第3課時烴的性質比較及烴分子中原子共線、共面的判斷[核心素養發展目標]1.掌握烴的性質，了解烴的燃燒及應用。2.能根據烴分子中碳原子的成鍵特點分析原子共線、共面問題。一、烴的化學性質比較1.烷烴、烯烴、炔烴的化學性質比較烴烷烴烯烴炔烴活潑性較穩定較活潑較活潑取代反應能夠被鹵素取代-加成反應不能發生能與H2、X2、HX、H2O、HCN等加成(X代表鹵素原子)氧化反應淡藍色火焰燃燒時火焰明亮，有黑煙燃燒時火焰明亮，有濃煙不與酸性高錳酸鉀溶液反應能使酸性高錳酸鉀溶液褪色加聚反應不能發生能發生鑒別不能使溴水、酸性高錳酸鉀溶液褪色能使溴水、酸性高錳酸鉀溶液褪色2.烴的燃燒思考10.1L某氣態烴完全燃燒，在相同條件下測得生成0.1LCO2和0.2L水蒸氣，該烴的分子式是。

答案CH4解析在同溫、同壓條件下，氣體的體積之比等于其物質的量之比，故該烴分子中n(CxHy)∶n(C)∶n(H)=0.1∶0.1∶(0.2×2)=1∶1∶4，1mol該烴中含C、H分別為1mol、4mol，即該烴為CH4。思考2常溫下，10mL某氣態鏈狀烷烴與85mL過量O2充分混合，點燃后生成液態水，在相同條件下測得氣體體積變為70mL，該烴的分子式是。

答案C2H6解析根據化學方程式CxHy(g)+(x+y4)O2(g)xCO2(g)+y2H2O(l)Δ1 1+y10mL 25mL解得：y=6，鏈狀烷烴通式為CnH2n+2，2n+2=6，n=2，則該烴的分子式為C2H6。1.(2024·浙江湖州高一段考)甲烷、乙烯和乙炔是常見的烴，下列說法正確的是()A.甲烷不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，故不能發生氧化反應B.乙烯和乙炔均能與溴的四氯化碳溶液發生取代反應而使其褪色C.乙烯和乙炔均能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，且褪色原理相同D.等物質的量的乙烯和乙炔在足量氧氣中燃燒，乙炔消耗的氧氣多答案C解析甲烷的燃燒也是氧化反應，A錯誤；乙烯和乙炔均能與溴的四氯化碳溶液發生加成反應而使其褪色，B錯誤；假設1mol的C2H4和C2H2完全燃燒，乙烯消耗3mol氧氣，乙炔消耗2.5mol氧氣，乙烯消耗的氧氣多，D錯誤。2.現有CH4、C2H4、C2H6三種有機化合物：(1)等質量的以上三種物質完全燃燒時消耗O2最多的是。

(2)常溫常壓下，同體積的以上三種物質完全燃燒時消耗O2最多的是。

(3)等質量的以上三種物質完全燃燒時，生成二氧化碳最多的是，生成水最多的是。

(4)在120℃、1.01×105Pa下，以上三種物質中的兩種和足量的氧氣混合點燃，相同條件下測得反應前后氣體體積沒有發生變化，這兩種氣體是。

答案(1)CH4(2)C2H6(3)C2H4CH4(4)CH4和C2H4解析(1)等質量的烴(CxHy)完全燃燒時，yx的值越大，耗氧越多。CH4、C2H4、C2H6的yx的值依次為4、2、3，故等質量的CH4、C2H4、C2H6完全燃燒時消耗O2最多的是CH4。(2)等物質的量的烴(CxHy)完全燃燒時，x+y4的值越大，耗氧量越多。三種物質的x+y4的值依次為2、3、3.5，故常溫常壓下，同體積的以上三種物質完全燃燒時消耗O2最多的是C2H6。(3)質量相同時，烴(CxHy)的xy的值越大，生成二氧化碳越多；yx的值越大，生成的水越多。故生成二氧化碳最多的是C2(4)由題意可知，在120℃、1.01×105Pa下，CxHy+(x+y4)O2xCO2+y2H2O(g1x+y4x由于ΔV=0，則1+x+y4=x+y2，得y=4，即該條件下，當烴分子中含有4個氫原子時，該烴完全燃燒前后氣體體積不變。故符合要求的兩種烴為CH4和C2H二、常見烴分子中原子共線、共面的判斷1.常見分子構型(1)甲烷型：正四面體→凡是碳原子形成4個共價單鍵時，其空間結構都是四面體形，5個原子中最多有3個原子共平面。(2)乙烯型：平面結構→碳碳雙鍵直接相連的4個原子與2個碳原子共平面。(3)乙炔型：直線結構→碳碳三鍵直接相連的2個原子與2個碳原子共直線。(4)苯型：平面結構→位于苯環上的12個原子共平面，位于對角線位置上的4個原子共直線。2.原子共面的分析方法(1)甲烷、乙烯、苯三種分子中的氫原子如果被其他原子取代，則取代后的分子結構基本不變。(2)共價單鍵可以自由旋轉，共價雙鍵和共價三鍵不能旋轉。(3)根據分子的結構和化學鍵之間的夾角畫出分子中原子的相對位置，如。1.分子中，在同一平面上的碳原子至少有()A.7個B.8個C.9個D.14個答案C解析苯環是平面正六邊形結構，分子中12個原子共平面，且處于對位的4個原子共直線。分析的結構時，容易受苯環書寫形式的局限而認為至少有8個碳原子共平面，實質上4、7、8、11四個碳原子共直線，至少有9個碳原子共平面。2.已知某有機分子(C11H10)的結構簡式為，則該分子中：(1)可能共面的C原子最多有個，一定共面的C原子最多有個。

(2)可能共面的原子最多有個，一定共面的原子最多有個。

(3)一定共直線的C原子最多有個，一定共直線的原子最多有個。

答案(1)118(2)1912(3)44解析根據CH4、、和的空間結構，可知該有機物分子中原子空間位置有如下特點：(1)由此可知，苯環和乙烯基團所在平面內的所有碳原子，即11個碳原子都有可能共面，根據苯的結構，一定共面的C原子最多有8個。(2)因為單鍵可以旋轉，甲基(—CH3)上的3個H原子，最多有一個H原子可以旋入苯環和乙烯基團所在的平面內，故可能共面的原子最多為19個，一定共面的原子最多應為苯環平面的原子，共12個。(3)苯環對位及對位上連接的兩個碳原子共4個C原子一定共直線，乙炔基團及所連接的一個C原子和一個H原子也一定共直線。判斷烴分子中原子共面的方法1.(2024·江西宜春高一月考)化合物甲()、乙()、丙()的分子式均為C7H8，下列說法正確的是()A.互為同系物B.互為同分異構體C.三種有機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種(不考慮立體異構)答案B解析三種化合物的分子式均為C7H8，互為同分異構體，A錯誤，B正確；都含有飽和碳原子，具有甲烷分子的結構特點，則三種化合物分子中所有原子不可能處于同一平面，C錯誤；化合物乙中有三種氫原子，故其一氯代物有三種，D錯誤。2.已知乙烯分子為平面形結構，C2H2為直線形結構。則有機物M()分子中，共直線和共平面的原子數最多分別為()A.6、11 B.5、10C.4、9 D.4、11答案C解析根據乙炔、乙烯和甲烷的結構，有機物M的分子結構為，則最多有4個原子共直線，因為單鍵可以旋轉，甲基上3個H原子中，可以有一個H原子旋進平面內，因此最多有9個原子共面。3.(2024·濟南高一段考)烷烴M的結構簡式為，M是單烯烴R和H2發生加成反應的產物，則R可能的結構有(不考慮立體異構)()A.7種B.6種C.5種D.4種答案C解析根據烯烴與H2加成反應的原理，推知該烷烴分子中相鄰碳原子上均帶氫原子的碳原子間是對應烯烴存在碳碳雙鍵的位置，故符合條件的烯烴分子有5種：，故選C。4.(1)(2024·福建泉州高一月考)若CH4、C2H6、C3H8、C4H10四種烴各為1mol，在足量O2中燃燒，消耗O2最多的是(填化學式，下同)；上述四種烴各為1g，在足量O2中燃燒，消耗O2最多的是；1molC3H8在足量O2中燃燒，消耗的O2是mol。

(2)中，可能共面的碳原子最多有個，一定共面的碳原子有個，可能共面的原子最多有個，一定共面的原子最多有個。

答案(1)C4H10CH45(2)971712解析(1)由關系式C~O2~CO2、4H~O2~2H2O可得到以下關系式，1molCH4~2molO2、1molC2H6~3.5molO2、1molC3H8~5molO2、1molC4H10~6.5molO2，則1mol四種烴在足量O2中燃燒時消耗O2最多的是C4H10；上述四種烴各為1g時，氫元素質量分數越高則耗氧量越大，故消耗O2最多的是CH4。課時對點練[分值：100分](選擇題1~8題，每小題4分，9~13題，每小題8分，共72分)題組一常見烴的化學性質比較1.區別CH4、CH2=CH2、CH≡CH的最簡易方法是()A.分別通入溴水B.分別通入酸性高錳酸鉀溶液C.分別在空氣中點燃D.分別通入盛有堿石灰的干燥管答案C解析CH2=CH2和CH≡CH都能使溴水和酸性高錳酸鉀溶液褪色，A、B錯誤；三種氣體通過盛有堿石灰的干燥管均無現象，D錯誤；最簡易的方法是點燃，因為燃燒時火焰的明亮程度和有無黑煙、濃煙這兩個方面的現象區別是非常明顯的，C正確。2.(2024·深圳高一期中)某種烷烴完全燃燒后生成了8.8gCO2和4.5gH2O，下列對于該烷烴的說法中正確的是()A.該烷烴的分子式可能為C2H5B.該烷烴分子中只含有極性共價鍵C.該烷烴的分子結構只有一種D.該烷烴的相對分子質量為58答案D解析CO2的物質的量為8.8g44g·mol-1=0.2mol，H2O的物質的量為4.5g18g·mol-1=0.25mol，故n(C)∶n(H)=2∶5，根據鏈狀烷烴的通式可知其分子式為C4H10，A錯誤，D正確；該烷烴分子中有C—3.有A、B兩種烴，碳元素的質量分數相同，下列關于A和B的敘述中正確的是()A.A和B一定互為同分異構體B.A和B不可能互為同系物C.A和B的最簡式相同D.A和B各1mol完全燃燒生成的二氧化碳的質量一定相等答案C解析因烴中只有碳、氫兩種元素，碳元素的質量分數相同，所以氫元素的質量分數也相同，則兩種烴的最簡式相同，C正確；最簡式相同的烴，可能互為同分異構體，如丙烯與環丙烷，也可能不互為同分異構體，如乙炔和苯，A錯誤；最簡式相同的烴，可能互為同系物，如乙烯與丙烯，B錯誤；若互為同分異構體，則A和B各1mol完全燃燒生成的二氧化碳的質量一定相等，若互為同系物，則A和B各1mol完全燃燒生成的二氧化碳的質量一定不相等，D錯誤。4.(2024·河北張家口高一段考)由乙烯可推測1，3?丁二烯(CH2=CH—CH=CH2)的結構或性質，下列說法正確的是()A.1，3?丁二烯分子中所有的原子可能共平面B.1，3?丁二烯使酸性高錳酸鉀溶液和溴水褪色的原理相同C.1，3?丁二烯的加聚產物不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色D.乙烯與1，3?丁二烯互為同系物答案A解析乙烯是平面結構，則1，3?丁二烯(CH2=CH—CH=CH2)分子中所有的原子可能共平面，A正確；1，3?丁二烯與酸性高錳酸鉀溶液發生氧化反應，與溴水發生加成反應，褪色原理不同，B錯誤；1，3?丁二烯的加聚產物中仍含有碳碳雙鍵，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，C錯誤；乙烯與1，3?丁二烯含有碳碳雙鍵數目不同，結構不相似，不互為同系物，D錯誤。題組二原子共面、共線的判斷5.下列物質的所有原子，不可能處于同一平面內的是()A.CH2Cl2B.CH2=CH2C.D.答案A解析根據已有知識，乙烯和苯都屬于平面形結構，所有原子都處于同一平面內，碳原子形成4個共價單鍵時為四面體結構，所有原子不可能處于同一平面內。6.下列說法正確的是()A.丙烷是直鏈烴，所以分子中3個碳原子也在一條直線上B.丙烯分子中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.分子中所有碳原子可能在同一平面上答案D解析丙烯中含甲基，甲基為四面體結構，則所有原子一定不共面，B項錯誤；環上含4個四面體結構的C，所有碳原子不可能在同一平面上，C項錯誤；雙鍵為平面結構、三鍵為直線結構，且直接相連，則所有碳原子可能在同一平面上，D項正確。7.下列有關分子的說法不正確的是()A.6個碳原子有可能在一條直線上B.在一條直線上的碳原子最多有4個C.6個碳原子可能在同一平面上D.該分子能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色答案A解析的空間結構為平面形，題給有機物的所有碳原子不可能在一條直線上。8.甲烷分子中的4個氫原子都可以被取代，若甲烷分子中的4個氫原子被苯基取代，則可得到的分子如圖所示，下列描述中正確的是()A.分子式為C25H24B.所有原子都在同一平面上C.此物質屬芳香烴類物質D.最多有3個碳原子在同一平面上答案C解析由結構可知該物質的分子式為C25H20，A項錯誤；分子中中心C原子與4個苯環相連構成四面體結構，則所有原子不可能共平面，B項錯誤；只含C、H元素，且含苯環，為芳香烴類物質，C項正確；最多2個苯環與中間的C共面，則最多有13個碳原子共面，D項錯誤。9.(2024·安徽淮北高一段考)某有機分子的結構如圖所示。下列有關該分子的說法中不正確的是()A.該有機物的分子式為C5H4B.該分子中的碳原子不可能在同一平面內C.1mol該有機物最多可與2molBr2發生加成反應D.與其互為同分異構體，且只含碳碳三鍵的鏈烴有一種答案D解析該分子中的中心碳原子與周圍碳原子構成四面體結構，則該分子中的碳原子不可能在同一平面內，B正確；1mol該有機物含有2mol碳碳雙鍵，最多可與2molBr2發生加成反應，C正確；與其互為同分異構體，且只含碳碳三鍵的鏈烴有CH≡C—CH2—C≡CH或CH≡C—C≡C—CH3，可見其符合要求的同分異構體不止一種，D錯誤。10.某烴的結構簡式為，下列說法不正確的是()A.1mol該烴完全燃燒消耗11molO2B.與氫氣完全加成后的產物中含2個甲基C.1mol該烴完全加成消耗3molBr2D.分子中一定共平面的碳原子有6個答案B解析該烴的分子式為C8H12，1mol該烴完全燃燒消耗11molO2，A正確；與氫氣完全加成后的產物中含有3個甲基，B不正確；分子中含有一個碳碳雙鍵和一個碳碳三鍵，所以1mol該烴完全加成需要消耗3molBr2，C正確；根據乙烯和乙炔的結構可判斷該烴分子中一定共平面的碳原子有6個，D正確。11.下列關于烴的說法正確的是()A.共面的C原子最多為14個B.共直線的C原子只有4個C.1mol該烴最多可以和6molH2發生加成反應D.1mol該烴最多可以和6molBr2發生加成反應答案C解析苯環上所有原子共平面、直接連接碳碳雙鍵兩端的原子共平面、直接連接碳碳三鍵兩端的原子共直線，則該分子中最多有13個C原子共面，A項錯誤；苯環上對稱位置碳原子及其連接的原子共直線，碳碳三鍵中碳原子及其連接的原子共直線，共直線的C原子最多有6個，B項錯誤；苯環、碳碳三鍵和碳碳雙鍵都能和氫氣發生加成反應，則1mol該烴最多可以和6molH2發生加成反應，C項正確；該分子中只有碳碳雙鍵和碳碳三鍵能和溴發生加成反應，D項錯誤。12.下列有關有機化合物分子中原子的共線共面說法正確的是()A.甲苯分子中最多有5個原子共線B.中所有碳原子一定都在同一平面上C.四苯乙烯()分子中所有碳原子不可能位于同一平面D.分子最多有7個碳原子共面，最多3個碳原子共線答案D解析四苯乙烯分子中含有4個苯環平面和一個碳碳雙鍵平面，四個苯環平面通過單鍵旋轉可以共面，即分子中所有碳原子可能位于同一平面，C錯誤；分子中含有碳碳雙鍵平面和碳碳三鍵直線，故最多有7個碳原子共面，最多3個碳原子共線，D正確。13.(2024·焦作高一段考)丙烯是一種重要的有機化工原料，其部分轉化關系如圖。下列說法正確的是()A.可以用溴水鑒別X與YB.Z中所有碳原子共平面C.1mol丙烯在氧氣中完全燃燒時，消耗O2的質量為96gD.Z的結構簡式為答案A解析根據丙烯轉化關系圖可知，X為Br—CH2CH=CH2，Y為CH3CHBrCH2Br，Z為，D錯誤；1mol丙烯完全燃燒消耗O2的物質的量為4.5mol，質量為4.5mol×32g·mol-1=144g，C錯誤。14.(16分)(2024·山東聊城高一期末)2?丁烯()是石油裂解的產物之一，是一種重要的有機化工原料，按要求回答下列問題：(1)在催化劑作用下，2?丁烯與溴水反應的化學方程式為，

反應類型為，2?丁烯在一定條件下合成一種高分子的化學方程式為，反應類型為。

(2)烯烴A是2?丁烯的一種同分異構體，它在催化劑作用下與氫氣反應的產物不是正丁烷，則A的結構簡式為；A分子中共平面的碳原子個數最多為，A與HBr發生加成反應生成兩種結構的一溴代物，它們的結構簡式分別為和。

答案(1)+Br2→加成反應加聚反應(2)4解析(2)烯烴A為，根據乙烯分子中6個原子在同一平面上，則烯烴A中4個碳原子一定在同一平面上。因為分子中“”