2020学年高中化学第1章有机化合物的结构与性质烃第2节第1课时碳原子的成键方式练习(含解析)鲁科版选修5

第1课时碳原子的成键方式1.了解碳原子的成键特点和成键方式的多样性，理解有机物种类繁多的原因。

2.了解单键、双键、叁键的特点，知道碳原子的饱和程度对有机化合物性质的影响。

3.掌握甲烷、乙烯、乙炔的空间构型。

4.了解极性键与非极性键概念，知道键的极性对化合物性质的影响。

碳原子的成键方式1．碳原子的结构特点(1)碳元素位于周期表的第2周期ⅣA族。

(2)碳原子的最外电子层有4个电子，通常以共用电子对的形式与其他原子成键，达到8电子稳定结构。

2．碳原子的成键方式(1)碳原子之间既可以形成单键，也可以形成双键或叁键。

(2)碳原子之间既可以形成开链结构，也可形成环状结构。

(3)碳原子除彼此之间成键外，还可以与H、O、N、Cl等其他元素的原子成键。

3．极性键和非极性键(1)极性键：不同元素的两个原子之间形成的共价键，共用电子偏向吸引电子能力较强的一方。

(2)非极性键：同种元素的两个原子之间形成的共价键，共用电子不偏向成键原子的任何一方。

4．键线式键线式是指将结构简式中C、H元素符号省去，余下的键的连接形式，每一个拐点和终点都表示一个碳原子，如丁烷：，异戊烷：。

1．判断正误(1)碳原子易与其他原子形成离子键。

( )(2)乙烯分子中只含有C—H极性键。

( )(3)苯分子中为和C—C交替结构。

( )(4)碳原子成键方式的多样性是有机物比无机物种类多的主要原因。

( )答案：(1)×(2)×(3)×(4)√2．下列不属于碳原子成键特点的是( )A．易失去最外层的电子形成离子B．最外层电子易与其他原子的外层电子形成共用电子对C．有单键、双键和叁键等多种成键形式D．每个碳原子最多与其他原子形成4个共价键解析：选A。

碳原子不易得失电子，易与其他原子形成共价键。

3．大多数有机物分子中原子之间相结合的化学键( )A．只有极性键B．只有非极性键C．既有极性键又有非极性键D．只有离子键解析：选C。

由碳原子的核外电子排布知，碳原子最外电子层有4个电子，既不易失去电子也不易得到电子，易形成共价化合物。

在有机物中，碳原子与碳原子之间或碳原子与其他原子之间均是以共价键结合，其中碳原子与碳原子之间以非极性共价键结合，而碳原子与其他原子之间以极性共价键结合。

1．有机物中原子的价键特点原子最外层缺几个电子达到8电子稳定结构就最多形成几个共价键：氢(2e－稳定结构)、氟、氯、溴、碘为一价，氧、硫为二价，氮、磷、砷为三价，碳、硅为四价。

2．极性键和非极性键辨析极性键非极性键成键条件成键双方是不同元素的原子成键双方是同种元素的原子原因解释吸引共用电子的能力不同，共用电子将偏向电负性较大即吸引电子能力较强的一方吸引共用电子的能力相同，共用电子不偏向于成键原子的任何一方常见实例C—H、C—O、C—Cl、C—Br、C===O、C≡NC—C、H—H、C===C、C≡C、N≡N与4个原子或原子团相连形成4个单键的碳原子为饱和碳原子，否则为不饱和碳原子。

化合物CH3—CH===CH—COOH中，不饱和碳原子有( )A．2个B．3个C．4个D．1个[解析] 分子中，带“*”的碳原子均为不饱和碳原子。

[答案] B(1)1 mol CH3—CH===CH—COOH含多少个单键？说明理由。

(2)CH3—CH===CH—COOH分子中极性键与非极性键数目之比为多少？说明理由。

答案：(1)9N A。

含5 mol C—H单键、2 mol C—C单键、1 mol C—O单键、1 mol H—O 单键，共9 mol单键，即9N A个。

(2)8∶3。

含5个C—H极性键，1个C===O极性键，1个C—O极性键，1个O—H极性键，共含8个极性键；含3个碳碳非极性共价键。

碳原子成键方式及特点1．下列化学式对应的结构式从成键情况看不合理的是( )解析：选D。

根据原子的成键方式知，碳、硅原子形成四条键(碳、硅处于同一主族)，氧、硫、硒原子形成两条键(氧、硫、硒处于同一主族)，氢原子形成一条键，氮原子形成三条键。

选项D中的碳原子、硅原子只形成三条键，不符合碳、硅原子的成键方式。

2．目前已知化合物中数量、品种最多的是第ⅣA族碳的化合物(有机化合物)，下列关于其原因的叙述中不正确的是( )A．碳原子既可以跟自身，又可以跟其他原子(如氢原子)形成4个共价键B．碳原子性质活泼，可以跟多种元素原子形成共价键C．碳原子之间既可以形成单键，又可以形成双键和叁键D．多个碳原子可以形成长度不同的链、支链及环，且链、环之间又可以相互结合解析：选B。

第ⅣA族碳的化合物种类繁多，取决于碳的原子结构及成键特点。

碳的最外层电子数为4，可以形成4个共价键，且可形成单键、双键、叁键等多种形式，同时在碳成键时又可能形成链、环等不同形式。

3．根据碳四价、氧二价、氢一价确定下列分子式一定错误的是( )A．C4H4B．C6H13C．C7H16O D．C5H12解析：选B。

烷烃分子通式为C n H2n＋2，也就是说当碳原子与碳原子均以单键结合时，结合的H原子数为偶数。

当碳原子与碳原子以双键结合时，含一个双键，比相应烷烃少2个氢原子，同理可知当含一个碳碳叁键，必比相应烷烃少4个氢原子，也就是说烃类物质分子中的H原子数一定为偶数。

由于氧原子为二价，形成单键时可插在任意两个原子之间，所以氧原子的个数不影响分子中的氢原子数，也就是说烃的含氧衍生物分子中的H原子数也一定为偶数。

极性键与非极性键的识别4．下列关于CH3—C≡C—CH2—CH3的说法正确的是( )A．分子中含有极性共价键和非极性共价键B．分子中只有极性键C．碳碳叁键键能是碳碳单键键能的三倍D．分子中只有非极性键解析：选A。

在题给分子中，碳碳单键和碳碳叁键属于非极性键，碳氢单键属于极性键，A正确，B、D错误；碳碳叁键键能要小于碳碳单键键能的三倍，C错误。

5．已知下列物质：①CH4②CH≡CH③CH2===CH2④⑤CCl4其中，只含有极性键的是________；既含有极性键又含有非极性键的是________；既含单键又含双键的是________。

解析：CH4中只含有C—H键，C—H键为极性键；CH≡CH中含有C≡C键(非极性键)与C—H 键(极性键)；CH2===CH2中含有非极性键C===C键和极性键 C—H 键；苯中碳和碳之间是非极性键，C—H键是极性键；CCl4中只含有极性键C—Cl键。

答案：①⑤②③④③6．酚酞是中学化学中常用的酸碱指示剂，其结构如图所示，回答下列问题：(1)酚酞的分子式为________________。

(2)1个酚酞分子中含有______个饱和碳原子和________个不饱和碳原子。

(3)酚酞分子中的双键有_______种，是_______；极性键有______________(写两种即可)。

解析：根据碳原子的结构特点，与4个原子形成共价键的碳原子称为饱和碳原子，其他的碳原子称为不饱和碳原子，所以此分子中有19个不饱和碳原子，具有四面体结构的碳原子即为饱和碳原子，共有1个。

此分子中只有碳氧双键一种双键；不同原子间形成的共价键为极性键。

答案：(1)C20H14O4(2)1 19 (3)1H—O键、C—O键(或C===O键或 C—H键)碳原子成键方式与分子空间构型的关系键型名称碳碳单键碳碳双键碳碳叁键表示符号成键方式1个碳原子与周围4个原子成键1个碳原子与周围3个原子成键1个碳原子与周围2个原子成键空间构型四面体形平面形直线形碳原子与其他4个原子形成四面体结构形成双键的碳原子以及与之相连的原子处于同一平面上形成叁键的碳原子以及与之相连的原子处于同一直线上1．判断正误(1)丁烷分子中4个C原子在一条直线上。

( )(2)乙烯、甲醛(H H)分子中所有原子共平面。

( )(3)丙烯分子中所有碳原子共平面。

( )(4)丙炔分子中所有碳原子共直线。

( )答案：(1)×(2)√(3)√(4)√2．下列物质的分子中，所有的原子都在同一平面上的是( )A．NH3B．C2H6C．甲烷D．四氟乙烯(CF2===CF2)解析：选D。

A项中NH3是三角锥形，B项中C2H6相当两个甲烷构型，C项中甲烷为正四面体形，D项中四氟乙烯为平面形。

3．下列有机物分子中，所有原子一定在同一平面内的是( )A. B．—CH3C．—CH===CH2D．—CCl3解析：选A。

B项，—CH3中四个原子不共面；D项，—CCl3中四个原子不共面；C项，C —C单键可以旋转，故苯基上所有原子和乙烯基上所有原子不一定共面。

1．有机物的空间结构及共线、共面的判断技巧(1)基本结构——四类型①甲烷a．甲烷分子为正四面体结构。

b．甲烷分子中任意三个原子共面。

c．甲基上的四个原子不共面。

②乙烯a．乙烯分子为平面结构。

b．乙烯分子中双键碳原子和与之相连的4个氢原子在同一平面上。

c．烯烃分子中双键碳原子和与双键碳原子直接相连的4个原子在同一平面上。

③乙炔a．乙炔分子为直线形结构。

b．乙炔分子中叁键碳原子和与之相连的2个氢原子在同一直线上。

c．炔烃中叁键碳原子和与叁键碳原子直接相连的2个原子在同一直线上。

④苯a．苯分子为平面形分子。

b．苯分子中6个碳原子与6个氢原子在同一平面上。

c．芳香烃中苯环上的6个碳原子和与其直接相连的6个原子一定在同一平面上。

(2)组合结构组合结构就是将前面的四种类型中的某几种进行组合，然后利用每种类型的基本结构进行判断。

例如：，该物质的分子中所有的原子有可能在同一平面上。

(1)要注意碳碳单键可以自由旋转，碳碳双键和碳碳叁键不能自由旋转；(2)苯环上处于对位的两个碳原子及与两个碳原子直接相连的原子在同一条直线上。

2．几种烃的典型代表物的空间结构和性质的比较名称甲烷乙烯乙炔苯分子式CH4C2H4C2H2C6H6实验式CH4CH2CH CH结构CH4CH2===CH2CH≡CH简式电子式球棍模型比例模型空间结构正四面体形平面形直线形平面正六边形键角109.5°120°180°120°溴的CCl4溶液不反应(光照条件下与溴蒸气发生取代反应)加成反应加成反应不反应(在铁的作用下与液溴发生取代反应)酸性高锰酸钾溶液不反应氧化反应氧化反应不反应主要反应类型取代反应加成、聚合反应加成、聚合反应加成、取代反应(1)以甲烷、乙烯、乙炔、苯的空间构型为基础，其他更复杂的有机物都可看做由它们衍变而来。

(2)苯分子中的碳碳键既非单键，也非双键，而是介于两者之间的一种特殊的键。

3．几种表示方法的关系下列化合物的分子中，所有原子处于同一平面的是( )A．丙烷B．丙炔C．乙苯D．苯乙炔[解析] 丙烷、丙炔、乙苯均含有甲基(—CH3)，甲基中所有原子一定不处于同一平面上；苯乙炔由苯基和乙炔基组成，苯基为平面结构，乙炔基为直线结构，故二者组合分子中所有原子处于同一平面。