内容正文:
第七章 有机化合物
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
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
学会使用球棍模型,搭建甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等简单有机物分子模型。
认识碳原子四价成键特点,区分碳碳单键、双键、三键,掌握典型有机物的空间结构。
通过搭建模型,直观认识同分异构现象,理解有机物种类繁多的原因。
提升空间想象、动手操作与合作探究能力,建立用模型法研究有机物结构的思维。
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
能借助球棍模型认识有机物的原子连接方式和空间构型,发展宏观辨识与微观探析素养。
运用模型认知方法,理解碳原子成键规律和同分异构现象,形成结构认知模型。
动手实验探究,体会模型在化学研究中的作用,培养科学探究与严谨求实的科学态度。
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
[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)。
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点
1.搭建甲烷分子的球棍模型。
甲烷的球棍模型:
环节一:认识甲烷的结构
学习目标
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情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点
甲烷
分子式 结构式
CH4
环节一:认识甲烷的结构
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点
甲烷
结构特点
1.正四面体空间结构,碳原子位于中心,4个氢原子位于4个顶点。
2.4个C-H是极性键,键长相等。
3.4个C-H之间的夹角(键角)相等,都是109°28′。
4.4个氢原子在空间位置上是等同的,用1个氯原子取代任意1个氢原子都得到相同的物质,及一氯甲烷没有同分异构体;用2个氯原子取代任意2个氢原子得到相同的物质,即二氯甲烷也没有同分异构体;同样,三氯甲烷和四氯甲烷都是各自只有一种结构。
环节一:认识甲烷的结构
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点
2.搭建乙烷、乙烯和乙炔分子的球棍模型,比较三者的立体结构。
(1)搭建模型
乙烷 乙烯 乙炔
环节二:乙烷、乙烯和乙炔分子立体结构比较
学习目标
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情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点
(2)结构比较
乙烷 乙烯 乙炔
分子式 结构式 分子式 结构式 分子式 结构式
C2H6
C2H4
C2H2
H—C≡C—H
环节二:乙烷、乙烯和乙炔分子立体结构比较
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点
(2)结构比较
乙烷 乙烯 乙炔
结构特点 结构特点 结构特点
1.立体结构
2.键角:和甲烷键角相近
3.1个分子内有1个C-C(非极性键)和6个C-H(极性键)
4.6个氢原子的位置等同
1.平面结构
2.键角:120°
3.1个分子内有1个C=C(非极性键)和4个C-H(极性键)
4.4个氢原子的位置等同
1.平面结构
2.键角:180°
3.1个分子内有1个C≡C(非极性键)和2个C-H(极性键)
4.2个氢原子的位置等同
环节二:乙烷、乙烯和乙炔分子立体结构比较
学习目标
课程标准
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知识建构
检测反馈
搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点
1.通过以上有机物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。
在有机化合物中,碳原子都是形成4个共价键,可以形成单键、双键或三键。
单键:C-C(非极性键);C-H(极性键)双键:C=C(非极性键)三键:C≡C(非极性键)
【烃分子中化学键的类型】
【碳原子的成键特征】
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搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点
1.通过以上有机物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。
链烃
烷烃 化学键类型C—C、C—H
烯烃 化学键类型C==C、C—C、C—H
炔烃 化学键类型C≡C、C—C、C—H
环烃
环烷烃:化学键类型C—C、C—H,环状结构
苯和苯的同系物:化学键类型含有苯环
烃
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搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点
2.根据二氯甲烷的结构式推测其是否有同分异构体,并通过搭建球棍模型进行验证,体会结构式与分子立体结构之间的关系。
二氯甲烷的结构式为 ,若二氯甲烷是平面结构,则有同
分异构体( ),但二氯甲烷是四面体结构,所以没有同分
异构体。因此,结构式并不能反映分子的立体结构。
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搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点
3.分子中含有4个碳原子的烃可能有多少种结构?尝试用球棍模型进行探究。
烷烃 ①
烯烃 ②
二烯烃 ③
炔烃 ④
二炔烃 ⑤
烯炔烃 ⑥
CH3CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)2
CH2=CHCH2CH3、CH3CH=CHCH3、CH2=C(CH3)2
CH2=CH—CH=CH2
HC≡C—CH2CH3、CH3—C≡C—CH3
HC≡C—C≡CH
HC≡C—CH=CH2
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搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点
3.分子中含有4个碳原子的烃可能有多少种结构?尝试用球棍模型进行探究。
环烷烃 ⑦
正四面体烷 ⑧
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1.(2022·银川高一检测)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
√
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2.如图是四种常见有机物的空间填充模型。下列说法不正确的是
A.甲分子中4个氢原子被氯原子代替,
其空间结构不变
B.乙分子的电子式为 ,最简式为CH2
C.丙中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键
D.丁在稀硫酸作用下可与乙酸发生取代反应
√
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3.现有①②③三种烃,它们的球棍模型如下图所示。
下列说法正确的是
A.①②③三种烃互为同系物
B.①和③结构相似,互为同系物
C.①②③三种烃都属于烷烃
D.③的结构为平面结构
√
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4.(2022·重庆高一期末)如图是立方烷(C8H8)的球棍模型,下列有关说法错误的是
A.立方烷中含共价键
B.立方烷属于有机化合物
C.立方烷和苯(C6H6)互为同系物
D.立方烷中碳、氢元素的质量比为12∶1
√
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5.某些有机化合物的分子模型如图所示。
回答下列问题:
(1)属于空间填充模型的是_______(填“甲”
“乙”“丙”“丁”或“戊”,下同)。
乙、丙能表示原子的相对大小及连接形式,属于空间填充模型。
乙、丙
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(2)表示同一种有机化合物的是________。
甲、丙分别是甲烷的球棍模型与空间填充模型,表示同一种有机化合物。
甲、丙
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(3)上述有机物,互为同系物的是______________
_______,通式为______________。
甲、乙、丙、丁、戊的分子式为CH4、C2H6、CH4、C3H8、C5H12,通式为CnH2n+2(n≥1)。
甲(或丙)、乙、
丁、戊
CnH2n+2(n≥1)
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(4)含碳量最低的是________,含氢量最低的分子
中氢元素的质量分数是_____(保留三位有效数字)。
链状烷烃的通式为CnH2n+2,随n值增大,碳元素的质量分数逐渐增大,故含碳量最低的是甲烷,含氢量最低的分子是戊烷,戊烷中氢元素的
质量分数是 ×100%≈16.7%。
甲(或丙)
16.7%
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