【高效攻略、逐个击破】高中化学《1.2.1 有机化合物中碳原子的成键特点》章节验收题 新人教版选修5
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有机物中碳原子的成键特点碳原子是有机物中最重要的元素之一,它的成键特点对于有机化学的研究和理解至关重要。
碳原子具有特殊的电子结构,使得它能够形成多种不同类型的化学键,包括共价键、极性共价键和芳香键等。
1. 共价键:碳原子是一个四价元素,意味着它有四个可供成键的空轨道。
碳原子通常通过共价键与其他原子进行成键,共享电子对以完成其八个价电子的填充。
共价键是有机化合物中最常见的成键类型,也是最稳定的成键类型之一。
2. 极性共价键:有时,碳原子与其他原子之间的共价键并不是完全均匀共享电子对。
这种情况下,碳原子与其他原子之间的电子密度会发生一定程度的偏移,形成极性共价键。
极性共价键通常发生在碳原子与较电负的原子(如氧、氮等)之间的成键中。
这种极性成键会影响有机物的物理性质和化学性质,如溶解性、反应活性等。
3. 芳香键:芳香化合物是一类具有特殊稳定性的有机化合物,其中的芳香键起到了至关重要的作用。
芳香键是由碳原子之间的共享电子对形成的,它们在分子中形成了一个稳定的芳香环结构。
芳香键具有特殊的共轭结构和共轭性质,使得芳香化合物具有较高的稳定性和特殊的化学性质。
除了成键类型的特点外,碳原子在有机化学中还具有以下重要的特点和性质:1. 四价性:碳原子具有四个价电子,可以形成四条共价键。
这种四价性使得碳原子能够形成复杂的分子结构和多样性的化合物,从而构建了有机化学的基础。
2. 高稳定性:碳原子与其他原子之间的共价键通常都很稳定,可以抵抗外界环境的影响。
这种高稳定性使得有机化合物具有较长的寿命,并且能够在较宽的条件范围内存在和反应。
3. 多样性:由于碳原子的四价性和成键特点,碳原子可以与多种不同的原子和基团发生成键,形成复杂的有机分子。
这种多样性使得有机化合物具有丰富的结构和性质,为生命体系的构建和化学合成提供了丰富的可能性。
碳原子在有机化学中的成键特点和性质对于有机化学的研究和理解具有重要意义。
碳原子能够形成多种不同类型的化学键,包括共价键、极性共价键和芳香键等。
1-2-1 有机化合物中碳原子的成键特点
一、选择题
1.(2012·经典习题选萃)大多数有机物分子中的碳原子与其他原子的结合方式是( )
A.形成四对共用电子对
B.通过非极性键
C.通过两个共价键
D.通过离子键和共价键
答案:A
2.下列五种物质:①CO2②CHCl3③甲烷④CCl4⑤P4其结构具有正四面体构型的是( )
A.①②③ B.③④⑤
C.②③④ D.①④⑤
答案:B
3.下列有关物质的表达式正确的是( )
A.乙炔分子的比例模型示意图:
C.乙醇的结构简式:CH3CH2OH
答案:C
点拨:乙炔分子是直线形分子,A错;根据键线式的结构可知,该键线式所表示的有机物的名称是烯,B错;丁二烯的分子式为C4H6,D错。
4.有一类组成最简单的有机硅化合物,它的分子组成与烷烃相似,下列说法错误的是( )
A.甲硅烷的分子式为SiH4
B.甲硅烷燃烧生成SiO2和H2O
C.甲硅烷的密度比甲烷小
D.甲硅烷的热稳定性比甲烷弱
答案:C
点拨:SiH4比CH4密度大,故C说法错误。
Si元素较C元素非金属性弱,因此SiH4的热稳定性比CH4弱,故D正确。
5.键线式可以简明扼要地表示碳氢化合物,这种键线式表示的物质是( )
A.丁烷B.丙烷
C.丁烯D.丙烯
答案:C
6.下列分子中,含有极性共价键且呈正四面体结构的是( )
A.氨气B.二氯甲烷
C.四氯甲烷D.白磷
答案:C
点拨:四氯甲烷和白磷呈正四面体结构,但白磷中的共价键是磷磷键,属于非极性共价键。
7.下列有机物分子中,所有的原子不.可能在同一平面上的是( )
答案:D
点拨:据甲烷、乙烯、乙炔、苯的结构可知A、B、C项中所有原子均可能在同一平面上,只有D项中含有—CH3四面体结构,不可能所有原子共面。
8.如图是立方烷的键线式结构,下列有关说法不正确的是( )
A.它和苯的最简式相同
B.它属于芳香烃
C.它只有两种化学键
D.它与苯乙烯(C6H5—CH===CH2)具有相同的分子式
答案:B
点拨:立方烷的分子式与苯乙烯的分子式相同,都是C8H8,最简式为CH,与苯的最简式相同;立方烷分子中只含有C—H键和C—C键两种化学键。
9.甲烷分子中的4个氢原子全部被苯基取代,可得如下图所示的分子,对该分子的描述不.正确的是( )
A.分子式为C25H20
B.分子中所有原子有可能处于同一平面
C.该化合物分子中所有原子不可能处于同一平面
D.分子中所有原子一定处于同一平面
答案:BD
10.某共价化合物含C、H、N三种元素,分子内有四个氮原子,且四个氮原子排列成内空的四面体(如白磷的结构),每两个氮原子间都有一个碳原子。
已知分子内无碳碳单键,也没有碳碳双键,则该化合物的分子式为( )
A.CH8N4B.C6H12N4
C.C6H10N4D.C4H8N4
答案:B
点拨:由题意可知四个氮原子构成了四面体结构,碳原子在四面体的六条边上,而碳原子间不存在单键或双键,故碳余下的价键被氢占有,由此可推知其分子式为C6H12N4。
二、非选择题
11.某烃的结构简式为
分子中处于四面体结构中心的碳原子数为a,一定在同一平面内的碳原子数为b,一定在同一直线上的碳原子数为c,则a,b,c依次为( )
A.4,5,3 B.4,6,3
C.2,4,5 D.4,4,6
答案:B
点拨:该烃的结构简式也可表示为
很明显,1,2,3号碳原子和1号碳上的氢组成乙炔构型;2,3,4,5,7号碳原子和4号碳上的氢组成乙烯构型,以5,6,7,8号碳原子为中心均可组成甲烷构型。
由此不难得出结论:处于四面体结构中心的碳原子有5,6,7,8号4个,一定在同一平面内的碳原子有1,2,3,4,5,7号6个,一定在同一直线上的碳原子有1,2,3号3个。
12.工业上用改进汽油组成的办法来改善汽油的燃烧性能,例如:在汽油中加入CH3OC(CH3)3来生产无铅汽油。
CH3OC(CH3)3分子中必存在的原子间的连接形式是( )
答案:C
点拨:根据碳原子总是形成四个共价键,氧原子总是形成两个共价键,CH3OC(CH3)3分子
的结构式可表示为。
13.碳原子最外电子层含有________个电子,根据碳原子的成键特点,每个碳原子可以跟其他非金属原子形成____个________键,而且碳原子之间也能以________键相结合,形成______键、________键或________键,连接成稳定的长短不一的碳链或含碳原子数目不等的碳环,从而导致有机物种类纷繁,数量庞大。
答案:4 4 极性共价非极性共价单双三
14.是一种驱虫药——山道年的结构简式,试确定其分子式为________,指出其含有的官能团的名称____________。
答案:C14H16O3碳碳双键、羰基酯基
点拨:由已知结构简式可知,分子中有14个碳原子,3个氧原子,又有3个环和4个双键,氢原子数为30-3×2-4×2=16,所以分子式为C14H16O3。
(1)__________;
(2)__________;
(3)__________;
(4)__________。
答案:(1)C6H14(2)C5H10(3)C7H12(4)C10H8
杂化轨道理论与有机化合物空间形状
科学家根据多电子原子中电子的能量差异和运动区域的不同,认为核外电子分别处在不
同的轨道①(orbital)上运动,并用s、p、d、f来表示不同形状的轨道。
电子在原子核外的
运动状态,可以通过其运动轨道所处的电子层、轨道的形状、轨道的伸展方向以及电子的自
旋状态四个方面去描述。
碳原子核外的6个电子中2个电子占据了1s轨道,2个电子占据了2s轨道,2个电子
占据了2p轨道②。