2024年高中化學(xué)新教材同步必修第二冊 第7章 實(shí)驗(yàn)活動8　搭建球棍模型認(rèn)識有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)活動8搭建球棍模型認(rèn)識有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．加深對有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識。2．初步了解使用模型研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法。實(shí)驗(yàn)用品分子結(jié)構(gòu)模型(或橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙簽等代用品)。實(shí)驗(yàn)步驟1．填寫下表,并搭建甲烷分子的球棍模型。甲烷分子式結(jié)構(gòu)式CH4結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分子的空間結(jié)構(gòu)是正四面體2.填寫下表,并搭建乙烷、乙烯和乙炔分子的球棍模型,比較三者的空間結(jié)構(gòu)。乙烷乙烯乙炔分子式結(jié)構(gòu)式分子式結(jié)構(gòu)式分子式結(jié)構(gòu)式C2H6C2H4C2H2H—C≡C—H結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)碳碳鍵是單鍵,所有原子不在同一平面內(nèi)碳碳鍵是雙鍵,6個原子共平面碳碳鍵是三鍵,4個原子共直線問題和討論1．通過以上有機(jī)物分子球棍模型的搭建,歸納碳原子的成鍵特征和各類烴分子中的化學(xué)鍵類型。提示碳原子的成鍵特征：有機(jī)物中碳原子與周圍的原子形成4個共價鍵,既可以形成單鍵,也可以形成雙鍵和三鍵。烴eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(鏈烴\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(烷烴化學(xué)鍵類型C—C、C—H,烯烴化學(xué)鍵類型C=C、C—C、C—H,炔烴化學(xué)鍵類型C≡C、C—C、C—H)),環(huán)烴\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(環(huán)烷烴：化學(xué)鍵類型C—C、C—H，,環(huán)狀結(jié)構(gòu),苯和苯的同系物：化學(xué)鍵類型含有苯環(huán)))))2．根據(jù)二氯甲烷的結(jié)構(gòu)式推測其是否有同分異構(gòu)體,并通過搭建球棍模型進(jìn)行驗(yàn)證,體會結(jié)構(gòu)式與分子空間結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。提示二氯甲烷可以看作甲烷分子中的2個氫原子被2個氯原子代替的產(chǎn)物,根據(jù)甲烷的分子結(jié)構(gòu),二氯甲烷的分子結(jié)構(gòu)是以碳原子為中心,2個氫原子和2個氯原子為4個頂點(diǎn)的四面體結(jié)構(gòu),C—H鍵長小于C—Cl鍵長,故分子結(jié)構(gòu)不為正四面體,分子不存在同分異構(gòu)體。3．分子中含有4個碳原子的烴可能有多少種結(jié)構(gòu)？提示由4個碳原子組成的烴有①烷烴：CH3CH2CH2CH3、；②環(huán)烷烴：、；③烯烴：CH2=CH—CH2—CH3、、CH3—CH=CH—CH3；④二烯烴：CH2=CH—CH=CH2；⑤炔烴：HC≡C—CH2—CH3、CH3—C≡C—CH3；⑥其他結(jié)構(gòu)：、CH≡C—CH=CH2。1．(2022·銀川高一檢測)下列化學(xué)用語正確的是()A．乙醇的結(jié)構(gòu)式為CH3—CH2—OHB．丙烷的空間填充模型為C．四氯化碳的電子式為D．溴乙烷的分子式為C2H5Br答案D解析乙醇的結(jié)構(gòu)式為,A錯誤；B項(xiàng)中為丙烷的球棍模型,B錯誤；四氯化碳的電子式為,C錯誤。2．現(xiàn)有①②③三種烴,它們的球棍模型如圖所示。下列說法正確的是()A．①②③三種烴互為同系物B．①和③結(jié)構(gòu)相似,互為同系物C．①②③三種烴都屬于烷烴D．③的結(jié)構(gòu)為平面結(jié)構(gòu)答案B解析根據(jù)分子的球棍模型可知,①的分子式為CH4,②的分子式為C2H4,③的分子式為C2H6,故①和③互為同系物,A項(xiàng)錯誤、B項(xiàng)正確；C2H4為烯烴,C項(xiàng)錯誤；CH3CH3的結(jié)構(gòu)為空間結(jié)構(gòu),不是平面結(jié)構(gòu),D項(xiàng)錯誤。3．(2023·江西贛州大余中學(xué)高一期末)正己烷是優(yōu)良的有機(jī)溶劑,其球棍模型如圖,下列有關(guān)說法正確的是()A．正己烷的分子式為C6H12B．正己烷的一氯代物有3種C．正己烷能與溴發(fā)生取代反應(yīng)而使溴水褪色,也能使酸性KMnO4溶液褪色D．主鏈上含有4個碳原子的正己烷的同分異構(gòu)體只有1種答案B解析根據(jù)球棍模型得到正己烷的分子式為C6H14,A錯誤；正己烷有三種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子,因此正己烷的一氯代物有3種,B正確；正己烷與溴水不會發(fā)生反應(yīng),在光照條件下和溴蒸氣反應(yīng),也不能使酸性KMnO4溶液褪色,C錯誤；主鏈上含有4個碳原子的正己烷的同分異構(gòu)體有2種,碳骨架結(jié)構(gòu)分別為、,D錯誤。4．(2023·山東淄博實(shí)驗(yàn)中學(xué)高一段考)幾種烷烴分子的球棍模型如圖：(1)E的分子式是________。(2)與C互為同分異構(gòu)體的有________(填字母,下同),其中沸點(diǎn)最低的是________。(3)C7H16有多種同分異構(gòu)體,其中主鏈含有五個碳原子,有兩個甲基作支鏈的烷烴有________種,其中有一種同分異構(gòu)體的一氯代物有4種同分異構(gòu)體,請寫出其結(jié)構(gòu)簡式：________。答案(1)C5H12(2)D、EE(3)4解析根據(jù)球棍模型知,A是丙烷,B是正丁烷,C是正戊烷,D是異戊烷,E是新戊烷。(2)C、D、E三種有機(jī)物的碳原子數(shù)相同且互為同分異構(gòu)體,支鏈越多,沸點(diǎn)越低,則其中沸點(diǎn)最低的是E。(3)根據(jù)已知有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式可判斷,可以通過讓兩個甲基按照由心到邊移動,即可得到同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式,共計是4種：、、、。5．(2023·廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)高一?？计谥?乙烯是石油裂解氣的主要成分,它的產(chǎn)量通常用來衡量一個國家石油化工的發(fā)展水平。請回答下列問題。(1)已知乙烯與異丁烯[CH2=C(CH3)2]互為同系物,寫出異丁烯在一定條件下生成聚異丁烯的化學(xué)方程式：________________________________。(2)某芳香烴的結(jié)構(gòu)為,它的分子式為________,一氯代物有________種。(3)分子式為C6H12的某烴的所有碳原子都在同一平面上,則該烴的結(jié)構(gòu)簡式為________,若分子式為C4H6的某烴中所有的碳原子都在同一條直線上,則該烴的結(jié)構(gòu)簡式為________。答案(1)nCH2=C(CH3)2eq\o(→,\s\up7(一定條件))(2)C18H144(3)C(CH3)2=C(CH3)2CH3C≡CCH3解析(2)由圖可知,該芳香烴的分子式為C18H14；分子為對稱結(jié)構(gòu),含有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫,故一氯代物有4種。(3)碳碳雙鍵兩端的原子共面,分子式為C6H12的某烴的不飽和度為1,所有碳原子都在同一平