13（必修2）同分异构现象和同分异构体（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
3.1.3同分异构现象和同分异构体

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部分有机物知识和原子结构、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、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、同分异构现象和同分异构体

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一、知识回顾
1.官能团：有机化合物分子中，比较活泼、容易发生反应并决定着某类有机化合物共同特性的原子或原子团。
2.有机化合物的分子结构通常包括碳骨架与官能团两部分，其中官能团决定着有机化合物的化学特性。
3.有机化合物分子含有除碳、氢之外的其他元素原子，可看作烃分子中的氢原子被其他原子或原子团代替后的产物，这样的有机化合物统称为烃的衍生物。
二、导语
化学家维勒测定了氰酸的化学成分，指出它是由碳、氮、氢、氧4种元素组成的。22岁的维勒发表了平生第二篇论文，公布了他所定的氰酸的化学成分。  就在维勒发表第三篇论文时，格麦林教授提醒他:"请你注意一下德国化学家李比希刚发表的论文!"那时候的李比希，才20岁。维勒赶紧查阅了李比希的论文。奇怪，李比希测定了一种"雷酸"的化学成分，竟跟氰酸差不多!氰酸跟雷酸，化学性质截然不同，氰酸很稳定，雷酸很易爆炸。不同的化合物，怎么会具有相同的成分?
三、讲授新课
活动一：活动·交流
阅读课本第84---85页内容，回答问题：
1.C4H10所表示的烷烃有几种？分别是什么？
2.正丁烷、异丁烷结构分别是什么？
3.正丁烷、异丁烷结构有何异同？
4.正丁烷、异丁烷熔点、沸点是否相同？
板书：
1.C4H10所表示的烷烃有两种，一种是正丁烷，另一种是异丁烷。
2.熔点：-159.6℃                               -138.4℃
  沸点：-11.7 ℃                               -0.5 ℃
3.C4H10分子中原子的结合顺序不同，即分子结构不同，从而导致了他们的性质存在差异。正丁烷和异丁烷分子的组成相同但结构不同。正丁烷分子中的碳原子相互结合形成一条直链，而异丁烷分子中的碳原子相互结合形成的碳链带有支链，正是分子结构的不同才造成二者性质上的差异。
活动二：交流·研讨
请你与组内同学合作，用不同颜色和大小的小球分别代表碳原子和氢原子，尽可能多地搭建符合以下两种分子式的烷烃分子的球棍模型，并将相应的结构式和结构简式填入表格。
表格，展示结果以及球棍模型

物质	结构式	结构简式
C4 H10
C5 H12

思考：比较搭建出来的两组模型，说出它们在分子结构上的相似之处和不同之处。
提问学生思考讨论结果
小结：两组模型的组成元素和分子式相同，但碳原子的连接方式不同。两种或多种化合物具有相同的分子式却具有不同的分子结构的现象，叫作同分异构现象；分子式相同而分子结构不同的化合物互称为同分异构体。例如正丁烷和异丁烷互称为同分异构体。
板书：
相似之处：分子式相同
不同之处：分子结构不同
活动三：活动·交流
阅读课本，回答问题：
1.什么是同分异构现象和同分异构体？
2.烷烃同分异构体的书写原则？
3.C6H14共有多少种同分异构体，写出相应的结构简式。
板书：
1.同分异构现象：两种或多种化合物具有相同的分子式却具有不同的分子结构的现象。
2.同分异构体：分子式相同而分子结构不同的化合物互称为同分异构体。
3.一般来说，烷烃分子中的碳原子越多，它的同分异构体就越多。
4.原则：
(1)方法速记口诀:主链由长到短,支链由整到散,位置由心到边,排列对、邻到间。
(2)书写原则与操作思路:选择最长的碳链为主链;找出中心对称线;碳原子必须满足四个键;主链上的链端不能接甲基,主链上的第二个碳原子或倒数第二个碳原子不能接乙基,否则主链会改变,而容易出现重复结构。
5.C6H14同分异构体
①碳原子连成直链作为主链。C—C—C—C—C—C
②从主链一端取下一个碳原子作为支链(即甲基),依次连在主链中心对称线(虚线)一侧的各个碳原子上
③从主链上取下两个碳原子作为一个支链(即乙基)或两个支链(即2个甲基)依次连在主链中心对称线一侧或两侧的各个碳原子上

活动四：延伸·拓展
1.同分异构现象是有机物种类繁多的原因吗？
答：同分异构现象是有机物种类繁多的原因
2.烃分子中等效氢原子有几种,则该烃一卤取代物就有几种同分异构体。你同意吗？
答：同意
3.是否所有的烷烃都有同分异构体?
答：不是所有的烷烃都有同分异构体,甲烷、乙烷和丙烷没有同分异构体。
4.同分异构体、同系物比较：

同分异构体
同系物

活动五：迁移·应用
丁烷有2种同分异构体，则两种丁烷和氯气发生取代反应生成的一氯代物有几种?

本节课主要是通过对丁烷和戊烷结构的探究，使学生认识到同分异构现象是有机物结构中存在的一种普遍现象。由于内容较少，所以适当介绍了烷烃同分异构体的写法以及一卤代物种类的判断方法。同时对学过的同位素、同素异形体、同系物和同分异构体概念进行对比总结，加深学生对四个概念的理解和掌握。

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[鲁科版] 13（必修2）同分异构现象和同分异构体（1）（教案1）