高中 化學 必修 第二冊 第七章 有機化合物《實驗活動8 搭建球棍模型認識有機化合物分子結構的特點》教學設計

實驗活動8搭建球棍模型認識有機化合物分子結構的特點1．加深對有機化合物分子結構的認識。2．初步了解使用模型研究物質結構的方法。分子結構模型（或橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙簽等代用品）。1．填寫下表，并搭建甲烷分子的球棍模型。甲烷分子式結構式球棍模型CH4空間結構正四面體2.填寫下表，并搭建乙烷、乙烯和乙炔分子的球棍模型，比較三者的空間結構。乙烷乙烯乙炔分子式C2H6C2H4C2H2結構式H—C≡C—H球棍模型結構特點碳碳鍵是單鍵，每個碳原子與其相連的4個原子形成四面體結構碳碳鍵是雙鍵，6個原子共平面碳碳鍵是三鍵，4個原子共直線1．通過乙烷、乙烯、乙炔分子球棍模型的搭建，歸納碳原子的成鍵特征和各類烴分子中的化學鍵類型。提示：(1)碳原子成鍵特征：碳原子最外層有4個電子，可以和其他原子形成4個共價鍵，既可以形成單鍵也可以形成雙鍵或三鍵。(2)烷烴、烯烴、炔烴分子中的化學鍵類型。類型烷烴烯烴炔烴代表物乙烷乙烯乙炔結構式H—C≡C—H化學鍵類型碳碳單鍵、碳氫單鍵碳碳雙鍵、碳氫單鍵碳碳三鍵、碳氫單鍵2.根據(jù)二氯甲烷的結構式推測其是否有同分異構體。提示：二氯甲烷可以看作甲烷分子中的2個氫原子被2個氯原子取代的產物，根據(jù)甲烷的分子結構，二氯甲烷的分子結構是以碳原子為中心，2個氫原子和2個氯原子為4個頂點的四面體結構，C—H的鍵長小于C—Cl的鍵長，故分子結構不為正四面體，不存在同分異構體。3．請你與組內同學合作，用不同顏色和大小的小球分別代表碳原子和氫原子，盡可能多地搭建符合以下兩種分子式的烷烴分子的球棍模型，并將相應的結構式和結構簡式填入表中。物質結構式結構簡式C4H10CH3—CH2—CH2—CH3續(xù)表C4H10兩種結構與C5H12三種結構在分子結構上的相同之處為，不同之處為。提示：分子式相同結構不同4.分子中含有4個碳原子的烴可能有多少種結構？提示：根據(jù)碳原子的成鍵特點，碳原子間可以形成單鍵、雙鍵、三鍵，也可以形成碳鏈或碳環(huán)，故4個碳原子組成的常見烴可能有10種結構。(1)形成烷烴，結構簡式為CH3CH2CH2CH3、。(2)形成烯烴，結構簡式為CH2===CH—CH2—CH3、、CH3—CH===CH—CH3、CH2===CH—CH===CH2。(3)形成炔烴，結構簡式為CH≡C—CH2—CH3、CH3—C≡C—CH3。(4)形成環(huán)烷烴，結構簡式為、。1．下列化學用語正確的是()A．乙醇的結構式為CH3—CH2—OHB．丙烷的空間填充模型為C．四氯化碳的電子式為D．溴乙烷的分子式為C2H5Br答案：D解析：乙醇的結構式為，A錯誤；B項中為丙烷的球棍模型，B錯誤；四氯化碳的電子式為，C錯誤。2．下列對有機物的敘述正確的是()A．有兩種結構 B．只有一種結構C．含有非極性鍵 D．有四種結構答案：B解析：甲烷分子的空間結構是正四面體。該有機物可看成甲烷分子中的氫原子分別被兩個氯原子、兩個氟原子取代，其結構變?yōu)樗拿骟w，碳原子位于四面體的中心位置，兩個氯原子、兩個氟原子不管從哪個方向與碳原子相連，均處在相鄰的位置，故該有機物只有一種結構，A、D項錯誤，B項正確；該有機物中的化學鍵全部是極性鍵，C項錯誤。3．現(xiàn)有①②③三種烴，它們的球棍模型如圖所示：下列說法正確的是()A．①②③三種烴為同系物B．①和③結構相似，為同系物C．①②③三種烴都屬于烷烴D．③的結構為平面結構答案：B解析：根據(jù)分子的球棍模型，①的分子式為CH4，②的分子式為C2H4，③的分子式為C2H6，則①和③為同系物，故A錯誤，B正確；CH4和CH3CH3為烷烴，故C錯誤；CH3CH3的結構為空間結構，不為平面結構，故D錯誤。4．（2024·泉州市期中）完成下列填空：(1)有機化合物中，碳原子之間可以形成或碳環(huán)。某有機物的結構簡式如圖，則該有機物（填“屬于”或“不屬于”）烷烴。(2)觀察下面幾種烷烴的球棍模型：①A的結構簡式為，B的最簡式為。②C的名稱為，D的分子式為。③隨碳原子數(shù)增加，烷烴的熔、沸點依次_______________________________________。(3)若CH4、C2H6、C3H8、C4H10四種烴各為1mol，在足量O2中燃燒，消耗O2最多的是（填化學式，下同）；上述四種烴各為1g，在足量O2中燃燒，消耗O2最多的是；1molC3H8在足量O2中燃燒，消耗molO2。(4)寫出乙烷生成一氯乙烷的化學方程式：__________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)碳鏈屬于(2)①CH3CH2CH3C2H5②正戊烷C5H12③增大(3)C4H10CH45(4)CH3CH3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照),\s\do5())CH3CH2Cl＋HCl解析：(1)有機化合物中，碳原子之間可以形成碳鏈或碳環(huán)。從結構簡式看，圖示的有機物的碳原子之間只含有碳碳單鍵，為鏈烴，且只有碳氫兩種元素，則該有機物屬于烷烴。(2)①A的結構簡式為CH3CH2CH3，B的結構簡式為CH3CH2CH2CH3，最簡式為C2H5。②C的結構簡式為CH3CH2CH2CH2CH3，名稱為正戊烷，D的結構簡式為CH3CH2CH(CH3)2，分子式為C5H12。③烷烴都由分子構成，其熔、沸點的高低由分子間作用力的大小決定。烷烴結構相似，隨著碳原子數(shù)目增加，相對分子質量增加，熔、沸點依次增大。(3)由關系式C～O2～CO2、4H～O2～2H2O可得到以下關系式1molCxHy的耗氧量為x＋eq\f(y,4)，1molCH4～2molO2、1molC2H6～3.5molO2、1molC3H8～5molO2，1molC4H10～6.5molO2，則在足量O2中燃燒，消耗O2最多的是C4H10；上述四種烴各為1g時，氫元素質量分數(shù)越高則耗氧量越大，甲烷的氫元素質量分數(shù)最高、故消耗O2最多的是CH4；由關系式1molC3H8～5molO2，則1molC3H8消耗O25mol。(4)乙烷與Cl2在光照下反應生成CH3CH2Cl與HCl，則生成一氯乙烷的化學方程式為CH3CH3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照),\s\do5())CH3CH2Cl＋HCl。5．下面A～I是幾種有機物分子的球棍模型，據(jù)此回答下列問題：(1)等質量的上述物質完全燃燒，消耗氧氣最多的是（填字母）。(2)能使酸性KMnO4溶液褪色的是（填字母）。(3)G與氫氣完全加成后，所得產物的一鹵代物有種。(4)寫出C與溴水反應的化學方程式：_____________________________________________________________________________________________________________，該有機反應類型為____________________________________________________。(5)寫出H與I的官能團名稱：H、I。答案：(1)A(2)CDGH(3)5(4)CH2===CH2＋Br2→加成反應(5)羥基羧基解析：(1)等質量的題述物質完全燃燒，則分子中氫元素的質量分數(shù)越高，消耗氧氣越多，故消耗氧氣最多的是CH4，選A。(2)能使酸性KMnO4溶液褪色的是含有碳碳雙鍵的C2H4、含有碳碳三鍵的C2H2、含有醇羥基的CH3CH2OH、苯環(huán)支鏈碳上有氫原子的C7H8，可被氧化為，故選CDGH。(3)G是甲苯，與氫氣完全加成后，所得產物為甲基環(huán)己