7.1 第1课时 有机化合物中碳原子的成键特点 烷烃的结构 课后达标 素养提升(Word练习)-【学霸笔记·同步精讲】2024-2025学年高中化学必修第二册（人教版）

1．有机化合物种类繁多的原因是(　　) A．碳元素在地壳中的含量高，且属于非金属元素 B.碳原子间能以共价键结合，形成多种链状和环状结构 C.碳元素所形成的化合物性质稳定，且共价键的键能大 D.碳原子中质子数和中子数相等 解析：选B。有机化合物种类繁多的原因为有机化合物分子中碳原子可以和其他原子形成4个共价键，且碳原子间能以共价键结合(单键、双键、三键)，形成链状或环状等结构。 2．下列说法不正确的是(　　) A.烷烃中每个碳原子都形成4个共价单键 B.正戊烷的5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结构 解析：选B。正戊烷分子中5个碳原子呈锯齿形，故不在同一直线上。 3．下列分子式或结构简式书写正确的是(　　) A.CH3 B．C2H6 解析：选B。A项中，碳原子可以形成4个共价键，因此1个碳原子可以结合4个氢原子，故A项错误；B项中，C2H6分子中碳原子和碳原子之间形成一个共价键，剩余价键和氢原子结合，故B项正确；C项中，碳原子所形成的共价键超过了4个，氧原子所形成的共价键超过了2个，故C项错误；D项中，双键碳原子所形成的共价键超过了4个，故D项错误。 4．正丁烷的球棍模型如右图所示，下列说法正确的是(　　) A.正丁烷的分子式为C4H8 B.分子中共含有13个共价键 C.分子中含有4个C—C D.分子中4个碳原子在同一直线上 解析：选B。根据题给球棍模型可知，正丁烷的分子式为C4H10，A项错误；正丁烷分子中有3个C—C和10个C—H，共有13个共价键，B项正确，C项错误；烷烃中的碳原子呈锯齿状排列，不可能共线，D项错误。 5．下面是4个碳原子相互结合的6种方式(氢原子没有画出)，其中符合通式CnH2n＋2的是(　　) A.②③ B．①⑤ C.②③④ D．①⑤⑥ 解析：选B。符合通式CnH2n＋2的是链状烷烃。 6．(2024·聊城高一检测)下列说法正确的是(　　) A.烷烃不全是饱和烃 B.C20H42一定属于烷烃 C.乙烷分子中的两个C原子共线，而8个C、H原子共平面 D.C3H8分子中的3个碳原子可能共线，但所有的原子不可能共平面 解析：选B。烷烃都是饱和烃，故A错误；符合通式CnH2n＋2的只有链状烷烃，故C20H42一定为烷烃，故B正确；碳原子形成的4个价键是四面体形，故乙烷分子中的8个C、H原子不可能共平面，故C错误；丙烷分子中的3个碳原子呈锯齿形，不可能共线，故D错误。 7．下列关于甲烷的说法不正确的是(　　) A.甲烷的结构简式是CH4 B.甲烷分子中4个C—H不完全等同，任意两个C—H之间的夹角也不完全相同 C.甲烷分子中碳原子的最外层满足8电子稳定结构 D.甲烷的分子式能表示其元素组成和分子构成 解析：选B。甲烷为正四面体形结构，分子中4个C—H完全等同且任意两个C—H之间的夹角完全相同。 8．(2024·巴中高一期末)某碳氢化合物分子中同时存在4种基团：—CH3、—CH2—、。该分子含有的碳原子数最少应是(　　) A.6 B．7 C．8 D．9 解析：选C。—CH2—、的排列方式有，两种结构中剩余的五个价键，可分别连接5个—CH3，故该烃最少有8个碳原子。 9. 某些有机化合物的分子模型如下图所示。 回答下列问题： (1)属于空间填充模型的是________(填“甲”“乙”“丙”“丁”或“戊”，下同)。 (2)表示同一种有机化合物的是________。 (3)含碳量最低的是________，含氢量最低的分子中氢元素的质量分数是________(保留一位小数)。 解析：(1)乙、丙能表示原子的相对大小及连接方式，属于空间填充模型。(2)甲、丙分别是甲烷分子的球棍模型与空间填充模型，表示同一种有机化合物。(3)链状烷烃的通式为CnH2n＋2，随n值增大，碳元素的质量分数逐渐增大，故含碳量最低的是甲烷，含氢量最低的是戊烷，戊烷中氢元素的质量分数是×100%≈16.7%。 答案：(1)乙、丙　(2)甲、丙　(3)甲、丙　16.7% 10．晋朝人常璩在《华阳国志》里有这样一段文字：“临邛县有火井，夜时光映上昭。民欲其火，先以家火投之。顷许如雷声，火焰出，通耀数十里。以竹筒盛其火藏之，可拽行终日不灭也……” 请回答下列问题： (1)上述文字中描述的物质是一种最简单的有机化合物甲烷，甲烷的结构式为________。 (2)写出“顷许如雷声，火焰出”涉及反应的化学方程式：______________________________________________________________。 (3)下列有关甲烷的说法正确的是________(填字母)。 A.甲烷分子中含有非极性键 B.甲烷分子中含有4对共用电子对 C.甲烷分子中所有原子的最外层都达到了8电子稳定结构 (4)甲烷不仅可以直接用来燃烧，还是重要的化工原料，它可以与水在高温条件下反应制得水煤气(CO和H2)，反应的化学方程式为______________________________________________________________________ ___________________________________________________________， 反应得到的水煤气中CO和H2的质量之比为________。 解析：(1)甲烷的结构式为。 (2)该现象为甲烷的燃烧现象，反应的化学方程式为CH4＋2O2CO2＋2H2O。 (3)A项，甲烷分子中的化学键为C—H极性键，错误；B项，甲烷分子中含有4对共用电子对，正确；C项，甲烷分子中，H原子最外层只有2个电子，错误。 (4)根据题给信息书写化学方程式即可；CO和H2的物质的量之比为1∶3，质量之比为14∶3。 答案： (1) (2)CH4＋2O2CO2＋2H2O (3)B　(4)CH4＋H2O(g)CO＋3H2　14∶3 11．下图是CH4、CCl4、CH3Cl分子的球棍模型。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.CCl4和CH3Cl中的化学键均为非极性键 D.CH4、CCl4的结构相同，性质也相同 解析：选B。CCl4分子的空间结构与CH4相似，为正四面体结构。CH3Cl中C—H和C—Cl的长度不同，不是正四面体结构。CCl4、CH3Cl中均只含有极性键。 12．(2024·潍坊高一质检)某学习小组用“球”和“棍”搭建的有机化合物分子的球棍模型如下图所示，下列说法错误的是(　　) A.①说明碳原子可以和氢原子形成共价键以满足“碳四价”原则 B.④⑤说明碳原子之间可以形成碳链或碳环，剩余价键与氢原子结合以满足“碳四价”原则 C.②③说明碳原子之间可形成碳碳双键、碳碳三键，且这两种烃属于不饱和烃 D.由⑤可推知多个碳原子以碳碳单键结合形成碳链时，所有碳原子一定在同一直线上 解析：选D。当3个或3个以上的碳原子以碳碳单键结合形成碳链时，碳链呈锯齿状，所有碳原子一定不在同一直线上。 13．下列说法不正确的是(　　) ①CH4　②石墨　③C3H8　④氕、氘、氚 ⑤CH3CH2CH2Cl　⑥C60　⑦CH3CH2CH3 ⑧CH2ClCH2CH3 A.互为同素异形体的是②⑥ B.互为同位素的是④ C.属于烷烃的是①③⑤ D.属于同种物质的是③⑦、⑤⑧ 解析：选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和CH2ClCH2CH3分子式、结构都相同，所以③⑦、⑤⑧属于同种物质，故D正确。 14．科学家发现了一种新的星际分子，分子模型如下图所示(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)。 下列关于该物质的说法正确的是(　　) A.①处的化学键表示碳碳三键 B.此星际分子属于烷烃 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双键 解析：选A。有机化合物分子中碳原子形成4个共价键，由左向右推测该星际分子的结构简式为，所以①处是碳碳三键，③处是N原子(若为F或Cl，则C原子不能形成4个共价键)，②处是碳碳单键。 15．(1)降冰片烷的键线式为，分子式为________。 (2)已知在链状烷烃分子中的—CH3、—CH2—、、中的碳原子，分别称为伯、仲、叔、季碳原子，数目分别用n1、n2、n3、n4表示。例如， 分子中，n1＝6，n2＝0，n3＝2，n4＝1，在链状烷烃(除甲烷外)分子中，各种类型的碳原子个数之间存在着一定的关系。 ①4种碳原子个数之间的关系为n1＝___________________________。 ②若某链状烷烃分子中n2＝n3＝n4＝1，则该链状烷烃的分子式为________。 解析：(1)由降冰片烷的键线式可知，该物质的分子中含有7个碳原子和12个氢原子，分子式为C7H12。 (2)①由于链状烷烃的通式为CnH2n＋2，设分子中H原子的个数为x，C原子与H原子之间的数量关系为x＝2(n1＋n2＋n3＋n4)＋2，伯、仲、叔、季碳原子上含有的H原子数目分别为3、2、1、0，所以C原子与H原子之间的数量关系为x＝3n1＋2n2＋n3，即2(n1＋n2＋n3＋n4)＋2＝3n1＋2n2＋n3，解得n1＝n3＋2n4＋2。②由n1＝n3＋2n4＋2可知，当n2＝n3＝n4＝1时，n1＝5，碳原子总数为8，该链状烷烃的分子式为C8H18。 答案： (1)C7H12　(2)①n3＋2n4＋2　②C8H18 学科网（北京）股份有限公司 $