第三单元 从微观结构看物质的多样性教学设计与反思

同素异形现象与同分异构现象教学设计

常州市金坛区金沙高级中学

孙云忠

课题

授课节次

教学

目标

同素异形现象

同分异构现象

第1课时

授课时间

课型

新授

2019.5.27 1．从金刚石、石墨、足球烯等碳的同素异形体以及C4H10、C2H6O等同分异构体为例认识同素异形现象和同分异构体的概念，进而认识由于微观结构不同而导致的物质的多样性。

2．运用多媒体图片展示、教师讲解和学生的讨论和动手实践等方法认识同素异形现象和同分异构现象

3．通过学习，激发学生从微观角度探究化学本质问题的学习兴趣，同时认识物质世界的多样性，形成正确的世界观

本节课围绕着为什么自然界中的已知元素仅有一百多种，而形成的物质却有上千万种这一问题而展开。展示出碳元素的几种同素异形现象，让学生观察它们的结构差异，回忆初中学习过的它们的性质差异，体会同素异形现象和同素异形体的概念。再列举氧气和臭氧等例子让学生体会同素异形现象的普遍性，并指出同素异形体之间的性质差异。以碳原子的成键方式展开对同分异构现象的学习。

以金刚石、石墨以及C4H10、C2H6O等同分异构体为例认识由于微观结构的不同从而导致的同素异形现象和同分异构现象。

同素异形体、同分异构体、同位素三个概念的辨析

学情

分析

教学

重点

教学

难点

教学方法

点拨、讨论、练习

教学用具

多媒体课件、实物展台

教

学

过

程

教

师

活

动

[引入]视频

视频中的问题,到底一百多种的元素是怎么样形成数千万种不同的物质的呢？

[讲述]很好，不过除了刚才所说的这些情况，今天我们还要介绍另外两种对于物质世界的多样性有着巨大贡献的情况。视频中提到的钻石的主要成分是金刚石,而金刚石是碳元素形成的单质。

学

生

活

动

老师引导，学生回答

从物质分类角度分析

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活

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[问题1]碳元素形成的单质有哪些？（ppt：2）

信息：金刚石--无色透明、有光泽、十分坚硬、不导电；石墨--灰黑色、质地较软、能导电；

金刚石和石墨的性质为什么有很大的差别？

展示金刚石、石墨模型，ppt同时示出金刚石、石墨、结构模型（ppt：2）

ppt同时示出纳米碳管、C60结构模型（ppt：3）

[小结]同学们说得非常好，由于原子的微观排列不同，使得形成的单质性质差异很大，这种同一种元素能够形成几种不同单质的现象称为同素异形现象，而由同种元素形成的不同单质互称为同素异形体。（ppt：4）

[问题2]实际上同素异形现象在自然界中是很普遍的，比如同学们早在初中就学过的氧气和臭氧、红磷和白磷。现在请大家阅读课本相关内容，讨论一下氧气和臭氧的性质有哪些不同。（ppt：5）

单质

物理性质

化学性质

转化

差异分析

氧气(O2) 无色无味气体

臭氧(O3) 有鱼腥味，淡蓝色气体

学

生

活

动

学生讨论后回答

结构决定性质

碳原子的成键方式和排列方式不同

师生共同完成：

1、构成金刚石的微粒是C原子，C原子以共价键相连，结合成空间网状结构，金刚石的基本结构单元是正四面体；

2、构成石墨的微粒是C原子，C原子以共价键相连，在石墨的每一层，每个C原子与周围3个C原子以共价键相连，排列成平面六边形，无数平面六边形形成平面网状结构，石墨的不同层之间存在分子间作用力；

3、C60是60个碳原子形成的封闭笼状分子，形似足球；

4、还有碳纳米管也是由碳原子构成的，是由石墨碳原子层卷曲而成的碳管，管直径一般为几个纳米到几十个纳米，管壁厚度仅为几个纳米，像铁丝网卷成的一个空心圆柱状“笼形管”。它非常微小，5万个并排起来才有人的一根头发丝宽，实际上是长度和直径之比很高的纤维。

学生讨论最后教师小结

填写导学案

结论：同一元素的不同单质化学性质相似，物理性质差异很大，这是因为不同单质中，原子排列情况不同的缘故。

同素异形体之间在一定条件下可以相互转化，其转化属于化学变化。

有强氧化性

氧化性比氧气更强

O2在放电时转化成O3，

O3在催化剂存在时又可分解为O2

分子中氧原子个数和氧原子的成键方式不同

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教

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[拓展视野]（教材P20“白磷和红磷”）

学

生

活

动

学生阅读了解

[问题3]通过刚才的学习我们知道物质世界丰富多彩的一个原因是

同种元素能形成不同的单质。同种元素形成的单质不一定是同一种物质，

那么分子式相同的物质一定是同一种物质吗?

[活动]根据碳、氢原子形成共价键的特征，我们动手制作组成为

C4H10的有机化合物的分子结构模型。（ppt：6）

学生思考并动手

[小结]你们可以作出几种不同的分子结构模型？

两种

对比两个模型,找找它们的联系? 分子式相同，结构不同。

像这样，化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象，叫做

同分异构现象

具有同分异构现象的化合物互称同分异构体。（ppt：6）

[提问]同分异构体间性质有无差异? 有

[问题4]再看另一个例子分子式为C2H6O的有机物可以有两种不同的结

构形成不同的化合物：乙醇和二甲醚（ppt：7）

[讲述]同分异构现象在有机物中是普遍存在的，这是有机化合物种

类繁多的原因之一。大家回忆一下，在我们学习共价键时学习了碳原子

之间不同的连接方式，那么现在能不能总结一下有机物种类繁多的原因

是什么呢？

[小结] （ppt：8）

（1）碳原子间可以形成碳碳单键、碳碳双键、碳碳叁键。

（2）碳原子间可以通过共价键彼此形成碳链，也可以连接形成碳环。

（3）大量存在同分异构现象。

学生讨论回答最后教师这里我们要重点区分同素异形体、同分异构体、同位素三个概念。（ppt：小结

9）

比较

同素异形体

同分异构体

同位素

学生讨论完成表格

同

同种元素构成

分子式相同

质子数相同的同种元素

异

结构不同

结构不同

中子数不同

研究对象

单质

化合物

原子

121314

举例

O2和O3、红磷和白正丁烷和异丁C、C、C、

1 23

磷、石墨 金刚石烷、乙醇和二甲或H、H、H

和C60等

醚等

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教

师

活

动

[练习] （ppt：10）

1312 12 •C与C•有下列各组物质有下列各组物质: A: A、、13C与66 66 C学

生

活

动

答案：

（1）A

（2）B

（3）C，D BB、金刚石与石墨、金刚石与石墨CC、乙醇与二甲醚、乙醇与二甲醚DD、、CHCHCH3CH333CHCHCH2CH3CH33CHCH2CH3CH－C－CH3CH3 3 －C－CH3CHCH33（（11）互为同位素的是）互为同位素的是________________（（22）互为同素异形体的是）互为同素异形体的是________________（（33）互为同分异构体的是）互为同分异构体的是________________

课堂

小结

物质世界丰富多彩原因很多：

1.同种元素有不同的核素――同位素；

2.同种元素可以形成不同的单质――同素异形现象；

3.

有机物种类繁多：

（1）碳原子间可以形成碳碳单键、碳碳双键、碳碳叁键。

（2）碳原子间可以通过共价键彼此形成碳链，也可以连接形成碳环。

（3）大量存在同分异构现象。

课后

作业

板

书

设

计

见导学案

同素异形现象

同分异构现象

1、同素异形现象

同一种元素能够形成几种不同的单质的现象称为同素异形现象

2、同素异形体

由同一种元素形成的不同单质互称为同素异形体

3、同分异构现象

化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象

4、同分异构体

分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体

教

学

反

思

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