新课程新教材背景下“结构决定性质”学科核心观念引领的有机化学教学讲座

新课程新教材背景下“结构决定性质”学科核心观念引领的有机化学教学“文科综合”、“理科综合”转变为20种或12种科目组合，促进学生知识结构文理交融。推进新高考、新课程、新教材整体联动……教学模式由“齐步走”向“个性化”。改革考试内容和形式，实现从“考知识”向“考能力素养”转变……二是突出关键能力和核心素养考查。（二）普通高中育人方式改革有待进一步深化。新高考、新课程、新教材对教师能力提出更高要求，一些薄弱学校教师仍习惯于传统教学方式，需要从知识传授向能力素养培育转变。二、面临的形势和挑战一、改革进展及成效来源：教育部教育考试院

公众号2023-11-04/s/lT-otGgk1RYE-UxNiJBlXg融合教学测量评价方式分析4教材内容分析和教学实施建议3键的极性和电子效应2新旧课程体系中有机化学对比1目录CONTENT结构化学融入有机化学教学的建议53新旧课程体系中有机化学对比1目录CONTENT1.1旧教材旧高考有机化学回顾和分析结构化学和有机化学融合教学的必要性1.3结构化学和有机化学融合教学面临的挑战1.241.1旧教材旧高考有机化学回顾和分析51.1旧教材旧高考有机化学回顾和分析6基本概念和基本理论34%阿氏常数、离子方程式、物质结构、元素周期律、氧还反应、化学反应速率、化学平衡、离子共存、原电池、电解、弱电解质元素化合物16.7%氮族、碳族、镁铝、铁、综合有机化合物18%烃、烃的衍生物、蛋白质、有机理论、有机综合实验14%仪器原理、基础操作、实验装置图、综合实验、设计实验化学计算17.3%质量分数、物质的量、pH、晶体结构、非整比化合物1999年高考化学试题双向细目表结构化学比重较少内容简单1999年全国普通高考试题分析[J].课程·教材·教法，2000，3：13-26.赵庆生，时利民.1999年全国高考化学试题试卷分析[J].中学化学教学参考，1999，11：49-52.7必修课程选修课程化学与生活化学与技术物质结构与性质化学反应原理有机化学基础实验化学旧课程体系：2003年版课程标准（实验）1.1旧教材旧高考有机化学回顾和分析81.1旧教材旧高考有机化学回顾和分析第一章

第2节

有机化合物的结构特点回忆&讨论：这部分内容存在的意义及处理方式9理综时代化学试题

7道选择题+3道必考题+2道选考题2019年全国理综Ⅰ36.[化学——选修5：有机化学基础]化合物G是一种药物合成中间体，其合成路线如下：（无其他补充信息）1.1旧教材旧高考有机化学回顾和分析推断、拼接不用分析原理10理综时代化学试题

7道选择题+3道必考题+2道选考题2019年全国理综Ⅰ36.[化学——选修5：有机化学基础]设计由甲苯和乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)制备的合成路线(无机试剂任选)。参考答案：1.1旧教材旧高考有机化学回顾和分析知其然而不知其所以然11理综时代化学试题

7道选择题+3道必考题+2道选考题2019年全国理综Ⅱ36.[化学——选修5：有机化学基础]环氧树脂因其具有良好的机械性能、绝缘性能以及与各种材料的粘结性能，已广泛应用于涂料和胶黏剂等领域。下面是制备一种新型环氧树脂G的合成路线：1.1旧教材旧高考有机化学回顾和分析理综时代化学试题分析2019年全国理综新课标Ⅱ已知以下信息：1.1旧教材旧高考有机化学回顾和分析12酸催化下的酚醛树脂13理综时代化学试题评述在《2013年普通高等学校招生全国统一考试大纲》中，将这种新的信息给予试题考查的能力归结为“自学能力”，具体要求为：①能将化学信息，按题设情境抽象归纳，逻辑地统摄成规律，并能运用此规律进行推理的创造能力；②敏捷地接受试题所给出的新信息的能力；③将试题所给的新信息与课内已学过的有关知识结合起来，解决问题的能力；④在分析评价的基础上，应用信息的能力。本质上是对学生深层次的学科思维能力的考查。——单旭峰.中学化学教学参考，2017，6：58-611.1旧教材旧高考有机化学回顾和分析14

长期以来，结构化学知识的缺位导致高中有机化学教学无法将有机物结构特征和反应性质有效联系在一起……在高考中考试只要通过模仿和类比即可完成可能涉及到羟醛缩合反应、臭氧化-还原反应、狄尔斯阿德尔反应等反应在内的信息题，而无需分析反应内在机理。

没有结构化学知识渗入的有机化学教学如无源之水、无本之木，没有充分发挥有机化学在培养宏观辨识与微观探析和证据推理与模型认知核心素养方面的教学价值，不利于深化结构决定性质的化学学科核心观念。1.2结构化学和有机化学融合教学的必要性单旭峰，高考中有机化学考查方式的变迁与展望[J].中学化学教学参考，2017，6：58-61.王超文，彭蜀晋.浅析建国以来的化学高考改革史[J].化学教育，2011，1：37-41，54.15理综时代化学试题评述在从今后课程标准的修改情况来看，有机化学基础模块将与其他模块或内容综合，例如，有机化学基础模块与物质结构与性质的深度融合，从分子结构与性质的角度分析某一系列有机物的结构特点，并从结构的角度分析其物理化学性质，这样有利于全面认识某一类有机化学物质的性质。例如，分析烯烃碳碳双键和烷烃碳碳单键结构的差异，可以得出烷烃和烯烃性质的异同。分析醚和醇的结构差异可以得出其物理性质差异的主要原因。——单旭峰.中学化学教学参考，2015，5：57-611.2结构化学和有机化学融合教学的必要性结构决定性质16必修课程选择性必修课程选修课程模块1：化学反应原理模块2：物质结构与性质模块3：有机化学基础新课程体系：2017年版课程标准1.2结构化学和有机化学融合教学的必要性1.2结构化学和有机化学融合教学的必要性17P3P5P45P71新课标中的“结构决定性质”基本观念→核心观念→统摄性观念18新课标“物质结构与性质”模块新课标“有机化学基础”模块1.2结构化学和有机化学融合教学的必要性知识传授能力素养培育结构决定性质191.2结构化学和有机化学融合教学的必要性结构

决定

性质宏观辨识微观探析证据推理与模型认知20

与新教材相配套的教师用书指出：

在中学阶段，研究有机分子的结构主要关注碳骨架和官能团，研究有机反应的规律需要关注化学键的断裂和形成。在有机化学的教学中遵循“结构决定性质”的化学学科基本观念，在必修阶段学生已经认识到碳原子的成键方式的基础上，将选择性必修阶段分析分子结构的重点落在共价键的类型和极性上，使学生认识有机物分子中的电子效应及其对性质和反应规律的影响。1.2结构化学和有机化学融合教学的必要性人民教育出版社课程教材研究所化学课程教材研究开发中心.普通高中教科书教师教学用书化学（选择性必修3有机化学基础）[M].北京：人民教育出版社，2020：1.211.2结构化学和有机化学融合教学的必要性1.3结构化学和有机化学融合教学面临的挑战22理综中选做试题年份201X年201Y年201Z年结构（35）460003000036000有机（36）180000194000182000不同地区、不同学校选修课程开设情况不同：学科理解

由于新课程新教材改革前很多地区和学校不够重视结构化学选修模块的教学，一线教师对结构化学知识的理解不够深入，如何打下坚实的结构化学知识基础是一大挑战。学科融合

如何将结构化学知识有效融入传统的有机化学教学，利用结构化学知识认识有机分子性质和有机反应规律是另一大挑战。1.3结构化学和有机化学融合教学面临的挑战23重庆南开中学

卓峻峭融合教学测量评价方式分析4教材内容分析和教学实施建议3键的极性和电子效应2结构化学和有机化学融合教学背景1目录CONTENT结构化学融入有机化学教学的建议524键的极性和电子效应2目录CONTENT2.1.1键的极性2.1.2键的极性对断键过程的影响键的极性及其对分子性质的影响2.2电子效应及其对分子性质的影响2.12.3电子效应的多样性和复杂性2.2.1诱导效应的产生和特点2.2.2诱导效应对分子性质的影响252.1

键的极性26共价键电负性差值共价键电负性差值C－H0.4C－N0.5N－H0.9C－O1.0O－H1.4C－F1.5F－H1.9C－Cl0.5H－H O－OH－C H－O非极性共价键极性共价键2.1.1键的极性的内涵定量描述定性描述强极性共价键与弱极性共价键2.1

键的极性27（1）非极性共价键和弱极性共价键的断裂以均裂为主，形成两个有未成对电子的自由基；（2）强极性共价键的断裂以异裂为主，形成阳离子和阴离子，其中电负性较小的原子形成阳离子，电负性较大的原子形成阴离子。2.1.2键的极性对断键过程的影响重庆南开中学

卓峻峭2.2

电子效应28

电子效应是指由于取代基倾向于供电子或是吸电子（与氢原子相比），使分子中一些共价键的电子云分布发生改变，导致一些原子的电性发生变化。常见的电子效应主要包括诱导效应、共轭效应、超共轭效应和场效应等，高中化学主要涉及诱导效应。2.2.1电子效应的内涵

从本质上讲，电子效应是一种重视事物各构成要素间的联系、作用和变化的思维方式，而这些联系、作用和变化是普遍存在的，在化学分子中以电子效应的方式呈现。陈益，孙夕礼.从电子效应谈把握《有机化学基础》的学科内涵[J].化学教学,2016,38(5):3-7.2.2

电子效应292.2.2诱导效应的特点诱导效应能够沿着共价键链传递，可使非极性键（图中C1－C2键和C2－C3键）变成极性键，将此过程称为极化；键合原子的电负性差值越大，键的极性越强，产生的诱导效应越明显；诱导效应沿着分子链传递时会迅速衰减，超过3个原子时诱导效应的影响很小，可以忽略。高中阶段不要求共轭效应原理2.2

电子效应302.2.2诱导效应的特点【问题讨论】乙醇中的C－C键是非极性键吗？人教版选择性必修二，P52逻辑和语言的精妙！融合教学测量评价方式分析4教材内容分析和教学实施建议3键的极性和电子效应2结构化学和有机化学融合教学背景1目录CONTENT结构化学融入有机化学教学的建议531教材内容分析和教学实施建议33.1共价键的类型与有机反应的关系3.2.1共价键极性的定义3.2.2

极性键对卤代烃性质的影响3.2.3极性键对醇性质的影响3.2.4极性键对醛性质的影响3.2.5极性键对羧酸性质的影响3.2.6电性匹配规则共价键的极性对共价键性质的影响3.3电子效应之诱导效应3.23.4.1苯的同系物3.4.2苯酚3.4电子效应的双向性3.3.1结构旧教材对无机羟基酸酸性的分析3.3.2结构新教材对有机羧酸酸性的分析3.3.3醇中羟基的性质3.3.4羰基α-H的活性3.5电子效应的应用价值目录CONTENT323.6总结3.1共价键的类型与有机反应的关系33教材分析旧教材：无。新教材：“π键的轨道重叠程度比σ键的小，所以不如σ键牢固，比较容易断裂而发生化学反应”，“甲烷分子中含有C－Hσ键，能发生取代反应；乙烯和乙炔分子的双键和三键中含有π键，它们都能发生加成反应”。楷体字为教材原文（后同）没有结构化学知识基础！3.1共价键的类型与有机反应的关系34教材分析【教学目标】初步认识共价键类型与反应类型之间的基本关系，建立“结构决定性质”的化学学科基本观念。【知识要求】①π键不如σ键牢固，容易断裂，烯烃和炔烃比烷烃活泼。②有机分子中单键是σ键，双键是σ键+π键，三键是1个σ键+2个π键。③共价键的类型决定有机反应的类型：烷烃中σ键发生取代反应，烯烃和炔烃中π键发生加成反应。3.1共价键的类型与有机反应的关系35教学活动拓展【课堂讨论一】丙烯与氯气在光照条件下能反应吗？分析：烷烃能与氯气在光照条件下发生取代反应，本质是sp3杂化的C原子形成的C－H键与氯气反应。虽然丙烯是烯烃，但是其甲基中有C(sp3)－H键，与氯气反应可以生成CH2=CHCH2Cl、CH2=CHCHCl2、CH2=CHCCl3。C(sp3)－H键、C(sp2)－H键、C(sp)－H键有何差别？3.1共价键的类型与有机反应的关系36教学活动拓展【课堂讨论二】什么是烷烃？烷烃分子式必须符合CnH2n+2吗？分析：烷烃结构的核心特征是sp3杂化的C原子（饱和）及H原子形成的烃（官能团）。环己烷（C6H12）、金刚烷（C10H16）都属于烷烃。烷烃结构本质再认识3.1共价键的类型与有机反应的关系37教学活动拓展【课堂讨论三】环丙烷可与H2发生如下反应：分析反应类型。分析：加成反应是断双键中的π键后形成σ键。上述反应是断σ键后形成新的σ键，属于取代反应。建议：少一些对概念的纠缠，比如“Al与NaOH溶液的反应是置换反应吗？”3.1共价键的类型与有机反应的关系38教学活动拓展【课堂讨论四】从结构化学视角认识反应类型反应类型共价键的变化碳原子杂化类型的变化断键类型成键类型反应前反应后取代反应σσ保持不变加成反应πσsp2sp3spsp2、sp3消去反应σπsp3sp2、spsp2sp3.2共价键的极性对共价键性质的影响3.2.1共价键极性的定义教材分析旧教材：无。新教材：“由于不同的成键原子间电负性的差异，共用电子对会发生偏移。偏移的程度越大，共价键极性越强，在反应中越容易发生断裂。因此有机化合物的官能团及其邻近的化学键往往是发生化学反应的活性部位”。393.2共价键的极性对共价键性质的影响3.2.1共价键极性的定义教学分析【教学目标】①认识键的极性对物质性质的影响，深化“结构决定性质”基本观念。②认识基团之间的相互影响可使键的极性发生变化，初步感受电子效应。【知识要求】共价键中键合原子电负性差值越大，共用电子对的偏移程度越大，共价键极性越强，越容易发生断裂，是反应的活性部位。403.2共价键的极性对共价键性质的影响3.2.1共价键极性的定义41教学活动拓展【课堂讨论一】聚苯乙烯是一种无色透明的热塑性塑料，具有广泛的应用。然而聚苯乙烯降解慢，造成白色污染。科学家设计了可化学降解的多嵌段聚苯乙烯。请分析说明多嵌段聚苯乙烯可降解的原因。分析：多嵌段聚苯乙烯中有酯基等结构，容易断裂，从而使高聚物降解。3.2共价键的极性对共价键性质的影响3.2.1共价键极性的定义42教学活动拓展【课堂讨论二】青蒿素是治疗疟疾耐药性效果最好的药物之一，对热不稳定，易受湿、热和还原性物质的影响而分解。分析结构进行说明性质。分析：过氧键不稳定易断裂，氧化性强容易被还原。3.2共价键的极性对共价键性质的影响3.2.1共价键极性的定义43教学活动拓展【课堂讨论三】影响共价键稳定性的因素有哪些？均裂vs.异裂思考：稳定的键和不稳定的键3.2共价键的极性对共价键性质的影响3.2.1共价键极性的定义44教学活动拓展【课堂讨论四】（合成高分子的基本方法）在苯乙烯的聚合反应中，利用C6H5CH2X做引发剂，生成自由基C6H5CH2·，实现苯乙烯的可控聚合。比较C6H5CH2Cl、C6H5CH2Br和C6H5CH2I生成自由基反应的活性强弱。【分析】Cl、Br、I分别用3p、4p、5p轨道与C原子sp3杂化轨道成键，原子轨道半径依次增大，成键时轨道重叠程度和键能依次减小，活性强弱顺序为：C6H5CH2I＞C6H5CH2Br＞C6H5CH2Cl3.2共价键的极性对共价键性质的影响3.2.2极性键对卤代烃性质的影响教材版本卤代烃相关内容分析旧教材在卤代烃分子中，卤素原子是官能团。由于卤素原子吸引电子的能力较强，使共用电子对偏移，C－X键具有较强的极性，因此卤代烃的反应活性增强。新教材P55在卤代烃分子中，由于卤素原子的电负性比碳原子的大，使C－X的电子向卤素原子偏移，进而使碳原子带部分正电荷(δ+)，卤素原子带部分负电荷(δ-)，这样就形成一个极性较强的共价键：Cδ+－Xδ-。因此，卤代烃在化学反应中，C－X较易断裂，使卤素原子被其他原子或原子团所取代，生成负离子而离去。教材分析45思考：官能团应该是原子（团）还是化学键？3.2共价键的极性对共价键性质的影响3.2.2极性键对卤代烃性质的影响教学分析【教学目标】能用键的极性分析分子中各原子的电性，掌握键的极性解释卤代烃取代反应原理的方法，建立电性匹配原则的概念。【知识要求】①卤代烃的活性位点（官能团）是极性较强的C－X键，其中碳原子呈正电性，X原子呈负电性。②基于共价键极性理解卤代烃水解反应机理：C－X键断键后呈负电性的卤素原子以X－的形式离去，HO－与呈正电性的C原子相连形成醇。463.2共价键的极性对共价键性质的影响3.2.2极性键对卤代烃性质的影响教学活动拓展【课堂活动一】预测C2H5Br与CH3CH2ONa反应的产物。【课堂活动二】预测C2H5Br与CH3NH2反应的产物。47δ-δ+δ-δ+：亲核试剂&亲核位点离去基团3.2共价键的极性对共价键性质的影响3.2.2极性键对卤代烃性质的影响

48C(sp3)－Cl键、C(sp2)－Cl键、C(sp)－Cl键有何差别？3.2共价键的极性对共价键性质的影响3.2.3极性键对醇性质的影响教材分析

P0749重庆南开中学

卓峻峭3.2共价键的极性对共价键性质的影响3.2.3极性键对醇性质的影响教材版本醇相关内容分析旧教材醇的化学性质主要由羟基官能团所决定，碳氧键和氧氢键容易断裂。这是由于在醇分子中，氧原子吸引电子的能力比氢原子和碳原子强，O－H键和C－O键的电子对都向氧原子偏移，因而醇在起反应时，O－H键容易断裂，氢原子可被取代，如乙醇和钠反应；同样，C－O键也易断裂，羟基被脱去或取代，如乙醇的消去反应和取代反应。新教材P61醇的化学性质主要由羟基官能团所决定。在醇分子中，由于氧原子吸引电子的能力比氢原子和碳原子的强，使O－H和C－O的电子都向氧原子偏移。因此，醇在发生反应时，O－H容易断裂，使羟基中的氢原子被取代；同样，C－O也易断裂，使羟基被取代或脱去，从而发生取代反应或消去反应。教材分析503.2共价键的极性对共价键性质的影响3.2.3极性键对醇性质的影响教学分析【教学目标】①体验“分析结构+预测性质+案例说明”的有机化学学习方式。②加深对电性匹配原则的认识。【知识要求】①醇中极性较强的C－O键和O－H键都容易断裂。②能够分析极性键中电性情况，理解C2H5OH与HBr反应中C2H5－与－Br结合、HO－与－H结合的规律。51重庆南开中学

卓峻峭3.2共价键的极性对共价键性质的影响3.2.3极性键对醇性质的影响教学活动拓展【课堂活动】预测2个C2H5OH发生分子间取代反应的产物。52δ-δ-δ+δ+δ+δ+δ-δ-3.2共价键的极性对共价键性质的影响3.2.4极性键对醛性质的影响

教材分析旧教材：无。新教材P69：有醛基的碳氧双键中，由于氧原子的电负性较大，碳氧双键中的电子偏向氧原子，使氧原子带部分负电荷、碳原子带部分正电荷，从而使醛基具有较强的极性。教材提示栏：当极性分子与醛基发生加成反应时，带正电荷的原子或原子团连接在氧原子上，带负电荷的原子或原子团连接在碳原子上。53δ-δ+δ-δ+3.2共价键的极性对共价键性质的影响3.2.4极性键对醛性质的影响教学分析【教学目标】理解和掌握利用电性匹配原则分析极性双键加成反应的方法。【知识要求】①能够分析醛基中C=O键的极性和其它小分子的极性。②根据电性匹配原则预测极性双键与极性小分子加成反应的产物。543.2共价键的极性对共价键性质的影响3.2.4极性键对醛性质的影响

教学活动拓展【课堂活动一】装修材料中释放的甲醛对人体有害，是因为甲醛能与蛋白质分子中氨基反应使蛋白质变性。预测CH3NH2与HCHO发生加成反应的产物。分析：CH3NH2中(δ－)N－H(δ+)键是强极性键易断裂，与甲醛中羰基加成时根据电性匹配原则N与C相连，O与H相连，加成产物为55δ-δ+3.2共价键的极性对共价键性质的影响3.2.4极性键对醛性质的影响

教学活动拓展【课堂活动二】在有机合成中，为了避免醛基被氧化，通常使用乙二醇与醛基反应，形成含有五元环结构的缩醛。写出R－CHO与乙二醇形成的缩醛结构。分析：HOCH2CH2OH中(δ－)O－H(δ+)键是强极性键易断裂，与甲醛中羰基加成时根据电性匹配原则羟基O与C相连，醛基O与H相连：56重庆南开中学

卓峻峭δ-δ+半缩醛缩醛3.2共价键的极性对共价键性质的影响3.2.4极性键对醛性质的影响

教学活动拓展【课堂活动三】解释新教材P104【资料卡片】“葡萄糖的环状结构”。羟基与醛基反应生成半缩醛573.2共价键的极性对共价键性质的影响3.2.5极性键对羧酸性质的影响教材分析

旧教材：指出－COOH中O－H键和C－O键容易断裂，并未做相关解释。新教材P74：羧酸的化学性质主要取决于羧基官能团。由于受氧原子电负性较大等因素的影响，当羧酸发生化学反应时，羧基结构中下面两个部位的化学键容易断裂583.2共价键的极性对共价键性质的影响3.2.5极性键对羧酸性质的影响教学分析【教学目标】①根据键的极性认识羧基的活性位点和基本反应原理。②掌握“分析结构+预测性质+案例说明”的有机化学学习流程。【知识要求】①根据羧基中极性较强的C－O键和O－H键容易断裂，解释羧酸的酸性。②熟练地运用电性匹配规则预测羧酸与醇、胺的取代反应的产物。593.2共价键的极性对共价键性质的影响3.2.5极性键对羧酸性质的影响教学活动拓展【课堂活动一】羧酸的脱水剂（如P4O10）作用下可以发生分子间脱水反应生成酸酐，预测CH3COOH发生脱水反应的产物。60乙酸酐3.2共价键的极性对共价键性质的影响3.2.6

电性匹配规则

教学活动拓展【课堂活动一】以下含碳化合物的组合中，可以反应构建新的C－C键的组合有哪些？如果把溴乙烷换为环氧乙烷（

），是否可以发生类似反应？61δ-δ+δ-δ+δ-δ+δ-δ+δ-δ+3.2共价键的极性对共价键性质的影响3.2.6

电性匹配规则

教学活动拓展【课堂活动二】一定温度下，酸或碱都能催化乙腈（CH3－CN）水解，分别写出H2SO4和NaOH催化下乙腈的水解产物。62酸性条件CH3COOHNH4+碱性条件CH3COO－NH3孙磊,孙国辉,徐洁,等.指向证据推理与模型认知的“有机反应再认识”教学[J].化学教育（中英文）,2020,41(13):28-36δ-δ+3.3

电子效应3.3.1无机羟基酸酸性结构教材内容结构旧教材对无机羟基酸酸性的分析：化学上有一种见解，认为羟基酸的通式可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，导致R－O－H中O的电子向R偏移，因而在水分子的作用下，也就越容易电离出H+，即酸性越强。酸性：H2SO4＞H2SO3，HNO3＞HNO2，

HClO4＞HClO3＞HClO2＞HClO电子效应具有加和性63重庆南开中学

卓峻峭3.3

电子效应3.3.2有机羧酸酸性

结构新教材内容由表可见，三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的，这是由于氟的电负性大于氯的电负性，F－C的极性大于Cl－C的极性，使F3C－的极性大于Cl3C－的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子。同理，三氯乙酸的酸性大于二氯乙酸的，二氯乙酸的酸性大于氯乙酸的。烃基（符号R－）是推电子基团，烃基越长推电子效应越大，使羧基中的羟基的极性越小，羧酸的酸性越弱。因此，甲酸的酸性大于乙酸的，乙酸的酸性大于丙酸的……随着烃基加长，酸性的差异越来越小。羧酸pKa丙酸(C2H5COOH)4.88乙酸(CH3COOH)4.76甲酸(HCOOH)3.75氯乙酸(CH2ClCOOH)2.86二氯乙酸(CHCl2COOH)1.29三氯乙酸(CCl3COOH)0.65三氟乙酸(CF3COOH)0.2364理解电子效应的基本逻辑3.3

电子效应3.3.2有机羧酸酸性结构教材内容

由表可见，三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的，这是由于氟的电负性大于氯的电负性，F－C的极性大于Cl－C的极性，使F3C－的极性大于Cl3C－的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子。键合原子电负性变化键的极性变化相关联键的极性变化物质性质变化65结构决定性质逻辑思维、分析问题的能力3.3

电子效应3.3.2有机羧酸酸性

教材内容

同理，三氯乙酸的酸性大于二氯乙酸的，二氯乙酸的酸性大于氯乙酸的。

烃基（符号R－）是推电子基团，烃基越长推电子效应越大，使羧基中的羟基的极性越小，羧酸的酸性越弱。因此，甲酸的酸性大于乙酸的，乙酸的酸性大于丙酸的……随着烃基加长，酸性的差异越来越小。电子效应具有加和性电子效应具有衰减性66重庆南开中学

卓峻峭3.3

电子效应3.3.2有机羧酸酸性教学活动拓展【课堂活动二】对以下羧酸按照酸性由强到弱的顺序进行排序。67重庆南开中学

卓峻峭3.3

电子效应3.3.3醇中羟基的性质教材分析

P07683.3

电子效应3.3.3醇中羟基的性质教材分析

P0769

乙醇与钠能发生反应放出氢气，原因在于乙醇分子中的氢氧键极性较强，能够发生断裂。同样条件下，乙醇与钠的反应没有水与钠的反应剧烈，这是由于乙醇分子中氢氧键的极性比水分子中氢氧键的极性弱。基团之间的相互影响使官能团中化学键的极性发生变化，从而影响官能团和物质的性质。电子效应3.3

电子效应3.3.4羰基α-H的活性教材分析P8570醛分子中在醛基邻位碳原子上的氢原子（α-H）受羰基吸电子作用的影响，具有一定的活泼性。分子内含有α-H的醛在一定条件下可以发生加成反应，生成β-羟基醛，该产物易失水，得到α,β-不饱和醛。这类反应被称为羟醛缩合反应，是一种常用的增长碳链的方法。3.3

电子效应3.3.4羰基α-H的活性教材内容解读71①C和H的电负性仅相差0.4，C－H键极性较弱，反应活性不高；②羰基对C－H键的吸电子效应（诱导效应和超共轭效应）使其极性增强而变得活泼；③碱催化下α-C失去α-H而呈现显著的负电性，易与其它正电性C原子成键。

羟醛缩合反应是对羰基α-H活性的应用，充分体现了电子效应对有机分子性质的影响，是有机合成中构建有机分子碳骨架的常用方法，曾多次出现在高考有机合成试题中。3.3

电子效应72（1）酯基、硝基、氰基等吸电子基团的α-H均有活性，可以发生类羟醛缩合反应，如酯缩合反应：（2）羟醛缩合反应中两反应物分子不等价：一个分子提供α-H，另一个分子提供羰基。因此乙醛和丙醛发生羟醛缩合反应有两种可能：基于以上原理，乙醛和丙醛混合后羟醛（双分子）缩合总共可以生成4种α,β-不饱和醛。3.3.4羰基α-H的活性3.3

电子效应73（3）没有α-H的醛（如甲醛、苯甲醛等）之间不能发生羟醛缩合反应，可与其它有α-H的醛发生羟醛缩合反应：（4）一些分子可以发生分子内羟醛缩合反应：3.3.4羰基α-H的活性3.4

电子效应的双向性3.4.1苯的同系物教材版本苯的同系物相关内容分析旧教材首先提出问题“由于苯环和烷基的相互作用，会对苯的同系物的化学性质产生什么影响呢”，然后对比苯和甲苯与高锰酸钾酸性溶液反应的现象，指出甲苯上的甲基可被酸性高锰酸钾氧化，同时展示了甲苯发生硝化反应生成2,4,6-三硝基甲苯的反应方程式，最后在【学与问】板块提出问题：“比较苯和甲苯与高锰酸钾酸性溶液反应的现象，以及硝化反应的条件，你从中能得到什么启示？”新教材由于苯环与烷基的相互作用，苯的同系物的化学性质与苯又有所不同。由于甲基与苯环之间存在相互作用，甲基使苯环上与甲基处于邻/对位的氢原子活化而易被取代，而苯环也使甲基活化，因此甲苯的化学性质又有不同于苯和甲烷之处。教材分析

P47743.4

电子效应的双向性3.4.1苯的同系物

教学分析【教学目标】①加深对电子效应的认识，理解电子效应的双向性。②初步认识苯环上取代基的定位效应，理解定位效应是电子效应的一种体现。③初步建立“活化基团”和“钝化基团”的概念。④物质性质的差异体现在反应条件、产物结构等方面。【知识要求】①苯环与烷基相互作用，使苯的同系物性质不同于苯和烷烃。②甲苯中甲基活化苯环邻对位氢原子而易发生取代反应，相比于苯，甲苯硝化反应有位置选择性，反应更容易可发生多取代。③甲苯中苯环活化(?)甲基，甲基可被酸性KMnO4氧化为羧基。753.4

电子效应的双向性3.4.1苯的同系物教学活动拓展【课堂活动一】为什么甲苯发生一硝基取代反应的温度低于苯？【课堂活动二】苯发生一硝基取代温度为50~60oC，发生二硝基取代温度为100~110oC，为什么苯发生二硝基取代反应更困难？分析：甲基活化苯环，使苯环更容易发生取代反应。分析：硝基钝化苯环，一硝基苯比苯更难发生取代反应。76重庆南开中学

卓峻峭3.4

电子效应的双向性3.4.1苯的同系物

教学活动拓展【课堂活动三】甲苯发生硝化反应的产物中，对硝基甲苯占40%，邻硝基甲苯占58%，间硝基甲苯占2%。如果没有甲基的定位效应，各种产物比例应为多少？说明什么问题？分析：甲苯苯环上有2个邻位氢原子、2个间位氢原子和1个对位氢原子，假如各个位置活性一样，则邻硝基甲苯、间硝基甲苯和对硝基甲苯的比例应该是40%：40%：20%。对比各种产物实际比例，说明苯环上与甲基处于邻/对位的氢原子被甲基活化而易被取代。77重庆南开中学

卓峻峭3.4

电子效应的双向性3.4.1苯的同系物

教学活动拓展【课堂活动四】已知－CH3在硝化反应中是邻对位定位基，有同学设计如下反应合成化合物甲，然而实验主要产物是甲的同分异构体乙，写出乙的结构式并分析原因。分析：苯环上原有基团不仅有电子效应，还有空间位阻效应。78甲乙李建东，李永祥.

间二甲苯的硝化方法[J].天津化工,2011,25(2):10-12

3.4

电子效应的双向性3.4.1苯的同系物

教学活动拓展【课堂活动五】以下分子中最多有几个碳原子处于同一平面？说明：空间位阻效应真实存在，在命题时一定要注意科学性。793.4

电子效应的双向性3.4.1苯的同系物

教学活动拓展【课堂活动六】（吴老师讲座内容分析）803.4

电子效应的双向性3.4.1苯的同系物

教学活动拓展【课堂活动七】（吴老师讲座内容分析）81癸3.4

电子效应的双向性3.4.2苯酚教材版本苯酚相关内容分析旧教材直接指出苯环使羟基显酸性：“由于苯酚中的羟基和苯环直接相连，苯环与羟基之间的相互作用，使酚羟基在性质上与醇羟基有显著差异。苯酚的羟基在水溶液中能够电离出氢离子，显示酸性”，然后通过苯酚与溴水的反应，证明苯酚中苯环上的氢原子很容易被取代，并引导学生从分子内基团间相互作用来解释两个问题：一是苯和苯酚发生溴代反应的条件和产物有很大的不同；二是实验表明，苯酚的酸性比乙醇强。新教材P64在旧教材的基础上，说明“酚羟基中的氢原子比醇羟基中的氢原子更活泼”，明确指出“在苯酚分子中，羟基和苯环间相互影响，使苯环在羟基的邻、对位上的氢原子较易被取代”，同时引导学生进行解释“苯酚的酸性比乙醇的强’和‘苯和苯酚发生溴代反应的条件和产物有很大的不同”。教材分析823.4

电子效应的双向性3.4.2苯酚

教学分析【教学目标】进一步加深对电子效应双向性、苯环上定位效应和钝化/活化基团的认识和理解。【知识要求】①苯环使酚羟基酸性增强，能与NaOH、Na2CO3反应，不与NaHCO3反应。②酚羟基选择性的活化苯环邻对位氢原子使其容易被取代，体现为反应迅速，直接生成三取代产物。③认识苯环上常见取代基的定位效应和活化、钝化效应。833.4

电子效应的双向性3.4.2苯酚

教学活动拓展【课堂活动一】苯环上的－Br是活化基团还是钝化基团？【课堂活动二】－Br是钝化基团，为什么苯酚溴化反应直接生成2,4,6-三溴苯酚？分析：苯与Br2在FeBr3催化下只发生一取代反应而不继续发生多取代反应，证明－Br是钝化基团。分析：尽管－Br是钝化基团，但是－OH强活化基团，因此苯酚容易发生三溴取代直接生成2,4,6-三溴苯酚。843.4

电子效应的双向性3.4.2苯酚教学活动拓展【课堂活动三】甲基和羟基都是活化基团。为什么甲苯不与溴水反应而苯酚能与溴水反应？分析：羟基是强活化基团，甲基的活性能力不如羟基。85科学思维：先按照某一性质分类，类别内再按照性质强弱排序。对苯环的活化能力不同3.4

电子效应的双向性3.4.2苯酚

教学活动拓展【课堂活动四】（“高分子材料”一节P140-141）思考：为什么酸催化和碱催化的产物不同？863.5

电子效应的应用价值

电子效应为设计目标分子结构、优化反应条件和改造物质性质提供了理论指导。87酸碱性反应活性分子性质改变原子种类、数目3.5

电子效应的应用价值88思考：如何用有限的元素设计合成性质多样的物质？电子效应可以起到“微调”作用3.6

总结有机旧教材没有使用电负性的概念，对键的极性和电子效应的分析不够深入和全面，主要用基础的结构化学知识解释部分实验现象，分析简单反应原理，是结构化学知识应用的初级层次。有机新教材从有机化合物的结构出发，预测有机化合物可能发生的化学反应类型，然后选择合适的反应试剂，通过实验来验证所预测的反应能否发生，是结构化学知识应用的高级层次。知识内容结构化学知识的应用方式苯的同系物解释卤代烃解释醇预测酚解释醛预测羧酸预测89重庆南开中学

卓峻峭融合教学测量评价方式分析4教材内容分析和教学实施建议3键的极性和电子效应2结构化学和有机化学融合教学背景1目录CONTENT结构化学融入有机化学教学的建议590融合教学测量评价方式分析4目录CONTENT4.1电子效应分析类反应机理推断类4.3活性位点判断类4.24.4电性匹配原则类914.1

电子效应分析例1.（“醇酚”课后第2题P67）苯酚具有弱酸性的原因是（）A.羟基使苯环活化 B.苯环使羟基中O－H极性变强C.苯酚能与NaOH溶液反应 D.苯酚能与溴水反应例2.（“醇酚”课后第3题P67）有机化合物分子中基团间的相互影响会导致其化学性质改变。下列叙述能说明上述观点的是（）A.苯酚能与NaOH溶液反应，而乙醇不能B.苯和甲苯都能与H2发生加成反应C.苯酚能与NaOH溶液反应D.苯酚能与溴水反应924.1

电子效应分析

例3.（2022年山东高考第16题）（3）吡啶(

)替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似的大键、则吡啶中N原子的价层孤电子对占据_______(填标号)。A．2s轨道 B．2p轨道 C．sp杂化轨道 D．sp2杂化轨道（4）在水中的溶解度，吡啶远大于苯，主要原因是①______，②______。（5）

的碱性随N原子电子云密度的增大而增强，其中碱性最弱的是_______。934.1

电子效应分析

例4.对以下取代苯酚按照酸性由强到弱的顺序进行排列。换个方式提问：能与NaHCO3反应的有？94pKa9.897.228.397.154.090.2510.26思考：邻硝基苯酚中有氢键吗？会影响酸性吗？4.1

电子效应分析例5.画出三氯甲烷和丙酮之间形成的氢键结构。丙酮与乙醇形成的氢键丙酮与三氯甲烷形成的氢键三氯甲烷95思考：为什么是氢键？？？重庆南开中学

卓峻峭思考：化学研究微粒间相互作用的本质是什么？4.1

电子效应分析例6.烯烃催化加氢生成烷烃放出的热称为氢化热。分子中每个双键的平均氢化热越小，分子就越稳定。分析表中三种每个双键的平均氢化热。96化合物结构式分子的氢化热/(kJ·mol－1)平均每个双键的氢化热/(kJ·mol－1)126.8126.8238.9119.5254.4127.2例7.（“醛酮”课后第9题P72）桂皮中含有肉桂醛（

）是一种食用香料，广泛用于牙膏、洗涤剂、糖果和调味品中。工业上可通过苯甲醛与乙醛反应进行制备：上述反应主要经历了加成和消去的过程，请尝试写出相应反应的化学方程式。4.2

反应机理推断类97例8.（模拟课后习题）乙酸乙酯在一定条件下发生如下反应：上述反应主要经历了加成和消去的过程，请尝试写出相应反应的化学方程式。4.2

反应机理推断类98重庆南开中学

卓峻峭4.2

反应机理推断类例9.苯酚与溴水反应会迅速生成2,4,6-三溴苯酚。有科学家设计了如下路线成功制备了4-溴苯酚。针对上述反应的叙述不正确的是（）A.可用C2H5I代替CH3IB.使用NaHCO3的目的是中和HIC.化合物A的结构是D.－OCH3对苯环的活化作用比－OH强994.3

活性位点判断类例10.写出硝基甲烷（

）与过量甲