同素异形现象和同分异构现象

《同素异形现象、同分异构现象》教学设计
课时：1课时
课型：新授课一、设计理念：
本节课围绕着为什么自然界中的已知元素仅有一百多种，而形成的物质却有上千万种这一问题而展开。

首先让学生根据已有的知识讨论总结出同种元素可以与不同的元素化合，且化合的比例不同，形成的物质不同。

然后再展示出碳元素的几种同素异形现象，让学生观察它们的结构差异，回忆初中学习过的它们的性质差异，体会同素异形现象和同素异形体的概念。

再列举氧气和臭氧、红磷和白磷等例子让学生体会同素异形现象的普遍性，并指出同素异形体之间的性质差异。

在讲解同分异构现象时，让学生书写丁烷的两种同分异构体，再观察乙醇和二甲醚的同分异构现象，并结合前面学习的碳原子形成的共价键的多样性，使学生了解物质的多样性。

本节课的重要内容是让学生认识物质的多样性，但对于几个概念的掌握也是十分很需要的，所以本节课的最后小结了常见的几个容易混淆的概念。

二、教材分析：
同素异形现象和同分异构现象是构成物质多样性的主要形式之一。

《课程标准》在知识和技能维度上并无明确的要求，但在情感、态度、价值观维度，提出了在教学中要帮助学生认识化学与人类生活的密切联系，关注人类面临的与化学相关的社会问题，帮助学生拓宽视野等要求。

苏教版必修Ⅱ增加了同素异形现象的内容，有助于学生认识物质多样性的本质原因，关注社会环境问题和科技发展。

通过必修Ⅰ及周期表的学习，学生已经积累了一些关于物质多样性与微观结构的有关感性认识，但对性质与结构的关系认识不够深刻，通过本节内容学习，学生能初步形成物质多样性和微观结构有关的认识，进一步加深结构与性质的理解。

本节学习的微观结构知识既是化学键及结构决定性质等知
识的初步应用，也为后面《不同的晶体类型》和选修模块《物质结构与性质》的学习奠定基础。

三、学情分析：
高一年级的学生逻辑思维和抽象思维能力都比较弱，如果一节课都以讲授的形式将知识讲解给学生听，效率必然不高，学生的积极性也无法充分调动起来。

但是高一学生有高一学生的特点，他们好奇心比较强。

在同素异形现象上，学生已经学习过化学键的基础知识，并具备了通过模型简单分析金刚石和石墨结构差异的能力，但是学生没有学过立体几何，空间想象能力较差，对了解金刚石和石墨的微观结构存在一定困难。

在同分异构现象上，学生通过引导可以写出丁烷的两种结构，进而认识同分异构现象，但对于同素异形体、同分异构体、同位素概念的区分可能需要加强。

四、教学目标：
1、知识与技能：
（1）了解金刚石和石墨微观结构特点，了解丁烷的两种同分异构体
（2）理解同素异形现象和同分异构现象的概念
（3）了解同素异形现象和同分异构现象与物质多样性的关系
2、过程与方法：
（1）通过金刚石和石墨的对比，认识到两者的差异以及造成差异的原因
（2）通过讨论探究得出含有4个碳原子的碳氢化合物，发现同分异构现象
3、情感态度与价值观：
（1）通过化学史介绍，了解科学发展的历程；
（2）通过对富勒烯、臭氧层的介绍，了解相关的科学发展和环境问题
五、教学重难点：
【重点】以金刚石、石墨以及C4H10、C2H6O等同分异构体为例认识由于微观结构的不同从而导致的同素异形现象和同分异构现象。

【难点】同素异形体、同分异构体、同位素三个概念的辨析
六、教学方法：
【教法】媒体辅助教学法、练习法、讲授法、自主学习法、探究学习模式。

【学法】边分析边总结的方法。

七、教学手段：
媒体类型媒体内容要点使用方
式
教学作用
视频1、石墨、金刚石、碳-60 投影提供事实、强化
认识、加深记忆
板书1、石墨与金刚石的性质
差异
2、同素异形现象的概念
及本质
3、丁烷的同分异构体
4、同分异构现象的概念
及本质讲解、板
书
呈现过程、加深
理解
八、教学过程：
环节一：设问引入，视频分析
【引入】为什么一百多种的元素能形成数千万种不同的物质？
（设计意图：设疑，激起学生的好奇心，引出本节课的课题）
【师】通过视频引导学生回顾金刚石和石墨的物理性质。

共同讨论：金刚石和石墨在物理性质上的差异。

【生】通过讨论得出结论：金刚石和石墨物理性质差异大
【板书】金刚石石墨
物理性质差异大
【师】观看视频《金刚石在液态氧燃烧》，共同讨论得出结论：金刚石是由碳元素组成的。

【板书】金刚石石墨
都由碳元素组成的单质
化学性质相似
【提问】金刚石光彩夺目，价值连城；石墨灰不溜秋，普普通通。

当发现它们都由碳组成时，知道这个事实后，当时的人们立刻开始了一项新的研究，你能猜的到他们的研究的问题吗？
【生】“点石成金”
【师】继续介绍化学史
1799年法国科学家摩尔沃将一颗金刚石转变为石墨。

1955年美国科学家霍尔在1650℃，95000个大气压下用石墨合成了金刚石。

目前人们能大规模的人工合成金刚石。

【板书】金刚石石墨
能相互转化
【讨论】：金刚石和石墨之间的转化是物理变化还是化学变化？
学生讨论后得出的结论：
1、物理性质差异大，确定金刚石和石墨是不同的物质。

2、同种元素组成的金刚石和石墨是不同的物质。

【过渡】金刚石和石墨物理性质为何有如此大的差异，我们来了解它的微观结构。

【展示】金刚石和石墨的微观结构模型
【讨论】1、简述金刚石和石墨中碳原子的连接方式
2、从微观结构分析金刚石和石墨在硬度和导电性上的差异
【生】归纳：组成和结构决定性质
【提问】金刚石和石墨之间的这些现象，化学上将它归为同素异形现象。

现在根据自己的理解给同素异形现象下一个定义。

【生】讨论得出：同素异形现象的概念
【板书】同素异形现象：同种元素形成的几种不同单质
．．．．．．的现象。

【过渡】科学家在研究过程中继续发现碳还有其他的同素异形体。

【师】介绍富勒烯（C60和碳纳米管）的微观结构
讨论：C 60和碳纳米管在碳原子成键上的共同特点，并猜想可能的性质 介绍富勒烯的用途前景
（设计意图：通过介绍金刚石和石墨在性质上的差异但又是同种元素形成的单质，造成学生认知冲突，激发兴趣；通过微观结构模型的分析，进一步说明两者是不同的物质，并能利用结构差异说明部分性质上的差异性，初步形成结构决定性质的观念；通过金刚石和石墨这种现象，引导学生主动形成同素异形现象的概念。

）
环节二：举例分析，讨论认识。

【师】投影氧气和臭氧、红磷和白磷的性质对比，强调原子个数和成键情况不同。

【生】得出结论：氧气和臭氧、红磷和白磷是同素异形体。

【归纳】同素异形现象是普遍存在的，是物质多样性的原因之一。

【讨论】同素异形体的成因。

环节三：设问引入，动手分析
【师】分子式相同的物质一定是同一种物质吗?
根据共价键的定义，每个碳原子能形成几个共价键？
根据这个规则，画出104H C 可能的结构。

【生】小组讨论，画出结果。

【师】现在。

请同学们看到黑板上，观察这些结构式和相应的分子式，有没有发现什么现象呢?
【生】结构式不同，但分子式相同
【师】对，我们看到这两个结构式不同，但分子式都是C4H10，同学们发现的这种现象，化合物的分子式相同，结构不同，称为同分异构现象。

【师】对于有机物我们不用分子式来表示一种物质，一般都用结构式或结构简式来表示
另外我还带来了另外两种物质的球棍模型，同样黑色的小球是碳原子，白色的小球是氢原子，红色的是氧原子，请一位同学比较两者结构上的不同点
【生】其中一个氧原子夹在碳原子和氢原子之间，另一个氧原子夹在两个碳原子之间
【师】很好，请一位同学到黑板上根据球棍模型画出这两种物质的结构式和分子
式，其他同学在下面也动笔画一画。

【生】黑板演示
【师】分析学生板演结果，请学生观察这两种物质的结构式和分子式，找出两者关系
【生】同分异构体
【师】初中我们学习了同位素的概念，刚才我们学习了同素异形体和同分异构体，下面我们就对这3个概念进行比较。

【归纳】比较同素异形体、同分异构体、同位素三个概念
环节四：归纳总结，巩固评价
【师】请同学们总结这节课的内容。

【师】评价、分析、总结、练习。

【作业布置】课本作业、作业本
九、板书设计：。