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。
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 C2H6 C2H4 C2H2
结构式 H—C≡C—H
球棍 模型
结构 特点 碳碳键是____，每个碳原子与其相连的4个原子形成____结构 碳碳键是____，6个原子共____ 碳碳键是____，4个原子共____
【问题探究】
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。
2．根据二氯甲烷的结构式推测其是否有同分异构体。
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。
C4H10两种结构与C5H12三种结构在分子结构上的相同之处为____________和不同之处为____________。
1．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．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
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
4．[2024·福建泉州市高一检测]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官能团名称：H________、I________。
5．探究分子中含有4个碳原子常见烃的可能结构。
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．正四面体
2．单键　四面体　双键　平面　三键　直线
[问题探究]
1．答案：(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.答案：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．答案：分子式相同　结构不同
即学即练
1．解析：乙醇的结构式为，A错误；B中为丙烷的球棍模型，B错误；四氯化碳的电子式为，C错误。
答案：D
2．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。
答案：B
3．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，C2H4为烯烃，故C错误；CH3CH3的结构为空间结构，不为平面结构，故D错误。
答案：B
4．解析：(1)等质量的题述物质完全燃烧，则分子中氢的质量分数越高，消耗氧气越多，故消耗氧气最多的是CH4，故选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，故选CDGH。(3)G是甲苯，与氢气完全加成后，所得产物的一卤代物有5种，分别是氯原子连接在：甲基碳原子上、与甲基连接同一个碳原子、与甲基邻、间、对位碳原子上。(4)C是乙烯，与溴水反应的化学方程式：；溴原子连接到打开碳碳双键的碳原子上，该反应是加成反应。(5)H的结构简式为CH3CH2OH，I的结构简式为CH3COOH，官能团分别是—OH、—COOH，名称分别是羟基、羧基。
答案：(1)A　(2)CDGH　(3)5
(4) 　加成反应
(5)羟基　羧基
5．答案：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11种结构。
(1)形成链状烷烃，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、CH≡C—C≡CH。
(4)形成环烷烃，结构简式为、。