資源簡介

教學設計
課程基本信息
學科 化學 年級 高一 學期 (春季)
課題 認識有機化合物（第二課時）
教學目標
1.通過球棍模型和空間填充模型進一步理解烷烴的結構與碳原子的成鍵特點 2.通過對烷烴的組成和結構分析，初步了解有機物的命名方式，學會用結構簡式表達有機物的結構 3. 理解同系物和同分異構體的概念，結合同分異構體解釋有機物種類繁多的原因
教學內容
教學重點： 1.認識烷烴的組成及結構特點，并學會用結構簡式來表達烷烴 2．理解同系物、同分異構體的概念，學會判斷簡單烷烴的同分異構體 教學難點： 1.認識烷烴的組成及結構特點，結構簡式的書寫 2．理解同系物、同分異構體的概念，學會判斷簡單烷烴的同分異構體
教學過程
【引入】介紹天然氣的發現和使用 我國四川邛崍市的火井鎮是世界上最早發現天然氣的地方，也是最早使用天然氣的地方，土庫曼斯坦的天然氣坑燃燒了50年之久，被稱為“地獄之門”天然氣之所以能燃燒是因為含有甲烷，今天我們就來認識甲烷。 【任務一】 探究甲烷的結構特點 這是甲烷的球根模型，這是空間充填模型，通過前面的學習，我們知道甲烷它的碳氫鍵長均相等，鍵角也相等，均為109.5度，是正四面體結構，那么如何證明甲烷是四面體型呢？ 如果甲烷是四面體結構，那么甲烷上的氫原子被氯原子替換，生成的一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷都只有一種結構，如果甲烷是平面四邊形，當甲烷中兩個氫被氯原子替換，那么二氯甲烷應該有兩種結構，即兩個氯原子在相鄰位置以及相對位置。實驗證明二氯甲烷有且只有一種結構，證明了甲烷不是平面結構而是立體結構。 【任務二】探究烷烴的結構特點 與甲烷這樣結構相似的有機物還有很多，甲烷是其中一種，當甲烷分子中的氫被甲基替換（甲基：甲烷去掉一個氫原子剩余部分），就構成了與結構相似的乙烷，乙烷分子中含有2個碳，從球棍模型中可以看到，每個碳原子為中心，以其他原子連接呈現四邊形的空間構形，它的分子構形也是立體形狀，同學們能否根據這個規律，推測出三個碳原子的丙烷和四個碳原子的丁烷的結構式、分子式和空間構型嗎？（5min時間） 當乙烷上的H被甲基所取代，這就是丙烷，丙烷上兩個端點上C的H被甲基取代了，就構成了直鏈的丁烷，而丙烷中間的碳上的H被替代，就會含有支鏈的丁烷。 請同學們仔細觀察和比較這五種鏈狀在分子組成上、結構上有什么相似點和不同點？（5min思考） 我們先來看組成與結構上的相似性，組成特點來看：只有碳、氫兩種元素：我們把只含有碳氫兩種元素的有機化合物成為——烴（取自漢字中碳和氫的一部分，讀音也是取了碳的聲母和氫的韻母）；從結構上來看，單鍵（碳碳原子全部是以單鍵形式結合，碳剩余的價鍵全部跟氫原子結合，碳原子的價態達到了飽和，這樣的有機物我們成為飽和烴，又稱為烷烴，飽和烴中每個碳原子都與其它原子形成四面體結構，請同學們仔細觀察上圖，哪些是飽和烴？ 根據定義，3、4、5中含有碳碳雙鍵，6、7含有碳碳三鍵，不符合飽和烴的定義，1、2屬于鏈狀的飽和烴，8、9都屬于飽和的環烴。我們通常所說的烷烴只要是指飽和鏈烴，環狀烷烴又稱為環烷烴，這里要注意的是中的碳骨架的鏈狀并不是直線狀，而是鋸齒狀，鏈上同樣也可以分出支鏈。 我們再來看組成和結構上的差異性，從組成上看，甲烷，乙烷，丙烷雖然分子組成元素相同，但是相鄰的分子間相差了“CH2”，這種結構相似但是分子組成上相差一個或者若干個CH2原子團的化合物互稱為同系物。那么分子的組成上差一個或若干個CH2的分子之間一定是互為同系嗎？顯然不是，如環丙烷和乙烯，雖然分子組成上相差一個CH2，但是結構完全不同，所以互為同系物的條件是結構相似。不同的烷烴之間互為同系物，它的通項公式為CnH2n+2。 我們再來看結構上的差異性：丁烷的結構有兩種，一種是直鏈，一種是帶支鏈，這兩種丁烷分子組成完全相同，但結構不同，這樣的有機物我們又稱為同分異構現象。具有同分異構現象的兩種物質我們又稱為同分異構體。同分異構現象普遍存在，戊烷有3種，己烷有5種，癸烷有75種，同分異構體的廣泛存在也是有機物種類繁多的重要原因。 【任務三】探究烷烴的命名 烷烴的習慣命名法是依據碳原子來命名的，我們習慣命名法中，碳原子數為1-10的，分別以分別以甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸代表碳原子數，碳原子數10個以上，用漢字數字命名，如C6H14我們稱為“己烷”， C16H34稱為“十六烷”。對于碳原子數相同的有機物，我們又以正、異、新加以區別。如戊烷的三種同分異構體，直鏈的我們稱為正戊烷、含有一條支鏈的稱為異戊烷，含有兩條支鏈的稱為新戊烷。 【任務四】探究烷烴的結構簡式的書寫 隨著碳鏈的增長，用結構式表達烷烴越來越不方便，可以用結構簡式來表達，烷烴的結構簡式的書寫是建立在結構式的基礎上，以異戊烷為例，在結構式的基礎上，省略碳氫鍵，把同一個碳上的氫合并，就得到異戊烷的結構簡式，也可以繼續省略碳碳單鍵。書寫乙烷、丙烷、丁烷的結構簡式。

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