第一单元 有机化合物的结构PPT及专用教学设计内容

有机化合物的结构特点教学设计与课件

高一鲁科版化学教案和课件

2009-05-04 11:21 阅读38 评论0

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教材依据：山东科学技术出版社高中化学必修2第三章第一节

教学流程图:

教学目标：

知识与技能目标：

1、通过探究了解甲烷与其他烷烃的结构特点。

2、掌握同分异构现象。

3、学会1—5个碳原子烷烃的结构式及结构简式的书写。

过程与方法目标：

1、学会运用结构、性质关系来分析研究有机化合物的一般方法。

2、学会运用类推的方法归纳、总结有机物的结构特点。

3、认识有机化合物分子具有立体结构，培养空间想象能力。

情感态度和价值观目标：

1、通过“活动·探究”，学生享受到了探究未知世界的乐趣。

2、通过组装有机分子模型的实践活动，学生具备了严谨认真的科学态度和探索精神。

教学重点与难点：

知识与技能重点、难点：

有机物的结构特点、有机物的同分异构现象。

过程与方法重点、难点：

通过组装结构模型，了解认识有机化合物结构的一般方法。

教学方法：

问题推进法、模型法

教学准备：

自制多媒体课件，有机物结构模型

教学过程：

教学环节

[导入新课]

[投影]

[复习提问]

[板书]

教学活动

知识技能主线

生活中的有机物图片，有机物种类数目变化数据

甲烷重要的反应是什么？

甲烷的性质由什么决定?

有机物化合物的结构特点

学生活动主线

设计意图

观看图片，阅读数据，思考有机物种类繁多的原因

学生回答

通过展示图片数据，设问等方法，创设问题情景，激发学生学习的兴趣和学习的主动性

调动学生已有知识体系，巩固旧知识，导入新知识，进行学法指导。让学生明白“结构决定性质”的学习方法

培养学生动手、动脑、空间想象能力及探索精神

让学生认识甲烷的结构, 知道有机物结构中C原子都形成4个共价键。

培养学生通过阅读获取知识的能力

培养学生应用已学知识解决新出现问题的能力,学会类推,学会比较

引起好奇,激发兴趣

培养学生动手、动[新课教学]

[设疑引导]

[分析]

[引导]

[活动与探究1]

[分析]

[活动与探究2]

[投影设疑]

[分析]

[小结]

[活动与探究3]

[分析]

甲烷的空间构型是什么样的?请大家动手组装甲烷分子的结构模型,认识甲烷的空间结构

甲烷的结构特点，甲烷为正四面体结构。强调有机物结构中C原子都形成4个共价键。

请学生阅读61页知识点击,了解有机物结构式及结构简式的书写原则

①猜测乙烷、丙烷的结构

②组装乙烷、丙烷的结构模型

③写出它们的结构式、结构简式

乙烷、丙烷的结构中碳原子周围始终是4个共价键,碳碳单键可以旋转

继续利用模型探究丁烷的结构

丁烷两种结构的熔、沸点.

这两种结构代表的是不是同一种物质

同分异构现象,同分异构体

当碳原子数较多时组合方式不止一种，碳原子数越多，它的同分异构数目越多，同分异构现象是有机化合物结构多样性的一种表现

戊烷的同分异构有几种？

学生阅读, 思考甲烷的空间构型并动手组装甲烷分子的结构模型

学生阅读,,动手书写甲烷的结构式及结构简式

学生思考并动手组装模型

学生动手旋转手中模型

学生动手组装模型, 发现问题

[活动与探究4]

[投影设疑]

[小结]

戊烷的3种同分异构体

在乙烷的基础上去掉两个氢得到的乙烯（C2H4）的结构又如何呢?

有机物的组成元素只有几种,为什么能衍生出几千万种化合物?

有机化合物种类繁多的原因---有机物结构的多样性

分子式相同时,可以出现多种结构

C原子都形成4个共价键

碳原子之间可以以单键结合

碳原子之间可以以双键结合

碳原子之间可以以三键结合

碳原子之间可以连成碳链或碳环。

[课堂总结]

[小结]

引导学生小结本节课知识

[思考与练习]

学生思考、交流

学生倾听、理解

学生讨论并动手组装模型

学生思考回答

学生小结

学生回答

脑、空间想象能力及探索精神

通过设疑，引导学生自主学习，探究、归纳总结；激发兴趣和主动性

培养学生应用已学知识解决新出现问题的能力，培养学生空间想象能力

培养学生归纳总结的能力

使知识系统化

第一节

脂肪烃

一、教学设计

烷烃、烯烃、炔烃是三类重要的脂肪烃，教科书在呈现方式上突出了类别的概念。由于在化学2中已经介绍了烷烃和烯烃的典型代表物──甲烷和乙烯，本节重点介绍了炔烃的典型代表物乙炔。教学时要注意引导学生掌握学习有机化学的基本方法──“结构决定性质，性质反映结构”；要注意培养学生的演绎思维、迁移能力，从甲烷、乙烯、乙炔的结构和性质，迁移到烷烃、烯烃、炔烃的结构和性质；要注意不同类型脂肪烃的结构和性质的对比；要善于运用形象生动的实物、模型、计算机课件等手段帮助学生理解概念、掌握概念、学会方法、形成能力；要注意充分发挥学生的主体性，培养学生的观察能力、实验能力、探究能力等。在课时分配上，建议“烷烃、烯烃同系物的结构和性质及烯烃的顺反异构”“乙炔的结构、性质、实验室制法和脂肪烃的来源及其应用”各1课时。

教学重点：烯烃、炔烃的结构特点和主要化学性质；乙炔的实验室制法。

教学难点：烯烃的顺反异构。

教学方案参考

1

在化学2中学生已经学习了甲烷、乙烯的结构和性质。因此，本节的教学重点是帮助学生将甲烷、乙烯的结构和性质迁移到烷烃和烯烃。同时对比烷烃、烯烃同系物的结构和性质的相似性、递变性和差异性，从而培养学生的演绎思维、类比推理和迁移能力。

【方案Ⅰ】复习再现，学习迁移，对比提高

复习再现：复习甲烷、乙烯的结构和性质──通过计算机课件、立体模型展示甲烷、乙烯的结构；通过实验录相再现甲烷、乙烯的燃烧，以及它们与溴的四氯化碳溶液和高锰酸钾酸性溶液的反应；引导学生讨论甲烷、乙烯的结构和性质的相似点和不同点，列表小结。

学习迁移：根据“结构决定性质”的基本观点，首先提示讨论烷烃和甲烷的结构的相似性，进而使学生通过甲烷的性质推出烷烃的基本性质和规律；其次，联系教科书中烷烃的沸点、密度数据，让学生讨论得出烷烃同系列物理性质的递变规律；第三，开展联系实际的探究活动，查找液化石油气、汽油、煤油、柴油等石油产品的碳原子数和沸点范围的数据，巩固烷烃同系列物理性质的递变规律。

关于烯烃结构和性质，可采用类似烷烃的教学思路。所不同的是，要通过反应的化学方程式的书写练习，帮助学生掌握烯烃的性质和反应规律，强调烯烃的反应实质是碳碳双键官能团的反应。可以以乙烯的聚合反应迁移到丙烯的聚合反应为例：

首先让学生观察讨论两个反应的化学方程式的异同点。相同点：反应前都有碳碳双键，反应后都变成了碳碳单键；不同点：丙烯有甲基、乙烯没有。其次，让学生观察讨论两个反应中乙烯、丙烯发生变化之处。变化点：双键消失；不变点：丙烯中的甲基没有变。通过讨论、对比的方式帮助学生理解官能团决定烯烃的化学性质，理解烯烃反应的实质就是碳碳双键官能团的变化，从而将乙烯的性质迁移到烯烃的性质。

对比提高：通过让学生讨论、填表小结的方式，进一步对比烷烃、烯烃的结构和性质，从而帮助学生深入掌握烷烃、烯烃的结构和性质。

【方案Ⅱ】资料展示，研究讨论，交流提高

资料展示（情景创设）：教师展示有关烷烃和烯烃的相关学习资料。如小分子烷烃和烯烃的结构模型；甲烷、乙烯的燃烧及甲烷、乙烯与溴的四氯化碳溶液、高锰酸钾酸性溶液反应的实验录像；烷烃、烯烃同系物的沸点、密度数据等。

提示讨论问题，如甲烷、乙烯结构和性质有什么相似点和不同点？乙烷、丙烷与甲烷结构有什么相似点和不同点，导致它们的物理性质和化学性质有什么规律？丙烯、丁烯与乙烯结构有什么相似点和不同点，导致它们的物理性质和化学性质有什么规律？

研究讨论：学生分组研究有关学习资料，讨论上述提示问题，归纳总结有关规律。

交流提高：各组选派同学代表交流研究结果，教师进行评价和点拨，并进一步提出问题；根据甲烷、乙烯的反应规律书写乙烷与氯气的反应，丙烯聚合反应、丁烯与溴的加成反应等化学方程式，以达到落实巩固提高的教学目的。

2

与以前的教科书相比，此部分内容是新增加的，难度相对较大，在教学中只要求讨论教科书中的有关内容，不宜扩展。

【方案Ⅲ】活动探究，对比思考，总结巩固

情景创设：用多媒体课件展示乙烷和乙烯分子的立体结构模型。

活动探究：让学生分组插接乙烷、乙烯的球棍分子模型。

对比思考：如果将乙烷、乙烯的立体分子模型，沿碳碳键轴的方向旋转，有什么不同？

（学生很容易发现乙烷的单键很容易旋转，而乙烯的双键不能旋转）

活动探究：将乙烯分子中的两个不同碳上的一个氢原子用甲基取代，试看能得到几种不同结构的分子？

（由于乙烯的双键不容易旋转，因此，学生很容易就能插出两种不同结构的分子模型）

总结巩固：展示学生们插出的两种不同结构的分子模型，讲解顺反异构。并用计算机课件展示顺反异构体的球棍模型和三维比例模型，使学生加深对产生顺反异构条件的理解。

【方案Ⅳ】讲解讨论，迁移提高

情景创设：用多媒体课件展示2-丁烯分子的立体结构模型。

讲解讨论：讲解碳碳双键为何不能旋转，展示2-丁烯两种顺反异构体的立体模型。

迁移提高：通过讨论类似下面的题目，达到迁移提高的目的。

讨论题：下列有机分子中，可形成顺反异构的是

ACCH2＝CHCH3

BCH3CH＝C(CH3)2DCH2＝CHCH2CH3

CH3CH＝CHCl 答案：D 总结巩固：讲解形成顺反异构体的关键在于有阻碍碳碳键旋转的双键和碳碳双键两端连接的原子或基团不相同。

3

【方案Ⅴ】结构演绎，观察思考，书写巩固

结构演绎（情景创设）：对比乙烷、乙烯和乙炔的分子式、结构简式、计算机三维立体模型、实物球棍模型，讨论分析它们结构的异同点：

通过结构对比得出：乙炔的结构更相似于乙烯，具有不饱和性，因此其性质应该与乙烯相似。

观察思考：完成【实验2-1】通过观察乙炔的制取和燃烧、乙炔与溴的四氯化碳溶液和高锰酸钾酸性溶液反应的实验，归纳乙炔的化学性质，理解“乙炔的结构决定其化学性质”。

书写巩固：学生书写乙炔燃烧、乙炔与溴的加成、乙炔与氯化氢加成的化学方程式，掌握乙炔的化学性质。

【方案Ⅵ】实验探究，交流讨论

实验探究：学生分组设计制取乙炔的实验，并探究乙炔的化学性质。包括：乙炔与溴的四氯化碳溶液和高锰酸钾酸性溶液的反应以及乙炔的燃烧反应。

提示讨论问题：乙炔、乙烯与溴的四氯化碳溶液和高锰酸钾酸性溶液的反应有什么相似之处？为什么？乙炔的燃烧有什么特点？在实验中还能发现什么？并讨论其原因。

交流讨论：学生交流实验中观察到的现象及对现象的分析，由教师进行评价和点拨，并进一步提出问题。

4

【方案Ⅶ】自学阅读，讨论提高

自学阅读：教师提出相关问题，指导学生阅读。

提示问题：石油的主要成分是什么？石油加工的主要方法及其产品是什么？天然气的主要成分是什么？为什么说天然气是清洁燃料？

阅读讨论：阅读教科书，讨论相关问题

小结提高：交流各小组讨论结果，联系生活实际，提高同学对石油产品及其应用的认识。

【方案Ⅷ】利用网络，自主学习

情景创设：教师提出相关问题，并提供网络教学资源，指导学生通过网络自主学习。

提示问题：石油的主要成分是什么？石油加工的主要方法及其产品是什么？天然气的主要成分是什么？为什么说天然气是清洁燃料？

阅读学习：阅读网络教学资源，分析相关问题。

小结提高：在教师的指导下交流学习体会，共同提高。

课外实践：通过互联网调查有关石油产品在实际生产、生活中的应用。

二、活动建议

【实验2-1】

因电石中常含有金属硫化物等杂质，生成的乙炔中会混有H2S等杂质而有臭味。使用硫酸铜溶液洗气的目的在于除去H2S杂质，反应的化学方程式为：

H2S+CuSO4=CuS↓+H2SO4

反应开始时，反应速率较大，会产生大量的气体，因此要注意控制滴入水的速度。乙炔与高锰酸钾酸性溶液的反应褪色较慢，通入气体的时间需要长一些。点燃乙炔要注意，如乙炔气体中混有空气，容易发生爆炸！所以做乙炔的燃烧反应实验，应在做完乙炔与高锰酸钾酸性溶液和溴的四氯化碳溶液褪色的实验后进行。此时，经过一定时间以后，可以认为装置内的空气已排净，再点燃乙炔气体。为安全起见，最好用小试管收集乙炔气验纯后，再点燃。

三、问题交流

【思考与交流1】

烷烃、烯烃的沸点随碳原子数的变化曲线参考图2-1。

图2-1烷烃、烯烃的沸点随碳原子数变化曲线

烷烃、烯烃同系物的相对密度随和图碳原子数的变化曲线参考图2-22-3。

图2-2烷烃的相对密度随线

图2-3烯烃的相对密度

随碳线

【思考与交流2】

原子数变化曲碳原子数变化曲

无机反应与有机反应类型的对比

化学反应──无论是无机化学反应和有机化学反应，其本质是相同的，都是构成分子的原子之间的重新组合或排列，在这一过程中必然伴随着旧化学键的断裂和新化学键的形成过程。通过无机反应和有机反应不同反应类型反应规律的对比，可以帮助学生减少对有机反应的陌生，迅速理解有机反应的基本规律。

【学与问1】（略）

【学与问2】

12【学与问3】

石油分馏是利用石油中各组分的沸点不同而加以分离的技术。分为常压分馏和减压分馏，常压分馏得到石油气、汽油、煤油、柴油和重油；重油再进行减压分馏得到润滑油、凡士林、石蜡等。减压分馏是利用低压时液体的沸点降低的原理，使重油中各成分的沸点降低而进行分馏，避免了高温下有机物的炭化。

石油催化裂化是将重油成分（如石蜡）在催化剂存在下，在460～520 ℃及100 kPa～200 kPa的压强下，长链烷烃断裂成短链的烷烃和烯烃，从而大大提高汽油的产量。如C16H34→C8H18+C8H16。

石油裂解是深度的裂化，使短链的烷烃进一步分解生成乙烯、丙烯、丁烯等重要石油化工原料。

石油的催化重整的目的有两个：提高汽油的辛烷值和制取芳香烃。

四、习题参考答案

1.D 2.C 3.D 4.

5. 没有。因为顺-2-丁烯和反-2-丁烯的碳链排列是相同的，与氢气加成后均生成正丁烷。

第二节

芳香烃

一、教学设计

苯是最简单的芳香烃，也是重要的化工原料。教科书在复习苯的结构和性质后，重点介绍了苯的同系物。教学时，要注意引导学生从苯的结构和性质，迁移到苯的同系物的结构和性质；从烷烃的同分异构体的规律和思考方法，迁移到苯的同系物的同分异构体问题。要注意脂肪烃和芳香烃的结构和性质的对比；要善于通过实验培养学生的能力。

教学重点：苯和苯的同系物的结构特点和化学性质。

教学难点：苯的同系物的结构和化学性质。

教学方案参考

1

学生已经了解了苯的结构和性质，因此教学的重点是帮助学生复习再现苯的结构和化学性质，并将苯的结构和化学性质与脂肪烃进行对比，通过对比找出苯的结构和化学性质的特点，从而帮助学生掌握苯的结构与化学性质。

【方案Ⅰ】复习再现,对比思考,学习迁移

复习再现：复习苯的结构和性质。通过计算机课件、立体模型展示苯的结构，通过实验录相再现苯的燃烧、苯与溴的四氯化碳溶液及高锰酸钾酸性溶液的反应。引导学生讨论甲烷、乙烯、乙炔、苯的结构和性质的相似点和不同点，并列表对比小结。

提示：从苯的分子组成上看，具有很高的不饱和度，其性质应该同乙烯、乙炔相似，但实际苯不能与溴的四氯化碳溶液、高锰酸钾酸性溶液反应，说明苯的结构比较稳定。这是苯的结构和化学性质的特殊之处──“组成上高度不饱和，结构比较稳定”。

学习迁移：

（1）苯燃烧有浓厚的黑烟，同乙炔类似，因为苯（C6H6）和乙炔（C2H2）分子中C、H的原子个数比相同，含碳的质量分数相同，均为92.3%，高于甲烷和乙烯。

（2）取代反应，类似于烷烃的反应，重点讨论苯的溴代和硝化反应，与甲烷氯代的反应进行对比。

（3）加成反应，由于苯属于不饱和烃，因此也能发生类似烯烃、炔烃的加成反应，苯与氢气催化加成生成环己烷（环状饱和烃），不同的是苯不能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应。

【方案Ⅱ】资料展示，研究讨论，交流提高

资料展示（情景创设）：教师展示有关苯的各种学习资料。如苯的样品，苯的结构模型，苯的燃烧、苯与溴的四氯化碳溶液及高锰酸钾酸性溶液反应的实验录像，苯发生溴代、硝化反应的实验录像等。

提示讨论问题：从苯组成上看，苯属于饱和烃、还是不饱和烃？苯和乙烯、乙炔都属于不饱和烃，为什么它不与溴的四氯化碳溶液、高锰酸钾酸性溶液反应？苯的结构上有什么特点，对其性质有何影响？

研究讨论：学生分组研究有关学习资料，讨论上述提示问题，归纳总结有关规律。

交流提高：由同学代表交流研究结果，教师进行评价和点拨，并进一步指导学生书写苯与溴在催化剂存在下发生取代反应、与浓硝酸浓硫酸即混酸发生硝化反应、与氢气发生催化加成反应的化学方程式。

2. 苯的同系物

【方案Ⅲ】活动探究，对比思考，总结讲解

活动探究：讨论对比苯和甲苯结构的相似点和不同点，实验探究苯、甲苯分别与溴的四氯化碳溶液、高锰酸钾酸性溶液的反应，思考有机化合物基团间的相互影响。

通过活动探究，填写下表：

总结讲解：甲苯发生取代反应时取代基的定位，甲苯被氧化的原因是苯环与甲基的相互作用使甲基变得活泼。

【方案Ⅳ】结构演绎，观察思考，迁移提高

结构演绎（情景创设）：对比苯、甲苯、甲烷的分子式、结构简式，讨论分析它们结构的异同点：

观察思考：完成【实验2-2】，通过观察苯、甲苯与高锰酸钾酸性溶液的实验，认识甲苯性质的特点，理解甲苯与苯性质的不同。

总结讲解：通过苯与甲苯、甲苯与甲烷的性质差异，讲解有机分子中基团之间存在着相互影响。

迁移提高：通过甲苯的性质，讨论分析乙苯、二甲苯可能的化学性质。

3. 芳香烃的来源及其应用

【方案Ⅴ】自学阅读，讨论提高

情景创设（教师也可提供网络教学资源，指导学生通过网络自主学习）：教师提出相关问题，指导学生阅读。

问题提示：芳香烃的主要来源是什么？芳香烃的主要用途是什么？

阅读讨论：阅读教科书，讨论相关问题

小结提高：交流各小组讨论结果，联系生活实际，提高对石油产品及其应用的认识。

二、活动建议

【实验2-2】由于高锰酸钾酸性溶液的颜色较深，甲苯与高锰酸钾酸性溶液反应较慢，本实验颜色变化观察较困难。一方面要加入硫酸改变溶液的酸碱性，另一方面，高锰酸钾溶液不能加入太多，几滴即可，

并可用蒸馏水稀释试管中的溶液，以便于观察颜色变化和分层情况。

【实践活动】

可以把实践活动设计成一次课题研究活动。

课题：苯对人体健康的危害

通过查阅有关书籍了解苯的毒性，了解苯对人体的危害主要会导致再生障碍性贫血等疾病。

知道工业生产中常用苯作溶剂。如油漆稀料、某些品牌的涂改液也用苯作溶剂等。通过互联网调查发生的苯中毒事件。

通过研究，提出有关苯的安全使用，防止中毒事件发生的建议。

三、问题交流

【思考与交流】

1比乙烯高。乙烯、乙炔、苯在空气中燃烧不完全，易产生黑烟，乙炔、苯的黑烟更浓。

3 （1）由于制取溴苯需要用剧毒试剂──液溴为原料，因此不宜作为学生操作的实验，只要求学生根据反应原理设计出合理的实验方案。下面是制取溴苯的实验方案与实验步骤的参考方案：

把苯和少量液态溴放在烧瓶里，同时加入少量铁屑作催化剂。用带导管的瓶塞塞紧瓶口（如图2-4），跟瓶口垂直的一段导管可以兼起冷凝器的作用。在常温时，很快就会看到，在导管口附近出现白雾（由溴化氢遇水蒸气所形成）。反应完毕后，向锥形瓶内的液体里滴入AgNO3溶液，有浅黄色溴化银沉淀生成。把烧瓶里的液体倒在盛有冷水的烧杯里，烧杯底部有褐色不溶于水的液体。不溶于水的液体是溴苯，它是密度比水大的无色液体，由于溶解了溴而显褐色。

图2-4

溴苯的制取

图2-5硝基苯的制取

（2）制取硝基苯的实验方案与实验步骤参考

①

配制混和酸：先将1.5 mL浓硝酸注入大试管中，再慢慢注入2 mL浓硫酸，并及时摇匀和冷却。

②

向冷却后的混酸中逐滴加入1 mL苯，充分振荡，混和均匀。

③

将大试管放在50~60 ℃的水浴中加热约10 min，实验装置如图2-5所示。

④

将反应后的液体倒入一个盛有冷水的烧杯中，可以观察到烧杯底部有黄色油状物生成，用分液漏斗分离出粗硝基苯。

⑤

粗产品依次用蒸馏水和5%NaOH溶液洗涤，最后再用蒸馏水洗涤。若将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏，可得纯硝基苯。蒸馏应在通风柜或通风良好处进行。

纯硝基苯为无色、具有苦杏仁气味的油状液体，其密度大于水。

【学与问】

甲苯能被高锰酸钾酸性溶液氧化，而苯不能；甲苯的硝化反应条件与苯的硝化反应的条件也不一样。

从中我们可以想到由于苯环上的氢原子被甲基取代，在甲苯分子中存在甲基与苯环之间的相互作用，从而导致苯与甲苯在性质上存在差异。

四、习题参考答案

1. 4，

2. B 3的四氯化碳溶液褪色，也不能使高锰酸钾酸性溶液褪色；1化碳溶液褪色，也能使高锰酸钾酸性溶液褪色；邻二甲苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色，但能使高锰酸钾酸性溶液褪色；因此用溴的四氯化碳溶液和高锰酸钾酸性溶液可鉴别己烷、1