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高中化学《烷烃 同分异构现象》微课精讲+知识点+教案课件+习题

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知识点:

1. 同分异构体的概念


化合物具有相同的分子式,但具有不同结构的现象,叫做同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。


2. 同系物、同分异构体、同素异形体和同位素的比较



① 分子式相同则相对分子质量必然相同,但相对分子质量相同而分子式不一定相同。如:H3PO4与H2SO4 、C2H6O与CH2O2的相对分子质量相同,但分子式不同。最简式相同的化合物不一定是同分异构体,如:HCHO、CH3COOH、HCOOCH3、C6H12O6的最简式相同,但分子式不同。


② 分子结构不同是由分子里原子或原子团的排列方式不同而引起的,如:CH3CH2OH和CH3OCH3、CH3CH2CHO和CH3COCH3等。


③ 同分异构现象在有机化合物中广泛存在,既存在于同类有机物中,又存在于某些不同类有机物中,如:CH3CH2 CH2 CH2CH3、CH3CH2 CH(CH3)CH3、C(CH34;CH3COOH、HCOOCH3。同分异构现象在某些无机化合物中也存在,如:CO(NH2)2与NH4OCN、HOCN(氰酸)和HNCO(异氰酸)。


④ 化合物的分子组成、分子结构越简单,同分异构现象越弱。反之,化合物的分子组成、分子结构越复杂,同分异构现象越强。如甲烷、乙烷、丙烷等均无同分异构现象,而丁烷、戊烷的同分异构体分别为2种、3种。


⑤ 同分异构体之间的化学性质可能相同也可能不同,但它们的物理性质一定不同。各同分异构体中,分子里支链越多,熔沸点一般越低。


视频教学:

练习:

1.下列关于烷烃性质的叙述中错误的是          (  )

A.都能使酸性KMnO4溶液褪色

B.都能燃烧

C.都难溶于水

D.烷烃都能发生取代反应

2.按照有机化合物的命名规则,下列命名中正确的是(  )

A.1,2-二甲基戊烷                 B.2-乙基丁烷

C.3-乙基己烷                     D.3,4-二甲基戊烷

3.下列关于烷烃的叙述中正确的是(  )

A.燃烧产物一定为二氧化碳和水

B.烷烃分子中碳原子都是sp3杂化,不可能在同一平面上

C.在烷烃分子中,所有的化学键都是σ键

D.任何烷烃分子中碳、氢原子个数之比都相同

4.常温、常压下,取下列四种气态烃各1 mol,分别在足量的氧气中燃烧,消耗氧气最多的是(  )

A.CH4                     B.C3H8                C.C4H10                     D.C2H6

5.下列烷烃分子中去掉一个氢原子后所得的烃基的结构最多的是(  )

A.甲烷               B.乙烷          C.丙烷                    D.丁烷

6.下列物质的沸点由高到低排列顺序正确的是          (  )

①丁烷 ②2-甲基丙烷 ③戊烷 ④2-甲基丁烷   ⑤2,2-二甲基丙烷

A.①>②>③>④>⑤                B.⑤>④>③>②>①

C.③>④>⑤>①>②               D.②>①>⑤>④>③

7.下列对有机化合物的命名正确的是          (  )

A.2-乙基-3,3-二甲基戊烷             B.3,3-二甲基-4-乙基戊烷

C.3,3,4-三甲基己烷                  D.3,4,4-三甲基己烷


课件:


教案:

一、教学背景分析

1.教学内容分析

烷烃是学习有机化学第一次接触到的一类同系物。所以本节教学效果直接影响学生今后学习有机化学的信心。为了建立学习有机化合物良好的学习方法结合烷烃的比例模型、甲烷的球棍模型或多媒体软件提高学生的学习兴趣,也是培养学生建立空间想象能力的一种形式,它能使学生有直观、鲜明的感受。正确处理好新概念、新规律,是本节教学效果的关键。

本节内容按照由简到的顺序教学,即按照最简单的有机化合物——甲烷、烷烃、同系物、烷烃的简单命名、烷烃的性质顺序教学,使学生比较容易接受。

本节介绍烷烃的概念时,是通过对甲烷与多种烷烃的结构和性质进行比较,得出碳原子的化合价是饱和的,引出烷烃的概念。由多种烷烃的物理性质列表比较,得出烷烃的物理性质随着分子里碳原子数目的递增,呈现规律性的变化。通过比较分析多种烷烃的结构简式,发现它们的结构相似,分子组成上相差一个或多个CH原子团,归纳出同系物的概念和烷烃的通式。再从甲烷的性质类推到烷烃的性质。

2.设计思路

烷烃的组成、结构的教学,可从甲烷结构入手,使用分子模型,由甲烷分子中碳原子成键情况进行讨论,使学生容易接受烷烃的概念。通过让学生分析烷烃结构简式,引导学生自己归纳总结出烷烃的通式及同系物概念。

烷烃性质的递变规律以学生探究学习为主。结合代表物甲烷的化学性质了解烷烃可能具有的化学性质。在教师引导下,以循序渐进的探究教学方法完成教学。

简单烷烃的命名,只作简单了解,不宜加深,命名不包含取代基的烷烃。

二、教学目标

知识目标

1.使学生了解烷烃、同系物的概念,烷烃的简单命名。

2.使学生了解同系物的组成结构和通式,总结烷烃的性质递变规律,取代反应。

能力目标:

1.通过对烷烃化学式的讨论烷烃的物理性质培养学生发现、总结、归纳知识的方法,使学生的

思维能力和创造能力都得到充分的培养

2.通过本节课学生的学习活动,逐渐熟悉和适应有机化学学习的一些思维方法,培养分析解决问

题的能力。

情感目标

1.应用辩证唯物主义的思维方法,抓住结构决定性质和性质能反映结构本质关系,师生共同参与

讨论和发现问题,并通过实验探究,体会由实践认识再实践再认识的认知过程。

2.通过学生用实物组装简单的烷烃的结构模型,帮助学生建立对有机物空间结构图的想象模型

三、教学重点 难点

重点:烷烃的命名、同系物。

难点:烷烃的结构特点所体现的主要化学性质:烷烃与高锰酸钾等强氧化剂不发生反应,不能与强酸和强碱溶液反应烷烃的取代反应

四、教学过程

教学环节1 探究烷烃的结构特点,书写烷烃的结构简式

引言前面学过,有机化合物里,有一大类物质是仅由C、H两种元素组成的,在有机化合物中有系列结构和性质与甲烷很相似的物质。这类物质总称为烃,也叫碳氢化合物。甲烷是烃类里分子组成最简单的物质。除甲烷外,还有乙烷、丙烷、丁烷等试写出它们的结构式

教师由教师给出乙烷、丙烷、正丁烷和异丁烷的名称、化学式和结构式。请同学们完成结构简式。

学生学生分析各种分子结构式的特点,找出结构上的共同点。

学生通过比较,讨论得出以下特点:

碳原子间以碳碳非极性共价键—单键结合成链状,碳原子剩余的价键全部跟氢原子结合。

教师小结:

烃分子中碳原子之间以碳碳单键结合成链状,剩余价键均与氢原子结合,使每个碳原子的化合价都达到“饱和”。。这样的烃叫做饱和烃,又叫烷烃。

为了书写有机物结构的方便,有机物还常用结构简式表示。

讲解对结构式做适当变形,得到结构简式:结构式     省略C—H键     把同一C上的H合并省略横线上C—C键便得结构简式

学生 书写乙烷、丙烷、丁烷的结构简式

教师找出它们在结构和组成上有什么不同之处?

教学环节2 归纳烷烃通式,形成同系物概念

教师通过乙烷、丙烷、丁烷的结构特点,找出不同点。

学生小结特点:分子间相邻两个烷烃在分子组成上相差一个CH2原子团,分子间不相邻两个烷烃在分子组成上相差若干个。

讲解小结:结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互相称为同系物。如烷烃中的甲烷、乙烷、十七烷等,它们互为同系物。

师生共同归纳同系物的概念:结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互相称为同系物。

教师同系物中CH原子个数有什么关系?

学生学生分析比较同系物中CH原子个数,得出烷烃的通式:CnH2n+2

教学环节3 烷烃的命名

教师烷烃的种类繁多,如何命名?

教师根据分子里所含碳原子的数目来命名:

(1)碳原子数在十以下的,依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示。如:戊烷、辛烷等。(石油液化气就是丙烷和丁烷的混合气,打火机里的液体主要是丁烷)

(2)碳原子数在十以上的,就用数字来表示。如:十一烷、十七烷等

(3)简单烷烃的同分异构体用:正、异、新来区别。如:戊烷、异戊烷、新戊烷等。

[练习]给下列烷烃命名:CH3CH(CH2CH3)CH(CH2CH3)CH3CH3C(CH3)2CH3

教学环节4 烷烃的性质

教师烷烃的种类繁多,物理性质有什么变化规律呢?

投影部分烃的物理性质

名称

常温时的状态

熔点/0C

沸点/0C

相对密度

甲烷

-182

-164

0.466

乙烷

-183.3

-88.6

0.572

丙烷

-189.7

-42.1

0.5853

丁烷

-138.4

-0.5

0.5788

戊烷

-130

36.1

0.6262

十七烷

22

301.8

0.7780

学生学生由上表总结:

1.烷烃的物理性质:各种烷烃的物理性质随着分子里碳原子数的递增,发生规律性的变化。

如:常温下的状态是由气态(1~4个碳原子)、液态(5~16个碳原子)到固态(17个碳原子以上)沸点逐渐增加;液态时的密度逐渐增加

2与甲烷相似,烷烃易溶于有机溶剂,难溶于水。

教师 规律:

(1)气(4)→液(5-16)→ 固(17),C原子数↑,熔沸点↑,相 对密度(小于1)↑,均不溶于水。

(2)结构相似的分子,随相对分子质量的逐渐增大分之间作用力逐渐增大。C原子数越多,沸点越

3)C原子数相同:支链越多,沸点越低

练习 

1.①丁烷  ②异丁烷  ③戊烷   ④异戊烷 ⑤新戊烷   ⑥丙烷,物质的沸点由高到低的排列顺序

_______________________

2.烃完全燃烧时耗氧量规律:

①等物质的量的烃(CxHy)完全燃烧时,消耗O2的量取决于(x+y/4)的值,该值越大,消耗O2量越多。如等物质的量的CH4、C2H6、 C3H8、 C4H10充分燃烧,耗O2量最小的是           。最大的是           

②等质量的烃完全燃烧时,消耗O2的量决  定于含H百分率,其含H量(y/x)越大,则消耗O2量越多。如等质量的C2H6、C3H8、C7H14燃烧,耗O2量最大的是                

教师烷烃中的甲烷、乙烷、十七烷等,它们互为同系物,结构相似,决定了烷烃同系物怎样的化学性质

学生学生根据甲烷的性质推导出烷烃的化学性质:甲烷的性质相似

教师烷烃的化学性质:

1)烷烃的氧化反应

烷烃完全燃烧的通式:CxHy(xy/4)O2xCO2y/2H2O

              通常情况下,烷烃与高锰酸钾等强氧化剂不发生反应,不能与强酸和强碱溶液反应。

       (2)烷烃的取代反应

       其它烷烃与甲烷一样,一定条件下能发生取代反应。因为可以被取代的氢原子多,所以发生取代反应时,产物复杂,副反应多

  CH3-CH3Cl2      CH3-CH2ClHCl 

板书设计

一、烷烃

1. 烃分子中碳原子之间以碳碳单键结合成链状,剩余价键均与氢原子结合,使每个碳原子的化合价都达到“饱和”。。这样的烃叫做饱和烃,又叫烷烃。

2. 烷烃命名:甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸

3. 烷烃通式:CnH2n+2

二. 烷烃的化学性质:

CxHy(xy/4)O2xCO2y/2H2O

     CH3-CH3Cl2      CH3-CH2ClHCl 

[课后反思]

此教学设计在方法上,主要以书上的图表为主,通过归纳,总结出烷的通式,通过对甲烷的化学性质的复习,来推导出烷烃的化学性质,从学生的认知角度出发,从而使学生在复习旧知识的基础上,又掌握了新的知识。并以新的知识——烷烃的学习,使旧的知识甲烷的知识得到了升华。并以之为指导可以掌握其它的烷烃的知识。



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