7.1.1 碳原子的成键特点烷烃的结构 同步练习 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019） 必修第二册

碳原子的成键特点　烷烃的结构 (分值:70分) A级　合格过关练 选择题只有1个选项符合题意 (1~8题,每题4分,共32分) (一)有机化合物中碳原子的成键特点 1.有关有机化合物中碳原子的成键特点,下列说法错误的是 (　　) 碳原子最外层有4个电子,每个碳原子形成4个价键 碳原子间只能形成碳链,不能形成碳环 含5个碳原子的烷烃最多可以形成4个碳碳单键 在正丁烷分子中,4个碳原子形成的碳链为锯齿形,不为直线形 2.下列以碳为骨架的烃分子模型图中,含碳碳双键的是 (　　) A B C D 3.有关有机化合物中碳原子的成键特点,下列说法错误的是 (　　) 全部通过非极性键结合 在CH4分子中,四个碳氢共价键的长度和强度均相同 含有两个C原子和两个H原子的有机物的结构式为H—C≡C—H 形成碳碳双键的两个碳原子共用2对电子 4.如图是某烷烃分子的球棍模型图,图中大、小“球”表示两种元素的原子,“棍”表示化学键。其结构简式是 (　　) CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 CH2CH3CH4 (二)烷烃的结构 5.如图所示均能表示甲烷的分子结构,下列说法错误的是 (　　) Ⅰ将各原子看成了质点,为空间结构示意图 Ⅱ为电子式,表示甲烷分子中有8个电子 Ⅲ为球棍模型,棍代表甲烷分子内含有的共价键 Ⅳ为空间填充模型,能表示甲烷的空间结构及各原子的相对大小 6.下列关于烷烃的叙述正确的是 (　　) 正丁烷分子中所有的碳原子均在同一直线上 烷烃分子中都含有C—C键 只含单键的烃一定是饱和链烃 含有C—C键的链烃不一定是烷烃 7.下列关于CH4、CH3CH3和的叙述正确的是 (　　) 均能用通式CnH2n+2来表示 与所有烷烃互为同素异形体 它们都是烷烃,结构中都既有极性共价键又有非极性共价键 都是平面形分子,所有原子都处于同一平面内 8.在有机物中有一大类物质叫做烷烃。其中CH4为甲烷,C2H6为乙烷,C3H8为丙烷,C4H10为丁烷……。含有8个碳原子的烷烃分子式为 (　　) C8H14 C8H16 C8H18 C8H20 9.(10分)如图1是利用碳原子、氢原子模型搭建的某有机物的球棍模型,回答以下问题: (1)(4分)该物质的分子式是　　　　　　,结构简式是　　　　　　。  (2)(2分)该分子中,碳原子形成的化学键有(填字母序号)　　　　。  a.碳碳单键　b.碳碳双键　c.碳氢键 (3)(2分)某同学拼出的球棍模型如图2,该结构中碳原子形成的共价键数目不正确。请从原子结构角度解释碳原子应形成4个共价键的原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)(2分)甲烷是结构最简单的碳氢化合物。下列甲烷的表示方法中,最能反映其真实结构的是　　　　。  A.结构示意图 B.电子式H C.球棍模型 D.空间填充模型 B级　素养培优练 (10~13题,每题4分,共16分) 10.下列有关化学用语或模型正确的是 (　　) 中子数为10的氧原子O Mg2+的离子结构示意图: 甲烷分子的球棍模型: 丙烷的分子式:C3H8 11.如图是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型图,下列说法正确的是 (　　) CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构 CH4、CCl4都是正四面体结构 CH4和CCl4中的化学键均为非极性键 CH4、CCl4的结构不同,性质不同 12.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不正确的是 (　　) ①处的化学键表示碳碳三键 ②处的化学键表示碳碳单键 ③处的原子可能是氯原子或氟原子 此星际分子不属于烃类 13.下列选项中说法不正确的是 (　　) ①CH4　②石墨　③C3H8　④氕、氘、氚 ⑤CH3CH2CH2Cl　⑥C60　⑦CH3CH2CH3 ⑧CH2ClCH2CH3 互为同素异形体的是②⑥ 互为同位素的是④ 属于烷烃的是①③⑤ 属于同种物质的是③⑦、⑤⑧ 14.(12分)只含有碳、氢两种元素的有机物属于烃类。下列是一些烃的结构式: (1)(2分)已知:“C—C、CC、C≡C”分别表示碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键。烃分子中碳原子能形成　　　　　　个键(双键可看成2个键,三键可看成3个键)。  (2)(4分)有机物甲、乙中碳原子间的成键方式如图所示,碳原子未达到最大键数的,都与氢原子成键。请补充完整甲、乙的结构式。 甲:　　　　　　　　　　　　;  乙:C—CC—C　　　　　　　　　　　　。  (3)(4分)烃分子中碳碳原子间均是形成单键,且分子为链状,这样的烃称为链状烷烃。(a)、(b)、(c)、(d)均是链状烷烃。请根据链状烷烃的结构特点,推理6个碳原子的链状烷烃的分子式:　　　　　　　　　　　　。含n个碳原子的链状烷烃,其氢原子数为　　　　　　　　　　　 (用含n的代数式表示)。 (4)(2分)已知甲烷分子中四个氢原子所处的化学环境完全相同,据此推测其结构有平面四边形和正四面体形两种可能,如下图所示。已知CH2Cl2只有一种结构,则可知甲烷分子应为　　　　　　　　　　　　形。  碳原子的成键特点　烷烃的结构 1.B　[碳原子间可以形成碳链,也可以形成碳环,B项错误。] 2.B　[只有B项中含有碳碳双键,其他选项均为碳碳单键。] 3.A　[A项,碳原子与其他原子形成的化学键为极性键;B项,CH4分子由碳氢键组成,共价键的长度和强度均相同;C项,根据碳原子最外层只有四个电子,能形成四对共用电子对,若只有两个氢原子,则只能和氢原子形成两对共用电子对,因此碳碳原子形成碳碳三键;D项,形成碳碳双键的两个碳原子共用2对电子。] 4.B　[根据分子球棍模型,大球是碳原子、小球是氢原子,该有机物是丙烷,结构简式是CH3CH2CH3,故B正确。] 5.B　[Ⅱ表示电子式,但略去了碳原子的内层电子,甲烷分子中应含有10个电子。] 6.D　[A项,由碳原子的成键方式和键角特征可知,正丁烷碳链为锯齿状,因此正丁烷中的碳原子不在同一直线上;B项,甲烷分子中只有一个碳原子,无法形成C—C键;C项,环烷烃也只含单键,但它不是链烃,而是环状烃;D项,含有C—C键的链烃不一定是烷烃,如很多烃分子中除了含有碳碳单键,还可能含有碳碳双键或碳碳三键。] 7.A　[B项,同素异形体的研究对象为单质;C项,CH4分子中只有极性键,没有非极性键。] 8.C　[比较CH4、C2H6、C3H8、C4H10中C、H原子个数的变化,每增加1个C原子,则同时增加2个H原子,由此可推得链状烷烃的通式为CnH2n+2。则含有8个碳原子的烷烃分子式为C8H2×8+2,即为C8H18。] 9.(1)C2H6　CH3CH3　(2)ac (3)碳原子最外层有4个电子,则应形成4对共用电子对,达到8电子稳定结构,即应该形成4条共价键 (4)D 解析　 (1)由图中模型可知:该有机物的分子中含有2个C原子和6个H原子,故其分子式为C2H6,每个C原子与3个H原子形成3个C—H键,两个C原子之间形成C—C单键,其结构简式为CH3CH3;(2)由图可知,该有机物中含有碳碳单键、碳氢单键,故合理选项是ac;(3)从原子结构角度解释碳原子应形成4个共价键的原因是碳最外层有4个电子,则应形成4对共用电子对,使C原子达到最外层8电子稳定结构,即应该形成4条共价键。(4)最能反映甲烷真实存在状况的是甲烷的空间填充模型。 10.D　[中子数为10的氧原子的质量数为8+10=18,用原子符号表示为O,A错误;Mg2+是Mg原子失去最外层的2个电子形成的,核外电子排布是2、8,所以Mg2+的离子结构示意图为,B错误;甲烷分子是正四面体结构,由于原子半径:C>H,所以CH4的空间填充模型为,C错误。] 11.B　[A项,CH4、CCl4是正四面体结构 ,但CH3Cl不是正四面体结构;B项,CH4、CCl4分子中的四个键的键长分别相同,它们都是正四面体结构;C项,CH4和CCl4中的化学键都是由不同元素的原子形成,所以均为极性键;D项,CH4、CCl4的结构相同,但由于构成共价键的元素不同,所以性质不同。] 12.C　[该分子为有机物,有机物分子中碳原子形成了4个共价键,从左边氢原子开始推断,第一个碳碳键为碳碳三键,第二个碳碳键为单键,第三个为三键,同理可推出①为碳碳三键,②为碳碳单键,③与其相连的碳应该为三键,即结构简式为HC≡C—C≡C—C≡C—C≡C—C≡,据此进行判断。A项,①处的键为碳碳三键;B项,②处的键为碳碳单键;C项,③原子形成的键为三键,所以不可能为氯原子或氟原子;D项,颜色相同的球表示同一种原子,说明有3种原子,不属于烃类。] 13.C　[石墨、C60都是由碳元素组成的单质,互为同素异形体,故A正确;氕、氘、氚是质子数相同、中子数不同的原子,互为同位素,故B正确;CH4、C3H8、CH3CH2CH3只含碳、氢两种元素,属于烷烃,CH3CH2CH2Cl由碳、氢、氯三种元素组成,不属于烷烃,故C错误;C3H8的结构简式是CH3CH2CH3,CH3CH2CH2Cl、CH2ClCH2CH3结构相同,③⑦、⑤⑧属于同种物质,故D正确。] 14.(1)4 (2)　(3)C6H14　2n+2 (4)正四面体 解析　(1)由于C原子价电子数目是4,所以烃分子中碳原子能形成4个键;(2)根据C原子价电子数目是4,将不足4个的用H原子补齐,可得相应物质的结构式,其中甲是,乙是 ;(3)烃分子中含有6个碳原子的链状烷烃结构简式是CH3CH2CH2CH2CH2CH3,也可写为CH3(CH2)4CH3,所以含有6个C原子的烷烃分子式为C6H14;根据分子中H原子数目与C原子数目关系可知:若是含n个碳原子的链状烷烃,其氢原子数为2n+2;(4)若甲烷为平面正方形结构,则其中的2个H原子被Cl原子取代产生的物质CH2Cl2就会有2种结构:2个Cl原子在相邻位置,夹角是90°;及2个Cl原子在相对位置,夹角是180°,但事实上CH2Cl2只有一种结构,这说明CH4是正四面体形结构。] 学科网（北京）股份有限公司 $$