高中 化學(xué) 必修 第二冊 第七章 有機(jī)化合物《實(shí)驗(yàn)活動(dòng)8 搭建球棍模型認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)》教學(xué)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)活動(dòng)8搭建球棍模型認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1．加深對有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。2．初步了解使用模型研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法。分子結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)式球棍模型CH4空間結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)。乙烷乙烯乙炔分子式C2H6C2H4C2H2結(jié)構(gòu)式H—C≡C—H球棍模型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)碳碳鍵是單鍵，每個(gè)碳原子與其相連的4個(gè)原子形成四面體結(jié)構(gòu)碳碳鍵是雙鍵，6個(gè)原子共平面碳碳鍵是三鍵，4個(gè)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(xué)鍵類型。提示：(1)碳原子成鍵特征：碳原子最外層有4個(gè)電子，可以和其他原子形成4個(gè)共價(jià)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(xué)鍵類型。類型烷烴烯烴炔烴代表物乙烷乙烯乙炔結(jié)構(gòu)式H—C≡C—H化學(xué)鍵類型碳碳單鍵、碳?xì)鋯捂I碳碳雙鍵、碳?xì)鋯捂I碳碳三鍵、碳?xì)鋯捂I2.根據(jù)二氯甲烷的結(jié)構(gòu)式推測其是否有同分異構(gòu)體。提示：二氯甲烷可以看作甲烷分子中的2個(gè)氫原子被2個(gè)氯原子取代的產(chǎn)物，根據(jù)甲烷的分子結(jié)構(gòu)，二氯甲烷的分子結(jié)構(gòu)是以碳原子為中心，2個(gè)氫原子和2個(gè)氯原子為4個(gè)頂點(diǎn)的四面體結(jié)構(gòu)，C—H的鍵長小于C—Cl的鍵長，故分子結(jié)構(gòu)不為正四面體，不存在同分異構(gòu)體。3．請你與組內(nèi)同學(xué)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(yīng)的結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)簡式填入表中。物質(zhì)結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡式C4H10CH3—CH2—CH2—CH3續(xù)表C4H10兩種結(jié)構(gòu)與C5H12三種結(jié)構(gòu)在分子結(jié)構(gòu)上的相同之處為，不同之處為。提示：分子式相同結(jié)構(gòu)不同4.分子中含有4個(gè)碳原子的烴可能有多少種結(jié)構(gòu)？提示：根據(jù)碳原子的成鍵特點(diǎn)，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(gè)碳原子組成的常見烴可能有10種結(jié)構(gòu)。(1)形成烷烴，結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2CH2CH3、。(2)形成烯烴，結(jié)構(gòu)簡式為CH2===CH—CH2—CH3、、CH3—CH===CH—CH3、CH2===CH—CH===CH2。(3)形成炔烴，結(jié)構(gòu)簡式為CH≡C—CH2—CH3、CH3—C≡C—CH3。(4)形成環(huán)烷烴，結(jié)構(gòu)簡式為、。1．下列化學(xué)用語正確的是()A．乙醇的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)式為，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)中為丙烷的球棍模型，B錯(cuò)誤；四氯化碳的電子式為，C錯(cuò)誤。2．下列對有機(jī)物的敘述正確的是()A．有兩種結(jié)構(gòu) B．只有一種結(jié)構(gòu)C．含有非極性鍵 D．有四種結(jié)構(gòu)答案：B解析：甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)是正四面體。該有機(jī)物可看成甲烷分子中的氫原子分別被兩個(gè)氯原子、兩個(gè)氟原子取代，其結(jié)構(gòu)變?yōu)樗拿骟w，碳原子位于四面體的中心位置，兩個(gè)氯原子、兩個(gè)氟原子不管從哪個(gè)方向與碳原子相連，均處在相鄰的位置，故該有機(jī)物只有一種結(jié)構(gòu)，A、D項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；該有機(jī)物中的化學(xué)鍵全部是極性鍵，C項(xiàng)錯(cuò)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(jié)構(gòu)相似，為同系物C．①②③三種烴都屬于烷烴D．③的結(jié)構(gòu)為平面結(jié)構(gòu)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(cuò)誤，B正確；CH4和CH3CH3為烷烴，故C錯(cuò)誤；CH3CH3的結(jié)構(gòu)為空間結(jié)構(gòu)，不為平面結(jié)構(gòu)，故D錯(cuò)誤。4．（2024·泉州市期中）完成下列填空：(1)有機(jī)化合物中，碳原子之間可以形成或碳環(huán)。某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式如圖，則該有機(jī)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(jié)構(gòu)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(diǎn)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(xué)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(xué)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(jī)化合物中，碳原子之間可以形成碳鏈或碳環(huán)。從結(jié)構(gòu)簡式看，圖示的有機(jī)物的碳原子之間只含有碳碳單鍵，為鏈烴，且只有碳?xì)鋬煞N元素，則該有機(jī)物屬于烷烴。(2)①A的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2CH3，B的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2CH2CH3，最簡式為C2H5。②C的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2CH2CH2CH3，名稱為正戊烷，D的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2CH(CH3)2，分子式為C5H12。③烷烴都由分子構(gòu)成，其熔、沸點(diǎn)的高低由分子間作用力的大小決定。烷烴結(jié)構(gòu)相似，隨著碳原子數(shù)目增加，相對分子質(zhì)量增加，熔、沸點(diǎn)依次增大。(3)由關(guān)系式C～O2～CO2、4H～O2～2H2O可得到以下關(guān)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(shí)，氫元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高則耗氧量越大，甲烷的氫元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高、故消耗O2最多的是CH4；由關(guān)系式1molC3H8～5molO2，則1molC3H8消耗O25mol。(4)乙烷與Cl2在光照下反應(yīng)生成CH3CH2Cl與HCl，則生成一氯乙烷的化學(xué)方程式為CH3CH3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照),\s\do5())CH3CH2Cl＋HCl。5．下面A～I(xiàn)是幾種有機(jī)物分子的球棍模型，據(jù)此回答下列問題：(1)等質(zhì)量的上述物質(zhì)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(chǎn)物的一鹵代物有種。(4)寫出C與溴水反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________________________________________________________________________________________，該有機(jī)反應(yīng)類型為____________________________________________________。(5)寫出H與I的官能團(tuán)名稱：H、I。答案：(1)A(2)CDGH(3)5(4)CH2===CH2＋Br2→加成反應(yīng)(5)羥基羧基解析：(1)等質(zhì)量的題述物質(zhì)完全燃燒，則分子中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?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(chǎn)物為甲基環(huán)己