第三章有机化合物
本章说明
一、教学目标
1.了解甲烷、乙烯、苯的主要性质及它们在化工生产中的作用,重点认识典型化学反应(取代反应、加成反应)的特点。
2.通过对上述典型有机物分子结构的认识,初步体会有机物分子结构的特点及其对性质的影响。
3.结合生活经验和化学实验,了解乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质,加深认识这些物质对于人类日常生活、身体健康的重要性。
4.通过对几种重要有机物结构和性质的学习,体会有机物跟无机物的区别和联系,初步学会化学中对有机物进行科学探究的基本思路和方法,初步形成对于有机化学领域的学习兴趣。
二、内容分析
1.地位和功能
必修模块的有机化学内容,是以典型有机物的学习为切入点,让学生在初中有机物常识的基础上,能进一步从结构的角度,加深对有机物和有机化学的整体认识。
选取的代表物有甲烷、乙烯(制品)、乙醇(酒)、乙酸(醋)、糖、油脂、蛋白质等,这些物质都与生活联系密切,是学生每天都能看到、听到的,使学生感到熟悉、亲切,可以增加学习的兴趣与热情。
必修模块的有机化学具有双重功能,即一方面为满足公民基本科学素养的要求,提供有机化学中最基本的核心知识,使学生从熟悉的有机化合物入手,了解有机化学研究的对象、目的、内容和方法,认识到有机化学已渗透到生活的各个方面,能用所学的知识,解释和说明一些常见的生活现象和物质用途;另一方面为进一步学习有机化学的学生,打好最基本的知识基础、帮助他们了解有机化学的概况和主要研究方法,激发他们深入学习的欲望。
2.内容的选择与呈现
根据课程标准和学时要求,本章没有完全考虑有机化学本身的内在逻辑体系,主要是选取典型代表物,介绍其基本的结构、主要性质以及在生产、生活中的应用,较少涉及到有机物的类概念和它们的性质(如烯烃、芳香烃、醇类、羧酸等)。
为了学习同系物和同分异构体的概念,只简单介绍了烷烃的结构特点和主要性质,没有涉及烷烃的系统命名等。
教材特别强调从学生生活实际和已有知识出发,从实验开始,组织教学内容,尽力渗透结构分析的观点,使学生在初中知识的基础上有所提高。
教学中要特别注意不盲目扩充代表物的性质和内容,尽量不涉及类物质的性质,注意从结构角度适当深化学生对甲烷、乙醇、乙酸的认识,建立有机物“(组成)结构—性质—用途” 的认识关系,使学生了解学习和研究有机物的一般方法,形成一定的分析和解决问题能力。
为了帮助学生理解内容,教材增加了章图、结构模型、实验实录图、实物图片等,丰富了教材内容,提高了教材的可读性和趣味性。
3.内容结构
本章的内容结构可以看成是基础有机化学的缩影或概貌,可表示如下:
这些典型代表物,基本涵盖了基础有机化学的各类物质,以期使学生能从中了解有机化学的概貌。
为了帮助学生认识典型物质的有关反应、结构、性质与用途等知识,教材采用了从科学探究或生活实际经验入手,充分利用实验研究物质的性质与反应,再从结构角度深化认识。
如:甲烷、乙烯的研究,乙醇结构的研究,糖和蛋白质的鉴定等,都采用了较为灵活的引入方式。
同时特别注意,动手做模型,写结构式、电子式、化学方程式;不分学生实验和演示实验,促使学生积极地参与到教学过程中来。
总之,本章教学中应该主要把握以下三点:
1.教材的起点低,强调知识与应用的融合,以具体典型物质的主要性质为主;
2.注意不要随意扩充内容和难度,人为增加学生的学习障碍;
3.尽量从实验或学生已有的生活背景知识出发组织或设计教学,激发学习兴趣,使学生感到有机化学就在他们的实际生活之中。
三、课时建议
第一节最简单的有机化合物──甲烷 2 课时
第二节来自石油和煤的两种基本化工原料 3 课时
第三节生活中两种常见的有机物 2 课时第四节基本营养物质 2 课时
复习和机动
2 课时
第一节最简单的有机化合物—甲烷
一、教学设计
学生已经知道甲烷是一种化石燃料,可以燃烧,能从甲烷的组成上认识燃烧反应的产物。
本章教学再次选择甲烷,主要考虑甲烷是最简单的有机物,便于学生从结构角度认识甲烷的性质,类推烷烃的结构和性质,建立从结构角度学习有机物性质的有机化学学习模式。
因此,本节教学的设计,要在学生初中知识的基础上,体现认识的渐进发展性原则;同时,考虑到学生前面已经具有了一些有关物质结构的上位概念,应当在有机化合物的学习中紧紧抓住结构与性质的关系,在学生的头脑中逐步建立有机物的立体结构模型,帮助学生打好进一步学习的方法论基础。
本节教学重点:甲烷的结构特点和甲烷的取代反应;同分异构体和同系物。
本节教学难点:主要是学生有机物立体结构模型的建立,具体体现在如何将甲烷和烷烃的结
构特点、有机物的成键特点从实物模型转换为学生头脑中的思维模型,帮助学生从化学键的层面认识甲烷的结构和性质。
1.教学模式设计
教学模式的设计,可以不拘泥于教材的逻辑顺序,根据学校实际情况和学生的水平设计不同的流程。
【教学设计Ⅰ】
提出问题:甲烷中的原子如何连接?→实践活动→预测性质→探究实验→取代反应→类推烷烃结构→同分异构体和同系物→有机物的成键特点。
【教学设计Ⅱ】
提出问题:除燃烧外,甲烷还有哪些性质?→探究实验→甲烷与氯气如何反应?→甲烷的结构→实践活动(制作模型、书写甲烷氯代反应的化学方程式)→实践活动(甲烷模型和烷烃中C原子的可能连接方式)→同分异构体和同系物→有机物成键特点。
两种设计的不同,主要体现在是从结构出发,预测性质,用实验检验;还是从探究实验出发,归纳性质,从结构角度提升认识。
本质还是演绎方法和归纳方法的不同运用,即自然科学研究的两种主要过程在中学化学教学中的具体运用。
2.教学策略设计
根据不同的教学设计思路,在具体教学组织中可以使用不同的教学策略群,并根据实际教学需要加以灵活运用。
本节可能用到的策略主要有:
(1)课时划分:甲烷的性质1课时、烷烃1课时。
(2)问题创设:复习、“西气东输”资料、沼气应用、煤矿事故。
(3)内容呈现:实践活动(模型制作)、探究实验、模型、图表、图片、甲烷、烷烃的多媒体动画。
(4)方法手段:讲授、讨论、小组合作、学生制作等教学方法和实验条件控制、比较、类比、模拟、抽象、模型等科学方法与逻辑方法。
(5)评价反馈:保留5分钟反馈练习时间,可以组织学生进行以下一种或多种评价活动。
如:多媒体呈现形成性练习题、课堂同步检测卷、学生自我总结、绘制本节知识结构、列出未解决问题清单、给老师提出问题、学生相互评价等。
二、活动建议
【实践活动】
甲烷模型的制作可以有多种方式,不一定要在课上完成。
可以给学生留预习任务,让学生在家完成2~4个模型,上课时带来;如果学校有可以插拔的结构模型,效果会更好;如果没有可以让学生自己用橡皮泥、木棒等代用品制作简易模型。
教师可以让学生对自己的作品进行评价,在活动中加深学生对空间模型的认识,同时也教给学生学习有机物分子结构的简单方法。
【科学探究】
科学探究有多种组织形式,以下给出一种模式,仅供参考。
[问题]甲烷在常温下稳定,但当条件改变时,是否可以同其他物质发生反应?
[实验]
实验条件控制 1:在收集好甲烷的试管中,迅速加入0.5 g KMnO4和1mL盐酸,用黑纸包好。
实验条件控制 2:在收集好甲烷的试管中,迅速加入0.5 g KMnO4和1mL盐酸。
距离15 cm 用燃着的镁条(日光、高压汞灯等其他光源)照射。
实验测试:用润湿的蓝色石蕊试纸在瓶口检验
实验要求:实验时,教师可要求学生先把盐酸吸在滴管中,量不能大,操作快,瓶塞不能盖
得太紧。
甲烷与氯气的比例在1∶4最好;室内光线下反应在15~20分钟完成;日光下发生爆炸;点燃镁条(距离在15 cm左右),反应可在2~3分钟内完成。
反应条件反应物状态生成物状态反应中的现象试纸的变化
实验1
实验2
[表征性抽象]
(1)光是反应发生的主要原因。
(2)黄绿色逐渐褪去,瓶壁出现油状液滴,说明产生了不溶于水的物质。
(3)瓶口有白雾,使试纸变红,推断有氯化氢生成。
[结论]甲烷与氯气在光照条件下可以反应。
由于没有尾气处理装置,可能会有少量氯气逸出,教师要事先准备稀NaOH溶液或浸满NaOH 溶液的棉团,实验结束时放在瓶口,有效处理尾气,树立安全和环保意识。
三、问题交流
【学与问】
烷烃的结构与甲烷类似,但也有不同,教学中可从甲烷的模型出发,重点研究3个和4个C 的连接情况,引导学生思考,是否为直线结构?键是否可以旋转?C原子有没有其他连接方式?由于不必涉及烷烃命名和同分异构体的书写,这部分教学可以在学生制作活动中一起完成。
【思考与交流】
有机物中碳原子成键特点可以让学生自己猜想,到黑板上写出可能的连接方式,为第二节学习乙烯打下伏笔。
同时,从C原子的四价原则、同分异构体等角度理解有机物种类繁多的主要原因。
四、习题参考
1.C
2.A C
3.D
4.A
5.C。