13 实验活动8 搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点-【金版新学案】2024-2025学年高中化学必修第二册同步课堂高效讲义教师用书（人教版2019 单选）

实验活动8　搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点 1．加深对有机化合物分子结构的认识。 2．初步了解使用模型研究物质结构的方法。 分子结构模型（或橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙签等代用品）。 1．填写下表，并搭建甲烷分子的球棍模型。 甲烷 分子式 结构式 球棍模型 CH4 空间结构 正四面体 2.填写下表，并搭建乙烷、乙烯和乙炔分子的球棍模型，比较三者的空间结构。 乙烷 乙烯 乙炔 分子式 C2H6 C2H4 C2H2 结构式 H—C≡C—H 球棍模型 结构特点 碳碳键是单键，每个碳原子与其相连的4个原子形成四面体结构 碳碳键是双键，6个原子共平面 碳碳键是三键，4个原子共直线 1．通过乙烷、乙烯、乙炔分子球棍模型的搭建，归纳碳原子的成键特征和各类烃分子中的化学键类型。 提示：(1)碳原子成键特征：碳原子最外层有4个电子，可以和其他原子形成4个共价键，既可以形成单键也可以形成双键或三键。 (2)烷烃、烯烃、炔烃分子中的化学键类型。 类型 烷烃 烯烃 炔烃 代表物 乙烷 乙烯 乙炔 结构式 H—C≡C—H 化学键类型 碳碳单键、碳氢单键 碳碳双键、碳氢单键 碳碳三键、碳氢单键 2.根据二氯甲烷的结构式推测其是否有同分异构体。 提示：二氯甲烷可以看作甲烷分子中的2个氢原子被2个氯原子取代的产物，根据甲烷的分子结构，二氯甲烷的分子结构是以碳原子为中心，2个氢原子和2个氯原子为4个顶点的四面体结构，C—H的键长小于C—Cl的键长，故分子结构不为正四面体，不存在同分异构体。 3．请你与组内同学合作，用不同颜色和大小的小球分别代表碳原子和氢原子，尽可能多地搭建符合以下两种分子式的烷烃分子的球棍模型，并将相应的结构式和结构简式填入表中。 物质 结构式 结构简式 C4H10 CH3—CH2—CH2—CH3 续表 C4H10两种结构与C5H12三种结构在分子结构上的相同之处为　　　　，不同之处为　　　　。 提示：分子式相同　结构不同 学生用书第103页 4.分子中含有4个碳原子的烃可能有多少种结构？ 提示：根据碳原子的成键特点，碳原子间可以形成单键、双键、三键，也可以形成碳链或碳环，故4个碳原子组成的常见烃可能有10种结构。 (1)形成烷烃，结构简式为CH3CH2CH2CH3、。 (2)形成烯烃，结构简式为CH2===CH—CH2—CH3、、CH3—CH===CH—CH3、CH2===CH—CH===CH2。 (3)形成炔烃，结构简式为CH≡C—CH2—CH3、CH3—C≡C—CH3。 (4)形成环烷烃，结构简式为、。 1．下列化学用语正确的是(　　) A．乙醇的结构式为CH3—CH2—OH B．丙烷的空间填充模型为 C．四氯化碳的电子式为 D．溴乙烷的分子式为C2H5Br 答案：D 解析：乙醇的结构式为，A错误；B项中为丙烷的球棍模型，B错误；四氯化碳的电子式为，C错误。 2．下列对有机物的叙述正确的是(　　) A．有两种结构 B．只有一种结构 C．含有非极性键 D．有四种结构 答案：B 解析：甲烷分子的空间结构是正四面体。该有机物可看成甲烷分子中的氢原子分别被两个氯原子、两个氟原子取代，其结构变为四面体，碳原子位于四面体的中心位置，两个氯原子、两个氟原子不管从哪个方向与碳原子相连，均处在相邻的位置，故该有机物只有一种结构，A、D项错误，B项正确；该有机物中的化学键全部是极性键，C项错误。 3．现有①②③三种烃，它们的球棍模型如图所示： 下列说法正确的是(　　) A．①②③三种烃为同系物 B．①和③结构相似，为同系物 C．①②③三种烃都属于烷烃 D．③的结构为平面结构 答案：B 解析：根据分子的球棍模型，①的分子式为CH4，②的分子式为C2H4，③的分子式为C2H6，则①和③为同系物，故A错误，B正确；CH4和CH3CH3为烷烃，故C错误；CH3CH3的结构为空间结构，不为平面结构，故D错误。 4．（2024·泉州市期中）完成下列填空： (1)有机化合物中，碳原子之间可以形成　　　　或 碳环。某有机物的结构简式如图，则该有机物　　　　（填“属于”或“不属于”）烷烃。 (2)观察下面几种烷烃的球棍模型： ①A的结构简式为　　　　　　　　，B的最简式为　　　　　　　　。 ②C的名称为　　　　，D的分子式为　　　　。 ③随碳原子数增加，烷烃的熔、沸点依次_______________________________________。 (3)若CH4、C2H6、C3H8、C4H10四种烃各为1 mol，在足量O2中燃烧，消耗O2最多的是　　　　（填化学式，下同）；上述四种烃各为1 g，在足量O2中燃烧，消耗O2最多的是　　　　；1 mol C3H8在足量O2中燃烧，消耗　　　　 mol O2。 (4)写出乙烷生成一氯乙烷的化学方程式：__________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)碳链　属于　(2)①CH3CH2CH3　C2H5　②正戊烷　C5H12　③增大　(3)C4H10　CH4　5　(4)CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl 解析：(1)有机化合物中，碳原子之间可以形成碳链或碳环。从结构简式看，图示的有机物的碳原子之间只含有碳碳单键，为链烃，且只有碳氢两种元素，则该有机物属于烷烃。(2)①A的结构简式为CH3CH2CH3，B的结构简式为CH3CH2CH2CH3，最简式为C2H5。②C的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH3，名称为正戊烷，D的结构简式为CH3CH2CH(CH3)2，分子式为C5H12。③烷烃都由分子构成，其熔、沸点的高低由分子间作用力的大小决定。烷烃结构相似，随着碳原子数目增加，相对分子质量增加，熔、沸点依次增大。(3)由关系式C～O2～CO2、4H～O2～2H2O可得到以下关系式1 mol CxHy的耗氧量为x＋，1 mol CH4～2 mol O2、1 mol C2H6～3.5 mol O2、1 mol C3H8～5 mol O2，1 mol C4H10～6.5 mol O2，则在足量O2中燃烧，消耗O2最多的是C4H10；上述四种烃各为1 g时，氢元素质量分数越高则耗氧量越大，甲烷的氢元素质量分数最高、故消耗O2最多的是CH4；由关系式1 mol C3H8～5 mol O2，则1 mol C3H8消耗O2 5 mol。(4)乙烷与Cl2在光照下反应生成CH3CH2Cl与HCl，则生成一氯乙烷的化学方程式为CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl。 5．下面A～I是几种有机物分子的球棍模型，据此回答下列问题： (1)等质量的上述物质完全燃烧，消耗氧气最多的是　　　　（填字母）。 (2)能使酸性KMnO4溶液褪色的是　　　　　　（填字母）。 (3)G与氢气完全加成后，所得产物的一卤代物有　　　　种。 (4)写出C与溴水反应的化学方程式：_____________________________________ ________________________________________________________________________， 该有机反应类型为____________________________________________________。 (5)写出H与I的官能团名称： H　　　　、I　　　　　　。 答案：(1)A　(2)CDGH　(3)5　(4)CH2===CH2＋Br2→　加成反应　(5)羟基　羧基 解析：(1)等质量的题述物质完全燃烧，则分子中氢元素的质量分数越高，消耗氧气越多，故消耗氧气最多的是CH4，选A。(2)能使酸性KMnO4溶液褪色的是含有碳碳双键的C2H4、含有碳碳三键的C2H2、含有醇羟基的CH3CH2OH、苯环支链碳上有氢原子的C7H8，可被氧化为，故选CDGH。(3)G是甲苯，与氢气完全加成后，所得产物为甲基环己烷，其一卤代物有5种，分别是氯原子连接在：甲基上、与甲基连接同一个碳原子、与甲基邻、间、对位碳原子上。(4)C是乙烯，与溴水反应的化学方程式：CH2===CH2＋Br2→；溴原子连接到打开碳碳双键的碳原子上，该反应是加成反应。(5)H的结构简式为CH3CH2OH，I的结构简式为CH3COOH，官能团分别是—OH、—COOH，名称分别是羟基、羧基。 学生用书第104页 学科网（北京）股份有限公司 $$