共线共面

6.结构简式为的烃下列说法正确的是（C）A.分子中至少有6个碳原子处于同一平面上B.分子中至少有8个碳原子处于同一平面上C.分子中至少有9个碳原子处于同一平面上D.分子中至少有14个碳原子处于同一平面上7.六苯乙烷为白色固体，其结构表示如图：下列有关说法中正确的是（）A．它是一种苯的同系物，易溶于有机溶剂中B．它的分子式为C38H30，只含有非极性键，是非极性分子C．它的一氯代物只有三种D．在同一平面上的原子最多有14个解：A．分子中含有6个苯环，而苯的同系物只含有1个苯环，与苯的结构不同，不是同系物，它属于芳香烃易溶于有机溶剂如乙醚乙醇中，故A错误；B．它的分子中含有38个碳原子和30个氢原子，分子式为C38H30，分子中含有C-C键，为非极性键，含有C-H键，为极性键，是非极性分子故B错误；C．六个苯环的位置是等效的，但每个苯环上的氢不全等效，出现邻、间、对三种不同位置的取代产物，故C正确；D．两个苯环上碳原子12个加上乙烷结构上的1个共13个，2个苯环上氢原子10个，一共23个，即在同一平面上的原子最多有23个，故D错误；故选C8、某烃的结构简式为CH3―CH2―CH＝CH―C≡CH分子中含有四面体结构的碳原子（即饱和碳原子）数为a，在同一直线上的碳原子数量最多为b，一定在同一平面内的碳原子数为c，则a、b、c分别为（B）A．2、3、4B．2、3、5C．2、5、4D．4、6、49.利尿酸在奥运会上被禁用，其结构简式如下图所示。下列叙述正确的是()A.利尿酸衍生物利尿酸甲酯的分子式是C14H14C12O4B.利尿酸分子内处于同一平面的原子不超过10个C.1mol利尿酸能与7molH2发生加成反应D.利尿酸能与FeCl3溶液发生显色反应解析：利尿酸分子内处于同一平面的原子数当然首先考虑苯环平面上所有的原子、以及与苯环直接相联的原子(6个碳原子+2个氢原子+2个氯原子+1个碳原子+1个氧原子)，其次要注意单键的可旋转性——原则上这些碳原子都可以通过单键的旋转处于同一平面(由于没有连有3个碳的碳原子)，再考虑与碳原子结合的其他原子，当然数字超过10，B错。在1mol利尿酸中共有6mol的双键和一个环，但通常情况下，可以认为六元环是不被加成的，所以C项错。由于利尿酸中没有酚羟基，所以不能与FeCl3溶液发生显色反应。答案：A只要有苯环存在共面的原子至少12个10.胡椒粉是植物挥发油的成分之一。它的结构式为HO――CH2CH＝CH2，下列叙述中不正确的是（）A．1mol胡椒粉最多可与4mol氢气发生反应B．1mol胡椒粉最多可与4mol溴发生反应C．胡椒粉可与甲醛发生反应，生成聚合物D．胡椒粉在水中的溶解度小于苯酚在水中的溶解度E.该分子中至少有7个碳原子处于同一平面答案：B解析：由胡椒粉的结构可以得出：与H2发生加成反应时苯环能与3molH2发生加成，另有碳碳双键也能加成1molH2，总计4molH2，故A对。当与Br2发生加成时只有碳碳双键与反应消耗1molBr2。而在苯酚的结构中与羟基的邻位碳上的2个氢原子能与Br2发生取代反应，消耗2molBr2。总计3molBr2发生反应，B错。胡椒粉分子中有酚羟基，故能与甲醛发生缩聚反应生成高分子化合物。C对。羟基是亲水基团，烃基是憎水基团；胡椒粉分子结构中烃基比苯酚分子中烃基大，故胡椒粉在水中的溶解度小于苯酚在水中的溶解度。D对11.研究发现，烯烃在合适催化剂作用下可双键断裂，两端基团重新组合为新的烯烃．若CH2=C（CH3）CH2CH3与CH2=CHCH2CH3的混合物发生该类反应，则新生成的烯烃中共平面的碳原子数可能为（）A．2，3，4B．3，4，5C．4，5，6D．5，6，7解析：因烯烃在合适催化剂作用下可双键断裂，两端基团重新组合为新的烯烃，则CH2═C（CH3）CH2CH3与CH2═CHCH2CH3发生烯烃复分解反应生成的烯烃有CH2═CH2、CH3CH2C（CH3）═C（CH3）CH2CH3、CH3CH2C（CH3）═CHCH2CH3和CH3CH2CH═CHCH2CH3四种，根据CH2═CH2分子的平面结构可知它们肯定在同一平面的碳原子数分别为：2个、6个、5个、4个．故选C．。一、几个特殊分子的空间构型1.常见分子的空间构型：①CH4分子为正四面体结构，其分子最多有3个原子共处同一平面。②乙烯分子中所有原子共平面。③乙炔分子中所有原子共直线。④苯分子中所有原子共平面。⑤H—CHO分子中所有原子共平面。（1）熟记四类空间构型中学有机化学空间结构问题的基石是甲烷、乙烯、乙炔和苯的分子结构。甲烷型：正四面体结构，4个C—H健不在同一平面上；凡是碳原子与4个原子形成4个共价键时，空间结构都是正四面体结构以及烷烃的空间构型；5个原子中最多有3个原子共平面。乙烯型：平面结构。六个原子均在同一平面上；凡是位于乙烯结构上的六个原子共平面。乙炔型：直线型结构。四个原子在同一条直线上；凡是位于乙炔结构上的四个原子共直线。苯型：平面正六边形结构。六个碳原子和六个氢原子共平面；凡是位于苯环上的12个原子共平面。（2）理解三键三角三键：C—C键可以旋转，而C=C键、C≡C键不能旋转。三角：甲烷中的C—H键之间的夹角为109°28′，乙烯和苯环中的C—H键之间的夹角为120°，乙炔中的C—H键之间的夹角为180°。2.单键的转动思想有机物分子中的单键，包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键等可转动。二、结构不同的基团连接后原子共面分析1．直线与平面连接：直线结构中如果有2个原子（或者一个共价键）与一个平面结构共用，则直线在这个平面上。如CH2=CH-C≡CH，其空间结构为，中间两个碳原子既在乙烯平面上，又在乙炔直线上，所以直线在平面上，所有原子共平面。2．平面与平面连接：如果两个平面结构通过单键相连，则由于单键的旋转性，两个平面不一定重合，但可能重合。如苯乙烯分子中共平面原子至少12个，最多16个。3．平面与立体连接：如果甲基与平面结构通过单键相连，则由于单键的旋转性，甲基的一个氢原子可能暂时处于这个平面上。如丙烯分子中，共面原子至少6个，最多7个。4．直线、平面与立体连接：如图所示的大分子中共平面原子至少12个，最多19个。分析时要注意两点：①观察大分子的结构，先找出甲烷、乙烯、乙炔和苯分子的“影子”，再将甲烷“正四面体”、乙烯“平面型”、乙炔“直线形”和苯“平面型”等分子构型知识迁移过来即可；②苯环以单键连接在6号不饱和碳原子上，不管单键如何旋转，8号和9号碳原子总是处于乙烯平面上。不要忽视8号碳原子对位上的9号碳原子。例1、请分析苯乙炔分子中最多有多少个原子共平面?解析：苯己炔分子中所有原子均在同一平面，即苯乙炔分子中8个碳原子、6个氢原子均在同一平面内。例2：有机物CCH2CHOH分子中至少有多少个碳原子处于同一平面上?分析：由苯分子的空问构型可知，苯环上的6个碳原子、4个氢原子以及与苯环直接相连的两个碳原子一定共平面。由乙烯的分子结构可知，CH2CH中的原子在同一平面。由乙醛分子结构可知，CHO中的原子在同一平面。由碳碳单键可以旋转，可知CCH2CHOH分子中所有的原子可以共面。例3：结构式为CH3CH3的烃，分子中至少有多少个碳原子处在同一平面上？分析：由苯分子的空间结构可知，苯环上的六个碳原子以及与它直接相邻的两个碳原子共面。另外与苯环相连的另一苯环对位上的碳原子，处于两苯环旋转的轴线（两苯环之间的碳碳键可以旋转）上，也应该共面另外．与苯环相连的另一苯环对位上的碳原子，处于两苯环旋转轴线(两苯环之间的碳碳单键可以旋转)上，也应该共平面。所以CH3CH3分子中至少有9个碳原子共平面。例4.我国在反兴奋剂问题上的立场是坚决支持“人文奥运”的。某种兴奋剂的结构如下图所示。关于它的叙述正确的是DA．它的分子式为C20H22O3B．它易溶于水C．它的分子中共平面的碳原子最多有16个D．1mol它最多可与7molH2和含4molBr2的溴水发生反应解析：A错它的分子式为C20H24O3B错有机物一般易溶于有机溶剂，不易溶于水C错共平面的碳原子最多有17个D对2个苯环可以和7mol氢气加成，还有1个碳碳双键，又能和1mol氢气加成，最多可和7mol氢气反应，苯环上有酚羟基，在酚羟基的邻、对位上可以和3molBr2发生取代反应，1个碳碳双键再和1mol1个Br2发生加成反应例5.—C≡C—CH=CF2中（1）最多有几个碳原子共面？（2）最多有几个碳原子共线？（3）有几个不饱和碳原子？有机物分子中原子的共面共线问题练习题有机分子中原子的共面共线是中学有机化学教学的一个难点。此类题目的解题思维方法如下：原子共面共线问题思维的基础：甲烷的正四面体结构；乙烯、苯的平面结构；乙炔的直线结构。1、甲烷的正四面体结构在甲烷分子中，一个碳原子和任意个氢原子可确定一个平面。当甲烷分子中某氢原子被其他原子或原子团取代时，该代替原子的共面问题，可将它看作是原来氢原子位置。丙烷其结构式可写成如图2所示，丙烷分子中最多原子可能共面。2、乙烯的平面结构乙烯分子中的所有原子都在同一平面内，键角为120°。当乙烯分子中某氢原子被其他原子或原子团取代时，则代替该氢原子的原子一定在乙烯的平面内。CH3CH=CH2原子一定共面，最多原子可能共面。3．苯的平面结构苯分子所有原子在同一平面内，键角为120°。当苯分子中的一个氢原子被其他原子或原子团取代时，代替该氢原子的原子一定在苯分子所在平面内。甲苯如右下图所示，甲苯分子中最多有可能是个原子共面。4．乙炔的直线结构乙炔分子中的2个碳原子和2个氢原子一定在一条直线上，键角为180°。当乙炔分子中的一个氢原子被其他原子或原子团取代时，代替该氢原子的原子一定和乙炔分子的其他原子共线。丙炔如图所示，丙炔分子中有个原子共线。巩固练习：1、描述CH3－CH＝CH－C≡C－CF3分子结构下列叙述中，正确的是A．6个碳原子有可能都在一条直线上B．6个碳原子不可能都在一条直线上C．6个碳原子有可能都在一个平面上D．6个碳原子不可能都在一个平面上解：分子中碳链空间结构为平面型，如图所示．乙炔为直线型结构，-C≡C-决定了3、4、5、6号4个碳原子在同一直线上，2、3、4号3个C有健角接近120度．所以6个碳原子不可能都在一条直线上，故①错误，②正确；乙烯为平面型结构，决定1、2、3、4号4个碳原子在同一平面内，而3、4、5、6号4个碳原子在同一直线上，3、4号两个C原子已经在平面上，因此这条直线在这个平面上，6个C原子共面，故③正确，④错误．故选：BC．2、甲烷分子中的4个氢原子全部被苯基取代，可得如图所示的分子，对该分子的描述不正确的是（）A．分子式为C25H20B．分子中所有原子有可能处于同一平面C．该化合物分子中所有原子不可能处于同一平面D．分子中所有原子一定处于同一平面E.此物质属于芳香烃F.此分子最多有13个碳原子在一个平面（）3、盆烯是近年合成的一种有机物，它的分子结构可简化表示为（其中C、H原子已略去），下列关于盆烯的说法中错误的是（）A．盆烯是苯的一种同分异构体B．盆烯分子中所有的碳原子不可能在同一平面上C．盆烯是乙烯的一种同系物D．盆烯在一定条件下可以发生加成反应4、某烃的结构简式为CH3―CH2―CH＝C(C2H5)―C≡CH分子中含有四面体结构的碳原子（即饱和碳原子）数为a，在同一直线上的碳原子数量最多为b，一定在同一平面内的碳原子数为c，则a、b、c分别为（）A．4、3、5B．4、3、6C．2、5、4D．4、6、45、观察以下有机物结构：CH3CH2CH3(1)C=CHH(2)H—C≡C—CH2CH3(3)—C≡C—CH=CF2思考：最多有几个碳原子共面、、最多有几个碳原子共线、、有几个不饱和碳原子、、结构式：表示分子的结合或排列顺序的式子；如：有机物分子中原子共直线、共平面问题的判断:1、分子空间结构的基本类型：2、分子中原子共线、共面情况的判断方法：以上述分子结构为原型和思维起点，把复杂的有机物分子分解成几个部分，借助单键可以旋转、双键和三键不能旋转这一知识来分析所分解的