第七章　第二节　第3课时　烃的燃烧规律及烃分子中原子共线、共面的判断（课件+讲义+专练）

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DISANKESHI烃的燃烧规律及应用 / 常见烃分子中原子共线、共面的判断 / 随堂演练　知识落实 / 课时对点练烃的燃烧规律及烃分子中原子共线、共面的判断第七章第3课时核心素养 发展目标1.掌握烃的燃烧规律及应用。2.能根据烃分子中碳原子的成键特点分析原子共线、共面问题。内容索引随堂演练　知识落实课时对点练一、烃的燃烧规律及应用二、常见烃分子中原子共线、共面的判断烃的燃烧规律及应用 1.烃(CxHy)的燃烧通式CxHy＋_______O2 ___CO2＋__H2O(配平化学方程式)。2.烃的燃烧耗氧规律(1)相同物质的量的烃(CxHy)，_______越大，耗氧越多，反之越少。(2)相同质量的烃(CxHy)，___越大，耗氧越多，反之越少。x3.烃燃烧前后气体体积的变化其中，ΔV＝V后－V前。(1)当温度大于或等于100 ℃时，水为气态(2)当常温常压时，水为液体则ΔV＝－(1＋ )，反应后气体体积始终减小且减少量与氢原子数有关。应用体验1.两种气态烃的混合物6.72 L(标准状况)，完全燃烧生成0.48 mol CO2和10.8 g H2O，则该混合烃中A.一定不存在乙烯 B.一定不存在甲烷C.一定存在甲烷 D.一定存在乙烯√2.现有CH4、C2H4、C2H6三种有机化合物：(1)等质量的以上三种物质完全燃烧时消耗O2最多的是____。CH4(2)常温常压下，同体积的以上三种物质完全燃烧时消耗O2最多的是_____。C2H6(3)等质量的以上三种物质燃烧时，生成二氧化碳最多的是_____，生成水最多的是_____。C2H4CH4(4)在120 ℃、1.01×105 Pa下，以上三种物质中的两种和足量的氧气混合点燃，相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化，这两种气体是___________。CH4和C2H4由题意可知，在120 ℃、1.01×105 Pa下，返回常见烃分子中原子共线、共面的判断 1.常见分子构型(1)甲烷型： 正四面体→凡是碳原子形成4个共价单键时，其空间结构都是四面体形，5个原子中最多有3个原子共平面。(2)乙烯型：平面结构→碳碳双键直接相连的4个原子与2个碳原子共平面。(3)乙炔型：－C≡C－直线结构→碳碳三键直接相连的2个原子与2个碳原子共直线。(4)苯型：平面结构→位于苯环上的12个原子共平面，位于对角线位置上的4个原子共直线。2.原子共面的分析方法(1)甲烷、乙烯、苯三种分子中的氢原子如果被其他原子取代，则取代后的分子结构基本不变。(2)共价单键可以自由旋转，共价双键和共价三键不能旋转。(3)根据分子的结构和化学键之间的夹角画出分子中原子的相对位置，如 。应用体验1.下列说法正确的是A.丙烷是直链烃，所以分子中3个碳原子也在一条直线上B.丙烯分子中所有原子均在同一平面上C. 所有碳原子一定在同一平面上D.CH3－CH==CH－C≡C－CH3分子中所有碳原子可能在同一平面上√丙烯中含甲基，甲基为四面体结构，则所有原子一定不能共面，B项错误；环上含4个四面体结构的C，所有碳原子不可能在同一平面上，C项错误；双键为平面结构、三键为直线结构，且直接相连，则所有碳原子可能在同一平面上，D项正确。2.已知某有机分子(C11H10)的结构简式为 ，则该分子中：(1)可能共面的C原子最多有___个，一定共面的C原子最多有__个。118根据CH4、CH2==CH2、 和CH≡CH的空间结构，可知该有机物分子中原子空间位置有如下特点： 由此可知，苯环和乙烯基团所在平面内的所有碳原子，即11个碳原子都有可能共面，根据苯的结构，一定共面的C原子共有8个。(2)可能共面的原子最多有___个，一定共面的原子最多有___个。因为单键可以旋转，甲基(—CH3)上的3个H原子，最多有一个H原子可以旋入苯环和乙烯基团所在的平面内，故可能共面的原子最多为19个，一定共面的原子应为苯环和与其连接的2个C原子，共12个。1912(3)一定共直线的C原子最多有___个，一定共直线的原子最多有___个。苯环对位及对位上连接的两个碳原子共4个C原子一定共直线，乙炔基团及所连接的一个C原子和一个H原子也一定共直线。44归纳总结判断烃分子中原子共面的方法返回随堂演练　知识落实 1.两种气态烃以一定比例混合，在105 ℃时1 L该混合烃与9 L氧气混合，充分燃烧后恢复到原状态，所得气体总体积仍是10 L，下列混合烃中不符合此条件的是A.CH4、C2H4 B.CH4、C3H8C.C2H4、C3H4 D.C2H2、C3H61234√C3H8无论按什么比例混合，均不能使氢原子平均数为4；C2H2、C3H6只有在体积比1∶1混合时H原子平均数才为4，CH4、C2H4及C2H4、C3H4以任意比混合时H原子平均数均为4。12342.下列各组中的两种有机物，无论以何种比例混合，只要混合物总质量不变，完全燃烧时生成的水的质量也不变的是A.C2H4、C4H8 B.C8H10、C4H10C.C2H4、C2H4O D.C8H8、C4H81234√要使混合物总质量一定，生成水的量不变，必须满足有机物中H的含量相等。A项，C2H4和C4H8二者最简式相同，分子中含H量相同，生成H2O的量相同；B、C、D三项中有机物的最简式不相同，含氢量都不相同，故生成水的量一定会变，错误。12343.下列关于烃 的说法正确的是A.共面的C原子最多为14个B.共直线的C原子只有4个C.1 mol该烃最多可以和6 mol H2发生加成反应D.1 mol该烃最多可以消耗6 mol Br21234√苯环上所有原子共平面、直接连接碳碳双键两端的原子共平面、直接连接碳碳三键两端的原子共直线，则该分子中最多有13个C原子共面，A项错误；苯环上对称位置碳原子及其连接的原子共直线，碳碳三键中碳原子及其连接的原子共直线，共直线的C原子最多有6个，B项错误；苯环和碳碳三键、碳碳双键都能和氢气发生加成反应，则1 mol该烃最多可以和6 mol H2发生加成反应，C项正确；该分子中只有碳碳双键和碳碳三键能和溴发生加成反应，1 mol 该烃最多可以消耗3 mol Br2，D项错误。12344.(1)请写出烷烃CxHy在足量的氧气中充分燃烧的化学方程式：________________________________。有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷4种烷烃，试回答下列问题：1234CxHy＋(2)相同状况下，等体积的上述气态烃充分燃烧，消耗O2最多的是_____。1234丁烷(3)等质量的上述气态烃，在充分燃烧时，消耗O2最多的是_____。四种烃中甲烷中H的质量分数ω(H)最大，等质量充分燃烧时，甲烷消耗O2最多。1234甲烷(4)在120 ℃、1.01×105 Pa条件下，某气态烃与足量的O2完全反应后，测得反应前后气体的体积没有发生改变，则该烃为_____。1234甲烷(5)10 mL某气态烃，在50 mL O2中充分燃烧，得到液态水，以及体积为35 mL的混合气(所有气体体积均在同温同压下测定)，该气态烃是_____。1234乙烷甲烷、乙烷、丙烷、丁烷4种烷烃中它们的(x＋ )值分别为2、3.5、5、6.5,10 mL完全燃烧需要氧气的体积分别为20 mL、35 mL、50 mL、65 mL，所以只有丁烷不能完全燃烧，若完全燃烧，则混合气体是CO2、O2，设烃为CxHy，则1234为乙烷；若不完全燃烧，10 mL丁烷生成CO需要氧气45 mL，小于50 mL，所以混合气体是CO2、CO，设烃为CxHy，根据C原子守恒，有10x＝35，解得x＝3.5，碳原子数目不为整数，不成立。1234(6) 的分子式为_______，1 mol该烃完全燃烧需消耗氧气___ mol。 为环烷烃，分子中含有12个C，所以其名称为环十二烷；该有机物中含有一个环，含有的氢原子数比链状烷烃少2，所以环十二烷的分子式为C12H24,1 mol C12H24完全燃烧消耗氧气的物质的量为(12＋ ) mol＝18 mol。1234C12H2418返回课时对点练 题组一　烃的燃烧规律1.在常温、常压下，取下列四种气态烃各1 mol，分别在足量氧气中燃烧，消耗氧气最多的是A.CH4 B.C2H4C.C3H8 D.C4H6√123456789101112131412345678910111213142.在120 ℃时，1 L某烃在a L O2中完全燃烧，得到相同条件下的气体体积为(1.5＋a) L，则该烃可能是A.甲烷 B.乙烷C.乙烯 D.乙炔√1234567891011121314设烃的分子式为CxHy，在a L O2中完全燃烧，有12345678910111213143.将一定量气态烃充分燃烧后的产物通入足量石灰水中完全吸收，经过滤得到沉淀20 g，滤液质量比原石灰水减少5.8 g。该有机物可能是A.乙烯 B.乙烷 C.丙烷 D.丁烷√沉淀20 g为CaCO3，则有机物中含C原子为0.2 mol，由质量守恒得：m(CaCO3)－m(CO2)－m(H2O)＝5.8 g，即20 g－44 g·mol－1×0.2 mol－m(H2O)＝5.8 g，m(H2O)＝5.4 g，n(H2O)＝0.3 mol。所以有机物中n(C)∶n(H)＝0.2 mol∶(0.3 mol×2)＝1∶3。因此该气态烃应为乙烷。12345678910111213144.一种气态烷烃和一种气态烯烃，它们分子里的碳原子数相等。将1.0体积这种烷烃和烯烃组成的混合气体在氧气中完全燃烧，生成2.0体积的CO2和2.4体积的水蒸气(气体体积均在相同状况下测定)，则混合气体中烷烃和烯烃的体积比为A.3∶1 B.1∶3 C.2∶3 D.3∶21234567891011121314√根据阿伏加德罗定律，相同状况下，气体的体积之比等于物质的量之比。可知1 mol混合烃充分燃烧生成2 mol CO2和2.4 mol H2O(g)，则混合烃的平均分子组成为C2H4.8。又知烷烃和烯烃分子里的碳原子数相同，可以判定它们分别是C2H6和C2H4。无论C2H6与C2H4以怎样的体积比混合，它们的平均碳原子数都是2。因此符合题意的烷烃和烯烃的体积比将由它们分子里所含的H原子数决定。可用十字交叉法求解：1234567891011121314题组二　原子共面、共线的判断5.下列物质的所有原子，不可能处于同一平面内的是A.CH2Cl2 B.CH2==CH2C. D.√根据已有知识，乙烯和苯都属于平面形结构，所有原子都处于同一平面内，而甲烷分子是正四面体结构，所有原子不可能处于同一平面内。同理，我们可以将C项看作是乙烯中的一个氢原子被苯环取代，从而得出C项中物质的所有原子可能处于同一平面内。12345678910111213146.据报道，近来发现了一种新的星际分子氰基辛炔，其结构简式为HC≡C—C≡C—C≡C—C≡C—C≡N，下列对该物质的判断不正确的是A.属于不饱和烃B.能使酸性KMnO4溶液褪色C.所有原子可能在同一条直线上D.可以发生加成反应√1234567891011121314该有机物中除了含有C、H元素外还含有N元素，所以不属于烃，A项错误；含有碳碳三键，碳碳三键能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其褪色，B项正确；该分子中一个碳碳三键连接一个碳碳单键，且为直链结构，单键可以旋转，具有乙炔结构特点，所以该分子中所有原子可能处于同一直线上，C项正确；碳碳三键和碳氮三键都能发生加成反应，D项正确。12345678910111213147.甲烷分子中的4个氢原子都可以被取代，若甲烷分子中的4个氢原子被苯基取代，则可得到的分子如图所示，下列描述中正确的是A.分子式为C25H24B.所有原子都在同一平面上C.此物质属芳香烃类物质D.最多有3个碳原子在同一平面上√1234567891011121314由结构可知该物质的分子式为C25H20，A项错误；分子中与4个苯环相连的C为四面体结构，则所有原子不可能共平面，B项错误；只含C、H元素，且含苯环，为芳香烃类物质，C项正确；最多2个苯环与中间的C共面，则最多有13个碳原子共面，D项错误。12345678910111213148.已知有机物M在一定条件下可转化为N。下列说法正确的是A.该反应类型为取代反应B.N分子中所有碳原子共平面C.可用溴水鉴别M和ND.M中苯环上的一氯代物共4种√1234567891011121314M中碳碳双键和氢气发生加成反应生成N，该反应为加成反应，A项错误；N分子中取代基上的3个碳原子都是饱和碳原子，具有甲烷结构特点，则N中所有碳原子不能共平面，B项错误；M和溴发生加成反应、N和溴不反应，前者褪色，后者分层且上层有色，现象不同可以鉴别，C项正确；M苯环上有3种氢原子，所以M苯环上的一氯代物有3种，D项错误。12345678910111213149.一种气态烷烃和气态烯烃组成的混合物共10 g，混合气体的密度是相同状况下H2密度的12.5倍，该混合气体通过装有溴水的试剂瓶时，试剂瓶总质量增加了8.4 g，该混合气体可能是A.乙烯和乙烷 B.乙烷和丙烯C.甲烷和乙烯 D.丙烯和丙烷√1234567891011121314混合气体的平均摩尔质量为12.5×2 g·mol－1＝25 g·mol－1，则混合气体的物质的量为 ＝0.4 mol；又烯烃中最简单的乙烯的摩尔质量是28 g·mol－1，故烷烃的摩尔质量一定小于25 g·mol－1，只能是甲烷。当混合气体通过溴水时，由于只有烯烃和溴水反应，因此增重的8.4 g为烯烃的质量，则甲烷的质量为10 g－8.4 g＝1.6 g，甲烷的物质的量为0.1 mol，则烯烃的物质的量为0.3 mol，烯烃的摩尔质量为 ＝28 g·mol－1，根据烯烃通式CnH2n，即14n＝28，可求出n＝2，即烯烃为乙烯。123456789101112131410.某烃的结构简式为 ，下列说法不正确的是A.1 mol该烃完全燃烧消耗11 mol O2B.与氢气完全加成后的产物中含2个甲基C.1 mol该烃完全加成消耗3 mol Br2D.分子中一定共平面的碳原子有6个√1234567891011121314该烃的分子式为C8H12,1 mol该烃完全燃烧消耗11 mol O2，A正确；与氢气完全加成后的产物中含有3个甲基，B不正确；分子中含有一个碳碳双键和一个碳碳三键，所以1 mol该烃完全加成需要消耗3 mol Br2，C正确；根据乙烯和乙炔的结构可判断该烃分子中一定共平面的碳原子有6个，D正确。123456789101112131411.如图有a、b两种物质，下列说法正确的是A.a的分子式为C10H14B.a、b都属于芳香烃C.a、b均可以发生加成反应D.a中所有原子均在同一平面上√1234567891011121314由a的结构可知a的分子式为C10H16，A项错误；a含有双键，可以发生加成反应，b中含有苯环，也可以发生加成反应，C项正确；a中含有饱和碳原子，故所有原子不可能在同一平面上，D项错误。123456789101112131412.四元轴烯(a)、苯乙烯(b)、立方烷(c)的分子式均为C8H8，下列说法正确的是A.a的同分异构体只有b和c两种B.a、b、c均能使溴的四氯化碳溶液褪色C.a、b分子中的所有原子一定处于同一平面D.不考虑立体异构，a、c的二氯代物均只有3种，b的一氯代物有5种√1234567891011121314a的分子式为C8H8，对应的同分异构体也可能为链状烃，A项错误；c不含碳碳双键，与溴的四氯化碳溶液不反应，B项错误；b含有苯环和碳碳双键，都为平面形结构，两个平面之间为碳碳单键，可自由旋转，则不一定在同一个平面上，C项错误；两个氯原子可在a中的同一碳原子上，也可在相邻、相对的碳原子上，其二氯代物有3种，两个氯原子可在c中的边、面对角线、体对角线位置，其二氯代物有3种，b有5种不同的H，则一氯代物有5种，D项正确。123456789101112131413. 中，可能共面的碳原子最多有__个，一定共面的碳原子有__个，可能共面的原子最多有___个，一定共面的原子有___个。123456789101112131497171214.(2022·河南省叶县高一检测)现有下列几种有机物：①CH4，②CH3CH2OH，③ ，④乙烯，⑤CH3COOH，⑥ ，⑦ ，⑧丙烷。请根据上述物质按要求回答下列问题。(1)相对分子质量为44的烷烃的结构简式为___________。相对分子质量为44的烷烃是丙烷，结构简式为CH3CH2CH3。1234567891011121314CH3CH2CH3(2)与③互为同分异构体的是____(填序号，下同)，与①互为同系物的有_______。在有机化学中，分子式相同、结构不同的化合物互为同分异构体，故与③互为同分异构体的是⑦；同系物是指结构相似、分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机化合物，故与①互为同系物的有③⑦⑧。1234567891011121314⑦③⑦⑧(3)用来衡量一个国家石油化工发展水平的物质是____，该物质具有较为活泼的化学性质，可与很多物质发生反应，写出其与下列物质发生反应的化学方程式。A.与水反应：____________________________________；B.与溴的四氯化碳溶液反应：______________________________；C.生成聚乙烯：______________________________。1234567891011121314④CH2==CH2＋Br2―→ CH2BrCH2Br用来衡量一个国家石油化工发展水平的物质是乙烯，故为④；乙烯与水反应生成乙醇；乙烯与溴的四氯化碳溶液反应生成CH2BrCH2Br；乙烯发生加聚反应生成聚乙烯。1234567891011121314(4)1 mol有机物⑦在光照条件下与氯气发生取代反应将氢原子完全取代需要氯气____ mol。根据反应方程式C6H14＋14Cl2 C6Cl14＋14HCl,1 mol有机物⑦在光照条件下与氯气发生取代反应将氢原子完全取代需要氯气14 mol。123456789101112131414(5)在120 ℃、1.01×105 Pa条件下，某种气态烃与足量的O2完全反应后，测得反应前后气体的体积没有发生改变，则该烃是_____(填序号)。烃燃烧的通式为CxHy＋ ，在120 ℃、1.01×105 Pa条件下，某种气态烃与足量的O2完全反应后，测得反应前后气体的体积没有发生改变，则y＝4，该烃是①④。1234567891011121314①④返回