1、认识有机化合物认识有机化合物几种常见有机物的结构有机CH4分子结构模型碳原子成键方式分子形状正四面体特点碳原子的杂化方式键角10928有机物 M(结构如下图),是一种重要的化工中间体:问题 1.有机物 M 中共有几种杂化方式的碳原子?(素养角度宏观辨识与微观探析素养角度宏观辨识与微观探析)提示:端位碳原子为 sp 杂化,碳碳双键两端碳和苯环上碳为sp 杂化,碳碳三键两端碳为 sp 杂化。问题 2.有机物 M 中最多几个碳共线?最多几个碳共面?最多几个原子共面?(素养角度证据推理与模型素养角度证据推理与模型认知认知)提示:该有机物结构如图:32CH2CH2CHCHC6H6介于单双CC键之间平面直
2、线平面sp 杂化3sp 杂化2sp 杂化sp 杂化2120180120由结构可知,最多 6 个碳共线,最多 12 个碳共面,最多 20 个原子共面。问题 3.有机物结构与碳原子杂化方式有什么关系?常见的官能团中,哪些具有特殊结构?(素养角度证素养角度证据推理与模型认知据推理与模型认知)提示:碳原子 sp 杂化常出现直线形结构,如碳碳三键;碳原子 sp 杂化常出现平面结构,如碳碳双键、苯环、醛基、羰基、羧基、酯基;碳原子 sp 杂化常出现四面体结构,如烷烃。1.(2019全国卷)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【解析】选 D。有机物中如果有
3、碳原子形成4 个单键时,四个单键指向四面体的四个顶点,该有机物不可能所有原子共平面。甲苯、乙烷、丙炔中均含有甲基,不可能所有原子共平面,A、B、C 错误。1,3-丁二烯中两个双键确定的两个平面以单键连接,由于单键可以旋转,所有原子可能共平面,D 正确。2.(2020南岗模拟)在分子中,处于同一平面的原子最多是()A.18B.20C.21D.2332【解析】选 C。苯环、CHO、碳碳双键均为平面结构,碳碳三键为直线结构,甲基为四面体结构,则甲基上2 个 H 与其他原子不共面时,共面原子最多为 12 个 C、8 个 H,1 个 O,共 21 个。3.(双选)下列有关说法正确的是()A.分子中碳原子
4、可能都在同一平面上B.分子中所有碳原子有可能处于同一平面C.有 7 个碳原子可能在同一直线上D.只可能有 5 个碳原子在同一直线上【解析】选 A、D。碳碳三键为直线结构,苯环、碳碳双键为平面结构,且直接相连,所有碳原子有可能都在同一平面上,故 A 正确;分子含有饱和碳原子,具有甲烷的结构特点,则所有的碳原子不可能共平面,故 B错误;碳碳三键为直线结构,与苯环相连的 C 及对位 C 共线,则有 5 个碳原子在同一直线上,故 C 错误;由 C分析可知,只可能有 5 个碳原子在同一直线上,故 D 正确。4.呋喃()和吡咯()是较常见的杂环化合物,呋喃通过下列反应可转化为吡咯:下列说法不正确的是()A
5、.呋喃和吡咯所含元素中电负性最大的是氧,第一电离能最大的元素是氮B.呋喃分子中,碳原子的杂化方式是 spC.氨气分子是极性键形成的非极性分子D.1 mol 吡咯分子中含 10 mol 键【解析】选 C。呋喃和吡咯所含元素中含有C、H、O、N 四种元素,其中电负性最大的是 O,第一电离能最大的元素是 N,A 正确;呋喃分子中,C 形成 2 个双键,则碳原子的杂化方式是sp,B 正确;氨气分子是极性键形成的极性分子,C 错误;1 mol 吡咯()分子中含 10 mol 键,D 正确。225.中科院科学家最近合成了一种含硒新型材料,其结构简式为下列叙述正确的是()A.该物质结构简式中的氮原子最多共形
6、成3 个 键B.该物质结构简式中氮原子的轨道杂化类型为sp、spC.该物质中所有的元素中非金属性最强的是氧元素D.硒的最高价氧化物的水化物是中强酸【解析】选B。该分子中的氮原子共形成2 个 键,A 错误;该分子中有的氮原子形成了3 个 键,有的氮原子形成了 2 个 键和 1 个 键,它们均还有一个孤电子对,故该物质中氮原子的轨道杂化类型有sp、sp,B 正确;氟元素的非金属性最强,C 错误;硒的最高价氧化物的水化物是弱酸,D 错误。【加固训练】3223(2020岳麓模拟)在分子中,能在同一平面上的碳原子至少有()A.7 个B.8 个C.9 个D.14 个【解析】选 C。在该分子中,甲基与苯环平面结构通过单键相连,甲基的 C 原子处于苯的 H 原子位置,所以处于苯环这个平面;两个苯环相连,与苯环相连的碳原子处于该苯环中的H 原子位置,也处于另一个苯环这个平面,另一苯环所有的 C 原子都处于同一平面上,处于苯环对位上的碳原子以及碳原子所连的氢原子共线,所以至少有 9 个碳原子共面,最多有 14 个。
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