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第一章 有机化合物的结构特点与研究方法
第一节 有机化合物的结构特点
1.1.2 有机化合物中的共价键
一、选择题
1.下列不属于共价键成键因素的是（ ）
A． 形成共用电子对
B． 成键原子的原子轨道在空间重叠
C． 形成化学键，体系能量降低，趋于稳定
D． 两原子体积大小要适中
【答案】D
【解析】共价键的本质是在原子之间形成共用电子对。两原子形成共价键时原子轨道发生重叠，两
原子的原子轨道重叠越多，键越牢固，体系的能量也越低，但对成键原子体积的大小没有要求。综
上所述，D项错误。
2.下列说法正确的是( )
A． σ键强度小，容易断裂，而π键强度较大，不易断裂
B． 所有共价键都具有方向性
C． 含有共价键的化合物一定是共价化合物
D． 两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键
【答案】D
【解析】形成σ键的原子轨道的重叠程度比π键大，形成的共价键强，不易断裂，A项错误；s轨
道与s轨道重叠形成的共价键无方向性，B项错误；氢氧化钠是离子化合物，含有氢氧共价键，C
项错误；两个原子之间形成共价键时，单键为σ键，双键或三键中只有一个σ键，D项正确。
3.下列关于碳原子的成键特点及成键方式的理解中正确的是( )
A.饱和碳原子不能发生化学反应 B.碳原子只能与碳原子形成不
饱和键
C.具有六个碳原子的苯与环己烷的结构不同 D.五个碳原子最多只能形成四个碳碳单键
【答案】C
【解析】不饱和碳原子比饱和碳原子活泼,但并不是饱和碳原子不能发生化学反应,如甲烷可以发生
取代反应,A错;碳原子也可以与氧原子形成碳氧双键,与氮原子形成碳氮三键等,B错;苯环是平面结构,
而环己烷中的六个碳原子为饱和碳原子,碳原子之间呈折线结构不能共面,C对;五个碳原子可以呈环,
环状结构为5个碳碳单键。4.下列关于丙烯 的说法错误的是( )
A.丙烯分子中有8个 键、1个 键 B.丙烯分子中3个碳原子都采取 杂化
C.丙烯分子中存在非极性键 D.丙烯分子中最多有7个原子在同
一平面
【答案】B
【解析】烯分子中含有6个C H键、1个C C键和1个 键，其中C C键、C H键均
为 键， 键中有1个 键和1个m键，则丙烯分子中有8个σ键和1个 键，A正确；甲
基C原子采取 杂化，双键C原子采取 杂化，B错误；同种非金属元素原子之间形成非极性
键，则丙烯分子中碳原子间存在非极性键，C正确；碳碳双键为平面结构，甲基为四面体结构，通
过单键旋转，丙烯分子中最多有7个原子在同一平面上，D正确。
5.下列关于苯乙炔的说法错误的是( )
A.该分子有8个 键和5个 键
B.该分子中碳原子有sp和 杂化
C.该分子中不存在非极性键
D.该分子中有8个碳原子在同一平面上
【答案】AC
【解析】苯乙炔分子中含有14个 键，苯环中有1个大 键， 键中有2个 键，故共含
有3个 键，故A错误；苯环中碳原子都采取 杂化，碳碳三键碳原子采取sp杂化，该分子中
碳原子有sp和 杂化，故B正确；同种原子间形成的共价键为非极性键，该分子中碳原子间形成
非极性键，故C错误；苯环是平面形结构，碳碳三键是直线形结构，因此该分子中有8个碳原子在
同一平面上，故D正确。6.对于分子式为 的有机化合物结构的说法中不正确的是( )
A.可能是分子中只有一个双键的链烃B.分子中可能有两个双键
C.分子中可能只含有一个三键 D.分子中含有一个双键的环烃
【答案】A
【解析】含5个碳原子的饱和烃应含有12个氢原子， 较饱和烃少了12-8=4个氢原子，每减少
2个氢原子就增加一个不饱和度，所以该分子结构有四种可能：①两个双键，②一个三键，③一个
双键和一个环，④两个环。故A项不合理。
7.下列关于σ键和π键的说法不正确的是( )
A． σ键能单独形成，π键不能单独形成
B． σ键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转
C． 双键中一定有一个σ键，一个π键，三键中一定有一个σ键，两个π键
D． CH —CH 、CH ==CH 、CH≡CH中的σ键都是C—C键，所以键能都相同
3 3 2 2
【答案】D
【解析】单键中只有一个σ键，双键中有一个σ键，一个π键，三键中有一个σ键，两个π键，π
键不能单独形成，A、C项正确；σ键的电子云呈轴对称，π键的电子云呈镜面对称，π键不能绕键
轴旋转，B项正确；三种分子中还含有C—H σ键，D项错误。
8.下列说法不正确的是( )
A． π键是原子轨道以“肩并肩”方式相互重叠而形成的
B． 2个原子形成的多重共价键中，只能有一个是σ键，而π键可以是一个或多个
C． s电子与s电子间形成的键是σ键，p电子与p电子间形成的键是π键
D． 共价键一定有原子轨道的重叠
【答案】C
【解析】原子轨道以“头碰头”方式相互重叠形成的共价键为σ键；以“肩并肩”方式相互重叠形成的
共价键为π键。σ键是轴对称，而π键是镜面对称。分子中所有的单键都是 σ键，双键中有一个σ
键，一个π键，叁键中有一个σ键，两个π键。
9.下列有关σ键和π键的说法错误的是( )
A． 含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者
B． 当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键
C． 有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键，不能形成π键
D． 在分子中，化学键可能只有π键而没有σ键
【答案】D
【解析】本题主要考查σ键和π键的形成。由于π键的键能小于σ键的键能，所以反应时易断裂，A正确；在分子形成时为了使其能量最低，必然首先形成 σ键，根据形成原子的核外电子排布来判
断是否形成π键，所以B正确；C正确，像H、Cl原子跟其他原子只能形成σ键，D错误。
10.下列化学反应中不属于取代反应的是( )
A． CH Cl ＋Br CHBrCl ＋HBr
2 2 2 2
B． CH OH＋HCl―→CH Cl＋H O
3 3 2
C． 2Na＋2H O===2NaOH＋H ↑
2 2
D． CH CH Br＋H O CH CH OH＋HBr
3 2 2 3 2
【答案】C
【解析】选项A是CH Cl 分子中的一个氢原子被溴原子所取代，属于取代反应；
2 2
选项B是CH OH分子中的原子团－OH被氯原子所取代，属于取代反应；
3
选项C是无机物之间的置换反应，不是取代反应；
选项D是CH CH Br分子中的溴原子被原子团－OH所取代，属于取代反应。
3 2
11.已知正四面体形分子E和单质分子G反应，生成四面体形分子L和分子M(组成E分子的元素的
原子序数小于10，组成G分子的元素为第三周期的元素)，如图所示，则下列判断中不正确的是(
)
A． 常温常压下，E、L均为气态有机物
B． E是一种含有10个电子的分子
C． 上述反应的类型是置换反应
D． 上述4种物质中有3种为共价化合物
【答案】C
【解析】正四面体形分子E，组成E分子的元素的原子序数都小于10，E由两种元素组成，灰色球
只形成一个共价键，所以是H，黑色球表示C，所以E是甲烷；直线形分子G，组成G分子的元素
为第三周期的元素，且G是双原子分子，所以G是Cl ，该反应是甲烷和氯气发生取代反应生成一
2
氯甲烷和氯化氢，即L是一氯甲烷，M是氯化氢。常温常压下，甲烷、一氯甲烷均是气体，A项正
确；E是甲烷分子，含有10个电子，B项正确；甲烷中的氢原子被氯原子取代生成一氯甲烷，属于
取代反应，生成物中没有单质，不是置换反应，C项错误；四种物质中甲烷、一氯甲烷和HCl属于
共价化合物，所以4种物质中有3种为共价化合物，D项正确。
12.有下列三种物质①乙醇、②碳酸、③水，它们与钠反应产生氢气的速率由大到小的顺序是（
）
A． ①>②>③ B． ②>①>③ C． ③>①>② D． ②>③>①【答案】D
【解析】物质的酸性越强，越容易电离产生氢离子，与钠反应生成氢气的速率就越大。碳酸、水、
乙醇三种物质电离产生氢离子的能力依次减弱，它们与钠反应产生氢气的速率由大到小的顺序是
②>③>①。
13.有人认为化合物中数量、品种最多的是ⅣA族的碳的化合物(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.碳原子性质非常活泼,易跟多种原子形成共价键
C.碳原子之间既可以形成稳定的单键,又可以形成双键和三键
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】碳四价理论是有机化学中的基础理论,4次成键机会造成多种成键方式,使由碳形成的有机
物丰富多彩。
二、填空题
14.甲、乙、丙、丁四种有机物的结构如下：
甲：
乙：
丙：COCl （ ）
2
丁：
（1）甲分子中有 个σ键， 个π键。
（2）乙分子中有 个σ键， 个π键， （填“有”或“没有”）非极性键。
（3）丙分子中每个碳原子形成 个σ键， 个π键。
（4）丁分子中σ键与π键的数目之比为 。
【答案】（1）7 3 （2）8 2 有 （3）3 1 （4）2∶1【解析】（1）甲分子中除5条单键全是σ键外，双键中1个是σ键，另1个是π键，三键中1个是
σ键，另2个是π键。故甲分子中σ键总数为7，π键总数为3。
（2）乙分子中有3个C—H σ键，2个C—C σ键，2个C—O σ键，1个O—H σ键；C===C
和C===O中分别有1个π键；有C===C、C—C非极性键。
（3）丙分子中C与O原子之间形成1个σ键和1个π键，C与两个Cl原子之间分别形成1个σ键。
（4）丁分子中含有1个C===C键，1个 键，3个C—H键和1个C—C键，故丁分子
中共有6个σ键和3个π键。
15.为了探究乙醇和钠反应的原理，做如下实验：
甲：向试管中加入3 mL乙醇，放入一小块钠，观察现象，并收集、检验产生的气体。
乙：向试管中加入3 mL乙醚(CHCHOCH CH)，放入一小块钠，无气体产生。
3 2 2 3
回答以下问题：
(1)简述检验实验甲中产生的气体的方法及作出判断的依据：_____________________。
(2)从结构上分析，选取乙醚作参照物的原因是_____________________________。
(3)实验甲说明____________________________________________________________；
实验乙说明_______________________________________________________________；
根据实验结果，乙醇和金属钠反应的化学方程式应为____________________________
________________________________________________________________________。
【答案】(1)将收集到的气体点燃，在火焰上方罩一干燥的冷烧杯，若能燃烧或发出爆鸣声并且杯壁
有水滴，则证明该气体是氢气
(2)乙醇分子中含有乙基和羟基，乙醚分子中含有乙基
(3) 羟 基 氢 可 与 钠 发 生 置 换 反 应 乙 基 上 的 氢 不 能 与 钠 发 生 反 应 2CHCHOH ＋
3 2
2Na―→2CH CHONa＋H↑
3 2 2
【解析】(1)试管中加入乙醇，放入一小块钠，二者会发生反应得到乙醇钠和氢气，氢气的检验方法：
将收集到的气体点燃，在火焰上方罩一干燥的冷烧杯，若能燃烧或发出爆鸣声并且杯壁有水滴，则
证明该气体是氢气。
(2)乙醇分子中含有乙基和羟基，乙醚分子中含有乙基，故选取乙醚作参照物，说明与钠发生反应的
为羟基。
(3)乙醇分子中含有乙基和羟基，乙醚分子中含有乙基，向试管中加入 3 mL 乙醚
(CHCHOCH CH)，放入一小块钠，不发生反应，故与钠反应的物质中需含有羟基氢，羟基中的氢
3 2 2 3
原子能和金属钠反应得到氢气。16.为了测定乙醇的结构式，利用乙醇和钠的反应，设计如图1装置进行实验，在烧瓶中放入足量的
钠，从分液漏斗中缓缓滴入一定量的乙醇，通过测量量筒中水的体积，就可知反应生成的氢气的体
积。
（1）实验前检验该装置的气密性的实验操作是____________________________________。
（2）有人认为装置中有空气，所测的气体体积应扣除装置中空气的体积，才是氢气的体积，你认
为___________（填“正确”或“不正确”）。
（3）若实验中所用乙醇含有少量水则实验结果将_______（填“偏大”或“偏小”），若实验开始
前b导管内未充满水则实验结果将________（填“偏大”或“偏小”）。
（4）若测得有1.15 g C HO参加反应，把量筒c中的水的体积换算成标准状况下H 的体积为280
2 6 2
mL，试结合计算和讨论，判断图2中（Ⅰ）和（Ⅱ）两式中，哪个正确______。
【答案】（1）连接好装置，关闭分液漏斗的活塞，将右侧导管插入水槽，微热烧瓶，右侧导管若
有气泡冒出，冷却后形成一段水柱，且一段时间内水柱不变化，证明装置气密性良好
（2）不正确
（3）偏大 偏小
（4）Ⅰ
【解析】分析解题的基点：测定乙醇结构的实验原理、实验误差及原因分析、实验的相关问题。
①探究确定乙醇的结构
测定乙醇结构的实验原理是用一定量的乙醇与钠反应，测定产生氢气的体积，
由此计算出1 mol 乙醇分子中被置换氢原子的物质的量。
计算1.15 g C HO的物质的量n= = = 0.025 mol，
2 6
生成氢气的物质的量n=V/V = = 0.0125 mol，
m
即1 mol C HO～0.5 mol H～1mol H，
2 6 2
说明1 mol C HO分子中只有1mol 氢原子被钠置换，
2 6
也就是说C HO分子中有1个氢原子与其他5个氢原子不同，其结构应为Ⅰ。
2 6②实验误差分析(影响测定氢气体积大小的因素)。
等质量的水与钠反应产生氢气比乙醇与钠反应放出气体多，如果乙醇含有水，则导致实验结果偏大。
如果实验开始前b导管内未充满水时，排到量筒中的水的体积偏小，则导致实验结果偏小。
③实验相关问题与关键。
装置气密性良好(检查方法)、准确确定乙醇的用量(称其质量或量其体积)、金属钠要足量(若乙醇为
nmol则钠大于nmol)、准确测定氢气的体积(测定的方法)等。
