07（必修2）认识有机化合物的一般性质碳原子的成键特点（1）（教案1）

skybamboo · 发表于 5 天前

第三章简单的有机化合物
第一节认识有机化合物
3.1.1 认识有机化合物的一般性质
碳原子的成键特点

有机物是人类赖以生存的重要物质基础，它们的开发利用大大的提高了人类的生活质量并且改变了人类的生活方式。本节内容的编写以分子结构为中心，首先让学生通过实验观察思考，初步认识有机化合物的性质，知道性质决定有机化合物的实际应用；然后以甲烷为例，通过“观察·思考”栏目活动了解碳原子的成键特点，通过“活动·探究”栏目活动进一步认识有机化合物的结构特点，从而决定了有机化合物的多样性，指导学生构建有机化合物“组成—结构—性质—用途”的认识关系。
有机化合物的种类繁多、性质各异。本节教材在学生初中已有知识和原子结构、化学键知识的基础上，从碳的原子结构和成键方式入手，以甲烷、乙烯、乙炔等简单有机化合物为例，说明碳原子成键特征是导致有机化合物种类繁多的根本原因。为了学习同系物的概念，只简单介绍了烷烃的结构特点和简单命名以及烃的简单分类。通过“观察·思考”栏目活动中的“水垢的去除”，引导学生思考得出官能团的概念，并列举部分常见官能团；以丁烷为例，结构不同决定性质不同，引出同分异构体的概念。甲烷的氯代反应是甲烷的重要性质，在本节教材中，该素材的落脚点是帮助学生形成通过有机反应可实现有机化合物分子中化学键转化的观点。为了帮助学生理解内容，教材增加了实物图片、身边的化学实例、结构模型、实验探究等，丰富了教材内容，提高了教材的可操作性和趣味性。

实验探究与创新意识：
通过观察思考常见有机化合物的实验现象，感受并概括出有机化合物的一般性质。
通过搭建有机化合物分子的球棍模型，体会并说出有机化合物中碳原子的成键特点、价键类型；能说出甲烷、乙烯、乙炔的空间结构，发展空间想象力，形成满足“碳四价”成键方式的一般思路。
宏观辨识与微观探析：
通过对甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷等分子结构的比较，初步构建烷烃、同系物的概念。
通过乙烯、乙醇、乙酸乙酯为例认识有机化合物中的官能团，能辨识常见有机化合物分子中的碳骨架和官能团。
通过对丁烷性质和结构的分析，认识有机物的同分异构现象，能判断简单烃类物质的同分异构体。
变化观念与平衡思想：
通过甲烷与氯气反应的断键与成键情况分析，知道有机化合物之间可以相互转化并能用化学方程式进行表征。
科学态度与社会责任：
通过阻燃保温材料、三氯甲烷、四氯化碳等在生产中的重要应用及神奇的分子机器介绍，体会化学科学与技术对社会发展、生态安全的重大意义。

重点：有机化合物结构的多样性、认识有机化合物中的官能团、同分异构现象和同分异构体
难点：有机化合物结构的多样性、认识有机化合物中的官能团、同分异构现象和同分异构体

多媒体

知识回顾

1.物质由元素组成，由分子、原子、离子构成。
2.列举含有碳元素的物质：石墨、金刚石、一氧化碳、二氧化碳、碳酸、乙酸、碳酸钠、碳酸钙、甲烷、酒精等。
3.天然气主要成分：甲烷
4.甲烷在氧气中燃烧的现象：发出蓝色火焰，放出热量，生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体。
二、导语
阻燃保温材料
建筑工地有时会使用大量的聚苯板（主要成分为聚苯乙烯）等保温材料。这些材料存在火灾隐患，而选用阻燃材料是解决这一问题的重要途径。酚醛树脂泡沫素有“保温材料之王”的美誉，它由热固性酚醛树脂发泡而成，在火中不燃烧、不熔化，是国际上公认的建筑行业中最有发展前途的一种新型阻燃保温材料。上述材料中物质属于有机物，有机物必含有碳元素，我们知道碳是100多种元素中，比较特殊在一种元素，碳元素形成的化合物占已发现元素的95%以上，已达上亿种。有机化合物在食品、材料、能源、药物等领域都发挥着举足轻重的作用。且新的有机化合物仍在不断地被发现或合成出来。研究有机化合物的组成、结构、性质及合成，将研究成果应用于实践，使我们的生活变得越来越美好。
有机化合物为什么如此繁多？他们的结构和性质具有哪些一般特点？
三、讲授新课
展示课件：
活动一：从物质组成及分类角度分析，下列含有碳元素物质该如何分类：
石墨、金刚石、一氧化碳、二氧化碳、碳酸、乙酸、碳酸钠、碳酸钙、甲烷、酒精、碳酸氢钠、葡萄糖、蛋白质
思考：什么是有机物？什么是无机物？
无机物：石墨、金刚石、一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸钠、碳酸钙、碳酸氢钠
有机物：乙酸、碳酸钠、碳酸钙、甲烷、酒精、葡萄糖、蛋白质
板书：
有机化合物：
大多数含有碳元素的化合物属于有机化合物。
无机化合物：不含碳元素的化合物，以及少数含有碳元素的化合物（如CO、CO2、H2CO3和碳酸形成的盐等）。
活动二：有机化合物一般性质
观察·思考
生活中的许多物质都是有机化合物或由有机化合物组成的混合物，如酒精、汽油、植
物油、聚乙烯塑料等。有机化合物通常会有哪些性质？请通过观察下列实验的现象，了解有机化合物的性质。
【实验1】用棉签蘸取酒精，涂抹在手上，观察现象并感受能量变化。
【实验2】向两支试管中加入适量水，然后分别加入体积相近的汽油和酒精，振荡试管，观察现象。
【实验3】用坩埚钳夹取一片聚乙烯塑料，置于酒精灯火焰上加热至燃烧，观察现象。
【实验4】向试管中加入适量碘水，再滴入适量植物油，振荡后静置，观察现象。
交流：

实验内容	实验现象	实验结论
	酒精最终消失，涂酒精的部分感到越来越凉	酒精易挥发，挥发过程吸热
	汽油与水互不相溶，液体分层，汽油在上层；酒精与水互溶	有的有机物难溶于水，有的有机物易溶于水
	液体分层，植物油层在上层，颜色为紫色	碘易溶于有机溶剂
	火焰呈黄色，燃烧时有石蜡状油滴滴落，并有蜡烛燃烧时的气味	有机物受热易分解

思考：根据以上实验你能得出哪些结论？这些实验对你认识有机化合物的性质有何启示？
板书
有机化合物的性质
共性：
·熔点较低，常温下多为固态或液态
·一般难溶于水，易溶于有机溶剂
·绝大多数受热易分解，容易燃烧
差异性：
挥发性：乙醇、苯易挥发，甘油难挥发
溶解性：大多数难溶于水，有的易溶于水如酒精、乙酸
热稳定性：大多数受热易分解如聚乙烯，有的具有较强热稳定性如酚醛树脂
特征性质：乙醇可以被高锰酸钾氧化而使紫色酸性 KMnO 4 溶液褪色
活动三：有机化合物的性质是由它们的结构决定的，那么，有机化合物的结构又有什么特点呢？有机物种类繁多的原因是什么？
有机物由哪些元素组成？什么是烃？
板书：从组成上看，有机化合物均含有碳元素，大多数有机化合物含有氢、氧元素，有些有机化合物还含有氮、硫、磷、卤素等元素。
仅由碳和氢两种元素组成的有机化合物称为烃，也叫作碳氢化合物。
思考：碳原子成键有什么特点？
展示课件：
资料展示：球棍模型能够表示分子的空间结构和分子内原子之间的成键类型。球棍模型中，“球”表示原子，“棍”表示共价键。
空间填充模型可以表示分子的空间结构。

观察·思考
··甲烷分子中，碳原子与氢原子是怎样形成化学键的？甲烷分子是平面的还是立体的？
··请尝试从碳原子的结构特点解释碳、氢原子形成化学键的原因。
甲烷：
分子式：CH4
结构式及电子式如下：

碳原子最外层的 4 个电子分别与 4 个氢原子的核外电子形成 4 对共用电子，5 个原子不在同一平面内，而是形成了一个正四面体形的结构：碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点，任意两个碳氢键之间的夹角均为109°28′
碳原子的最外层有 4 个电子，它不易失去或得到电子形成离子，通常通过共价键与其他原子结合。
活动四：活动·探究
搭建有机化合物分子的球棍模型
实验目的：通过搭建有机化合物分子的球棍模型，认识有机化合物的结构特点。
实验用品：试用不同颜色的小球分别代表碳原子、氢原子、氧原子和氯原子等，按下列要求动手搭建有机化合物分子的球棍模型，并写出相应有机化合物分子的结构式或结构简式。
实验步骤：
·搭建甲烷分子的球棍模型。
·尽可能多地搭建含两个或三个碳原子的烃分子的球棍模型。
·在甲烷分子球棍模型的基础上搭建下列有机化合物分子的球棍模型：一氯甲烷（CH 3 Cl）、乙醇（CH 3 CH 2 OH）和乙酸（CH 3 COOH）。

思考：
在有机化合物分子中，碳原子可能以哪些成键方式满足“碳四价”原则？

板书：碳原子的成键特点
（1）碳原子的最外层有 4 个电子，它不易失去或得到电子形成离子，通常通过共价键与其他原子结合。
2）碳原子之间可以通过单键结合，也可以通过双键和三键结合；
（3）分子中有 3 个或 3 个以上碳原子时，碳原子之间既可以形成链状还可以形成碳环。
组成有机化合物的元素种类很少，但有机化合物的种类却多达上亿种。碳原子的成键特点是有机化合物种类繁多的根本原因。
活动五：有机化合物的命名
阅读课本P80页相关内容，思考：
什么是结构式？什么是结构简式？
有机化合物命名遵守什么原则？
烃如何分类？
结构式：用元素符号和短线“—”表示分子中原子的排列顺序和成键方式的式子。
结构简式：将结构式中表示单键的短线“—”省略后的式子称为结构简式。
命名原则：
简单的有机化合物（分子不含支链）通常按分子含有的碳原子数来命名。
以烷烃为例，用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸分别命名分子中碳原子数为1-----10的烷烃；分子中碳原子数在10以上的烷烃则用中文数字命名。

分类	烷烃(饱和链烃)	不饱和链烃	环烃
特点	碳原子之间以单键结合成碳链，碳原子的剩余价键均与氢原子结合	碳原子之间以双键或三键结合成碳链，碳原子还有能与氢原子结合的价键	碳原子之间以共价键相连形成碳环
实例	甲烷、乙烷	乙烯、丙炔	环丙烷

活动六：丙烷、丁烷、戊烷的元素组成和分子结构特点，思考烷烃在分子在组成上有何规律？
什么是同系物？

板书：
相邻烷烃分子在组成上均相差一个 CH2 原子团。烷烃的分子式可以用通式Cn H2n+ 2 表示。
同系物：结构相似、分子组成相差一个或若干个 CH2 原子团的有机化合物互称为同系物。
活动七：拓展
甲烷取代反应（有机化合物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团代替的反应叫作取代反应）
反应条件：光照(光照时，甲烷与氯气发生平静的取代反应；若在室温黑暗处，两者则不发生反应而长期存放；若在强光直射下，两者则会发生爆炸)
反应物：甲烷能与氯气、溴蒸气、碘蒸气等纯净的卤素单质反应(但不能与氯水、溴水、碘水反应)
反应机理：甲烷分子中的一个氢原子被氯气分子里的一个氯原子所替代，生成了CH3Cl，而CH3Cl分子中仍存在C—H键，故CH3Cl还可继续与Cl2反应，依次生成CH2Cl2、CHCl3、CCl4。反应的化学方程式如下：

反应产物：
无论如何控制反应物的用量，反应产物都是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与HCl形成的混合物，其中HCl最多，CH3Cl为气体，CH2Cl2、CHCl3、CCl4均为油状液体
关系：
参加反应的Cl2的物质的量＝生成的HCl的物质的量＝有机产物中氯原子的物质的量

本节课教学以典型有机化合物的学习为切入点，引导学生在初中有机化合物常识的基础上进一步从结构的角度，加深对有机化合物的整体认识。本节课特别强调从学生生活实际对有机物的使用出发，按照用途——性质——结构的思路从性质实验开始组织教学内容，尽力渗透结构分析的观点，使学生的认识在初中知识的基础上有所提高。教学中注意不盲目扩充教材所涉及物质的性质和内容，注意从结构角度适当深化学生对有机化合物的认识，使学生了解学习和研究有机化合物的一般方法，形成一定的结构分析角度，初步建立以结构解释性质，性质决定用途的思路。

		自动登录	找回密码
密码			立即注册

[鲁科版] 07（必修2）认识有机化合物的一般性质碳原子的成键特点（1）（教案1）