第七章　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 学案（含答案）

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
结构特点
分子的空间结构是____________
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
结构特点 结构特点 结构特点
碳碳键是 ，所有原子______同一平面内 碳碳键是双键，6个原子共____ 碳碳键是三键，4个原子共_____
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。
　
　
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。
　
　
3．分子中含有4个碳原子的烃可能有多少种结构？
　
　
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
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
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
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
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)。
(2)表示同一种有机化合物的是________。
(3)上述有机物，互为同系物的是______________，通式为________________。
(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)。
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
实验步骤
1．CH4　　正四面体
2．C2H6　　C2H4　　C2H2　H—C≡C—H　单键　不在　平面　直线
问题和讨论
1．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
2．二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．由4个碳原子组成的烃有
①烷烃：CH3CH2CH2CH3、CH3CHCH3CH3；
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。
跟踪训练
1．D　2.D
3．B　[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。]
4．C　[立方烷属于共价化合物，其中含共价键，A项正确；立方烷中只含有C和H两种元素，是有机化合物，B项正确；立方烷和苯(C6H6)的结构不相似，二者不互为同系物，C项错误；立方烷的分子式为C8H8，碳、氢元素的质量比为(12×8)∶(1×8)＝12∶1，D项正确。]
5．(1)乙、丙　(2)甲、丙　(3)甲(或丙)、乙、丁、戊　CnH2n＋2(n≥1)　(4)甲(或丙)　16.7%
解析　(1)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。(2)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。(3)甲、乙、丙、丁、戊的分子式为CH4、C2H6、CH4、C3H8、C5H12，通式为CnH2n＋2(n≥1)。(4)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%。