有机原子共线共面(有答案)

原子共线共面总结甲烷是立体结构的依据：CH2Cl2只有一种结构。苯分子不是单双键交替结构的依据：邻二甲苯只有一种结构。甲烷、乙烯、乙炔、苯的空间构型（注意键角）甲烷乙烯乙炔苯自身组合甲烷组合乙烯组合乙炔组合苯组合肯定共面原子最多3（2+1）6（3+3）6（4+2）14（8+6）最多共面原子4（2+2）10（4+6）6（4+2）22（12+10）最多共线原子2266两两组合甲烷乙烯组合乙烯乙炔组合乙烯苯组合乙炔苯组合肯定共面碳原子最多4478最多共面碳原子5488最多共线原子2446多个组合肯定共面碳原子最多810最多共线碳原子46最多共面原子20（12+8）22最多共面碳原子1213中间的两H不能旋转C已经有两个洞【例1】（2009·嘉兴统考）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．4，3，5

B．4，3，6

C．2，5，4

D．4，6，4

【精析】将上述的式子变换成以C＝C键为中心后，进行观察。与C＝C键直接相连的所有原子均在一个平面上，由此可知一定在同一平面上的碳原子为与C＝C键直接相连的碳原子为5个原子。再由直线与平面的关系可知，C≡C键上的碳原子也在该平面上。而两个乙基上的甲基中的碳原子由于单键的旋转，可能在该平面上，故一定在同一平面上的碳原子数为6，即与C＝C键直接相连的5个碳原子和C≡C键中的1个碳原子。对于在同一直线上的碳原子，显然要从C≡C键上得出，因为与C≡C键直接相连的原子在一条直线上，由此可得，同一直线上的碳原子为

C≡C键上的2个碳原子和C＝C键上的1个碳原子，共3个碳原子。答案：B

[课堂训练]1．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【解析】试题分析：A、盆烯、苯的分子式都为C6H6，但结构不同，是同分异构体，故A正确；B、碳原子与其所连的3个碳原子和1个氢原子，这4个碳原子不能共面，故盆烯分子中所有的碳原子不可能在同一平面上，故B正确；C、盆烯含有一个碳碳双键且含有环，乙烯只含一个碳碳双键，两者的结构不相似，在分子组成上不相差一个或n个CH2原子团，不是同系物，故C错误；D、盆烯中含有碳碳双键可以发生加成反应，故D正确；故选C。2．下列关于有机物的说法中，正确的是①用尿素和甲醛制脲醛树脂包括加成反应和缩聚反应。②标准状况下，22.4L甲醛所含电子数约为16NA。③甲醇通常是一种有毒气体，分子中只含极性键④苯酚与碳酸钠溶液的反应：[⑤的名称为：2,2,4-三甲基-4-戊烯⑥3-甲基-1-丁烯中的所有碳原子不可能处于同一平面A．①②④⑥B．②④⑥C．②⑤D．①③⑤⑥【解析】试题分析：①尿素分子中氮原子上的氢原子可以像苯酚上的氢原子那样与甲醛发生加成反应，并缩聚成高分子，故①正确；②标准状况下，甲醛是气体，22.4L甲醛所含电子数约为16NA，故②正确；③甲醇通常是一种有毒液体，分子中只含极性键，故③错误；④苯酚与碳酸钠溶液的反应的离子方程式为[，故④正确；⑤的名称为：2,4,4-三甲基-1-戊烯，故⑤错误；⑥因季甲基是立体结构，3-甲基-1-丁烯中的所有碳原子不可能处于同一平面，故⑥正确；答案为A。3．下列关于的说法正确的是A．所有原子可能都在同一平面上B．最多可能有9个碳原子在同一平面C．有7个碳原子可能在同一直线D．可能有5个碳原子在同一直线【解析】试题分析：A．分子中存在甲基，具有甲烷的四面体结构，所有原子不可能都在同一平面，A错误；B．甲基碳原子处于碳碳双键平面内，碳碳三键的直线结构处于苯环的平面内，碳碳双键平面与苯环平面，可以通过碳碳单键的旋转，使2个平面重合，所以最多有11个碳原子共面，最少有9个碳原子共面，B错误；C．苯环是平面正六边形，两个基团处于苯环的对位位置，碳碳三键为直线结构，连接苯环的碳碳双键的碳原子处于苯中氢原子位置，所以有5个碳原子共线，如图所示5个碳原子，C错误；D．苯环是平面正六边形，两个基团处于苯环的对位位置，碳碳三键为直线结构，连接苯环的碳碳双键的碳原子处于苯中氢原子位置，所以有5个碳原子共线，如图所示5个碳原子，D正确；答案选D。4．某烃的结构简式为，若分子中共线碳原子数为a，可能共面的碳原子最多为b，含四面体结构碳原子数为c，则a、b、c分别是A．3、4、5B．3、10、4C．3、14、4D．4、10、4【解析】试题分析：已知乙炔为直线形结构，则与C≡C键相连的C原子可能共线，则共有3个；分子中与苯环以及C=C直接相连的原子共平面，则可能共面的碳原子最多为14，即所有的原子可能共平面；含四面体结构碳原子为饱和碳原子，共4个；故选C。5．据调查，劣质的家庭装饰材料会释放出近百种能引发疾病的有害物质，其中一种有机物分子的球棍模型如右图，图中“棍”代表单键或双键或三键，不同大小的球代表不同元素的原子，且三种元素位于不同的短周期。下面关于该有机物的叙述不正确的是A．有机物化学式为C2HCl3B．分子中所有原子在同一个平面内C．该有机物难溶于水D．可由乙炔和氯化氢加成得到【解析】试题分析：A．短周期元素原子半径最小的是氢，中间的球最多能形成四条共价键，是碳，最大的球形成单键是氯，有机物化学式为C2HCl3，故A正确；B．这是一种结构类似烯烃的物质，所有原子在同一平面，故B正确；C．C2HCl3为氯代烃，难溶于水，故C正确；D．乙炔和氯化氢加成得到二氯乙烷，不能得到C2HCl3，故D错误。故选D。6．下列化合物分子中的所有碳原子不可能处于同一平面的是A．甲苯B．硝基苯C．2—甲基丙烯D．2—甲基丙烷【解析】试题分析：A、苯为平面结构，甲苯中甲基碳原子处于苯中H原子位置，所有碳原子都处在同一平面上，故A不符合；B、苯为平面结构，硝基苯中所有碳原子都处在同一平面上，故B不符合；C、乙烯为平面结构，2-甲基丙烯中2个甲基的碳原子处于乙烯中H原子位置，所有碳原子都处在同一平面上，故C不符合；D、2-甲基丙烷中，3个甲基处于2号碳原子四面体的顶点位置，2号碳原子处于该四面体内部，所以碳原子不可能处于同一平面，故D符合；故选D。7．M是一种冶疗艾滋病的新药（结构简式见下图），已知M分子中－NH－COO－基团（除H外）与苯环在同一平面内，关于M的以下说法正确的（）A．该物质易溶于水B．M能发生加聚反应C．M的分子式为C13H12O2NF4D．M分子内至少有13个碳原子在同一平面内【解析】试题分析：A．分子中含有酯基，难溶于水，A项错误；B．分子中含有碳碳双键，能发生加聚反应，B项正确；C．根据有机物的结构简式可知，M的分子式为C14H11O2NF4，C项错误；D．由于苯环和碳碳双键均是平面型结构，所以其分子结构中至少有15个原子共平面，D项错误；答案选B。8．有机物环丙叉环丙烷，由于其特殊的电导结构一直受到理论化学家的注意，其结构如图所示。有关它的说法中错误的是（）A．其二氯代物有4种B．它不可能是环丙烷的同系物C．其分子式为C6H8D．它所有的原子均在同一平面上【解析】试题分析：A．环丙叉环丙烷分子中的4个“CH2”完全等同，它的二氯代物有4种，如图，A项正确；B．环丙叉环丙烷分子的分子式是C6H8，与环丙烷C3H6不是同系物，B项正确；C．环丙叉环丙烷分子的分子式是C6H8，C项正确；D．由于环丙叉环丙烷的环并不是平面结构，所以分子中所有的原子不可能都在同一平面内，D项错误；答案选D。9．最近美国宇航局（NASA）马里诺娃博士找到了一种比二氧化碳有效104倍的“超级温室气体”—全氟丙烷（C3F8），并提出用其“温室化火星”使其成为第二个地球的计划。有关全氟丙烷的说法正确的是（）A．分子中三个碳原子可能处于同一直线上B．全氟丙烷的电子式为：C．相同压强下，沸点：C3F8＜C3H8D．全氟丙烷分子中既有极性键又有非极性键【解析】试题分析：A．全氟丙烷可以看作是CF4中的两个F原子被两个CF3取代，CF4是正四面体结构，所以全氟丙烷分子中三个碳原子不可能处于同一直线上，A项错误；B．F原子的孤对电子没标出，B项错误；C．C3F8，C3H8结构相似，但相对分子质量前者大，分子间的作用力也大，沸点高，C项错误；D．C原子和C原子间的化学键是非极性共价键，F原子和C原子间的化学键是极性共价键，D项正确；答案选D。10．下列说法全部正确的是①CH3—CH=CH2和CH2=CH2的最简式相同；②CH≡CH和C6H6含碳量相同；③苯乙烯和丁烯为同系物；④正戊烷、异戊烷、新戊烷的沸点逐渐变低；⑤标准状况下，11.2L的己烷所含的分子数为0.5NA（NA为阿伏加德罗常数）⑥丙烯分子中所有原子一定都在同一平面上A．①②③B．②④⑤⑥C．①②④D．①②④⑥【解析】试题分析：①CH3-CH=CH2和CH2=CH2的最简式的是CH2，二者的最简式相同，①正确；②CH≡CH和C6H6的最简式的是CH，所以二者的含碳量相同，②正确；③苯乙烯中含有苯环，丁烯为单烯烃，二者的结构不同，所以二者一定不属于同系物，③错误；④正戊烷、异戊烷、新戊烷分子中含有的碳原子数目，含有的支链逐渐增多，则它们的沸点逐渐变低，④正确；⑤标准状况下，戊烷的状态不是气体，题中条件无法计算11.2L的戊烷的物质的量，⑤错误；⑥丙烯中有一个甲基，甲基具有甲烷的结构特点，因此所有原子不可能处于同一平面上，⑥错误；答案选C。11．某有机物的结构简式如图所示，有关该有机物的叙述正确的是（）A．在一定条件下，能发生取代、氧化、水解、酯化和加聚反应B．该物质分子中最多可以有9个碳原子在同一平面上C．1mol该物质最多可与5molH2发生加成反应D．1mol该物质完全氧化最多可消耗13mol氧气【解析】试题分析：A．含有羧基，可发生取代、酯化反应，含有碳碳双键，可发生氧化和加聚反应，但不能发生水解反应，故A错误；B．与苯环直接相连的原子在同一个平面上，且与碳碳双键直接相连的原子也在同一个平面上，则该物质分子中最多可以有11个碳原子在同一平面上，故B错误；C．能与氢气发生加成反应的为苯环和碳碳双键，则1mol该物质最多可与4molH2发生加成反应，故C错误；D．有机物分子式为C9H12O2，1mol该物质完全氧化最多可消耗氧气的物质的量为13mol，故D正确。故选D。12．下列说法正确的是()A．碳碳间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定是饱和链烃B．分子组成符合CnH2n+2的烃一定是烷烃C．正戊烷分子中所有原子均在一条直线上D．CH3CH(CH3)2在光照下与氯气反应，可以生成四种一氯代烃【解析】试题分析：A、不仅饱和链烃中只含有C-C单键与C-H单键，环烷烃中也只含有C-C单键与C-H单键，故A错误；B、烷烃的通式为CnH2n+2，C、H原子都饱和，则符合此通式的烃必为链状烷烃，故B正确；C、分子中存在与甲烷相似的四面体结构，导致所有原子不可能在一条直线上，故C错误；D、CH3CH(CH3)2分子中只有2种环境的氢原子，在光照下与氯气反应，可以生成二种一氯代烃，故D错误；故选B。13．对三联苯是一种有机合成的中间体。工业上合成对三联苯的化学方程式为：。下列说法中不正确的是A．上述反应属于取代反应B．对三联苯的一氯取代物有3种C．1mol对三联苯在足量的氧气中完全燃烧消耗21.5molO2D．对三联苯分子中至少有16个原子共平面【解析】试题分析：A．该反应中苯环上的H被取代，则该反应为取代反应，故A正确；B．对三联苯的结构对称，从中间看，共有4种位置的H元素，则对三联苯的一氯取代物有4种，故B错误；C．对三联苯的分子式为C18H14，1mol该物质燃烧消耗氧气为（18+）mol=21.5mol，故C正确；D．苯环为平面结构，与苯环直接相连的原子一定在同一平面内，碳碳单键可旋转，但一条直线上的碳原子在一个平面内，则至少有16个原子共平面，所有原子可能共面，对三联苯分子中最多有32个原子共平面，故D正确；故选B。14．某有机物的结构简式如图所示，下列有关该物质的叙述错误的是（）A．分子式为C11H12O4B．苯环上的一氯代物有2种C．分子中所有的碳原子可能共平面D．能在酸性条件下发生水解【解析】试题分析：A．根据有机物结构简式可判断分子式为C11H12O4，A正确；B．苯环上的一氯代物有3种，B错误；C．由于苯环和双键均是平面形结构，因此分子中所有的碳原子可能共平面，C正确；D．分子中含有酯基，能在酸性条件下发生水解，D正确，答案选B。15．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