与“”相连的3个CH3位置相同,故其一氯代物有2种(、)。根据CH4分子结构示意图可知,CH4分子中最多有3个原子在同一平面内,相当于CH4分子中的3个氢原子被3个CH3取代,所以最多有3个碳原子在同一平面内。答案:(1)正丁烷同分异构体(2)232.(15分)如图表示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,假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合的。(1)图中属于烷烃的是_(填字母)。(2)在如图所示的有机化合物中,碳原子与碳原子之间不仅可以形成共价单键,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_;B与_;D与_(填字母)。【解析】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CH3CHCHCH3,C为,D为CH3CCCH3,E为CH3CH2CHCH2,F为,G为CH3CH2CCH,H为。故A、C属于烷烃,这些分子中,碳原子之间不仅可以形成共价单键,还可形成碳碳双键、碳碳三键;不仅可以形成碳链,还可形成碳环。再根据同分异构体概念可判断出A与C,B与E、F、H,D与G分别互为同分异构体。答案:(1)A、C(2)碳碳双键碳碳三键碳链(3)CE、F、HG
