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7.1.1碳原子的成键特点 烷烃的结构 基础对点练+综合强化练(含答案)

1、第一节第一节 认识有机化合物认识有机化合物 第第 1 1 课时课时 碳原子的成键特点碳原子的成键特点 烷烃的结构烷烃的结构 A 组 基础对点练 题组一 有机化合物碳原子成键特点及结构 1.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( ) 答案 D 解析 分子的空间充填模型不仅表示分子的空间结构,还可以表示原子的相对大小,因此最 真实反映分子结构状况,故选 D。 2.已知甲烷和丙烷分子中碳原子成键相似,下列有关丙烷的描述正确的是( ) A.碳原子间以双键相结合,为链状结构 B.每个碳原子都形成四个价键,碳链为锯齿状 C.丙烷分子中所有原子共平面 D.丙烷分子中三个碳原子为环状结

2、构 答案 B 解析 据信息,丙烷分子中碳原子成 4 个价键,碳和碳之间为单键,形成碳链,剩余价键都 和氢原子结合,故 A、C、D 错误。 3.(2019 河南安阳一中高一段测)下列说法中正确的是( ) A.CH3Cl 是正四面体结构 B.CH2Cl2有两种结构 C.CHCl3只有一种结构,可以证明甲烷是正四面体结构 D.CCl4是正四面体结构 答案 D 解析 CH3Cl 中 C 原子上连有不同的原子,为四面体结构,但不是正四面体结构,A 错误; 甲烷分子是正四面体结构,CH2Cl2只有一种结构,B 错误;无论甲烷分子是正四面体结构, 还是平面正方形结构,CHCl3都不存在同分异构体,C 错误;

3、CCl4中 C 原子连有四个相同的 Cl 原子,形成四个相同的化学键,分子的空间结构为正四面体结构,D 正确。 题组二 烷烃的组成及结构 4.下列有关简单烷烃的描述,说法错误的是( ) A.原子间所成的键都是单键 B.都易燃烧,都难溶于水 C.分子组成上满足通式 CnH2n2(n1) D.相邻两个烷烃分子组成上相差一个甲基 答案 D 解析 相邻两个烷烃分子组成上相差一个 CH2原子团,故 D 错误。 5.下列说法不正确的是( ) A.烷烃中每个碳原子都形成四个共价单键 B.正丁烷的四个碳原子可以在同一条直线上 C.甲烷、乙烷、丙烷的结构都只有一种 D.任何烷烃分子不可能为平面结构 答案 B 解

4、析 正丁烷分子中 4 个碳原子为锯齿形, 不为直线形, 故不在同一直线上, 因此 B 错误。 题组三 同系物、同分异构体的判断 6.下列叙述正确的是( ) A.CH4与 C4H10互为同系物 B.C3H8有 2 种同分异构体 C.所有烷烃的分子组成上都满足 CnH2n2(n1) D.烷烃分子中,相邻的三个碳原子可能在同一条直线上 答案 A 解析 CH4与 C4H10均是烷烃,二者互为同系物,A 项正确;C3H8是丙烷,丙烷无同分异构 体,B 项错误;烷烃中所含碳原子是饱和的,链状烷烃分子组成上都满足 CnH2n2(n1),但 环烷烃不符合该通式,C 错误;烷烃分子中的碳原子呈锯齿形,分子中相邻

5、的三个碳原子不 可能在同一条直线上,D 项错误。 7.(2019 重庆七校高一检测)下列说法中,不正确的是( ) A.12C 和 14C 互为同位素 B.O2和 O3互为同素异形体 C.CH4和 C3H8互为同系物 D.和互为同分异构体 答案 D 解析 两种 C 原子的质子数相同,中子数不同,互为同位素,A 项正确;氧气和臭氧都是由 氧元素形成的单质,但分子式不同,互为同素异形体,B 项正确;CH4和 C3H8结构相似,组 成上相差 2 个 CH2原子团,互为同系物,C 项正确;因为甲烷分子是正四面体结构,所以其 二氯代物的结构只有一种,D 项中的两种结构表示同一种物质,即二氯甲烷,D 项错误

6、。 8.下列叙述中正确的是( ) A.含 5 个碳原子的有机物,每个分子中最多有 4 个 CC 单键 B.正戊烷分子中所有原子均在一条直线上 C.碳原子间以单键结合,碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定符合通式 CnH2n2 D.分子式为 C3H8与 C6H14的两种有机物一定互为同系物 答案 D 解析 含有 5 个碳原子的有机物若形成碳链,则每个分子中有 4 个 CC 键,若形成碳环, 则每个分子中有 5 个 CC 键,A 错误;正戊烷分子中所有原子不在一条直线上,B 错误; 不仅饱和链烃中只含有 CC 键与 CH 键, 环烷烃中也只含有 CC 键与 CH 键, 环烷烃 的通式为 CnH2

7、n,C 错误;C3H8和 C6H14均为链状烷烃,且分子组成上相差 3 个“CH2”,两 种有机物一定互为同系物,D 正确。 9.有下列各组物质(在横线上填相应的序号): O2和 O3 H2、D2、T2 12C 和 14C CH3CH2CH2CH3和(CH3)2CHCH2CH3 癸烷和十六烷 CH3CH2CH3和 CH3CH2CH2CH(CH3)C2H5 和 (1)互为同位素的是_。 (2)互为同系物的是_。 (3)互为同素异形体的是_。 (4)为同一种物质的是_。 .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

8、的分子式为_。 (3)烷烃 A 在同温同压下蒸气的密度是 H2的 36 倍,则其分子式为_。 (4)甲烷的电子式为_,碳氢键之间键角为_。 答案 .(1) (2) (3) (4) .(1)C14H30 (2)C10H22 (3)C5H12 (4) 109 28 解析 .(1)同位素是质子数相同、中子数不同的一类原子,互为同位素的是 12C 和14C。 (2)同系物是结构相似,分子组成上相差一个或若干个 CH2原子团的有机物,中两种物质分 子式分别为 C4H10、C5H12,都属于链状烷烃,为同系物。中两种物质分子式分别为 C3H8、 C7H16,均属于链状烷烃,故也为同系物,因此为同系物的为。

9、 (3)同种元素组成的不同单质互为同素异形体,互为同素异形体的是。 (4)属于同一种物质的是。 .(1)根据链状烷烃的通式 CnH2n2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 CnH2n2,其相对分子质量为 14n2142,解得 n10,该烷烃的分 子式为 C10H22。 (3)烷烃 A 在同温同压下蒸气的密度是 H2的 36 倍,则该烷烃的相对分子质量为 72,设 A 的 分子式为 CnH2n2,其相对分子质量为 14n272,解得 n5,该烷烃的分子式为 C5H12。 (4)CH4的电子式为,分子结构为正四面体形,碳氢键之间的键角为 109 2

10、8。 B 组 综合强化练 1.下列说法正确的是( ) A.碳碳间以单键相结合,碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定是饱和链烃 B.分子组成符合 CnH2n2的烃一定是链状烷烃 C.正戊烷分子中所有碳原子均在一条直线上 D.新戊烷的一氯取代物有 2 种 答案 B 解析 A 项符合条件的烃为饱和烃,可为链状烷烃,也可为环烷烃,但分子组成符合 CnH2n2的 烃一定为链状烷烃,故 A 错误,B 正确;在烷烃分子中与碳原子紧邻的四个原子构成四面体 形, 所以正戊烷分子中所有碳原子呈锯齿形, 而非直线形, 故 C 错误; 新戊烷分子完全对称, 分子中只有一种氢原子,故一氯代物只有一种,故 D 错误。

11、2.(2018 福建莆田测试)下列有关丁烷(C4H10)的叙述不正确的是( ) A.分子中碳原子不在同一直线上 B.光照条件下和氯气反应可生成 CH3CH2CH2CH2Cl C.难溶于水 D.所有的原子可能在同一平面内 答案 D 解析 烷烃分子中的所有共价键都为共价单键,和 CH4相似,因此,丁烷(C4H10)中所有的原 子不能在同一平面内,故 D 错误。 3.下列表示的物质中,属于烷烃的是( ) CH3CH2OH CH3(CH2)4CH3 C8H16 CCl4 A. B. C. D. 答案 C 4.(2019 山东营口高一期中)下列事实能证明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构的是 ( )

12、 A.四个 CH 键完全相同 B.CH4的一氯代物只有一种 C.在常温常压下,CH2Cl2为液体 D.CH2Cl2只有一种空间结构 答案 D 解析 无论甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构,还是平面正方形结构,CH4中的四 个键的键角和键长都相等,A 错误;无论甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构,还是 平面正方形结构,CH3Cl 的空间结构都只有一种,B 错误;在常温常压下,CH2Cl2为液体, 与结构无关,C 错误;若甲烷是平面正方形的结构,则 CH2Cl2有两种结构:相邻或者对角线 上的氢原子被氯原子取代,而实际上,CH2Cl2只有一种空间结构,因此只有正四面体结构才 符合,D 正确

13、。 5.(2019 北京师范大学东莞石竹附属学校月考)丁烷(分子式为C4H10)是家用液化石油气的成分 之一,也用作打火机的燃烧,下列关于丁烷的叙述不正确的是( ) A.在常温下,C4H10是气体 B.C4H10与 CH4互为同系物 C.正丁烷和异丁烷分子式都为 C4H10,两者的性质完全相同 D.正丁烷中四个碳原子不在同一直线上 答案 C 解析 常温下,C4H10是气体,故 A 正确;C4H10与 CH4都属于烷烃,结构相似,在组成上相 差 3 个 CH2原子团,二者互为同系物,故 B 正确;丁烷有 CH3CH2CH2CH3(正丁烷)、 CH3CH(CH3)2(异丁烷)2 种结构,性质不完全

14、相同,故 C 错误;正丁烷分子中四个碳原子为锯 齿形排布,不为直线形,故四个碳原子不在同一直线上,故 D 正确。 6.下列各组物质中互为同系物的是( ) A.CH3CH=CH2和 B.CH2=CHCH3和 C.CH2=CH2和 D.CHCCH3和 CH2=CHCH=CH2 答案 A 解析 结构相似(同一类), 在分子组成上相差一个或若干个 CH2原子团的物质互为同系物, B、 C、D 三个选项中给出的两种物质结构不相似,故都不正确。 7.(2019 山东济宁月考)下列分子式只表示一种物质的是( ) A.C3H7Cl B.C3H6 C.CH2Cl2 D.C4H10 答案 C 解析 C3H7Cl

15、可以是 CH2ClCH2CH3或 CH3CHClCH3,A 项错误;C3H6可以是丙烯 (CH2=CHCH3)或环丙烷(), B 项错误; CH2Cl2是二氯甲烷, 只有一种结构, C 项正确;C4H10可以是正丁烷或异丁烷,D 项错误。 8.如图所示表示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 C 原子在同一平面内。 答案 (1)正丁烷 同分异构体 (2)2 3 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

16、。根据有机物乙的空间充填模型,可知其结构简式为,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 H 原子被 3 个CH3取代, 所以最多有 3 个 C 原子在同一平面内。 9.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

17、_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_。 答案 (1)A、C、H (2)碳碳双键 碳碳三键 碳链 (3)C E、F、H G 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 CH3CH=CHCH3,C 为,D 为 CH3CCCH3,E 为 CH3CH2CH=CH2,F 为 ,G 为 CH3CH2CCH, H 为, 故 A、C、 H 属于烷烃。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。根据同分异构体的概念可判

18、断出 A 与 C,B 与 E、F 和 H,D 与 G 分别互 为同分异构体。 10.已知某链状烷烃的相对分子质量为 72,则: (1)该烷烃的分子式为_。 (2)写出该烷烃分子的所有同分异构体的结构简式: _。 (3)上述同分异构体中, 在相同条件下沸点最低的是_(写结构简式)。 (4)若此有机物的一氯代物分子中有两个CH3,两个CH2,一个和一个Cl,它 们的可能结构分别是_、_、 _、_。 答案 (1)C5H12 (2)CH3CH2CH2CH2CH3、 、 (3) (4) 解析 (1)链状烷烃分子通式为 CnH2n2,则其相对分子质量为(12n2n2)72,n5,烷烃 分子式为 C5H12。 (2)烷烃 C5H12有三种同分异构体,其结构简式分别为 CH3CH2CH2CH2CH3、 、。 (3)烷烃分子中,碳原子数相同时,所带支链越多,其沸点越低,因此烷烃 C5H12三种同分异 构体中,沸点最低。 (4) 根 据 一 氯 代 物 中 的 结 构 片 段 , 可 确 定 其 结 构 有 :、 、。