7.2.3烃的性质比较及烃分子中原子共线、共面的判断-2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019)必修二

第3课时　烃的性质比较及烃分子中原子共线、共面的判断 一、烃的化学性质比较 1.烷烃、烯烃、炔烃的化学性质比较 烃 烷烃 烯烃 炔烃 活泼性 较稳定 较活泼 较活泼 取代反应 能够被卤素取代 - 加成反应 不能发生 能与H2、X2、HX、H2O、HCN等加成(X代表卤素原子) 氧化反应 淡蓝色火焰 燃烧时火焰明亮，有黑烟 燃烧时火焰明亮，有浓烟 不与酸性高锰酸钾溶液反应 能使酸性高锰酸钾溶液褪色 加聚反应 不能发生 能发生 鉴别 不能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色 能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色 2.烃的燃烧 思考1　0.1 L某气态烃完全燃烧，在相同条件下测得生成0.1 L CO2和0.2 L水蒸气，该烃的分子式是　　　　。  思考2　常温下，10 mL某气态链状烷烃与85 mL过量O2充分混合，点燃后生成液态水，在相同条件下测得气体体积变为70 mL，该烃的分子式是　　　　。  1.(2024·浙江湖州高一段考)甲烷、乙烯和乙炔是常见的烃，下列说法正确的是(　　) A.甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故不能发生氧化反应 B.乙烯和乙炔均能与溴的四氯化碳溶液发生取代反应而使其褪色 C.乙烯和乙炔均能使酸性高锰酸钾溶液褪色，且褪色原理相同 D.等物质的量的乙烯和乙炔在足量氧气中燃烧，乙炔消耗的氧气多 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　　　　。  (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　　　　。  (3)等质量的以上三种物质完全燃烧时，生成二氧化碳最多的是　　　　　，生成水最多的是　　　　。  (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　　　　　　　　　。  二、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： 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。 1.分子中，在同一平面上的碳原子至少有(　　) A.7个 B.8个 C.9个 D.14个 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。  (2)可能共面的原子最多有　　　　个，一定共面的原子最多有　　　　个。  (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。  判断烃分子中原子共面的方法 随堂检验 1.(2024·江西宜春高一月考)化合物甲()、乙()、丙()的分子式均为C7H8，下列说法正确的是(　　) A.互为同系物 B.互为同分异构体 C.三种有机物分子中所有原子可能共平面 D.化合物乙的一氯代物有四种(不考虑立体异构) 2.已知乙烯分子为平面形结构，C2H2为直线形结构。则有机物M()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 3.(2024·济南高一段考)烷烃M的结构简式为， M是单烯烃R和发生加成反应的产物，则R可能的结构有(不考虑立体异构)(　　) A.7种 B.6种 C.5种 D.4种 4.(1)(2024·福建泉州高一月考)若CH4、C2H6、C3H8、C4H10四种烃各为1 mol，在足量O2中燃烧，消耗O2最多的是　　　　(填化学式，下同)；上述四种烃各为1 g，在足量O2中燃烧，消耗O2最多的是　　　；1 mol C3H8在足量O2中燃烧，消耗的O2是　　　　mol。  (2)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，一定共面的原子最多有　　　　个。  答案精析 一、 2.思考1　CH4 解析　在同温、同压条件下，气体的体积之比等于其物质的量之比，故该烃分子中n(CxHy)∶n(C)∶n(H)=0.1∶0.1∶(0.2×2)=1∶1∶4，1 mol该烃中含C、H分别为1 mol、4 mol，即该烃为CH4。 思考2　C2H6 解析　根据化学方程式 CxHy(g)+(x+)O2(g)xCO2(g)+H2O(l)　ΔV 1 　　　　　　　　　　　1+ 10 mL 　　　　　　　　　　　25 mL 解得：y=6，链状烷烃通式为CnH2n+2，2n+2=6，n=2，则该烃的分子式为C2H6。 应用体验 1.C　[甲烷的燃烧也是氧化反应，A错误；乙烯和乙炔均能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应而使其褪色，B错误；假设1 mol的C2H4和C2H2完全燃烧，乙烯消耗3 mol氧气，乙炔消耗2.5 mol氧气，乙烯消耗的氧气多，D错误。] 2.(1)CH4　(2)C2H6　(3)C2H4　CH4　(4)CH4和C2H4 解析 　(1)等质量的烃(CxHy)完全燃烧时，的值越大，耗氧越多。CH4、C2H4、C2H6的的值依次为4、2、3，故等质量的CH4、C2H4、C2H6完全燃烧时消耗O2最多的是CH4。(2)等物质的量的烃(CxHy)完全燃烧时，x+的值越大，耗氧量越多。三种物质的x+的值依次为2、3、3.5，故常温常压下，同体积的以上三种物质完全燃烧时消耗O2最多的是C2H6。(3)质量相同时，烃(CxHy)的的值越大，生成二氧化碳越多；的值越大，生成的水越多。故生成二氧化碳最多的是C2H4；生成水最多的是CH4。 (4)由题意可知，在120 ℃、1.01×105 Pa下， CxHy+(x+)O2xCO2+H2O(g) 1 x+ 　　x 　 由于ΔV=0，则1+x+=x+，得y=4，即该条件下，当烃分子中含有4个氢原子时，该烃完全燃烧前后气体体积不变。故符合要求的两种烃为CH4和C2H4。 二、 应用体验 1.C 2.(1)11　8　(2)19　12　(3)4　4 解析　根据CH4、、和的空间结构，可知该有机物分子中原子空间位置有如下特点： (1)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原子最多有8个。(2)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，一定共面的原子最多应为苯环平面的原子，共12个。(3)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。 随堂演练　知识落实 1.B 2.C　[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原子旋进平面内，因此最多有9个原子共面。] 3.C　[根据烯烃与H2加成反应的原理，推知该烷烃分子中相邻碳原子上均带氢原子的碳原子间是对应烯烃存在碳碳双键的位置，故符合条件的烯烃分子有5种：，故选C。] 4.(1)C4H10　CH4　5　(2)9　7　17　12 解析　(1)由关系式C~O2~CO2 、4H~O2~2H2O可得到以下关系式， 1 mol CH4~2 mol O2、1 mol C2H6~3.5 mol O2、1 mol C3H8~5 mol O2、1 mol C4H10~6.5 mol O2，则1 mol四种烃在足量O2中燃烧时消耗O2最多的是C4H10；上述四种烃各为1 g时，氢元素质量分数越高则耗氧量越大，故消耗O2最多的是CH4。 学科网（北京）股份有限公司 $$