1.1.3有机物共线、共面问题+教学设计+课件 2025-2026学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3

该高中化学教学设计聚焦有机物共线共面问题，通过球棍模型、动画演示复习甲烷（正四面体）、乙烯（平面）等基础分子构型，搭建“基础模型→化学键特性→复杂分子分析”的学习支架，衔接前期结构知识与后续有机反应机理学习。 特色在于构建“圈固定-转单键-数原子”三步法分析模型，结合直线与平面、平面与立体等五类分子类型拆解，以高考真题为例强化应用。通过模型直观化与动态单键旋转分析，培养学生证据推理与模型认知能力，提升空间想象与科学思维，为教师提供结构化教学流程与分层练习设计。

有机物共线共面问题习题课教学设计 一、教材分析 本内容选自高中化学有机化学板块，是在学生学习了甲烷、乙烯、乙炔、苯典型有机物的基本结构的基础上，且在选必二阶段已经对空间结构有了进一步的学习。故进一步深入探究有机物分子中原子共线共面的规律。对前期所学典型有机物结构知识的整合与升华，又为后续学习有机反应机理以及复杂有机合成路线设计奠定空间结构认知基础，帮助学生逐步构建从微观结构理解宏观性质的化学思维模式。这部分知识对学生培养空间想象能力和逻辑推理能力具有重要意义，帮助学生构建完整的有机化学知识体系 。 2、 学情分析 学生已掌握甲烷、乙烯、乙炔、苯、甲醛等简单有无机物的空间结构，另外，也掌握了常见有机物的结构简式，但在将二维结构简式转化为三维空间结构，以及分析复杂有机物原子共线共面问题时存在困难。学生对直观、形象的教学方式接受度较高，具有一定的小组合作学习能力和探究热情。 三、教学目标 1. 宏观辨识与微观探析 对于复杂有机物分子，能从微观化学键（单键、双键、三键）的特性出发，推断原子的共线共面情况，实现从微观结构到宏观空间排布的推理。 2. 证据推理与模型认知 通过观察球棍模型、动画演示等证据，推理出不同类型有机物的空间构型规律，培养基于证据进行逻辑推理的能力。构建“圈固定 - 转单键 - 数原子”的“三步法”分析模型，运用该模型解决各类有机物分子的共线共面问题，提升模型认知与应用能力。 3. 科学探究与创新意识 鼓励学生尝试用不同方法（如绘制空间示意图、使用不同颜色标记）分析共线共面问题，激发创新意识。 4. 科学态度与社会责任 在探究过程中，培养严谨的科学态度，尊重实验事实，敢于质疑和修正错误的结构分析思路 。 四、重点 1. 基础分子构型认知：直观掌握甲烷（正四面体）、乙烯（平面）、乙炔（直线）、苯（正六边形平面）的空间形状，记住各分子中固定共线、共面的原子数。 2. 化学键与构型关系：理解单键可自由旋转、双键和三键限制旋转的特性，明确双键、三键及苯环是分子构型的“固定框架”，决定原子共线共面的基本格局。 3. 分析方法与应用：学会通过“找固定框架→标注确定共线共面原子→转动单键分析可变部分”的三步法，判断复杂分子的共线共面情况，能用简单符号区分确定和可能共面的原子。 五、难点： 1. 空间构型的具象化：帮助学生将二维结构简式转化为三维空间模型，尤其是理解甲烷四面体、苯环平面等结构的空间关系，避免因平面思维导致判断错误。 2. 单键旋转的动态分析：即让学生理解单键旋转对原子共面的影响，准确判断多原子体系的共面可能性。 3. 复杂分子的分步拆解：面对丙烯、苯乙烯等多结构单元组合的分子，指导学生分步分析不同刚性结构的位置关系，以及单键连接部分的旋转结果，避免因结构复杂而遗漏或重复计算共线共面原子。 六、教学过程： 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 基础理论体系构建 【必备知识】 共线、共面模型——模型展示和化学键特性 【讲解】甲烷型：展示甲烷的球棍模型，引导学生观察其正四面体结构，得出结论，甲烷型最多有3个原子共面，且三个原子为正四面中任意三个原子共平面。 乙烯型，双键不可旋转，则两个碳原子和与双键相连的四个原子一定共面，得出结论乙烯型一定有六个原子共平面 苯环型，向学生展示苯环模型，多角度变换，通过观察得到则苯环上6个碳原子和与6个碳原子相连的6个氢原子一定共面，则一定12个原子共面，一定4个原子共直线 乙炔型，碳碳三键不可旋转，一定4个原子共直线 甲醛型：一定4个原子共面。 观察模型并运用空间想象能力思考 学生观察动画，明确共面原子和共线原子 采用模型展示，将抽象的空间构型直观化，将化学键特性转化为具体的实物模型，帮助学生理解单键、双键、三键的不同性质及其对分子空间结构的影响，使学生能够更好地把握知识的本质。 有机分析空间构型方法 结合理论基础，化学键能否旋转以及基础模型综合判断 【通用方法】  1.找“不动”的部分：用彩色笔圈出分子中的双键、三键、苯环，这些结构内的原子是确定共线或共面的（如乙烯6原子、苯环12原子）。 板书：【类型一】直线与平面连接 【提问】CH2=CH-C≡CH， 共有___个原子共平面？____个原子共直线？ 【展示】乙烯基乙炔的结构式，引导学生找出所学模型，乙烯型和乙炔型，用笔圈出各模型上一定共面的原子。 【讲解】 共面：找出对应模型乙烯型和乙炔型，两者通过单键连接，但乙炔为直线形，旋转并不改变共面原子个数，故所有原子共平面； 共线：此有机物为乙烯型和乙炔型相连而成，乙炔为直线形，乙烯键角120°，故4个原子共直线。 【提问】 共有____个原子共平面？____个原子共直线？ 【讲解】 共面：找出对应模型苯型和乙炔型，两者通过单键连接，但乙炔为直线形，旋转并不改变共面原子个数，故所有原子共平面； 共线：此有机物为苯型和乙炔型相连而成，乙炔为直线形，苯对角线上4个原子共直线，故6个原子共直线。 板书：【类型二】直线与立体连接 【提问】丙炔 ____个原子共直线？最多____个原子共平面？ 【讲解】 共面：找出对应模型甲烷型和乙炔型，乙炔为直线形，故4个原子共直线，而单键可以旋转，最多只有甲基上的一个氢与乙炔共平面。 【通用方法】 2. 看“会动”的部分：单键相连的基团可以像“旋转门”一样转动，提醒学生有机物分子中的单键，包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键等可旋转。判断转动后哪些原子可能进入固定结构的平面，例如甲基（-CH₃）转动时最多1个氢原子可进入双键平面。 板书：【类型三】平面与平面连接 【提问】 ①苯乙烯中最多____几个原子共面？ 至少_____几个原子共面？ ②苯乙烯中最多_______个碳原子共面? 至少____个碳原子共面? ③苯乙烯中最多_____个碳原子共线？ 最少________个原子共线？ 【讲解】通过向学生展示模型，旋转单键，乙烯型和苯环型在同一平面时，所有原子共平面，此时共平面原子数最多。乙烯型和苯环型不在同一平面时，此时共平面原子数最少。乙烯和苯都是平面型分子，决定最少多少原子共面，甲基（-CH₃）转动时最多1个氢原子可进入双键平面。 板书：【类型四】平面与立体连接 【提问】CH2==CH—CH3 最多有____个原子共面，至少有___个原子共面 最多有____个原子共面，至少有___个原子共面 板书：【类型五】直线、平面与立体连接 【提问】 共平面原子至少________个，最多_______个 【讲解】 苯环型和乙烯型通过单键连接，旋转单键，二者不共平面时，共面原子最少，有12个。当二者共面时，乙炔基也共面，甲基中的C-H键可以旋转，最多一个甲基上的H与三者共面，故最多有19个共面原子。 【提问】 ①分子中至少____个碳原子共面，最多____个碳原子共面。 ②分子中至少____个原子共面， 最多_____个原子共面 【讲解】 当两个苯不共面时，无论连接两个苯的C-C单键怎么旋转，因为苯对角线上原子共线，故此分子至少9个碳原子共面，至少14个原子共面。当两个苯共面，当两个甲基上的H旋转至与两个苯共面时，故最多有14个共面碳原子，24个共面原子。 (2022全国乙卷)化合物分子 中的所有原子共平面（　　） 【提问】判断所有原子共平面应该找什么？ 柠檬烯 中所有碳原子共平面（　　） (2023全国甲卷)藿香蓟 所有碳原子处于同一平面（　　） 【补充】 （1）所有原子共面问题：找饱和碳，若存在饱 和碳，所有原子不可能共平面。 （2）所有碳原子共平面问题：找饱和碳连3个C，若存在，所有碳原子不可能共平面。 【判断有机分子中原子共面、共线的流程】 【随堂练习】 例】该分子中最多几个原子共面？几个碳原子肯定共线？ 【课堂小结及板书设计】 1.下图分子中最多有几个原子共面？最多有几个原子共线？ 2.如图有机物分子中最多有_____个碳原子在同一平面内？最多有______个原子在同一条直线上，苯环平面内的碳原子至少有_____个 3. ①如图所示，虚线框内的原子处于同一平面上，至少 个原子共平面 ②如图所示，虚线框内的原子处于同一条直线上，有？个原子共线 【回答】 共有8个原子共平面 4个原子共直线 【回答】 苯乙炔分子所有原子共平面,6个原子共直线 【回答】 4个原子共直线，最多5个原子共平面 【回答】 ①苯乙烯中最多16个原子共面，至少12个原子共面 ②苯乙烯中最多8个碳原子共面， 至少7个碳原子共面 ③苯乙烯中最多3个碳原子共线， 最少3个原子共线。 【回答】 丙烯分子共面原子至少 6个，最多 7个。甲苯中：最多有13个原子共面， 至少有12个原子共面 【回答】 共平面原子至少12个，最多19个。 【回答】 ①分子中至少9个碳原子共面，最多14个碳原子共面。 ②分子中至少14个原子共面，最多 24个原子共面 【回答】有饱和碳原子，则所有原子一定不共面 【回答】学生指出 此碳原子连接三个碳原子，则所有碳原子一定不共面 学生在学案上圈出如图所示有机物所含模型——乙炔型，苯环型，乙烯型 观察模型圈出部分。 【回答】最多共平面的原子最多有20个,肯定共直线的原子最多有6个。 通过板书和模型拆解五种不同空间组合的分子，详细讲解对应方法的操作流程，将复杂的问题解决过程分解为清晰的步骤，让学生掌握分析有机物分子共线共面问题的方法和思路，提高学生解决实际问题的能力。 同上 设置不同难度等级的题目，满足不同层次学生的学习需求。帮助学生巩固基础知识，及时反馈学习情况。 进一步强化学生对知识的理解和应用，培养学生解决复杂问题的能力，逐步提升学生的学习水平。 同上 对于部分题，让学生尝试去找关键部分，分析解题技巧，事半功倍。 总结归纳本节课内容，方便学生课后回顾复习。 ( 1 )学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $