2025版高一化學(xué)必修第二冊（含不定項(xiàng)選擇）微專題(五) 有機(jī)物共線、共面問題 烴的燃燒規(guī)律

微專題(五)有機(jī)物共線、共面問題烴的燃燒規(guī)律學(xué)習(xí)任務(wù)一:有機(jī)物共線、共面問題核心要點(diǎn)·歸納1.常見烴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有機(jī)分子CH4CH2=CH2CH≡CHC6H6結(jié)構(gòu)模型碳原子成鍵方式—C≡C—介于單雙鍵之間分子形狀特點(diǎn)正四面體平面直線平面2.有機(jī)物原子共平面的判斷方法與技巧(1)熟記常見共線、共面的基團(tuán)①與三鍵直接相連的原子共直線,如—C≡C—、—C≡N。②與雙鍵和苯環(huán)直接相連的原子共面,如、、。(2)熟記代表物甲烷:正四面體;乙烯:同一平面;乙炔:同一直線;苯:同一平面。(3)記憶規(guī)律單鍵是可旋轉(zhuǎn)的,是造成有機(jī)物原子不在同一平面上最主要的原因。①結(jié)構(gòu)中若出現(xiàn)飽和碳原子,則整個(gè)分子不再共面。②結(jié)構(gòu)中每出現(xiàn)一個(gè)碳碳雙鍵,至少有6個(gè)原子共面。③結(jié)構(gòu)中每出現(xiàn)一個(gè)碳碳三鍵,至少有4個(gè)原子共線。④結(jié)構(gòu)中每出現(xiàn)一個(gè)苯環(huán),至少有12個(gè)原子共面。學(xué)力診斷·測評1.下列有機(jī)分子中,所有原子不可能在同一平面內(nèi)的是 ()A.CH2=CHCl B.CH3CH2CH3C. D.CF2=CF2【解析】選B。CH2=CHCl和CF2=CF2可看作CH2=CH2分子中的H原子被Cl或F原子代替后的產(chǎn)物,因乙烯為平面結(jié)構(gòu),故A和D中所有原子共面;因苯中6個(gè)碳和6個(gè)H原子共平面,HC≡CH中4個(gè)原子共直線,故C中所有原子共面;丙烷分子中飽和碳原子形成四面體結(jié)構(gòu),故B項(xiàng)丙烷分子中所有原子不可能共平面。2.已知HCN是直線形結(jié)構(gòu),下列有機(jī)分子中,所有的原子一定處于同一平面的是 ()A.CH3—CN B.CH2=CH—CH=CH2C. D.【解析】選C。A項(xiàng)中的6個(gè)原子不能處于一個(gè)平面;B項(xiàng)分子中,M1和M2兩個(gè)平面相交于一條直線C—C單鍵,由于單鍵可轉(zhuǎn)動(dòng),因而可將M2平面轉(zhuǎn)至與M1平面重合,所以該分子中所有原子可能處于同一平面;C項(xiàng)碳碳三鍵一定處于苯環(huán)的平面上;D項(xiàng)分子中“—CH3”中的H原子和與它相連的C原子形成四面體結(jié)構(gòu),不在同一平面上。學(xué)習(xí)任務(wù)二:烴的燃燒規(guī)律必備知識·探究[情境]amol乙烯與乙烷的混合氣體與bmol氧氣共存于一密閉容器中,點(diǎn)燃后充分反應(yīng),乙烯和乙烷全部消耗完,得到CO和CO2的混合氣體及45g水。1.當(dāng)a=1時(shí),乙烯和乙烷的物質(zhì)的量之比是多少?提示:設(shè)乙烯的物質(zhì)的量為xmol,乙烷的物質(zhì)的量為ymol,可得:x解得x=y=0.5,即n(C2H4)∶n(C2H6)=1∶1。2.當(dāng)a=1,且反應(yīng)后CO和CO2混合氣體的物質(zhì)的量為反應(yīng)前氧氣的23時(shí),b的值是多少?得到的CO和CO2的物質(zhì)的量之比是多少提示:a=1,則n(CO)+n(CO2)=2mol=23bmol,得b=3。根據(jù)氧原子守恒可得n(CO)+2n(CO2)=3×2-n(H2O)=3.5,二式聯(lián)立解得n(CO)=0.5mol,n(CO2)=1.5mol,即n(CO)∶n(CO2)=1∶3核心要點(diǎn)·歸納1.烴完全燃燒的通式:CxHy+(x+y4)O2xCO2+y2H22.烴的燃燒規(guī)律(1)烴完全燃燒前后氣體體積的變化①燃燒后溫度高于100℃時(shí),水為氣態(tài):ΔV=V后-V前=y4y=4時(shí),ΔV=0,體積不變,對應(yīng)有機(jī)物CH4、C2H4等。y>4時(shí),ΔV>0,體積增大。②燃燒后溫度低于100℃,水為液態(tài):ΔV=V前-V后=1+y4,③無論水為氣態(tài),還是液態(tài),燃燒前后氣體體積的變化都只與烴分子中的氫原子數(shù)有關(guān),而與烴分子中的碳原子數(shù)無關(guān)。(2)烴完全燃燒時(shí)消耗氧氣的量的規(guī)律①相同條件下等物質(zhì)的量的烴完全燃燒時(shí),(x+y4)值越大,耗O2②質(zhì)量相同的有機(jī)物,其含氫百分率(或yx值)越大,則耗O2③1mol有機(jī)物每增加一個(gè)CH2原子團(tuán),消耗O2量增加1.5mol。④1mol含相同碳原子數(shù)的烴完全燃燒時(shí),烷烴耗O2量比烯烴要大。⑤質(zhì)量相同的烴CxHy,xy越大,則生成的CO2越多;若兩種烴的xy相等,質(zhì)量相同時(shí),則生成的CO2和H2學(xué)力診斷·測評1.兩種氣態(tài)烴以任意比例混合,在105℃時(shí)1L該混合烴與9L氧氣混合,充分燃燒后恢復(fù)到原狀態(tài),所得氣體體積仍是10L。下列各組混合烴中符合此條件的是()A.CH4C2H4 B.CH4C3H6C.C2H2C2H4 D.C2H2C3H6【解析】選A。設(shè)混合烴的分子式為CxHy,該烴在氧氣中燃燒的化學(xué)方程式為CxHy+(x+y4)O2xCO2+y2H2O,由105℃條件下烴燃燒前后氣體體積不變可得:1+x+y4=x+y2,解得y=4,則混合烴的氫原子個(gè)數(shù)為4時(shí),105℃條件下燃燒前后氣體體積不變。A.CH4和C2H4的氫原子個(gè)數(shù)都為4,兩種氣態(tài)烴以任意比例混合所得混合烴的氫原子個(gè)數(shù)為4,105℃條件下燃燒前后氣體體積不變,故A符合題意。B.CH4和C3H6形成的混合烴中氫原子個(gè)數(shù)大于4,105℃條件下燃燒前后氣體體積增大,故B不符合題意;C.C2H2和C2H4形成的混合烴中氫原子個(gè)數(shù)小于4,105℃條件下燃燒前后氣體體積減小,故C不符合題意;D.只有C2H2和C3H6以物質(zhì)的量之比為1∶1混合形成的混合烴中氫原子個(gè)數(shù)為4,兩種氣態(tài)烴以任意比例混合所得混合烴的氫原子個(gè)數(shù)不一定為4,105℃條件下燃燒前后氣體體積會(huì)變化,2.(雙選)amL三種氣態(tài)烴的混合物與足量的氧氣混合點(diǎn)燃爆炸后,恢復(fù)到原來的狀態(tài)(常溫、常壓),體積共縮小2amL。則三種烴可能是 ()A.CH4、C2H4、C3H4 B.C2H6、C3H6、C4H6C.CH4、C2H6、C3H8 D.C2H6、C2H2、CH4【解析】選A、D。設(shè)混合烴的平均組成為CxHy,根據(jù)完全燃燒通式CxHy+(x+y4)O2xCO2+y2H2O(l)Δ1 1+ya 2a則1+y4=2y滿足平均分子組成中H為4的烴都可能符合要求,答案為A、D。學(xué)情檢測·素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1.(2024·濟(jì)南高一檢測)有機(jī)物M(CH≡C—CH=CH—CH3)分子中,共直線和共平面的原子數(shù)最多分別為 ()A.6、11B.5、10C.4、9D.4、11【解析】選C。乙炔為直線結(jié)構(gòu),所有原子共線,丙烯基連在乙炔氫原子的位置,最多共直線的原子數(shù)為4,即乙炔基和與它相連的碳原子,丙烯分子中最多有7個(gè)原子共面,所以分子中最多共平面的原子數(shù)有9個(gè),即除了甲基中的兩個(gè)氫原子以外,其余原子均可共平面。2.以下分子中,可能共平面的原子數(shù)最多的是 ()A.CH3CH2CH3 B.CH2=CH—CH3C.HC≡C—CH3 D.CH2=CH2【解析】選B。A分子中均為四面體結(jié)構(gòu)的碳原子,3個(gè)碳原子可能共面,最多還有2個(gè)H與C原子共面,共5個(gè);B分子中雙鍵為平面結(jié)構(gòu),甲基上2個(gè)H與其他原子不共面,則最多7個(gè)原子共面;C分子中三鍵為直線結(jié)構(gòu),甲基上2個(gè)H與其他原子不共面,則最多5個(gè)原子共面;CH2=CH2最多有6個(gè)原子共平面。3.等質(zhì)量的下列烴完全燃燒消耗氧氣的質(zhì)量最多的是(C項(xiàng)結(jié)構(gòu)中只表示碳碳鍵,省略了C、H原子和碳?xì)滏I) ()A. B.C. D.【解析】選A。由C~2O~CO2,2H~O~H2O,可知12gC耗氧量為32g,2gH耗氧量為16g,故相同質(zhì)量C、H相比,氫的耗氧量更大,故等質(zhì)量的烴完全燃燒,烴分子中氫元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,其耗氧量越大,A中分子式為C5H12,B中分子式為C4H8,C中分子式為C4H4,D中分子式為C8H8,分子中C、H原子數(shù)目之比分別為5∶12、1∶2、1∶1、1∶1,C5H12中氫元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)更大,故等質(zhì)量的各烴完全燃燒,C5H12的耗氧量最多?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】下列各種烴完全