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高中化学人教版 (2019)选择性必修3第三节 芳香烃同步达标检测题
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这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修3第三节 芳香烃同步达标检测题，共15页。
第11讲 烃的燃烧、共面问题
知识导航
模块一 烃的燃烧问题
知识精讲
一、有机物完全燃烧的通式
1．烃（CxHy）：_______________________________________________________________
2．烃的衍生物（CxHyOz）：_____________________________________________________
【答案】
二、烃燃烧时耗氧量大小规律
1．等物质的量的烃CxHy完全燃烧，耗氧量取决于__________，该值越大，耗氧量越大；
2．等质量的烃CxHy完全燃烧，耗氧量取决于__________，该值越大，耗氧量越大。
【答案】(x + )
三、烃燃烧前后气体体积变化规律
气态烃（CxHy）燃烧的通式为：CxHy + (x + ) O2点燃
xCO2 + H2O
CxHy 、O2 、CO2 均为气态，H2O可能为气态，也可能是液态，需分类讨论：
1. 若燃烧后温度高于100℃，则H2O为气态，体积变化为
（1）y＜4时，ΔV＜0，燃烧后体积减小；
（2）y＝4时，ΔV＝0，燃烧后体积不变；
（3）y＞4时，ΔV＞0，燃烧后体积增大。
2. 若燃烧后温度低于100℃（恢复至室温），则H2O为液态，体积变化为
因为＜0，所以总体积一定减小。
模块二 烃的共面问题
知识精讲
一、常见有机物的分子结构
二、有机物原子共面、共线的分析方法
1．复杂有机分子共面情况的分析思路
①以甲烷、乙烯、乙炔、苯、甲醛的分子构型为基础，将复杂的有机物分子拆分成几个部分。
②有机物分子中的氢原子被其他原子/原子团取代后，取代前后的共面情况保持不变。
③单键可以旋转，双键不能旋转。
2. 常见有机物结构的共面规律
有机物结构
共面规律
甲烷型
碳原子与其相连的4个原子为四面体结构，最多3个原子共面
只要出现一个饱和碳原子，则该有机物中不可能所有原子共面
乙烯型
每出现1个碳碳双键，则该有机物中至少有6个原子共面
乙炔型
每出现1个碳碳三键，则该有机物中至少有4个原子共线
苯型
每出现1个苯环，则该有机物中至少有12个原子共面
羰基型
每出现1个碳氧双键，则该有机物中至少有4个原子共面
对点训练
题型一：有机物的燃烧计算（单一/对比体系）
【变1-1】120℃时1体积某气态烃和4体积O2混合，完全燃烧后恢复到原来的温度和压强时，体积不变，该分子式中所含的碳原子数不可能是
A．1 B．2 C．3 D．7
【答案】D
【解析】
A、形成CH4，故A说法正确；
B、形成C2H4，故B说法正确；
C、形成C3H4，为丙炔，故C说法正确；
D、形成C7H4，不满足碳四个键，故D说法错误。
【例2】等质量的下列烃完全燃烧，消耗最多的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】
已知反应关系式：，，则有4g H消耗1mol，12g C消耗1ml，可知等质量的烃完全燃烧时，烃分子中H元素的质量分数越大，耗氧量越大；A、B、C、D中烃的最简式可分别写作、、、，则H元素质量分数：，所以耗氧量最大的是，B正确；
答案选B。
题型二：有机物的燃烧计算（混合体系）
【例3】下列有机混合物不论以何种比例混合，只要总质量一定时，充分燃烧后产生的H2O的量为定值的是（ ）
A．CH4、C2H6 B．C2H6、C3H6 C．C3H6O3、C6H12O6 D．C3H4、C3H6
【答案】C
【解析】
A．CH4和C2H6的最简式不同，二者H的含量不同，即使总质量一定，比例不同则H的质量不同，生成的水的质量就不同，A错误；
B．C2H6中和C3H6的最简式不同，二者H的含量不同，即使总质量一定，比例不同则H的质量不同，生成的水的质量就不同，B错误；
C．C3H6O3和C6H12O6的最简式相同，均为CH2O，无论二者如何混合，总质量一定，H的质量就一定，生成的水的质量就一定，C正确；
D．C3H4和C3H6的最简式不同，H的含量不同，即使总质量一定，比例不同则H的质量不同，生成的水的质量就不同，D错误。
答案选C。
【点睛】
根据H原子守恒可知，生成水的质量取决于可燃物中H的质量，H的质量=可燃物总质量×H的质量分数，可燃物总质量不变，H的含量不变，则H的质量不变，生成水的质量就不变。
【变4-1】标准状况下，某两种气态烃组成的混合气体4.48 L完全燃烧后，得到8.96 L二氧化碳(体积已折算成标准状况)和7.2 g水。则这两种气态烃可能是
A．CH4和C3H8 B．CH4和C3H4 C．C2H4和C3H4 D．C2H4和C2H6
【答案】B
【解析】
2.24L该混合气体的物质的量==0.2mol，完全燃烧生成二氧化碳的物质的量==0.4mol，水的物质的量==0.4mol，则混合气体平均分子式为C2H4；
A．CH4和C3H8混合，平均H原子数目介于4～8之间，不可能为4，故A不符合；
B．CH4和C3H4按照1：1混合，平均分子式为C2H4，故B符合；
C．C2H4和C3H4混合，平均C原子数目介于2～3之间，不可能为2，故C不符合；
D． C2H4和C2H6平均H原子数目介于4～6之间，不可能为4，故D不符合。
答案选B。
【点睛】
关键是利用平均分子组成判断烃的组成，常用方法有1、平均碳法 2、平均氢法 3、平均碳氢分子式法 4、平均式量法。
【变4-4】amL三种气态烃的混合物和足量的氧气混合点燃后，恢复到原来的状态(常温常压)，气体体积共缩小2amL(不考虑二氧化碳的溶解)。则三种烃可能的组合是
A．C2H4、C3H6、C4H8任意质量比
B．CH4、C3H6、C2H2保持C3H6∶C2H2=1∶2(物质的量之比)
C．CH4、C2H6、C3H8同条件下体积比为2∶1∶2
D．CH4、C2H4、C3H4任意体积比
【答案】D
【解析】
试题分析：设烃的混合物的平均化学式为CxHy，则：
CxHy+（x+）O2xCO2+H2O（l），体积减小
1 1+
amL 2amL
则1：（1+）=a：2a，
解得：y=4，即混合气体分子中平均含有4个H原子，A．C2H4、C3H6、C4H8分子只有C2H4含有4个H原子，C3H6、C4H8分子的氢原子数都大于4，相同条件下无论以何种比例比混合平均H原子数目均大于4，故A错误；B．CH4、C3H6、C2H2混合，应保持C3H6：C2H2=1：1（物质的量之比），故B错误；C．CH4、C2H6、C3H8的平均H原子数一定大于4，故C错误；D．CH4、C2H4、C3H4分子均含有4个H原子，相同条件下以任意比混合平均H原子数目为4，故D正确；；
故选D。
考点：考查有关混合物反应的计算。
题型三：有机物的燃烧计算（与过氧化钠结合）
【变5-1】将m克下列物质在足量O2中充分燃烧后的产物全部通过过量的Na2O2固体，充分吸收后，Na2O2增重的质量大于m克的是
A．H2和CO的混合气体 B．乙醇
C．葡萄糖（C6H12O6） D．草酸（C2H2O4）
【答案】B
【解析】
A、H2和CO的混合气体反应后Na2O2增重的质量等于m克，A错误；
B、乙醇可以看作是(CO)·C·(H2)3，所以反应后Na2O2增重的质量大于m克，B正确；
C、葡萄糖（C6H12O6）反应后Na2O2增重的质量等于m克，C错误；
D、草酸（C2H2O4）可以看作是(CO)2·O2·(H2)2，所以反应后Na2O2增重的质量小于m克，D错误.
答案选B。
题型四：有机物的共面问题
【变6-1】下列有机物分子中，所有的原子不可能处于同一平面内的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】
A.乙烯分子为平面结构，分子中的6个原子处于一个平面内，故A不符合题意；
B.1,3—丁二烯分子中的碳原子均为不饱和碳原子，则分子中所有原子可能处于同一平面内，故B不符合题意；
C.苯分子为正六边形的平面结构，分子中的12个原子共平面，故C不符合题意；
D.2—甲基—1,3—丁二烯分子中含有甲基，甲基中的饱和碳原子为四面体结构，则分子中所有原子不在同一平面内，故D符合题意；
故选D。
【变6-3】下列分子中的所有碳原子不可能处在同一平面上的是（ ）
A． B．
C． D．CH3CCCH2CH3
【答案】B
【解析】
A．苯为平面结构，该分子相当于苯环上的一个氢被丙烯基取代，不改变原来的平面结构，丙烯基的所有碳原子在同一个面上，这两个平面可以是一个平面，所以所有碳原子可能都处在同一平面上，选项A不选；
B．中含有两个苯环，每个苯环上的碳原子一定共面，但是甲基碳原子以及甲基相连的碳原子是烷烃的结构，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，选项B选；
C．苯为平面结构，该分子可以看成是两个甲苯中的甲基邻位碳原子相连形成的，每个苯环上的碳原子（包括甲基碳）一定共面，这两个平面可以是一个平面，所以所有碳原子可能都处在同一平面上，选项C不选；
D、碳碳三键是直线形结构，又因为单键可以旋转，则CH3CCCH2CH3中所有碳原子可能处于同一平面，选项D不选；
答案选B。
【点睛】
本题主要考查有机化合物的结构特点，做题时注意从甲烷、乙烯、苯的结构特点判断有机分子的空间结构。
【变7-2】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．所有碳原子都在同平面上
D．至少有16个原子共平面
【答案】D
【解析】
A．丙烷分子中3个碳原子呈锯齿形，故A错误；
B．中甲基上至少有2个氢原子不和其他原子共平面，故B错误；
C．苯环和碳碳双键均是平面形结构，碳碳单键可以旋转，所有碳原子有可能都在同一平面上，故C错误；
D．该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剩余的8个原子，至少有16个原子共平面，故D正确。
故选：D。
【变7-4】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、4、5 B．3、10、4
C．3、14、4 D．4、10、4
【答案】C
【解析】
4、7、8号三个碳原子一定共线，所以共线碳原子为3；苯环和2、3、4、5、7号碳原子构成的乙烯面可以共面，一共有11个碳原子，因为4、7、8号三个碳原子一定共线，所以8号碳原子一定也在这个面内（12个碳共面了），1号、6号碳原子也可以在这个面内（14个碳共面了）；以四个单键与其他原子连接的碳原子为四面体结构，有1号、2号、5号、6号碳原子符合。
答案选C。
【点睛】
在分析共线共面问题时，要利用几个模型：乙烯的6个原子共面，乙炔的4个原子共线，苯的12个原子共面，甲烷的五个原子中最多3个共面；另外要看清题目问的是最多还是至少。
提分特训
【题1】两种物质不论以什么质量比混合，只要混合物的质量一定，充分燃烧时产生的水的量总为定值，这组混合物是
A．乙炔和丁炔 B．乙烷和丁烷
C．苯和甲苯 D．乙炔和苯
【答案】D
【解析】
两种物质不论以什么质量比混合，只要混合物的质量一定，充分燃烧时产生的水的量总为定值，符合该条件的两种物质中H元素的质量分数相等，两种物质可能具有相同的最简式、可能互为同分异构体等，
A.乙炔的分子式为C2H2，最简式为CH，丁炔的分子式为C4H6，最简式为C2H3，乙炔和丁炔中含氢质量分数不相等，A不符合题意；
B.乙烷的分子式为C2H6，最简式为CH3，丁烷的分子式为C4H10，最简式为C2H5，乙烷和丁烷中含氢质量分数不相等，B不符合题意；
C.苯的分子式为C6H6，最简式为CH，甲苯的分子式为C7H8，最简式为C7H8，苯和甲苯中含氢质量分数不相等，C不符合题意；
D. 乙炔的分子式为C2H2，最简式为CH，苯的分子式为C6H6，最简式为CH，乙炔和苯的最简式都是CH，乙炔和苯中含氢质量分数相等，D符合题意；
答案选D。
【题2】下列说法正确的是
A．等质量的甲烷和乙烷完全燃烧，乙烷的耗氧量多
B．等物质的量的乙炔和苯完全燃烧，它们的耗氧量一样多
C．等物质的量乙烯和乙醇完全燃烧，它们的耗氧量一样多
D．总质量一定，乙炔和乙醛无论以何种比例混合，完全燃烧耗氧量不变
【答案】C
【解析】
A．烃分子CxHy中， 越大，氢元素质量分数越大，同质量烃燃烧时耗氧量越多，甲烷中=4，乙烷中=3，所以相同质量的甲烷和乙烷完全燃烧甲烷耗氧量多，故A错误；
B. 等物质的量的乙炔和苯完全燃烧，乙炔C2H2耗氧量为2.5，苯C6H6耗氧量=6+ =7.5，耗氧量不相同，故B错误；
C. 等物质的量乙烯和乙醇完全燃烧，乙烯C2H4耗氧量2+ =3，乙醇C2H6O耗氧量=2+-=3，它们的耗氧量一样多，故C正确；
D. 乙炔和乙醛分子组成不同，总质量一定，乙炔和乙醛无论以何种比例混合，完全燃烧耗氧量不同，只有当总物质的量一定时，乙炔和乙醛无论以何种比例混合，完全燃烧耗氧量不变，故D错误；
故选C。
【题3】某有机物分子的结构简式如图所示，下列相关叙述正确的是
A．该有机化合物含有3种官能团
B．该有机物分子中最多有12个碳原子在同一平面内
C．该有机物分子中最多有6个碳原子共线
D．该有机物分子中最多有14个碳原子在同一平面内
【答案】D
【解析】
A．该有机物分子中含有碳碳三键、碳碳双键2种官能团，A错误；
B．与苯环、碳碳双键直接相连的原子为平面形结构，且三键具有乙炔的直线形结构特点，饱和碳原子为四面体结构，与该碳原子在同一平面上的原子最多有2个顶点，根据三点确定一个平面的原子，该有机物分子中最多有14个碳原子在同一平面内，B错误；
C．连接碳碳三键的碳原子的苯环对角线的碳原子可共直线，共4个，C错误；
D．由选项B分析可知，该有机物分子中最多有14个碳原子在同一平面内，D正确；
故合理选项是D。
【题4】在分子中，在同一平面内的碳原子最少应有( )
A．7个 B．8个 C．9个 D．14个
【答案】C
【解析】
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；两个苯环以可以旋转的单键相连，可能异面，异面时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，另一苯环所用的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，故选C。
【点睛】
本题考查有机物的结构，为高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，注意苯环对位上的碳原子以及碳原子所连的氢原子共线
【题5】已知某兴奋剂乙基雌烯醇的结构简式如图所示。下列有关该物质的说法中正确的是
A．该物质可视为酚类
B．该物质分子中至少有6个原子共面
C．该物质分子中的所有碳原子均共面
D．该物质分子中至少有4个原子共线
【答案】B
【解析】
A、乙基雌烯醇分子中不含苯环，故A错误；B、乙基雌烯醇分子中含有一个碳碳双键，则整个分子中至少有6个原子共面，故B正确；C、乙基雌烯醇分子中含有多个饱和碳原子，则不可能所有碳原子共面，故C错误；D、该物质分子中没有碳碳叁键，除碳碳双键外，其余碳原子都饱和，无法判断共线原子的个数，故D错误。
【题6】下列烃①CH4，②C4H8，③C7H8，④C6H12分别完全燃烧，耗氧量分析不正确的是
A．等物质的量时耗氧量最多的是① B．等物质的量时③和④的耗氧量相等
C．等质量时耗氧量最大的是① D．等质量时②和④的耗氧量相等
【答案】A
【解析】
等物质的量烃，（x+y/4）越大，消耗氧气越多：①CH4，（x+y/4）=2，②C4H8，（x+y/4）=4+2=6，③C7H8，（x+y/4）=7+2=9，④C6H12，（x+y/4）=6+3=9。
A．由以上分析可知，等物质的量时耗氧量最少的是①，最多的是③和④，故A错误；
B．等物质的量时③和④的耗氧量相等，故B正确；
由C～CO2可知12gC消耗32g氧气，由2H～H2O可知2g氢消耗16g氧气，故12gH消耗96g氧气，则相同质量的烃，H元素质量分数越大消耗氧气越多，而H原子与C原子数之比越大，H元素质量分数就越大，也就是消耗氧气就越多。
①CH4，H原子与C原子数之比=4，②C4H8，H原子与C原子数之比=2，③C7H8，H原子与C原子数之比=8/7，④C6H12，H原子与C原子数之比=2。
C．由上分析可知，等质量时耗氧量最大的是①，故C正确；
D．等质量时②和④的耗氧量相等，故D正确；
故选A。
【题9】分子中共处于同一平面的原子最多有
A．24个 B．22个 C．20个 D．18个
【答案】C
【解析】
在分子中，甲基中C原子处于苯中H原子的位置，甲基通过旋转碳碳单键会有1个H原子处在苯环平面内；苯环平面与碳碳双键形成的平面通过旋转碳碳单键可以处于同一平面，乙炔是直线型结构，所以最多有12个C原子(苯环上6个、甲基中2个、碳碳双键上2个、碳碳三键上2个)共面；在甲基上可有1个氢原子共平面，-CF3中有1个F共平面，苯环上4个氢原子共平面，双键上2个氢原子共平面，因此可能共平面的原子最多有20个，故选C。
【点睛】
本题考查有机物结构中共面、共线问题，注意结合甲烷、乙烯、苯和乙炔的结构特点判断有机分子的空间结构，同时注意单键可以旋转是解答关键。
提分作业
【练1】下列5种有机物分子中，所有原子不可能处于同一平面内的有
①溴乙烷 ②丙烯 ③1，2－二氯乙烯 ④苯乙烯 ⑤甲苯
A．①②③④ B．①②⑤ C．③④⑤ D．③④
【答案】B
【解析】
①溴乙烷的结构简式为CH3CH2Br，分子中含有甲基，甲基是和甲烷具有相似的四面体空间结构，所有原子不可能处于同一平面，故①符合题意；
②丙烯的结构简式为CH3CH=CH2，分子中含有甲基，甲基是和甲烷具有相似的四面体空间结构，所有原子不可能处于同一平面，故②符合题意；
③1，2－二氯乙烯的结构简式为CHCl=CHCl，该分子可以看做是平面结构的乙烯中的2个氢原子被2个Cl原子取代后的产物，所有原子处于同一平面，故③不符合题意；
④苯乙烯可以看做苯环上的氢原子被乙烯基取代，乙烯和苯环所有原子共面，则苯乙烯中的所有原子可能共面，故④不符合题意；
⑤甲苯的结构简式为，分子中含有甲基，甲基是和甲烷具有相似的四面体空间结构，所有原子不可能处于同一平面，故⑤符合题意；
则所有原子不可能处于同一平面的有①②⑤，答案选B。
【练2】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
【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，故答案选A。
【练3】将等质量的下列各烃，完全燃烧生成CO2和H2O，耗氧量最大的是
A．CH4 B．C2H4 C．C6H6 D．C10H8
【答案】A
【解析】
由C～O2～CO2，4H～O2～2H2O可知，消耗32g氧气需要碳12g，需要H元素4g，故等质量时，有机物含氢量越大，燃烧时消耗氧气越多．
A. CH4中C、H原子数目之比为1:4；
B. C2H4中C、H原子数目之比为2:4=1:2；
C. C6H6中C、H原子数目之比为6:6=1:1；
D. C10H8中C、H原子数目之比为10:8=1:0.8；
所以CH4中H的质量分数最大，相同质量甲烷消耗氧气最多；
所以本题答案为：A。
【练4】一定温度下，w g下列物质在足量氧气中充分燃烧，产物与过量的Na2O2完全反应，过氧化钠固体增重w g，符合此要求的是
①H2 ②CO ③CO和H2 ④HCOOCH3 ⑤HOOC－COOH
A．①②③④⑤ B．④⑤
C．①②③ D．①②③④
【答案】D
【解析】
试题分析：根据反应的化学方程式2CO+O2CO2、2CO2 +2Na2O2=2Na2CO3 +O2可知相当于发生了反应CO+Na2O2 =Na2CO3，即过氧化钠增重的质量与原CO气体的质量相等。同理氢气燃烧后通入过氧化钠，增重的质量为氢气本身的质量，相当于发生了反应H2+Na2O2=2NaOH，根据题意，物质若能改写成（CO）m（H 2）n 的形式，就符合题意，答案选D。
【练5】现有下列各组物质：①甲烷和乙烯；②乙烯和乙醇；③苯和乙炔；④甲苯和邻二甲苯；⑤丙烯和2—丁烯，只要总质量一定，各组中的两种物质不论以何种比例混合，完全燃烧时生成水的质量也总是定值的是（ ）
A．②⑤ B．②③④⑤ C．③⑤ D．都不是
【答案】C
【解析】
①甲烷和乙烯：二者都是烃，但是最简式不同，说明含氢量不同，不满足题意条件，故①错误；
②乙烯和乙醇：乙醇和乙烯分子中的含H量也不相等，不符合题意，故②错误；
③苯和乙炔：二者的最简式都是CH，分子中的含H量相等，符合题意，故③正确；
④甲苯的分子式为C7H8，邻二甲苯的分子式为C8H10，二者的最简式不同，所以含氢量不同，不符合题意，故④错误；
⑤丙烯和2-丁烯：二者都是单烯烃，最简式都是CH2，含氢量相同，符合题意，故⑤正确；
故选C。
【点睛】
解答此类试题，关键是解读题意条件。本题中只要总质量一定，完全燃烧时生成水的质量也一定，则说明混合物各组分的分子中含H量相等，如果改为只要总物质的量一定，完全燃烧时生成水的质量也一定，则说明混合物各组分的分子中含H原子数相等。
【练6】下列关于的说法正确的是( )
A．该物质至少有6个碳原子在同一直线上
B．该物质与氢气完全加成的产物的一氯代物有7种
C．该物质所有原子有可能都在同一平面上
D．该物质至少有9个碳原子在同一平面上
【答案】D
【详解】
A．HC≡CH是直线型分子，苯分子是平面性分子，苯环上处于对位的两个C原子在同一条直线上，乙烯分子是平面分子，与苯环连接的含有碳碳双键的不饱和C原子与乙炔分子的2个C原子在同一条直线上，由于乙烯平面键角是120℃，所以该物质至少有5个碳原子在同一直线上，A错误；
B．该物质与H2发生完全加成反应产物中含有9种不同位置的H原子，所以其一氯代物有9种，B错误；
C．HC≡CH是直线型分子，苯分子是平面性分子，与苯环连接的碳碳三键的原子可看作是苯分子中的H原子，在苯分子平面上，乙炔分子中2个原子在苯分子平面上，则其所有原子都在这个平面上；乙烯分子是平面分子，苯分子的平面与乙烯分子的平面共直线，可以在同一个平面上；但甲烷是四面体结构，—CH3上的H原子不可能都在乙烯分子的平面上，故该物质不可能所有原子都在同一平面上，C错误；
D．HC≡CH是直线型分子，苯分子是平面性分子，处于对位的两个C原子在同一条直线上，则碳碳三键的2个碳原子在苯环平面上，碳碳双键中与苯环连接的C原子可看作是取代苯分子H原子的位置，在苯环平面上，所以该物质平面上至少含有的C原子数为2+6+1=9，D正确；
故合理选项是D。
【练7】在常温常压下，将16mL的H2、CH4、C2H2的混合气体与足量的氧气混合点燃，完全反应后，冷却到常温常压下，体积缩小了26mL，则混合气体中CH4的体积为（ ）
A．2mL B．4 mL C．8 mL D．无法求解
【答案】B
【解析】
在常温下水为液体，由于氧气充足，因此可发生反应：
CxHy+(x+)O2 xCO2+H2O(l) △V
1 (x+) x 1+
所以体积变化只与H原子数目有关，H2、C2H2的H原子数目都是2，可把它们当作一个整体，假设甲烷的体积为VmL，则H2、C2H2的总体积为(16-V)mL，(1+)×(16-V)mL+(1+)×VmL=26mL，解得V=4mL，故合理选项是B。
【练8】将等质量的下列各烃，完全燃烧生成CO2和H2O，耗氧量最大的是
A．CH4 B．C2H4 C．C2H2 D．C2H6
【答案】A
【解析】
由C～O2～CO2，4H～O2～2H2O可知，消耗32 g氧气需要碳12 g，需要H元素4 g，可见：等质量时，有机物中含氢量越大，燃烧时消耗氧气越多。
A．CH4中C、H原子数目之比为1：4；
B．C2H4中C、H原子数目之比为2：4=1：2；
C．C2H2中C、H原子数目之比为2：2=1：1；
D．C2H6中C、H原子数目之比为2：6=1：3；
可见：CH4中H的质量分数最大，故相同质量时甲烷消耗氧气最多，故合理选项是A。
第11讲 烃的燃烧、共面问题
知识导航
模块一 烃的燃烧问题
知识精讲
一、有机物完全燃烧的通式
1．烃（CxHy）：_______________________________________________________________
2．烃的衍生物（CxHyOz）：_____________________________________________________
【答案】
二、烃燃烧时耗氧量大小规律
1．等物质的量的烃CxHy完全燃烧，耗氧量取决于__________，该值越大，耗氧量越大；
2．等质量的烃CxHy完全燃烧，耗氧量取决于__________，该值越大，耗氧量越大。
【答案】(x + )
三、烃燃烧前后气体体积变化规律
气态烃（CxHy）燃烧的通式为：CxHy + (x + ) O2点燃
xCO2 + H2O
CxHy 、O2 、CO2 均为气态，H2O可能为气态，也可能是液态，需分类讨论：
1. 若燃烧后温度高于100℃，则H2O为气态，体积变化为
（1）y＜4时，ΔV＜0，燃烧后体积减小；
（2）y＝4时，ΔV＝0，燃烧后体积不变；
（3）y＞4时，ΔV＞0，燃烧后体积增大。
2. 若燃烧后温度低于100℃（恢复至室温），则H2O为液态，体积变化为
因为＜0，所以总体积一定减小。
模块二 烃的共面问题
知识精讲
一、常见有机物的分子结构
二、有机物原子共面、共线的分析方法
1．复杂有机分子共面情况的分析思路
①以甲烷、乙烯、乙炔、苯、甲醛的分子构型为基础，将复杂的有机物分子拆分成几个部分。
②有机物分子中的氢原子被其他原子/原子团取代后，取代前后的共面情况保持不变。
③单键可以旋转，双键不能旋转。
2. 常见有机物结构的共面规律
有机物结构
共面规律
甲烷型
碳原子与其相连的4个原子为四面体结构，最多3个原子共面
只要出现一个饱和碳原子，则该有机物中不可能所有原子共面
乙烯型
每出现1个碳碳双键，则该有机物中至少有6个原子共面
乙炔型
每出现1个碳碳三键，则该有机物中至少有4个原子共线
苯型
每出现1个苯环，则该有机物中至少有12个原子共面
羰基型
每出现1个碳氧双键，则该有机物中至少有4个原子共面
对点训练
题型一：有机物的燃烧计算（单一/对比体系）
【变1-1】120℃时1体积某气态烃和4体积O2混合，完全燃烧后恢复到原来的温度和压强时，体积不变，该分子式中所含的碳原子数不可能是
A．1 B．2 C．3 D．7
【答案】D
【解析】
A、形成CH4，故A说法正确；
B、形成C2H4，故B说法正确；
C、形成C3H4，为丙炔，故C说法正确；
D、形成C7H4，不满足碳四个键，故D说法错误。
【例2】等质量的下列烃完全燃烧，消耗最多的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】
已知反应关系式：，，则有4g H消耗1mol，12g C消耗1ml，可知等质量的烃完全燃烧时，烃分子中H元素的质量分数越大，耗氧量越大；A、B、C、D中烃的最简式可分别写作、、、，则H元素质量分数：，所以耗氧量最大的是，B正确；
答案选B。
题型二：有机物的燃烧计算（混合体系）
【例3】下列有机混合物不论以何种比例混合，只要总质量一定时，充分燃烧后产生的H2O的量为定值的是（ ）
A．CH4、C2H6 B．C2H6、C3H6 C．C3H6O3、C6H12O6 D．C3H4、C3H6
【答案】C
【解析】
A．CH4和C2H6的最简式不同，二者H的含量不同，即使总质量一定，比例不同则H的质量不同，生成的水的质量就不同，A错误；
B．C2H6中和C3H6的最简式不同，二者H的含量不同，即使总质量一定，比例不同则H的质量不同，生成的水的质量就不同，B错误；
C．C3H6O3和C6H12O6的最简式相同，均为CH2O，无论二者如何混合，总质量一定，H的质量就一定，生成的水的质量就一定，C正确；
D．C3H4和C3H6的最简式不同，H的含量不同，即使总质量一定，比例不同则H的质量不同，生成的水的质量就不同，D错误。
答案选C。
【点睛】
根据H原子守恒可知，生成水的质量取决于可燃物中H的质量，H的质量=可燃物总质量×H的质量分数，可燃物总质量不变，H的含量不变，则H的质量不变，生成水的质量就不变。
【变4-1】标准状况下，某两种气态烃组成的混合气体4.48 L完全燃烧后，得到8.96 L二氧化碳(体积已折算成标准状况)和7.2 g水。则这两种气态烃可能是
A．CH4和C3H8 B．CH4和C3H4 C．C2H4和C3H4 D．C2H4和C2H6
【答案】B
【解析】
2.24L该混合气体的物质的量==0.2mol，完全燃烧生成二氧化碳的物质的量==0.4mol，水的物质的量==0.4mol，则混合气体平均分子式为C2H4；
A．CH4和C3H8混合，平均H原子数目介于4～8之间，不可能为4，故A不符合；
B．CH4和C3H4按照1：1混合，平均分子式为C2H4，故B符合；
C．C2H4和C3H4混合，平均C原子数目介于2～3之间，不可能为2，故C不符合；
D． C2H4和C2H6平均H原子数目介于4～6之间，不可能为4，故D不符合。
答案选B。
【点睛】
关键是利用平均分子组成判断烃的组成，常用方法有1、平均碳法 2、平均氢法 3、平均碳氢分子式法 4、平均式量法。
【变4-4】amL三种气态烃的混合物和足量的氧气混合点燃后，恢复到原来的状态(常温常压)，气体体积共缩小2amL(不考虑二氧化碳的溶解)。则三种烃可能的组合是
A．C2H4、C3H6、C4H8任意质量比
B．CH4、C3H6、C2H2保持C3H6∶C2H2=1∶2(物质的量之比)
C．CH4、C2H6、C3H8同条件下体积比为2∶1∶2
D．CH4、C2H4、C3H4任意体积比
【答案】D
【解析】
试题分析：设烃的混合物的平均化学式为CxHy，则：
CxHy+（x+）O2xCO2+H2O（l），体积减小
1 1+
amL 2amL
则1：（1+）=a：2a，
解得：y=4，即混合气体分子中平均含有4个H原子，A．C2H4、C3H6、C4H8分子只有C2H4含有4个H原子，C3H6、C4H8分子的氢原子数都大于4，相同条件下无论以何种比例比混合平均H原子数目均大于4，故A错误；B．CH4、C3H6、C2H2混合，应保持C3H6：C2H2=1：1（物质的量之比），故B错误；C．CH4、C2H6、C3H8的平均H原子数一定大于4，故C错误；D．CH4、C2H4、C3H4分子均含有4个H原子，相同条件下以任意比混合平均H原子数目为4，故D正确；；
故选D。
考点：考查有关混合物反应的计算。
题型三：有机物的燃烧计算（与过氧化钠结合）
【变5-1】将m克下列物质在足量O2中充分燃烧后的产物全部通过过量的Na2O2固体，充分吸收后，Na2O2增重的质量大于m克的是
A．H2和CO的混合气体 B．乙醇
C．葡萄糖（C6H12O6） D．草酸（C2H2O4）
【答案】B
【解析】
A、H2和CO的混合气体反应后Na2O2增重的质量等于m克，A错误；
B、乙醇可以看作是(CO)·C·(H2)3，所以反应后Na2O2增重的质量大于m克，B正确；
C、葡萄糖（C6H12O6）反应后Na2O2增重的质量等于m克，C错误；
D、草酸（C2H2O4）可以看作是(CO)2·O2·(H2)2，所以反应后Na2O2增重的质量小于m克，D错误.
答案选B。
题型四：有机物的共面问题
【变6-1】下列有机物分子中，所有的原子不可能处于同一平面内的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】
A.乙烯分子为平面结构，分子中的6个原子处于一个平面内，故A不符合题意；
B.1,3—丁二烯分子中的碳原子均为不饱和碳原子，则分子中所有原子可能处于同一平面内，故B不符合题意；
C.苯分子为正六边形的平面结构，分子中的12个原子共平面，故C不符合题意；
D.2—甲基—1,3—丁二烯分子中含有甲基，甲基中的饱和碳原子为四面体结构，则分子中所有原子不在同一平面内，故D符合题意；
故选D。
【变6-3】下列分子中的所有碳原子不可能处在同一平面上的是（ ）
A． B．
C． D．CH3CCCH2CH3
【答案】B
【解析】
A．苯为平面结构，该分子相当于苯环上的一个氢被丙烯基取代，不改变原来的平面结构，丙烯基的所有碳原子在同一个面上，这两个平面可以是一个平面，所以所有碳原子可能都处在同一平面上，选项A不选；
B．中含有两个苯环，每个苯环上的碳原子一定共面，但是甲基碳原子以及甲基相连的碳原子是烷烃的结构，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，选项B选；
C．苯为平面结构，该分子可以看成是两个甲苯中的甲基邻位碳原子相连形成的，每个苯环上的碳原子（包括甲基碳）一定共面，这两个平面可以是一个平面，所以所有碳原子可能都处在同一平面上，选项C不选；
D、碳碳三键是直线形结构，又因为单键可以旋转，则CH3CCCH2CH3中所有碳原子可能处于同一平面，选项D不选；
答案选B。
【点睛】
本题主要考查有机化合物的结构特点，做题时注意从甲烷、乙烯、苯的结构特点判断有机分子的空间结构。
【变7-2】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．所有碳原子都在同平面上
D．至少有16个原子共平面
【答案】D
【解析】
A．丙烷分子中3个碳原子呈锯齿形，故A错误；
B．中甲基上至少有2个氢原子不和其他原子共平面，故B错误；
C．苯环和碳碳双键均是平面形结构，碳碳单键可以旋转，所有碳原子有可能都在同一平面上，故C错误；
D．该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剩余的8个原子，至少有16个原子共平面，故D正确。
故选：D。
【变7-4】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、4、5 B．3、10、4
C．3、14、4 D．4、10、4
【答案】C
【解析】
4、7、8号三个碳原子一定共线，所以共线碳原子为3；苯环和2、3、4、5、7号碳原子构成的乙烯面可以共面，一共有11个碳原子，因为4、7、8号三个碳原子一定共线，所以8号碳原子一定也在这个面内（12个碳共面了），1号、6号碳原子也可以在这个面内（14个碳共面了）；以四个单键与其他原子连接的碳原子为四面体结构，有1号、2号、5号、6号碳原子符合。
答案选C。
【点睛】
在分析共线共面问题时，要利用几个模型：乙烯的6个原子共面，乙炔的4个原子共线，苯的12个原子共面，甲烷的五个原子中最多3个共面；另外要看清题目问的是最多还是至少。
提分特训
【题1】两种物质不论以什么质量比混合，只要混合物的质量一定，充分燃烧时产生的水的量总为定值，这组混合物是
A．乙炔和丁炔 B．乙烷和丁烷
C．苯和甲苯 D．乙炔和苯
【答案】D
【解析】
两种物质不论以什么质量比混合，只要混合物的质量一定，充分燃烧时产生的水的量总为定值，符合该条件的两种物质中H元素的质量分数相等，两种物质可能具有相同的最简式、可能互为同分异构体等，
A.乙炔的分子式为C2H2，最简式为CH，丁炔的分子式为C4H6，最简式为C2H3，乙炔和丁炔中含氢质量分数不相等，A不符合题意；
B.乙烷的分子式为C2H6，最简式为CH3，丁烷的分子式为C4H10，最简式为C2H5，乙烷和丁烷中含氢质量分数不相等，B不符合题意；
C.苯的分子式为C6H6，最简式为CH，甲苯的分子式为C7H8，最简式为C7H8，苯和甲苯中含氢质量分数不相等，C不符合题意；
D. 乙炔的分子式为C2H2，最简式为CH，苯的分子式为C6H6，最简式为CH，乙炔和苯的最简式都是CH，乙炔和苯中含氢质量分数相等，D符合题意；
答案选D。
【题2】下列说法正确的是
A．等质量的甲烷和乙烷完全燃烧，乙烷的耗氧量多
B．等物质的量的乙炔和苯完全燃烧，它们的耗氧量一样多
C．等物质的量乙烯和乙醇完全燃烧，它们的耗氧量一样多
D．总质量一定，乙炔和乙醛无论以何种比例混合，完全燃烧耗氧量不变
【答案】C
【解析】
A．烃分子CxHy中， 越大，氢元素质量分数越大，同质量烃燃烧时耗氧量越多，甲烷中=4，乙烷中=3，所以相同质量的甲烷和乙烷完全燃烧甲烷耗氧量多，故A错误；
B. 等物质的量的乙炔和苯完全燃烧，乙炔C2H2耗氧量为2.5，苯C6H6耗氧量=6+ =7.5，耗氧量不相同，故B错误；
C. 等物质的量乙烯和乙醇完全燃烧，乙烯C2H4耗氧量2+ =3，乙醇C2H6O耗氧量=2+-=3，它们的耗氧量一样多，故C正确；
D. 乙炔和乙醛分子组成不同，总质量一定，乙炔和乙醛无论以何种比例混合，完全燃烧耗氧量不同，只有当总物质的量一定时，乙炔和乙醛无论以何种比例混合，完全燃烧耗氧量不变，故D错误；
故选C。
【题3】某有机物分子的结构简式如图所示，下列相关叙述正确的是
A．该有机化合物含有3种官能团
B．该有机物分子中最多有12个碳原子在同一平面内
C．该有机物分子中最多有6个碳原子共线
D．该有机物分子中最多有14个碳原子在同一平面内
【答案】D
【解析】
A．该有机物分子中含有碳碳三键、碳碳双键2种官能团，A错误；
B．与苯环、碳碳双键直接相连的原子为平面形结构，且三键具有乙炔的直线形结构特点，饱和碳原子为四面体结构，与该碳原子在同一平面上的原子最多有2个顶点，根据三点确定一个平面的原子，该有机物分子中最多有14个碳原子在同一平面内，B错误；
C．连接碳碳三键的碳原子的苯环对角线的碳原子可共直线，共4个，C错误；
D．由选项B分析可知，该有机物分子中最多有14个碳原子在同一平面内，D正确；
故合理选项是D。
【题4】在分子中，在同一平面内的碳原子最少应有( )
A．7个 B．8个 C．9个 D．14个
【答案】C
【解析】
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；两个苯环以可以旋转的单键相连，可能异面，异面时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，另一苯环所用的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，故选C。
【点睛】
本题考查有机物的结构，为高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，注意苯环对位上的碳原子以及碳原子所连的氢原子共线
【题5】已知某兴奋剂乙基雌烯醇的结构简式如图所示。下列有关该物质的说法中正确的是
A．该物质可视为酚类
B．该物质分子中至少有6个原子共面
C．该物质分子中的所有碳原子均共面
D．该物质分子中至少有4个原子共线
【答案】B
【解析】
A、乙基雌烯醇分子中不含苯环，故A错误；B、乙基雌烯醇分子中含有一个碳碳双键，则整个分子中至少有6个原子共面，故B正确；C、乙基雌烯醇分子中含有多个饱和碳原子，则不可能所有碳原子共面，故C错误；D、该物质分子中没有碳碳叁键，除碳碳双键外，其余碳原子都饱和，无法判断共线原子的个数，故D错误。
【题6】下列烃①CH4，②C4H8，③C7H8，④C6H12分别完全燃烧，耗氧量分析不正确的是
A．等物质的量时耗氧量最多的是① B．等物质的量时③和④的耗氧量相等
C．等质量时耗氧量最大的是① D．等质量时②和④的耗氧量相等
【答案】A
【解析】
等物质的量烃，（x+y/4）越大，消耗氧气越多：①CH4，（x+y/4）=2，②C4H8，（x+y/4）=4+2=6，③C7H8，（x+y/4）=7+2=9，④C6H12，（x+y/4）=6+3=9。
A．由以上分析可知，等物质的量时耗氧量最少的是①，最多的是③和④，故A错误；
B．等物质的量时③和④的耗氧量相等，故B正确；
由C～CO2可知12gC消耗32g氧气，由2H～H2O可知2g氢消耗16g氧气，故12gH消耗96g氧气，则相同质量的烃，H元素质量分数越大消耗氧气越多，而H原子与C原子数之比越大，H元素质量分数就越大，也就是消耗氧气就越多。
①CH4，H原子与C原子数之比=4，②C4H8，H原子与C原子数之比=2，③C7H8，H原子与C原子数之比=8/7，④C6H12，H原子与C原子数之比=2。
C．由上分析可知，等质量时耗氧量最大的是①，故C正确；
D．等质量时②和④的耗氧量相等，故D正确；
故选A。
【题9】分子中共处于同一平面的原子最多有
A．24个 B．22个 C．20个 D．18个
【答案】C
【解析】
在分子中，甲基中C原子处于苯中H原子的位置，甲基通过旋转碳碳单键会有1个H原子处在苯环平面内；苯环平面与碳碳双键形成的平面通过旋转碳碳单键可以处于同一平面，乙炔是直线型结构，所以最多有12个C原子(苯环上6个、甲基中2个、碳碳双键上2个、碳碳三键上2个)共面；在甲基上可有1个氢原子共平面，-CF3中有1个F共平面，苯环上4个氢原子共平面，双键上2个氢原子共平面，因此可能共平面的原子最多有20个，故选C。
【点睛】
本题考查有机物结构中共面、共线问题，注意结合甲烷、乙烯、苯和乙炔的结构特点判断有机分子的空间结构，同时注意单键可以旋转是解答关键。
提分作业
【练1】下列5种有机物分子中，所有原子不可能处于同一平面内的有
①溴乙烷 ②丙烯 ③1，2－二氯乙烯 ④苯乙烯 ⑤甲苯
A．①②③④ B．①②⑤ C．③④⑤ D．③④
【答案】B
【解析】
①溴乙烷的结构简式为CH3CH2Br，分子中含有甲基，甲基是和甲烷具有相似的四面体空间结构，所有原子不可能处于同一平面，故①符合题意；
②丙烯的结构简式为CH3CH=CH2，分子中含有甲基，甲基是和甲烷具有相似的四面体空间结构，所有原子不可能处于同一平面，故②符合题意；
③1，2－二氯乙烯的结构简式为CHCl=CHCl，该分子可以看做是平面结构的乙烯中的2个氢原子被2个Cl原子取代后的产物，所有原子处于同一平面，故③不符合题意；
④苯乙烯可以看做苯环上的氢原子被乙烯基取代，乙烯和苯环所有原子共面，则苯乙烯中的所有原子可能共面，故④不符合题意；
⑤甲苯的结构简式为，分子中含有甲基，甲基是和甲烷具有相似的四面体空间结构，所有原子不可能处于同一平面，故⑤符合题意；
则所有原子不可能处于同一平面的有①②⑤，答案选B。
【练2】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
【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，故答案选A。
【练3】将等质量的下列各烃，完全燃烧生成CO2和H2O，耗氧量最大的是
A．CH4 B．C2H4 C．C6H6 D．C10H8
【答案】A
【解析】
由C～O2～CO2，4H～O2～2H2O可知，消耗32g氧气需要碳12g，需要H元素4g，故等质量时，有机物含氢量越大，燃烧时消耗氧气越多．
A. CH4中C、H原子数目之比为1:4；
B. C2H4中C、H原子数目之比为2:4=1:2；
C. C6H6中C、H原子数目之比为6:6=1:1；
D. C10H8中C、H原子数目之比为10:8=1:0.8；
所以CH4中H的质量分数最大，相同质量甲烷消耗氧气最多；
所以本题答案为：A。
【练4】一定温度下，w g下列物质在足量氧气中充分燃烧，产物与过量的Na2O2完全反应，过氧化钠固体增重w g，符合此要求的是
①H2 ②CO ③CO和H2 ④HCOOCH3 ⑤HOOC－COOH
A．①②③④⑤ B．④⑤
C．①②③ D．①②③④
【答案】D
【解析】
试题分析：根据反应的化学方程式2CO+O2CO2、2CO2 +2Na2O2=2Na2CO3 +O2可知相当于发生了反应CO+Na2O2 =Na2CO3，即过氧化钠增重的质量与原CO气体的质量相等。同理氢气燃烧后通入过氧化钠，增重的质量为氢气本身的质量，相当于发生了反应H2+Na2O2=2NaOH，根据题意，物质若能改写成（CO）m（H 2）n 的形式，就符合题意，答案选D。
【练5】现有下列各组物质：①甲烷和乙烯；②乙烯和乙醇；③苯和乙炔；④甲苯和邻二甲苯；⑤丙烯和2—丁烯，只要总质量一定，各组中的两种物质不论以何种比例混合，完全燃烧时生成水的质量也总是定值的是（ ）
A．②⑤ B．②③④⑤ C．③⑤ D．都不是
【答案】C
【解析】
①甲烷和乙烯：二者都是烃，但是最简式不同，说明含氢量不同，不满足题意条件，故①错误；
②乙烯和乙醇：乙醇和乙烯分子中的含H量也不相等，不符合题意，故②错误；
③苯和乙炔：二者的最简式都是CH，分子中的含H量相等，符合题意，故③正确；
④甲苯的分子式为C7H8，邻二甲苯的分子式为C8H10，二者的最简式不同，所以含氢量不同，不符合题意，故④错误；
⑤丙烯和2-丁烯：二者都是单烯烃，最简式都是CH2，含氢量相同，符合题意，故⑤正确；
故选C。
【点睛】
解答此类试题，关键是解读题意条件。本题中只要总质量一定，完全燃烧时生成水的质量也一定，则说明混合物各组分的分子中含H量相等，如果改为只要总物质的量一定，完全燃烧时生成水的质量也一定，则说明混合物各组分的分子中含H原子数相等。
【练6】下列关于的说法正确的是( )
A．该物质至少有6个碳原子在同一直线上
B．该物质与氢气完全加成的产物的一氯代物有7种
C．该物质所有原子有可能都在同一平面上
D．该物质至少有9个碳原子在同一平面上
【答案】D
【详解】
A．HC≡CH是直线型分子，苯分子是平面性分子，苯环上处于对位的两个C原子在同一条直线上，乙烯分子是平面分子，与苯环连接的含有碳碳双键的不饱和C原子与乙炔分子的2个C原子在同一条直线上，由于乙烯平面键角是120℃，所以该物质至少有5个碳原子在同一直线上，A错误；
B．该物质与H2发生完全加成反应产物中含有9种不同位置的H原子，所以其一氯代物有9种，B错误；
C．HC≡CH是直线型分子，苯分子是平面性分子，与苯环连接的碳碳三键的原子可看作是苯分子中的H原子，在苯分子平面上，乙炔分子中2个原子在苯分子平面上，则其所有原子都在这个平面上；乙烯分子是平面分子，苯分子的平面与乙烯分子的平面共直线，可以在同一个平面上；但甲烷是四面体结构，—CH3上的H原子不可能都在乙烯分子的平面上，故该物质不可能所有原子都在同一平面上，C错误；
D．HC≡CH是直线型分子，苯分子是平面性分子，处于对位的两个C原子在同一条直线上，则碳碳三键的2个碳原子在苯环平面上，碳碳双键中与苯环连接的C原子可看作是取代苯分子H原子的位置，在苯环平面上，所以该物质平面上至少含有的C原子数为2+6+1=9，D正确；
故合理选项是D。
【练7】在常温常压下，将16mL的H2、CH4、C2H2的混合气体与足量的氧气混合点燃，完全反应后，冷却到常温常压下，体积缩小了26mL，则混合气体中CH4的体积为（ ）
A．2mL B．4 mL C．8 mL D．无法求解
【答案】B
【解析】
在常温下水为液体，由于氧气充足，因此可发生反应：
CxHy+(x+)O2 xCO2+H2O(l) △V
1 (x+) x 1+
所以体积变化只与H原子数目有关，H2、C2H2的H原子数目都是2，可把它们当作一个整体，假设甲烷的体积为VmL，则H2、C2H2的总体积为(16-V)mL，(1+)×(16-V)mL+(1+)×VmL=26mL，解得V=4mL，故合理选项是B。
【练8】将等质量的下列各烃，完全燃烧生成CO2和H2O，耗氧量最大的是
A．CH4 B．C2H4 C．C2H2 D．C2H6
【答案】A
【解析】
由C～O2～CO2，4H～O2～2H2O可知，消耗32 g氧气需要碳12 g，需要H元素4 g，可见：等质量时，有机物中含氢量越大，燃烧时消耗氧气越多。
A．CH4中C、H原子数目之比为1：4；
B．C2H4中C、H原子数目之比为2：4=1：2；
C．C2H2中C、H原子数目之比为2：2=1：1；
D．C2H6中C、H原子数目之比为2：6=1：3；
可见：CH4中H的质量分数最大，故相同质量时甲烷消耗氧气最多，故合理选项是A。
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