高中化学苏教版（2019）必修二 专题8 有机化合物的获得与应用 微专题(七) 常见烃分子中原子共线、共面问题判断 学案

微专题(七)　常见烃分子中原子共线、共面问题判断

1．熟悉常见分子的空间结构

(1)与三键直接相连的原子共线，如—C≡C—、—C≡N。

(2)“模型法”分析多原子共面问题。

①甲烷型：CH4分子为正四面体结构，如图，凡是碳原子与4个原子形成共价键时，其空间结构都是四面体，5个原子中最多有3个原子共平面，称为V形共面。凡是出现一个碳原子周围连有四个原子的结构，所有原子不可能都共平面。

②乙烯型：乙烯分子是平面形结构，如图，所有原子共平面，与双键碳原子直接相连的4个原子与2个碳原子共平面。

③苯型：苯分子(C6H6)是平面正六边形结构，位于苯环上的12个原子共平面，处于对角线位置的4个原子共直线。

2．连接不同基团后的原子共面分析

(1)直线与平面连接，则直线在这个平面上。

如苯乙炔：，所有原子共平面。

(2)平面与平面连接：如果两个平面结构通过单键相连，由于单键可以旋转，两个平面可以重合。

如苯乙烯：，分子中至少12个原子共平面，最多16个原子共平面。

(3)平面与立体结构连接：如甲基与平面结构通过单键相连，由于单键可以旋转，甲基的一个氢原子可能处于这个平面上。

1．(2020·沈阳高一检测)下列分子中的所有原子都处于同一平面的是(　　)

A．乙烷

B．乙烯

C．丙烯(CH2==CH—CH3)

D．正丁烷

答案　B

解析　乙烷中碳原子所成价键为四面体结构，所有原子不可能都在同一平面上，A项错误；乙烯是平面形分子，所有原子处于同一平面，B项正确；丙烯(CH3—CH==CH2)中含有甲基，甲基碳上所连的原子不可能在同一平面内，C项错误；正丁烷中含有甲基，甲基具有甲烷的结构特点，因此所有原子不可能处于同一平面，D项错误。

2．已知乙烯分子为平面结构，C2H2为直线结构。则有机物M(CH≡C－CH==CH－CH3)分子中，共直线和共平面的原子数最多分别为(　　)

A．6、11   B．5、10

C．4、9   D．4、11

答案　C

解析　根据乙炔、乙烯和甲烷的结构，有机物M的分子结构为，则最多有4个原子共直线，因为单键可以旋转，甲基上3个H原子中，可以有一个H原子旋进面内，因此最多有9个原子共面，故选C。

3．已知HCN是直线形结构，下列有机分子中，所有的原子不可能处于同一平面的是(　　)

A．CH2==CH—CN   B．CH2==CH—CH==CH2

C．   D．

答案　D

解析　A选项中的7个原子处于一个平面；B项分子中，M1和M2两个平面相交于一条直线C—C单键，由于单键可转动，因而可将M2平面转至与M1平面重合，所以该分子中所有原子可能处于同一平面；C项通过碳碳单键相连的两个平面，有可能重合在一起；D项分子中“—CH3”中的H原子和与它相连的C原子形成四面体结构，不在同一平面上。

4．下列说法正确的是(　　)

A．丙烯分子所有原子均在同一平面上

B．向溴水中分别通入乙烯、加入苯，都能观察到溴水褪色现象，但原因不同

C．C4H4只有和CH≡C－CH==CH2两种同分异构体

D．甲苯()分子中最多有12个原子共平面

答案　B

解析　CH2==CH－CH3分子中—CH3上的C为饱和碳原子，所有原子不可能共平面，故丙烯中的原子不能全部共平面，A错误；乙烯能使溴水褪色，是CH2==CH2和Br2发生加成反应，而苯能使溴水褪色是发生萃取现象，原理不同，B正确；C4H4的同分异构体除了和CH≡C－CH==CH2外，还可能为等，C错误；分子中，甲基上的碳原子和最多一个H原子与苯环共平面，故最多有13个原子共平面，D错误。

5．(2020·南京外国语学校高一检测)化合物(x)、(y)、(z)的分子式均为C5H6。下列说法正确的是(　　)

A．x的同分异构体只有y和z两种

B．y分子中所有原子均处于同一平面

C．z的一氯代物只有一种

D．x、y、z均能使酸性高锰酸钾溶液褪色

答案　C

解析　x的分子式为C5H6，对应的同分异构体可为环状烃，也可为链状烃，如H3C－C≡C－CH===CH2，则同分异构体不止y和z两种，A错误；y分子中有四面体碳原子，所有原子不可能处于同一平面，B错误；z的一氯代物有一种：，C正确；z中没有碳碳双键，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，D错误。

6．环之间共用一个碳原子的化合物称为螺环化合物，螺[2,2]戊烷()是最简单的一种。下列关于该化合物的说法错误的是(　　)

A．与环戊烯()互为同分异构体

B．二氯代物超过两种

C．所有碳原子均处同一平面

D．生成1 mol C5H12至少需要2 mol H2

答案　C

解析　中每个碳原子都形成4个共价单键，这4个键呈四面体状分布，所有碳原子不可能处于同一平面，C项错误；环戊烯的结构简式为，与分子式相同且结构不同，互为同分异构体，A项正确；如、、都是螺[2,2]戊烷的二氯代物，B项正确；螺[2,2]戊烷的分子式是C5H8，在理论上，1 mol C5H8与2 mol H2反应，生成1 mol C5H12，D项正确。

7．化合物(b)、(d)、(p)的分子式均为C6H6，下列说法正确的是(　　)

A．b的同分异构体只有d和p两种

B．b、d、p的二氯代物均只有三种

C．b、d、p均可与酸性高锰酸钾溶液反应

D．b、d、p中只有b的所有原子处于同一平面

答案　D

解析　b是苯，其同分异构体有多种，不止d和p两种，A错误；d分子中氢原子分为2类，根据定一移一可知d的二氯代物是6种，B错误；b、p分子不存在碳碳双键，不能与酸性高锰酸钾溶液发生反应，C错误；苯是平面形结构，所有原子共平面，d、p分子均含有饱和碳原子，所有原子不可能共平面，D正确。