专题8 专题突破（三）烃的结构（共线、共面）与燃烧规律-【金版新学案】2025-2026学年高中化学必修第二册同步课堂高效讲义教师用书word（苏教版）

该高中化学讲义通过表格系统梳理了烃的空间结构与燃烧规律，将甲烷、乙烯、乙炔、苯的共线共面特征按“结构类型-空间构型-共线共面规律”对比呈现，用规律总结构建知识框架，清晰呈现重难点内在联系。 讲义亮点在于“问题驱动-规律应用”的练习设计，如通过苯乙炔共面分析、混合烃燃烧体积变化计算等例题，培养科学思维中的模型建构与证据推理能力。针对练覆盖基础判断与综合计算，帮助不同层次学生掌握方法，教师可据此实施精准复习教学。

一、烃的共线与共面判断 1.分子中的原子共线、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构型很复杂，但总与下列简单分子的构型有关 类型 空间 结构 结构式 球棍模型 共线、共面情况 甲烷型 (CH4) 正四 面体 任意3点(原子)共面，C—H键可以旋转，即：5个原子最多有3个原子共平面，中的原子不可能全部共平面 规律：凡是碳原子与其他4个原子形成共价单键时，与碳原子相连的4个原子组成四面体结构。有机物分子结构中只要出现一个饱和碳原子，则分子中的所有原子不可能共面 乙烯型 (C2H4) 平面 结构 CC键不能旋转，与双键碳直接相连的4个原子与2个双键碳原子共平面 即：6点共面 规律：有机物分子结构中每出现1个碳碳双键，则整个分子中至少有6个原子共面 乙炔 (C2H2) 直线 形 C≡C键不能旋转，4个原子位于同一条直线，即：4点共线(面) 规律：有机物分子结构中每出现1个碳碳三键，则整个分子中至少有4个原子共线 苯型 (C6H6) 平面 正六 边形 12个原子共平面，位于对角线位置的4个原子共直线 规律：有机物分子结构中每出现1个苯环，则整个分子中至少有12个原子共面 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：，所有的原子共平面。 (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。 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原子有　　　　个。 (2)可能共面的原子最多有　　　　个，一定共面的原子有　　　　个。 (3)一定共直线的C原子最多有　　　　个，一定共直线的原子有　　　　个。 答案：(1)11　8　(2)19　12　(3)4　4 思维流程：根据CH4、CH2CH2、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： C原子共面分析：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原子有8个。 最多共面原子分析：因为单键可以旋转，甲基(—CH3)上的3个H原子最多有一个H原子可以在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。 共线分析：苯环对位碳及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。 判断烃分子中原子共面的方法 针对练1.下列有关CCl3—CHCH—C≡C—CH3分子的说法不正确的是(　　) A.6个碳原子有可能在一条直线上 B.在一条直线上的碳原子最多有4个 C.6个碳原子可能在同一平面上 D.该分子能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色 答案：A 解析：的空间结构为平面形，且键角为120°，故题给有机物的所有碳原子不可能在一条直线上。 针对练2.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 答案：C 解析：苯环是平面正六边形结构，分子中12个原子共平面，且处于对位的4个原子共直线。分析的结构时，容易受苯环书写形式的局限而认为至少有8个碳原子共平面，实质上4、7、8、11号4个碳原子共直线，所以该分子中至少有9个碳原子共平面。 针对练3.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.至少有16个原子共平面，至少8个原子共线 答案：D 解析：直链烃是锯齿形的，所以丙烷分子中3个碳原子不可能在一条直线上，选项A错误；CH3—CHCH2中甲基上至少有2个氢原子不和它们共平面，选项B错误；因为该环状结构不是平面结构，所以所有碳原子不可能在同一平面上，选项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。答案选D。 学生用书⬇第77页 二、烃的燃烧规律 1.烃(CxHy)完全燃烧耗氧量分析 (1)烃燃烧的通式 若烃的分子式为CxHy，则CxHy在空气或氧气中完全燃烧的化学方程式为CxHy＋(x＋)O2xCO2＋H2O。 (2)耗氧量、产物量的规律 等质量 等物质的量 耗氧量 越大，耗氧量越多 x＋越大，耗氧量越多 产物量 越大，生成的CO2越少，水越多 x越大，生成的CO2越多；y越大，生成的水越多 2.烃完全燃烧前后气体体积变化分析 气态烃(CxHy)在100 ℃及其以上温度完全燃烧时气体体积变化规律与氢原子个数有关。 CxHy＋(x＋)O2xCO2＋H2O(g)　ΔV＝－1；ΔV的值与烃分子中的氢原子数有关，可能增大，也可能减小或不变，具体关系如下： 氢原子数 体积变化(ΔV) 实例 y＝4 ΔV＝0，总体积不变 CH4、C2H4等 y＜4 ΔV＜0，总体积减小 只有C2H2符合 y＞4 ΔV＞0，总体积增大 C2H6等 类型一　耗氧量规律及应用 针对练4.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.C2H4 C.C3H8 D.C4H6 答案：D 解析：CH4燃烧时的x＋＝2，1 mol CH4完全燃烧消耗2 mol氧气，C2H4燃烧时的x＋＝3，1 mol C2H4完全燃烧消耗3 mol氧气，C3H8燃烧时的x＋＝5，1 mol C3H8完全燃烧消耗5 mol氧气，C4H6燃烧时的x＋＝5.5，1 mol C4H6完全燃烧消耗5.5 mol氧气。 针对练5.(2024·东北育才学校月考)下列说法正确的是(　　) A.某有机物燃烧只生成CO2和H2O，且二者物质的量相等，则此有机物的组成为CnH2n B.一种烃在足量的氧气中燃烧并通过浓硫酸，减少的总体积就是生成的水蒸气的体积 C.某气态烃CxHy与足量O2恰好完全反应，如果反应前后气体体积不变(温度大于100 ℃)，则y＝4；若体积减少，则y＞4；否则y＜4 D.相同质量的烃完全燃烧，消耗O2越多，则烃中含H量越高 答案：D 解析：某有机物燃烧只生成CO2和H2O，二者物质的量相等，说明该有机物中C、H个数比为1∶2，符合的有CnH2n、CnH2nO、CnH2nO2等，故A错误；浓硫酸吸收的是水蒸气，烃燃烧前后气体体积也可能发生变化，因此烃在足量的氧气中燃烧并通过浓硫酸，减少的体积不一定是生成的水蒸气的体积，故B错误；温度高于100 ℃，水为气体，根据CxHy＋(x＋)O2xCO2＋H2O(g)，如果反应前后气体体积不变，则1＋(x＋)＝x＋，解得y＝4，若气体体积减少，则1＋(x＋)＞x＋，解得y＜4，若气体体积增大，则1＋(x＋)＜x＋，解得y＞4，故C错误；C～O2～CO2，4H～O2～2H2O，消耗1 mol氧气，需要12 g C，需要4 g H，可知有机物含氢量越大，等质量时消耗的氧气越多，故D正确；答案为D。 针对练6.在105 ℃下，两种气态烃以任意比例混合，1 L该混合烃与9 L氧气充分燃烧后恢复到原状态，所得气体体积仍是10 L。下列各组混合烃中符合此条件的是(　　) A.CH4与C2H4 B.CH4与C2H6 C.C2H4与C3H6 D.C2H6与C3H8 答案：A 解析：混合烃与氧气的体积比是1∶9，105 ℃下则混合烃完全燃烧生成CO2和H2O(g)。设混合烃的平均分子组成为 CxHy，则： CxHy＋(x＋)O2xCO2＋H2O 1 x＋ x 因为燃烧前后气体体积未变，1＋x＋＝x＋，y＝4，因此混合烃的平均分子式是CxH4；只有CH4和C2H4的混合气体平均分子式符合CxH4，故选A。 类型二　燃烧法确定分子式 针对练7.0.1 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(　　) A.CH4 B.C2H4 C.C2H2 D.C4H6 答案：A 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。 针对练8.常温下某气态链状烷烃10 mL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，求该烃的分子式。 答案：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。 1.下列有机物分子中，所有的原子不可能都处于同一平面的是(　　) A.CH2CH2 B.CH2CH—CHCH2 C. D. 答案：D 解析：CH2CH2是乙烯分子，乙烯是平面结构，所以该分子中所有原子一定在同一平面上，A不选；CH2CH—CHCH2相当于乙烯分子中的一个氢原子被乙烯基取代，不改变原来的平面结构，乙烯基的所有原子在同一个面上，这两个平面可以重合，所有原子可能都处在同一平面上，B不选；乙烯和苯都是平面形分子，所有原子可能都在同一平面内，C不选；分子中存在甲基，甲基中所有原子不可能在同一平面上，D选。 学生用书⬇第78页 2.(2024·陕西黄陵中学高新部期中)某有机物结构简式为，对该有机物分子的描述正确的是(　　) A.最多有7个碳原子共线 B.所有碳原子都在同一平面上 C.其一氯代物最多有5种 D.最多有25个原子共面 答案：D 解析：该有机物可看成CH4中的4个H原子被2个和2个代替，两个对称，两个对称，给有机物中的碳原子编号：。A项，该物质中最多有4个碳原子共线(图中1、2、5、6号碳原子)，错误；B项，6号碳原子为饱和碳原子，与之直接相连的4个碳原子构成四面体，所有碳原子不可能都在同一平面上，错误；C项，该有机物中有6种不同化学环境的H原子(上有3种，上有3种)，其一氯代物最多有6种，错误；D项，由于单键可以旋转，所以该有机物中最多25个原子共面(最多共面的原子为中的7个C、苯环上4个H、甲基中1个H，两个共24个原子加上6号碳原子，共25个原子)，正确；答案选D。 3.(2024·绍兴诸暨中学期中)下列说法不正确的是(　　) A.等质量的烷烃与氧气充分反应，消耗氧气的量最多的烷烃是CH4 B.乙烷和乙烯燃烧现象不同是因为乙烯有碳碳双键 C.燃烧0.1 mol两种气态烃的混合物，生成标准状况下3.584 L CO2，则混合气体中一定有甲烷 D.同状况下，V L乙烯和乙醇(C2H5OH)的混合气体以任意比混合，完全燃烧，消耗氧气的体积均为4V L 答案：B 解析：等质量的烷烃与氧气充分反应，氢的质量分数越大，消耗氧气越多，烷烃分子中CH4分子氢的质量分数最大，则消耗氧气的量最多的烷烃是CH4，故A正确；乙烷和乙烯燃烧现象不同是因为两者含碳的质量分数不同所致，故B错误；燃烧0.1 mol两种气态烃的混合物，生成标准状况下3.584 L CO2，＝0.16 mol，＝1.6，则混合气体中一定有甲烷，故C正确；乙烯和乙醇分子式分别是：C2H4，C2H6O，根据物质的组成判断耗氧量，物质的量相同的烃CxHy的耗氧量取决于x＋＝2＋1＝4，物质的量相同的含烃氧衍生物CxHyOz耗氧量取决于x＋－＝2＋1.5－0.5＝4，同状况下，V L乙烯和乙醇的混合气体以任意比混合，完全燃烧，消耗氧气的体积均为4V L，故D正确；故选B。 4.(2024·浙江长河中学期中)两种烃组成的混合烃总物质的量与该混合烃充分燃烧后所得气体产物的(二氧化碳和水蒸气)物质的量变化关系如图所示。以下对混合烃组成的判断中，正确的是(　　) A.可能有C3H4 B.可能有乙烷 C.一定有丙烷 D.一定有乙烯 答案：A 解析：由图可知，混合烃为2 mol时，生成二氧化碳为3 mol，水为4 mol，故两种气态烃的平均组成为C1.5H4，根据碳原子平均数可知，混合气体一定含有CH4，由氢原子平均数可知，另一气态烃中氢原子数目为4，碳原子数目大于1.5，一般不超过4，可能含有C2H4或C3H4等，一定没有乙烷和丙烷，故答案为A。 学科网（北京）股份有限公司 $