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第5課時　烴的燃燒與共線、共面問題　等效氫法
[核心素養發展目標]　1.認識烴的分子式的確定方法和燃燒規律。2.根據烴分子中碳原子的成鍵特點分析原子共線、共面問題。3.能夠根據等效氫法判斷烷烴一氯代物的同分異構體數目。
一、烴的燃燒規律及其應用
1．烴燃燒的通式
若烴的分子式為CxHy，則CxHy在空氣或氧氣中完全燃燒的化學方程式為CxHy＋(x＋)O2xCO2＋H2O。
2．耗氧量大小規律
等質量 等物質的量
耗氧量 越大，耗氧量越多 x＋越大，耗氧量越多
產物量 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
3.氣體體積變化規律
CxHy＋(x＋)O2xCO2＋H2O
1　　　x＋　　　　x　　　
其中，ΔV＝V后－V前。
(1)當溫度大于或等于100 ℃時，水為氣態
則ΔV＝－1
(2)當常溫、常壓時，水為液體
則ΔV＝－(1＋)，反應后氣體體積始終減小且減少量與氫原子數有關。
1．在常溫、常壓下，取下列四種氣態烴各1 mol，分別在足量氧氣中燃燒，消耗氧氣最多的是(　　)
A．CH4 B．C2H4 C．C3H8 D．C4H6
2．兩種氣態烴以任意比例混合，在105 ℃時，1 L該混合烴與10 L氧氣混合，充分燃燒后恢復到原狀態，所得氣體體積仍為11 L。下列各組混合烴中符合此條件的是(　　)
A．C2H4、C2H6 B．CH4、C3H8
C．C2H6、C3H6 D．CH4、C3H4
3．假設烷烴的通式為CnH2n＋2，以下物理量隨n的增大而減小的是(　　)
A．1 mol烷烴中共價鍵的數目
B．1 mol烷烴完全燃燒時的耗氧量
C．一氯代物的種類
D．氫元素的含量
二、常見烴分子中原子共線、共面問題判斷
1．熟悉常見分子的空間結構
(1)與三鍵直接相連的原子共線，如—C≡C—、—C≡N。
(2)“模型法”分析多原子共面問題
①甲烷型：CH4分子為正四面體結構，如圖，凡是碳原子與4個原子形成共價鍵時，其空間結構都是四面體，5個原子中最多有3個原子共平面。
②乙烯型：乙烯分子是平面形結構，如圖，所有原子共平面，與雙鍵碳原子直接相連的4個原子與2個雙鍵碳原子共平面。
③苯型：苯分子(C6H6)是平面正六邊形結構，位于苯環上的12個原子共平面，處于對角線位置的4個原子共直線。
2．連接不同基團后的原子共面分析
(1)直線與平面連接，則直線在這個平面上。
如苯乙炔：，所有的原子共平面。
(2)平面與平面連接：如果兩個平面結構通過單鍵相連，由于單鍵可以旋轉，兩個平面可以重合。
如苯乙烯：，分子中至少12個原子共平面，最多16個原子共平面。
(3)平面與立體結構連接：如甲基與平面結構通過單鍵相連，由于單鍵可以旋轉，甲基的一個氫原子可能處于這個平面上。
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
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原子有________個。
(2)可能共面的原子最多有________個，一定共面的原子有________個。
(3)一定共直線的C原子最多有________個，一定共直線的原子有________個。
判斷烴分子中原子共面的方法
三、烴的一氯代物同分異構體數目的判斷
烴分子中的一個氫原子被氯原子代替，稱為烴的一氯代物，其同分異構體數目的判斷是常見重要題型，通常用等效氫法判斷其數目。
若烴有n種不同的等效氫，其一元取代物就有n種。
(1)同一碳原子上的氫為等效氫；
(2)同一碳原子上所連甲基(—CH3)上的氫為等效氫；
(3)處于對稱位置的碳原子上的氫為等效氫。
1．分子式為C4H9Cl的有機化合物有(　　)
A．3種 B．4種
C．5種 D．6種
2．下列烷烴在光照下與氯氣反應，生成的一氯代烴種類最多的是(　　)
A．　 B．
C．CH3CH2CH2CH3　　 D．
3．四聯苯的一氯代物有(　　)
A．3種 B．4種
C．5種 D．6種(共31張PPT)
專題8　第一單元
第5課時　烴的燃燒與共線、共
面問題　等效氫法
核心素養
發展目標
1.認識烴的分子式的確定方法和燃燒規律。
2.根據烴分子中碳原子的成鍵特點分析原子共線、共面問題。
3.能夠根據等效氫法判斷烷烴一氯代物的同分異構體數目。
一、烴的燃燒規律及其應用
二、常見烴分子中原子共線、共面問題判斷
課時對點練
內容索引
三、烴的一氯代物同分異構體數目的判斷
烴的燃燒規律及其應用
一
1.烴燃燒的通式
若烴的分子式為CxHy，則CxHy在空氣或氧氣中完全燃燒的化學方程式
等質量 等物質的量
耗氧量
產物量 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.耗氧量大小規律
3.氣體體積變化規律
其中，ΔV＝V后－V前。
(1)當溫度大于或等于100 ℃時，水為氣態
(2)當常溫、常壓時，水為液體
則ΔV＝－(1＋ )，反應后氣體體積始終減小且減少量與氫原子數有關。
1.在常溫、常壓下，取下列四種氣態烴各1 mol，分別在足量氧氣中燃燒，消耗氧氣最多的是
A.CH4 B.C2H4
C.C3H8 D.C4H6
√
應用體驗
2.兩種氣態烴以任意比例混合，在105 ℃時，1 L該混合烴與10 L氧氣混合，充分燃燒后恢復到原狀態，所得氣體體積仍為11 L。下列各組混合烴中符合此條件的是
A.C2H4、C2H6
B.CH4、C3H8
C.C2H6、C3H6
D.CH4、C3H4
√
應用體驗
3.假設烷烴的通式為CnH2n＋2，以下物理量隨n的增大而減小的是
A.1 mol烷烴中共價鍵的數目
B.1 mol烷烴完全燃燒時的耗氧量
C.一氯代物的種類
D.氫元素的含量
√
應用體驗
烷烴的通式為CnH2n＋2，隨著n的增大，碳、氫原子數量都增加，形成的共價鍵數目越來越多，故A錯誤；
隨著n的增大，碳、氫原子數量都增加，1 mol烷烴完全燃燒時的耗氧量越來越大，故B錯誤；
一般隨著n的增大，烷烴一氯代物的種類越來越多，故C錯誤；
返回
常見烴分子中原子共線、共面問題判斷
二
1.熟悉常見分子的空間結構
(1)與三鍵直接相連的原子共線，如—C≡C—、—C≡N。
(2)“模型法”分析多原子共面問題
①甲烷型：CH4分子為正四面體結構，如圖 ，凡是碳
原子與4個原子形成共價鍵時，其空間結構都是四面體，5個原子中最多有3個原子共平面。
②乙烯型：乙烯分子是平面形結構，如圖 ，所有原子共
平面，與雙鍵碳原子直接相連的4個原子與2個雙鍵碳原子共平面。
③苯型：苯分子(C6H6)是平面正六邊形結構，位于苯環上的12個原子共平面，處于對角線位置的4個原子共直線。
2.連接不同基團后的原子共面分析
(1)直線與平面連接，則直線在這個平面上。
如苯乙炔： ，所有的原子共平面。
(2)平面與平面連接：如果兩個平面結構通過單鍵相連，由于單鍵可以旋轉，兩個平面可以重合。
如苯乙烯： ，分子中至少12個原子共平面，最多16個原子共平面。
(3)平面與立體結構連接：如甲基與平面結構通過單鍵相連，由于單鍵可以旋轉，甲基的一個氫原子可能處于這個平面上。
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
√
應用體驗
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號4個碳原子共直線，所以該分子中至少有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原子有______個。
應用體驗
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8
根據CH4、CH2==CH2、 和CH≡CH的空
間結構可知，該有機物分子中原子空間位
置有如右特點：
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原子有8個。
(2)可能共面的原子最多有________個，一定共面的原子有________個。
應用體驗
19
12
因為單鍵可以旋轉，甲基(—CH3)上的3個H原子最多有一個H原子可以在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，一定共面的原子應為苯環和與其連接的2個C原子，共12個。
(3)一定共直線的C原子最多有_____個，一定共直線的原子有_____個。
應用體驗
4
4
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。
歸納總結
判斷烴分子中原子共面的方法
返回
烴的一氯代物同分異構體數目的判斷
三
烴分子中的一個氫原子被氯原子代替，稱為烴的一氯代物，其同分異構體數目的判斷是常見重要題型，通常用等效氫法判斷其數目。
若烴有n種不同的等效氫，其一元取代物就有n種。
(1)同一碳原子上的氫為等效氫；
(2)同一碳原子上所連甲基(—CH3)上的氫為等效氫；
(3)處于對稱位置的碳原子上的氫為等效氫。
1.分子式為C4H9Cl的有機化合物有
A.3種 B.4種 C.5種 D.6種
√
應用體驗
C4H9Cl可以看作C4H10上的一個氫原子被氯原子代替，寫出C4H10的兩
種同分異構體： 、 ，用—Cl代替
以上的4種H原子，就是該有機物的4種同分異構體。
2.下列烷烴在光照下與氯氣反應，生成的一氯代烴種類最多的是
A.　 B.
C.CH3CH2CH2CH3　　 D.
應用體驗
√
A項分子中只含有1種位置的氫原子，所以生成的一氯代烴只有1種；
B項分子中含有3種位置不同的氫原子，所以生成的一氯代烴有3種；
C項分子中含有2種位置不同的氫原子，所以生成的一氯代烴有2種；
D項分子中含有2種位置不同的氫原子，所以生成的一氯代烴有2種。
3.四聯苯 的一氯代物有
A.3種 B.4種 C.5種 D.6種
√
推斷有機物一氯代物的種數需要找中心對稱軸，四聯苯是具有兩條對
稱軸的物質，即 ，在其中的一部分上有幾種不
同的氫原子(包括對稱軸上的氫原子)，就有幾種一氯代物，四聯苯有
5種不同的氫原子，故其有5種一氯代物。
應用體驗
返回第5課時　烴的燃燒與共線、共面問題　等效氫法
[核心素養發展目標]　1.認識烴的分子式的確定方法和燃燒規律。2.根據烴分子中碳原子的成鍵特點分析原子共線、共面問題。3.能夠根據等效氫法判斷烷烴一氯代物的同分異構體數目。
一、烴的燃燒規律及其應用
1．烴燃燒的通式
若烴的分子式為CxHy，則CxHy在空氣或氧氣中完全燃燒的化學方程式為CxHy＋(x＋)O2xCO2＋H2O。
2．耗氧量大小規律
等質量 等物質的量
耗氧量 越大，耗氧量越多 x＋越大，耗氧量越多
產物量 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
3.氣體體積變化規律
CxHy＋(x＋)O2xCO2＋H2O
1　　　x＋　　　　x　　　
其中，ΔV＝V后－V前。
(1)當溫度大于或等于100 ℃時，水為氣態
則ΔV＝－1
(2)當常溫、常壓時，水為液體
則ΔV＝－(1＋)，反應后氣體體積始終減小且減少量與氫原子數有關。
1．在常溫、常壓下，取下列四種氣態烴各1 mol，分別在足量氧氣中燃燒，消耗氧氣最多的是(　　)
A．CH4 B．C2H4
C．C3H8 D．C4H6
答案　D
解析　CH4燃燒時的x＋＝2,1 mol CH4完全燃燒消耗2 mol氧氣，C2H4燃燒時的x＋＝3，1 mol C2H4完全燃燒消耗3 mol氧氣，C3H8燃燒時的x＋＝5,1 mol C3H8完全燃燒消耗5 mol氧氣，C4H6燃燒時的x＋＝5.5,1 mol C4H6完全燃燒消耗5.5 mol氧氣。
2．兩種氣態烴以任意比例混合，在105 ℃時，1 L該混合烴與10 L氧氣混合，充分燃燒后恢復到原狀態，所得氣體體積仍為11 L。下列各組混合烴中符合此條件的是(　　)
A．C2H4、C2H6 B．CH4、C3H8
C．C2H6、C3H6 D．CH4、C3H4
答案　D
解析　設有機物的平均分子式為CxHy，則有CxHy＋(x＋)O2xCO2＋H2O,105 ℃時水為氣體，燃燒前后氣體體積不變，則有1＋x＋＝x＋，解得y＝4，即混合氣體中平均含有4個H原子，A、B、C三項中H原子個數的平均值都大于4，只有D項中CH4、C3H4的平均H原子數為4。
3．假設烷烴的通式為CnH2n＋2，以下物理量隨n的增大而減小的是(　　)
A．1 mol烷烴中共價鍵的數目
B．1 mol烷烴完全燃燒時的耗氧量
C．一氯代物的種類
D．氫元素的含量
答案　D
解析　烷烴的通式為CnH2n＋2，隨著n的增大，碳、氫原子數量都增加，形成的共價鍵數目越來越多，故A錯誤；隨著n的增大，碳、氫原子數量都增加，1 mol烷烴完全燃燒時的耗氧量越來越大，故B錯誤；一般隨著n的增大，烷烴一氯代物的種類越來越多，故C錯誤；H元素的質量分數為＝＝1－，由算式可知n越大，氫元素的含量越小。
二、常見烴分子中原子共線、共面問題判斷
1．熟悉常見分子的空間結構
(1)與三鍵直接相連的原子共線，如—C≡C—、—C≡N。
(2)“模型法”分析多原子共面問題
①甲烷型：CH4分子為正四面體結構，如圖，凡是碳原子與4個原子形成共價鍵時，其空間結構都是四面體，5個原子中最多有3個原子共平面。
②乙烯型：乙烯分子是平面形結構，如圖，所有原子共平面，與雙鍵碳原子直接相連的4個原子與2個雙鍵碳原子共平面。
③苯型：苯分子(C6H6)是平面正六邊形結構，位于苯環上的12個原子共平面，處于對角線位置的4個原子共直線。
2．連接不同基團后的原子共面分析
(1)直線與平面連接，則直線在這個平面上。
如苯乙炔：，所有的原子共平面。
(2)平面與平面連接：如果兩個平面結構通過單鍵相連，由于單鍵可以旋轉，兩個平面可以重合。
如苯乙烯：，分子中至少12個原子共平面，最多16個原子共平面。
(3)平面與立體結構連接：如甲基與平面結構通過單鍵相連，由于單鍵可以旋轉，甲基的一個氫原子可能處于這個平面上。
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號4個碳原子共直線，所以該分子中至少有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原子有________個。
(2)可能共面的原子最多有________個，一定共面的原子有________個。
(3)一定共直線的C原子最多有________個，一定共直線的原子有________個。
答案　(1)11　8　(2)19　12　(3)4　4
解析　根據CH4、CH2==CH2、和CH≡CH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)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原子可以在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，一定共面的原子應為苯環和與其連接的2個C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
三、烴的一氯代物同分異構體數目的判斷
烴分子中的一個氫原子被氯原子代替，稱為烴的一氯代物，其同分異構體數目的判斷是常見重要題型，通常用等效氫法判斷其數目。
若烴有n種不同的等效氫，其一元取代物就有n種。
(1)同一碳原子上的氫為等效氫；
(2)同一碳原子上所連甲基(—CH3)上的氫為等效氫；
(3)處于對稱位置的碳原子上的氫為等效氫。
1．分子式為C4H9Cl的有機化合物有(　　)
A．3種 B．4種 C．5種 D．6種
答案　B
解析　C4H9Cl可以看作C4H10上的一個氫原子被氯原子代替，寫出C4H10的兩種同分異構體：、，用—Cl代替以上的4種H原子，就是該有機物的4種同分異構體。
2．下列烷烴在光照下與氯氣反應，生成的一氯代烴種類最多的是(　　)
A．　 B．
C．CH3CH2CH2CH3　　 D．
答案　B
解析　A項分子中只含有1種位置的氫原子，所以生成的一氯代烴只有1種；B項分子中含有3種位置不同的氫原子，所以生成的一氯代烴有3種；C項分子中含有2種位置不同的氫原子，所以生成的一氯代烴有2種；D項分子中含有2種位置不同的氫原子，所以生成的一氯代烴有2種。
3．四聯苯的一氯代物有(　　)
A．3種 B．4種
C．5種 D．6種
答案　C
解析　推斷有機物一氯代物的種數需要找中心對稱軸，四聯苯是具有兩條對稱軸的物質，即
，在其中的一部分上有幾種不同的氫原子(包括對稱軸上的氫原子)，就有幾種一氯代物，四聯苯有5種不同的氫原子，故其有5種一氯代物。

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