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提升课2　有机物分子中原子共线、共面的判断
［核心素养发展目标］　1.掌握甲烷、乙烯、乙炔、苯等典型分子的空间结构。2.能够根据典型分子的结构对较复杂的有机物分子进行分析、比较，解决原子共线、共面的问题。
一、常见分子的空间结构
1.熟记典型分子的结构
代表物 空间结构 碳原子杂化类型 结构式 球棍模型 结构特点
CH4 正四面体 sp3 任意3原子共面，C—C可以旋转
C2H4 平面结构 sp2 6原子共面，CC不能旋转
C2H2 直线形 sp 4原子共线(面)，C≡C不能旋转
C6H6 平面正六边形 sp2 12原子共面，对角线上4原子共线
2.分子空间结构的基本判断
(1)结构中每出现一个碳碳双键：至少有6个原子共面。
(2)结构中每出现一个碳碳三键：至少有4个原子共线。
(3)结构中每出现一个苯环：至少有12个原子共面。
(4)结构中每出现一个饱和碳原子：分子中所有原子不可能全部共面。
分析甲醛()、甲酸()分子中碳原子的杂化方式，并判断二者分子中所有原子一定共平面吗？
提示　甲醛、甲酸分子中的碳原子均采取sp2杂化，甲醛分子()中所有原子共面，甲酸分子()中所有原子可能共面。
1.下列化合物的分子中，所有原子可能共平面的是(　　)
A.甲苯 B.乙烷
C.丙炔 D.1，3 丁二烯
答案　D
解析　甲苯中的甲基呈四面体结构，则甲苯中所有原子不可能共平面，A不符合题意；乙烷中两个甲基均呈四面体结构，所有原子不可能共平面，B不符合题意；丙炔中有一个甲基呈四面体结构，所有原子不可能共平面，C不符合题意；碳碳双键是平面结构，因此1，3 丁二烯中两个双键所在的两个面有可能重合，所有原子可能共平面，D符合题意。
2.现有下列物质：
①　②CH3CHCHCH3
③　④
⑤
⑥CH3—C≡C—CH3
(1)所有原子一定在同一平面上的是　　　　(填序号，下同)。
(2)所有碳原子一定在同一平面上的是_____________________________________________________。
(3)所有碳原子可能在同一平面上的是_____________________________________________________。
(4)所有碳原子一定在一条直线上的是_____________________________________________________。
答案　(1)③　(2)②③④⑥　(3)⑤　(4)⑥
解析　①中碳原子都饱和，所有原子不共面；②中含有—CH3，所有原子不可能共平面，但双键是平面结构，即4个碳原子共面；③中的12个原子共面；④中含有—CH3，所有原子不可能共面，由于苯的12个原子共面，故该物质中7个碳原子共面；⑤的结构可表示为，由于碳碳单键a可以旋转，故碳碳双键所在的平面和苯环所在的平面可能是同一平面，也可能是不同平面，故所有碳原子可能在同一平面上；⑥中含—C≡C—，与—C≡C—相连的两个—CH3上的C一定与—C≡C—在同一直线上。
二、有机物分子中原子共线、共面的分析
　　先观察分子的结构，找出甲烷、乙烯、乙炔和苯分子的“影子”，再依据甲烷“正四面体”、乙烯“平面形”、乙炔“直线形”和苯“平面形”等空间结构和键角展开结构简式，并注意键的旋转。解题时注意题目要求中常用“可能”“一定”“最多”“最少”“所有原子”“碳原子”等限制条件。
1.直线与平面连接
如乙烯基乙炔()，利用乙烯的平面结构模型和乙炔的直线结构模型分析，所有原子共平面，4个原子共直线。
2.平面与平面连接
如果两个平面结构通过单键(σ键)相连，则由于单键的旋转性，两个平面不一定重合。如苯乙烯分子()中共平面的原子至少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，共平面原子至少6个，最多7个。
4.直线、平面与立体连接
如图所示的分子中共平面原子至少12个，最多19个。其中1，2，3，4、6，8，9，10号原子一定共直线。
(1)苯()中所有原子共平面，环己烷()中所有原子也共面(　　)
(2)联苯()中的所有原子一定共面(　　)
(3)有机物中共线的碳原子最多有4个(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×
1.下列说法正确的是(　　)
A.丙烷是直链烃，所以分子中3个碳原子也在一条直线上
B.丙烯分子中所有原子均在同一平面上
C.分子中所有碳原子一定在同一平面上
D.分子中至少有16个原子共平面
答案 　D
解析 　丙烷分子中3个碳原子不在同一直线上，故A错误；甲基为四面体结构，中甲基上至少有两个氢原子不和其他原子共平面，故B错误；因为六元环结构中有4个饱和碳原子，故环状结构不是平面结构，所有碳原子不可能在同一平面上，C错误；分子中在同一条直线上的原子有8个()，再加上其中一个苯环上的8个原子，所以至少有16个原子共平面，D正确。
2.有机物分子中最多有　　　　个碳原子在同一平面内，最多有__________个原子在同一条直线上，苯环平面内的碳原子至少有　　　　个。
答案　12　6　9
解析　以碳碳双键为中心，根据乙烯、苯、乙炔、甲烷的结构，可以画出如图所示结构。由于碳碳单键可以旋转，炔直线一定在苯平面内，苯平面和烯平面可能共面，也可能不共面，因而该有机物分子中的所有碳原子可能共面，最多有6+6=12个碳原子共面，至少有6+2+1=9个碳原子在苯平面内。由于苯分子、乙烯分子的键角均为120°，炔直线与所在苯环正六边形对角线上的碳原子共线，因而5个碳原子和炔基上的1个氢原子共线，即5+1=6。
课时对点练　［分值：100分］
(选择题1~8题，每小题5分，9~13题，每小题8分，共80分)
题组一　常见分子的空间结构
1.下列分子中所有碳原子不一定在同一平面上的是(　　)
A.2 丁烯 B.苯
C.1 丁烯 D.
答案　C
解析　与碳碳双键相连的6个原子一定在同一平面内；苯环上的12个原子一定在同一平面内；与碳碳三键相连的2个碳原子及每个碳原子所连的1个原子在同一直线上。
2.下列分子中所有原子不可能同时存在于同一平面上的是(　　)
A.CH2CH—CHCH2
B.
C.
D.
答案　C
解析　CH2CH—CHCH2相当于两个碳碳双键所在的平面通过一个碳碳单键相连，通过旋转该单键可以使两个平面共面，故所有原子有可能处于同一平面，A不符合题意；中碳碳三键所在的直线在苯环所在的平面上，故所有原子处于同一平面，B不符合题意；分子中存在甲基，具有四面体形结构，所有原子不可能处于同一平面，C符合题意；相当于两个苯环所在的平面通过一个碳碳单键相连，通过旋转该单键，可以使两个平面共面，故所有原子有可能处于同一平面，D不符合题意。
题组二　有机物分子中共线、共面的分析
3.(2023·合肥高二检测)CH3—CHCH—C≡CCF3分子中，共面的碳原子有a个，共线的碳原子有b个，则a、b分别为(　　)
A.6，4 B.5，4
C.6，5 D.6，6
答案　A
解析　有机物共面的碳原子有6个，共线的碳原子有4个。
4.在分子中，处于同一平面上的原子数最多为(　　)
A.12 B.14
C.18 D.20
答案　D
解析　苯环上的原子及与苯环直接相连的原子共平面，与碳碳双键直接相连的原子共平面，与碳碳三键直接相连的原子共直线，由于碳碳单键能旋转，故甲基上的1个氢原子能转到苯环所在的平面上，故共平面的原子数最多有20个。
5.某烃的结构简式如图所示，若分子中共线碳原子数为a，可能共面的碳原子数最多为b，含四面体结构的碳原子数为c，则a、b、c分别是(　　)
A.3，14，5 B.4，10，2
C.3，14，4 D.3，10，3
答案　C
解析　已知乙炔为直线形结构，则共有3个碳原子共线；分子中苯环以及CC为平面形结构，则可能共面的碳原子最多为14个，即所有的碳原子可能共平面；含四面体结构的碳原子为饱和碳原子，共4个。
6.(2023·黑龙江大庆高二检测)某有机物结构简式为，对该有机物分子的描述正确的是(　　)
A.最多有7个碳原子共线
B.所有碳原子都在同一平面上
C.其一氯代物最多有5种
D.最多有25个原子共面
答案　D
7.双酚A(如图)是制作黏合剂AB胶的主要原料之一，下列说法正确的是(　　)
A.双酚A分子中所有碳原子可能共面
B.双酚A一定共线的碳原子有5个
C.双酚A分子中碳原子的杂化方式有2种
D.双酚A的一氯代物(不考虑—OH的取代)有4种
答案　C
解析　与2个苯环相连的碳原子为饱和碳原子，具有四面体结构，则所有碳原子不可能共面，故A错误；苯环是平面正六边形结构，饱和碳原子是四面体结构，则双酚A一定共线的碳原子有3个，故B错误；双酚A分子中苯环上碳原子是sp2杂化，饱和碳原子是sp3杂化，故C正确；双酚A结构对称，其一氯代物(不考虑—OH的取代)有3种，其中苯环上两种，甲基上一种，故D错误。
8.下列说法正确的是(　　)
A.CH3CHCHCH3分子中的四个碳原子在同一直线上
B.a()和c()分子中所有碳原子均处于同一平面上
C.中所有碳原子可能都处于同一平面
D.化合物(b)、(d)、(p)中只有b的所有原子处于同一平面
答案　D
解析　A项，根据乙烯的空间结构可知，CH3CHCHCH3分子中的四个碳原子处于同一平面，但不在同一直线上，错误；B项，a与c分子中有饱和碳原子，故所有碳原子不可能共平面，错误；D项，d、p分子中都存在饱和碳原子，故只有b的所有原子处于同一平面，正确。
9.某有机物的结构简式如图所示。下列关于该有机物的说法不正确的是(　　)
A.该有机物的分子式为C9H8O2
B.1 mol该有机物最多与4 mol H2发生加成反应
C.该有机物能使溴水褪色是因为发生了取代反应
D.该有机物中所有碳原子可能处于同一平面上
答案　C
解析　由结构简式可知，该有机物的分子式为C9H8O2，故A正确；碳碳双键和苯环都能和氢气发生加成反应，则1 mol该有机物最多能和4 mol氢气发生加成反应，故B正确；该有机物含有碳碳双键，能使溴水褪色是因为发生了加成反应，故C错误。
10.有机物的结构可用键线式表示，如CH3CHCHCH3的键线式为。已知有机物X的键线式为，Y是X的同分异构体且属于芳香烃。下列关于Y的说法正确的是(　　)
A.Y的结构简式为
B.Y能使溴水褪色，且反应后的混合液静置后，不分层
C.Y不能发生取代反应
D.Y分子中的所有原子一定共平面
答案　A
解析　根据X的键线式，可得其分子式为C8H8，Y是X的同分异构体且属于芳香烃，即分子中含有苯环，则Y的结构简式为，它能与溴水发生加成反应而使其褪色，但反应后的混合液静置后会分层；苯乙烯的苯环上可以发生取代反应；当单键转动时，苯环与乙烯基所在平面可能不重叠，所有原子不一定共平面。
11.有机物M、N、Q之间的转化关系为，下列说法正确的是(　　)
A.M的同分异构体有3种(不考虑立体异构)
B.N分子中所有原子共平面
C.Q的名称为异丙烷
D.M、N、Q均能与溴水反应
答案　A
解析　依题意，M、N、Q的结构简式分别为、、，求M的同分异构体可以转化为求丁烷的一氯代物，丁烷有2种同分异构体：CH3CH2CH2CH3、，它们的一氯代物均有2种，故丁烷的一氯代物共有4种，除M外，还有3种，A项正确；N分子中含有—CH3，所以N分子中所有原子不可能共平面，B项错误；Q的名称是异丁烷，C项错误；M、Q不能与溴水反应，N分子中含有碳碳双键，能与Br2发生加成反应，D项错误。
12.已知①②两种物质的结构如图所示，下列说法正确的是(　　)
A.①和②两种物质的分子式均为C9H11
B.②的一氯代物只有2种(不考虑立体异构)
C.②分子中所有碳原子可能处于同一平面上
D.①分子中最多有4个碳原子共直线
答案　B
解析　由题给结构可知①②的分子式均为C9H12，故A错误；②分子中只有两种氢原子，其一氯代物只有两种，故B正确；②分子中存在饱和碳原子，分子中所有碳原子不可能处于同一平面上，故C错误；①分子中最多有3个碳原子在一条直线上，故D错误。
13.《斯德哥尔摩公约》禁用的12种持久性有机污染物之一是滴滴涕，其结构简式如图所示，下列有关滴滴涕的说法正确的是(　　)
A.属于芳香烃
B.分子中最多有23个原子共面
C.分子式为C14H8Cl5
D.1 mol该物质最多能与5 mol H2加成
答案　B
解析　该有机物含Cl元素，属于烃的衍生物，故A错误；有机物含有2个苯环，与苯环直接相连的原子在同一个平面上，图中每个苯环有11个原子共平面，则分子中最多有23个原子共面，故B正确；由结构简式可知有机物分子式为C14H9Cl5，故C错误；分子中含有2个苯环，则1 mol该物质最多能与6 mol H2加成，故D错误。
14.(9分)已知甲醛分子的所有原子均共平面，某分子具有如下结构：C6H5—CO—C≡C—CH3，试回答下列问题：
(1)在同一直线上的原子最多有　　　　个。
(2)一定在同一平面上的原子最多有　　　个。
(3)可能在同一平面上的原子最多有　　　个。
答案　(1)4　(2)12　(3)17
解析　(1)有机物C6H5—CO—C≡C—CH3中，存在碳碳三键和苯环，故在同一直线上的原子最多有4个。
(2)有机物C6H5—CO—C≡C—CH3中，苯环决定的面上所含的原子最多，故一定在同一平面上的原子最多有12个。
(3)有机物C6H5—CO—C≡C—CH3中的甲基中最多有一个H在苯环决定的平面上，故可能在同一平面上的原子最多有17个。
15.(11分)①~④是几种有机物的名称、分子式或结构简式：①C2H2　②苯　③CH3CH(C2H5)CH2CH(C2H5)CH3　④C5H4　
据此回答下列问题：
(1)实验室制取①的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；③的名称：_____________________________________________________________________________________。
(2)②的同系物A，分子中共含66个电子，其苯环上一溴代物只有一种，A的结构简式：____________。
(3)理论上④的同分异构体的数目可能有30多种，如：A.CH2CCCCH2　B.CH≡C—CHCCH2　C.　D.，其中A、B是链状分子(不考虑这些结构能否稳定存在)，请写出所有碳原子均共线的一种链状分子的结构简式：________________________________________________________。
答案　(1)CaC2+2H2O―→Ca(OH)2+C2H2↑
3，5 二甲基庚烷　(2)
(3)CH≡C—C≡C—CH3
解析　(2)苯的同系物的通式是CnH2n-6(n≥7)，分子中共含66个电子，即6n+2n-6=66，n=9；A的分子式是C9H12，苯环上一溴代物只有一种，A的结构简式：。
(3)C5H4中所有碳原子均共线必须含有碳碳三键，符合要求的结构简式：CH≡C—C≡C—CH3。提升课2　有机物分子中原子共线、共面的判断
［核心素养发展目标］　1.掌握甲烷、乙烯、乙炔、苯等典型分子的空间结构。2.能够根据典型分子的结构对较复杂的有机物分子进行分析、比较，解决原子共线、共面的问题。
一、常见分子的空间结构
1.熟记典型分子的结构
代表物 空间结构 碳原子杂化类型 结构式 球棍模型 结构特点
CH4 任意　　　原子共面，C—C　　旋转
C2H4 　　　原子共面，CC　　　旋转
C2H2 　　　原子共线(面)，C≡C　　　旋转
C6H6 　　　原子共面，对角线上　　原子共线
2.分子空间结构的基本判断
(1)结构中每出现一个碳碳双键：至少有　　　个原子共面。
(2)结构中每出现一个碳碳三键：至少有　　　个原子共线。
(3)结构中每出现一个苯环：至少有　　　个原子共面。
(4)结构中每出现一个饱和碳原子：分子中所有原子　　　　　全部共面。
分析甲醛()、甲酸()分子中碳原子的杂化方式，并判断二者分子中所有原子一定共平面吗？
1.下列化合物的分子中，所有原子可能共平面的是(　　)
A.甲苯 B.乙烷
C.丙炔 D.1，3 丁二烯
2.现有下列物质：
①　②CH3CHCHCH3
③　④
⑤
⑥CH3—C≡C—CH3
(1)所有原子一定在同一平面上的是　　　(填序号，下同)。
(2)所有碳原子一定在同一平面上的是　　　　　　。
(3)所有碳原子可能在同一平面上的是　　　　。
(4)所有碳原子一定在一条直线上的是　　　　。
二、有机物分子中原子共线、共面的分析
　　先观察分子的结构，找出甲烷、乙烯、乙炔和苯分子的“影子”，再依据甲烷“正四面体”、乙烯“平面形”、乙炔“直线形”和苯“平面形”等空间结构和键角展开结构简式，并注意键的旋转。解题时注意题目要求中常用“可能”“一定”“最多”“最少”“所有原子”“碳原子”等限制条件。
1.直线与平面连接
如乙烯基乙炔()，利用乙烯的平面结构模型和乙炔的直线结构模型分析，　　　　原子共平面，　　　　个原子共直线。
2.平面与平面连接
如果两个平面结构通过单键(σ键)相连，则由于单键的旋转性，两个平面不一定重合。如苯乙烯分子()中共平面的原子至少　　　个，最多　　　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，共平面原子至少　　　个，最多　　　个。
4.直线、平面与立体连接
如图所示的分子中共平面原子至少　　　个，最多　　　个。其中　　　　
号原子一定共直线。
(1)苯()中所有原子共平面，环己烷()中所有原子也共面(　　)
(2)联苯()中的所有原子一定共面(　　)
(3)有机物
中共线的碳原子最多有4个(　　)
1.下列说法正确的是(　　)
A.丙烷是直链烃，所以分子中3个碳原子也在一条直线上
B.丙烯分子中所有原子均在同一平面上
C.分子中所有碳原子一定在同一平面上
D.分子中至少有16个原子共平面
2.有机物分子中最多有　　　　个碳原子在同一平面内，最多有　　　　个原子在同一条直线上，苯环平面内的碳原子至少有　　　　个。
答案精析
一、
1.正四面体　sp3　3　可以　平面结构　sp2　6　不能　直线形　sp　4　不能　平面正六边形　sp2　12　4
2.(1)6　(2)4　(3)12　(4)不可能
深度思考
甲醛、甲酸分子中的碳原子均采取sp2杂化，甲醛分子()中所有原子共面，甲酸分子()中所有原子可能共面。
应用体验
1.D
2.(1)③　(2)②③④⑥　(3)⑤　(4)⑥
二、
1.所有　4
2.12　16
3.6　7
4.12　19　1，2，3，4、6，8，9，10
正误判断
(1)×　(2)×　(3)×
应用体验
1.D
2.12　6　9
解析　以碳碳双键为中心，根据乙烯、苯、乙炔、甲烷的结构，可以画出如图所示结构。由于碳碳单键可以旋转，炔直线一定在苯平面内，苯平面和烯平面可能共面，也可能不共面，因而该有机物分子中的所有碳原子可能共面，最多有6+6=12个碳原子共面，至少有6+2+1=9个碳原子在苯平面内。由于苯分子、乙烯分子的键角均为120°，炔直线与所在苯环正六边形对角线上的碳原子共线，因而5个碳原子和炔基上的1个氢原子共线，即5+1=6。(共58张PPT)
有机物分子中原子共线、共面的判断
提升课2
第二章　第三节
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核心素养
发展目标
1.掌握甲烷、乙烯、乙炔、苯等典型分子的空间结构。
2.能够根据典型分子的结构对较复杂的有机物分子进行分析、比较，解决原子共线、共面的问题。
内容索引
一、常见分子的空间结构
二、有机物分子中原子共线、共面的分析
课时对点练
常见分子的空间结构
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一
1.熟记典型分子的结构
一、常见分子的空间结构
代表物 空间结构 碳原子杂化类型 结构式 球棍模型 结构特点
CH4 __________ ____ 任意 原子共面，C—C 旋转
正四面体
sp3
3
可以
代表物 空间结构 碳原子杂化类型 结构式 球棍模型 结构特点
C2H4 _________ _____ 原子共面，C==C 旋转
C2H2 _______ ____ 原子共线(面)，C≡C 旋转
平面结构
sp2
6
不能
直线形
sp
4
不能
代表物 空间 结构 碳原子杂化类型 结构式 球棍模型 结构特点
C6H6 ______________ ____ 原子共面，对角线上 原子共线
平面正
六边形
sp2
12
4
2.分子空间结构的基本判断
(1)结构中每出现一个碳碳双键：至少有 个原子共面。
(2)结构中每出现一个碳碳三键：至少有 个原子共线。
(3)结构中每出现一个苯环：至少有 个原子共面。
(4)结构中每出现一个饱和碳原子：分子中所有原子 全部共面。
6
4
12
不可能
分析甲醛( )、甲酸( )分子中碳原子的杂化方式，并判断二者分子中所有原子一定共平面吗？
提示　甲醛、甲酸分子中的碳原子均采取sp2杂化，甲醛分子( )
中所有原子共面，甲酸分子( )中所有原子可能共面。
1.下列化合物的分子中，所有原子可能共平面的是
A.甲苯 B.乙烷
C.丙炔 D.1，3 丁二烯
√
甲苯中的甲基呈四面体结构，则甲苯中所有原子不可能共平面，A不符合题意；
乙烷中两个甲基均呈四面体结构，所有原子不可能共平面，B不符合题意；
丙炔中有一个甲基呈四面体结构，所有原子不可能共平面，C不符合题意；
碳碳双键是平面结构，因此1，3 丁二烯中两个双键所在的两个面有可能重合，所有原子可能共平面，D符合题意。
2.现有下列物质：
① 　②CH3CH==CHCH3 ③ 　④
⑤ ⑥CH3—C≡C—CH3
(1)所有原子一定在同一平面上的是　　　(填序号，下同)。
(2)所有碳原子一定在同一平面上的是___________。
③
②③④⑥
(3)所有碳原子可能在同一平面上的是______。
(4)所有碳原子一定在一条直线上的是______。
⑤
⑥
①中碳原子都饱和，所有原子不共面；
②中含有—CH3，所有原子不可能共平面，但双键是平面结构，即4个碳原子共面；
③ 中的12个原子共面；
④ 中含有—CH3，所有原子不可能共面，由于苯的12个原
子共面，故该物质中7个碳原子共面；
⑤的结构可表示为 ，由于碳碳单键a可以旋转，故碳碳双
键所在的平面和苯环所在的平面可能是同一平面，也可能是不同平面，故所有碳原子可能在同一平面上；
⑥中含—C≡C—，与—C≡C—相连的两个—CH3上的C一定与—C≡C—
在同一直线上。
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二
有机物分子中原子
共线、共面的分析
先观察分子的结构，找出甲烷、乙烯、乙炔和苯分子的“影子”，再依据甲烷“正四面体”、乙烯“平面形”、乙炔“直线形”和苯“平面形”等空间结构和键角展开结构简式，并注意键的旋转。解题时注意题目要求中常用“可能”“一定”“最多”“最少”“所有原子”“碳原子”等限制条件。
二、有机物分子中原子共线、共面的分析
1.直线与平面连接
如乙烯基乙炔( )，利用乙烯的平面结构模型和乙炔
的直线结构模型分析， 原子共平面， 个原子共直线。
所有
4
2.平面与平面连接
如果两个平面结构通过单键(σ键)相连，则由于单键的旋转性，两个平
面不一定重合。如苯乙烯分子( )中共平面的原子至
少 个，最多 个。
12
16
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
平面原子至少 个，最多 个。
6
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4.直线、平面与立体连接
如图所示的分子中共平面原子至少 个，最多 个。其中______
号原子一定共直线。
12
19
1，2，
3，4、6，8，9，10
(1)苯( )中所有原子共平面，环己烷( )中所有原子也共面
(2)联苯( )中的所有原子一定共面
(3)有机物 中共线的碳原子最多有4个
×
×
×
1.下列说法正确的是
A.丙烷是直链烃，所以分子中3个碳原子也在一条直线上
B.丙烯分子中所有原子均在同一平面上
C. 分子中所有碳原子一定在同一平面上
D. 分子中至少有16个原子共平面
√
丙烷分子中3个碳原子不在同一直线上，故A错误；
甲基为四面体结构， 中甲基上至少有两个氢原子不和其他原子共平面，故B错误；
因为六元环结构中有4个饱和碳原子，故环状结构不是平面结构，所有碳原子不可能在同一平面上，C错误；
分子中在同一条直线上的原子有8个( )，再加上其中一个苯环上的8个原子，所以至少有16个原子共平面，D正确。
2.有机物 分子中最多有　　个碳原子在同
一平面内，最多有____个原子在同一条直线上，苯环平面内的碳原子
至少有　 个。
12
6
9
以碳碳双键为中心，根据乙烯、苯、乙炔、甲烷的结构，可以画出如图所示结构。由于碳碳单键可以旋转，炔直线一定在苯平面内，苯平面和烯平面可能共面，也可能不共面，因而该有机物分子中的所有碳原子可能共面，最多有6+6=12个碳原子共面，
至少有6+2+1=9个碳原子在苯平面内。由于苯分子、乙烯分子的键角均为120°，炔直线与所在苯环正六边形对角线上的碳原子共线，因而5个碳原子和炔基上的1个氢原子共线，即5+1=6。
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课时对点练
题组一　常见分子的空间结构
1.下列分子中所有碳原子不一定在同一平面上的是
A.2 丁烯 B.苯
C.1 丁烯 D.
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与碳碳双键相连的6个原子一定在同一平面内；苯环上的12个原子一定在同一平面内；与碳碳三键相连的2个碳原子及每个碳原子所连的1个原子在同一直线上。
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2.下列分子中所有原子不可能同时存在于同一平面上的是
A.CH2==CH—CH==CH2 B.
C. D.
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CH2==CH—CH==CH2相当于两个碳碳双键所在的平面通过一个碳碳单键相连，通过旋转该单键可以使两个平面共面，故所有原子有可能处于同一平面，A不符合题意；
中碳碳三键所在的直线在苯环所在的平面上，故所有原子处于同一平面，B不符合题意；
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分子中存在甲基，具有四面体形结构，所有原子不可
能处于同一平面，C符合题意；
相当于两个苯环所在的平面通过一个碳碳单键相连，通过旋转该单键，可以使两个平面共面，故所有原子有可能处于同一平面，D不符合题意。
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题组二　有机物分子中共线、共面的分析
3.(2023·合肥高二检测)CH3—CH==CH—C≡CCF3分子中，共面的碳原子有a个，共线的碳原子有b个，则a、b分别为
A.6，4 B.5，4
C.6，5 D.6，6
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有机物 共面的碳原子有6个，共线的碳原子有4个。
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4.在 分子中，处于同一平面上的原子数最多为
A.12 B.14 C.18 D.20
√
苯环上的原子及与苯环直接相连的原子共平面，与碳碳双键直接相连的原子共平面，与碳碳三键直接相连的原子共直线，由于碳碳单键能旋转，故甲基上的1个氢原子能转到苯环所在的平面上，故共平面的原子数最多有20个。
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5.某烃的结构简式如图所示，若分子中共线碳原子数为a，可能共面的碳原子数最多为b，含四面体结构的碳原子
数为c，则a、b、c分别是
A.3，14，5 B.4，10，2
C.3，14，4 D.3，10，3
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已知乙炔为直线形结构，则共有3个碳原子共线；分子中苯环以及C==C为平面形结构，则可能共面的碳原子最多为14个，即所有的碳原子可能共平面；含四面体结构的碳原子为饱和碳原子，共4个。
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6.(2023·黑龙江大庆高二检测)某有机物结构简式为 ，
对该有机物分子的描述正确的是
A.最多有7个碳原子共线
B.所有碳原子都在同一平面上
C.其一氯代物最多有5种
D.最多有25个原子共面
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7.双酚A(如图)是制作黏合剂AB胶的主要原料之一，下列说法正确的是
A.双酚A分子中所有碳原子可能共面
B.双酚A一定共线的碳原子有5个
C.双酚A分子中碳原子的杂化方式有2种
D.双酚A的一氯代物(不考虑—OH的取代)有4种
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与2个苯环相连的碳原子为饱和碳原子，
具有四面体结构，则所有碳原子不可能
共面，故A错误；
苯环是平面正六边形结构，饱和碳原子是四面体结构，则双酚A一定共线的碳原子有3个，故B错误；
双酚A分子中苯环上碳原子是sp2杂化，饱和碳原子是sp3杂化，故C正确；
双酚A结构对称，其一氯代物(不考虑—OH的取代)有3种，其中苯环上两种，甲基上一种，故D错误。
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8.下列说法正确的是
A.CH3CH==CHCH3分子中的四个碳原子在同一直线上
B.a( )和c( )分子中所有碳原子均处于同一平面上
C. 中所有碳原子可能都处于同一平面
D.化合物 (b)、 (d)、 (p)中只有b的所有原子处于同一平面
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A项，根据乙烯的空间结构可知，CH3CH==CHCH3分子中的四个碳原子处于同一平面，但不在同一直线上，错误；
B项，a与c分子中有饱和碳原子，故所有碳原子不可能共平面，错误；
D项，d、p分子中都存在饱和碳原子，故只有b的所有原子处于同一平面，正确。
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9.某有机物的结构简式如图所示。下列关于该有机物的说法不正确的是
A.该有机物的分子式为C9H8O2
B.1 mol该有机物最多与4 mol H2发生加成反应
C.该有机物能使溴水褪色是因为发生了取代反应
D.该有机物中所有碳原子可能处于同一平面上
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由结构简式可知，该有机物的分子式为C9H8O2，
故A正确；
碳碳双键和苯环都能和氢气发生加成反应，则1 mol该有机物最多能和4 mol氢气发生加成反应，故B正确；
该有机物含有碳碳双键，能使溴水褪色是因为发生了加成反应，故C错误。
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10.有机物的结构可用键线式表示，如CH3CH==CHCH3的键线式为 。
已知有机物X的键线式为 ，Y是X的同分异构体且属于芳香烃。下
列关于Y的说法正确的是
A.Y的结构简式为
B.Y能使溴水褪色，且反应后的混合液静置后，不分层
C.Y不能发生取代反应
D.Y分子中的所有原子一定共平面
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根据X的键线式，可得其分子式为C8H8，Y是X的同分异构体且属于芳香烃，即分子中含有苯环，则Y的结构简式为 ，它能与溴水发生加成反应而使其褪色，但反应后的混合液静置后会分层；苯乙烯的苯环上可以发生取代反应；当单键转动时，苯环与乙烯基所在平面可能不重叠，所有原子不一定共平面。
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11.有机物M、N、Q之间的转化关系为 ，下列说法正确的是
A.M的同分异构体有3种(不考虑立体异构)
B.N分子中所有原子共平面
C.Q的名称为异丙烷
D.M、N、Q均能与溴水反应
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依题意，M、N、Q的结构简式分别为 、 、
，求M的同分异构体可以转化为求丁烷的一氯代物，
丁烷有2种同分异构体：CH3CH2CH2CH3、 ，它们的一氯代物均有2种，故丁烷的一氯代物共有4种，除M外，还有3种，A项正确；
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N分子中含有—CH3，所以N分子中所有原子不可能共平面，B项错误；Q的名称是异丁烷，C项错误；
M、Q不能与溴水反应，N分子中含有碳碳双键，能与Br2发生加成反应，D项错误。
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12.已知①②两种物质的结构如图所示，下列说法正确的是
A.①和②两种物质的分子式均为C9H11
B.②的一氯代物只有2种(不考虑立体异构)
C.②分子中所有碳原子可能处于同一平面上
D.①分子中最多有4个碳原子共直线
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由题给结构可知①②的分子式均为C9H12，故A错误；
②分子中只有两种氢原子，其一氯代物只有两种，故B正确；
②分子中存在饱和碳原子，分子中所有碳原子不可能
处于同一平面上，故C错误；
①分子中最多有3个碳原子在一条直线上，故D错误。
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13.《斯德哥尔摩公约》禁用的12种持久性有机污染物之一是滴滴涕，其结构简式如图所示，下列有关滴滴涕的说法正确的是
A.属于芳香烃
B.分子中最多有23个原子共面
C.分子式为C14H8Cl5
D.1 mol该物质最多能与5 mol H2加成
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该有机物含Cl元素，属于烃的衍生物，故A错误；
有机物含有2个苯环，与苯环直接相连的原子在同一个平面上，图中每个苯环有11个原子共平面，则分子中最多有23个原子共面，故B正确；
由结构简式可知有机物分子式为C14H9Cl5，故C错误；
分子中含有2个苯环，则1 mol该物质最多能与6 mol H2加成，故D错误。
14.已知甲醛分子的所有原子均共平面，某分子具有如下结构：
C6H5—CO—C≡C—CH3，试回答下列问题：
(1)在同一直线上的原子最多有　　个。
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有机物C6H5—CO—C≡C—CH3中，存在碳碳三键和苯环，故在同一直线上的原子最多有4个。
(2)一定在同一平面上的原子最多有　　　个。
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有机物C6H5—CO—C≡C—CH3中，苯环决定的面上所含的原子最多，故一定在同一平面上的原子最多有12个。
(3)可能在同一平面上的原子最多有　　　个。
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有机物C6H5—CO—C≡C—CH3中的甲基中最多有一个H在苯环决定的平面上，故可能在同一平面上的原子最多有17个。
15.①~④是几种有机物的名称、分子式或结构简式：①C2H2　②苯　③CH3CH(C2H5)CH2CH(C2H5)CH3　④C5H4　
据此回答下列问题：
(1)实验室制取①的化学方程式：______________________________；③的名称：_________________。
(2)②的同系物A，分子中共含66个电子，其苯环上一溴代物只有一种，
A的结构简式：_____________。
CaC2+2H2O―→Ca(OH)2+C2H2↑
3，5 二甲基庚烷
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苯的同系物的通式是CnH2n-6(n≥7)，分子中共含66个电子，即6n+2n-6=66，n=9；A的分子式是C9H12，苯环上一溴代物只有一种，A的结
构简式： 。
(3)理论上④的同分异构体的数目可能有30多种，如：A.CH2==C==C==C==CH2
B.CH≡C—CH==C==CH2　C. D. ，其中A、B是链状分子(不考虑这些结构能否稳定存在)，请写出所有碳原子均共线的一种链状分子的结构简式：____________________。
CH≡C—C≡C—CH3
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C5H4中所有碳原子均共线必须含有碳碳三键，符合要求的结构简式：CH≡C—C≡C—CH3。
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