高中 化学 必修 第二册 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》教学设计

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C2H6C2H4C2H2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C4H10CH3—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—OHB．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1mol，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1g，在足量O2中燃烧，消耗O2最多的是；1molC3H8在足量O2中燃烧，消耗molO2。(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)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1molCxHy的耗氧量为x＋eq\f(y,4)，1molCH4～2molO2、1molC2H6～3.5molO2、1molC3H8～5molO2，1molC4H10～6.5molO2，则在足量O2中燃烧，消耗O2最多的是C4H10；上述四种烃各为1g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1molC3H8～5molO2，则1molC3H8消耗O25mol。(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＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照),\s\do5())CH3CH2Cl＋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