《有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點》教案

《有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點》教案一、教材分析本節(jié)內(nèi)容是普通高中教科書2019版高中化學(xué)必修第二冊第七章第一節(jié)《認(rèn)識有機(jī)化合物》的第一節(jié)課，教材以目前已知物質(zhì)中絕大多數(shù)種類都屬于有機(jī)物的事實，沖擊學(xué)生頭腦中的固有觀念，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。同時，引發(fā)學(xué)生思考“到底是什么原因造成了有機(jī)物的數(shù)量如此繁多”，由此引入碳原子成健特點的教學(xué)主題。然后以學(xué)生熟悉的甲烷為例，應(yīng)用此前已學(xué)習(xí)過的化學(xué)鍵知識，介紹兩個碳原子間的成鍵方式和多個碳原子間的結(jié)合方式，在平面位置關(guān)系的層次上給出有機(jī)物碳骨架的基本特征。在此基礎(chǔ)上，教材給出甲烷的正四面體結(jié)構(gòu)模型，進(jìn)一步從空間位置關(guān)系的層次深化學(xué)生對甲烷和有機(jī)物結(jié)構(gòu)的認(rèn)識。教材在此處的“資科卡片”中給出了使用模型的化學(xué)研究方法，還通過其中的插圖，結(jié)合此前的“思考與討論”欄目使學(xué)生認(rèn)識到有機(jī)物不僅具有立體結(jié)構(gòu)，還可以通過碳原子結(jié)合成長鏈形成更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。通過以上鋪墊，接下來的“思考與討論”欄目要求學(xué)生應(yīng)用剛學(xué)到的碳原子成鍵規(guī)律和甲烷的結(jié)構(gòu)特點，結(jié)合插圖中的分子結(jié)構(gòu)模型，自行歸納烷烴的組成和結(jié)構(gòu)特點；同時設(shè)置問題，引出下文對烷烴、同系物，同分異構(gòu)體等概念的介紹。教材在這里給出烷經(jīng)使用天干或漢字?jǐn)?shù)字表示碳原子數(shù)的命名基本原則、但根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，沒有給出系統(tǒng)命名法。教學(xué)時應(yīng)注意控制難度，不再繼續(xù)深化。與舊教材相比，本節(jié)教材中出現(xiàn)的新概念較多，有機(jī)物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)特點與無機(jī)物相比也存在巨大差異，為了讓學(xué)生順利接受這些內(nèi)容，教材通過大量示意圖直觀地呈現(xiàn)微觀結(jié)構(gòu)，并在欄目活動中使用了分子結(jié)構(gòu)模型，促使學(xué)生對有機(jī)物結(jié)構(gòu)的認(rèn)識水平從平面層次上升到立體層次，由實物模型轉(zhuǎn)化為頭腦中的思維模型。從生產(chǎn)生活角度看，有機(jī)化合物廣泛存在于社會生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究等各個領(lǐng)域。新型材料，高效藥物，大量染料的使用大大提高了人類的生活質(zhì)量。從科學(xué)發(fā)展角度看，有機(jī)化學(xué)作為化學(xué)學(xué)科中非常重要的組成部分，在材料，醫(yī)藥，農(nóng)業(yè)，建筑等方面舉足輕重，有機(jī)化學(xué)相關(guān)知識對于其他交叉學(xué)科的學(xué)習(xí)都有較強的基礎(chǔ)性。二、學(xué)情分析學(xué)生在初中化學(xué)中了解過甲烷的物理性質(zhì)，燃燒反應(yīng)和一些主要用途。初步了解過酒精，醋酸屬于有機(jī)物，也通過其他學(xué)科的滲透知道蛋白質(zhì)，糖類，維生素，石油，沼氣等物質(zhì)都屬于有機(jī)物范疇。通過必修一第四章第三節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)掌握了化學(xué)鍵與物質(zhì)結(jié)構(gòu)的一些理論基礎(chǔ)，能夠?qū)懗黾淄榈姆肿邮?、電子式和結(jié)構(gòu)式，能判斷常見原子結(jié)合形成的化學(xué)鍵類型及個數(shù)本節(jié)課是學(xué)生第一次正式學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)，有少許緊張畏懼心理。有機(jī)化合物，烴，同分異構(gòu)體，同分異構(gòu)現(xiàn)象，同系物等新概念較多；同時學(xué)生對于分子的認(rèn)識只停留在紙面的分子式上，幾乎沒有分子結(jié)構(gòu)的意識，真實的空間結(jié)構(gòu)考慮較少，空間想象思維較差。素養(yǎng)目標(biāo)【教學(xué)目標(biāo)】通過認(rèn)識有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點成鍵類型及方式，從微觀的化學(xué)鍵視角探析有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)，了解有機(jī)化合物種類繁多的原因2、認(rèn)識甲烷的組成、結(jié)構(gòu)、烷烴的組成及結(jié)構(gòu)。以甲烷為例明確有機(jī)物的各種表示方法，能夠?qū)崿F(xiàn)由從球棍模型與分子結(jié)構(gòu)簡式互相轉(zhuǎn)化，使學(xué)生的平面和立體層次感相結(jié)合3、理解有機(jī)物，烷烴，同系物，同分異構(gòu)現(xiàn)象等新概念；建立同系物、同分異構(gòu)體判斷的思維模型，培養(yǎng)學(xué)生模型認(rèn)知素養(yǎng)4、從不同角度認(rèn)識烷烴的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念，培養(yǎng)學(xué)生微觀探析素養(yǎng)【評價目標(biāo)】通過搭建觀察甲烷分子的模型，探察學(xué)生對碳原子的成鍵特點和甲烷空間結(jié)構(gòu)的認(rèn)知程度。通過甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等烷烴實物模型的搭建，探察學(xué)生對烷烴的組成和結(jié)構(gòu)認(rèn)知程度通過各種模型搭建及相似物質(zhì)的關(guān)系判斷，探察學(xué)生對同系物和同分異構(gòu)的理解情況四、教學(xué)重點、難點重點：從物質(zhì)分類、化學(xué)鍵、有機(jī)分子結(jié)構(gòu)的多樣性角度辨識和探析有化合物的結(jié)構(gòu)；難點：同系物、同分異構(gòu)概念五、教學(xué)方法1．搭建分子結(jié)構(gòu)模型2．問題驅(qū)動法3.歸納推理、類比推理六、教學(xué)設(shè)計思路本節(jié)課因為是學(xué)生接觸有機(jī)化學(xué)的第一堂課，新概念名詞較多，支線較多，因此我設(shè)計采用任務(wù)式教學(xué)，逐個知識概念突破，為后面系統(tǒng)學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)。1.課前學(xué)生自主了解有機(jī)物，通過圖片、視頻素材，認(rèn)識到目前已知物質(zhì)中絕大多數(shù)都屬于有機(jī)化合物，形成對有機(jī)物的基本認(rèn)知，完成學(xué)習(xí)對象從無機(jī)物向有機(jī)物的轉(zhuǎn)變；2.以搭建甲烷空間立體模型為基礎(chǔ)，進(jìn)一步從空間位置關(guān)系的層次深化學(xué)生對甲烷和有機(jī)物結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，同時熟悉有機(jī)物表達(dá)方式的結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡式的書寫，為以后能正確表示有機(jī)化合物打下基礎(chǔ)3.在搭建各種類型的有機(jī)物實體模型過程中以及相似物質(zhì)的關(guān)系判斷來完成對同系物和同分異構(gòu)體等新概念的理解七、教學(xué)流程八、教學(xué)過程環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動環(huán)節(jié)一：創(chuàng)設(shè)情境進(jìn)入新領(lǐng)域1、課前布置-了解常見的有機(jī)化合物2、從衣食住行等各方面介紹有機(jī)物的存在，引導(dǎo)學(xué)生意識到有機(jī)物在我們的生產(chǎn)生活中都有著極為廣泛的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的興趣思考：回憶所學(xué)知識，回答什么是有機(jī)化合物？（與無機(jī)化合物區(qū)別）【視頻引入】什么是碳達(dá)峰和碳中和？僅含有H、O的物質(zhì)只有兩種，而僅含有H、C的物質(zhì)有幾百萬種，為何會出現(xiàn)如此種類繁多的碳?xì)浠衔锬?？關(guān)鍵在于核心元素碳，從碳的結(jié)構(gòu)分析原因一有機(jī)物中碳原子的成鍵特點碳原子不易得失電子，能形成四個共價鍵，介紹碳四價理論，且能與C、H、O、N、S、P、鹵素等非金屬原子形成共價鍵；【思考與討論1】：結(jié)合P61顯示的4個碳原子相互結(jié)合的幾種方式，分析碳為骨架的有機(jī)物種類繁多的原因書寫碳原子的結(jié)構(gòu)示意圖從最外層電子數(shù)分析碳原子成鍵特點2、理解C、H、O、N、S、P等非金屬元素形成共價鍵的原理及數(shù)目，為后續(xù)準(zhǔn)確表達(dá)有機(jī)物的結(jié)構(gòu)做鋪墊3、歸納有機(jī)物種類繁多的原因（1）鍵的個數(shù):每個碳原子形成4個共價鍵（2）成鍵的類型:碳原子與碳原子之間也能形成共價鍵，可以形成單鍵、雙鍵或三鍵。（3）碳骨架形式:碳原子之間可構(gòu)成鏈狀結(jié)構(gòu)，也可構(gòu)成環(huán)狀結(jié)構(gòu)環(huán)節(jié)二搭建模型，深化立體結(jié)構(gòu)認(rèn)知【過渡】以碳為骨架的有機(jī)物種類繁多，那我們就從最簡單的只含碳?xì)湓厍抑笜?gòu)成單鍵的有機(jī)物開始學(xué)習(xí)復(fù)習(xí)介紹最熟悉最簡單的有機(jī)物---甲烷，包括各種表達(dá)式和立體結(jié)構(gòu)，非平面結(jié)構(gòu)【實踐活動1】認(rèn)識搭建甲烷分子的球棍模型1、復(fù)習(xí)甲烷的分子式、結(jié)構(gòu)式、電子式，了解常見的有機(jī)物組成和結(jié)構(gòu)表達(dá)方式2、搭建甲烷球棍模型，初步形成立體結(jié)構(gòu)認(rèn)知【實踐活動2】展示乙烷、丙烷、丁烷的模型思考交流：寫出這些物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式、分子式這類物質(zhì)的組成和分子結(jié)構(gòu)有什么特點？-----烷烴的概念3、從組成元素和化學(xué)鍵成鍵類型的相似的角度，引導(dǎo)思考這幾種物質(zhì)屬于什么關(guān)系？如何理解這種關(guān)系？---同系物的概念寫出這些物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式歸納烷烴的通式，再根據(jù)通式寫出不同碳原子的烷烴的分子式2、從組成，結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等方面理解烷烴和同系物的概念3、完成乙烷、丙烷、丁烷的模型搭建，了解烷烴簡單命名規(guī)則環(huán)節(jié)三：辨別明晰，構(gòu)建頭腦思維模型【實踐活動3】指導(dǎo)學(xué)生搭建C4H10的球棍模型（兩種），寫出結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)簡式，基本概念教學(xué)：同分異構(gòu)體，同分異構(gòu)現(xiàn)象【實踐活動4】書寫戊烷C5H12的同分異構(gòu)體【思考與討論2】：結(jié)合P61顯示的4個碳原子相互結(jié)合的幾種方式，分析哪些屬于同分異構(gòu)體？完成丁烷的兩種模型搭建，從組成，結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等方面理解同分異構(gòu)體2、通過戊烷同分異構(gòu)體的書寫了解一般書寫方法，加深對有機(jī)表達(dá)方式和同分異構(gòu)體概念的理解環(huán)節(jié)四：回扣主題，拓展應(yīng)用一、有機(jī)物中碳原子的成鍵特點1、有機(jī)化合物：大多數(shù)含有碳元素的化合物2、有機(jī)物種類繁多的原因二、烷烴1、僅含有碳和氫兩種元素2、單鍵且飽和三、同系物和同分異構(gòu)體同系物：結(jié)構(gòu)相似，分子式不同相差n個CH2同分異構(gòu)體：結(jié)構(gòu)不同，分子式相同課堂歸納整理，完成課堂檢測，分組討論交流完成展示九、板書設(shè)計一、碳原子的成鍵特點（1）鍵的個數(shù):4個共價鍵（2）成鍵的類型:單鍵、雙鍵或三鍵。（3）碳骨架形式:鏈狀結(jié)構(gòu)，環(huán)狀結(jié)構(gòu)2、烷烴：CnH2n+2(n≥1)3、同系物和同分異構(gòu)體十、課堂測評1．下列物質(zhì)中不屬于有機(jī)物的是（）A.乙醇B.碳酸鈣C.蔗糖D.乙酸2．下列對有機(jī)化合物數(shù)量、品種繁多的原因敘述不正確的是（）A、碳原子既可以和碳原子形成共價鍵，也可以跟其他非金屬原子（如H、O、S、N等）形成共價鍵B、碳原子之間既可以形成穩(wěn)定的單鍵，也可以形成穩(wěn)定的雙鍵和三鍵C、多個碳原子之間既可以形成長短不一的碳鏈，還可以帶支鏈，又可以形成碳環(huán)，也可以碳鏈和碳環(huán)相互結(jié)合D、所有的有機(jī)物中都含有碳元素且都存在異構(gòu)現(xiàn)象3．已知碳原子可以成4個價鍵，氫原子可以成1個價鍵，氧原子可以成2個價鍵，下列分子式或結(jié)構(gòu)簡式書寫正確的是()A.CH3 B.C2H6C. D.4．以下結(jié)構(gòu)表示的物質(zhì)中是烷烴的是()A．CH3OHB．CH2=CH2C.CHCl3D.CH3CH2CH2CH2CH35.下列有機(jī)化合物中屬于同分異構(gòu)體的正確組合是()①CH3CH2CH2CH2CH3②CH3CH2CH2CH2CH2CH3A.①和③B.②③⑤C.①和② D.③和④題號答案1（B）2（D）3（B）4（D）5（B）質(zhì)量水平L1L2L3L1L2L1L2L2L1L4L2L2L1L2L1L2L2L4L3L4SOLOUMUUMUMMUEMMUMUMMERE認(rèn)識有機(jī)化合物【作業(yè)設(shè)計及解讀】1.下列關(guān)于有機(jī)物的敘述正確的是()A.只含有碳元素和氫元素B.一定含有氧元素C.都可以燃燒D.都是含碳元素的化合物【參考答案】D【質(zhì)量水平】考點細(xì)化內(nèi)容質(zhì)量水平有機(jī)物的組成，定義，性質(zhì)A區(qū)分有機(jī)物和烴的定義L1B了解有機(jī)物元素組成L1C比組成上區(qū)分烴和烴的衍生物L(fēng)1D明確有機(jī)物的元素組成情況L12.下列說法正確的是()A.甲烷的分子式為CH4，碳原子和氫原子在同一平面內(nèi)B.甲烷分子的球棍模型為C.天然氣屬于可再生能源D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，11.2LCH4中含有C—H鍵的數(shù)目為2NA【參考答案】D【質(zhì)量水平】考點細(xì)化內(nèi)容質(zhì)量水平甲烷的存在，組成和結(jié)構(gòu)A了解甲烷的空間構(gòu)型L1B區(qū)分球棍模型和空間填充模型L2C了解天然氣是不可再生資源L1D知道甲烷有4個C—H鍵L23.下列說法不正確的是()A.碳原子最外層有4個電子，可以形成4個共價鍵B.在有機(jī)化合物中，碳原子間所成的骨架只能為直鏈狀C.有機(jī)化合物種類繁多的原因之一與碳原子間的成鍵方式及碳骨架不同有關(guān)D.碳原子能與其他原子形成4個共價鍵，且碳原子之間也能相互成鍵【參考答案】B【質(zhì)量水平】考點細(xì)化內(nèi)容質(zhì)量水平碳原子的成鍵特點A知道碳原子的核外電子排布，了解成鍵數(shù)目L1B知道碳原子之間連接方式多樣L2C了解有機(jī)化合物種類繁多的原因之一L2D了解碳原子的成鍵特點L24．下列物質(zhì)屬于烷烴的是________(填字母)。A．C4H8B．C5H12C．C9H20OD．C11H23Cl【參考答案】B【質(zhì)量水平】考點細(xì)化內(nèi)容質(zhì)量水平烷烴的組成和定義A飽和結(jié)構(gòu)要求接2n+2個H原子L2B符合烷烴的通式L2C烷烴中不含氧元素L1D烷烴中不含氯元素L15.下列關(guān)于同系物的說法中，錯誤的是()A.同系物具有相同的分子式B.同系物能符合同一通式C.同系物中，相鄰的同系物彼此在組成上相差一個CH2原子團(tuán)D.同系物的化學(xué)性質(zhì)基本相似，物理性質(zhì)隨碳原子數(shù)增加而呈規(guī)律性變化【參考答案】A【質(zhì)量水平】考點細(xì)化內(nèi)容質(zhì)量水平同系物的定義及性質(zhì)A同系物中碳原子數(shù)不同，分子式一定不相同L2B符合同一個通式L2C相鄰的同系物相差一個CH2L1D結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，結(jié)構(gòu)相似，化學(xué)性質(zhì)相似L16.下列分子式不止表示一種物質(zhì)的是()A.C3H8B.C4H10C.CH3Cl D.C2H6【參考答案】B【質(zhì)量水平】考點細(xì)化內(nèi)容質(zhì)量水平同分異構(gòu)現(xiàn)象A丙烷沒有同分異構(gòu)L2B丁烷有兩種同分異構(gòu)L2C甲烷是立體結(jié)構(gòu)，均為相同C—H鍵，無同分異構(gòu)L3D乙烷沒有同分異構(gòu)L27.下列說法正確的是()A.戊烷的同分異構(gòu)體有2種B.兩種化合物組成元素相同，各元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)也相同，則兩者一定是同分異構(gòu)體C.相對分子質(zhì)量相同的幾種化合物，互稱為同分異構(gòu)體D.組成元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，且相對分子質(zhì)量也相同的不同化合物，互為同分異構(gòu)體【參考答案】B【質(zhì)量水平】考點細(xì)化內(nèi)容質(zhì)量水平同分異構(gòu)現(xiàn)象A戊烷有三種同分異構(gòu)體L3B元素組成和質(zhì)量分?jǐn)?shù)都相同，不能說明分子式相同L2C相對分子質(zhì)量與分子式不是一個概念L1D乙烷沒有同分異構(gòu)L28.下列各物質(zhì)：①O2和O3②12C和14C③C2H6和C3H8(1)互為同位素的是__________。(2)互為同素異形體的是__________。(3)同屬于烷烴的是__________。(4)互為同分異構(gòu)體的是__________。(5)互為同系物的是__________。