7.1.1 碳原子的成键特点 烷烃的结构 （说课课件+教学设计）-2024-2025学年高一下学期化学人教版必修第二册

基于AI赋能教学评一体化----《认识有机物》教学设计 授课人：赵雅倩 单位：建始县第二高级中学 一、教材分析 本节在初中有机物常识基础上，以最简单的有机物---甲烷和最基本的有机物类别---烷烃为例，介绍有机物的一般性质，区分有机物与无机物的差异，为后续学习烃的衍生物做铺垫。 甲烷是新课程人教版高中化学必修2第七章《有机化合物》第一节内容，从结构角度认识甲烷的结构、性质和用途，建立从结构角度学习有机物性质的有机化学学习模式。通过碳原子有不同的成键方式，以及碳骨架的不同，使学生认识到有机物的种类繁多这一特点。同时，教材通过大量示意图直观地呈现微观结构，使用球棍模型，促使学生对有机物结构的认识从平面层次上升到立体层次，由实物模型转化为头脑中思维模型。 二、教学目标 1、通过认识有机化合物中碳原子的成键特点，搭建球棍模型，从微观的化学键视角探析有机化合物的分子结构，培养“宏观辨识与微观探析”的学科素养。 2、通过认识有机化合物的同分异构现象，从分子结构的多样性角度探析有机化合物性质的多样性。 3、利用DeepseeK等AI方式，学会自主学习，提升自己解决问题的能力。 三、教学重难点 重点:从物质分类、化学键、有机分子结构的多样性角度辨识和探析有机化合物的结构和性质。 难点：烷烃同系物和同分异构体的判断 四、AI赋能方式 1、 课前：学生自主预习。让学生与DeepseeK进行对话，了解生活中常见的有机物，以及网友眼中的一些有趣的有机物。并自行总结有机物的定义和元素组成上的特点。 2、 课中：课本人物说话+DeepSeeK。鲍林为美国化学家，主要从事化学键理论和物质结构研究。曾获1954诺贝尔化学奖和1962年诺贝尔和平奖。利用即梦电脑版上传科学家鲍林的图片，输入文本，并对口型，将其转化为可以说话的动态视频。课堂上演示利用DeepSeek生成甲烷的球棍模型，并引导学生课后自主模拟。 3、 课后:（1）DeepSeeK设计个性化作业。针对学生之前课时作业的错题情况，利用DeepSeeK根据错题生成相同知识点的题目，学生反复训练，可建立自己的错题库。（2）录课室AI系统自动生成课程评价。本节课将在录课室进行，根据我上课的情况，AI系统会自行提出意见，在下次上课过程中，或者忽略的知识点部分，我会及时给学生补充。（3）利用Chem3D或者DeepSeeK自行模拟其他有机物的结构模型。针对对化学感兴趣的同学，且自学意识比较强的，可以课后利用软件自行学习。 五、教学过程 教学过程 教学活动 学生活动 设计意图 【创设情景】展示学生利用DeepSeeK收集的有机物，以及有趣的有机物结构简式 课前自主预习 自主探索 激发学生的学习兴趣 【新课环节 有机物定义】 【师】有机物主要含碳元素，除碳的氧化物和硫化物、碳酸( H2CO3 )、碳酸盐( CO32- )、碳酸氢盐( HCO3- ）、SiC、金属碳化物、氰化物( CN- )、硫氰化物( SCN- )等 【师】那有什么方法可以帮助我们研究有机物呢？科学家鲍林会告诉我们答案。 【人物开口说话】邀请同学们一起用模具拼出甲烷的结构模型。 掌握有机物的定义 小组活动搭建甲烷分子的球棍模型 生活离不开化学 通过常见有机物的例子吸引学生注意力 学生参与 自主观察并思考 【师】请展示拼出的甲烷分子球棍模型，并写出甲烷的结构式与电子式 【师】下面我邀请大家利用DeepSeeK跟我一起模拟甲烷三维空间的球棍模型。 展示模型，观察其空间结构，并回顾必修一化学键知识点 观察教师的演示操作 培养学生“宏观辨识与微观探析”的学科素养 利用AI自主思考 【重难点突破】 【师】碳原子形成四个共价键，那再增加一个碳原子，乙烷的球棍模型是什么样的。碳原子之间可以形成碳碳双键和碳碳三键吗？ 【总结】有机物种类繁多在于碳骨架的不同，可以形成碳链或者碳环，还有同分异构现象。碳环比如苯环，环丁烯等。 【过渡】由甲烷进行延伸，请逐步增加至4个碳原子，写出对应物质的结构简式和分子式。 【总结】以上物质只有碳氢两种元素，我们称为烃，碳原子之间形成碳碳单键，又叫烷烃或者饱和烃。通式为CnH2n+2(n≥1)。碳原子小于10以甲乙丙丁戊己庚辛壬癸命名。烷烃之间互称为同系物，结构相似，分子组成上相差一个或若干个-CH2原子团。 同时，丁烷可以有两种结构，正丁烷和异丁烷，互称为同分异构体。 【课堂总结】利用思维图总结知识点 拼出乙烷，以及由2个碳原子通过碳碳三价和双键形成的有机物。 认识课本思考与讨论的不同碳骨架，碳链和碳环，并会区分。 写出乙烷，丁烷的结构式和分子式，并认识到丙烷、丁烷的碳原子不在一条直线上。 搭建丁烷的两种不同球棍模型 学生回顾并梳理知识点 掌握有机物中碳四价的概念，了解碳原子的成键特点 掌握烷烃的概念和通式以及简单命名的方法，掌握同系物的概念 掌握并会区分同分异构体 自主形成思维体系 板书设计 认识有机物 一、有机物 特点（1）碳四价（2）碳骨架不同（3）同分异构体 2、 烷烃(饱和烃）CnH2n+2(n≥1) 甲烷 CH4乙烷C2H6丙烷C3H8丁烷C4H10 同分异构体：正丁烷 异丁烷 作业设计 1、 完成自定义课后作业，自行利用DeepSeeK整理错题集 2、 利用Chem3D或者DeepSeeK画出自己感兴趣的有机物结构式，并模拟空间构型 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第七章　第一节　认识有机化合物 第1课时　碳原子的成键特点　 　 　　　烷烃的结构 1.了解有机物中碳原子的成键特点、成键类型及方式，培养“宏观辨识与微 观探析”的学科素养。 2.认识甲烷的组成、结构、烷烃的组成及结构，理解烷烃的定义和通式 3.通过认识烷烃的结构，辨别同系物和同分异构体 核心素养发展目标 2 教学流程 AI赋能方式 课前 教师：布置任务-查找有机物资料 学生：利用DeepSeek自主思考 课中 教师：即梦App DeepSeek生成有机物Html网页 学生：分组搭建球棍模型 课后 教师：希沃课程评价布置个性化作业 学生：完成作业 自行模拟有机物球棍模型三维图 教研效率工具------在线集体备课平台 不受时空限制，灵活参与 只需要用手机就能轻松发起和参与集体备课，便捷地发表评论和建议，实现备课资源共享 在线批注，协同编辑云教案 支持老师对希沃课件或教案进行在线批注，备课老师可以针对批注评论协同编辑云教案，实现高效备课 支持多稿研讨， 过程自动记录 通过多轮研讨打磨和多稿对比，完善教学内容和方式方法 音频视频通话，智能生成回放 实现异地“面对面”交流，支持共享屏幕，高效协同，视频回放云端存储，支持随心倍数播放 教研效率工具------在线集体备课平台 有机物：由碳元素组成，但不包括碳的氧化物和硫化物、碳酸( H2CO3 )、碳酸盐( CO32- )、碳酸氢盐( HCO3- ）、SiC、金属碳化物、氰化物( CN- )、硫氰化物( SCN- )等 资料卡片 使用模型研究物质结构 将微观的分子结构通过模型呈现出来，便于我们了解分子中原子的结合方式与空间位置关系，获取更多的结构信息。随着现代信息技术的发展，除了实物模型，还可以通过计算机对物质的结构进行模拟和计算。这是人们探索物质结构的重要方法，也是学习化学的直观工具。 那我们有哪些方式来表示有机物的结构呢？ 由于微观的有机物分子结构我们无法用肉眼看见，所以我们需要通过模型来模拟有机物的结构。可以通过实物模型或者计算机对物质的结构进行模拟和计算。 成键的类型 碳碳单键( ) 碳碳双键( ) 碳碳三键( ) CH2==CH2 思考：课本61页哪些是环状烷烃？ H—C≡C—H 结构 简式 ________ ___________ _______________ 分子式 _____ _____ ______ CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 C2H6 C3H8 C4H10 烷烃：只含 和 两种元素，分子中的碳原子之间都以 结合，碳原子的剩余价键均与 结合，使碳原子的化合价都达到“ ”，这样的一类有机化合物称为 ，也称为烷烃。链状烷烃的通式：________ (n≥1)。 碳 氢 单键 氢原子 饱和 饱和烃 CnH2n＋2 10 难点突破 CH2 同分异构体 具有相同的分子式而结构不同的化合物的互称 实例 11 同系物和同分异构体 烷烃的概念和通式 甲烷结构的表示方法 成键方式：单键、双键、三键 连接方式：链状和环状 碳原子的成键特点 烷烃的结构 认识有 机化合物 课堂总结 作业设计 上传学生错题，分析做错原因，整理同类型题目 分析做错的可能原因： 1.**催化剂与反应平衡的混淆**：可能误认为催化剂会改变平衡产率（如选项B），而实际催化剂仅加快反应速率，不改变平衡位置。 2.**惰性气体对反应速率的影响误解**：可能认为恒温恒容下充入Ne会增大总压从而加快反应速率（如选项D），但惰性气体不参与反应，各反应物分压降低，速率反而减小。 3.**平衡状态的判断错误**：可能未注意绝热容器中温度变化的影响（如题3），或误用物质的量比例（如选项A）而非变量是否恒定作为平衡标志。 4.**反应速率的单位与换算错误**：如题2中选项B的单位混乱，可能导致误判。 学生展示 课程评价 首先，教师可在设计教学目标时进一步突出实践能力和跨学科学习的重要性，比如引入与日常生活相关的实例，如食品添加剂、医药产品等，从而培养学生的社会责任感和实践能力，符合新课标的科学态度与责任担当的要求。 其次，为了提升学生的独立思考和解决问题的能力，教师可以设置开放式的问题与挑战性的任务，鼓励学生自行寻找答案并团队合作。例如，可以让学生基于烷烃的结构特征，自己设计一系列实验来验证或证伪某些现象，从而加深对同分异构现象的理解。在这样的活动中，学生们不仅锻炼了动手能力，也在实践中学会了如何科学地设计实验和分析数据。 教师可以充分利用信息技术，将多媒体教学融入教学过程。比如，可以制作动画展示碳原子的成键过程，或是利用在线教育平台提供虚拟实验室供学生自主操作，从而丰富教学手段，增加课堂互动性。同时，教师可以利用社交媒体工具，组织课外项目或竞赛，比如设计一个品牌标志，使用化学知识解释其创意来源，这样既能巩固课堂学到的知识，又能培养学生的信息技术运用能力和创新思维。 优化建议 化学动力学、平衡与有机化学烷烃练习 1. 在恒容密闭容器中发生反应：2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g)。下列操作中，能使反应速率减小的是 A. 保持容器内压强不变，向其中充入1mol Ar B. 保持容器容积不变，向其中充入1mol Ar C. 保持容器容积不变，向其中充入1mol O₂ D. 保持容器内压强不变，向其中充入1mol SO₂ 提交答案 解析：在恒容条件下加入惰性气体Ar，虽然总压增加，但反应物浓度不变，速率不变；在恒压条件下加入Ar，容器体积增大，反应物浓度降低，速率减小。 2. 对于反应N₂O₄(g) ⇌ 2NO₂(g)在恒压容器中进行，下列示意图能说明反应达到平衡状态的是 A. 容器内气体颜色不再变化 B. N₂O₄和NO₂的物质的量之比为1:2 C. 混合气体的平均摩尔质量保持不变 D. 单位时间内消耗1mol N₂O₄同时生成2mol NO₂ 提交答案 解析：在恒压条件下，随着反应进行，容器体积会变化。只有平均摩尔质量保持不变时，说明各组分的比例不再变化，反应达到平衡。 3. 在绝热恒容容器中发生反应2NO(g) + O₂(g) ⇌ 2NO₂(g)，下列叙述能表明反应达到平衡状态的是 A. NO和O₂的物质的量之比为2:1 B. 容器内温度不再变化 C. 混合气体的总质量不再变化 D. 容器内气体颜色不再变化 提交答案 解析：在绝热容器中，反应放热或吸热会导致温度变化，当温度不再变化时，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态。 4. 下列有关烷烃的叙述中，正确的是 A. 烷烃的分子通式为CₙH₂ₙ B. 甲烷、乙烷、丙烷互为同系物 C. 正丁烷和异丁烷互为同分异构体，物理性质相同 D. 烷烃分子中碳原子之间只以单键结合，易发生加成反应 提交答案 解析：烷烃通式为CₙH₂ₙ₊₂(A错)；正丁烷和异丁烷物理性质不同(C错)；烷烃不易发生加成反应(D错)；甲烷、乙烷、丙烷结构相似，组成相差CH₂，互为同系物(B正确)。 5. 某烷烃的相对分子质量为72，其一氯代物只有一种，该烷烃的结构简式是 A. CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH₃ B. CH₃-CH₂-CH-CH₃ C. CH₃-C-CH₃ D. CH₃-CH₂-CH₂-CH₃ 提交答案 解析：相对分子质量72的烷烃为C₅H₁₂。A为正戊烷，有3种一氯代物；B为2-甲基丁烷，有4种一氯代物；C为2,2-二甲基丙烷，只有1种一氯代物；D为丁烷，不符合分子量要求。 你觉得这套题目难度如何？ 很简单 适中 有挑战 太难了 甲烷(CH₄)分子结构 - 拖动鼠标旋转视图 重置视图 乙烯(C2H4)球棍模型 - 鼠标拖动旋转，滚轮缩放 ● 碳原子 (C) ● 氢原子 (H) — 单键 ═ 双键 乙烷(C2H6)球棍模型 - 鼠标拖动旋转，滚轮缩放 ● 碳原子 (C) ● 氢原子 (H) — 单键 $$