第二节 有机化合物的构造特点
第1课时 有机化合物中碳原子的成键特点 ►►见学生用书P004
学习目的 1.理解碳原子的成键方式。 2．能正确使用化学用语，可以书写有机物的构造式、构造简式、电子式等。 练法指导 1.明确原子构造与形成的化学键的关系，进而理解有机化合物种类繁多的原因。 2．由甲烷的构造推出甲烷分子中碳原子与4个氢原子间的空间构造关系。 ——— 课/ 前/ 预/ 习·轻/ 松/ 搞/ 定 ——— 1．以下有关碳原子的成键特点的说法正确的选项是( ) A．在有机化合物中，碳原子一般以4个共用电子对与另外的原子形成4个极性共价键
B．在有机化合物中，碳元素只显－4价 C．在烃中，碳原子之间只形成链状
D．碳原子既可形成有机化合物，也可形成无机物 答案 D
解析 碳原子与其他原子可以形成4个共价键，但不一定均为极性键，如碳碳键为非极性键，A错误；在有机化合物中，碳元素不一定只显－4价，如在CH3Cl中，碳显－2价，B项错误；在烃中碳原子之间也可以形成环状，如环己烷，C项错误。
2．以下化学用语正确的选项是( ) A．乙烯的构造简式可表示为CH2CH2 B．乙醇的分子式：CH3CH2OH C．甲烷的构造式：CH4
D．甲苯的键线式可表示为
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答案 D
解析 A项，乙烯的构造简式为CH2===CH2，双键不能省略；B中为乙醇的构造简式，分子式应是C2H6O；C项，甲烷的构造式应为
；D项正确。
3．科学实验说明，在甲烷分子中，4个碳氢键是完全等同的。下面的选项中错误的选项是( )
A．键的方向一致 B．键长相等 C．键角相等 D．键能相等 答案 A
解析 甲烷分子具有正四面体的立体构造，所以它的四个碳氢键的方向不可能一致。
4．下面各种构造都是表示乙醇分子的，其中不正确的选项是( )
答案 A
解析 A是键线式，但有3个碳原子，所以是错误的。B、D是乙醇的构造简式，C是乙醇的构造式。
5．以下取代基或微粒中，碳原子最外层电子数均满足8电子构造的是( )
答案 C
解析 甲基的电子式是；碳正离子中，
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中心碳原子失去一个电子而带正电荷，中心碳原子周围有6个电子；
碳负离子围均满足8电子
的电子式是，两个碳原子周
构造；—COOH的电子式为7个电子。
6．以下说法正确的选项是( )
，碳原子最外层只有
A．分子球棍模型表示分子内各原子体积比
B．用一条短线来表示一对共用电子对的图式叫构造式，只有有机物才可用构造式表示
C．键线式只要求表示出碳碳键以及与碳原子相连的基团，图式中的每个拐点和终点表示一个碳原子
D．煤矿的矿井常发生瓦斯爆炸，这是由于CO与空气的混合物被点燃所导致
答案 C
7. 如图是某有机化合物分子的比例模型，以下有关该物质的推断不正确的选项是( )
A．分子中可能含有羟基 B．分子中可能含有羧基 C．分子中可能含有氨基
D．该物质的分子式可能为C3H6O3 答案 C
解析 观察题给模型可知，该模型所表示的分子中有三种原子(黑球3个、斜线球3个、白球6个)。根据有机化合物的价键规律可
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知，黑球表示碳原子，斜线球表示氧原子，白球表示氢原子。
8．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繁多，数量庞大。
答案 4 4 极性共价 非极性共价 单 双 三
——— 课/ 堂/ 效/ 果·题/ 组/ 检/ 测 ——— 题组一 碳原子的成键特点 1.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4对共用电子对 B．通过非极性键 C．通过2个共价键 D．通过离子键和共价键 答案 A
解析 碳原子有4个价电子，所以可形成4对共用电子对，A正确，C不正确；碳原子与其他原子形成的键是极性键，B、D不正确。
2．(双选)以下关于甲烷的说法中错误的选项是( ) A．甲烷分子具有正方形构造
B．甲烷分子中四个C—H键是完全等价的键 C．甲烷分子中含有非极性键
D．甲烷分子的构造式是答案 AC
解析 甲烷分子是正四面体构造，分子中只含碳氢极性键。 题组二 空间构型
3.以下说法正确的选项是( )
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A．乙酸是平面构造 B．乙醇是平面构造 C．乙炔是正四面体构造 D．乙烯是平面构造 答案 D
解析 乙酸、乙醇是立体构造，乙炔是直线形构造。
4．以下分子中，含有极性共价键且呈正四面体构造的是( ) A．氨 B．二氯甲烷 C．四氯甲烷 D．白磷 答案 C
解析 四氯甲烷和白磷呈正四面体构造，但白磷中的共价键是磷磷键，属于非极性共价键。
5．(双选)以下关于CH3—CH===CH—C≡C—CF3分子构造的表达中，正确的选项是( )
A．6个碳原子有可能都在一条直线上 B．6个碳原子不可能都在一条直线上 C．6个碳原子有可能都在同一平面上 D．6个碳原子不可能都在同一平面上 答案 BC
解析 根据乙烯和乙炔的构造特点，可推知题给有机物的碳链骨架构造如下：
由上面的碳链骨架构造很容易看出：题给有机物分子中的6个碳原子不可能都在一条直线上，但一定都在同一平面上；最多4个碳原子在一条直线上。
题组三 分子模型
6.如图是两种有机分子的比例模型，原子，
表示碳原子，
表示氢
表示氧原子。有关表达不正确的选项是( )
A．甲、乙两物质的分子式分别为C3H6O3、C2H6O2
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B．甲、乙两物质都能和活泼金属钠反响放出H2 C．甲可以在一定条件下和乙反响生成酯 D．甲、乙都含有羧基 答案 A
解析 乙物质的分子式为C2H4O2。
7．某期刊封面上有如下图的分子球棍模型图，图中“棍〞代表单键或双键或三键，不同颜色的球代表不同元素的原子，该模型图可代表一种( )
A．卤代羧酸 B．酯 C．氨基酸 D．醇钠 答案 C
解析 观察模型可以发现，绿球和绿球相连，而且绿球还连接了其他颜色的球，可以初步推断，绿球代表碳原子或氮原子。再由5个白球都处于末端，它们分别都只与一个球相连，也可推断白球代表氢原子。红球既可只连绿球，也可一端连绿球，一端连白球(氢原子)，可以推断红球代表氧原子。蓝球连了两个氢原子后再连在绿球上，而这个绿球已经连了3个球(至少为4价)，由此排除绿球代表氮原子，而认定它代表碳原子，于是蓝球代表氮原子。该模型代表甘氨酸(氨基乙酸)。
8．某化工厂消费的某产品只含C、H、O三种元素，其分子模
型为(图中球与球之间的连线代表化学键，如单
键、双键等)，那么该物质是( )
A．CH2===C(CH3)COOH
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B．CH2===CHCOOCH3 C．CH3CH2CH===CHCOOH D．CH3CH(CH3)COOH 答案 A
解析 根据“价键数守恒〞，即碳原子价键数为4，氢原子价键数为1，氧原子价键数为2，可知黑色球是碳原子，灰色球是O原子，白色球是H原子，故该物质是CH2===C(CH3)COOH。
题组四 键线式
9.键线式可以简明地表示碳氢化合物，键线式为是( )
A．丁烷 B．丙烷 C．丁烯 D．丙烯 答案 C
——— 课/ 后/ 巩/ 固·快/ 速/ 提/ 能 ——— 1．以下有关键线式的说法错误的选项是( )
A．将碳、氢元素符号省略，只表示分子中键的连接情况 B．每个拐点、交点、端点均表示有一个碳原子
C．每一条线段代表一个共价键，每个碳原子应该有四条线段，用四减去线段即是与该碳原子结合的氢原子数
D．C===C键、C≡C键等官能团中的“===〞“≡〞也可省略 答案 D
解析 键线式中能省略的是C、H原子及单键。 2．以下说法正确的选项是( )
的物质
A．碳骨架为的烃的构造简式为(CH3)2C===CH2
B．有机物分子里一定既有非极性键也有极性键 C．有的烃分子中，一个碳原子形成3个共价键
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D．乙烷的键线式为答案 A
解析 根据碳原子的成键特点，碳原子与碳原子之间可形成非极性共价键，碳原子与其他原子之间那么以极性共价键结合，但是甲烷分子中只有极性键，B项错；有机物中碳通过4个共价键与其他原子相连，C项错；
应为丙烷的键线式，D项错。
3．以下化学用语表达正确的选项是( ) A．HClO的电子式：
B．丙烷分子的比例模型：
C．对氯甲苯的构造简式：D．乙醇的分子式：C2H6O 答案 D
解析 选项A中，HClO的电子式应为
；选项B
表示的是丙烷分子的球棍模型；选项C中表示的是间氯甲苯，对氯甲苯的构造简式为
。
4．某共价化合物含碳、氢、氮三种元素，分子内有四个氮原子，且四个氮原子排列成内空的四面体(如白磷构造)，每两个氮原子间都
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有一个碳原子。分子内无碳碳单键，也没有碳碳双键，那么该化合物的分子式为( )
A．C6H8N4 B．C6H12N4 C. C6H10N4 D．C4H8N4 答案 B
解析 四个氮原子排列成的内空的四面体中有6条棱，因此该分子中应含有6个碳，再根据碳四价的原那么可确定该分子中应含有12个氢。
5．现有以下五种物质：①CO2；②CHCl3；③甲烷；④CCl4；⑤P4。具有正四面体构型的是( )
A．①②③ B．③④⑤ C．②③④ D．①④⑤ 答案 B
解析 CHCl3是四面体构造，但原子分布不均匀，不是正四面体。 6．以下有关物质的表达式正确的选项是( ) C．乙醇的构造简式：CH3CH2OH
D．CH4的球棍模型：答案 C
解析 A项，甲烷的立体构造为正四面体形，A错；B项，根据键线式的构造可知，该键线式所表示的有机物的构造简式为
，B错；D项，图示模型为甲烷
的比例模型，D错。
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7．以下有机物分子中，所有的原子不可能在同一平面上的是( )
答案 D
解析 据甲烷、乙烯、乙炔、苯的构造可知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—CH3四面体构造，不可能所有原子共面。
8．如图是立方烷的键线式构造，以下有关说法不正确的选项是( )
A．它和苯的最简式一样 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)具有一样的分子式 答案 B
解析 立方烷的分子式与苯乙烯的分子式一样，都是C8H8，最简式为CH，与苯的最简式一样；立方烷分子中只含有C—H键和C—C键两种化学键。
9．据报道，近年来发现了一种新的星际分子，其分子模型如下图(图中球与球之间的连线代表化学键，如单键、双键、三键等，颜色一样的球表示同一种原子)。
以下对该物质的说法中正确的选项是( ) A．①处的化学键表示碳碳双键 B．此星际分子属于烃类
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单键 答案 D
解析 有机物分子中碳原子要满足4个价键，H要满足1个价键，N要满足3个价键，由左向右推测其构造简式为
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，所以①
处是碳碳三键，③处是N原子(假设为F或Cl，那么C原子不能满足4个价键)，②处是碳碳单键。
10．工业上用改良汽油组成的方法来改善汽油的燃烧性能，例如：在汽油中参加CH3OC(CH3)3来消费无铅汽油。CH3OC(CH3)3分子中必存在的原子间的连接形式是( )
答案 C
解析 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分子的构造简式可表示为
。
11．是一种驱虫药——山道年的构造简式，
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
解析 由构造简式可知，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。
12．有机物的表示方法多种多样，下面是常用的有机物的表示方
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法：
(1)上述表示方法中属于构造简式的为________，属于构造式的为________；属于键线式的为________；属于比例模型的为________；属于球棍模型的为________。
(2)写出⑨的分子式：________。
(3)写出⑩中官能团的电子式：________、________。 (4)②的分子式为________，最简式为________。 答案 (1)①③④⑦ ⑩ ②⑥⑨ ⑤ ⑧
(2)C11H18O2 (3) (4)C6H12 CH2
解析 ①③④⑦是构造简式；②⑥⑨是键线式，所有拐点和端点都有一个碳原子，碳原子不满足四个价键的由氢原子补充；⑤是CH4的比例模型；⑧是正戊烷的球棍模型；⑩是葡萄糖的构造式，其官能
团有—OH和；②的分子式为C6H12，所以最简式为CH2。
13．某些有机化合物的模型如下图。 答复以下问题：
(1)属于比例模型的是________(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________(保存一位小数)。
答案 (1)乙、丙 (2)甲、丙 (3)甲 16.7%
解析 (1)乙、丙为比例模型，甲、丁、戊为球棍模型。 (2)甲、丙表示的都是甲烷。 (3)烷烃中，甲烷的含碳量最低，题
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目提供的四种物质，戊烷的含碳量最高，含氢量最低，氢元素的质量12
分数为×100%≈16.7%。
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14．如以下图所示为4个碳原子互相结合的方式。小球表示碳原子，小棍表示化学键，假设碳原子上其余的化学键都与氢原子结合。
(1)图中属于烷烃的是________(填字母)。
(2)在如上图所示的有机化合物中，碳原子与碳原子之间不仅可以形成单键，还可以形成________和________；不仅可以形成________，还可以形成碳环。
(3)含有双键的是________(填字母，下同)，含有三键的是________。
答案 (1)AC (2)双键 三键 碳链 (3)BEF DG
解析 (1)烷烃中碳原子之间都以单键形式结合，由此可以判断，题中属于烷烃的是A、C。(2)观察题中的有机化合物，可以看出碳原子与碳原子之间不仅可以形成单键，还可以形成双键，如B、E、F，也可以形成三键，如D、G；碳原子与碳原子之间不仅可以形成碳链，还可以形成碳环。(3)每个小球表示一个碳原子，每根小棍表示一个单键，可知A的分子式为C4H10；B的分子式为C4H8，分子中存在双键；C的分子式为C4H10；D的分子式为C4H6，分子中存在三键；E的分子式为C4H8；F的分子式为C4H8；G的分子式为C4H6；H的分子式为C4H8，分子中碳原子之间形成碳环。
15．有机化合物的构造简式可以进一步简化，简化后的式子称为键线式，如：CH3CH2CH2CH3可以简化为
；
可以简化为第 13 页
；CH3CH===
CHCH3可以简化为。写出以下物质的分子式和构造简式：
(1) _______________________________________。
(2) (3)
_______________________________________。 ___________________________________________。
答案 (1)
(2)
(3)
解析 一定要抓住碳原子是4个价键来写分子式和构造简式。
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