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1.有机化合物分子中的原子共线、共面问题分析
先将被分析对象分解成下述几种常用的结构模板,最后综合分析不同结构间的交叉关系确定结果。
(1)明确三类结构模板。
(2)对照模板确定共线、共面原子数目需要结合相关的几何知识进行分析:如不共线的任意三点可确定一个平面;一条直线与某平面有两个交点时,则这条直线上的所有点都在相应的平面内;同时要注意问题中的限定性词语(如最多、至少)。
D
(3)实验式(最简式)相同的烃,不论它们以何种比例混合,只要总质量一定,完全燃烧时所消耗的氧气以及燃烧生成的CO2和H2O的量均为定值。
[典例2] 1.01×105 Pa、120 ℃时,某气态烃在密闭容器中与过量O2混合点燃,完全反应后,保持温度、压强不变,体积减小的是( )
A.CH4 B.C2H6
C.C3H4 D.C2H2
D
[典例3] 两种气态烃以任意比例混合,在105 ℃时1 L 该混合烃与10 L氧气混合,充分燃烧后恢复到原状态,所得到气体体积是11 L。下列各组混合气符合此条件的是( )
A.C2H6、C2H2 B.C3H8、C2H2
C.C4H10、C2H4 D.C3H4、C2H4
D
(2)不饱和度的应用。
①应用不饱和度求有机化合物的化学式。对于结构较复杂的有机化合物,碳、氧原子数较为直观,而氢原子数往往不易确定,应用不饱和度可顺利求出有机化合物的化学式。
②用不饱和度判断和书写同分异构体。互为同分异构体的两种有机化合物化学式相同,则它们的不饱和度也必然相同,因此,利用不饱和度可迅速判断和书写同分异构体。
[典例4] 某芳香化合物的分子式为C8H6O2,它的分子(除苯环外不含其他环)中不可能有( )
A.两个羟基 B.一个醛基
C.两个醛基 D.一个羧基
D
D
D
解析:反应中碳碳双键生成碳碳单键,为加成反应,A正确;异丙苯中含有5种H,则一氯代物有5种,B正确;苯环和碳碳双键均为平面结构,与苯环、碳碳双键直接相连的原子在同一个平面上,则异丙烯苯分子中所有的碳原子可能共平面,C正确;异丙苯可使酸性高锰酸钾溶液褪色,D错误。
B
解析:依据不饱和度数值计算式可得出Ω=3+1×2+1=6。
B
5.充分燃烧某芳香烃X,并收集产生的全部水,恢复到室温时,得到水的质量与芳香烃X的质量相等。则X的分子式是( )
A.C10H14 B.C11H16
C.C12H18 D.C13H20
C
6.在20 ℃时,某气态烃与氧气混合,装入密闭容器中,点燃爆炸后,又恢复到
20 ℃,此时容器内气体的压强为反应前的一半,经NaOH溶液吸收后,容器内几乎成真空,此烃的分子式可能是( )
A.CH4 B.C2H6
C.C3H8 D.C7H16
C
7.A~G是几种烃的分子球棍模型,请回答下列问题[(1)~(3)填对应字母]:
(1)属于同系物的脂肪烃是 ,等质量的烃完全燃烧消耗O2最多的是 。
答案:(1)ABE A
7.A~G是几种烃的分子球棍模型,请回答下列问题[(1)~(3)填对应字母]:
(2)与氯气发生取代反应,只生成两种一氯取代产物的是 。
答案:(2)E
解析:(2)A、B、C、D、F中只有1种化学环境的H原子,仅有1种一氯取代物; E有2种不同环境的H原子,有2种一氯取代物;G有4种不同环境的H原子,即一氯取代物有4种。
7.A~G是几种烃的分子球棍模型,请回答下列问题[(1)~(3)填对应字母]:
(3)分子中共平面原子数最多的是 。
答案:(3)G
解析:(3)结合上述7种物质的结构可知,G分子中最多有13个原子共平面,即共面原子数最多。
7.A~G是几种烃的分子球棍模型,请回答下列问题[(1)~(3)填对应字母]:
(4)写出G和浓硝酸反应生成烈性炸药的化学方程式: 。
7.A~G是几种烃的分子球棍模型,请回答下列问题[(1)~(3)填对应字母]:
(5)C的同系物中有顺反异构且相对分子质量最小的有机化合物,它的顺式结构简式为 。
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结构
四面体形
平面形
直线形
模板
:5个原子构成四面体,有3个原子共面
:6个原子共面。
:12个原子共面
a—C≡C—b:4个原子共直线。苯环上处于对角位置的4个原子共直线
(3)巧用单键旋转思想。三种典型框架上的取代基可以以“”为轴旋转。例如,,因①键可以旋转,故的平面可能和确定的平面重合,也可能不重合。因而分子中的所有原子可能共面,也可能不完全共面。
[典例1] 下列关于的说法正确的是( )
A.所有原子可能都在同一平面上
B.最多可能有9个碳原子在同一平面
C.有7个碳