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1、2022年高中化學(xué)(大綱版)第二冊(cè) 第五章 烴 第二節(jié)烷烴(第一課時(shí))
●教學(xué)目標(biāo)
1.使學(xué)生了解烷烴的組成、結(jié)構(gòu)和通式;
2.使學(xué)生了解烷烴性質(zhì)的遞變規(guī)律;
3.使學(xué)生了解烴基、同系物、同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體(碳原子數(shù)在5以內(nèi)),以增強(qiáng)學(xué)生嚴(yán)密的思維能力;
4.使學(xué)生了解烷烴的命名方法;
5.通過甲烷的性質(zhì)與烷烴的性質(zhì)的聯(lián)系,使學(xué)生理解從個(gè)別到一般的辯證唯物主義的原理。
●教學(xué)重點(diǎn)
烷烴的性質(zhì),同分異構(gòu)體的寫法,烷烴的命名。
●教學(xué)難點(diǎn)
同分異構(gòu)體的寫法,烷烴的命名。
●課時(shí)安排
二課時(shí)
●教學(xué)方法
1.通過分析數(shù)據(jù)以及歸納的方法得出烷烴的通式,物理、化學(xué)
2、性質(zhì)的變化規(guī)律;
2.通過學(xué)生分組動(dòng)手制作比賽的形式引出并分析同分異構(gòu)體的概念及其寫法;
3.運(yùn)用邊講、邊探索、邊示范的方法使學(xué)生掌握烷烴的命名。
●教學(xué)用具
投影儀、球棍模型(散的)若干。
●教學(xué)過程
第一課時(shí)
[復(fù)習(xí)提問]
[師]甲烷的分子結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)?
[生]甲烷分子是以碳原子為中心的、四個(gè)氫原子為頂點(diǎn)的正四面體型的立體結(jié)構(gòu),是一個(gè)典型的非極性分子。
[師]甲烷有哪些主要化學(xué)性質(zhì)?
[生]甲烷的主要化學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)在:通常情況下,甲烷對(duì)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和強(qiáng)氧化劑穩(wěn)定;可與氧氣在點(diǎn)燃條件下發(fā)生氧化反應(yīng),生成二氧化碳和水;可與Cl2等鹵素在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng),并生成多種取代
3、產(chǎn)物;在無氧高溫的條件下,甲烷可以發(fā)生分解反應(yīng),生成炭黑和氫氣。
[師]什么叫取代反應(yīng)?
[生]有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng)叫做取代反應(yīng)。
[導(dǎo)入新課]甲烷是最簡單的烴,在烴里邊還有許多結(jié)構(gòu)和性質(zhì)與甲烷相似的分子,如乙烷、丙烷等,這就是本節(jié)課學(xué)習(xí)的主題——烷烴。
[板書]第二節(jié) 烷烴
[師]下面我們首先來了解烷烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。
[板書]一、烷烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
[師](以競賽的形式)現(xiàn)給每個(gè)學(xué)習(xí)小組分發(fā)一些小球和小棍,自己動(dòng)手來制作甲烷、乙烷(C2H6)和丙烷(C3H8)的球棍模型。在制作時(shí)大家要注意檢查碳原子的四個(gè)價(jià)鍵是否已被充分利用。
[學(xué)生活
4、動(dòng)]同組的同學(xué)參照甲烷的分子結(jié)構(gòu)以及教材圖5—6“幾種烷烴的球棍模型”,共同邊討論邊制作,分別得到甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等的分子模型。
[設(shè)疑]大家細(xì)心地觀察你們手中所制得的各種模型,看看碳原子與碳原子的連接方式有何特點(diǎn)?碳原子周圍總共形成了幾個(gè)化學(xué)鍵?
[生]觀察、分析、思考后回答:在這些烴的分子里,碳原子跟碳原子都以單鍵結(jié)合成鏈狀,跟甲烷一樣,碳原子剩余的價(jià)鍵全部跟氫原子相結(jié)合,總共形成了四個(gè)化學(xué)鍵。
[師]這樣的結(jié)合使得每個(gè)碳原子的化合價(jià)都已充分利用,都達(dá)到“飽和”,我們把這種烴叫做“飽和烴”,又叫“烷烴”。
[板書]1.烷烴的概念
[師](提示)我們?cè)诎盐胀闊N概念的時(shí)候,應(yīng)注
5、意以下兩點(diǎn):一是分子里碳原子均以單鍵結(jié)合成鏈狀;二是碳原子剩余的價(jià)鍵全部跟氫原子結(jié)合,這是判斷某烴是否為烷烴的標(biāo)準(zhǔn)。顯然,這也是烷烴分子所具有的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
[板書]2.烷烴分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
[師]請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)你們所制的各種分子的模型寫出乙烷、丙烷和丁烷的結(jié)構(gòu)式。
[生]書寫上述三種分子的結(jié)構(gòu)式,并請(qǐng)一名同學(xué)上講臺(tái)上板演。
[師]若把上述各分子的結(jié)構(gòu)式中表示共價(jià)單鍵的“—”刪去,會(huì)變成什么樣子?
[生]按要求書寫,乙烷變?yōu)镃H3CH3,丙烷寫成CH3CH2CH3,丁烷可寫成CH3CH2CH2CH3。
[師]變形后的式子書寫起來是比較方便的,我們稱之為有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式。當(dāng)然,在書寫有
6、機(jī)物分子的結(jié)構(gòu)簡式時(shí),若遇到像丁烷分子中有兩個(gè)(或多個(gè))相同的成分時(shí),還可以寫成CH3(CH2)2CH3。由于結(jié)構(gòu)簡式書寫方便,且仍能表示出分子結(jié)構(gòu)的簡況,所以更多情況下常使用結(jié)構(gòu)簡式。
[板書]3.烷烴的結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)簡式
[師]既然甲烷的結(jié)構(gòu)和其他的烷烴分子很相似,那么它們?cè)谛再|(zhì)上是否也很相似呢?
[投影顯示]幾種烷烴的物理性質(zhì)
名稱
結(jié)構(gòu)簡式
常溫時(shí)的狀態(tài)
熔點(diǎn)/℃
沸點(diǎn)/℃
相對(duì)密度
甲烷
CH4
氣
-182
-164
0.466*
乙烷
CH3CH3
氣
-183.3
-88.6
0.572**
丙烷
CH3CH2CH3
氣
7、
-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
注:*甲烷的相對(duì)密度是-164℃時(shí)數(shù)據(jù)
**乙烷的相對(duì)密度是-100℃時(shí)數(shù)據(jù)
***丙烷的相對(duì)密度是-45℃時(shí)數(shù)據(jù)
8、[生]思考、分析表中數(shù)據(jù),討論,并得出一些規(guī)律。(由幾個(gè)同學(xué)的表述綜合后得出)
(1)隨著分子里含碳原子數(shù)的增加,熔點(diǎn)、沸點(diǎn)逐漸升高,相對(duì)密度逐漸增大;
(2)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;
(3)烷烴的相對(duì)密度小于水的密度。
[師](評(píng)價(jià)學(xué)生的回答,然后補(bǔ)充說明)
(1)表中所列烷烴均為無支鏈的烷烴,亦即分子組成與結(jié)構(gòu)都相似的烷烴,而且碳原子數(shù)增多的過程也是相對(duì)分子質(zhì)量增加的過程;
(2)常溫常壓下是氣體的烷烴除了上述碳原子數(shù)小于或等于4的幾種分子之外,還有一種
碳原子數(shù)為5的分子——分子中含有支鏈的戊烷:
9、
(3)烷烴分子均為非極性分子,故一般不溶于水,而易溶于有機(jī)溶劑,液態(tài)烷烴本身就是良好的有機(jī)溶劑。
[生]體會(huì)補(bǔ)充說明的規(guī)律,作筆記。
[板書]4.烷烴的物理性質(zhì)
[設(shè)疑]烷烴分子的熔沸點(diǎn)為什么會(huì)隨著碳原子數(shù)的增大即相對(duì)分子質(zhì)量的提高而升高呢?
[生]由于隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大,分子之間的范德華力逐漸增大,從而導(dǎo)致烷烴分子的熔沸點(diǎn)逐漸升高。
[師]甲烷與其他烷烴結(jié)構(gòu)的相似不僅表現(xiàn)在物理性質(zhì)上的規(guī)律性變化,而且化學(xué)性質(zhì)上也具有極大的相似性,請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)甲烷的化學(xué)性質(zhì)總結(jié)、推測烷烴應(yīng)有的化學(xué)性質(zhì)。
[生]自學(xué)、討論、總結(jié)得出烷烴的化學(xué)性質(zhì)。(同樣可以綜合同學(xué)的發(fā)言得出)
(1)
10、通常狀況下,它們很穩(wěn)定,跟酸、堿及氧化物都不發(fā)生反應(yīng),也難與其他物質(zhì)化合;
(2)在空氣中都能點(diǎn)燃;
(3)它們都能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng);
(4)烷烴在高溫下可分解。
[師](評(píng)價(jià)并補(bǔ)充說明)
(1)烷烴與氯氣(或溴蒸氣)在光照條件下發(fā)生的取代反應(yīng),隨碳原子數(shù)的增多,生成的取代產(chǎn)物的種類也增多;
(2)在空氣或氧氣中點(diǎn)燃烷烴,完全燃燒的產(chǎn)物為CO2和H2O,在相同狀況下隨著烷烴分子里碳原子數(shù)的增加,碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不斷增大,往往會(huì)燃燒越來越不充分,使火焰明亮,甚至伴有濃煙;
(3)烷烴分子在高溫下可以分解,但產(chǎn)物不一定為炭黑和氫氣,這在以后的石油的裂化、裂解中還將學(xué)到。
[板書]5.
11、烷烴的化學(xué)性質(zhì)
[投影練習(xí)]1.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(gè)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?
[思路分析]解本題要把握住兩個(gè)重要條件:一是在取代反應(yīng)中參加反應(yīng)的Cl2分子中僅有的Cl原子進(jìn)入有機(jī)物中去;二是6種氯代烴分子中的Cl原子數(shù)構(gòu)成了一個(gè)等差數(shù)列。
若參加反應(yīng)的CH3CH3的體積為6,則參加反應(yīng)的Cl2的體積為:(1+6)×6÷2=21,
故參加反應(yīng)的CH3CH3與Cl2的體積比為:6∶21=2∶7。
答案:CH3CH3與Cl2的體積比是2∶7
[
12、師]大家根據(jù)各種烷烴分子的結(jié)構(gòu)簡式來分析烷烴分子的組成有何特點(diǎn)?
[生](以學(xué)習(xí)小組為單位互相討論之后得出結(jié)論):若烷烴分子的碳原子數(shù)為n,那么氫原子的數(shù)目就可表示為2n+2,這樣烷烴的分子式就可以表示為CnH2n+2。
[師]此即烷烴的通式,但要注意:通式中n值從理論上說是自然數(shù),但現(xiàn)實(shí)中n值并不是無限大,再則,此通式為開式鏈烴的通式。
[板書]6.烷烴的通式:CnH2n+2
[師]大家再比較一下相鄰碳原子數(shù)的烷烴在分子組成上有何特點(diǎn),當(dāng)然也可以用通式來推算。
[生](可以通過觀察表5—1中的結(jié)構(gòu)簡式,也可以用通式推算,用CnH2n+2減去Cn-1H2(n-1)+2,都可以得到相同
13、的結(jié)論):在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)。
[師]類似烷烴各分子這樣:分子結(jié)構(gòu)相似,在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的物質(zhì),互相稱為同系物。
[板書]7.同系物的概念
[投影練習(xí)]2.下列各組內(nèi)的物質(zhì)不屬于同系物的是
[思路分析]對(duì)題中的各組物質(zhì)以同系物的概念為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷可知,只有C項(xiàng)內(nèi)的物質(zhì)之間不存在同系物關(guān)系。
答案:C
[師](強(qiáng)調(diào)):在判斷同系物的時(shí)候要嚴(yán)格把握同系物概念涵義的兩個(gè)方面:一是分子結(jié)構(gòu)相似,二是分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán),二者要聯(lián)系在一起應(yīng)用,缺一不可。當(dāng)然,還應(yīng)注意,同系物的關(guān)系不光是只有烷烴分子之間存在,在其他的有機(jī)物內(nèi)
14、也存在著同系物關(guān)系。
[本節(jié)小結(jié)]本節(jié)課我們學(xué)習(xí)和討論了幾個(gè)重要的概念:烷烴、結(jié)構(gòu)簡式以及同系物,通過研究分析,討論比較從而得出了烷烴分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),以及烷烴的物理和化學(xué)性質(zhì)的變化規(guī)律,當(dāng)然在學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)掌握烷烴性質(zhì)的變化規(guī)律。
[作業(yè)]P120一、1 二、1
●板書設(shè)計(jì)
第二節(jié) 烷烴
一、烷烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
1.烷烴的概念
2.烷烴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
3.烷烴的結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)簡式
4.烷烴的物理性質(zhì)
5.烷烴的化學(xué)性質(zhì)
6.烷烴的通式
7.同系物的概念
●教學(xué)說明
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(shí)的學(xué)習(xí)中,通過由典型到
15、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(duì)烷烴分子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí),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(dòng)手能力的發(fā)展,也有利于邏輯思維能力的提高。對(duì)于本節(jié)的重點(diǎn)“烷烴的性質(zhì)”在教學(xué)中注重運(yùn)用了比較、分析、自學(xué)討論等方法,以利于同學(xué)們理解和掌握。
●參考練習(xí)
1.C3H8分子中的共價(jià)鍵總數(shù)為
A.10 B.12 C.8 D.11
答案:A
2.下列烷烴:①正己烷 ②丙烷 ③正戊烷 ④正丁烷 ⑤癸烷中,沸點(diǎn)由高到低順序正確的是
A.①②③④⑤ B.⑤①③④② C.
16、⑤③④①② D.③④⑤②①
答案:B
3.在同一系列中,所有的同系物都具有
A.相同的分子量 B.相似的化學(xué)性質(zhì)
C.相同的最簡式 D.分子組成相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)
答案:BD
4.甲烷和過量O2混合,用電火花引燃后,測得反應(yīng)后氣體的密度為同溫同壓下H2密度的15倍。則原混合氣體中甲烷和O2的體積比為(溫度為120℃)
A.1∶3 B.1∶5 C.1∶7 D.2∶7
答案:C
5.標(biāo)況下,11.2 L乙烷和丁烷的混合氣體完全燃燒時(shí)需氧氣47.6 L,則乙烷的體積分?jǐn)?shù)為
A.25% B.50% C.75% D.80%
答案:C