2025年人教版高二化学选择性必修3同步练习：烃燃烧耗氧量以及烃原子共线、共面的判断

提升课时1煌燃烧耗氧量以及燃原子共线、共面的

判断

学习目标1.理解煌的燃烧规律,正确应用煌的燃烧规律解决问题。2.了解有机物的四种基本空间构型，掌握有

机物中原子共线共面模型分析方法。

一、烧燃烧耗氧量的判断

1.烧的完全燃烧通式及规律：

点、燃

CxHy+（X+*）。2xCC）2+；H2。

依据燃烧通式，不难发现其中的规律：

规律1：等物质的量的烧完全燃烧时，消耗氧气的量由X+?来决定，该值越大,耗氧量越多。

4

规律2：等质量的煌完全燃烧时,消耗氧气的量由日或氢的质量分数来决定，该值越大,耗氧量越多。

X

2.烧完全燃烧前后气体体积的变化

气态煌（CxHy）在100C及其以上温度完全燃烧时气体体积变化规律与氢原子个数有关。

点燃

CxHy+（x+7）O2-xCO2+^H2O（g）的值与炫分子中的氢原子数有关，可能增大，也可能减小或不

424

变，具体关系如下：

氢原子数体积变化（AV）实例

y=4△1/=0,总体积不变CH4、C2H4等

y<4AM<0,总体积减小只有c2H2符合

y>4△总体积增大C2H6等

・1对点训练

1.常温常压下,取等物质的量的下列四种烧，分别在足量的氧气中燃烧,消耗氧气的量从多到少的顺序是一

（用序号表示）。

A.甲烷B.乙烯

C.乙怏D.苯

答案D>B>C>A

解析甲烷（CHJ乙烯（C2H。、乙块（C2H苯（C6H。的（x+9值分别为2、3、2.5、7.5,所以消耗氧气从多到

少的顺序的是D>B>OA0

2.下列相同物质的量的各组物质，任意比例混合下充分燃烧耗氧量均不变的是（）

A.苯和乙快

B.丙烯（C3H6）和丙酮（C3H6。）

C丙焕（C3H4）和丙醛（C3H6。）

D.环己烷（C6H12）和乙二醛（C2H2。2）

答案C

解析1mol苯（C6HJ完全燃烧消耗（6+9=7.5mol氧气,1mol乙焕（C2H。完全燃烧消耗（2+能2.5mol氧气，二者

耗氧量不同，则组分比例发生变化时,耗氧量会变,A不符合题意;1mol丙烯（C3H6）完全燃烧消耗（3+9=4.5mol

氧气,1mol丙酮（C3H6。）完全燃烧消耗（3+?$=4mol氧气，二者耗氧量不同，则组分比例发生变化时，耗氧量会

42.

变,B不符合题意;1mol丙快（C3H4）完全燃烧消耗（3+%4mol氧气,1mol丙醛（C3H6。）完全燃烧消耗（3+衿=4

442

mol氧气，二者耗氧量相同，则组分比例发生变化时耗氧量不变,C符合题意;1mol环己烷（C6H由完全燃烧消耗

（6+?）=9mol氧气,1mol乙二醛（C2H2。2）完全燃烧消耗（2+泠=1.5mol氧气，二者耗氧量不同，则组分比例发生

变化时，耗氧量会变,D不符合题意。

【题后归纳】

对于煌的含氧衍生物（CxHyOz）,消耗氧气的量的多少由来决定，也可将含氧衍生物改写为CxHy.（H2O）„

或CxHy（CC>2）m或CxHy（H2O）MCC>2）m等形式，再按X+^值的大小来比较耗氧量。

4

3.现有下列有机物：①CH4②c2H4③c2H2④甲苯

⑤甲醛（HCHO）⑥乙酸

⑴等物质的量的上述有机物完全燃烧耗氧量最多的是（填序号，下同）。

⑵等质量的上述有机物完全燃烧耗氧量最多的是。

⑶等质量的上述有机物完全燃烧耗氧量相同的是。

答案⑴④⑵①⑶⑤和⑥

解析根据有机物燃烧的通式，设有机物分子式为CxHyO〃耗氧量为（x+：勺mol,假设为各有机物为1

mol,①CH.耗氧量为2mol,②耗氧量（2+1）mol=3mol,③耗氧量为（2+-）mol=2.5mol,④甲苯分子式为C7H8,耗氧

4

量（7+2mol=9mol,⑤甲醛分子式为CM,耗氧量（1+怜mol=lmol,⑥乙酸分子式为C2HQ，耗氧量为（2+:|）

mol=2mol,因此等物质的量上述有机物完全燃烧耗氧量最多的是④;等质量的有机物耗氧量的比较，变形分别

得至U：CH4、CH2、CH、CHSXGH2。、C2-（H2O）2（写成GH2O）,碳原子的质量相等，看H的个数，分数越多耗氧量越

7

多,因此等质量的上述有机物完全燃烧耗氧量最多的是①;等质量的上述有机物完全燃烧耗氧量相同的是

⑤⑥。

4.等质量的下列物质完全燃烧时，耗氧量最大的是（）

A.C2H6B.C3H8

C.C6H6D.C5H10

答案A

解析相同质量烧CHy）燃烧耗氧量规律:氢的质量分数越大，完全燃烧耗氧越多.即越大，耗氧量越大，据此判

X

断乙烷中含有氢的质量分数最大,耗氧量最大。

5.120℃时,1体积某煌和4体积。2混合，完全燃烧后，恢复到原来的温度和压强，测得反应前后气体的体

积不变。该烧分子中所含的碳原子数不可能是（）

A.lB.2

C.3D.8

答案D

点燃

解析设煌的化学式为CxH”则燃烧的化学方程式为CxHy+（x+Jo2^xCO2+^H2O,120℃时水为气态,完全燃

42.

烧后恢复到原来的温度和压强，体积不变则：l+x+9x+5解得:片4,依据题意,4体积氧气为适量或过量，故x+±4,

424

因为y=4,故xW3,D符合题意。

二、煌分子中原子共线、共面问题

（一）常见有机物的基本模型解读

1.直链烷煌非直链。即直链上的所有碳原子不可能处在同一条直线上，它们成锯齿形排列。单键可以旋

转,所以主链上的部分碳原子可以处于同一平面上。

2.甲烷甲基像风扇。即CH,中的碳、氢原子，最多有三个原子共平面。如果碳原子周围是四个单键，那么

结构中的四个或五个原子就不可能共平面。

3.乙烯蟹形共平面。乙烯分子中6个原子共平面，键角为120。。分子中的双键不能旋转,可能存在顺反

异构。

4.乙烘直直一条线。乙焕分子中4个原子在一条直线上，键角为180。。分子中的4个原子当然也在同一

平面上。

5.苯环完美像雪片。苯分子中12个原子共平面，键角为120。。分子中处于对位的4个原子一定在同一

（二）结构不同的基团连接后原子共面的分析

1.直线与平面连接

直线结构中如果有个原子（或者个共价键）与个平面结构共用，则直线在这个平面上。如

211CH2=

CH—C三CH淇空间结构为H，中间两个C原子既在乙烯平面上，又在乙快直线上,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2个平面结构通过单键相连，则由于单键能旋转,2个平面不一定重合。如苯乙烯分子

HH、/H

|_C=C；

H—C/C、/H

III

-"/C—H

中一定共平面的原子有12个,最多有16个。

3.平面与立体连接

如果一CH3与平面结构通过单键相连，则由于单键能旋转，一CH3的1个H原子可能旋转到平面上。如丙

烯分子4、中,一定共平面的原子有6个,最多有7个。

4.直线、平面与立体连接

如图所示的大分子中，一定共平面的原子至少有12个（苯环上的6个C原子、5个H原子,再加上与苯环

直接相连的1个C原子），最多有19个（苯环上的6个C原子、5个H原子,C—C、C三C以及与其相连的

2个H原子、一CH3上的1个C原子和1个H原子）,6、8、9、10号原子共线;1、2、3、4号原子共线。

1

2

10^9

3

I对点训练

6.下列说法正确的是)

A.CH3cH=CHCH3分子中的4个碳原子在同一直线上

B.已知异丙苯的结构简式如图，其中碳原子可能都处于同一平面

C.工业上可由乙苯生产苯乙烯：CR△»C^CH=CH2+H2T，乙苯和苯乙烯分子

内共平面的碳原子数均为7

D.异戊二烯［CH2=C（CH3）CH—CHR分子中最多有11个原子共平面

答案D

解析2-丁烯相当于2个一CH3取代了CH2=CH2中碳碳双键两侧上的H原子，每个一CH?与其相连的1个C

原子为四面体结构，而乙烯是平面结构，所以2-丁烯中的4个碳原子在同一平面上，而不在同一直线上，选项A

错误;异丙基［_C（CH3）2］的中心C原子形成4条单键，为四面体结构;C-C旋转而使1个一CH3中的C原子可

能转到与苯环共平面，所以异丙苯中一定有7个C原子共平面,最多有8个C原子共平面，异丙苯中碳原子不

可能都处于同一平面，选项B错误;苯环和碳碳双键（C=C）都为平面形，与苯环直接相连的原子与其在同一平

面上，则乙苯和苯乙烯均一定有7个C原子共平面,最多有8个C原子共平面，选项C错误;异戊二烯分子

中,C—C旋转而使2个C-C及与C-C直接相连的原子在同一个平面上,一CH3有1个H原子能转到该平

HH

面上，则最多有11个原子共平面，如图27，选项D正确,答案为D。

7.（2024•江苏宿迁泗阳实验高级中学高二月考）下列有机物分子中，所有的原子不可能都处于同一平面的

是（）

A.CH2-CH2

B.CH2-CH-CH=CH2

c.er--

CH2=C—CH=CH,

D.CH,

答案D

解析CH2=CH2是乙烯分子，乙烯是平面结构，所以该分子中所有原子一定在同一平面上,A不选;CH2-CH—

CHqC也相当于乙烯分子中的一个氢原子被乙烯基取代，不改变原来的平面结构，乙烯基的所有原子在同一

个面上，这两个平面可以是一个平面,所有原子可能都处在同一平面上,B不选;乙烯和苯都是平面形分子，

CH2=C—CH=CH2

-CH=CH,I

所有原子可能都在同一平面内,c不选；CH,分子中存在甲基，甲基中所有

原子不可能在同一平面上,D选。

8.（2024•江西南昌十九中高二月考）已知碳碳单键可以绕键轴自由旋转，现有结构简式如图所示的烧，下列

说法中正确的是（）

CH3CH3

A.分子中处于同一直线上的碳原子最多有6个

该烧发生加成反应，最多消耗7

B.lmolmolH2

C.该煌的一氯代物共有8种

D.分子中至少有12个碳原子处于同一平面上

答案D

解析两个相连的苯环中，处于对角线位置的5个碳原子一定共直线，再加上碳碳三键的2个碳原子，共7个

碳原子一定共直线,A错误;1mol该分子中有1mol碳碳三键和2mol苯环,1mol该分子最多消耗8mol氢

③④

CH：iCH3

①--------⑤⑥

CH=C-4^®-CH,

气,B错误;该分子的等效氢种类为⑩⑦共10种,C错误;根据A项可知:已有7个

碳原子共直线，这条线必在左侧苯环确定的平面内，且左侧苯环上其余的四个碳原子，还有与苯环相连甲基的

碳原子也在左侧苯环确定的平面内，则至少有12个碳原子共平面,D正确。

【题后归纳】判断有机化合物分子中共线、共面的思维模型——三步法

题目要求是“碳原子”还是“所有原子”,

看清

“一定”、“可能”、“最多”、“共线”、

要求

“共面”等

①凡出现碳碳双键结构形式的原子共面向

题，以乙烯的结构为主体

选准②凡出现碳碳三键结构形式的原子共线问

主体题，以乙焕的结构为主体

③凡出现苯环结构形式的原子共面问题，

以苯的结构为主体

碳碳单键及碳的四键原则是造成有机物原

子不在同一平面的主要原因,其具体判断

方法如下：

①结构中每出现一个饱和碳原子，则整个

准确分子不再共面

判断②结构中每出现一个碳碳双键，至少有6

个原子共面

③结构中每出现一个碳碳三键，至少有4

个原子共线

④结构中每出现一个苯环，至少有12个

原子共面

课后巩固训练

选择题有1个或2个选项符合题意

.等质量的下列煌完全燃烧生成和》耗氧量最小的是

1CO20,)

A.CH4B.C3H8

C.C5H12D.C6H12

答案D

解析质量一定的煌CxHy完全燃烧时,3勺值越大，耗氧量越大，由分子式可知CH4、C3H8、C5H12、c6H12的4直

xX

分别为、芸则的消最小,耗氧量最小。

42,C6H12

2.下列分子中的碳原子可能处在同一平面内的是（）

CH：iCH：‘

A.B.iX

COD.；CH

答案A

解析苯分子是平面分子，两个苯分子可能在一个平面上。甲基取代苯分子中的H原子的位置，因此也在该

平面上，所以14个碳原子可能处在同一平面上,A正确;该有机物分子中与饱和碳原子相连的4个碳原子位于

四面体的4个顶点上，所有碳原子不可能在同一个平面内,B错误;苯环为平面结构，与苯环相连的饱和碳原子

上连接了2个甲基，所有碳原子不可能都处在同一平面上,C错误;分子中含有两个苯环，每个苯环上的碳原子

一定共面，但是饱和碳原子以及与其相连的碳原子是烷烧的结构，一定不会共面,该分子中的所有碳原子不可

能都处在同一平面上,D错误。

3.在图中所给的分子中，共平面的碳原子数至少有)

A.9个B.10个

C.11个D.12个

答案C

产CH3CH3cH3

解析可改写成,苯环中I2个原子共平面，且位于对角

CH,

线上的4个原子在同一条直线上，所以----------图中框内及直线上的碳原子都位于同一平

面内，共有个，故选

11Co

4.某气态燃在恒容密闭容器内与氧气混合完全燃烧,如果燃烧前后容器内（温度高于100。。气体分子数之比

为6：7,该煌可能是（）

A.C3H6B.C3H8

C.C2H6D.CH4

答案B

解析设气态烧的分子式为或心,温度高于100。。时与氧气混合完全燃烧生成二氧化碳和水蒸气，反应的化

点、燃

学方程式为CxHy+（x+?）O2二二XCO2+52。,由燃烧前后容器内气体分子数之比为6：7可

4Z

得：（l+x+『（x+］）=6：7,整理可得4x+28=5y,若x=l,片6.4,氢原子个数不为整数，舍去;若x=2，片7.2,氢原子个数

不为整数,舍去;若x=3,y=8,氢原子个数为整数，则烧的分子式为C3H8。

5.常温常压下，乙烷、乙快和丙烯组成的混合煌32mL与过量氧气混合并完全燃烧，除去水蒸气，恢复到原来

的温度和压强，气体总体积缩小了72mL,原混合煌中乙烘的体积分数为（）

A.12.5%B.25%

C.50%D.75%

答案B

点燃

rl：

解析4CnHm+（4n+m）O2*4nCO2+2mH2OA\Z

44n+m4n4+m

3272

所以m=5,即氢原子的平均值是5,由于乙焕含有2个氢原子，乙烷和丙烯均含有6个氢原子，则根据十字交叉

法可知乙快与乙烷和丙烯的物质的量和之比落，因此乙块的体积分数为25%。

6.下列说法正确的是（）

A.某有机物燃烧只生成C02和出0,且二者物质的量相等，则此有机物的组成为CnH2n

B.一种睡在足量的氧气中燃烧并通过浓H2sO4,减少的体积就是生成的水蒸气的体积

C.某气态烧或心与足量。2恰好完全反应，如果反应前后气体体积不变（温度>100℃）,则片4；若体积减小，则

v>4；若体积增大，则y<4

D.相同质量的燃完全燃烧，消耗5越多，煌中含氢元素的质量分数就越高

答案D

解析生成物中含有碳、氢元素，依据质量守恒定律可知该物质中一定含有碳、氢元素，氧元素不能确定，无

法确定有机物的组成,A错误;烧在氧气中燃烧时即便不吸收水蒸气体积也有可能减少，所以生成水蒸气的体

点、燃

积不一定等于反应前后减少的体积,B错误;煌类燃烧的通式为CxHy+（x+902JXCO2+\H2。,温度大于100℃

42

时水为气态，若反应前后气体体积不变，则1+X+?=X+5则片4,若体积减小，则l+x+》x+］,解得y<4,若体积增大，

则y>4,C错误;12g碳可以消耗1mol氧气,4g氢可以消耗1mol氧气，所以质量相同时,氢元素的质量分数越

高消耗的氧气越多,D正确。

7.（2024•山东青岛第二中学高二月考）已知C—C可以绕键轴旋转，某煌的结构简式如图所示，下列说法正确的

是（）

A.该煌是苯的同系物

B.lmol该烧完全燃烧消耗16.5mol02

C.该烧分子中至少有7个碳原子处于同一平面

D.该煌的核磁共振氢谱有3组吸收峰

答案D

解析苯的同系物中只含1个苯环，该煌不是苯的同系物,A错误;有机物分子式为C14Hl4」mol该化合物完全

燃烧消耗氧气的物质的量为（14+?）mol=17.5mol,B错误;对称轴上的6个碳原子共直线，加上任一苯环上剩

余的4个碳原子,则该烧分子中最多有10个碳原子处于同一平面上,C错误;有机物含2个苯环，不是苯的同系

物，苯环为平面结构,两个苯环通过碳碳单键相连，单键可以旋转,两个苯环可能处于同一平面，由结构对称性可

知，分子中共3种位置的H。则核磁共振氢谱图中有3个吸收峰,D正确。

8.（2024.云南昆明北清实验学校高二月考）如图为两种简单碳螺环化合物，下列说法错误的是（）

OOOC

螺［3,3］庚烷螺［3,4］辛烷

A.两种物质的分子中所有碳原子一定不在同一全面

B.螺［3,3］庚烷不可能存在所有碳原子均在同一平面的同分异构体

C.螺［3,4］辛烷的一氯代物有4种

D.的名称为螺［4,5］癸烷

答案B

解析两种物质的分子中两环共用的碳原子为饱和碳原子，该碳原子为sp3杂化，四面体结构，所以不可能所有

碳原子在同一平面,A正确；和螺［3,3］庚烷的分子式相同，结构不同，即为螺［3,3］庚烷的

同分异构体,其中的4个双键碳原子均采取sp2杂化,由于单键可以旋转，中所有碳原子均可能在同

12

一平面上,B错误;螺［3,4］辛烷的一氯代物有4，共4种,C正确;00分子中共含10个碳原子,左侧环

上除共用的碳原子外还有4个碳原子，右侧环上除共用的碳原子外还有5个碳原子，所以其名称为螺［4,5］癸

烷,D正确。

9.由两种气态燃组成的混合气体20L,与过量的氧气混合后完全燃烧，当燃烧产物通过浓硫酸后，体积减少30L,

然后通过碱石灰，体积又减少40L（气体体积均在相同条件下测定），则这两种煌可能为（）

A.C2H6、C3H6B.C2H4、C2H6

C.C2H2、C2H4D.CH4、C2H4

答案c

解析由两种气态烧组成的混合气体20L,与过量的氧气混合后完全燃烧，当燃烧产物通过浓硫酸后，体积减

小30L,说明生成水的体积为30L,然后通过碱石灰，体积又减小40L（气体体积均在相同条件下测定），说明生成

二氧化碳的体积为40L,根据CHrxCO21H2。,则得到烧的分子式为C2H3,根据氢原子分析，则这两种姓中一种

煌的氢原子数小于等于3,根据选项分析，则两种煌可能为C2H2、C2H〃故C符合题意。

QH

I5

10.某煌的结构简式为Ch—CH?—CH=C一』C—CH：,,分子中含有四面体结构的碳原子数为0,一定在同

一平面内的碳原子数为比在同一直线上的碳原子数最多为c,则a、b、c分别为（）

A.4、3、5B.4、3、6

C.5、5、4D.5、7、4

答案D

C,H-.

I,

解析有机物CH-CH-CH=C-C=C-CH3中，甲烷是四面体结构，含有四面体结构的碳原子（即饱和碳

原子）共5个，故。=5；乙烯是平面结构，乙快是直线结构，所以一定在同一平面内的碳原子数为7个

•CH-CH3

（CH,一0耳—0H=0—QH）即b=7；在同一直线上的碳原子数即为符合乙快的结构的碳原子，最多为4个

产

（CH「CH「CH=0—『0—0H）即c=4,故选Do

11.稠环芳煌是合成染料和药物的重要原料，也是一些天然产物的基本骨架，其中蔡、慈、菲的结构简式如图

所示。下列说法正确的是)

A.蔡、慈、菲的所有原子均处于同一平面

B.蔡、慈、菲均属于芳香煌,且互为同系物

C.2个Cl原子连在不同苯环上的蔡的二氯代物有8种（不考虑立体异构）

D.等质量的稠环芳燃完全燃烧，随碳原子数目增大耗氧量也增加

答案A

解析苯环及直接连接苯环的原子共平面，则蔡、菲的所有原子均处于同一平面,A正确;含有苯环的烧

为芳香煌，结构相似，在分子组成上相差1个或〃个C&原子团的有机物互为同系物，则蔡、葱、菲均为芳香

0831

煌,苯环数目不同，不属于同系物,B错误;如图54，一个氯连接在1号碳上，另一个氯连接在2~8号碳

上，共有7种结构，若一个氯连接在2号碳上，另一个氯可以连接在3号碳、6号碳、7号碳上，共有3种结构，

共有7+3=10种，所以蔡的二氯代物共有10种,C错误;等质量的稠环芳煌为C/Hy0直越大，完全燃烧耗氧量越

多,则随碳原子数目增大耗氧量减少,D错误。

12.有机物m和n在酸性催化剂以及高温条件下发生傅克烷基化反应，其反应原理可表示如下：

A/

MCH3CH=CH2M