《有机化合物中的共价键和有机化合物的同分异构现象》教学设计

《有机化合物中的共价键和有机化合物的同分异构现象》教学设计一、课标解读有机化合物中的共价键、有机化合物的同分异构现象是选择性必修模块3“有机化学基础”中主题1：“有机化合物的组成与结构”的内容1．内容要求（1）认识有机化合物的分子结构决定于原子间的连接顺序、成键方式和空间排布；（2）认识有机化合物存在构造异构和立体异构等同分异构现象。2．学业要求（1）能判断有机化合物分子中键的类型、分析键的极性；（2）能依据有机化合物分子的结构特征分析简单有机化合物的某些化学性质；（3）能辨识同分异构现象，能写出符合特定条件的同分异构体，能列举说明立体异构现象。二、教材分析本节内容的功能价值（素养功能）：在分类的基础上进一步分析有机化合物的分子结构，立足于有机化合物碳骨架和官能团这两个基本视角，关注共价键的类型和极性，并通过同分异构现象认识有机化合物分子结构的复杂性。这是研究有机化合物性质和反应规律的结构依据，体现了“结构决定性质”的学科观念，有助于发展宏观辨识与微观探析的学科核心素养。人教版旧教材简单介绍了碳原子的成键特点：每个碳原子可以与其他原子形成４个共价键，碳原子间可以形成单键、双键或三键；碳原子的sp3杂化与甲烷的结构在“科学视野”中呈现；有机物的同分异构现象则举例介绍了碳链异构、位置异构及官能团异构。新教材将碳原子的成键方式前置，在必修2中呈现，选择性必修3则重点分析了有机化合物中的共价键的类型，点明了共价键类型和有机反应类型的关系；分析了共价键的极性对有机反应的影响；对于有机化合物的同分异构现象将“碳链异构”更改为“碳架异构”，并引入了“构造异构”和“立体异构”的概念。新教材内容的改变带来的教学启示为：“结构决定性质”是贯穿有机化学学习的核心思想，新教材引导学生将认识视角放在共价键的类型、共价键的极性及基团间的相互作用对有机反应的影响，不再是机械记忆各物质的性质和官能团的转化；深化学生对有机化合物结构特点对其化学性质影响的认识，提高学生分析有机反应的规律，在有机合成中构建碳骨架和官能团的能力。三、学情分析学生已有知识、能力等：学生已在必修阶段认识了碳原子的成键方式；在选择性必修2中学习了常见的共价键类型和碳原子的杂化方式；在上一课时学习了有机化合物常见的官能团，并初步建立官能团决定有机化合物的化学性质的观念。学生具有一定的类比迁移能力，能根据示例进行分析和仿写。学生不足（薄弱或欠缺）：微观探析能力需要加强：学生很容易接受“官能团决定性质”，但是却不容易想到“共价键的类型和极性决定性质，且基团相互影响共价键的极性”；逻辑能力有待加强：书写同分异构体时容易重复或者遗漏。四、素养目标【教学目标】1．认识有机化合物分子结构中碳原子的成键特点、共价键的类型和共价键的极性，能初步根据有机化合物的分子结构特点对其化学性质和有机反应规律进行分析预测。2．通过分析共价键的极性对有机化合物性质的影响，深化对“结构决定性质”的理解。3．认识有机化合物的同分异构现象，能辨识常见有机化合物的碳架异构、位置异构和官能团异构。通过书写符合特定条件的同分异构体的结构简式，进一步从微观层面理解有机化合物分子结构的复杂性。【评价目标】1．通过对简单有机化合物中的共价键的类型及可能发生的反应类型辨析，诊断并发展学生类比迁移能力；2．通过对不同有机化合物结构特点比较，从共价键的极性出发，能分析比较不同有机化合物的反应活性，诊断并发展学生微观探析的能力及应用模型分析解决问题的能力；3．通过书写简单有机物的同分异构体，诊断并发展学生归纳演绎的能力。五、教学重点、难点重点：从官能团和化学键的视角分析有机反应的规律。难点：有机化合物同分异构体的书写。六、教学方法问题导学：1．从学生熟悉的甲烷、乙烯、乙炔的结构和性质的差异，引导学生认识共价键类型和有机反应类型的关系；2．从对化学用语使用的规范判断，加深学生对同分异构现象的认识。实验助学：通过水与钠、乙醇与钠实验现象的对比，引导学生从结构认识相邻基团对共价键极性的影响，从而影响物质性质。学案促学：通过学案培养学生提前预习、自主学习的能力。习题测学评价诊学：通过课堂练习检测等来诊断学生对知识的掌握情况。学法：实验探究、演绎归纳七、教学思路 本节课旨在引导学生认识有机物中的共价键对有机反应的影响以及加深学生对同分异构现象并初步掌握同分异构体的书写。 从学生熟悉的甲烷、乙烯、乙炔出发，引导学生从化学键的角度分析它们的空间构型和化学性质，从而引出共价键的类型和有机反应类型关系，加深学生对“结构决定性质”的认识；从钠与水、钠与乙醇反应的对比，引导学生推测乙酸的化学性质，并通过乙醇与氢溴酸反应断键位置的分析，进一步明确了物质结构（邻近基团）影响共价键极性，从而影响物质性质，强化了“结构决定性质”的观念；最后通过有机化合物同分异构现象的认识和同分异构体的书写练习，帮助学生认识有机化合物的复杂性，进一步体会“结构决定性质”。八、教学过程环节教师活动学生活动探究有机化合物中共价键的类型与有机反应类型的关系问题导入：1.为什么甲烷的空间构型为四面体，乙烯为平面形，而乙炔为直线形？2.乙烯、乙炔的化学性质同乙烷相比，存在差异的原因？引发思考带领学生回忆共价键的基本类型及特点总结比较σ键和π键的差异带领学生回忆碳原子的杂化方式及杂化轨道空间构型总结甲烷、乙烯、乙炔中碳原子的杂化方式，共价键的组成，回答问题导入中2个问题，并做好小结1：共价键类型与有机反应类型的关系探究物质结构与共价键极性的关系，及对有机反应的影响引导学生回忆共价键的极性对化学反应的影响，并提出疑问：相同的共价键是否一定表现相同的化学性质？播放钠与水、钠与乙醇实验视频认真观看实验并记录实验现象1、比较水和乙醇结构的异同，分析钠与水、钠与乙醇两组反应现象产生差异的原因，引导学生得出结论：共价键的极性会受到相邻基团的影响。2、引导学生根据以上分析，推测钠与乙酸反应的实验现象并分析原因。完成表格中的原因分析，理解并领会：共价键的极性会受到相邻基团的影响。推测乙酸与钠的反应现象并分析原因。通过比较乙醇与钠反应、乙醇与氢溴酸反应的方程式及两组反应中乙醇的断键位置，引导学生认识到不仅邻近基团能影响官能团中共价键的极性，官能团也能影响邻近的化学键，从而加深学生对有机反应复杂性的认识。做好小结2：相邻基团的相互影响能能引起共价键极性的变化，从而影响物质性质。有机化合物的同分异构现象通过判断题引出同分异构现象加深对同分异构现象的认识让学生自主阅读课本P9的内容，并掌握2个问题：1.同分异构现象的类别有哪些2.能初步判断同分异构现象的类别阅读课本，总结同分异构现象的类别，观察各类异构的特点以书写戊烷同分异构体为例，引导学生总结碳架异构的一般书写方法跟随老师书写，总结书写碳架异构的一般方法1、引导学生书写分子式为C4H10O属于醇的同分异构体，并总结同时存在多种同分异构现类型时书写的一般规律2、提示学生书写分子式为C4H10O属于醚的同分异构体时的注意点跟随老师书写思考并自行书写总结总结共价键的类型和极性对有机化学反应的影响，同分异构的主要类别，引导学生回忆书写碳架异构的一般方法和存在多种同分异构体类型时的一般处理手段回忆整理九、板书设计主板书：副板书：1．乙醇与钠反应、乙醇与氢溴酸反应方程式2．戊烷同分异构体的书写十、课堂练习1．分析中共价键的类型，预测其可能断键的位置，并判断对应的反应类型。2．下列不同类别的同分异构中，有机物化学性质差别最大的是（）A．碳骨架异构B．顺反异构C．官能团位置异构 D．官能团类型异构3．下列化学式代表的物质有固定沸点的是（）A．C3H6 B．C2H4O2 C．CFCl3 D．C3H7OH4．分子式为C4H10O并且能与金属钠反应放出氢气有机化合物（不考虑立体异构）有()A.3种B.4种C.5种D.6种5．写出己烷的同分异构体《有机化合物中的共价键和有机化合物的同分异构现象》作业设计一、单项选择题=1\*ROMANI1．有一种星际分子，其分子结构模型如图所示(图中球与球之间的连线代表化学键，如单键、双键、三键等，不同花纹的球表示不同的原子)，已知该分子中不存在C=C=C结构，下列对该星际分子判断正确的是（）A．①处的化学键是碳碳单键 B．②处的化学键是碳碳单键C．③处的原子可能为氧原子 D．该星际分子中不含-C≡C-结构【参考答案】B【质量水平】考点细化内容质量水平碳原子的成键特点A根据碳四价键的成键特点，从H-C单键开始，推测该物质的结构为HC≡C-C≡C-C≡C-C≡C-C≡③，因此①处的化学键是碳碳三键，②处的化学键是碳碳单键，最右侧碳与③处的原子形成的是三键，因此不可能是氧原子。L1BL1CL1DL12．下列说法不正确的是（）A．π键是由两个p轨道“肩并肩”重叠形成B．通过π键连接的原子或原子团可绕键轴旋转C．σ键和π键的强度不同D．烷烃分子中的键全为σ键，而烯烃分子中含σ键和π键【参考答案】B【质量水平】考点细化内容质量水平共价键的类型和特点Aπ键通过两个p轨道“肩并肩”重叠形成L1Bπ键不可饶轴旋转L1C与π键相比，σ键的强度较大L1D烷烃仅由C-H和C-C组成，因此分子中全为σ键，烯烃中含有双键，因此分子中含σ键和π键L23．碳酸亚乙烯酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂，其分子结构如图。下列说法不正确的是（）A．该分子只含有极性键B．该分子属于极性分子C．该分子的原子中存在孤电子对D．该分子中σ键与π键个数比为【参考答案】A【质量水平】考点细化内容质量水平共价键的类型和极性分子的特点A分子中含有非极性键如C-C键L1B该分子正负电荷中心不重叠，属于极性分子L1C分子中氧原子含有孤对电子L1D该分子中σ键与π键个数比为8：2=4：1L24．下列各组物质，不互为同分异构体的是（）A．CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2 B．CH3CH=CH2和CH2=CHCH3C．CH≡CCH2CH3和CH2=CH-CH=CH2 D．CH3CH2OH和CH3OCH3【参考答案】B【质量水平】考点细化内容质量水平同分异构体的判断A同分异构现象中的碳架异构L1B两者为同一物质L1C同分异构现象中的官能团异构L1D同分异构现象中的官能团异构L15．下列分子表示的物质一定是纯净物的是（）A．C3H7ClB．C4H10C．CH2Cl2D．C2H6O【参考答案】C【质量水平】考点细化内容质量水平同分异构体的书写AC3H7Cl存在位置异构L2BC4H10存在碳架异构L2CCH2Cl2只有一种结构L2DC2H6O存在官能团异构L26．分子式为C4H9Cl的同分异构体（不考虑立体异构）有（）A.2种B.3种C.4种D.5种【参考答案】C【质量水平】考点细化内容质量水平同分异构体的书写A位置异构书写的一般方法：先定碳架、再挪官能团L2BCD二、单项选择题=2\*ROMANII7．氯乙烯是合成高分子材料的单体，我国科研工作者研究出乙炔选择性加成制备氯乙烯的反应历程如图所示。下列说法不正确的是（）A．反应过程原子利用率达到了100%B．反应过程中存在共价键的断裂和形成C．若反应物改为CH3C≡CCH3，则所得产物为CH3CCl=CClCH3D．PbCl2作为该反应的催化剂【参考答案】C【质量水平】考点细化内容质量水平共价键的断裂及形成和催化剂的判断A该反应为加成反应，产物只有一种L2B反应过程中有C-Cl键的断裂，C-Cl键和C-H键的形成L2C由图可知，CH≡CH生成CH2=CHCl，若反应物改为CH3C≡CCH3，那么所得的产物为CH3CCl=CHCH3L2D由图示可知，PbCl2在反应前参与反应，但最终又生成PbCl2，所以PbCl2作为该反应的催化剂L28．下列物质在给定条件下同分异构体数目正确的是（）A．C4H10属于烷烃的同分异构体有3种B．分子组成是C6H12O2属于羧酸的同分异构体有5种C．C8H10含苯环的同分异构体有3种D．结构为的一溴代物有5种【参考答案】D【质量水平】考点细化内容质量水平同分异构体的书写AC4H10属于烷烃的同分异构体只有正丁烷和异丁烷2种L2BC6H12O2属于羧酸的同分异构体即C5H11COOH，其同分异构体有8种L2CC8H10含苯环的同分异构体有乙苯、邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯共4种L2D结构为的一溴代物有5种L2三、非选择题9．已知烷基为给电子基，试推测丙酸与乙酸酸性强弱，并简要分析原因。_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________