第7章 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-【优学精讲】2024-2025学年高中化学必修第二册教用Word（人教版）

本高中化学讲义核心围绕有机化合物分子结构特点，以甲烷正四面体结构为起点，通过搭建球棍模型，系统对比乙烷（单键、立体结构）、乙烯（双键、平面结构）、乙炔（三键、直线结构）的分子式、结构式及空间结构，归纳碳原子成键特征及结构与性质的关系，构建学习支架。 该资料以模型搭建为核心，融合科学探究与实践，学生通过动手操作直观理解分子空间结构，结合对比分析（如乙烷与乙烯的结构差异及化学性质不同）培养科学思维，配套规律方法（原子共面分析）和迁移应用练习，课中辅助教师直观教学，课后帮助学生巩固结构决定性质的化学观念，查漏补缺。

搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点 【实验目的】 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。 【实验用品】 　分子结构模型（或橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙签等代用品）。 【实验步骤】 1.填写下表，认识甲烷分子结构，搭建甲烷分子的球棍模型。 甲烷 分子式 结构式 球棍模型 　CH4　 结构 特点 （1）甲烷分子中的5个原子形成　正四面体　结构。 （2）碳原子位于正四面体的　中心　，4个氢原子分别位于　4个顶点　。 （3）分子中的4个C—H键长度　相同　，相互之间的夹角　相等　 2.填写下表，搭建乙烷、乙烯和乙炔分子的球棍模型，比较三者结构。 物质 乙烷 乙烯 乙炔 分子式 　C2H6　 　C2H4　 　C2H2　 电子式 结构式 　　 　H—C≡C—H　 物质 乙烷 乙烯 乙炔 碳原子间的化学键　 碳碳　单　键 碳碳　双　键 碳碳　三　键 球棍模型 空间结构 　立体　结构，分子中原子不在同一平面内 平面结构，分子中所有原子处于同一平面内 　直线　结构，分子中所有原子处于同一直线上 物质 乙烷 乙烯 乙炔 分子 结构 特点 分子中碳原子以4个单键与其他原子相连，碳原子与其相连的4个原子形成四面体结构 分子中碳原子之间以碳碳双键相连，分子中6个原子共平面 分子中碳原子之间以碳碳三键相连，分子中4个原子共直线 1.根据以上搭建的球棍模型，归纳碳原子的成键特征。 提示：碳原子形成4个共价键，碳原子之间可以形成碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键。 2.依据乙烷和乙烯分子结构的不同，分析二者化学性质的差异。 提示：乙烷分子中碳原子之间存在的是碳碳单键，稳定性强，能发生取代反应，不能发生加成反应，不能被酸性KMnO4溶液氧化；乙烯分子中碳原子之间存在的是碳碳双键，活泼性强，能发生加成反应，能被酸性KMnO4溶液氧化。 3.分子中所有原子共平面吗？ 提示：分子中含有甲基，故所有原子不可能共平面。 【规律方法】 　结构不同的基团连接后原子共面分析 （1）直线形基团与平面形基团连接，则所有原子共平面。 如苯乙炔所有原子共平面。 （2）平面形基团与平面形基团连接，如果两个平面结构通过单键相连，由于单键的旋转性，两个平面可能重合。 如苯乙烯分子中共平面原子至少有12个，最多16个。 （3）平面形基团与立体形基团连接，如甲基与平面结构通过单键相连，则由于单键的旋转性，甲基的一个氢原子可能与甲基中碳原子及平面结构的所有原子共平面。 【迁移应用】 1.下列关于乙烷、乙烯、乙炔的说法正确的是（　　） ①它们既不是同系物，也不是同分异构体 ②乙烷属于饱和烃，乙烯、乙炔属于不饱和烃 ③乙烯、乙炔能使溴水褪色，乙烷不能使溴水褪色 ④它们都能燃烧 ⑤它们都能使酸性KMnO4溶液褪色 A.①③④ B.①②③⑤ C.②③④⑤ D.①②③④ 解析：D　⑤乙烯和乙炔都能被酸性KMnO4溶液氧化而使溶液褪色，乙烷性质稳定，和KMnO4溶液不反应，所以不能使溶液褪色，错误；①②③④正确。 2.结构简式为的有机物分子中，处于同一平面的碳原子最多有（　　） A.10个 B.9个 C.8个 D.6个 解析：A　该有机物结构可写为 ，共平面的碳原子最多有10个。 3.已知碳碳单键可以绕键轴自由旋转。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.丙烯所有原子均在同一平面上 C.所有碳原子一定在同一平面上 D.至少有16个原子共平面 解析：D　丙烷分子中3个碳原子不在同一直线上，A错误；甲基中的C原子与其所连的四个原子为四面体结构，CH3—CHCH2中甲基上至少有两个氢不在碳碳双键所在平面，B错误；因为六元环结构中有4个饱和的碳原子，故环状结构不是平面结构，所有碳原子不可能在同一平面上，C错误；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的8个原子，所以至少有16个原子共平面，D正确。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $