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）—2024春高中化学人教版必修二

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．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
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C6H12
B．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
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：________。
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_____________。
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、；
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.B
3．B　[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．(1)C5H12　(2)D、E　E　(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．(1)nCH2==C(CH3)2
(2)C18H14　4　(3)C(CH3)2==C(CH3)2　CH3C≡CCH3