第2课时 有机化合物中的共价键
基础过关练
题组一 共价键的类型
1.下列关于有机化合物中化学键的说法不正确的是( )
A.烷烃中的化学键均为σ键
B.CH3NH2中C—H键的极性比N—H键的极性弱
C.乙烯分子中含有极性键和非极性键
D.1个丙炔分子中含有5个σ键和3个π键
2.下列分子中,既含有非极性键又含有π键的是( )
A.C2H4Cl2 B.HCHO
C.H2O D.CH2CH—CH3
3.乙烯的空间填充模型如图所示,乙烯分子中有5个σ键和1个π键。下列有关乙烯分子的叙述正确的是( )
A.碳原子的sp2杂化轨道形成σ键,未杂化的2p轨道形成π键
B.碳原子的sp2杂化轨道形成π键,未杂化的2p轨道形成σ键
C.两个碳原子杂化方式为sp
D.碳原子之间的σ键是由碳原子的sp2杂化轨道形成的,碳原子与氢原子之间的π键是未参加杂化的2p轨道形成的
4.(2021山东潍坊月考)世界卫生组织(WHO)宣布,将新型冠状病毒感染的肺炎疫情列为国际关注的突发公共卫生事件。防疫专家表示,75%的医用酒精、含氯消毒剂(如84消毒液)等可以有效杀灭病毒。关于酒精和含氯消毒剂的有关说法正确的是( )
A.乙醇分子中与羟基相连的C原子是sp2杂化,另一个C原子是sp3杂化
B.乙醇是非极性分子,可与水以任意比例互溶
C.1个HClO分子中含有2个σ键
D.1个乙醇分子中含有6个σ键,1个π键
5.碳酸亚乙酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂,其结构简式如图所示。下列有关该物质的说法不正确的是( )
A.分子式为C3H4O3
B.分子中σ键与π键个数之比为10∶1
C.分子中既有极性键也有非极性键
D.分子中碳原子的杂化方式全部为sp2
6.(2021山东滨州期中)海葵毒素是最复杂的有机物之一,是非多肽类物质中毒性非常大的一种。岩沙海葵毒素的结构简式如图。(已知:手性碳原子是指连接四个互不相同的原子或者基团的碳原子)
下列关于岩沙海葵毒素的叙述正确的是( )
A.岩沙海葵毒素分子中碳原子的杂化方式只有sp2,分子中既含有σ键,又含有π键
B.该物质能使酸性KMnO4溶液褪色
C.岩沙海葵毒素不能使溴水褪色
D.岩沙海葵毒素分子中不含手性碳原子
7.有下列物质:
①CH3CH3 ②CH3—CHCH—CH3
③ ④CH3CH2OH
(1)上述4种有机物分子中只含有σ键的有 (填序号)。
(2)②分子中σ键与π键的个数比为 。
(3)②③分子中碳原子的杂化类型有 。
题组二 共价键的极性与有机反应
8.下列关于有机化合物的说法错误的是( )
A.有机化合物的分子结构取决于原子间的连接顺序、成键方式和空间排布
B.在同一有机化合物分子中基团之间存在相互影响
C.有机化合物分子中基团之间的相互影响不会导致键的极性发生改变
D.碳原子的成键特点使有机化合物具有与无机物不同的性质
9.相同条件下金属钠和水反应与金属钠和无水乙醇反应相比,前者较为剧烈的原因是( )
A.水是无机物,而乙醇是有机物
B.水的相对分子质量小,乙醇的相对分子质量大
C.乙醇分子中羟基与乙基相连,受乙基影响,氢氧键的极性比水分子中的氢氧键的极性小
D.水分子之间有氢键,乙醇分子之间没有氢键
10.2020年,一场突如其来的新型冠状病毒性肺炎疫情让我们谈“疫”色变。研制药物,保护人民健康时间紧迫。药物利托那韦治疗新型冠状病毒性肺炎临床研究进展顺利。利托那韦的结构如图所示,有关利托那韦的说法错误的是( )
A.分子式为C37H48N6O5S2
B.分子中既含有σ键又含有π键
C.分子中含有极性较强的化学键,化学性质比较活泼
D.分子中含有苯环,属于芳香烃
11.有机化合物的结构和性质有着密切的关系。如果已知某种有机化合物的结构,我们就可以根据结构预测其性质。
(1)乙烯分子碳碳双键中,π键容易发生断裂。乙炔分子()中有2个π键,将乙炔分别通入酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液中,现象分别是 、 。
(2)乙酸与乙醇发生酯化反应的化学方程式为 ,根据乙酸与乙醇酯化反应的原理,说明乙酸分子结构中极性较大的共价键是 。
(3)苯酚()俗称石炭酸,是一种一元弱酸,电离方程式为 +H+,苯酚分子中O—H键的极性 水分子中O—H键的极性。(填“>”“<”或“=”)
答案全解全析
基础过关练
1.D 2.D 3.A 4.C 5.D 6.B 8.C 9.C
10.D
1.D 烷烃分子中所有共价键均为单键,均为σ键,A正确;N元素非金属性强于C元素,故N与H之间共用电子对偏移程度大于C与H之间共用电子对偏移程度,B正确;乙烯分子中碳原子与碳原子之间为非极性键,碳原子与氢原子之间为极性键,C正确;丙炔结构简式为,1个丙炔分子中含有6个σ键,2个π键,D错误。
2.D 同种元素的原子之间形成的共价键是非极性键,不同种元素的原子之间形成的共价键是极性键;共价单键均为σ键,双键中有1个σ键和1个π键。A中不含π键,B中不含非极性键,C中既不含非极性键也不含π键。
3.A 乙烯分子中每个碳原子均采取sp2杂化,其中杂化轨道形成σ键,未杂化的2p轨道形成π键。
4.C 由乙醇的结构式可知,分子中两个碳原子均形成4个单键,即4个σ键,没有孤电子对,两个碳原子均采取sp3杂化,故A错误;乙醇为极性分子,水也是极性分子,且乙醇分子与水分子之间能形成氢键,因此乙醇能与水以任意比例互溶,故B错误;HClO的电子式为H······,结构式为H—O—Cl,由HClO的结构式可知,1个HClO分子中含有2个单键,单键是σ键,故C正确;由乙醇的结构式可知,乙醇分子中都是单键,单键都是σ键,无π键,故D错误。
5.D 根据结构简式确定分子式为C3H4O3,故A正确。共价单键为σ键,共价双键中含有1个σ键、1个π键,则1个该分子中含有10个σ键、1个π键,分子中σ键与π键个数之比为10∶1,故B正确。该分子中存在C—C非极性键、C—O极性键、C—H极性键,故C正确。该分子C—O键中C原子价层电子对数是4且不含孤电子对,该C原子杂化方式为sp3;CO键中C原子杂化方式为sp2,故D错误。
6.B 岩沙海葵毒素分子中含有CO键,故碳原子存在sp2杂化,也存在甲基,故碳原子还存在sp3杂化,A项错误;岩沙海葵毒素分子中含有碳碳双键,可以使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,B项正确,C项错误;根据手性碳原子的定义,岩沙海葵毒素分子中存在手性碳原子,D项错误。
7.答案 (1)①④ (2)11∶1 (3)sp3、sp2、sp
解析 (1)单键都是σ键,双键中有1个σ键和1个π键。(2)1个
CH3—CHCH—CH3分子中有11个σ键,1个π键。(3)单键碳原子为sp3杂化,双键碳原子为sp2杂化,三键碳原子为sp杂化。
8.C 有机化合物的分子结构与原子间的连接顺序、成键方式和空间排布密切相关,A正确;在同一有机化合物分子中基团之间存在相互影响,如苯酚中羟基对苯环有影响,苯环对羟基也有影响,B正确;有机化合物分子中基团之间的相互影响可能会导致键的极性发生改变,C错误;碳原子在有机物分子中与其他原子形成不同类型的共价键,可以是单键、双键、三键,碳原子的成键特点使有机化合物具有与无机物不同的性质,D正确。
9.C 水分子及乙醇分子均可认为含有羟基,其中水分子中羟基与H相连,乙醇分子中羟基与乙基相连,由于受乙基影响,氢氧键的极性比水分子中的氢氧键的极性小,活泼性差,故C项正确。
10.D 根据利托那韦的结构可推知其分子式为C37H48N6O5S2,A正确;该分子中既含有单键又含有双键,所以既含有σ键又含有π键,B正确;该分子中含有O—H键等极性较强的化学键,化学性质比较活泼,C正确;该分子中含有C、H、O、N、S元素,不是烃,D错误。
反思升华
官能团的种类、化学键的类型和极性是认识有机化合物结构特征和有机反应的重要视角,注意培养宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。
11.答案 (1)酸性高锰酸钾溶液褪色 溴的四氯化碳溶液褪色
(2)CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+H2O C—O键
(3)>
解析 (1)的性质与乙烯相似,乙炔分子中有两个π键,不稳定,容易发生断裂,所以乙炔能使溴的四氯化碳溶液和酸性高锰酸钾溶液褪色。
(2)乙酸与乙醇发生酯化反应时“酸脱羟基、醇脱氢”,说明乙酸分子中的C—O键的极性较大,容易发生断裂。
(3)苯酚分子中O—H键比水分子中O—H键易断裂,该键极性较大。
