高中化学 第一章 认识有机化合物 重难点四 有机化合物中碳的成键特征（含解析）新人教版选修

系统掌握蕴含其中的马克思主义立场观点方法，要在系统学习、深刻领会、科学把握习近平教育思想上下功夫。精心组织开展学习宣传贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神知识问答活动。重难点四 有机化合物中碳的成键特征【要点解读】碳原子位于周期表第主族第二周期，碳原子最外层有4个电子，碳原子既不是失电子、也不易得电子有机物种类繁多的原因，主要由C原子的结构特点决定其成键特点是：(1)在有机物中，碳原子有4个价电子，价键总数为4；(成键数目多)(2)碳原子既可以与其它原子形成共价键，碳原子之间也可相互成键，既可以形成单键，也可以形成双键或三键(成键方式多)碳原子间的成键方式：C-C、C=C、CC有机物中常见的共价键：C-C、C=C、CC、C-H、C-O、C=O、CN、C-N、苯环；在有机物分子中，仅以单键方式成键的碳原子称为饱和碳原子，连接在双键、叁键或在苯环上的碳原子(所连原子的数目少于4)称为不饱和碳原子；C-C单键可以旋转而C=C不能旋转(或三键)(3)多个碳原子可以相互结合成长短不一的碳链和碳环，碳链和碳环还可以相互结合【重难点指数】【重难点考向一】价键规律【例1】下列结构中，从成键情况看，不合理的是()A B C D【答案】B结构，故D正确；故选B。【重难点点睛】考查有机物的机构特点，依据各种元素原子达到稳定结构所需成键的数目判断，氮原子形成3个共价键达到稳定结构，碳原子和硅原子形成4个共价键达到稳定结构，硫原子形成2个共价键达到稳定结构，氢原子形成1个共价键达到稳定结构，氧原子形成2个共价键达到稳定结构。【重难点考向二】 不饱和度【例2】某烃分子中结构含一个苯环、两个碳碳双键和一个碳碳三键，它的分子式可能为()AC9H12 BC17H20 CC20H30 DC12H20 【答案】B【解析】苯环的不饱和度为4，碳碳双键是1，碳碳三键的不饱和度为2，所以某烃的结构式中含有一个苯环、两个碳碳双键和一个碳碳三键它的不饱和度为8，C10H12、C12H16、C17H20、C20H28的不饱和度分别为：5、5、8、7，故选B。【名师点睛】考查不饱和度的概念及应用，某烃的结构式中含有一个苯环、两个碳碳双键和一个碳碳三键它的不饱和度为8，苯环的不饱和度为4，碳碳双键是1，碳碳三键的不饱和度为2，据此计算回答。【重难点考向三】 价键与分子组成【例3】某有机化合物A的相对分子质量大于100，小于130经分析得知，其中碳和氢的质量分数之和为46.66%，其余为氧，则该化合物分子中最多含碳氧双键的个数为()A1 B2 C3 D4 【答案】A【名师点睛】考查有机物分子式的确定，注意计算氧原子数为解答该题的关键；根据含氧量和相对分子质量的范围，得出氧原子数，根据氧元素的质量分数进而求得有机化合物的相对分子质量，进而计算化学式。【重难点考向四】碳原子的杂化形式【例4】在苯、CH3OH、HCHO、CS2、CCl4五种有机溶剂中，碳原子采取sp2杂化的分子有_。【答案】【解析】苯中碳原子采取sp2杂化；CH3OH中碳原子采取sp3杂化；HCHO中碳原子采取sp3杂化；CS2中碳原子采取sp杂化；CCl4中碳原子采取sp3杂化。【名师点睛】考查有机物分子结构中碳原子轨道杂化方式CH4或甲基、亚甲基中碳原子的杂化轨道形式为sp3杂化，乙烯和苯环中碳原子的杂化轨道形式为sp2杂化，乙炔中碳原子的杂化轨道形式为sp杂化。 【重难点考向五】键线式与有机组成【例5】有的油田开采的石油中溶有一种碳氢化合物-金刚烷，它的分子立体结构如图所示：(1)由图可知其分子式为：_；(2)它是由_ 个六元环构成的立体的笼状结构，其中有_个碳原子为三个环共有，连2个氢原子的碳原子数有_个。【答案】(1)C10H16 (2)4 4 6【名师点睛】(1)图为有机物结构的键线式，以线代替碳碳键，交点、端点是碳原子，C、H原子不标出，以H原子饱和碳的四价结构，杂原子及杂原子上的H原子应标出结合有机物的结构书写分子式；(2)由图中结构可知分子中含有4个六元环，有4个碳原子为三个环共有，为两个六元环共有的碳原子连2个氢原子，故连2个氢原子的碳原子数有6个。【趁热打铁】1有人认为目前已知化合物中数量最多的是有机化合物，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，可以跟多数元素原子形成共价键 C碳原子之间既可以形成稳定的单键，又可以形成稳定的双键和叁键 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 【答案】B【解析】A碳原子最外层有4个电子，碳原子与碳原子、其他原子(如氢原子)形成4个共价键达到稳定结构，故A正确；B碳原子性质不活泼，故B错误；C碳原子之间成键方式具有多样性，碳原子与碳原子之间不仅可以形成共价单键，还可以形成双键、单键，不仅可以形成碳链还可以形成碳环，故C正确；D碳原子最外层有四个电子，碳原子之间可以形成稳定的单键，又可以形成稳定的双键和三键，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，故D正确；故选B。【名师点睛】考查有机物种类繁多的原因及有机物的性质等，碳原子最外层有4个电子，碳原子与碳原子、其他原子(如氢原子)形成4个共价键，碳原子之间可以形成稳定的单键，又可以形成稳定的双键和三键，还能成环，据此分解判断。2在乙烯分子中有键和键，下列说法不正确的是()A中心原子采用sp2杂化 B乙烯分子中有4个键和2个键 C杂化轨道形成键、未杂化的2p轨道形成键 D乙烯分子中所有原子一定在同一平面 【答案】B【名师点睛】考查乙烯的结构、杂化类型的判断等，乙烯的结构式为，分子中含有一个双键和4个单键，单键中含有1个键，双键中含有1个键和1个键，根据中心原子上键的数目判断杂化类型和分子的空间结构。3在有机化合物中，一个碳原子与其他原子不能同时形成的化学键是()A四个共价单键 B一个双键，一个叁键 C两个单键，一个双键 D一个单键，一个叁键 【答案】B【名师点睛】考查有机物中碳原子的数目和方式，注意一个碳原子与其他原子形成的化学键总数为4，即达到了成键饱和状态，据此回答。4烃分子中若含有双键、叁键或环，其碳原子所结合的氢原子则少于同碳原子数对应烷烃所含的氢原子数，亦具有一定的不饱和度(用表示)下表列出几种烃的不饱和度：据此下列说法不正确的是()有机物乙烯乙炔环己烷苯1214A1mol=3的不饱和链烃再结合6molH 即达到饱和 BC10H8的=7 CC4H8的不饱和度与C3H6、C2H4的不饱和度不相同 DCH3CH=CHCH3与环丁烷的不饱和度相同 【答案】C【解析】A增加了1个不饱和度，要减少2个氢原子，所以1mol为3的不饱和链烃再结合6molH达到饱和，故A正确；BC10H8比相同碳原子的烷烃少了14个碳氢键，所以不饱和度为7，故B正确；CC4H8与C3H6、C2H4的都为1，不饱和度相同，故C错误；DCH3CH2CH=CH2与环丁烷的都为1，相同，故D正确；故选C。【名师点睛】考查不饱和度，不饱和度在有机化学中主要有两个用途：1、检查对应结构的分子式是否正确；2、根据不饱和度推测分子式可能具有的结构；根据不饱和度()=双键数+叁键数2+环数，每减少2个碳氢键，增加了1个不饱和度解题。5某烷烃分子中含m个、n个-CH2-、X个-CH3，则X的数目可能是()A3m+2n Bm+2n Cm+2 D3m 【答案】C【名师点睛】根据烷烃通式结合基团的结构特点分析，有机物主要