高考化学 例析有机物空间结构的考查形式

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1、例析有机物空间结构的考查形式一、根据有机物的空间结构求分子式例1、某化合物含碳、氢、氮三种元素，分子内有4个氮原子，且4个氮原子排列成内空间的四面体，每两个氮原子间都有一个碳原子，已知分子内没有碳碳双键，则该化合物的分子式为（）A．C6H12N4B．C6H10N4C．C4H8N4D．C6H8N4解析：当分子内的4个氮原子排列成内空间的四面体时，能形成6个N—N共价键，又每两个氮原子间都有一个碳原子，所以分子中共有6个碳原子。每个氮原子形成了3个共价键，即氮原子达到饱和状态，不需要结合氢原子；由于分子内没有碳碳双键，所以每个碳原子需再结合2个氢原

2、子才能达到4个共价键的饱和状态，即分子内共有12个氢原子，所以该有机物的分子式为C6H12N4，故答案选择A。例2、近年来，科学家发现由100个碳原子构成具有完美对称性的C100分子，最内部是由20个碳原子构成的正12面体，外层的60个碳原子形成12个独立的正五边形，处于中间层的20个碳原子将内、外层碳原子连结在一起，当C100与足量氢气完全反应时，每个碳原子形成四个共价单键，其产物的分子式应为（）A．C100H60B．C100H20C．C100H12D．C100H40解析：最内层的20个碳原子之间形成C—C共价键，每个碳原子被3个面共用，即层

3、内的碳原子均形成了3个C—C共价键，另外一个键与中间层的碳原子形成C—C共价键，最内层碳原子达到了饱和状态。中间层20个碳原子之间形成C—C共价键，每个碳原子与最内层碳原子形成一个C—C共价键，这样中间层碳原子已经形成了2个共价键，另外2个共价键与最外层碳原子结合，也达到了饱和状态。最外层60个碳原子形成12个独立的正五边形，除层内C—C共价键外，还需共价键数为60×4-2×60==60，最外层与中间层形成共价键数为20×2==40，最后剩余的20个共价键需要碳原子与20个氢原子形成。所以产物的分子式应为C100H20。故答案选择B。二、根据有

4、机物的空间结构求同分异构体数目例3、“立方烷”是一种新合成的烃，其分子为正方体结构。(1)立方烷的分子式。(2)该立方烷的二氯代物具有同分异构体的数目。解析：由“立方烷”的分子结构为正方体可以看出，在正方体的8个顶点上分别有1个碳原子，每个碳原子能形成3个碳碳共价键，又由于每个碳原子要形成4个共价键，所以每个碳还要形成1个碳氢键，即一个碳原子分别存在3个碳碳键和1个碳氢键，所以立方烷的分子式为C8H8。在立方烷中，碳与碳的位置关系有三种，即在同条棱的相邻关系、面对角线关系和体对角线关系，且每一个碳原子上连有一个氢原子。若有一个氯原子取代立方烷中

5、一个碳原子上的氢原子时，则另一个氯原子可以取代的氢原子也有三种情况，即在同条棱上的碳原子上的氢原子、面对角线上碳原子上的氢原子和体对角线上碳原子上的氢原子。所以立方烷的二氯代物的同分异构体有3种。三、根据有机物的空间结构判断有关原子的位置关系─C≡C─CH3CHF2─CH==CH─例4、有关分子结构的叙述中，正确的是（）A．除苯环以外的其余碳原子有可能都在一条直线上B．除苯环以外的其余碳原子不可能都在一条直线上C．12个碳原子不可能都在同一平面上D．12个碳原子有可能都在同一平面上解析：由于甲烷、乙烯、乙炔和苯分别为空间正四面体型、平面型、直线

6、型和平面型结构，即在甲烷的空间正四面体型中，碳原子位于正四面体的中心，四个氢原子位于正四面体的四个顶点上，最多有三个原子共平面；在乙烯分子中，四个氢原子和两个碳原子共平面；乙炔分子中两个氢原子和两个碳原子在同一条直线上，而苯分子中的六个碳原子和六个氢原子在同一个平面上。将题中所给物质根据结构分解成常见甲烷的正四面体型、乙烯和苯的平面型结构和乙炔的直线型，由于碳干结构可以通过碳碳单键旋转，所以12个碳原子有可能都在同一平面上，但除苯环以外的其余碳原子不可能都在一条直线上。所以答案选择BD。w.w.w.k.s.5.u.c.o.mwww.ks5u.c

7、om