高中化學有機化合物中碳原子的成鍵特點烷烴的結構

第七章有機化合物

第一節(jié)認識有機化合物

課時精練14有機化合物中碳原子的成鍵特點烷燒的結構

基礎過關

1.（2022?湖北省黃岡市高三統(tǒng)考期中）最能真實反映甲烷分子結構的是（）

H

T

H-C-H

I

A.電子式:B.結構式：

C.球棍模型:D.空間充填模型:

【答案】D

【解析】空間充填模型既能體現(xiàn)分子中原子的相對大小又能體現(xiàn)空間構型，最能真實反映甲烷分子結構,

故選D。

2.下列結構中，從成鍵情況看，不合理的是（）

H

\

B.O-SF-CHj

O

D.CH,cg

CH,

O—CH.

【答案】B

【解析】A項，從成鍵情況看，分子中各個原子均達到穩(wěn)定結構，故A合理；B項，硅原子形成4個

共價鍵才能達到穩(wěn)定結構，而分子中硅原子只形成3個共價鍵，所以從成鍵情況看，不合理，故B錯誤；C

項，從成鍵情況看，分子中各個原子均達到穩(wěn)定結構，故C合理；D項，從成鍵情況看，分子中各個原子

均達到穩(wěn)定結構，故D合理。故選B。

3.下列說法不正確的是（）

A.烷燒中每個碳原子都形成四個共價單鍵

B.正丁烷的四個碳原子可以在同一條直線上

C.甲烷、乙烷、丙烷的結構都只有一種

D.任何烷姓分子不可能為平面結構

【答案】B

【解析】正丁烷分子中4個碳原子為鋸齒形，不為直線形，故不在同一宜線上，因此B錯誤。

4.下列說法正確的是（）

A.同系物具有相同的最簡式

B.同系物一定是同類物質，化學性質基本相似

C.分子組成相差若干個CH2原子團的兩種有機物互為同系物

D.符合通式C“H2,,+2的不同煌一定互為同系物

【答案】B

【解析】同系物不一定具有相同的最簡式，如甲烷、乙烷、丙烷是烷燒的同系物，但它們的最簡式分

別為CH4、CH3、C3H8,A項錯誤：分子組成相差一個或若干個CH2原子團，且結構相似的兩種有機物才互

為同系物，C項錯誤；符合通式C“H2”+2的不同燒，可能互為同系物，也可能互為同分異構體，D項錯誤。

故選B。

5.下列說法中正確的是（）

A.CECI是正四面體結構

B.CH2c卜有兩種結構

C.CHCb只有一種結構，可以證明甲烷是正四面體結構

D.CCL是正四面體結構

【答案】D

【解析】CHjCl中C原子上連有不同的原子，為四面體結構，但不是正四面體結構，A錯誤；甲烷分

子是正四面體結構，CH2cL只有一種結構，B錯誤；無論甲烷分子是正四面體結構，還是平面正方形結構，

CHO3都不存在同分異構體，C錯誤；CC14中C原子連有四個相同的CI原子，形成四個相同的化學鍵，分

子的空間結構為正四面體結構，D正確。

I

6.烷燒分子可看成由一CE、一CH2—、一ICH一和—[I等結合而成的。如果某烷燒分子中同時

存在這4種基團，它所含碳原子數(shù)最少為（）

A.4B.7

C.8D.9

【答案】C

—

C

—

【解析】如果分子中存在一C%、一CHr—、一CH—基團各最少有一個，則分子中最少含

有8個碳原子，C正確。

7.下列關于同系物的說法中，錯誤的是（）

A.同系物具有相同的最簡式

B.同系物能符合同一通式

C.同系物中，相鄰的同系物彼此在組成上相差一個CH2原子團

D.同系物的化學性質基本相似，物理性質隨碳原子數(shù)增加而呈規(guī)律性變化

【答案】A

【解析】結構相似，必屬同一類物質，因此有同?通式，但不一定有相同的最簡式，A錯誤，B正確;

相鄰同系物組成上相差一個C&原子團，C正確；因結構相似，所以化學性質基本相似，但組成上的差異使

得物理性質隨碳原子數(shù)增加而呈規(guī)律性變化，D正確。

8.（2022?浙江省1月選考）下列說法不.琥的是（）

A.32s和34s互為同位素B.C70和納米碳管互為同素異形體

C.CH2cleH2cl和CH3cHe12互為同分異構體D.C3H6和C4H8一定互為同系物

【答案】D

【解析】A項，32s和34s是質子數(shù)相同、中子數(shù)不同的原子，互為同位素，故A正確；B項，C70和納

米碳管是由碳元素組成的不同單質，互為同素異形體，故B正確；C項，CH2c1CH2cl和CH3cHe12的分子

式相同、結構不同，互為同分異構體，故C正確；D項，C3H6和C4H8可能為烯煌或環(huán)烷燒，所以不一定是

同系物，故D錯誤；故選D。

9.下列關于烷垃的敘述，不無琥的是（）。

A.烷燒分子中只有單鍵，甲烷是含碳量最低的烷燒

B.烷燒分子的通式為C“H2“+2,符合該通式的煌不一定是烷嫌

CH3

CH,—C—CH3

C.新戊烷（CH.,）分子中的4個碳原子構成正四面體結構

D.隨著碳原子數(shù)的增加，烷燒（碳原子數(shù)大于3）的同分異構體越來越多

【答案】B

【解析】因烷姓分子中的碳原子已達飽和，故符合C“H2”+2的有機物只能是烷燒。

10.下列說法正確的是（）

CH3一C、Hz

CH—CH,

A.EC，的名稱為3-甲基丁烷

I

B.CH3cH2cH2cH2cH3和CH,互為同素異形體

H—C—CICl—C—Cl

C.Cl和為同一物質

CH2—CH—CH2

III

D.CH3cH20H和OHOHOH具有相同的官能團，互為同系物

【答案】C

【解析】烷煌命名時主鏈碳原子的排布應以支鏈距主鏈鏈端最近一端開始，A項錯誤；同素異形體是

由同種元素組成的不同單質，而同分異構體是分子式相同而結構不同的物質，B項錯誤；甲烷的空間結構為

正四面體而不是平面型，可用二氯代物只有?種來證明，C項正確；同系物的組成結構相似，而相差一個和

若干個“CHL基團，而題中相差兩個羥基，D項錯誤。故選C。

11.下列說法中正確的一組是（）

A.H2和D2互為同位素

BrBr

II

B.H—C—H和H—C—Br互為同分異構體

BrH

C.正丁烷和異丁烷是同系物

CH3

D.CH3—CH—CH2一網(wǎng)和CHs—CH—CH3是同一種物質

CH3—CH2

【答案】D

【解析】質子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一種元素的不同原子才能互為同位素，而出和D2為同一種元

素的不同原子構成的單質，不是同位素關系，A錯；由甲烷的空間結構可推測兩者應為同一種物質，B錯;

正丁烷與異丁烷的分子式相同而結構不同，屬于同分異構體，C錯。故選D。

12.下列說法中正確的是（）。

A.C4H10有3種同分異構體

B.相對分子質量相同、結構不同的兩種化合物互為同分異構體

C.同分異構體之間的轉化是化學變化

CH3cHeH2cH3CH3cHe出

II

D.CH,和CH2CH3互為同分異構體

【答案】C

CHaCHCHa

【解析】C4H10有2種同分異構體，即CH3cH2cH2cH3和CH3；物質的相對分子質量相同，但

分子式不一定相同，故相對分子質量相同，結構不同的兩種化合物不一定是同分異構體；互為同分異構體

CH3CHCH2CH3CH3CHCH3

的物質為不同的物質，故它們之間的轉化是化學變化；CH.,和CH2CH3為同一物質，不互為

同分異構體。

13.（2022?山西省運城市高一調研）1mol某烷燒在氧氣中充分燃燒。需要消耗氧氣246.4L（標準狀況）,

它在光照條件下與C12反應，生成4種不同的一氯代物。該烷燒的結構簡式是（）

CH3

CH3CCH2cH2cH3

A.CH3B.CH3CH2CH2CH2CH3

CH3cH2cHe也產(chǎn)

CH3—CH2—C—CH2—CH2—CH3

c.CH3D.CH,

【答案】A

g、246.4L...

n（O9）=-------------=1Imol

【解析】由題意知，該有機物充分燃燒消耗02物質的量22.4Umol,由烷燃燃燒通式

C?H2?+2+f^O2^^nCO2+（n+l）H2O即11="

12），得2,解得n=7,即該烷燃中有7個碳，即C7H6它

在光照條件下與Ch反應，生成4種不同的一氯代物，即該有機物含4種氫，故A符合：故選A。

14.如圖所示為乙醇（C2H5OH）和二甲醛（CH3OCH3）的球棍模型，下列說法錯誤的是（）

乙障二甲酰

A.兩者互為同分異構體B.兩者的化學鍵完全相同

C.兩者的化學性質不同D.兩者的相對分子質量相同

【答案】B

【解析】乙醇和二甲醛的分子式相同（均為c2H60）,但兩者的結構不同，故兩者互為同分異構體。A項,

兩者互為同分異構體，故A正確；B項，從球棍模型可知，在乙醇分子中存在碳碳單鍵、碳氧單鍵、氫氧

鍵、碳氫鍵，而二甲醛分子中只有碳氧單鍵與碳氫鍵，二者化學鍵不完全相同，故B錯誤；C項，由于兩

者的結構不同，且屬于不同類物質，故兩者的化學性質必然不同，故C正確；D項，兩者互為同分異構體，

同分異構體的分子式和相對分子質量相同，故D正確；答案選B。

CH3—CH2

15.已知丙烷的二氯代物有4種，丙烷與有機物M(CH,—CHLCH—CH,)互為同系物。下列說法里重

的是()。

A.丙烷的六氯代物有4種

CH3

B.丙烷與CH-CH2互為同分異構體

C.有機物M的一氯代物有4種

D.有機物M的同分異構體有4種(不含M)

【答案】B

【解析】丙烷的分子式為C3H8,C3H6ch和C3H的種數(shù)必然相同，A項正確；CH-CH,就是丙烷，

CII—CII

①②3|③2④

兩者屬于同一種物質，B項錯誤；有機物M中有4種不同化學環(huán)境的H原子，CH3—CH2―CH—CH3,其

c—c—c—c—c

I

一一氯代物有4種,C項正確;M的同分異構體除M外，碳骨架還有4種:C—C—C—C—C—C、C

III,

c、CCD項正確。

能力提升

16.(2022?浙江省高一浙江大學附屬中學校考期中)科學家對探測器發(fā)回的數(shù)據(jù)進行了分析，發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)六

的大氣層中含有95%的氮氣，剩余的氣體為甲烷和其他碳氫化合物。下列關于碳氫化合物的敘述正確的是

()

A.碳氫化合物的通式為CH2n+2

B.燃燒產(chǎn)物為二氧化碳和水的化合物一定是碳氫化合物

C.烷燒性質比較穩(wěn)定，不能發(fā)生氧化反應

D.碳氫化合物分子的相對分子質量一定是偶數(shù)

【答案】D

【解析】A項，碳氫化合物可分為烷燒、烯燼、煥煌、芳香煌等，烷烽的通式為CnH2n+2,烯燃的分子

式通式是CnH2n，A錯誤；B項，燃燒產(chǎn)物為二氧化碳和水的化合物可能是碳氫化合物，也可能是碳、氫、

氧三種元素的化合物，B錯誤；C項，烷燒性質比較穩(wěn)定，在點燃時能夠發(fā)生燃燒反應，燃燒反應屬于氧化

反應，C錯誤；D項，碳原子的相對原子質量(12)為偶數(shù)，燒分子中的氫原子數(shù)也一定為偶數(shù)，所以碳氫化

合物分子的相對分子質量一定是偶數(shù)，D正確：故選D。

17.己知下表均是烷燒分子的化學式，且它們的一氯取代物只有一種。則第6項烷燒分子的化學式為

)

123456......

C5H12C8H18

CH4C2H6C17H36

A.Cl6H34B.Cl7H36C.C26H54D.C27H56

【答案】C

【解析】由表格中數(shù)據(jù)可知：奇數(shù)項的C原子個數(shù)為前一奇數(shù)項中烷炫的C、H原子個數(shù)之和，偶數(shù)

項中C原子個數(shù)為其前?個偶數(shù)項中C、H原子個數(shù)之和，所以第六項中C原子個數(shù)是第四項中C、H原

子個數(shù)之和為26,由烷炫通式知，第六項分子式為C26H54,故選C。

18.下列各圖均能表示甲烷的分子結構。

H

ABCD

按要求回答下列問題。

(1)甲烷的球棍模型是(填字母，下同)；空間填充模型是:不能反映出甲烷是正四面體

結構的是。

⑵甲烷分子中的4個C—H鍵的長度和強度都(填“相同喊“不同”),是(填“極性”或“非

極性”)鍵。

(3)CH2c12只有種結構，證明甲烷不是平面結構，而是結構。

(4)CH3C1,CH2cL、CHCb、CCI4分子中，結構為正四面體的是。

【答案】(l)CDB(2)相同極性(3)1正四面體(4)CCU

19.按要求回答下列問題：

(1)乙烷的結構式：

(2)丙烷的結構簡式：

(3)分子中含30個氫原子的烷燒的分子式：

(4)相對分子質量為58的烷燒的結構有種，分別寫出它們的結構簡式：

(5)分子式為C5HI2的直鏈烷燒的習慣命名為，其一氯代物只有1種的同分異構體的結構簡式

為o

HH

II

H—C—C—H

【答案】⑴HH(2)CH3cH2cHa

⑶Cl4H30

CH3—cn—CH3

(4)2CH3cH2cH2cH3、CH3

(5)正戊烷C(CH3)4

H—H

【解析】（1）乙烷的分子式為C2H6,其結構式為HH0（2）丙烷的分子式為C3H8,其結構簡

式為CH3cH2cH3。（3）由烷燒的分子通式可知，2〃+2=30,"=14,其分子式為Ci4H30。（4）由烷燒的分子通式

CH3—CH—CII3

可知14〃+2=58,〃=4,C4H10的結構有2種，分別為CH3cH2cH2cH3、CH3。（5）C5Hn的直鏈烷

煌為正戊烷，C5H|2的一氯代物只有1種的是新戊烷。

20.下圖是異辛烷的球棍模型。

（I）根據(jù)球棍模型，寫出異辛烷的結構簡式：；異辛烷與乙烷的關系

是。

（2）寫出異辛烷完全燃燒反應的化學方程式：（異辛烷用分子式表示）。1

mol異辛烷和1mol正庚烷分別完全燃燒生成水和二氧化碳，消耗氧氣的物質的量之差是mol。

（3）異辛烷的同分異構體有很多，其中一種同分異構體X的分子結構中含有6個甲基，則X的結構簡式

為。

CH3

CH3CHCH2CCH3

【答案】⑴CH3CH3互為同系物

占燃

2L

（2）2CSH18+25O2-*16CO2+18H2O1.5

CH3CH3

CH3—C——c—CH3

⑶CH3CH3

【解析】（1）結構相似，在分子組成上相差?個或若干個CH2原子團的化合物互為同系物。（2）1mol異

辛烷和1mol正庚烷相差1mol“CH2”，1mol“CH2”完全燃燒需要1.5moi氧氣，所以二者完全燃燒時消耗

氧氣的物質的量之差為1.5moL

21.4個碳原子相互結合的方式如圖表示，小球表示碳原子，小棍表示化學鍵，碳原子上其余的化學鍵

都是與氫原子結合的。

c^\f^0Ao°^3>=o

ABCD

EFG

(1)圖中屬于烷煌的是(填字母)。

(2)在上圖的有機化合物中，碳原子與碳原子之間不僅可以形成共價單鍵，還可以形成

和O

(3)上圖中互為同分異構體的是A與(填字母，下同)；B與；D與。

(4)1LA的同系物的蒸氣完全燃燒時，生成4L同溫同壓下的水蒸氣，該烷燒的分子式是。

【答案】(1)AC(2)碳碳雙鍵碳碳三鍵(3)CE、FG(4)C3H8

【解析】根據(jù)球棍模型的含義及碳原子的成鍵特點可知，A為CH3cH2cH2cH笛B為CH3—CH-

CH3CH3—C=CH2

CH—CH3,C為CHs—CH—CH3,D為CH3—C=C—CH3,E為CH3—CH2—CH-CH2,F為CH3,

G為CH3—CH2—C三CH。(3)根據(jù)同分異構體的概念可判斷出A與C,B與E、F,D與G分別互為同分異

構體。(4)由1L烷燃完全燃燒產(chǎn)生4L同條件下的水蒸氣可知，1mol該燒的分子中應含有8mol氫原子，

則該烷燒的分子式為C3H8。

22.(2022.福建省泉州市高一聯(lián)考)完成下列填空：

⑴有機化合物中，碳原子之間可以形成—或碳環(huán)。某有機物的結構簡式如圖，則該有機物一(填“屬

于''或"不屬于”)烷右。

CH3CHCHCH3