第2课时 有机化合物的结构特点(案例一)
整体构思
教学目标
1．课标要求
(1)了解有机化合物中碳的成键特征，能制作简单有机分子的结构模型。 (2)举例说明有机化合物的同分异构现象。 2．三维目标 知识与技能
使学生了解甲烷的结构，并能结合碳原子的成键方式、同分异构现象认识有机化合物的结构的多样性；学会书写1～4个碳原子烷烃的结构式、结构简式；以甲烷为例，认识有机化合物分子具有立体的结构，初步培养学生空间思维能力。
过程与方法
通过对甲烷分子比例模型、球棍模型的分析，学会利用模型法认识物质世界，建立具体和抽象的联系，提高学生联想、类比、迁移以及概括问题的能力。
情感态度与价值观
通过“迁移·应用”、“交流·研讨”、“活动·探究”活动，激发学生探索未知知识的兴趣，让他们享受到探究未知世界的乐趣；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索精神。 教学分析
1．教材分析
本节主要内容是学习有机化合物的结构特点，其载体是烷烃的结构，通过对烷烃结构特点的认识以及同分异构现象的理解来了解有机化合物的结构特点，所以“结构”是本课时的核心。为了说明有机化合物的性质由结构决定，本课时从甲烷分子结构模型入手，形象展示有机化合物的空间立体结构。再结合学生已学过的原子结构和共价键知识，引导学生分析碳原子的成键特点，从而发现有机化合物种类繁多的原因。通过学生自己搭建甲烷、乙烷、丙烷和丁烷分子模型，认识烷烃的同系列和同分异构现象的存在，激发学生探索未知知识的兴趣，提高学生联想、类比、迁移以及概括的能力。但是教学中一定要把握好同分异构体的题目，不能太深太难，不要求学生进行烷烃命名的训练。
2．学情分析
学生在学习了甲烷取代反应的基础上，再结合已学过的原子结构和共价键知识，可以领会有机物结构的多样性；教师再引导学生搭建甲烷、乙烷、丙烷和丁烷分子模型，并借助多媒体手段从不同角度观察烷烃分子的空间结构，就会突破对同分异构现象与同分异构体的认
识。
教学重点、难点
1．重点：有机物结构的多样性；同分异构现象与同分异构体。 2．难点：有机物立体结构模型的建立，同分异构体的书写。 教学方法
实例引导，小组互助研讨，讲练结合，总结归纳。 课前准备
学生：预习教材第一节第二部分(61页～63页)；用橡皮泥、牙签或土豆块、火柴棍等搭建甲烷及其氯代产物分子模型，体会有机物立体结构。
教师：编写导学案，制作多媒体教学课件；对学生制作的分子模型进行展示；烷烃分子球棍模型。
板书设计 二、有机化合物的结构特点
1．甲烷的结构：结构式 空间结构：正四面体
2．烷烃的结构：通式CnH2n＋2 3．同分异构现象与同分异构体 课堂小结
1．有机物结构的多样性是有机化合物种类繁多的主要原因。有机物结构的多样性主要体现在分子中碳原子的结合方式和同分异构现象上。
2．烷烃分子中碳原子间以单键相连，碳原子的其他价键都被氢原子所饱和。甲烷是结构和组成最简单的烷烃。
教学设计
情景导入
导入设计一：
展示同学们课前制作的甲烷及氯代物的分子模型并评比，再请学生写出甲烷和氯气发生取代反应的化学方程式。由此引出对有机化合物结构特点的学习。
导入设计二：
问题引导法。有机物的性质与其组成和结构有着密切的关系。甲烷是仅由碳、氢两种元素组成的最简单的有机物。你能否从碳氢原子的结构分析甲烷的分子式为什么是CH4吗？
【学生活动】根据课前制作的甲烷分子模型分组从原子结构和共价键知识研讨甲烷中一个碳原子和四个氢原子的成键情况，体会有机物结构与中心碳原子结构的相关性。
【设计思路】以上两种导入设计，均以上一节所学重点有机物——甲烷为基础，引导学生树立有机物的性质决定于其结构的观点，为后续其他有机物的学习打下坚实基础。 推进新课
【深入探究】投影下面四组物质，对比结构上的不同：
A组：
乙烷 丙烷
B组：
环丙烷 环丁烷
C组：
乙烯 丙烯
D组：H—C≡C—H
乙炔 丙炔
【设计思路】从中引出碳碳单键、双键、叁键以及键的饱和与不饱和，直观反映有机物结构的多样性。
【归纳板书】二、有机化合物的结构特点
【教师点拨】有机物中像甲烷一样只由C和H两种元素所组成的有机物有一大类，这类物质就是烃，因为只含有C和H两种元素，所以烃又称为碳氢化合物，可用通式：CxHy表示。为了表示有机物中原子之间的共价键和连接顺序，常用结构式或结构简式来表示。
【教师板书】甲烷的结构式和结构简式，再次阐释短线的意义，并说明结构式或结构简式不能表示分子真实的空间结构。
【教师展示】甲烷的球棍模型和比例模型，说明甲烷是正四面体型分子。
【深入探究】我们现在已经初步知道了甲烷的分子结构，在有机物烃中，还有一大类物质和它的性质很相似，比如乙烷、丙烷、丁烷等。
【指导阅读】阅读教材62～63页，并分组讨论如下问题：
1．甲烷、乙烷、丙烷……是按什么来命名的？那么你能尝试用球棍来表示它们的结构式吗？
2．具有什么结构特点的烃叫烷烃？请写出乙烷、丙烷、丁烷的结构式和结构简式。 3．仔细观察甲烷、乙烷、丙烷和丁烷的结构式，你能发现烷烃中碳原子和氢原子之间有什么关系吗？
【设计思路】学生带着问题阅读教材，了解相关知识，可培养自学归纳能力；分组研讨，拼插模型，有利于提升学生合作学习意识以及空间思维能力。
【讨论互动】学生回答，小组相互点评，教师讲解并引导归纳。
1．有机化合物常用天干“甲、乙、丙、丁……壬、癸”和汉字“十一、十二……”来命名。
2．烷烃结构特点：单键相连，每个C原子剩余的价键都被氢原子饱和。 3．烷烃的通式为CnH2n＋2，简单介绍同系物的概念。
【成果展示】学生拼插的乙烷、丙烷、丁烷的结构模型，特别展示两种丁烷的模型。 【设计思路】教师以球棍模型展示，与学生讨论分析引入对同分异构现象及同分异构体的学习。
【深入探究】对比正丁烷和异丁烷的熔沸点和密度说明两者是不同的物质。化合物这种具有相同分子式，但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象；具有相同分子式而不同结构的化合物互为同分异构体。
【学生活动】以碳骨架表示，练习书写戊烷的同分异构体。 【教师点拨】分析评价学生书写正误，引导认识主链和支链。 【知识拓展】以碳骨架表示，尝试书写己烷的同分异构体。
【设计思路】有机物同分异构体的书写是本节课的难点之一，丁烷、戊烷的同分异构体较少，碳骨架的变化少，不利于学生思维的发散。故让学生尝试书写己烷的同分异构体，适当加深难度，学生会在挑战他人、超越自我的过程中形成对同分异构体更加全面深刻的认识。
【概括提升】总结书写同分异构体不重复的方法：减碳法。
【教师讲述】展示碳原子数为1～20的烷烃相应的同分异构体数，说明同分异构现象的存在是有机物种类繁多的重要原因之一。要求会写5个碳原子及其以内的烷烃的同分异构体。
碳原子数 1 2
同分异构体数 1 1
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 16 20 1 2 3 5 9 18 35 75 159 355 802 1 858 10 359 366 319 【资料在线】教材P“身边的化学”——丰富多彩的合成有机化合物 【交流分享】目前我们已经学习了同位素、同素异形体和同分异构体，如何区分这三个概念？
【概括提升】同位素、同素异形体和同分异构体的比较 定义 对象 化学式 同位素 质子数相同，中子数不同的原子(核素) 原子 元素符号表示不同，23如11H、1H、1H 同素异形体 由同一种元素组成的不同单质 单质 元素符号表示相同，分子式可以不同，如O2和O3 单质的组成或结构不同 物理性质不同，化学性质相同 同分异构体 分子式相同，结构不同的化合物 化合物 相同 结构 电子层结构相同，原子核结构不同 物理性质不同，化学性质相同 不同 物理性质不同，化学性质不一定相同 性质 【设计思路】比较法是区分概念的有效手段。只有多角度地对比同位素、同素异形体和同分异构体这三个概念的异同，才能深化学生对同分异构体概念的认识，也会相应巩固对同位素、同素异形体概念的理解，一举两得。
【巩固练习】
下列各组物质属于同位素的是______；属于同素异形体的是______；属于同分异构体的是______。
35
(1)O2和O3 (2)17Cl和3717Cl (3)CH3CH3和CH3CH2CH2CH3 (4)金刚石和石墨 (5)氕、
氘、氚 (6)CH3CH2CH2CH(CH3)CH2CH3和CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)CH3
答案：(2)(5) (1)(4) (6) 课堂小结
1．有机物结构的多样性是有机化合物种类繁多的主要原因。有机物结构的多样性主要体现在分子中碳原子的结合方式和同分异构现象上。
2．烷烃分子中碳原子间以单键相连，碳原子的其他价键都被氢原子所饱和。甲烷是结构和组成最简单的烷烃。 教学反思
本节课由于采用互助研讨的教学模式，充分体现了学生自主学习、同伴互助的教学思想。教师引导学生去阅读知识，分析问题，解决问题，动手拼插模型，给每个学生充分展示自己的机会，激活学生的思维，提高了学生学习化学的兴趣，充分锻炼了学生的思维、表达、动手等能力。教师给学生充分的思维呈现空间，这才是新课程的精髓所在。
从整节课的教学过程来看，它重在探究、突出实践。不仅激发学生学习兴趣获得知识，更能启迪学生思维、培养科学精神和创新能力，为学生的进一步发展创造一个新的局面。学生在实践中学会交流，学会合作，并意识到合作是学习的有效途径，为后面新内容的学习打下坚实的基础。同时，通过实践——认识——再实践的亲身体验的学习过程，加深了对知识的理解。更重要的是，教学中让学生充分展示自己，课堂教学活动围绕学生为中心展开，真正体现学生的主体地位，大大激发学生的学习积极性，这是教师再精彩的讲解都无法达到的。 课堂作业
1．由甲烷的结构式(
)不能获得的信息是( )。
A．一个甲烷分子由一个碳原子和四个氢原子构成 B．甲烷为正四面体形分子
C．甲烷分子中一个碳氢原子之间共用一对电子 D．甲烷的相对分子质量为16 答案：B
2．冰箱里曾使用的致冷剂是氟利昂—12(二氟二氯甲烷)，根据结构可推出氟利昂的同分异构体有( )。
A．2种 B．3种
C．4种 D．没有同分异构体 答案：D
3．下列各对物质中属于同分异构体的是( )。 A．金刚石与石墨 B．红磷与白磷 C．正戊烷与新戊烷 D．氧气与臭氧
答案：C
4．互为同分异构体的物质不可能( )。 A．具有相同的相对分子质量 B．具有相同的分子式 C．具有相同的元素组成 D．具有相同的熔、沸点 答案：D
5．下列物质中属于烷烃的是( )。 A．
B．
C．CH≡CCH2C(CH3)3 D．CH2===CHCH2CH3 答案：A
有机化合物的结构特点(案例二)
整体构思
教学目标
1．课标要求
(1)初步体会有机化合物结构的多样性是导致有机化合物种类繁多、数量巨大的主要原因。
(2)知道有机化合物中碳原子的成键特点，能写出1～4个碳原子烷烃的结构式和结构简式。
(3)知道烃的组成特点，知道有机化合物存在同分异构现象，能写出含4个碳原子的烷烃的同分异构体。
2．三维目标 知识与技能
以甲烷为例了解有机化合物中碳原子成键方式、同分异构现象，认识有机化合物结构的多样性，学会书写1～5个碳原子烷烃的分子式、结构式、结构简式，能写出4个碳原子的烷烃的同分异构体。
过程与方法
引导学生学会运用观察、查阅资料等多种手段获取信息，并能通过分析比较、归纳、概括的方法对所获取信息进行加工。
以甲烷为例，认识有机化合物分子具有立体结构的特点，初步培养学生的空间想象能力。 情感态度与价值观
通过对有机化合物结构的学习与探究，使学生感受身边丰富多彩的有机世界，激发学生对有机化学的学习热情。 教学分析
1．教材分析
本节主要包含两部分内容：有机化合物的性质和有机化合物的结构特点。本节是学生学习有机化学的起步课，其核心内容是甲烷的结构和性质，让学生通过最简单的有机化合物——甲烷的性质来初步认识有机化合物的性质，通过甲烷的分子结构及其同系列认识有机化合物结构的多样性，这样从个别到一般的整合编排顺序符合学生的认知规律。教材的重点内容是甲烷的性质和有机化合物结构的多样性。
2．学情分析
学生初高中都学习了原子结构知识，高中阶段又学习了化学键知识，在学生已掌握了以上知识的基础上，可从碳的原子结构和成键方式入手，以甲烷、乙烷、丙烷和丁烷的同系列及丁烷的同分异构现象为例，说明有机化合物结构的多样性是导致有机化合物种类繁多的原因。限于学生知识水平和课程标准的要求，只以饱和烷烃的同系列和同分异构两个方面加以分析说明。其中核心概念之一是同分异构现象和同分异构体。在分析甲烷的分子结构上，为培养学生的空间想象力，利用知识支持——运用分子结构的比例模型和球棍模型加以补充说明，以帮助他们了解分子的立体结构和原子间的相对位置。 教学重点、难点
1．有机化合物结构的多样性。 2．同分异构现象。 教学方法
讲授、讨论、比较、模型、小组合作探究等。 课前准备
球棍模型、微型球棍模型、多媒体课件。 板书设计
二、有机化合物的结构特点 1．碳原子成键方式 2．同分异构体 3．简单烷烃的命名
教学设计
情景导入
导入设计一：
目前，天然物质和由人工合成的有机化合物已经有几千万种，而且新的有机化合物仍以很快的速度不断被发现和合成出来，可以说我们身边的物质世界丰富多彩，有机物功不可没，那么是什么原因导致有机物种类繁多，数量巨大呢？
导入设计二：
上节课我们学习了最简单的有机物——甲烷，请同学们写出甲烷的分子式、电子式。
推进新课
【学生活动】书写甲烷的分子式和电子式。
【教师点拨】有机化合物中，碳原子都会形成4个共价键。 【自主学习】课本P61知识支持，写出甲烷的结构式和结构简式。 【学生活动】学生自主阅读、书写。
【问题思考】从你们的书写和甲烷的球棍模型来比较一下，你会发现什么问题？ 【评价反馈】学生可能出现问题。
【设计意图】引导学生通过自主学习认识有机物结构式和结构简式的书写，认识甲烷的立体结构是一个正四面体。
【问题思考】1.碳原子除与氢原子成键外还可与哪些原子成键？
2．碳原子能否与碳原子成键？有机化合物分子中碳原子间可以怎样结合？ 【学生活动】学生分成几个小组借助微观分子模型讨论上述问题。
【设计意图】学生通过讨论、交流，根据碳的四价学说，得出2个碳可以连接，3个碳、4个碳……多个碳之间可以连接，无限延长形成碳链，也可以首尾相连形成碳环。
【图片展示】
【板书】1.碳原子成键方式
【投影展示】1.有机化合物分子中都含有碳原子，由于碳原子的最外层有4个电子，可以与其他原子形成4个共价键。
2．碳原子不仅可以与其他原子结合，还可以彼此间结合成碳链或碳环。 3．碳原子间可以是单键、双键结合，也可以是叁键结合。
【过渡】有甲烷，必然有乙烷、丙烷等，甲烷有1个碳原子，乙烷应该有2个碳原子。 【教师点拨】借助球棍模型，引导学生从甲烷的模型拼插出乙烷的模型。 【观察思考】1.你能写出乙烷的结构式、结构简式吗？
2．你能用微观分子模型拼插出丙烷，并写出丙烷的结构式和结构简式吗？ 【学生活动】1.书写。
2．一小组到前面用球棍模型现场拼插。 【投影展示】
名称 结构式 结构简式 【设计意图】认识烷烃的同系列 【问题思考】1.推导出丁烷可能的结构式，并进一步利用模型拼插。 2．写出丁烷的结构式、结构简式、分子式。 【学生活动】1.书写。
2．一小组到前面用球棍模型现场拼插。 【评价反馈】纠正学生活动中可能出现的错误。
【问题思考】根据学生可能拼插出来的丁烷不同结构提出问题，这是同种物质吗？ 【投影展示】
名称 结构式 结构简式 分子式 熔点 沸点 正丁烷 －138.4 ℃ －0.5 ℃ 异丁烷 －159.6 ℃ －11.7 ℃ 乙烷 丙烷 【设计意图】通过小组合作，自评、互评的方式认识碳链的异构，进而得出同分异构体的概念。
【板书】2.同分异构体
【投影展示】同分异构现象：化合物具有相同的分子式，不同结构的现象。 同分异构体：具有相同分子式而结构不同的两种化合物。
【过渡】像甲烷、乙烷、丙烷、丁烷这样，碳原子间彼此以单键结合成链状，其余价键全部与氢原子结合所形成的烃，我们叫烷烃。
【板书】3.简单烷烃的命名
甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸 【问题思考】有机化合物种类繁多的原因？
【投影展示】烷烃的碳原子数与其对应的同分异构体数。 碳原子数 1 2 3 4 5 6 8 11 16 20
同分异构体数 1 1 1 2 3 5 18 159 10 359 366 319 【归纳总结】有机化合物种类繁多的原因 1．碳原子的成键方式 2．有机物能产生同分异构体 课堂小结
今天我们对有机物的结构特点进行了学习，通过本节课的学习，你有哪些收获？ 教学反思
本节的教学内容比较抽象，在教学过程中注意通过设置问题情景、小组合作探究学习、辅以拼插模型等灵活多变的教学方式，提高学生的学习兴趣，注重从学生的认知基础出发设计教学环节，设置问题情景，鼓励合作学习，尽可能地让每个学生体验成功，从而在学生头脑中逐步建立有机物的立体结构模型，并形成从结构角度学习有机物性质的有机化学学习模式。
本节课的教学始终注意把“以学生发展为本，学生是学习的主人”作为指导思想，符合新课改的教学理念，充分体现了学生是课堂的主体，教师是课堂的组织者、引导者、促进者和参与者的教学思想。
从实际授课情况来看，由于在教学中采用了多种教学手段，充分调动了学生的各种感官，学生的参与程度比较高，从课堂反馈来看，教学难点得到了有效的突破。 课堂作业
1．下列式子表示的物质一定为纯净物的是( )。 A．C2H6 B．C4H10 C．C5H12 D．C7H16
答案：A
2．下列各组物质： A．O3和O2 B．12C和13C
C．CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)CH3 D．甲烷和丙烷
(1)互为同位素的是( ) (2)互为同分异构体的是( ) (3)互为同素异形体的是( ) 答案：(1)B (2)C (3)A
3．正丁烷与异丁烷互为同分异构体的依据是( )。 A．具有相似化学性质 B．具有相同的物理性质
C．分子有相同的空间结构
D．分子式相同，但分子内碳原子的连接方式不同 答案：D
4．下列说法不正确的是( )。
A．因为烃是仅由碳、氢两种元素组成的有机化合物，所以燃烧能生成二氧化碳和水的一定是烃
B．烷烃是一种烃
C．分析CH4、C2H6、C3H8、C4H10组成，可以看出烷烃的组成符合通式CnH2n＋2(n表示分子中的碳原子个数)
D．CH2Cl2是由甲烷与氯气发生取代反应生成的，甲烷属于烃，CH2Cl2称为二氯甲烷，也属于烃 答案：AD
5．请你推断戊烷的同分异构体，并写出它们的结构简式。 答案：CH3(CH2)3CH3 CH3CH2CH(CH3)CH3 C(CH3)4
