新人教版高一化学必修第二册第七章第一节《认识有机化合物》教案

有机化合物
第一节
认识有机化合物
教学目标
1.知识与技能
（1）掌握甲烷的分子结构和性质，了解取代反应的概念。
（2）以甲烷为例，认识有机物分子具有立体结构，初步培养空间想像能力。
（3）从分子结构角度认识烷烃、同分异构现象，掌握同分异构体。
初步认识有机化合物种类繁多的原因。
2.过程与方法
（1）通过引导学生对自己熟悉的有机物分析，让学生学会归纳、总结有机物性质的一般规律。
（2）通过“迁移”、“应用”、“交流”、“讨论”、“探究”等活动，提高学生分析、联想、类比、迁移以及概括的能力。
3．情感态度与价值观
（1）逐步培养勤于思考，勇于探究的科学品质，严谨求实的科学态度。
（2）通过实验探究活动，激发学生探究未知知识的兴趣，享受到探究未知世界的乐趣。
（3）通过用模型组装有机分子的实践活动，培养学生严谨认真的科学态度和探究精神。
二、教学重难点
1.教学重点
取代反应、同分母异构体、同系物、烷烃的结构与性质
2.教学难点
取代反应、同分母异构体、同系物、烷烃的结构与性质
三、教学过程
教学环节
教学内容
设计意图
1.新课导入
【师】目前。人们在自然界发现和人工合成的物质已经超过1亿种，其中绝大多数是有机物。为什么有机物如此繁多？
设问激发求知欲
2.探索新知
【板书】有机化合物中碳原子的成键特点
【师】什么是有机物？有机化合物一般指含碳化合物。甲烷是最简单、相对分子质量最小的烃，也是碳元素质量分数最小的烃。谁能写出甲烷的电子式、结构式。
【学生】
【师】有机化合物中的每个碳原子不仅能与其他原子形成4个共价键，那么碳原子与碳原子之间能成键吗？成键时有什么特点呢？
碳原子与碳原子之间也能形成共价键，可以形成单键、双键或三键。
多个碳原子可结合形成碳链，也可形成碳环，也可带支链。
一定数目的碳原子可能构成不同的碳骨架（同分异构体）
【多媒体展示】碳与碳的成键
【思考与讨论】分析以碳为骨架的有机物种类繁多的原因。
【师】大家能想象一下甲烷分子的空间结构是什么样的吗？
【生】正四面体结构。碳原子位于正四面体的中心，4个氢分别位于4个顶点。
【师】为什么是正四面体呢？甲烷分子中，4个C－H键的长度
和强度相同夹角相等（均为109?28'或109.5?）
【多媒体展示】甲烷的空间填充模型、球棍模型、空间结构示意图。
【师】随着分子中碳原子数的增加，还有乙烷、丙烷、丁烷等一系列有机化合物。
有机化合物乙烷丙烷丁烷分子中碳原子数234分子式C2H6C3H8C4H10
【学生活动】写出有机化合物的结构式。同学间相互交流结果。
【师】有没有同学写出两种不同的丁烷？这就是因为碳链的结构不同，丁烷的结构式不同。
【师】我们总结这类有机化合物的组成和分子结构特点。
【生】这些有机化合物都是由碳、氢两种元素组成的，结构上C与C之间以单键相连成链状，C剩余的价键与H原子相连，满足每个C原子周围形成4个单键。
【师】总结的很到位！我们把只含有碳和氢两种元素，分子中的碳原子之间都以单键结合，碳原子的剩余价键均与氢原子结合，使碳原子的化合价都达到“饱和”。这样一类有机化合物叫做饱和烃，又叫烷烃。我们能得出烷烃的通式吗？
【生】链状烷烃通式：CnH2n+2
（n≥1，n∈N）
【总结】结构特点：
①烷烃分子中每个碳原子与4个原子相连，对于烷烃的任意一个碳原子来说，它周围的4个原子以它为中心构成四面体，否则就不是正四面体。
②链状烷烃为开链式结构，可以是直链，也可带支链。碳原子数≥3的链状烷烃分子中的碳链均非直线型，为锯齿形。
③烷烃中C－H单键和C－C单键都可以旋转。
【多媒体展示】戊烷的三种结构式，如何命名？
【师】1、碳原子数在10以内，依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸代表碳原子数，其后加上“烷”字，如甲烷、乙烷等。
2、碳原子数在10以上，用汉字数字表示，如十二烷、十七烷等。
3、对于碳原子数相同而结构不同的烷烃，一般在烷烃命名之前再加上“正”、“异”、“新”等字样加以区别。
【生】学生活动对三种戊烷进行命名。
【师】化学上有结构式和结构简式两种化学用语。如何区分？
（1）结构式：
把每一个共价键都用一条短线“—”表示，反映分子结构的式子。
（2）结构简式：
既反映分子的结构又相对较为简略的式子称为结构简式。
例如：甲烷的结构简式为：CH4
甲烷的结构式为：
【师】对比甲烷、乙烷、丙烷、丁烷的结构简式，我们发现相邻烷烃的分子在组成上相差一个CH2原子团，像这种结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互称为同系物。
【总结】
1、同系物的组成元素相同；分子组成通式相同；物质类别相同。
2、同系物的分子结构不同；分子式不同；摩尔质量不同；是不同的物质。
3、同系物的分子结构相似，物理性质不同，化学性质相似。
4、同系物具有相同的通式，但具有相同通式的有机物不一定是同系物。
5、同系物的分子组成相差n个CH2,相对分子质量相差14n（n=1,2,3……)
6、判断两种或多种有机物是否互为同系物，充要条件有两点：一是分子结构相似，二是分子组成相差一个或若干CH2原子团，两者缺一不可。
【师】像正戊烷、异戊烷、新戊烷这种化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象称为同分异构现象。
具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。
【考点1】化学“四同”的比较
内容同位素同素异形体同系物同分异构体定义质子数相同、中子数不同的原子（核素）由一种元素组成的不同单质结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质分子式相、
结构不同的化合物对象原子单质化合物化合物性质化学性质几乎一样，物理性质有差异化学性质相似，物理性质差别较大化学性质相似，熔、沸点，密度呈规律性变化化学性质可能相似也可能不同，物理性质不同。
【考点2】同分异构体的书写
口诀：定主链，选支链，主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排布由对到邻、间。
以C6H14为例，讲解如何书写同分异构体。学生练习书写C7H16。
【考点3】判断烷烃一元取代物的方法——“等效氢法”
有机物中，化学环境相同的的氢原子叫做等效氢。显然，有几种不同的等效氢，一元取代物就有几种。
①、分子中同一个碳原子上连接的所有氢原子等效。
②、同一碳原子上连接的所有甲基上的氢原子等效。
③、分子中处于镜面对称位置上对应的氢原子是等效的。
【师】甲烷在中学时接触过，甲烷有哪些性质？
【生】（1）物理性质
无色无味气体、难溶于水，密度比空气小，熔、沸点很低，难液化。
（2）化学性质
①氧化反应：甲烷具有可燃性，火焰淡蓝色。
【师】我们这节课会学习甲烷另一个性质。我们来看一下实验，打开课本P64，阅读实验操作。
现象：（光处）试管内气体颜色逐渐变浅、试管内壁有油状液滴；试管中有少量白雾；试管内液面上升；水槽中有固体析出。暗处无现象。
原理：光照条件下，甲烷分子中的4个氢原子被氯原子逐一替代，生成4种不同的取代产物。
【多媒体播放】甲烷取代反应原理，教师讲解取代过程。学生动手书写方程式。
【师】讲解实验注意事项。
【生】总结取代反应的概念和特点。
【师】用途：清洁燃料；制氟利昂制冷剂；氧化制甲醇；裂解制黑炭。
【多媒体展示】天然气、沼气、凡士林、石蜡。总结烷烃的性质。
（1）物理性质
①烷烃的熔、沸点较低，随着碳原子数的增加而逐渐升高；
②常温常压下，碳原子数≤4的烷烃及新戊烷是气体。
③烷烃的相对密度较小，且随碳原子数的增加逐渐增大。
④碳原子数相同的烷烃，支链越多。熔、沸点越低。
⑤烷烃均为无色、难溶于水易溶于有机溶剂的物质。
（2）化学性质
①稳定性
通常情况比较稳定，不宜强酸、强碱或高锰酸钾等氧化剂发生反应。
②氧化反应
与甲烷类似，可以在空气中完全燃烧。随着烷烃分子中碳原子数的增加，燃烧越来越不充分，火焰越来越明亮，有些伴有黑烟。
燃烧反应通式：
③取代反应
在光照情况下与卤素单质发生取代反应。
（甲烷与氯气的反应）
④在较高温度下会发生分解。这个性质常被应用于石油化
工和天然气化工生产，从烷烃中得到一些化工基本原料和燃料。
通过探讨交流培养学生的合作意识和表达能力，激发学生对新事物的探究，培养严谨的科学思维方法
培养学生总结归纳、辩证思维的能力
3.小结作业
完成同步练习
四、板书设计
7.1认识有机化合物
有机化合物中碳原子的成键特点
烷烃的结构
同分异构体、同系物
甲烷的性质及用途
取代反应
烷烃的性质