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關(guān)于甲烷教學(xué)方案設(shè)計
第一節(jié) 最簡單的有機(jī)物——甲烷
第二課時
三維目標(biāo)
知識與技能：
1、使學(xué)生認(rèn)識烷烴同系物在組成、結(jié)構(gòu)式、化學(xué)性質(zhì)上的共同點以及物理性質(zhì)隨著分子里碳原子數(shù)目的遞增而變化的規(guī)律性。
2、 使學(xué)生掌握飽和鏈烴、烴基的概念和烷烴的同分異構(gòu)體的寫法及其命名法。
3、 通過同系物、同分異構(gòu)現(xiàn)象的教學(xué)，使學(xué)生進(jìn)一步了解有機(jī)物的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)間的關(guān)系。
4、通過烷烴分子通式的總結(jié)推導(dǎo)過程，學(xué)會用“通式思想”認(rèn)識同系物的有機(jī)物的組成特征。
過程與方法：
1、基本學(xué)會烷烴同分異構(gòu)體的解析方法，能夠書寫5個碳原子以下烷烴的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡式。
2、從甲烷性質(zhì)推導(dǎo)到烷烴的性質(zhì)的過程中，學(xué)會從一種代表物質(zhì)入手掌握同系列有機(jī)物性質(zhì)的方法。
情感態(tài)度與價值觀：使學(xué)生初步掌握研究物質(zhì)的方法——結(jié)構(gòu)解析、推測可能的性質(zhì)、設(shè)計實驗、觀察現(xiàn)象、解析現(xiàn)象、得出結(jié)論，再辯證地解析結(jié)論的適用范圍。
教學(xué)重點：烷烴的性質(zhì)，同分異構(gòu)體概念的學(xué)習(xí)及同分異構(gòu)體的寫法
教學(xué)難點：同分異構(gòu)體概念的學(xué)習(xí)及同分異構(gòu)體的寫法
教具準(zhǔn)備： 多媒體、結(jié)構(gòu)模型
教學(xué)過程：
【投影】：幾種常見有機(jī)物分子的結(jié)構(gòu)式
師：在有機(jī)物中，有許多物質(zhì)具有與甲烷相似的結(jié)構(gòu)，如投影中A組物質(zhì)。也有許多物質(zhì)結(jié)構(gòu)與甲烷不相似，如投影中B組、C組、D組物質(zhì)。請同學(xué)通過對比找出A組物質(zhì)在結(jié)構(gòu)上有別于其他幾組的特點。
請同學(xué)閱讀課本54－55頁烷烴概念。
一：烷烴：
烴的分子里碳原子間都以單鍵互相相連接成鏈狀，碳原子的其余的價鍵全部跟氫原子結(jié)合，達(dá)到飽和狀態(tài)。所以這類型的烴又叫飽和烴。由于C-C連成鏈狀，所以又叫飽和鏈烴，或叫烷烴。
生：由甲烷CH4,乙烷的C2H6和丙烷的C3H8，可以推出對n個碳原子，烷烴的通式：CnH2n+2 (n≥1)
小結(jié)：烷烴的習(xí)慣命名法
�、俑鶕�(jù)分子里所含碳原子數(shù)目
碳原子數(shù)1－10：用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸來表示。
碳原子數(shù)在11以上，用數(shù)字來表示，如：十二烷：CH3(CH2)10CH3
�、谙嗤荚咏Y(jié)構(gòu)不同時如：CH3CH2CH2CH3（正丁烷）CH3 CH（CH3） CH3
同系物的定義是指：結(jié)構(gòu)相似，在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團(tuán)的物質(zhì)互相稱為同系物。
甲烷、乙烷、丙烷等都是烷烴的同系物。
強(qiáng)調(diào)“結(jié)構(gòu)相似”和“分子組成上相差一個或若干個CH2原子團(tuán)”。
關(guān)于烷烴的知識，可以概括如下：
�、� 烷烴的分子中原子全部以單鍵相結(jié)合，它們的組成可以用通式CnH2n+2表示。
② 這一類物質(zhì)成為一個系統(tǒng)，同系物之間彼此相差一個或若干個CH2原子團(tuán)。
�、� 同系物之間具有相似的分子結(jié)構(gòu)，因此化學(xué)性質(zhì)相似，物理性質(zhì)則隨分子量的增大而逐漸變化。
師：烴分子失去一個或幾個氫原子所剩余的部分叫烴基，用“R-”表示；烷烴失去氫原子后的原子團(tuán)叫烷基，如-CH3叫甲基、-CH2CH3叫乙基；一價烷基通式為 CnH2n+1- ）
二：同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體
師：請寫出C4H10的結(jié)構(gòu)簡式？ CH3
生： 練習(xí)寫出 CH3－CH2－CH2－CH3 CH3－ CH－CH3 （討論寫出）
正丁烷 異丁烷
正丁烷和異丁烷雖然組成和分子量相同，而結(jié)構(gòu)不同造成的。造成其物理性質(zhì)有很大差異。可見，由于碳原子既可形成直鏈，又可形成支鏈，所以分子式相同的烷烴，可形成多種不同物質(zhì)。這種現(xiàn)象稱為同分異構(gòu)現(xiàn)象，這些化合物之間互稱為同分異構(gòu)體。（讓學(xué)生自己總結(jié)同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體的概念，然后閱讀教材并比較異同。）
1．同分異構(gòu)現(xiàn)象：化合物具有相同的分子式，但具有不同結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象。
2．同分異構(gòu)體：具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物互稱為同分異構(gòu)體。
3．同分異構(gòu)體的書寫方法：（以C5H12為例）
�。�1）先寫出最長的碳鏈：C－C－C－C－C （氫原子及其個數(shù)省略了）
（2）寫少一個C的直鏈，把剩下的C作支鏈加在主鏈上，依次變動位置。
C－C－C－C C－C－C－C
C C
這兩種結(jié)構(gòu)相同，為同一種物質(zhì)。
�。�3）寫少兩個C原子的直鏈，剩下的2個C作一個支鏈加在主鏈上。
C－C－C 但與（2）中C－C－C－C 為同一種結(jié)構(gòu)
C C
C
剩下的2個C原子分成2個支鏈加在主鏈上。
C
C－C－C
C
�。�4）分別加上氫原子，得三種同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)式，用系統(tǒng)命名法命名。
【知識拓展】
師：很顯然，碳原子多一些，使用正、異、新的命名方法已不能滿足需要。隨著碳原子數(shù)增多，同分異構(gòu)體的數(shù)目也增多。怎么辦？這節(jié)課我們將學(xué)習(xí)一種通用的命名法則，從而可以叫出各種烷烴的名稱。
【板書】
烷烴的命名
師：1892年，在日內(nèi)瓦召開的國際化學(xué)會議上，擬定了有機(jī)物系統(tǒng)命名原則，叫做“日內(nèi)瓦命名法”。它解決了命名的困難，使有機(jī)物的命名得到統(tǒng)一。我國一方面采納“日內(nèi)瓦命名”原則，同時考慮我國的文字特點，制訂有機(jī)物的命名法。
三：烷烴的命名―――系統(tǒng)命名法
命名步驟：
�、龠x定分子中最長的碳鏈為主鏈，并按主鏈上碳原子的數(shù)目稱為“某烷”。
�、诎阎麈溨须x支鏈最近的一端為起點，用阿拉伯?dāng)?shù)字給主鏈上的各個碳原子依次編號定位，以確定支鏈的位置。
�、郯阎ф溩鳛槿〈讶〈Q寫在烷烴名稱的前面，在取代基的前面用阿拉伯?dāng)?shù)字注明它在烷烴直鏈上所處的位置，并在數(shù)字與取代基名稱之間用一短線隔開。
【例題剖析】
【例1】
CH3－CH－CH2－CH2－CH3 2－甲基戊烷
CH3
�、芟嗤娜〈�，將取代基合并起來，用二、三等數(shù)字表示，在用于表示取代基位置的阿拉伯?dāng)?shù)字之間用“，”隔開；如果主鏈上有幾個不同的取代基，就把簡單的寫在前面，把復(fù)雜的寫在后面。
例2 ． CH3
CH3－CH2－C－CH3 2，2一二甲基丁烷
CH3
例3． CH3－CH2－CH2－CH－CH－CH2－CH3 4－甲基－3－乙基庚烷
CH3 CH2
CH3
【投影】1．給下列有機(jī)物命名。
四、烷烴的通性：
【多多媒體】常見烷烴的物理性質(zhì)比較表
名稱 結(jié)構(gòu)簡式 常溫時的狀態(tài) 熔點/℃ 沸點/℃ 相對密度
甲烷 CH4 氣 －182 －164 0.466*
乙烷 CH3CH3 氣 －183.3 －88.6 0.572**
丙烷 CH3CH2CH3 氣 －189.7 －42.1 0.5853***
丁烷 CH3(CH2)2CH3 氣 －138.4 －0.5 0.5788
戊烷 CH3(CH2)3CH3 液 －130 36.1 0.6262
癸烷 CH3(CH2)8CH3 液 －29.7 174.1 0.7300
十六烷 CH3(CH2)14CH3 液 18.2 287 0.7733
十七烷 CH3(CH2)15CH3 固 22 301.8 0.7780
【板書】1.烷烴的物理性質(zhì)：
�。�1）熔、沸點有規(guī)律遞變：
a.隨碳原子數(shù)目增多，熔沸點升高。
b.C原子數(shù)目相同時，支鏈越多，熔沸點越低。
�。�2）烷烴的密度隨C原子數(shù)目增多而增大，但密度均小于1，比水輕。
�。�3）烷烴均不溶于水，液態(tài)烷烴和水混合會分層，且均在上層。
(4)分子里碳原子數(shù)等于或小于4的烷烴在常溫常壓下都是氣體，其他烷烴在常溫常壓下都是液體或固體；
【板書】 2．烷烴的化學(xué)性質(zhì)：
�。�1）烷烴化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定，常溫不和強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑等反應(yīng)，不能使酸性KMnO4和溴水褪色。
�。�2）烷烴的可燃性
CnH2n+2＋ O2 → nCO2＋(n＋1)H2O
（3）光照下和鹵素單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)
下面閱表比較“四同”問題
定 義 分 子 式 組 成 結(jié) 構(gòu) 性 質(zhì)
同位素
同素異形體
同系物
同分異構(gòu)體
同種物質(zhì)
【例題剖析】
【例1】下列物質(zhì)屬同分異構(gòu)的是____，屬同一種物質(zhì)的是____，屬同系物的是____。請同學(xué)們說出理由。
【例2.】乙烷(C2H6)與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)，假設(shè)生成了分別有1、2、3、4、5、6個Cl原子的6種取代產(chǎn)物，且物質(zhì)的量都相等。同溫同壓下，參加反應(yīng)的CH3CH3與Cl2的體積比是幾比幾？
答案：CH3CH3與Cl2的體積比是2∶7
例3．在101.3kPa、473K條件下，十一烷以及分子中碳原子數(shù)比它小的烷烴均為氣態(tài)。以下變化中，最初與最終均維持這種條件。A、B、C三種烷烴（氣）分子中碳原子依次增加相同的個數(shù)，取等體積的三種氣體，分別跟30mLO2（過量）混合引燃，充分反應(yīng)后發(fā)現(xiàn)：A與O2反應(yīng)前后氣體總體積不變；B與O2反應(yīng)后氣體總體積增加了4mL；C與O2反應(yīng)后氣體總體積為反應(yīng)前的1.25倍。試求：
（1）A的分子式及相對分子質(zhì)量。
�。�2）原任意一種烷烴的體積及B、C的分子式。
【課堂小結(jié)】在學(xué)習(xí)了甲烷的主要性質(zhì)和結(jié)構(gòu)之后，再來討論烷烴的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)就類似于在元素及其化合物知識的學(xué)習(xí)中，通過由典型到一般的學(xué)習(xí)和討論方法，這在有機(jī)物的學(xué)習(xí)中也是一種常見且很重要的方法。在本節(jié)教學(xué)中，為了加深同學(xué)們對烷烴分子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，在課堂上組織學(xué)生以競賽的形式親自制作各種分子的模型，這樣既有利于學(xué)生動手能力的發(fā)展，也有利于邏輯思維能力的提高。對于本節(jié)的重點“烷烴的性質(zhì)”在教學(xué)中注重運用了比較、解析、自學(xué)討論等方法，以利于同學(xué)們理解和掌握。
板書設(shè)計
【活動與探究】
1.用橡皮泥、小木棒等自己動手制作常見烷烴的比例模型、球棍模型，互相交流，評比。
2.查閱資料，了解有關(guān)烷烴的系統(tǒng)命名等問題。
3. 現(xiàn)在給每個學(xué)習(xí)小組發(fā)一些小球，(黑色稍大球代表碳原子，紅色稍小球代表氫原子)和小棍，要求按照烷烴分子的結(jié)構(gòu)特點，來制作含有五個碳原子的烷烴分子的可能結(jié)構(gòu)的球棍模型，并根據(jù)自己所制作的模型寫出對應(yīng)的結(jié)構(gòu)式和分子式，看看哪個小組又準(zhǔn)又快。
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