2024年高中化学新教材同步必修第二册 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

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,并搭建甲烷分子的球棍模型。甲烷分子式结构式CH4结构特点分子的空间结构是正四面体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结构式分子式结构式分子式结构式C2H6C2H4C2H2H—C≡C—H结构特点结构特点结构特点碳碳键是单键,所有原子不在同一平面内碳碳键是双键,6个原子共平面碳碳键是三键,4个原子共直线问题和讨论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。提示碳原子的成键特征：有机物中碳原子与周围的原子形成4个共价键,既可以形成单键,也可以形成双键和三键。烃eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(链烃\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(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\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(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))))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,体会结构式与分子空间结构之间的关系。提示二氯甲烷可以看作甲烷分子中的2个氢原子被2个氯原子代替的产物,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键长小于C—Cl键长,故分子结构不为正四面体,分子不存在同分异构体。3．分子中含有4个碳原子的烃可能有多少种结构？提示由4个碳原子组成的烃有①烷烃：CH3CH2CH2CH3、；②环烷烃：、；③烯烃：CH2=CH—CH2—CH3、、CH3—CH=CH—CH3；④二烯烃：CH2=CH—CH=CH2；⑤炔烃：HC≡C—CH2—CH3、CH3—C≡C—CH3；⑥其他结构：、CH≡C—CH=CH2。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—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．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的结构为平面结构答案B解析根据分子的球棍模型可知,①的分子式为CH4,②的分子式为C2H4,③的分子式为C2H6,故①和③互为同系物,A项错误、B项正确；C2H4为烯烃,C项错误；CH3CH3的结构为空间结构,不是平面结构,D项错误。3．(2023·江西赣州大余中学高一期末)正己烷是优良的有机溶剂,其球棍模型如图,下列有关说法正确的是()A．正己烷的分子式为C6H12B．正己烷的一氯代物有3种C．正己烷能与溴发生取代反应而使溴水褪色,也能使酸性KMnO4溶液褪色D．主链上含有4个碳原子的正己烷的同分异构体只有1种答案B解析根据球棍模型得到正己烷的分子式为C6H14,A错误；正己烷有三种不同化学环境的氢原子,因此正己烷的一氯代物有3种,B正确；正己烷与溴水不会发生反应,在光照条件下和溴蒸气反应,也不能使酸性KMnO4溶液褪色,C错误；主链上含有4个碳原子的正己烷的同分异构体有2种,碳骨架结构分别为、,D错误。4．(2023·山东淄博实验中学高一段考)几种烷烃分子的球棍模型如图：(1)E的分子式是________。(2)与C互为同分异构体的有________(填字母,下同),其中沸点最低的是________。(3)C7H16有多种同分异构体,其中主链含有五个碳原子,有两个甲基作支链的烷烃有________种,其中有一种同分异构体的一氯代物有4种同分异构体,请写出其结构简式：________。答案(1)C5H12(2)D、EE(3)4解析根据球棍模型知,A是丙烷,B是正丁烷,C是正戊烷,D是异戊烷,E是新戊烷。(2)C、D、E三种有机物的碳原子数相同且互为同分异构体,支链越多,沸点越低,则其中沸点最低的是E。(3)根据已知有机物的结构简式可判断,可以通过让两个甲基按照由心到边移动,即可得到同分异构体的结构简式,共计是4种：、、、。5．(2023·广东实验中学高一校考期中)乙烯是石油裂解气的主要成分,它的产量通常用来衡量一个国家石油化工的发展水平。请回答下列问题。(1)已知乙烯与异丁烯[CH2=C(CH3)2]互为同系物,写出异丁烯在一定条件下生成聚异丁烯的化学方程式：________________________________。(2)某芳香烃的结构为,它的分子式为________,一氯代物有________种。(3)分子式为C6H12的某烃的所有碳原子都在同一平面上,则该烃的结构简式为________,若分子式为C4H6的某烃中所有的碳原子都在同一条直线上,则该烃的结构简式为________。答案(1)nCH2=C(CH3)2eq\o(→,\s\up7(一定条件))(2)C18H144(3)C(CH3)2=C(CH3)2CH3C≡CCH3解析(2)由图可知,该芳香烃的分子式为C18H14；分子为对称结构,含有4种不同化学环境的氢,故一氯代物有4种。(3)碳碳双键两端的原子共面,分子式为C6H12的某烃的不饱和度为1,所有碳原子都在同一平