第一章第一节 烷烃的结构和同分异构（同步练习）《有机化学》化工版（第三版）同步精品课堂

第一节 烷烃的结构和同分异构 同步练习 一、单项选择题 1.甲烷分子的分子式是（ ） A. CH2 B. CH3 C. CH4 D. C2H6 2.甲烷分子的几何构型是（ ） A. 线性 B. 平面三角形 C. 正四面体 D. 八面体 3.在甲烷分子中，碳原子的杂化类型是（ ） A. sp2 B. sp3 C. sp D. dsp2 4.σ键的形成是由于（ ） A. p轨道与p轨道的侧向重叠 B. s轨道与s轨道的头碰头重叠 C. d轨道与p轨道的头碰头重叠 D. s轨道与d轨道的侧向重叠 5.碳原子与氢原子形成的共价键称为（ ） A. π键 B. σ键 C. 离子键 D. 金属键 6.乙烷分子中，两个碳原子之间的化学键是（ ） A. 离子键 B. σ键 C. π键 D. 氢键 7.在烷烃分子中，碳原子之间的键通常是（ ） A. 单键 B. 双键 C. 三键 D. 四键 8.下列哪个烷烃不是直链烷烃？（ ） A. 甲烷 B. 乙烷 C. 丙烷 D. 2-甲基丙烷 二、填空题 9.甲烷分子中，碳原子与氢原子之间的键角为______。 10.在乙烷分子中，两个碳原子之间的键是由______杂化轨道形成的______键。 11.σ键是共价键中的一种，其特征是轨道的______重叠，形成______对称的电子云。 12.烷烃的通式可以表示为______，其中n代表碳原子的个数。 13.在正丁烷分子中，有______个碳原子和______个氢原子。 三、简答题 14.请解释什么是烷烃，并给出一个非烷烃的例子。 15.描述甲烷分子中的碳原子如何通过sp3杂化形成正四面体构型，并解释这一构型的稳定性。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第一节 烷烃的结构和同分异构 同步练习解析 一、单项选择题 1.甲烷分子的分子式是（ ） A. CH2 B. CH3 C. CH4 D. C2H6 【答案】C 【解析】甲烷是最简单的烷烃，它的分子中含有1个碳原子和4个氢原子。因此，甲烷分子的正确分子式是CH4。选项A和B都只包含了3个氢原子，不符合甲烷分子的构成；而选项D的分子式C2H6则代表了乙烷，它是含有2个碳原子的烷烃，与甲烷的结构不同。 2.甲烷分子的几何构型是（ ） A. 线性 B. 平面三角形 C. 正四面体 D. 八面体 【答案】C 【解析】甲烷分子由1个碳原子和4个氢原子组成。碳原子采用sp3杂化，形成4个等价的sp3杂化轨道，每个轨道与一个氢原子的s轨道重叠，形成4个σ键。由于sp3杂化轨道的对称性，甲烷 分子呈现出正四面体的几何构型，其中碳原子位于四面体的中心，4个氢原子位于四面体的四个顶点上。 每个C—H键之间的夹角为109.5°，使得整个分子结构非常稳定。因此，甲烷分子的几何构型是正四 面体。 3.在甲烷分子中，碳原子的杂化类型是（ ） A. SP2 B. SP3 C. SP D. dsp2 【答案】B 【解析】甲烷分子的化学式为CH4，其中一个碳原子与四个氢原子相连。碳原子在甲烷分子中形成了 四个共价键，为了达到最大的杂化轨道数量以容纳这四个σ键，碳原子会采用SP3杂化。SP3杂化 涉及一个s轨道和三个p轨道混合形成四个等价的杂化轨道，这些杂化轨道以正四面体的几何构型排布，使得碳原子与四个氢原子之间的键角均为109.5°。因此，在甲烷分子中，碳原子的杂化类型是SP3。 4.σ键的形成是由于（ ） A. p轨道与p轨道的侧向重叠 B. s轨道与s轨道的头碰头重叠 C. d轨道与p轨道的头碰头重叠 D. s轨道与d轨道的侧向重叠 【答案】B 【解析】σ键（sigma键）是最基本的共价键类型，它是由两个原子的轨道沿着原子之间的轴线方向相互重叠形成的。这种重叠被称为“头碰头重叠”或“轴向重叠”。在σ键的形成中，通常涉及一个原子的s轨道与另一个原子的s轨道，或者一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道进行头碰头重叠。由 于s轨道是球形对称的，而p轨道是哑铃形对称的，当两个s轨道或一个s轨道与一个p轨道沿着原 子间轴线重叠时，可以形成强固的σ键。因此，σ键的形成是s轨道与s轨道或s轨道与p轨道的头碰 头重叠。 5.碳原子与氢原子形成的共价键称为（ ） A. π键 B. σ键 C. 离子键 D. 金属键 【答案】B 【解析】碳原子与氢原子之间形成的共价键是σ键。σ键是一种共价键，它由两个原子的轨道沿着原子之间的轴线方向相互重叠形成。在碳氢键的情况下，通常是碳原子的一个SP3杂化轨道与氢原子的1s轨道发生头对头的重叠，从而产生一个强且方向性好的σ键。这种键类型是最常见的共价键类型之一，也是有机化合物中碳氢键的典型键类型。 6.乙烷分子中，两个碳原子之间的化学键是（ ） A. 离