高中化学人教版 (2019)选择性必修3有机化合物的结构特点教案设计

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修3有机化合物的结构特点教案设计，共7页。教案主要包含了教材分析，教学目标与核心素养，教学重难点，课前准备，教学过程，检测反馈，教学反思，学生活动等内容，欢迎下载使用。
1.1.1 有机化合物的分类方法
【教材分析】学生已经学习了甲烷，乙烯、苯、乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质等典型的有机化合物，了解了他们的主要性质以及在人们生活、化工生产中的应用；重点学习了取代反应、加成反应的反应特点；初步了解了有机化合物分子结构对其性质的影响，认识了一些有机物对人们日常生活、身体健康的重要作用，。初步形成了对有机化学的学习兴趣。
在此基础上，本节教学设计主要是从学生已有的知识水平出发，学习有机化合物的分类方法，有机化合物有两种分类方法，一种是根据有机分子物分子中碳原子的连接方式分类，另一种则是按照官能团进行分类。通过分类方法的学习，认识分类思想在有机化合物研究中的重要意义。
【教学目标与核心素养】
【教学重难点】
教学重点：了解有机化合物的分类方法，认识一些重要的官能团
教学难点：分类思想在科学研究中的重要作用，
【课前准备】
讲义 教具
【教学过程】
[引入] 有机化学是在分子、原子水平上研究有机化合物的组成、结构、性质、转化及应用的科学。我们生活中的衣食住行都离不开有机化合物 ，有机化合物中的原子 主要以共价键相结合 ，分子结构复杂 ，仅由碳元素和氢元素组成的烃类物质 ，目前结构已知的有上千种 。有机化合物数量繁多 ，为便于研究 ，需要对其进行合理分类。
[学生活动]
请对下列物质进行分类
CH3CH2Br CH4
CH3CH2OH CH3CH2OCH2CH3 CH3NH2 CH3CONH2
[讲授]
按照不同的结构特点，有机化合物主要有两种不同的分类方法，一是根据构成有机化合物分子的碳骨架来分类 ，二是依据有机化合物分子中的官能团来分类 。
根据碳骨架分类
根据碳原子组成的分子骨架，有机化合物主要分为链状化合物和环状化合物 。链状化合物又可分为脂肪烃和脂肪烃衍生物吗，环状化合物又可分为脂环化合物和芳香族化合物 ，脂环化合物包括脂环烃和脂肪烃衍生物，芳香族化合物包括芳香烃和芳香烃衍生物 。
[思考与交流]
1．如何区别脂环化合物和芳香化合物？
[解析]
①脂环化合物：分子中含有碳环(非苯环)的化合物。如(环戊烷)、(环己烯)、(环己醇)等。
②芳香化合物：分子中含有苯环的化合物。如(苯)、(萘)、(溴苯)等。
2．简述芳香化合物、芳香烃、苯的同系物关系
[解析]
芳香化合物、芳香烃、苯的同系物关系图解
[讲授]
根据官能团分类
烃的衍生物:烃分子中的氢原子可以被其他原子或原子团所取代
官能团:决定有机化合物特性的原子或原子团
官能团和基、根(离子)的比较
(4)有机物的主要类别、官能团和典型代表物
①烃类物质
②烃的衍生物
[思考与交流]
辨识有机化合物的一般方法是从碳骨架和官能团的角度对其进行归类，并根据官能团推测其可能的性质，请按官能团的不同对下列有机化合物进行分类，指出他们的官能团名称和所属的有机化合物类别，以及分子结构中的相同点和不同点。
[解析] ①为卤代烃，官能团为—Br，溴原子
②为酚，官能团为—OH，酚羟基
③为醇，官能团为—OH，醇羟基
④为醛，官能团为—CHO，醛基
⑤为酸，官能团为—COOH，羧基
⑥为酯，官能团为—COO— ，酯基
上述六种物质均为芳香烃衍生物，官能团不同，性质不同。
有机化合物的官能团决定其化学性质，丙烯酸(CH2=CHCOOH)是重要的有机合成原料，请指出分子中官能团的名称，并根据乙烯和乙酸的官能团及性质，推测丙烯酸可能具有的化学性质。
[解析] 丙烯酸(CH2=CHCOOH)中官能团为，—COOH，可能具有化学性质：氧化反应/加成反应、加聚反应、酸性、酯化反应、缩聚反应等。
[本节小结]
通过本节课的学习，能够掌握邮寄化合物的分类方法，能从不同角度认识物质，思维建构，提升学生的证据推理的能力。
【检测反馈】
1.下列有机物是按照碳的骨架进行分类的是( )
A． 烷烃 B． 烯烃
C． 芳香烃 D． 卤代烃
【答案】C
【解析】有机物按照碳的骨架分为链状化合物和环状化合物，环状化合物又分为脂环化合物和芳香化合物，芳香烃是芳香化合物中的一类，而烷烃、烯烃、卤代烃是按分子中含有的官能团来分类的。
2.北京奥运会期间对大量盆栽鲜花施用了S­诱抗素制剂，以保证鲜花盛开，S­诱抗素的分子结构如图，下列关于该分子的说法正确的是( )
A． 含有碳碳双键、羟基、羰基、羧基
B． 含有苯环、羟基、羰基、羧基
C． 含有羟基、羰基、羧基、酯基
D． 含有碳碳双键、苯环、羟基、羰基
【答案】A
【解析】从图示可以分析，该有机物的结构中存在3个碳碳双键、1个羰基、1个醇羟基、1个羧基，A选项正确。
3.有机物CH3—CH=CH—Cl不能发生的反应有( )
①取代反应 ②加成反应 ③消去反应 ④使溴水褪色 ⑤使KMnO4酸性溶液褪色 ⑥与AgNO3溶液生成白色沉淀 ⑦聚合反应
A． ①②③④⑤⑥⑦ B． ⑦ C． ⑥ D． ②
【答案】C
【解析】分子中的氯原子和甲基上的氢原子可以发生取代反应，含碳碳双键则能发生加成反应和聚合反应，能使溴水和KMnO4酸性溶液褪色，连有氯原子的碳原子相邻碳原子上有氢原子，故能发生消去反应，但不能与AgNO3溶液反应。
4.按碳的骨架分类，下列说法正确的是( )
A． CH3CH(CH3)2属于链状化合物
B．属于芳香化合物
C．属于脂环化合物
D．属于芳香化合物
【答案】A
【解析】有机物按照碳的骨架分为链状化合物和环状化合物，环状化合物又分为脂环化合物和芳香化合物，芳香化合物与脂环化合物的区别是前者含有苯环，后者则没有。
【教学反思】
苯节教学设计主要是从学生已有的知识水平出发，学习有机化合物的分类方法，有机化合物有两种分类方法，一种是根据有机分子物分子中碳原子的连接方式分类，另一种则是按照官能团进行分类。通过分类方法的学习，认识分类思想在有机化合物研究中的重要意义。提升学生应用分类思想的能力，从而多角度认识物质，提升学生辩证思维能力。
第一章 有机化合物的结构特点与研究方法
第一节 有机化合物的结构特点
1.1.2 有机化合物中的共价键
【教材分析】学生已经学习了取代反应、加成反应的反应特点、官能团、有机化合物的分类及共价键的形成。在此基础上，本节教学设计主要是从学生已有的知识水平出发，学习有机化合物中的共价键，多角度认识共价键的类型，能从有机化合物分子中共价键断裂的位置分析有机化学反应，认识有机化学反应与有机化共价键的类型及共价键的极性的关系。能够从官能团和化学键的视角分析有机反应的规律，为后续有机化学的学习奠定基础。
【教学目标与核心素养】
【教学重难点】
教学重点：从官能团和化学键的视角分析有机反应的规律
教学难点：从官能团和化学键的视角分析有机反应的规律
【课前准备】
讲义 教具
【教学过程】
【引入】在有机化合物分子中，碳原子通过共用电子对与其他原子相连接形成不同类型的共价键，共价键的类型和极性对有机化合物的性质有很大的影响
【过渡】
共价键的分类：依据成键原子的不同，共价键分为极性键和非极性键。依据成键数目不同，共价键分为单键、双键、三键。根据成键原子的重叠方式的不同，分为σ键和π键。
【学生活动】
阅读课本，回答下列问题
σ键和π键的成键方式及特点
σ键和π键的判断
【讲解】
1．共价键的类型
(1)σ键(以甲烷分子中C—H为例)
①形成：氢原子的1s轨道与碳原子的一个sp3杂化轨道沿着两个原子核间的键轴，以“头碰头”的形式相互重叠。
②特点：通过σ键连接的原子或原子团可绕键轴旋转而不会导致化学键的破坏。
③σ键的对称性：轴对称
(2)π键(以乙烯分子为例)
①形成：在乙烯分子中，两个碳原子均以sp2杂化轨道与氢原子的1s轨道及另一个碳原子的sp2杂化轨道进行重叠，形成4个C—H σ键与一个C—C σ键；两个碳原子未参与杂化的p轨道以“肩并肩”的形式从侧面重叠，形成了π键。
②特点：π键的轨道重叠程度比σ键的小，所以不如σ键牢固，比较容易断裂而发生化学反应。通过π键连接的原子或原子团不能绕键轴旋转。
③σ键的对称性：镜面对称
【提问】单键、双键、三键中的σ键和π键个数如何计算呢？
【学生活动】思考回答
【讲解】
(3)σ、π键个数的计算
一般情况下，有机化合物中的单键是σ键，双键中含有一个π键和一个σ键，三键中含有一个σ键和两个π键。
(4)共价键的类型与有机反应类型的关系
①例如：甲烷分子中含有C—H σ键，能发生取代反应；
②例如：乙烯和乙炔分子的双键和三键中含有π键，能发生加成反应。
【讲解】
共价键的极性与有机反应
由于不同的成键原子间电负性的差异，共用电子对会发生偏移。偏移的程度越大，共价键极性越强，在反应中越容易发生断裂。有机化合物的官能团及其邻位的化学键往往是发生化学反应的活性部位。
【实验1-1】
向两只分别盛有蒸馏水和无水乙醇的烧杯中各加入同样大小的钠（约绿豆大），观察现象。
[实验现象]
有气泡产生，乙醇与钠的反应没有水与钠的反应剧烈
[现象分析]
(1)乙醇与钠反应放出氢气，原因在于乙醇分子中O-H极性较强，能够发生断裂
(2) 乙醇与钠的反应没有水与钠的反应剧烈，乙醇分子中氢氧键的极性比水分子中氢氧键的极性弱
【学生活动】
依据上述所讲，分析乙醇与HBr反应。
【讲解】
乙醇与HBr反应：由于羟基中氧原子的电负性较大，乙醇分子中的碳氧键极性也较强，反应中乙醇分子中断裂的键是碳氧单键 。
(2)共价键断裂需要吸收能量，有机化合物分子中共价键断裂的位置存在多种可能。相对无机反应，有机反应一般反应速率较小，副反应较多，产物比较复杂。
【思考与讨论】
请从化学键和官能团的角度分析下列反应中有机化合物的变化
①
[解析]甲烷分子中含有C—H σ键，能发生取代反应
②CH2=CH2 + Br2→CH2 Br—CH2 Br
[解析]CH2=CH2中碳碳双键为π键，π键的轨道重叠程度比σ键的小，所以不如σ键牢固，比较容易断裂而发生加成反应
[本节小结]
共价键断裂需要吸收能量，有机化合物分子中共价键断裂的位置存在多种可能。有机化合物分子中共价键断裂的位置与共价键的类型及共价键的极性有很大的关系。
【检测反馈】
1.下列关于σ键和π键的理解错误的是（ ）
A． σ键一般能单独形成，而π键一般不能单独形成
B． σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转
C． CH3—CH3、CH2===CH2、CH≡CH中σ键都是C—C键，所以键能都相同
D． 碳碳双键中有一个σ键，一个π键，碳碳三键中有一个σ键，两个π键
【答案】C
【解析】σ键可以单独形成，且可以绕键轴旋转，而π键不能单独形成也不能绕键轴旋转，A、B两项正确；C项三种物质中σ键为C—C键和C—H键，错误。
2.下列说法正确的是（ ）
①共价键的本质是相互吸引的电性作用
②共价化合物一定含共价键.一定不含离子键
③水的非直线结构是由共价键的饱和性决定的
④由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物
⑤分子中不一定存在共价键
⑥烯烃比烷烃的化学性质活泼是由于烷烃中的σ键比烯烃中的σ键稳定
A． ②⑤ B． ④⑥ C． ②③④ D． ①③⑥
【答案】A
【解析】共价键的本质是电性作用而不是相互吸引，①错；有离子键的化合物为离子化合物，所以共价化合物中没有离子键，②正确；水的非直线结构是由共价键的方向性决定的，③错；氯化铵中只有非金属元素，但是它是离子化合物，④错；稀有气体分子中没有共价键，⑤正确；烯烃比烷烃活泼是因为烯烃中的π键比较活泼，⑥错。
3.如图是氢原子的电子云重叠示意图。以下说法中错误的是（ ）
A． 图中电子云重叠意味着电子在核间出现的概率增大
B． 氢原子核外的s轨道重叠形成共价键
C． 氢原子的核外电子呈云雾状，在两核间分布得浓一些，将两核吸引
D． 氢原子之间形成s-s σ键
【答案】C
【解析】电子云重叠说明电子在核间出现的概率增大，A选项正确；两个H原子之间形成s-s σ键，B、D选项正确；电子云是对核外电子运动状态的形象化描述，原子间通过共用电子对（即电子云重叠）形成共价键，C选项不正确。
4.大多数有机化合物分子里的碳原子与碳原子或碳原子与其他原子相结合的化学键是( )
A.只有非极性键B.只有极性键
C.有非极性键和极性键D.只有离子键
【答案】C
【解析】因碳原子有4个价电子，碳原子与碳原子或碳原子与其他原子相结合时均形成共价键。碳原子与碳原子之间以非极性键相结合，碳原子与其他原子之间以极性键相结合，故C项正确。
5.下列表示不正确的是( )
A.乙烯的结构式： B.甲酸甲酯的结构简式：
C.2-甲基丁烷的键线式： D.甲基的电子式：
【答案】B
【解析】乙烯的分子式为，结构式为，A正确；甲酸甲酯的结构简式为 ，B错误；2-甲基丁烷的结构简式为，键线式为，C正确；甲基为电中性基团，电子式为，D正确。
6.一种植物生长调节剂的分子结构如图所示。下列说法不正确的是( )
A.该物质含有3种官能团
B.该物质中CO键、OH键在化学反应中易断裂
C.该物质中碳原子采取两种杂化方式
D.该物质属于脂环烃
【答案】D
【解析】该物质含有羧基、羰基、羟基3种官能团，A正确；该物质中CO键、OH键极性较强，在化学反应中容易断裂，B正确；该物质中含有甲基、亚甲基和次甲基，碳原子采取杂化，还含有键，碳原子采取杂化，C正确；该物质含有O元素，为烃的衍生物，D错误。
7.下列关于乙醇和水分别与钠反应的比较中不正确的是( )
A． 乙醇和水分别与钠的反应都是置换反应
B． 乙醇与钠反应缓慢是因为其羟基上的氢原子不如水中的氢原子活泼
C． 钠沉在乙醇的底部而浮在水面，说明乙醇的密度