内容正文:
授课提示:对应学生用书第42页
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一、有机物分子中原子共线、共面的判断方法
1.分子中原子的共线、共面问题,其实就是分子的空间结构问题,大多数有机物分子的空间结构很复杂,但总与下列简单分子的空间结构有关。
(1)甲烷型:四面体结构,碳原子与4个原子形成4个共价键,5个原子中最多有3个原子处于同一平面上。
(2)乙烯型:平面结构,双键上的碳原子及与之相连的原子共6个原子处于同一平面上。
(3)乙炔型:直线形结构,三键上的碳原子及与之相连的原子共4个原子处于同一直线上。
(4)苯型:平面结构,位于苯环上的12个原子共平面,并且处于对角线的4个原子共线。
2.注意键的旋转
(1)在分子中,形成单键的原子可以绕键轴旋转,而形成双键、三键等其他键的原子不能绕键轴旋转。
(2)若平面间靠单键相连,所连平面可以绕键轴旋转,可能旋转到同一平面上,也可能旋转后不在同一平面上。
(3)若平面间被多个点固定,则不能旋转,一定共面。如分子中所有环一定共面。
3.恰当地拆分复杂分子
观察复杂分子的结构,先找出类似于甲烷、乙烯、乙炔和苯分子的结构,再将对应的空间结构及键的旋转等知识进行迁移即可解决有关原子共面、共线的问题。
特别要注意的是,苯分子中处于对位的两个碳原子以及它们所连的两个氢原子,这四个原子是在一条直线上的。
1.下列关于的说法正确的是( )
A.所有碳原子可能共平面
B.除苯环外的碳原子共直线
C.最多只有4个碳原子共平面
D.最多只有3个碳原子共直线
解析:为了便于说明,对分子中的碳原子编号如下:
根据乙炔和苯的结构知,C1、C2、C3、C4、C5共直线,而C5与其他4个原子成键,具有四面体结构,故C4、C5、C6不共直线。C6、C7、C8也不共直线,故最多有5个碳原子共直线,B、D错误。又C5、C6、C7、C8共平面,如图1所示。
而C1、C2及苯环共平面,如图2所示。
故平面Ⅰ与平面Ⅱ可能共平面,即所有碳原子可能共平面,A正确,C错误。
答案:A
2.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
解析:丙烷分子中3个碳原子呈锯齿形,故A错误;CH3—CH==CH2中甲基上至少有2个氢原子不和其他原子共平面,故B错误;苯环和碳碳双键均是平面形结构,碳碳单键可以旋转,中所有碳原子有可能都在同一平面上,故C错误;该分子中在同一条直线上的原子有8个,再加上其中一个苯环上剩余的8个原子,至少有16个原子共平面,故D正确。
答案:D
二、各类烃的代表物质的结构和性质的比较
甲烷
乙烯
乙炔
苯
结构简式
CH4
结构特点
单键,饱和烃
含碳碳双键,不饱和烃
含碳碳三键,不饱和烃
含大π键,芳香烃
空间结构
正四面体
平面结构
直线形
平面正六边形
物理性质
无色气体,难溶于水
无色气体,微溶于水
无色液体,不溶于水
化学性质
燃烧
易燃,完全燃烧生成二氧化碳和水
溴的CCl4溶液
不反应
加成反应
加成反应
不反应
酸性KMnO4溶液
不反应
氧化反应
氧化反应
不反应
主要反应类型
取代反应
加成反应、聚合反应
加成反应、聚合反应
取代反应
3.下列物质中,既能使溴水因发生化学反应而褪色,又能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是( )
①CH3CH2CH2CH3 ②CH3CH2CHCH2
A.①②③④ B.②③④
C.②④ D.只有②
解析:①丁烷不能使溴水因发生化学反应而褪色,也不能使酸性高锰酸钾溶液褪色;②1丁烯分子中含有碳碳双键,既能与溴水因发生加成反应而使溴水褪色,也能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色;③苯分子结构稳定,不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,但是可以萃取溴水中的溴而使溴水褪色;④邻二甲苯分子中苯环上的甲基可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,从而使酸性高锰酸钾溶液褪色,邻二甲苯也可萃取溴水中的溴而使溴水褪色,但是萃取没有发生化学反应,因此本题中符合题意的只有②。
答案:D
4.有八种物质:①甲烷、②苯、③聚乙烯、④聚异戊二烯、⑤2丁炔、⑥环己烷、⑦邻二甲苯、⑧环己烯,既能使酸性高锰酸钾溶液褪色,又能与溴水反应使之褪色的是( )
A.③④⑤⑧ B.④⑤⑦⑧
C.④⑤⑧ D.③④⑤⑦⑧
解析:既能使酸性高锰酸钾溶液褪色,又能与溴水反应而使之褪色,则分子中含有碳碳双键或碳碳三键等不饱和键。
答案:C
章末检测卷(二) 烃
授课提示:对应学生用书(单独成册)第134页
一、选择题:每小题只有一个选项符合题目要求。
1.下列反应中前者属于取代反应,后者属于加成反应的是( )
A.光照甲烷与氯气