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有机化合物分类优秀教案
第一节有机化合物的分类
Ⅰ三维目标
一、知识与技能
1、了解有机化合物常见的分类方法。
2、了解有机物的主要类别及官能团。
二、过程与方法
3、根据生活中常见的分类方法,认识有机化合物分类的必要性。
利用投影、动画、多媒体等教学手段,演示有机化合物的结构简式和分子模型,掌握有机化合物结构的相似性。
三、情感、态度与价值观
4、体会物质之间的普遍联系与特殊性,体会分类思想在科学研究中的重要意义
Ⅱ教学重点:
了解有机物常见的分类方法;
Ⅲ教学难点:
了解有机物的主要类别及官能团
Ⅳ教学方法:
引导探究、讲练结合
Ⅴ教学过程:
一、引入教学
通过高一的学习,我们知道有机物就是有机化合物的简称,最初有机物是指有生机的物质,如油脂、糖类和蛋白质等,它们是从动、植物体中得到的,直到1828年,德国科学家维勒偶然发现由典型的无机化合物氰酸铵通过加热可以直接转变为动植物排泄物——尿素的实验事实,从而使有机物的概念受到了冲击,引出了现代有机物的概念——世界上绝大多数含碳的化合物。
(将学生的思路带入对必修2有机的回忆)有机物自身有着特定的化学组成和结构,导致了其在物理性质和化学性质上的特殊性。
研究有机物的组成、结构、性质、制备方法与应用的科学叫有机化学。
我们先来了解有机物的分类。
(引导学生回忆必修1学习的分类方法:
交叉分类法和树状分类法)
二、讲授新课
[讲]高一时我们学习过两种基本的分类方法——交叉分类法和树状分类法,那么今天我们利用树状分类法对有机物进行分类。
那么大家先回忆,我们在必修2接触有机物时利用有机物所含元素种类不同对有机物进行了怎样的分类?
(烃和烃的衍生物,其中烃是只含有碳和氢的化合物。
)
[讲]今天我们利用有机物结构上的差异做分类标准对有机物进行分类,从结构上有两种分类方法:
一是按照构成有机物分子的碳的骨架来分类;二是按反映有机物特性的特定原子团来分类。
[板书]1、按碳架结构分类
链状化合物(如CH3-CH2-CH2-CH3)
有机化合物
(碳原子相互连接成链)
脂环化合物(如)不含苯环
环状化合物
芳香化合物(如)含苯环
[讲]在这里我们需要注意的是,链状化合物和脂环化合物统称为脂肪族化合物。
而芳香族化合物是指包含苯环的化合物,其又可根据所含元素种类分为芳香烃和芳香烃的衍生物。
而芳香烃指的是含有苯环的烃,其中的一个特例是苯及苯的同系物,苯的同系物是指有一个苯环,环上侧链全为烷烃基的芳香烃。
此外,我们常见的芳香烃还有一类是通过两个或多个苯环的合并而形成的芳香烃叫做稠环芳香烃。
[过]烃分子里的氢原子可以被其他原子或原子团所取代生成新的化合物,这种决定化合物特殊性质的原子或原子团叫官能团,下面让我们先来认识一下主要的官能团。
[板书]2、按官能团分类
[投影]表1-1有机物的主要类别、官能团和典型代表物
类别
官能团
典型代表物和结构简式
烷烃
———
甲烷CH4
烯烃
双键
乙烯CH2=CH2
炔烃
—C≡C—三键
乙炔CH≡CH
芳香烃
———
苯
卤代烃
—X(X表示
卤素原子)
溴乙烷CH3CH2Br
醇
—OH羟基
乙醇CH3CH2OH
酚
—OH羟基
苯酚
醚
醚键
乙醚CH3CH2OCH2CH3
醛
醛基
乙醛
酮
羰基
丙酮
羧酸
羧基
乙酸
酯
酯基
乙酸乙酯
胺
—NH2氨基
CH3—NH2甲胺
[讲]官能决定了有机物的类别、结构和性质。
一般地,具有同种官能团的化合物具有相似的化学性质,具有多种官能团的化合物应具有各个官能团的特性。
我们知道,我们把这种结构相似,在分子组成上相关一个或若干CH2原子团的有机物互称为同系物。
[投影]常见烃类有机物的通式
烃
链烃
(脂肪烃)
烷烃(饱和烃)
CnH2n+2
无特征官能团,碳碳单键结合
不饱和烃
烯烃
CnH2n
含有一个
炔烃
CnH2n-2
含有一个—C≡C—
二烯烃
CnH2n-2
含有两个
烃
饱和环烃
环烷烃
CnH2n
单键成环
不饱和环烃
环烯烃
CnH2n-2
成环,有一个双键
环炔烃
CnH2n-4
成环,有一个叁键
环二烯烃
CnH2n-4
苯的同系物
CnH2n-6
稠环芳香烃
三、小结:
本节课我们要掌握的重点就是认识常见的官能团,能按官能团对有机化合物进行分类。
四、课后练习:
指出下列有机物的类别。
第二节有机化合物的结构特点
Ⅰ三维目标
一、知识与技能
1、理解有机化合物的结构特点;了解碳原子杂化方式与结构。
2、掌握甲烷、乙烯、乙炔的结构特点和同分异构体
二、过程与方法
3、通过对同分异构体各题型的练习,要分析总结出对解题具有指导意义的规律、方法、结论,从“思考会”转变成“会思考”,真正提高学生的思维能力,对同分异构体及同分异构现象有一个整体的认识,能准确判断同分异构体及其种类的多少。
三、情感、态度与价值观
1、体会物质之间的普遍性与特殊性。
2、认识到事物不能只看到表面,要透过现象看本质。
Ⅱ教学重点有机物的成键特点和同分异构体的书写。
Ⅲ教学难点同分异构体相关题型及解题思路。
Ⅳ教学方法思考交流、讲练结合
Ⅴ教学过程
第一课时
一、引入新课
这节课我们来学习第二节——有机化合物的结构特点。
我们在高一时就初步了解了有机化合物种类繁多的原因,主要是由于碳原子的成键特点所决定的,接下来我们对其进行进一步的学习。
(板书课题)
二、讲授新课
1、有机化合物中碳原子的成键特点
[讲]仅由氧元素和氢元素构成的化合物,至今只发现了两种:
H2O和H2O2,而仅由碳元素和氢元素构成的化合物却超过了几百万种,这是由有机化合物中碳原子的成键特点所决定的。
碳原子最外层有4个电子,不易失去或获得电子而形成阳离子或阴离子。
碳原子通过共价键与氢、氧、氮、硫、磷等多种非金属形成共价化合物。
科学实验证明,甲烷分子里,1个碳原子与4个氢原子形成4个共价键,构成以碳原子位中心,4个氢原子位于四个顶点的正四面体立体结构。
键角均为109º28’。
[板书]⑴键长、键角、键能
[讲清]键长:
原子核间的距离称为键长,越小键能越大,键越稳定。
键角:
分子中1个原子与另外2个原子形成的两个共价键在空间的夹角,决定了分子的空间构型。
键能:
以共价键结合的双原子分子,裂解成原子时所吸收的能量称为键能,键能越大,化学键越稳定
[观察思考]观察甲烷、乙烯、乙炔、苯等有机物的球棍模型,思考碳原子的成键方式与分子的空间构型、键角有什么关系?
[投影]
[小结]⑵碳原子成键规律:
①当一个碳原子与其他4个原子连接时,这个碳原子将采取四面体取向与之成键。
②当碳原子之间或碳原子与其他原子之间形成双键时,形成双键的原子以及与之直接相连的原子处于同一平面上。
③当碳原子之间或碳原子与其他原子之间形成叁键时,形成叁键的原子以及与之直接相连的原子处于同一直线上。
④烃分子中,仅以单键方式成键的碳原子称为饱和碳原子;以双键或叁键方式成键的碳原子称为不饱和碳原子。
⑤只有单键可以在空间任意旋转。
[举例]下列关于CH3—CH=CH—C≡C—CF3分子的结构叙述正确的是()
A、6个碳原子有可能都在一条直线上
B、6个碳原子不可能都在一条直线上
C、6个碳原子一定都在同一平面上
D、6个碳原子不可能都在同一平面上
[讲评]依据是乙烯分子里的两个碳原子和四个氢原子都处在同一平面上、乙炔分子里的两个碳原子和两个氢原子处在一条直线上。
[板书]⑶有机物结构的表示方法
[讲]结构式:
有机物分子中原子间的一对共用电子(一个共价键)用一根短线表示,将有机物分子中的原子连接起来,若省略碳碳单键或碳氢单键等短线,成为结构简式。
若将碳、氢元素符号省略,只表示分子中键的连接情况,每个拐点或终点均表示有一个碳原子,称为键线式。
[讲清]结构式与结构简式的转换,结构简式与键线式的转换。
[练习]将下列键线式改为结构简式:
[小结]键线式与结构式的关系
[讲]由于碳原子的成键特点,每个碳原子不仅能与氢原子或其他原子形成4个共价键,而且碳原子之间也能与共价键相结合。
碳原子间可以形成单键、双键和三键;多个碳原子可以结合成长短不一的碳链,碳链也可以带有支链,还可以结合成碳环,碳链和碳环也可以互相结合。
以上就是有机物种类繁多的原因。
第二课时
一、引入教学
[思考回忆]同系物、同分异构体的定义?
(学生思考回答,老师板书)
[投影复习]①同系物:
结构相似,分子组成相差若干个CH2原子团的有机物称为同系物。
特点是物理性质递变,化学性质相似。
②同分异构体:
化合物具有相同的分子式,但具有不同结构的现象,叫做同分异构现象。
具有同分异构现象的化合物互称同分异构体。
二、讲授新课
[板书]2、有机化合物的同分异构现象
[提问]下列有机物中,互为同分异构体;为同一物质;互为同系物。
1②③
④CH2=CH-CH3⑤CH2=CH-CH=CH2
[讲]由①和②是同分异构体,得出“异构”还可以是位置异构;②和③互为同一物质,巩固烯烃的命名法;由①和④是同系物,但与⑤不算同系物,深化对“同系物”概念中“结构相似”的含义理解。
(不仅要含官能团相同,且官能团的数目也要相同。
)
归纳有机物中同分异构体的类型;由此揭示出,有机物的同分异构现象产生的本质原因是什么?
(同分异现象是由于组成有机化合物分子中的原子具有不同的结合顺序和结合方式产生的,这也是有机化合物数量庞大的原因之一。
除此之外的其他同分异构现象,如顺反异构、对映异构将分别在后续章节中介绍。
)
[板书]同分异构体的类型:
①碳链异构:
指碳原子的连接次序不同引起的异构
②官能团异构:
官能团不同引起的异构
③位置异构:
官能团的位置不同引起的异构
④立体异构:
顺反异构、对映异构等
[小组讨论]通过以上的学习,你觉得有哪些方法能够判断同分异构体?
[小结]抓“同分”——先写出其分子式(可先数碳原子数,看是否相同,若同,则再看其它原子的数目……)看是否“异构”——能直接判断是碳链异构、官能团异构或位置异构则最好,若不能直接判断,那还可以通过给该有机物命名来判断。
那么,如何判断“同系物”呢?
(学生很容易就能类比得出)
[讲]对于某一烷烃分子怎样判断它是否具有同分异构体,如有,又具有几种同分异构体,这是学习有机化学一个很重要的内容。
我们必须学会判断并能够书写。
今天,我们将学习一种常用的书写方法—缩链法(减碳对称法)。
[板书]⑴烷烃同分异构体的书写
[举例]写出C5H12的同分异构体
[板书]第一步:
所有碳,一直链。
CH3—CH2—CH2—CH2—CH3(先写碳络结构,后用H原子饱和)
[板书]第二步:
原直链,缩一碳。
缩下的碳,作支链。
(从链端依次编号)
[问]缩去的一个碳可作为一个—CH3,能否连接到1号或4号碳原子上?
[展示]用球棍模型旋转,让学生观察。
(注意空间结构的变换和支链连接位置的等效性)
书写同分异构体时,碳链顶端的碳原子上不要连接任何烃基,否则,将出现相同的同分异构体。
可写成
[问]支链能否连接到第3号碳原子上?
[演示]用球棍模型旋转,让学生观察。
(第2与第3号碳原于是完全对称的、等效的碳原子)
[板书]第三步:
原直链,再缩一碳;缩下的碳,都作支链。
[讲]缩去的两个碳原子可作为两个甲基或一个乙基。
[问]①两个甲基怎么连接?
(只能同时连在第2个碳原予上)
(注意:
第2号碳已饱和,即使有碳原子也不能再连接在这同一个碳原子上了;除第2号碳原子,四个碳原于是完全等效的)
②作为乙基,它不能连在顶端的碳原子上,能否连接到第2个碳原子上?
(不能。
书写同分异构体时,直链上各号碳原子不要连接原子数等于或大于其号数的烃基,否则,将出现相同的同分异构体。
)
[演示]用球棍模型旋转,让学生观察。
[问]③剩三个碳原子的直链能否再缩去一个碳?
(不能。
所以碳原子数少于3个的烷烃是没有同分异构体的)
[小结]①要按照程序依次书写,以防遗漏。
②每一步中要注意等效碳原子,以防重复。
[随堂练习]写出己烷各种同分异构体的结构简式。
[讲评]写出一些与上列结构相同,但书写形式不同的烷烃分子的碳架结构,让学生比较分析,为系统命名打好基础。
[问]有没有缩去三个碳原子以后的同分异构体?
(只有五种)
[讲]以上这种由于碳链骨架不同,产生的异构现象称为碳链异构。
烷烃中的同分异构体均为碳链异构。
[板书]碳链异构
[进]对于碳链异构的书写一般采用的方法是“减碳对称法”。
包括两注意(选择最长的碳链作主链,找出中心对称线),三原则(对称性原则、有序性原则、互补性原则)、四顺序(主链由长到短、支链由整到散、位置由心到边、排列由同到邻再间)
[问]烃的同分异构体是否只有碳链异构一种类型呢?
[讲]我们学习了烯烃的同分异构体的书写就知道了。
[板书]2、烯烃同分异构体书写步骤
(1)先写出相应烷烃的同分异构体的结构简式:
(2)从相应烷烃的结构简式出发,变动不饱和键的位置。
[练习]写出分子式为C5H10的烯烃的同分异构体的结构简式。
[学生练习]1、写出C5H11Cl的同分异构体
2、写出分子式为C5H10O的醛的同分异构体
[小结]等效氢原则
①同一碳原子上的氢等效
②同一个碳上连接的相同基团上的氢等效
③互为镜面对称位置上的氢等效。
[小结并板书]烯烃同分异构体包括官能团位置异构和碳链异构,还可能出现类别异构。
[讲]上面已经学了碳链异构和位置异构,刚才所学的烯烃由于双键在碳链中位置不同产生的同分异构现象叫位置异构。
还有一种同分异构类型是官能团异构。
如乙醇和甲醚:
CH3—CH2—OH(乙醇,官能团是羟基—OH),CH3—O—CH3(甲醚,官能团是醚键),像这种有机物分子式相同,但具有不同官能团的同分异构体叫官能团异构。
[板书]官能团异构
[练习]写出分子式为C5H10的烃的同分异构体。
(包括5种环烷烃、5种烯烃)
[小结]
[练习]写出C4H10O的所有同分异构体的结构简式。
三、课堂总结,布置作业
书写有机物同分异构体的步骤是:
首先考虑官能团异构、其次考虑碳链异构,最后考虑位置异构,同时遵循对称性、互补性、有序性原则,即可以无重复、无遗漏地写出所有的同分异构体。
四、课后练习
1、写出C7H8O的含有苯环的同分异构体的结构简式。
2、已知丙烷的二氯代物有四种异构体,则其六氯代物的异构体数目为:
A.两种B.三种C.四种D.五种
解析:
采用换元法,将氯原子代替氢原子,氢原子代替氯原子,从二氯代物有四种同分异构体,就可得到六氯代物也有四种同分异构体。
答案:
C
点评:
设烃的分子式为CxHy,如果它的m氯代物与n氯代物的同分异构体数目相等,则m+n=y,反之,如果m+n=y,也可知道其同分异构体数目相等。
Ⅶ板书设计:
第二节有机化合物的结构特点
一、有机化合物中碳原子的成键特点
1、键长、键角、键能2、有机物结构的表示方法
二、有机化合物的同分异构现象
1、烷烃同分异构体的书写(碳链异构)
第一步:
所有碳,一直链。
第二步:
原直链,缩一碳。
缩下的碳,作支链。
第三步:
原直链,再缩一碳;缩下的碳,都作支链。
2、烯烃同分异构体书写步骤
(1)先写出相应烷烃的同分异构体的结构简式:
(2)从相应烷烃的结构简式出发,变动不饱和键的位置。
烯烃同分异构体包括官能团位置异构和碳链异构,还有类别异构(官能团异构)。
第三节有机化合物的命名
Ⅰ三维目标:
一、知识与技能
1、理解烃基和常见的烷基的意义,掌握烷烃的习惯命名法以及系统命名法。
2、能根据结构式写出名称并能根据命名写出结构式
二、过程与方法
3、引导学生自主学习,培养学生分析、归纳、比较能力
4、通过观察有机物分子模型、有机物结构式,掌握烷烃、烯烃、炔烃、苯及苯的同系物同分异构体的书写及命名。
三、情感、态度与价值观
5、体会物质与名字之间的关系
6、通过练习书写丙烷CH3CH2CH3分子失去一个氢原子后形成的两种不同烃基的结构简式。
体会有机物分子中碳原子数目越多,结构会越复杂,同分异构体数目也越多。
体会习惯命名法在应用中的局限性,激发学习系统命名法的热情。
Ⅱ教学重点:
烷烃的系统命名法
Ⅲ教学难点:
命名与结构式间的关系
Ⅳ教学方法:
思考交流、合作探究、讲练结合
Ⅴ教学过程:
一、引入新课
[复习]什么是烃基?
(烃分子失去一个氢原子所剩余的原子团叫做烃基,烷烃失去一个氢原子剩余的原子团叫烷基,以字母R表示。
如“—CH3”叫甲基,“—CH2CH3”叫乙基。
)
[讲述]在高一时我们就学习了烷烃的一种命名方法—习惯命名法,但这种方法有很大的局限性,由于有机化合物结构复杂,种类繁多,又普遍存在着同分异构现象。
为了使每一种有机化合物对应一个名称,进行系统的命名是必要、有效的科学方法。
烷烃的命名是有机化合物命名的基础,其他有机物的命名原则是在烷烃命名原则的基础上延伸出来的。
(板书课题)
二、讲授新课
(一)烷烃的系统命名法
(1)定主链,最长称“某烷”。
[讲]选定分子里最长的碳链为主链,并按主链上碳原子的数目称为“某烷”。
碳原子数在1~10的用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示,碳原子数在11个以上的则用中文数字表示。
[投影]
[练习]确定下列分子主链上的碳原子数
[板书]
(2)编号,最简最近定支链所在的位置。
[讲]把主链里离支链最近的一端作为起点,用1、2、3等数字给主链的各碳原子依次编号定位,以确定支链所在的位置。
[投影]
[讲]在这里大家需要注意的是,从碳链任何一端开始,第一个支链的位置都相同时,则从较简单的一端开始编号,即最简单原则;有多种支链时,应使支链位置号数之和的数目最小,即最小原则。
[投影]
[板书]最小原则:
当支链离两端的距离相同时,以取代基所在位置的数值之和最小为正确。
[投影]
[板书]最简原则:
当有两条相同碳原子的主链时,选支链最简单的一条为主链。
[投影]
[板书](3)把支链作为取代基,从简到繁,相同合并。
[讲]把取代基的名称写在烷烃名称的前面,在取代基的前面用阿拉伯数字注明它在烷烃主链上的位置,并在号数后连一短线,中间用“—”隔开。
(烃基:
烃失去一个氢原子后剩余的原子团。
)
[投影]
[板书](4)当有相同的取代基,则相加,然后用大写的二、三、四等数字表示写在取代基前面。
[讲]但表示相同取代基位置的阿拉伯数字要用“,”隔开;如果几个取代基不同,就把简单的写在前面,复杂的写在后面。
[投影]
[学生练习]给下列烷烃命名:
[小结]1、命名步骤:
⑴找主链——最长的主链;
⑵编号——靠近支链(小、多)的一端;
⑶写名称——先简后繁,相同基请合并.
2、名称组成:
取代基位置——取代基名称——母体名称
3、数字意义:
阿拉伯数字——取代基位置,汉字数字——相同取代基的个数
[强调]烷烃的系统命名遵守的原则:
最长、最近、最小、最简原则。
[过渡]前面已经讲过,烷烃的命名是有机化合物命名的基础,其他有机物的命名原则是在烷烃命名原则的基础上延伸出来的。
下面,我们来学习烯烃和炔烃的命名。
[板书]
(二)烯烃和炔烃的命名
[讲]有了烷烃的命名作为基础,烯烃和炔烃的命名就相对比较简单了。
步骤如下:
[板书]1、将含有双键或三键的最长碳链作为主链,称为“某烯”或“某炔”。
[投影]
[板书]2、从距离双键或三键最近的一端给主链上的碳原子依次编号定位。
[投影]
[板书]3、把支链作为取代基,从简到繁,相同合并;用阿拉伯数字标明双键或三键的位置(只需标明双键或三键碳原子编号较小的数字)。
用“二”“三”等表示双键或三键的个数。
[投影]
[学生练习]给下列有机物命名:
[讲]在这里我们还需注意的是支链的定位要服从于双键或叁键的定位。
[投影]
[学生练习]给下列有机物命名:
[讲]有了烷烃的命名作为基础,掌握烯烃和炔烃的命名方法就变得容易了,接下来我们学习苯的同系物的命名。
[板书](三)苯的同系物的命名
[讲]苯的同系物的命名是以苯作母体,苯环上的烃基为侧链进行命名。
先读侧链,后读苯环。
例如苯分子中的氢原子被甲基取代后生成甲苯,被乙基取代后生成乙苯,表示如下:
[投影]
甲苯乙苯
[讲]如果两个氢原子被两个甲基取代后,则生成的是二甲苯。
由于取代基位置不同,二甲苯有三种同分异构体。
它们之间的差别在于两个甲基在苯环上的相对位置不同,可分别用“邻”“间”和“对”来表示:
[投影]
邻二甲苯间二甲苯对二甲苯
[讲]若将苯环上的6个碳原子编号,可以某个甲基所在的碳原子的位置为1号,选取最小位次号给另一个甲基编号,则邻二甲苯也可叫做1,2—二甲苯;间二甲苯叫做1,3—二甲苯;对二甲苯叫做1,4—二甲苯。
[讲]若苯环上有二个或二个以上的取代基时,则将苯环进行编号,编号时从小的取代基开始,并沿使取代基位次和较小的方向进行。
[投影]
[讲]当苯环上连有不饱和基团或虽为饱和基团但体积较大时,可将苯作为取代基。
[投影]
三、课堂总结,布置作业
我们在这节课所学的重点内容是烯烃、炔烃和苯的同系物的命名方法,课后大家要通过做一些练习题来强化本节课所学的方法。
四、课后练习
(一)用系统命名法命名下列有机物
(二)写出下列各化合物的结构简式:
1、2,2,3—三甲基丁烷2、2—甲基—4—乙基庚烷
Ⅵ板书设计:
第三节有机化合物的命名
一、烷烃的命名
1、习惯命名法
2、系统命名法
⑴定主链,最长称“某烷”。
⑵编号,最简最近定支链所在的位置。
最小原则:
当支链离两端的距离相同时,以取代基所在位置的数值之和最小为正确。
最简原则:
当有两条相同碳原子的主链时,选支链最简单的一条为主链。
⑶把支链作为取代基,从简到繁,相同合并。
⑷当有相同的取代基,则相加,然后用大写的二、三、四等数字表示写在取代基前面。
二、烯烃和炔烃的命名
1、将含有双键或三键的最长碳链作为主链,称为“某烯”或“某炔”。
2、从距离双键或三键最近的一端给主链上的碳原子依次编号定位。
三、苯的同系物的命名
3、把支链作为取代基,从简到繁,相同合并;用阿拉伯数字标明双键或三键的位置(只需标明双键或三键碳原子编号较小的数字)。
用“二”“三”等表示双键或三键的个数。
第四节研究有机化合物的一般步骤和方法⑴
Ⅰ三维目标:
一、知识与技能
1、了解怎样研究有机化合物应采取的步骤和方法。
2、掌握有机化合物分离提纯的常用方法。
3、掌握蒸馏、重结晶和萃取实验的基本技能。
二、过程与方法
4、通过有机化合物研究方法的学习,了解分离提纯的常见方法。
三、情感、态度与价值观
5、通过化学实验激发学生学习化学的兴趣,体验科学研究的艰辛和喜悦,感受化学
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