高中音樂絲竹相和教案
發(fā)表時間:2020-10-09石油和煤。
教案
課題:第三章第二節(jié)來自石油和煤的兩種基本化工原料(1)------乙烯與烯烴授課班級
課時2
教
學
目
的知識
與
技能1、使學生了解乙烯的物理性質(zhì)和主要用途,掌握乙烯的化學性質(zhì)和實驗室制法
2、使學生了解加成反應、聚合反應以及不飽和烴的概念
3、使學生了解烯烴在組成、結(jié)構(gòu)、重要的化學性質(zhì)上的共同點,以及物理性質(zhì)隨分子中的碳原子數(shù)目的增加而變化的規(guī)律性
過程
與
方法1、通過實驗分析、討論,訓練學生透過現(xiàn)象看本質(zhì)的能力;
2、通過比較、分析、歸納,使學生形成科學的思維方法,培養(yǎng)自學、想象能力
情感
態(tài)度
價值觀1、通過乙烯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系,幫助學生樹立辯證唯物主義的基本觀點;
2、通過對乙烯用途的教學,使學生認識到科學在人類社會進步中的作用;
3、通過介紹我國乙烯工業(yè)的發(fā)展,對學生進行愛國主義教育。
重點乙烯的分子結(jié)構(gòu)和化學性質(zhì),乙烯的實驗室制法
難點乙烯的分子結(jié)構(gòu)
知
識
結(jié)
構(gòu)
與
板
書
設
計第二節(jié)來自石油和煤的兩種基本化工原料
---乙烯(ethene)
一、乙烯
1、乙烯的來源及其在石油化工中的地位
來源——石油及石油產(chǎn)品的分解
乙烯的產(chǎn)量衡量一個國家的石油化工水平
2、乙烯的工業(yè)制法:石油化工廠所生產(chǎn)的氣體中分離出來的。
分子中含有碳碳雙鍵的烴類叫做烯烴,乙烯是最簡單的烯烴。
不飽和烴:分子里含有c=c或c≡c,碳原子所結(jié)合的氫原子少于飽和鏈烴里的氫原子數(shù)的烴叫做不飽和烴。
3、乙烯的結(jié)構(gòu)
分子式:
結(jié)構(gòu)簡式:
乙烯是平面型結(jié)構(gòu),鍵角都是,6個原子共平面。
4、乙烯的實驗室制法
實驗原理:
消去反應:從一個分子中脫去一個小分子而生成不飽和化合物的反應。
二、物理性質(zhì):
乙烯是無色氣體,稍有氣味,密度是1.25g/L,比空氣略輕(分子量28),難溶于水。
三、化學性質(zhì)
1、氧化反應
(1)燃燒
現(xiàn)象:明亮火焰并伴有黑煙。
方程式:
(2)使酸性KMnO4溶液褪色,可用于鑒別甲烷和乙烯。
2、加成反應
與溴水反應方程式:
有機物分子中的不飽和鍵(雙鍵或三鍵)兩端的碳原子與其它原子或原子團直接結(jié)合生成別的物質(zhì)的反應叫做加成反應。
與氫氣:
與氫化氫:
與水:
與氯氣:
3、加聚反應
聚合反應:分子量小的化合物分子(單體)互相結(jié)合成分子量大的化合物(高分子化合物)
加聚反應:加成聚合反應
四、烯烴
1、烯烴的通式應為CnH2n(n1)
3、化學性質(zhì)
2、物理性質(zhì)
教學過程
教學步驟、內(nèi)容教學方法、手段、師生活動
[講]在前面的甲烷和烷烴的性質(zhì)學習中我們已經(jīng)知道,在有機化學的學習中,常常是根據(jù)某一物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)可推導出一類結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)的性質(zhì),只要我們抓住了一類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點,那么掌握它們的性質(zhì)也就比較容易了,正所謂“一葉而知天下秋”。
[引言]目前衡量一個國家的工業(yè)化水平的標準有三個方面:(1)鋼鐵工業(yè)(2)汽車工業(yè)(3)乙烯的產(chǎn)量??梢娨蚁┕I(yè)生產(chǎn)的重要地位,因為它是許多藥品、合成材料等產(chǎn)品的母體,從石油中獲得乙烯已成為生產(chǎn)乙烯的重要途徑。從石油或煤中還可獲得苯等其它有機原料。
[板書]第二節(jié)來自石油和煤的兩種基本化工原料
---乙烯(ethene)
[講]我們常說煤是工業(yè)的糧食,石油是工業(yè)的血液,從煤和石油不僅可以得到多種常用燃料,而且可以從中獲取大量的基本化工原料,乙烯就是一種重要的石油化工產(chǎn)品,也是重要的石油化工原料。
[思考與交流]體會它們(乙烯)作為基本化工原料的重要價值。
[板書]一、乙烯
[問]衡量一個國家化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平的標志是什么?
[板書]1、乙烯的來源及其在石油化工中的地位
來源——石油及石油產(chǎn)品的分解
乙烯的產(chǎn)量衡量一個國家的石油化工水平
[講]乙烯是重要的化工原料。中國現(xiàn)有的乙烯生產(chǎn)能力為600.5萬噸/年,即便加上目前正進行擴能改造的產(chǎn)能,也不過1112萬噸,而有數(shù)據(jù)顯示,目前乙烯年增長率達8.5%,估計在2005年乙烯年需求量將達到1500萬噸,國內(nèi)產(chǎn)能僅能滿足市場需求的50%左右。目前還需大量進口。
[科學探究]椐圖3-6進行石蠟油分解實驗:
實驗步驟實驗現(xiàn)象
1、將氣體通入酸性KMnO4溶液中
2、將氣體通入溴的四氯化碳溶液中
3、用排水法收集氣體驗純后,點燃溶液褪色
溶液褪色
火焰明亮,伴有黑煙
結(jié)論一:石蠟油分解產(chǎn)生了能使酸性KMnO4溶液、溴的四氯化碳溶液褪色的氣態(tài)產(chǎn)物,由此可知產(chǎn)物中含有與烷烴性質(zhì)(烷烴不能使酸性KMnO4溶液褪色)不同的烴
結(jié)論二:研究表明,石蠟油分解的產(chǎn)物主要是乙烯和烷烴的混合物
[講]在這里我們要注意的是:石蠟油是碳原子數(shù)大于17的烷烴混合物,碎瓷片的作用是催化劑,并且酒精燈加熱的位置是碎瓷片。
[問]以上氣體是烷烴嗎?為什么?
[講]產(chǎn)物中含有與烷烴性質(zhì)不同的烴。研究表明,石蠟油分解的產(chǎn)物主要是乙烯與烷烴的混合物。
[板書]2、乙烯的工業(yè)制法:石油化工廠所生產(chǎn)的氣體中分離出來的。
分子中含有碳碳雙鍵的烴類叫做烯烴(alkene),
乙烯是最簡單的烯烴。
不飽和烴:分子里含有c=c或c≡c,碳原子所結(jié)合的氫原子少于飽和鏈烴里的氫原子數(shù)的烴叫做不飽和烴。
[展示]乙烯分子的模型,練習寫結(jié)構(gòu)簡式(參見投影):
[板書]3、乙烯的結(jié)構(gòu)
分子式:
結(jié)構(gòu)簡式:
[強調(diào)]乙烯分子里出現(xiàn)了C=C雙鍵,它所結(jié)合的氫原子個數(shù)比乙烷少了兩個,像這樣碳原子所結(jié)合的氫原子數(shù)少于飽和鏈烴里的氫原子數(shù)的烴,就叫做不飽和烴。乙烯中的C=C可以看成有一個鍵相當于乙烷中的碳碳鍵,另一個碳碳鍵相當于乙烷去氫之后形成的。
[課件演示]乙烯的球棍模型和比例模型
[講]大家再觀察一下乙烯的球棍模型,看看四個氫原子和兩個碳原子的位置關(guān)系有何特點?
引導學生觀察
[講]乙烯分子中的兩個碳原子和四個氫原子處于同一平面,屬于平面四邊形結(jié)構(gòu),
[板書]乙烯是平面型結(jié)構(gòu),鍵角都是,6個原子共平面。
[問]下面請對比乙烷和乙烯分子中的鍵參數(shù),能得到什么結(jié)論?
[投影]
乙烯與乙烷的對比表
乙烷乙烯
分子式C2H6C2H4
結(jié)構(gòu)式
結(jié)構(gòu)簡式CH3—CH3CH2=CH2
鍵的類別C—CC=C
鍵長/10-10m1.54615
鍵能kJ/mol348615
鍵角109°28120°
[講]從結(jié)構(gòu)上我們可以判斷出,C=C的鍵能和鍵長并不是C—C鍵的二倍,說明C=C雙鍵中有一個鍵不穩(wěn)定,容易斷裂,有一個鍵較穩(wěn)定。
[過]那么乙烯究竟有哪些重要的性質(zhì)呢,讓我們制一些乙烯氣探究便會明白。要制乙烯氣,我們需先學習乙烯的制法。
[板書]4、乙烯的實驗室制法
[講]實驗室用乙醇與濃硫酸(按體積比1:3)的混合液加熱反應生成乙烯。
[投影]多媒體展示實驗室制法。
實驗步驟:在燒瓶中加入酒精與濃硫酸的混合物;加入幾片碎瓷片;加熱混合液
[板書]實驗原理:
[講]在170℃進,乙醇分子內(nèi)脫水生成一個不飽和鍵,制得乙烯。像這種從一個分子中脫去一個小分子而生成不飽和化合物的反應,叫消去反應。
[板書]消去反應:從一個分子中脫去一個小分子而生成不飽和化合物的反應。
[講]實驗時所采用的裝置是液+液加熱制備氣體型。
[講]加反應物時我們要注意的是:
(1)濃硫酸之所以要過量是為了提高乙醇的利用率,增加了烯產(chǎn)量?;旌蠒r加將濃硫酸緩緩注入乙醇中并不斷攪拌。在這里濃硫酸所起的作用是催化劑和脫水劑。
(2)對溫度的要求:在170℃以下及以上都不能有效脫水,故需要迅速將溫度升至170℃并保持恒溫。若在170℃以上,則乙醇脫水碳化,生成的碳又被濃硫酸氧化成CO2和SO2。若溫度在140℃時,乙醇分子間脫水生成乙醚。
++H2O
分子間脫水屬于取代反應的一種
(3)為了防止其劇烈沸騰,可在燒瓶內(nèi)部加入幾滴碎瓷片。
(4)用溫度計指示反應溫度,并將水銀球插到混合物的液面下。
[問]從剛才的實驗中,你能總結(jié)出乙烯具有的物理性質(zhì)嗎?
[展示樣品]讓學生觀察乙烯的顏色、狀態(tài),并嗅氣味,小結(jié)物理性質(zhì)。
[板書]二、物理性質(zhì):乙烯是無色氣體,稍有氣味,密度是1.25g/L,比空氣略輕(分子量28),難溶于水。
[過]乙烯不同與乙烷的結(jié)構(gòu)決定了乙烯有不同于烷的化學性質(zhì),主要發(fā)生在那個易斷裂的鍵上。
[板書]三、化學性質(zhì)
[投影實驗]將收集乙烯的導氣管換成帶玻璃尖嘴的導氣管,點燃酒精燈,使反應溫度迅速升高170℃,排空氣,先收集一部分乙烯于試管中驗純,之后用火柴點燃純凈的乙烯。
[問]乙烯燃燒有什么樣的實驗現(xiàn)象呢?產(chǎn)物又是什么呢?反應方程式該如何配平?
[板書]1、氧化反應
[注意]有機中所指的氧化反應是得氧失氫的反應,而還原反應是得氫失氧的反應。
[板書](1)燃燒
現(xiàn)象:明亮火焰并伴有黑煙。
方程式:
[問]乙烯燃燒為什么會有黑煙現(xiàn)象呢?
含碳量高,燃燒不充分;火焰明亮是碳微粒受灼熱而發(fā)光
[投影實驗]將乙烯通入到酸性KMnO4溶液中,(溶液酸性是為了增強氧化性)
[板書](2)使酸性KMnO4溶液褪色,可用于鑒別甲烷和乙烯。
[講]但在這里我們要注意的是,若想除去甲烷中的乙烯卻不能這么做,因為乙烯與KMnO4溶液反應后會生成CO2,即除掉了CH4中的乙烯去引入了CO2雜質(zhì)。那么,要想除去CH4中的乙烯可以怎么辦呢?
[知識拓展]乙烯的催化氧化
2CH2=CH2+O22CH3CHO
[過]乙烯使KMnO4溶液褪色是由于發(fā)生了氧化還原反應,把乙烯氧化通入溴的四氯化碳溶液,褪色的原因又是什么呢?
[投影實驗]
實驗實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論
通入溴的四氯化碳溶液,再加入酸化的AgNO3溶液。溴的四氯化碳溶液退色;加入酸化的AgNO3溶液,無沉淀生成。乙烯能與溴反應,但產(chǎn)物中沒有溴化氫.
[板書]2、加成反應(additionreaction)
與溴水反應方程式:
[問]1,2-二溴乙烷中的C—C鍵能否再斷裂發(fā)生加成反應?
不能再加成,說明C=C中只有一個鍵活潑,易斷裂
[講]該反應的實質(zhì)是C=C斷開一個,2個Br分別直接與2個價鍵不飽和的C結(jié)合,那么乙烯與溴水反應的機理又是什么呢
[投影]多媒體動畫:乙烯與溴水反應的機理:動畫展示化學鍵斷裂的方式
[講]由上述反應可知:乙烯分子雙鍵中的一個鍵易于斷裂,兩個溴原子分別加在兩個價鍵不飽和的碳原子上,生成二溴乙烷。(此反應也可用于鑒別甲烷和乙烯),像這樣的反應叫做加成反應
[板書]有機物分子中的不飽和鍵(雙鍵或三鍵)兩端的碳原子與其它原子或原子團直接結(jié)合生成別的物質(zhì)的反應叫做加成反應。
[講]除了溴水之外,還可以與水、氫氣、鹵化氫、氯氣等在一定條件下發(fā)生加成反應。工業(yè)制酒精的原理就是利用乙烯與水的加成反應而生成乙醇。
[板書]
與氫氣:
與氫化氫:
與水:
與氯氣:
[過渡]乙烯和乙烯也能發(fā)生加成反應
[課件演示]乙烯的聚合反應
[講]乙烯的這種加成反應形成了相對分子質(zhì)量很大的物質(zhì),我們把這種相對分子質(zhì)量很大的物質(zhì)叫作高分子化合物,而像乙烯這樣由相對分子質(zhì)量小的化合物分子互相結(jié)合成相對分子質(zhì)量很大的高分子化合物的反應就叫做聚合反應,乙烯的聚合實質(zhì)上也是一種加成,因此這種反應也叫做加成聚合反應,簡稱加聚反應。
[板書]3、加聚反應
聚合反應:分子量小的化合物分子(單體)互相結(jié)合成分子量大的化合物(高分子化合物)
加聚反應:加成聚合反應
[講]加聚反應的實質(zhì)是不飽和鍵的斷裂和相互加成。不論加成還是聚合,根本原因都是含有不飽和的C=C雙鍵
[講]生活中用來包裝儀器的塑料袋是聚乙烯。如果將乙烯分子中的一個氫原子用氯代替,聚合后成為聚氯,它就不能用來包裝食品了,因為有毒。塑料在高溫或長期光照情況下,容易老化,變脆。反應如下:
[板書]jAB88.cOM
n
單體鏈節(jié)聚合度
[過]在烷烴中我們學習了甲烷、乙烷、丙烷等,那么是否也還有甲烯、丙烯、丁烯等物質(zhì)呢?
[板書]四、烯烴
[講]我們前面介紹過,含有C=C的叫烯烴,含有一個C=C的叫單烯烴。那么烯烴是不是也像飽和烷烴一樣有一個組成的通式呢?其組成通式是什么呢
[講]在烴分子中,當原子數(shù)一定時,每增加一個碳碳鍵必減少兩個氫原子,將烷烴與烯烴的分子組成比較可得,烯烴的通式應為CnH2n(n1)
[板書]1、烯烴的通式應為CnH2n(n1)
[講]在這里我們要注意的是,通式為CnH2n的烴不一定是烯烴,如環(huán)丁烷其分子式符合該通式,但不是烯烴。我們要明確,烯烴與環(huán)烷烴互為同分異構(gòu)體,而且烯烴的最簡式都相同。另外,烯烴的一個特殊之處是,隨著碳原子數(shù)的增加,含碳量不變,都為85.7%。
[隨堂練習]寫出C4H8的同分異構(gòu)體
[過]對于種類繁多的單烯烴,我們又是如何命名呢?
[講]首先,我們要選取含雙鍵的最長碳鏈為主鏈,并從離雙鍵近的一端編號,然后標名取代基,雙鍵位置,編號取小的原則進行命名。
[問]烯烴在物理性質(zhì)上有何變化規(guī)律?
[投影展示]
常見烯烴的物理性質(zhì)表
名稱結(jié)構(gòu)簡式常溫時狀態(tài)熔點/℃沸點/℃相對密度
乙烯CH2=CH2氣-169-103.70.566
丙烯CH3CH=CH2氣-185.2-47.40.5193
1-丁烯CH3CH2CH=CH2氣-185.3-6.30.5951
1-戊烯CH3(CH2)2CH=CH2液-138300.6405
1-已烯CH3(CH2)3CH=CH2液-139.863.30.6731
1-庚烯CH3(CH2)4CH=CH2液-11993.60.6979
[板書]2、物理性質(zhì)
[講]對于一系列無支鏈且雙鍵位于第一個碳原子和第二個碳原子之間的烯烴,隨著分子里碳原子數(shù)的增加,熔沸點逐漸升高,相對密度逐漸增大;n≤4的烯烴常溫下都是氣態(tài),其他烯烴在常溫常壓下為液態(tài)或固態(tài),烯烴相對密度都小于水的密度,不溶于水等。
[講]由于烯烴分子結(jié)構(gòu)相似---分子里有一碳碳雙鍵,所以它們的化學性質(zhì)與乙烯相似,如能發(fā)生加成反應、加聚反應、氧化反應等,可使溴的四氯化碳溶液及KMnO4酸性溶液褪色等。
[板書]3、化學性質(zhì)
[投影小結(jié)]以丙烯為例
(1)氧化反應
○1燃燒通式:CnH2n+1.5nO2nCO2+nH2O
○2使酸性KMnO4溶液褪色,
(2)加成反應
(3)加聚反應
[講]當發(fā)生加成反應時,取代基加成到含H少的碳上,被稱為馬氏規(guī)則。
[投影小結(jié)]
[自我評價]
1.可以用來鑒別甲烷和乙烯,還可以用來除去甲烷中乙烯的操作方法是()
A.將混合氣體通過盛有硫酸的洗氣瓶
B.將混合氣體通過盛有足量溴水的洗氣瓶
C.將混合氣體通過盛有水的洗氣瓶
D.將混合氣體通過盛有澄清石灰水的洗氣瓶
2、能用于鑒別甲烷和乙烯的試劑是(AB)
A.溴水B.酸性高錳酸鉀溶液
C.苛性鈉溶液D.四氯化碳溶液
3、制取一氯乙烷最好采用的方法是()
A.乙烷和氯氣反應B.乙烯和氯氣反應
C.乙烯和氯化氫反應D.乙烷和氯化氫反應
5.乙烯發(fā)生的下列反應中,不屬于加成反應的是()
A.與氫氣反應生成乙烷B.與水反應生成乙醇
C.與溴水反應使之退色D.與氧氣反應生成二氧化碳和水
6.下列關(guān)于乙烯和乙烷相比較的各說法中,不正確的是()
A.乙烯是不飽和烴,乙烷是飽和烴
B.乙烯能使高錳酸鉀酸性溶液和溴水褪色,乙烷則不能
C.乙烯分子中碳碳雙鍵的鍵能是乙烷分子中碳碳單鍵的鍵能的兩倍,因此乙烯比乙烷穩(wěn)定
D.乙烯分子為“平面形”結(jié)構(gòu),乙烷分子為立體結(jié)構(gòu)
7.既可以用來鑒別乙烷和乙烯,又可以用來除去乙烷中混有的乙烯,得到純凈乙烷的方法是
A.與足量溴反應B.通入足量溴水中
C.在一定條件下通入氫氣?。模謩e進行燃燒
也可用引入方式:
[投影展示]水果圖片
[問]我們在買香蕉的時候是愿意買青香蕉還是黃的?為什么?
教學回顧:
教案
課題:第三章第二節(jié)來自石油和煤的兩種基本化工原料(2)------苯與芳香烴授課班級
課時1.5
教
學
目
的知識
與
技能1、了解苯的物理性質(zhì)和分子組成以及芳香烴的概念
2、掌握苯的結(jié)構(gòu)式并認識苯的結(jié)構(gòu)特點
3、理解共價單鍵的可旋轉(zhuǎn)性
4、掌握苯的鹵代反應、硝化反應等性質(zhì)
過程
與
方法1、通過苯的實驗探究設計,提高設計實驗的能力
2、通過學習,增加小組合作、交流表達及科學探究的能力
3、通過本的主要化學性質(zhì)的學習,掌握研究苯環(huán)性質(zhì)的方法
情感
態(tài)度
價值觀培養(yǎng)重視實驗的科學態(tài)度和對科學實驗的興趣,學習科學家的優(yōu)秀品質(zhì)
重點苯的主要化學性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系
難點苯的結(jié)構(gòu)推導
知
識
結(jié)
構(gòu)
與
板
書
設
計第三章第二節(jié)來自石油和煤的兩種基本化工原料(2)------苯與芳香烴
一、苯的物理性質(zhì)
1、無色、有特殊氣味的液體
2、密度比水小,不溶于水,易溶于有機溶劑
3、熔沸點低,易揮發(fā),用冷水冷卻,苯凝結(jié)成無晶體
4、苯有毒
二、苯的分子結(jié)構(gòu)
1、分子式:C6H6
2、最簡式(實驗式):CH
3、結(jié)構(gòu)特點:
○1正六邊形的平面結(jié)構(gòu)(12個原子共面)
○2鍵角是120°,六個碳碳鍵的鍵長、鍵能均相等
○3鍵長C-CC=C
○4苯分子中無一般單、雙鍵是一種介于單鍵和雙鍵之間的獨特的鍵
4、結(jié)構(gòu)式
5、結(jié)構(gòu)簡式(凱庫勒式)
三、苯的化學性質(zhì)
1、氧化反應:不能使酸性KMnO4溶液褪色
2、取代反應
(1)鹵代:
(2)硝化:
(3)磺化
3、加成反應
易取代、難加成、難氧化
第二課時(拓展)
四、苯的同系物
1、芳香烴:分子里含有一個或多個苯環(huán)的碳氫化合物
2、苯的同系物:具有苯環(huán)(1個)結(jié)構(gòu),且在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的有機物。
3、通式:CnH2n-6(n≥6)
4、同分異構(gòu)體及命名
5、化學性質(zhì)
(1)氧化反應:
○1 可燃性:CnH2n-6+O2nCO2+(n-3)H2O
○2苯環(huán)對側(cè)鏈的影響――使酸性KMnO4溶液褪色
(2)取代反應――側(cè)鏈對苯環(huán)的影響
教學過程
教學步驟、內(nèi)容教學方法、手段、師生活動
[引言]前面我們學習了來自石油的重要化工材料---乙烯,今天我們來學習另一類來自煤的重要化工原料---苯,這節(jié)課我們沿著科學家的足跡去探索苯的奧秘吧。
[板書]第三章第二節(jié)來自石油和煤的兩種基本化工原料(2)------苯與芳香烴
[講]19世紀初期,歐洲等許多國家都已普遍使用了煤氣照明,它帶動了煤炭工業(yè)的迅速發(fā)展。而從生產(chǎn)煤氣的原料中制備出煤氣之后,剩下一種油狀液體卻長期無人問津。油狀物的大量廢棄,造成了嚴重的環(huán)境污染。英國科學家法拉第是第一位對這種油狀液體感興趣的科學家,他想,要將它們變廢為寶,就必須對油狀物進行分離提純。煤焦油焦臭黑粘,化學家忍受著燒烤熏蒸,在爐前塔旁辛勤工作。法拉第花了整整五年的時間,終于利用蒸餾的方法將油狀液體成功分離,于1825年6月16日,向倫敦皇家學會報告,發(fā)現(xiàn)一種新的碳氫化合物,當時,法拉第將這種無色的液體稱之為“氫的重碳化合物”。1834年,德國化學家米希爾里希通過蒸餾苯甲酸和堿石灰的混合物,得到了與法拉第所制液體相同的一種液體,并命名為苯。讓我們先來研究一下苯的物理性質(zhì)。
[視頻]苯的熔沸點的比較
[板書]一、苯的物理性質(zhì)
1、無色、有特殊氣味的液體
2、密度比水小,不溶于水,易溶于有機溶劑
3、熔沸點低,易揮發(fā),用冷水冷卻,苯凝結(jié)成無晶體
4、苯有毒
[小結(jié)]研究物質(zhì)物理性質(zhì)的一般程序:看---顏色、狀態(tài);聞---氣味(苯有毒、不要求學生聞味);驗---溶;查(資料)---密度、熔點、沸點、毒性;
[過]法拉第發(fā)現(xiàn)苯以后,許多科學家立即對苯的組成進行測定
[講]法國化學家日拉爾立即對苯的組成進行測定,他發(fā)現(xiàn)苯僅有碳、氫兩種元素組成,其中碳元素的質(zhì)量分數(shù)為92.3%,苯蒸氣的密度為同溫同壓下乙炔的3倍,你能確定苯的分子式嗎?
[投影]
[板書]二、苯的分子結(jié)構(gòu)
1、分子式:C6H6
2、最簡式(實驗式):CH
[問]根據(jù)苯的分子式,你能寫出其結(jié)構(gòu)式嗎?
[講]19世紀的科學家進行了研究,當時的有機化學剛發(fā)展起來,比較成熟的理論只有“碳四價學說”和“碳鏈學說”。按照我們學的烷烴、烯烴等不飽和烴的經(jīng)驗,C6H6比飽和的烷烴少了8個H原子,分子中可能有四個雙鍵。或兩個雙鍵,一個叁鍵,或兩個叁鍵等。請根據(jù)這兩種學說寫出C6H6可能的鏈狀結(jié)構(gòu)簡式
[投影]學生練習中可能出現(xiàn)的情況
(1)CH C—CH2—CH2—CCH
(2)CH3—CC—CC—CH3
(3)CH2CH—CH2—CH2—CCH2
(4)CH2 C CH—CH C CH2
(5)CHC—CH2—CCH
[問]我們知道,物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)又反映結(jié)構(gòu)。若苯分子為上述結(jié)構(gòu)之一,則其應該具有什么重要化學性質(zhì)?可設計怎樣的實驗來證明?
[投影實驗]1.能否使溴水褪色(發(fā)生加成反應)?
2.能否使高錳酸鉀酸性溶液褪色(發(fā)生氧化反應)?
[講]苯不能使酸性的KMnO4溶液褪色,說明苯分子中不含C==C等不飽和鍵,因此上述結(jié)構(gòu)不合理。
[講]通過上面實驗我們否定了苯的鏈狀結(jié)構(gòu)。苯分子的結(jié)構(gòu)究竟如何,這在十九世紀是個很大的化學之謎,試畫出可能的結(jié)構(gòu)。
[投影]
[講]但實驗證明,苯能與氫氣發(fā)生加成反應,三棱柱烷又一次被推翻。
[講]苯分子到底是什么樣的結(jié)構(gòu)呢?這在十九世紀是一個很大的化學之謎。19世紀的許多科學家做了許多關(guān)于苯的性質(zhì)實驗,力圖從性質(zhì)出發(fā)推導出苯的結(jié)構(gòu),其中有這樣兩個實驗引起了科學的注意:一是苯與液溴在鐵粉做催化劑的條件下發(fā)生了取代反應,這說明苯能發(fā)生取代反應,且它的一溴代物只有一種;二是苯在特殊條件下可與氫氣發(fā)生加成反應
[過]苯不能使酸性KMnO4溶液氧化,一般情況下也不能與溴發(fā)生加成反應,而是發(fā)生取代反應,說明苯具有飽和烴的性質(zhì),不含有C==C;而能與氫氣加成說明苯具有不飽和烴的性質(zhì),應含有C==C,這種相互矛盾的結(jié)論使19世紀的科學衫陷入了困境。
[講]由苯的一溴代物只有一種,說明苯分子的六個氫原子應該是等效的,想到苯可能是一種環(huán)狀結(jié)構(gòu)是不難的,而且由苯與氫氣的加成產(chǎn)物C6H12,想到苯分子中只能有一個碳環(huán)。但當時要超越碳鏈學說而想到環(huán)狀結(jié)構(gòu)卻是非常不容易的。
[視頻]苯的結(jié)構(gòu)背景:苯分子結(jié)構(gòu)的確定曾經(jīng)是困擾19世紀化學家的一大難題......
1825年,英國科學家法拉第首先發(fā)現(xiàn)了苯。1834年,德國科學家米希爾里希為苯進行了命名。其后,法國化學家日拉爾等人確定苯的相對分子質(zhì)量和分子式。
苯分子中碳含量之高,令科學家們?yōu)橹@訝,從此他們踏上了探究苯結(jié)構(gòu)的漫漫征途。
斗轉(zhuǎn)星移,整整近四十個春秋,讓我們豁然開朗,為之振奮的時刻出現(xiàn)了。他就是極富想象力的德國化學家凱庫勒,曾提出了碳四價學說和碳原子間可以連接成鏈這一重要學說。但就是這樣一位想象力豐富的學者也被曾經(jīng)定勢思維所束縛,曾長期認為苯分子結(jié)構(gòu)是鏈狀,因而苦思冥想,不得其解。
1864年冬天,凱庫勒為探索苯分子的結(jié)構(gòu)殫精竭慮,日則忘食。一夜于夢中,突見一蛇,盤盤焉自食其尾。凱氏于夢中突獲靈感,躍身而起,將夢魂中蛇自咬尾巴形象畫出。其時,凱氏腦海轟然,陀然作聲。六碳原子首尾相連之形得以,然后凱氏再予每個碳原子連接一個氫原子,于是,苯環(huán)結(jié)構(gòu)豁然而成焉。
[講]德國化學家凱庫勒由于揭開這個謎而名垂青史。凱庫勒早年曾是建筑系的學生,有著豐富的想象力。一個個碳原子、氫原子如同建筑中的磚頭,在他的頭腦中構(gòu)筑成了一個一個奇妙的分子結(jié)構(gòu)圖景。然而,苯的6個碳和6個氫和它獨特的性質(zhì),卻使他徹夜難眠,難道自己的想象力枯竭了嗎?雖然他已在草紙上寫下了幾十個苯的結(jié)構(gòu),但沒有一個令人滿意,它將所有的稿紙扔進了壁爐,然后就在溫暖的壁爐前睡著了。
然而,苯的6個碳原子國家礦產(chǎn)儲量管理局的鏈象蛇一樣盤繞卷曲,侵襲著他的夢。忽見一條蛇咬住了自己的尾巴,并旋轉(zhuǎn)不停。他象觸電般的猛醒起來,意識到這就是苯的結(jié)構(gòu),于是,他在1866年提出了兩個假設。
[投影]凱庫勒假說
1、苯的六個碳原子形成環(huán)狀閉合的平面正六邊形
2、每個碳原子均連接一個氫原子。
3、環(huán)內(nèi)碳碳單雙鍵交替。
[投影]凱庫勒式
[問]這一結(jié)構(gòu)式符合“碳四價”學說,較好的解釋了苯分子的一溴代物只有一種,且能與氫氣加成等等化學性質(zhì),但根據(jù)這一結(jié)構(gòu),我們應該推測出苯的應該不同和含有不飽和鍵,能使溴水褪色的性質(zhì),這與實驗事實相矛盾。為了解釋這一結(jié)構(gòu)與實驗事實的矛盾,凱庫勒又提出了補充假說:苯分子中碳碳雙鍵與碳碳單鍵不是固定的,而是以一定的頻率快速交替出現(xiàn)的。
[講]現(xiàn)代科學對苯分子的結(jié)構(gòu)進行了精準的研究,提出了苯的結(jié)構(gòu)特點
[板書]3、結(jié)構(gòu)特點:
○1正六邊形的平面結(jié)構(gòu)(12個原子共面)
○2鍵角是120°,六個碳碳鍵的鍵長、鍵能均相等
○3鍵長C-CC=C
○4苯分子中無一般單、雙鍵是一種介于單鍵和雙鍵之間的獨特的鍵
[小結(jié)]苯環(huán)上不是由碳碳單鍵和碳碳雙鍵交替的,凱庫勒的猜想具有一定的局限性。事實上苯環(huán)上的碳碳鍵是介于單鍵和雙鍵之間的一種特殊的化學鍵,為了表示苯分子這一結(jié)構(gòu)特點,我們可以用如下表示:
[板書]4、結(jié)構(gòu)式
5、結(jié)構(gòu)簡式(凱庫勒式)
[講]凱庫勒發(fā)現(xiàn)苯分子是環(huán)狀結(jié)構(gòu)的過程,富有傳奇色彩。凱庫勒能夠從夢中得到啟發(fā),成功地提出結(jié)構(gòu)學說,并不是偶然的,這與他本人具有廣博而精深的化學知識、勤奮鉆研的品質(zhì)和執(zhí)著追求的科學態(tài)度是分不開的。
正如他說的:“到達知識高峰的人,往往是以渴求知識為動力,用畢生精力進行探索的人,而不是那些以謀取私利為目的的人。”
為了紀念凱庫勒對苯分子結(jié)構(gòu)的巨大貢獻,現(xiàn)在仍沿用凱庫勒結(jié)構(gòu)式表示.
[過]我們現(xiàn)在知道了苯的結(jié)構(gòu),這種特定的結(jié)構(gòu)決定了苯具有獨特的性質(zhì),從前面所學的知識中我們可以得到苯有哪些化學性質(zhì)呢?
[板書]三、苯的化學性質(zhì)
[講]苯較穩(wěn)定,不能使酸性KMnO4溶液褪色,能燃燒,但由于其含碳量過高,而出現(xiàn)明顯的黑煙。
[板書]1、氧化反應:不能使酸性KMnO4溶液褪色
[講]以前學習的飽和烷烴可以發(fā)生取代反應,苯分子的環(huán)狀結(jié)構(gòu)使得苯環(huán)上的氫原子會不會具有和烷烴類似的性質(zhì)?若能取代,條件又是怎樣呢?
[實驗視頻]苯的溴代
[板書]2、取代反應
(1)鹵代:
[投影小結(jié)]溴代反應注意事項:
1、實驗現(xiàn)象:燒瓶內(nèi):液體微沸,燒瓶內(nèi)充滿有大量紅棕色氣體。
錐形瓶內(nèi):管口有白霧出現(xiàn),溶液中出現(xiàn)淡黃色沉淀。
2、加入Fe粉是催化劑,但實質(zhì)起作用的是FeBr3
3、加入的必須是液溴,不能用溴水,苯不與溴水發(fā)生化學反應,只能是萃取作用。
4、長直導管的作用是:導出HBr氣體和冷凝回流
5、純凈的溴苯為無色油狀液體,不溶于水,密度比水大。新制得的粗溴苯往往為褐色,是因為溶解了未反應的溴。欲除去雜質(zhì),應用NaOH溶液洗液后再分液。
方程式:Br2+2NaOH==NaBr+NaBrO+H2O
[思考與交流]1、錐形瓶中導管末端為什么不插入液面以下?
錐形瓶中導管末端不插入液面以下,防止倒吸(HBr極易溶于水)
2、如何證明反應是取代反應,而不是加成反應?
證明是取代反應,只要證明有HBr生成。
3、HBr可以用什么來檢驗?
HBr用AgNO3溶液檢驗或紫色石蕊試液
[視頻實驗]苯的硝化
[板書](2)硝化:
[講]苯分子中的氫原子被硝基取代,所以稱為硝化反應
[講]硝基苯,無色,油狀液體,苦杏仁味,有毒,密度水,難溶于水,易溶于有機溶劑
[思考與交流]1、藥品添加順序?
先濃硝酸,再濃硫酸冷卻到50℃以下,加苯
2、怎樣控制反應溫度在60℃左右?
用水浴加熱,水中插溫度計
3、試管上方長導管的作用?
冷凝回流
4、濃硫酸的作用?
催化劑
5、硝基苯不純顯黃色(溶有NO2)如何除雜?
硝基苯不純顯黃色(溶有NO2)用NaOH溶液洗,分液
[板書](3)磺化
[講]-SO3H叫磺酸基,苯分子里的氫原子被硫酸分子里的磺酸基所取代的反應叫磺化反應。
[過]我們從苯分子的結(jié)構(gòu)可以知道苯環(huán)上的碳原子之間的化學鍵是一種介于C-C單鍵和C=C雙鍵之間的特殊的鍵。既然它能像烷烴那樣發(fā)生取代反應,那么它也應該能像烯烴那樣發(fā)生加成反應。前邊已經(jīng)證實其不能使溴水褪色,即一般不易加成,但在特殊的條件下,苯仍能發(fā)生加成反應。
[板書]3、加成反應
[講]苯跟氫氣在鎳存在的條件下加熱可生成環(huán)已烷,像烷烴一樣飽和,故其化學性質(zhì)與烷烴相似
[知識拓展]苯與氯氣發(fā)生加成制得農(nóng)藥六六六
[小結(jié)]總之,苯既具有飽和烴的性質(zhì),又具有不飽和烴的性質(zhì),而且它進行取代反應比飽和烴要容易,進行加成反應比不飽和烴要困難,苯的這種特殊性質(zhì)常稱為苯的芳香性。
[板書]易取代、難加成、難氧化
第二課時(拓展)
[過]上節(jié)課我們學習和討論了苯的物理性質(zhì)及重要用途,苯分子的結(jié)構(gòu)特點和主要的化學性質(zhì),本節(jié)課我們來學習苯的同系物的相關(guān)知識。
[板書]四、苯的同系物
[問]什么叫芳香烴?芳香烴一定具有芳香性嗎?
[板書]1、芳香烴:分子里含有一個或多個苯環(huán)的碳氫化合物
[講]芳香烴只是沿用名而已,因大多數(shù)芳香類的化合物并沒有芳香性,因此該名稱沒有實際意義。
[講]苯是最簡單的最基本的芳香烴,按照同系物的定義,若在苯分子中增加一個或兩個CH2原子團,其分子式將會變成什么?
運用數(shù)學思想,將分子式中碳原子數(shù)設為n,觀察、分析、討論苯、甲苯、二甲苯中氫原子數(shù)與對應碳原子數(shù)n的關(guān)系,并得出氫原子數(shù)為2n-6。因此,苯及其同系物的通式為CnH2n-6
[板書]2、苯的同系物:具有苯環(huán)(1個)結(jié)構(gòu),且在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的有機物。
3、通式:CnH2n-6(n≥6)
[注意]苯環(huán)上連結(jié)的必須是烷烴基。
[板書]4、同分異構(gòu)體及命名
[副板書邊講邊練]
甲苯(C7H8)
C8H10:乙苯鄰二甲苯
間二甲苯 對二甲苯
[注意]鄰、間、對的沸點是逐漸降低
[隨堂練習]請寫出C8H10的一氯代物的同分民構(gòu)體
[講]苯環(huán)和側(cè)鏈的相互影響使苯的同系物的性質(zhì)發(fā)生明顯變化,應該注意的是,甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色,是苯環(huán)上的烷烴基被氧化,是苯環(huán)上對烷基即側(cè)鏈影響的結(jié)果。
[板書]5、化學性質(zhì)
(1)氧化反應:
○1 可燃性:CnH2n-6+O2nCO2+(n-3)H2O
○2苯環(huán)對側(cè)鏈的影響――使酸性KMnO4溶液褪色
[講]都是直接連接在苯環(huán)上的碳原子(結(jié)合了氫原子)直接被酸性KMnO4溶液氧化成苯甲酸,若直接結(jié)合在苯環(huán)上的碳原子上沒有結(jié)合的氫原子,這樣的苯的同系物不能使酸性KMnO4溶液褪色
[思考與交流]如何區(qū)分甲苯與苯?
看是否能使酸性KMnO4溶液褪色
[講]氧化反應說明了苯環(huán)對側(cè)鏈上的烴基產(chǎn)生了明顯的影響,使其被氧化,而我們知道作用是相互的,反過來側(cè)鏈上的烴基對苯環(huán)會不會有什么影響呢?答案是肯定的,由于側(cè)鏈對烴基的影響,使得苯環(huán)上的氫更容易被取代了,如甲苯發(fā)生硝化反應
[板書](2)取代反應――側(cè)鏈對苯環(huán)的影響
[講]三硝基甲苯,俗稱TNT,淡黃色針狀晶體,不溶于水,在雷汞引爆下爆炸,是安全炸藥
[投影小結(jié)]
苯環(huán)上的氫被取代
甲基上的氫被取代
[自我評價]
1、下列哪些不能說明苯環(huán)不是單、雙鍵交替的結(jié)構(gòu)(?。?br>
A.苯的一溴代物無同分異構(gòu)體。
B.苯的鄰二溴代物無同分異構(gòu)體。
C.苯不能使Br2水或KMnO4褪色。
D.苯環(huán)上的碳碳鍵均相等
2、下列關(guān)于苯的性質(zhì)的敘述中,不正確的是()
A、苯是無色帶有特殊氣味的液體
B、常溫下苯是一種不溶于水且密度小于水的液體
C、苯在一定條件下能與溴發(fā)生取代反應
D、苯不具有典型的雙鍵所應具有的加成反應,故不可能發(fā)生加成反應
3、下列關(guān)于苯分子結(jié)構(gòu)的說法中,錯誤的是()
A、各原子均位于同一平面上,6個碳原子彼此連接成為一個平面正六邊形的結(jié)構(gòu)。
B、苯環(huán)中含有3個C-C單鍵,3個C=C雙鍵
C、苯環(huán)中碳碳鍵是一種介于單鍵和雙鍵之間的獨特的鍵。
D、苯分子中各個鍵角都為120o
以史為鑒,滲透化學史教育又引發(fā)學生對新知識的探求精神
啟發(fā)學生認識物理性質(zhì)的一般過程
檢查學生對有機物組成的基本計算方法掌握的情況
引導學生根據(jù)已有的知識用假說的方法研究苯的結(jié)構(gòu)
指導學生以事實為依據(jù)驗證假說,培養(yǎng)學生的實驗能力和實事求是的科學態(tài)度。
引導學生體會物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)又反映結(jié)構(gòu)的辯證關(guān)系。
教學回顧:
精選閱讀
來自石油和煤的兩種基本化工原料
作為優(yōu)秀的教學工作者,在教學時能夠胸有成竹,作為高中教師就要精心準備好合適的教案。教案可以讓學生能夠在教學期間跟著互動起來,幫助高中教師提高自己的教學質(zhì)量。你知道如何去寫好一份優(yōu)秀的高中教案呢?下面是小編幫大家編輯的《來自石油和煤的兩種基本化工原料》,供您參考,希望能夠幫助到大家。
教案
課題:第三章第二節(jié)來自石油和煤的兩種基本化工原料(1)------乙烯與烯烴授課班級
課時2
教
學
目
的知識
與
技能1、使學生了解乙烯的物理性質(zhì)和主要用途,掌握乙烯的化學性質(zhì)和實驗室制法
2、使學生了解加成反應、聚合反應以及不飽和烴的概念
3、使學生了解烯烴在組成、結(jié)構(gòu)、重要的化學性質(zhì)上的共同點,以及物理性質(zhì)隨分子中的碳原子數(shù)目的增加而變化的規(guī)律性
過程
與
方法1、通過實驗分析、討論,訓練學生透過現(xiàn)象看本質(zhì)的能力;
2、通過比較、分析、歸納,使學生形成科學的思維方法,培養(yǎng)自學、想象能力
情感
態(tài)度
價值觀1、通過乙烯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系,幫助學生樹立辯證唯物主義的基本觀點;
2、通過對乙烯用途的教學,使學生認識到科學在人類社會進步中的作用;
3、通過介紹我國乙烯工業(yè)的發(fā)展,對學生進行愛國主義教育。
重點乙烯的分子結(jié)構(gòu)和化學性質(zhì),乙烯的實驗室制法
難點乙烯的分子結(jié)構(gòu)
知識結(jié)構(gòu)與板書設計第二節(jié)來自石油和煤的兩種基本化工原料
---乙烯(ethene)
一、乙烯
1、乙烯的來源及其在石油化工中的地位
來源——石油及石油產(chǎn)品的分解
乙烯的產(chǎn)量衡量一個國家的石油化工水平
2、乙烯的工業(yè)制法:石油化工廠所生產(chǎn)的氣體中分離出來的。
分子中含有碳碳雙鍵的烴類叫做烯烴,乙烯是最簡單的烯烴。
不飽和烴:分子里含有c=c或c≡c,碳原子所結(jié)合的氫原子少于飽和鏈烴里的氫原子數(shù)的烴叫做不飽和烴。
3、乙烯的結(jié)構(gòu)
分子式:
結(jié)構(gòu)簡式:
乙烯是平面型結(jié)構(gòu),鍵角都是,6個原子共平面。
4、乙烯的實驗室制法
實驗原理:
消去反應:從一個分子中脫去一個小分子而生成不飽和化合物的反應。
二、物理性質(zhì):
乙烯是無色氣體,稍有氣味,密度是1.25g/L,比空氣略輕(分子量28),難溶于水。
三、化學性質(zhì)
1、氧化反應
(1)燃燒
現(xiàn)象:明亮火焰并伴有黑煙。
方程式:
(2)使酸性KMnO4溶液褪色,可用于鑒別甲烷和乙烯。
2、加成反應
與溴水反應方程式:
有機物分子中的不飽和鍵(雙鍵或三鍵)兩端的碳原子與其它原子或原子團直接結(jié)合生成別的物質(zhì)的反應叫做加成反應。
與氫氣:
與氫化氫:
與水:
與氯氣:
3、加聚反應
聚合反應:分子量小的化合物分子(單體)互相結(jié)合成分子量大的化合物(高分子化合物)
加聚反應:加成聚合反應
四、烯烴
1、烯烴的通式應為CnH2n(n1)
3、化學性質(zhì)
2、物理性質(zhì)
教學過程
教學步驟、內(nèi)容教學方法、手段、師生活動
[講]在前面的甲烷和烷烴的性質(zhì)學習中我們已經(jīng)知道,在有機化學的學習中,常常是根據(jù)某一物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)可推導出一類結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)的性質(zhì),只要我們抓住了一類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點,那么掌握它們的性質(zhì)也就比較容易了,正所謂“一葉而知天下秋”。
[引言]目前衡量一個國家的工業(yè)化水平的標準有三個方面:(1)鋼鐵工業(yè)(2)汽車工業(yè)(3)乙烯的產(chǎn)量。可見乙烯工業(yè)生產(chǎn)的重要地位,因為它是許多藥品、合成材料等產(chǎn)品的母體,從石油中獲得乙烯已成為生產(chǎn)乙烯的重要途徑。從石油或煤中還可獲得苯等其它有機原料。
[板書]第二節(jié)來自石油和煤的兩種基本化工原料
---乙烯(ethene)
[講]我們常說煤是工業(yè)的糧食,石油是工業(yè)的血液,從煤和石油不僅可以得到多種常用燃料,而且可以從中獲取大量的基本化工原料,乙烯就是一種重要的石油化工產(chǎn)品,也是重要的石油化工原料。
[思考與交流]體會它們(乙烯)作為基本化工原料的重要價值。
[板書]一、乙烯
[問]衡量一個國家化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平的標志是什么?
[板書]1、乙烯的來源及其在石油化工中的地位
來源——石油及石油產(chǎn)品的分解
乙烯的產(chǎn)量衡量一個國家的石油化工水平
[講]乙烯是重要的化工原料。中國現(xiàn)有的乙烯生產(chǎn)能力為600.5萬噸/年,即便加上目前正進行擴能改造的產(chǎn)能,也不過1112萬噸,而有數(shù)據(jù)顯示,目前乙烯年增長率達8.5%,估計在2005年乙烯年需求量將達到1500萬噸,國內(nèi)產(chǎn)能僅能滿足市場需求的50%左右。目前還需大量進口。
[科學探究]椐圖3-6進行石蠟油分解實驗:
實驗步驟實驗現(xiàn)象
1、將氣體通入酸性KMnO4溶液中
2、將氣體通入溴的四氯化碳溶液中
3、用排水法收集氣體驗純后,點燃溶液褪色
溶液褪色
火焰明亮,伴有黑煙
結(jié)論一:石蠟油分解產(chǎn)生了能使酸性KMnO4溶液、溴的四氯化碳溶液褪色的氣態(tài)產(chǎn)物,由此可知產(chǎn)物中含有與烷烴性質(zhì)(烷烴不能使酸性KMnO4溶液褪色)不同的烴
結(jié)論二:研究表明,石蠟油分解的產(chǎn)物主要是乙烯和烷烴的混合物
[講]在這里我們要注意的是:石蠟油是碳原子數(shù)大于17的烷烴混合物,碎瓷片的作用是催化劑,并且酒精燈加熱的位置是碎瓷片。
[問]以上氣體是烷烴嗎?為什么?
[講]產(chǎn)物中含有與烷烴性質(zhì)不同的烴。研究表明,石蠟油分解的產(chǎn)物主要是乙烯與烷烴的混合物。
[板書]2、乙烯的工業(yè)制法:石油化工廠所生產(chǎn)的氣體中分離出來的。
分子中含有碳碳雙鍵的烴類叫做烯烴(alkene),
乙烯是最簡單的烯烴。
不飽和烴:分子里含有c=c或c≡c,碳原子所結(jié)合的氫原子少于飽和鏈烴里的氫原子數(shù)的烴叫做不飽和烴。
[展示]乙烯分子的模型,練習寫結(jié)構(gòu)簡式(參見投影):
[板書]3、乙烯的結(jié)構(gòu)
分子式:
結(jié)構(gòu)簡式:
[強調(diào)]乙烯分子里出現(xiàn)了C=C雙鍵,它所結(jié)合的氫原子個數(shù)比乙烷少了兩個,像這樣碳原子所結(jié)合的氫原子數(shù)少于飽和鏈烴里的氫原子數(shù)的烴,就叫做不飽和烴。乙烯中的C=C可以看成有一個鍵相當于乙烷中的碳碳鍵,另一個碳碳鍵相當于乙烷去氫之后形成的。
[課件演示]乙烯的球棍模型和比例模型
[講]大家再觀察一下乙烯的球棍模型,看看四個氫原子和兩個碳原子的位置關(guān)系有何特點?
引導學生觀察
[講]乙烯分子中的兩個碳原子和四個氫原子處于同一平面,屬于平面四邊形結(jié)構(gòu),
[板書]乙烯是平面型結(jié)構(gòu),鍵角都是,6個原子共平面。
[問]下面請對比乙烷和乙烯分子中的鍵參數(shù),能得到什么結(jié)論?
[投影]
乙烯與乙烷的對比表
乙烷乙烯
分子式C2H6C2H4
結(jié)構(gòu)式
結(jié)構(gòu)簡式CH3—CH3CH2=CH2
鍵的類別C—CC=C
鍵長/10-10m1.54615
鍵能kJ/mol348615
鍵角109°28120°
[講]從結(jié)構(gòu)上我們可以判斷出,C=C的鍵能和鍵長并不是C—C鍵的二倍,說明C=C雙鍵中有一個鍵不穩(wěn)定,容易斷裂,有一個鍵較穩(wěn)定。
[過]那么乙烯究竟有哪些重要的性質(zhì)呢,讓我們制一些乙烯氣探究便會明白。要制乙烯氣,我們需先學習乙烯的制法。
[板書]4、乙烯的實驗室制法
[講]實驗室用乙醇與濃硫酸(按體積比1:3)的混合液加熱反應生成乙烯。
[投影]多媒體展示實驗室制法。
實驗步驟:在燒瓶中加入酒精與濃硫酸的混合物;加入幾片碎瓷片;加熱混合液
[板書]實驗原理:
[講]在170℃進,乙醇分子內(nèi)脫水生成一個不飽和鍵,制得乙烯。像這種從一個分子中脫去一個小分子而生成不飽和化合物的反應,叫消去反應。
[板書]消去反應:從一個分子中脫去一個小分子而生成不飽和化合物的反應。
[講]實驗時所采用的裝置是液+液加熱制備氣體型。
[講]加反應物時我們要注意的是:
(1)濃硫酸之所以要過量是為了提高乙醇的利用率,增加了烯產(chǎn)量?;旌蠒r加將濃硫酸緩緩注入乙醇中并不斷攪拌。在這里濃硫酸所起的作用是催化劑和脫水劑。
(2)對溫度的要求:在170℃以下及以上都不能有效脫水,故需要迅速將溫度升至170℃并保持恒溫。若在170℃以上,則乙醇脫水碳化,生成的碳又被濃硫酸氧化成CO2和SO2。若溫度在140℃時,乙醇分子間脫水生成乙醚。
++H2O
分子間脫水屬于取代反應的一種
(3)為了防止其劇烈沸騰,可在燒瓶內(nèi)部加入幾滴碎瓷片。
(4)用溫度計指示反應溫度,并將水銀球插到混合物的液面下。
[問]從剛才的實驗中,你能總結(jié)出乙烯具有的物理性質(zhì)嗎?
[展示樣品]讓學生觀察乙烯的顏色、狀態(tài),并嗅氣味,小結(jié)物理性質(zhì)。
[板書]二、物理性質(zhì):乙烯是無色氣體,稍有氣味,密度是1.25g/L,比空氣略輕(分子量28),難溶于水。
[過]乙烯不同與乙烷的結(jié)構(gòu)決定了乙烯有不同于烷的化學性質(zhì),主要發(fā)生在那個易斷裂的鍵上。
[板書]三、化學性質(zhì)
[投影實驗]將收集乙烯的導氣管換成帶玻璃尖嘴的導氣管,點燃酒精燈,使反應溫度迅速升高170℃,排空氣,先收集一部分乙烯于試管中驗純,之后用火柴點燃純凈的乙烯。
[問]乙烯燃燒有什么樣的實驗現(xiàn)象呢?產(chǎn)物又是什么呢?反應方程式該如何配平?
[板書]1、氧化反應
[注意]有機中所指的氧化反應是得氧失氫的反應,而還原反應是得氫失氧的反應。
[板書](1)燃燒
現(xiàn)象:明亮火焰并伴有黑煙。
方程式:
[問]乙烯燃燒為什么會有黑煙現(xiàn)象呢?
含碳量高,燃燒不充分;火焰明亮是碳微粒受灼熱而發(fā)光
[投影實驗]將乙烯通入到酸性KMnO4溶液中,(溶液酸性是為了增強氧化性)
[板書](2)使酸性KMnO4溶液褪色,可用于鑒別甲烷和乙烯。
[講]但在這里我們要注意的是,若想除去甲烷中的乙烯卻不能這么做,因為乙烯與KMnO4溶液反應后會生成CO2,即除掉了CH4中的乙烯去引入了CO2雜質(zhì)。那么,要想除去CH4中的乙烯可以怎么辦呢?
[知識拓展]乙烯的催化氧化
2CH2=CH2+O22CH3CHO
[過]乙烯使KMnO4溶液褪色是由于發(fā)生了氧化還原反應,把乙烯氧化通入溴的四氯化碳溶液,褪色的原因又是什么呢?
[投影實驗]
實驗實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論
通入溴的四氯化碳溶液,再加入酸化的AgNO3溶液。溴的四氯化碳溶液退色;加入酸化的AgNO3溶液,無沉淀生成。乙烯能與溴反應,但產(chǎn)物中沒有溴化氫.
[板書]2、加成反應(additionreaction)
與溴水反應方程式:
[問]1,2-二溴乙烷中的C—C鍵能否再斷裂發(fā)生加成反應?
不能再加成,說明C=C中只有一個鍵活潑,易斷裂
[講]該反應的實質(zhì)是C=C斷開一個,2個Br分別直接與2個價鍵不飽和的C結(jié)合,那么乙烯與溴水反應的機理又是什么呢
[投影]多媒體動畫:乙烯與溴水反應的機理:動畫展示化學鍵斷裂的方式
[講]由上述反應可知:乙烯分子雙鍵中的一個鍵易于斷裂,兩個溴原子分別加在兩個價鍵不飽和的碳原子上,生成二溴乙烷。(此反應也可用于鑒別甲烷和乙烯),像這樣的反應叫做加成反應
[板書]有機物分子中的不飽和鍵(雙鍵或三鍵)兩端的碳原子與其它原子或原子團直接結(jié)合生成別的物質(zhì)的反應叫做加成反應。
[講]除了溴水之外,還可以與水、氫氣、鹵化氫、氯氣等在一定條件下發(fā)生加成反應。工業(yè)制酒精的原理就是利用乙烯與水的加成反應而生成乙醇。
[板書]
與氫氣:
與氫化氫:
與水:
與氯氣:
[過渡]乙烯和乙烯也能發(fā)生加成反應
[課件演示]乙烯的聚合反應
[講]乙烯的這種加成反應形成了相對分子質(zhì)量很大的物質(zhì),我們把這種相對分子質(zhì)量很大的物質(zhì)叫作高分子化合物,而像乙烯這樣由相對分子質(zhì)量小的化合物分子互相結(jié)合成相對分子質(zhì)量很大的高分子化合物的反應就叫做聚合反應,乙烯的聚合實質(zhì)上也是一種加成,因此這種反應也叫做加成聚合反應,簡稱加聚反應。
[板書]3、加聚反應
聚合反應:分子量小的化合物分子(單體)互相結(jié)合成分子量大的化合物(高分子化合物)
加聚反應:加成聚合反應
[講]加聚反應的實質(zhì)是不飽和鍵的斷裂和相互加成。不論加成還是聚合,根本原因都是含有不飽和的C=C雙鍵
[講]生活中用來包裝儀器的塑料袋是聚乙烯。如果將乙烯分子中的一個氫原子用氯代替,聚合后成為聚氯,它就不能用來包裝食品了,因為有毒。塑料在高溫或長期光照情況下,容易老化,變脆。反應如下:
[板書]
n
單體鏈節(jié)聚合度
[過]在烷烴中我們學習了甲烷、乙烷、丙烷等,那么是否也還有甲烯、丙烯、丁烯等物質(zhì)呢?
[板書]四、烯烴
[講]我們前面介紹過,含有C=C的叫烯烴,含有一個C=C的叫單烯烴。那么烯烴是不是也像飽和烷烴一樣有一個組成的通式呢?其組成通式是什么呢
[講]在烴分子中,當原子數(shù)一定時,每增加一個碳碳鍵必減少兩個氫原子,將烷烴與烯烴的分子組成比較可得,烯烴的通式應為CnH2n(n1)
[板書]1、烯烴的通式應為CnH2n(n1)
[講]在這里我們要注意的是,通式為CnH2n的烴不一定是烯烴,如環(huán)丁烷其分子式符合該通式,但不是烯烴。我們要明確,烯烴與環(huán)烷烴互為同分異構(gòu)體,而且烯烴的最簡式都相同。另外,烯烴的一個特殊之處是,隨著碳原子數(shù)的增加,含碳量不變,都為85.7%。
[隨堂練習]寫出C4H8的同分異構(gòu)體
[過]對于種類繁多的單烯烴,我們又是如何命名呢?
[講]首先,我們要選取含雙鍵的最長碳鏈為主鏈,并從離雙鍵近的一端編號,然后標名取代基,雙鍵位置,編號取小的原則進行命名。
[問]烯烴在物理性質(zhì)上有何變化規(guī)律?
[投影展示]
常見烯烴的物理性質(zhì)表
名稱結(jié)構(gòu)簡式常溫時狀態(tài)熔點/℃沸點/℃相對密度
乙烯CH2=CH2氣-169-103.70.566
丙烯CH3CH=CH2氣-185.2-47.40.5193
1-丁烯CH3CH2CH=CH2氣-185.3-6.30.5951
1-戊烯CH3(CH2)2CH=CH2液-138300.6405
1-已烯CH3(CH2)3CH=CH2液-139.863.30.6731
1-庚烯CH3(CH2)4CH=CH2液-11993.60.6979
[板書]2、物理性質(zhì)
[講]對于一系列無支鏈且雙鍵位于第一個碳原子和第二個碳原子之間的烯烴,隨著分子里碳原子數(shù)的增加,熔沸點逐漸升高,相對密度逐漸增大;n≤4的烯烴常溫下都是氣態(tài),其他烯烴在常溫常壓下為液態(tài)或固態(tài),烯烴相對密度都小于水的密度,不溶于水等。
[講]由于烯烴分子結(jié)構(gòu)相似---分子里有一碳碳雙鍵,所以它們的化學性質(zhì)與乙烯相似,如能發(fā)生加成反應、加聚反應、氧化反應等,可使溴的四氯化碳溶液及KMnO4酸性溶液褪色等。
[板書]3、化學性質(zhì)
[投影小結(jié)]以丙烯為例
(1)氧化反應
○1燃燒通式:CnH2n+1.5nO2nCO2+nH2O
○2使酸性KMnO4溶液褪色,
(2)加成反應
(3)加聚反應
[講]當發(fā)生加成反應時,取代基加成到含H少的碳上,被稱為馬氏規(guī)則。
[投影小結(jié)]
[自我評價]
1.可以用來鑒別甲烷和乙烯,還可以用來除去甲烷中乙烯的操作方法是()
A.將混合氣體通過盛有硫酸的洗氣瓶
B.將混合氣體通過盛有足量溴水的洗氣瓶
C.將混合氣體通過盛有水的洗氣瓶
D.將混合氣體通過盛有澄清石灰水的洗氣瓶
2、能用于鑒別甲烷和乙烯的試劑是(AB)
A.溴水B.酸性高錳酸鉀溶液
C.苛性鈉溶液D.四氯化碳溶液
3、制取一氯乙烷最好采用的方法是()
A.乙烷和氯氣反應B.乙烯和氯氣反應
C.乙烯和氯化氫反應D.乙烷和氯化氫反應
5.乙烯發(fā)生的下列反應中,不屬于加成反應的是()
A.與氫氣反應生成乙烷B.與水反應生成乙醇
C.與溴水反應使之退色D.與氧氣反應生成二氧化碳和水
6.下列關(guān)于乙烯和乙烷相比較的各說法中,不正確的是()
A.乙烯是不飽和烴,乙烷是飽和烴
B.乙烯能使高錳酸鉀酸性溶液和溴水褪色,乙烷則不能
C.乙烯分子中碳碳雙鍵的鍵能是乙烷分子中碳碳單鍵的鍵能的兩倍,因此乙烯比乙烷穩(wěn)定
D.乙烯分子為“平面形”結(jié)構(gòu),乙烷分子為立體結(jié)構(gòu)
7.既可以用來鑒別乙烷和乙烯,又可以用來除去乙烷中混有的乙烯,得到純凈乙烷的方法是
A.與足量溴反應B.通入足量溴水中
C.在一定條件下通入氫氣?。模謩e進行燃燒
也可用引入方式:
[投影展示]水果圖片
[問]我們在買香蕉的時候是愿意買青香蕉還是黃的?為什么?
教學回顧:
教案
課題:第三章第二節(jié)來自石油和煤的兩種基本化工原料(2)------苯與芳香烴授課班級
課時1.5
教學目的
知識與技能1、了解苯的物理性質(zhì)和分子組成以及芳香烴的概念
2、掌握苯的結(jié)構(gòu)式并認識苯的結(jié)構(gòu)特點
3、理解共價單鍵的可旋轉(zhuǎn)性
4、掌握苯的鹵代反應、硝化反應等性質(zhì)
過程
與
方法1、通過苯的實驗探究設計,提高設計實驗的能力
2、通過學習,增加小組合作、交流表達及科學探究的能力
3、通過本的主要化學性質(zhì)的學習,掌握研究苯環(huán)性質(zhì)的方法
情感
態(tài)度
價值觀培養(yǎng)重視實驗的科學態(tài)度和對科學實驗的興趣,學習科學家的優(yōu)秀品質(zhì)
重點苯的主要化學性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系
難點苯的結(jié)構(gòu)推導
知識結(jié)構(gòu)與板書設計第三章第二節(jié)來自石油和煤的兩種基本化工原料(2)------苯與芳香烴
一、苯的物理性質(zhì)
1、無色、有特殊氣味的液體
2、密度比水小,不溶于水,易溶于有機溶劑
3、熔沸點低,易揮發(fā),用冷水冷卻,苯凝結(jié)成無晶體
4、苯有毒
二、苯的分子結(jié)構(gòu)
1、分子式:C6H6
2、最簡式(實驗式):CH
3、結(jié)構(gòu)特點:
○1正六邊形的平面結(jié)構(gòu)(12個原子共面)
○2鍵角是120°,六個碳碳鍵的鍵長、鍵能均相等
○3鍵長C-CC=C
○4苯分子中無一般單、雙鍵是一種介于單鍵和雙鍵之間的獨特的鍵
4、結(jié)構(gòu)式
5、結(jié)構(gòu)簡式(凱庫勒式)
三、苯的化學性質(zhì)
1、氧化反應:不能使酸性KMnO4溶液褪色
2、取代反應
(1)鹵代:
(2)硝化:
(3)磺化
3、加成反應
易取代、難加成、難氧化
第二課時(拓展)
四、苯的同系物
1、芳香烴:分子里含有一個或多個苯環(huán)的碳氫化合物
2、苯的同系物:具有苯環(huán)(1個)結(jié)構(gòu),且在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的有機物。
3、通式:CnH2n-6(n≥6)
4、同分異構(gòu)體及命名
5、化學性質(zhì)
(1)氧化反應:
○1 可燃性:CnH2n-6+O2nCO2+(n-3)H2O
○2苯環(huán)對側(cè)鏈的影響――使酸性KMnO4溶液褪色
(2)取代反應――側(cè)鏈對苯環(huán)的影響
教學過程
教學步驟、內(nèi)容教學方法、手段、師生活動
[引言]前面我們學習了來自石油的重要化工材料---乙烯,今天我們來學習另一類來自煤的重要化工原料---苯,這節(jié)課我們沿著科學家的足跡去探索苯的奧秘吧。
[板書]第三章第二節(jié)來自石油和煤的兩種基本化工原料(2)------苯與芳香烴
[講]19世紀初期,歐洲等許多國家都已普遍使用了煤氣照明,它帶動了煤炭工業(yè)的迅速發(fā)展。而從生產(chǎn)煤氣的原料中制備出煤氣之后,剩下一種油狀液體卻長期無人問津。油狀物的大量廢棄,造成了嚴重的環(huán)境污染。英國科學家法拉第是第一位對這種油狀液體感興趣的科學家,他想,要將它們變廢為寶,就必須對油狀物進行分離提純。煤焦油焦臭黑粘,化學家忍受著燒烤熏蒸,在爐前塔旁辛勤工作。法拉第花了整整五年的時間,終于利用蒸餾的方法將油狀液體成功分離,于1825年6月16日,向倫敦皇家學會報告,發(fā)現(xiàn)一種新的碳氫化合物,當時,法拉第將這種無色的液體稱之為“氫的重碳化合物”。1834年,德國化學家米希爾里希通過蒸餾苯甲酸和堿石灰的混合物,得到了與法拉第所制液體相同的一種液體,并命名為苯。讓我們先來研究一下苯的物理性質(zhì)。
[視頻]苯的熔沸點的比較
[板書]一、苯的物理性質(zhì)
1、無色、有特殊氣味的液體
2、密度比水小,不溶于水,易溶于有機溶劑
3、熔沸點低,易揮發(fā),用冷水冷卻,苯凝結(jié)成無晶體
4、苯有毒
[小結(jié)]研究物質(zhì)物理性質(zhì)的一般程序:看---顏色、狀態(tài);聞---氣味(苯有毒、不要求學生聞味);驗---溶;查(資料)---密度、熔點、沸點、毒性;
[過]法拉第發(fā)現(xiàn)苯以后,許多科學家立即對苯的組成進行測定
[講]法國化學家日拉爾立即對苯的組成進行測定,他發(fā)現(xiàn)苯僅有碳、氫兩種元素組成,其中碳元素的質(zhì)量分數(shù)為92.3%,苯蒸氣的密度為同溫同壓下乙炔的3倍,你能確定苯的分子式嗎?
[投影]
[板書]二、苯的分子結(jié)構(gòu)
1、分子式:C6H6
2、最簡式(實驗式):CH
[問]根據(jù)苯的分子式,你能寫出其結(jié)構(gòu)式嗎?
[講]19世紀的科學家進行了研究,當時的有機化學剛發(fā)展起來,比較成熟的理論只有“碳四價學說”和“碳鏈學說”。按照我們學的烷烴、烯烴等不飽和烴的經(jīng)驗,C6H6比飽和的烷烴少了8個H原子,分子中可能有四個雙鍵?;騼蓚€雙鍵,一個叁鍵,或兩個叁鍵等。請根據(jù)這兩種學說寫出C6H6可能的鏈狀結(jié)構(gòu)簡式
[投影]學生練習中可能出現(xiàn)的情況
(1)CH C—CH2—CH2—CCH
(2)CH3—CC—CC—CH3
(3)CH2CH—CH2—CH2—CCH2
(4)CH2 C CH—CH C CH2
(5)CHC—CH2—CCH
[問]我們知道,物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)又反映結(jié)構(gòu)。若苯分子為上述結(jié)構(gòu)之一,則其應該具有什么重要化學性質(zhì)?可設計怎樣的實驗來證明?
[投影實驗]1.能否使溴水褪色(發(fā)生加成反應)?
2.能否使高錳酸鉀酸性溶液褪色(發(fā)生氧化反應)?
[講]苯不能使酸性的KMnO4溶液褪色,說明苯分子中不含C==C等不飽和鍵,因此上述結(jié)構(gòu)不合理。
[講]通過上面實驗我們否定了苯的鏈狀結(jié)構(gòu)。苯分子的結(jié)構(gòu)究竟如何,這在十九世紀是個很大的化學之謎,試畫出可能的結(jié)構(gòu)。
[投影]
[講]但實驗證明,苯能與氫氣發(fā)生加成反應,三棱柱烷又一次被推翻。
[講]苯分子到底是什么樣的結(jié)構(gòu)呢?這在十九世紀是一個很大的化學之謎。19世紀的許多科學家做了許多關(guān)于苯的性質(zhì)實驗,力圖從性質(zhì)出發(fā)推導出苯的結(jié)構(gòu),其中有這樣兩個實驗引起了科學的注意:一是苯與液溴在鐵粉做催化劑的條件下發(fā)生了取代反應,這說明苯能發(fā)生取代反應,且它的一溴代物只有一種;二是苯在特殊條件下可與氫氣發(fā)生加成反應
[過]苯不能使酸性KMnO4溶液氧化,一般情況下也不能與溴發(fā)生加成反應,而是發(fā)生取代反應,說明苯具有飽和烴的性質(zhì),不含有C==C;而能與氫氣加成說明苯具有不飽和烴的性質(zhì),應含有C==C,這種相互矛盾的結(jié)論使19世紀的科學衫陷入了困境。
[講]由苯的一溴代物只有一種,說明苯分子的六個氫原子應該是等效的,想到苯可能是一種環(huán)狀結(jié)構(gòu)是不難的,而且由苯與氫氣的加成產(chǎn)物C6H12,想到苯分子中只能有一個碳環(huán)。但當時要超越碳鏈學說而想到環(huán)狀結(jié)構(gòu)卻是非常不容易的。
[視頻]苯的結(jié)構(gòu)背景:苯分子結(jié)構(gòu)的確定曾經(jīng)是困擾19世紀化學家的一大難題......
1825年,英國科學家法拉第首先發(fā)現(xiàn)了苯。1834年,德國科學家米希爾里希為苯進行了命名。其后,法國化學家日拉爾等人確定苯的相對分子質(zhì)量和分子式。
苯分子中碳含量之高,令科學家們?yōu)橹@訝,從此他們踏上了探究苯結(jié)構(gòu)的漫漫征途。
斗轉(zhuǎn)星移,整整近四十個春秋,讓我們豁然開朗,為之振奮的時刻出現(xiàn)了。他就是極富想象力的德國化學家凱庫勒,曾提出了碳四價學說和碳原子間可以連接成鏈這一重要學說。但就是這樣一位想象力豐富的學者也被曾經(jīng)定勢思維所束縛,曾長期認為苯分子結(jié)構(gòu)是鏈狀,因而苦思冥想,不得其解。
1864年冬天,凱庫勒為探索苯分子的結(jié)構(gòu)殫精竭慮,日則忘食。一夜于夢中,突見一蛇,盤盤焉自食其尾。凱氏于夢中突獲靈感,躍身而起,將夢魂中蛇自咬尾巴形象畫出。其時,凱氏腦海轟然,陀然作聲。六碳原子首尾相連之形得以,然后凱氏再予每個碳原子連接一個氫原子,于是,苯環(huán)結(jié)構(gòu)豁然而成焉。
[講]德國化學家凱庫勒由于揭開這個謎而名垂青史。凱庫勒早年曾是建筑系的學生,有著豐富的想象力。一個個碳原子、氫原子如同建筑中的磚頭,在他的頭腦中構(gòu)筑成了一個一個奇妙的分子結(jié)構(gòu)圖景。然而,苯的6個碳和6個氫和它獨特的性質(zhì),卻使他徹夜難眠,難道自己的想象力枯竭了嗎?雖然他已在草紙上寫下了幾十個苯的結(jié)構(gòu),但沒有一個令人滿意,它將所有的稿紙扔進了壁爐,然后就在溫暖的壁爐前睡著了。
然而,苯的6個碳原子國家礦產(chǎn)儲量管理局的鏈象蛇一樣盤繞卷曲,侵襲著他的夢。忽見一條蛇咬住了自己的尾巴,并旋轉(zhuǎn)不停。他象觸電般的猛醒起來,意識到這就是苯的結(jié)構(gòu),于是,他在1866年提出了兩個假設。
[投影]凱庫勒假說
1、苯的六個碳原子形成環(huán)狀閉合的平面正六邊形
2、每個碳原子均連接一個氫原子。
3、環(huán)內(nèi)碳碳單雙鍵交替。
[投影]凱庫勒式
[問]這一結(jié)構(gòu)式符合“碳四價”學說,較好的解釋了苯分子的一溴代物只有一種,且能與氫氣加成等等化學性質(zhì),但根據(jù)這一結(jié)構(gòu),我們應該推測出苯的應該不同和含有不飽和鍵,能使溴水褪色的性質(zhì),這與實驗事實相矛盾。為了解釋這一結(jié)構(gòu)與實驗事實的矛盾,凱庫勒又提出了補充假說:苯分子中碳碳雙鍵與碳碳單鍵不是固定的,而是以一定的頻率快速交替出現(xiàn)的。
[講]現(xiàn)代科學對苯分子的結(jié)構(gòu)進行了精準的研究,提出了苯的結(jié)構(gòu)特點
[板書]3、結(jié)構(gòu)特點:
○1正六邊形的平面結(jié)構(gòu)(12個原子共面)
○2鍵角是120°,六個碳碳鍵的鍵長、鍵能均相等
○3鍵長C-CC=C
○4苯分子中無一般單、雙鍵是一種介于單鍵和雙鍵之間的獨特的鍵
[小結(jié)]苯環(huán)上不是由碳碳單鍵和碳碳雙鍵交替的,凱庫勒的猜想具有一定的局限性。事實上苯環(huán)上的碳碳鍵是介于單鍵和雙鍵之間的一種特殊的化學鍵,為了表示苯分子這一結(jié)構(gòu)特點,我們可以用如下表示:
[板書]4、結(jié)構(gòu)式
5、結(jié)構(gòu)簡式(凱庫勒式)
[講]凱庫勒發(fā)現(xiàn)苯分子是環(huán)狀結(jié)構(gòu)的過程,富有傳奇色彩。凱庫勒能夠從夢中得到啟發(fā),成功地提出結(jié)構(gòu)學說,并不是偶然的,這與他本人具有廣博而精深的化學知識、勤奮鉆研的品質(zhì)和執(zhí)著追求的科學態(tài)度是分不開的。
正如他說的:“到達知識高峰的人,往往是以渴求知識為動力,用畢生精力進行探索的人,而不是那些以謀取私利為目的的人。”
為了紀念凱庫勒對苯分子結(jié)構(gòu)的巨大貢獻,現(xiàn)在仍沿用凱庫勒結(jié)構(gòu)式表示.
[過]我們現(xiàn)在知道了苯的結(jié)構(gòu),這種特定的結(jié)構(gòu)決定了苯具有獨特的性質(zhì),從前面所學的知識中我們可以得到苯有哪些化學性質(zhì)呢?
[板書]三、苯的化學性質(zhì)
[講]苯較穩(wěn)定,不能使酸性KMnO4溶液褪色,能燃燒,但由于其含碳量過高,而出現(xiàn)明顯的黑煙。
[板書]1、氧化反應:不能使酸性KMnO4溶液褪色
[講]以前學習的飽和烷烴可以發(fā)生取代反應,苯分子的環(huán)狀結(jié)構(gòu)使得苯環(huán)上的氫原子會不會具有和烷烴類似的性質(zhì)?若能取代,條件又是怎樣呢?
[實驗視頻]苯的溴代
[板書]2、取代反應
(1)鹵代:
[投影小結(jié)]溴代反應注意事項:
1、實驗現(xiàn)象:燒瓶內(nèi):液體微沸,燒瓶內(nèi)充滿有大量紅棕色氣體。
錐形瓶內(nèi):管口有白霧出現(xiàn),溶液中出現(xiàn)淡黃色沉淀。
2、加入Fe粉是催化劑,但實質(zhì)起作用的是FeBr3
3、加入的必須是液溴,不能用溴水,苯不與溴水發(fā)生化學反應,只能是萃取作用。
4、長直導管的作用是:導出HBr氣體和冷凝回流
5、純凈的溴苯為無色油狀液體,不溶于水,密度比水大。新制得的粗溴苯往往為褐色,是因為溶解了未反應的溴。欲除去雜質(zhì),應用NaOH溶液洗液后再分液。
方程式:Br2+2NaOH==NaBr+NaBrO+H2O
[思考與交流]1、錐形瓶中導管末端為什么不插入液面以下?
錐形瓶中導管末端不插入液面以下,防止倒吸(HBr極易溶于水)
2、如何證明反應是取代反應,而不是加成反應?
證明是取代反應,只要證明有HBr生成。
3、HBr可以用什么來檢驗?
HBr用AgNO3溶液檢驗或紫色石蕊試液
[視頻實驗]苯的硝化
[板書](2)硝化:
[講]苯分子中的氫原子被硝基取代,所以稱為硝化反應
[講]硝基苯,無色,油狀液體,苦杏仁味,有毒,密度水,難溶于水,易溶于有機溶劑
[思考與交流]1、藥品添加順序?
先濃硝酸,再濃硫酸冷卻到50℃以下,加苯
2、怎樣控制反應溫度在60℃左右?
用水浴加熱,水中插溫度計
3、試管上方長導管的作用?
冷凝回流
4、濃硫酸的作用?
催化劑
5、硝基苯不純顯黃色(溶有NO2)如何除雜?
硝基苯不純顯黃色(溶有NO2)用NaOH溶液洗,分液
[板書](3)磺化
[講]-SO3H叫磺酸基,苯分子里的氫原子被硫酸分子里的磺酸基所取代的反應叫磺化反應。
[過]我們從苯分子的結(jié)構(gòu)可以知道苯環(huán)上的碳原子之間的化學鍵是一種介于C-C單鍵和C=C雙鍵之間的特殊的鍵。既然它能像烷烴那樣發(fā)生取代反應,那么它也應該能像烯烴那樣發(fā)生加成反應。前邊已經(jīng)證實其不能使溴水褪色,即一般不易加成,但在特殊的條件下,苯仍能發(fā)生加成反應。
[板書]3、加成反應
[講]苯跟氫氣在鎳存在的條件下加熱可生成環(huán)已烷,像烷烴一樣飽和,故其化學性質(zhì)與烷烴相似
[知識拓展]苯與氯氣發(fā)生加成制得農(nóng)藥六六六
[小結(jié)]總之,苯既具有飽和烴的性質(zhì),又具有不飽和烴的性質(zhì),而且它進行取代反應比飽和烴要容易,進行加成反應比不飽和烴要困難,苯的這種特殊性質(zhì)常稱為苯的芳香性。
[板書]易取代、難加成、難氧化
第二課時(拓展)
[過]上節(jié)課我們學習和討論了苯的物理性質(zhì)及重要用途,苯分子的結(jié)構(gòu)特點和主要的化學性質(zhì),本節(jié)課我們來學習苯的同系物的相關(guān)知識。
[板書]四、苯的同系物
[問]什么叫芳香烴?芳香烴一定具有芳香性嗎?
[板書]1、芳香烴:分子里含有一個或多個苯環(huán)的碳氫化合物
[講]芳香烴只是沿用名而已,因大多數(shù)芳香類的化合物并沒有芳香性,因此該名稱沒有實際意義。
[講]苯是最簡單的最基本的芳香烴,按照同系物的定義,若在苯分子中增加一個或兩個CH2原子團,其分子式將會變成什么?
運用數(shù)學思想,將分子式中碳原子數(shù)設為n,觀察、分析、討論苯、甲苯、二甲苯中氫原子數(shù)與對應碳原子數(shù)n的關(guān)系,并得出氫原子數(shù)為2n-6。因此,苯及其同系物的通式為CnH2n-6
[板書]2、苯的同系物:具有苯環(huán)(1個)結(jié)構(gòu),且在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的有機物。
3、通式:CnH2n-6(n≥6)
[注意]苯環(huán)上連結(jié)的必須是烷烴基。
[板書]4、同分異構(gòu)體及命名
[副板書邊講邊練]
甲苯(C7H8)
C8H10:乙苯鄰二甲苯
間二甲苯 對二甲苯
[注意]鄰、間、對的沸點是逐漸降低
[隨堂練習]請寫出C8H10的一氯代物的同分民構(gòu)體
[講]苯環(huán)和側(cè)鏈的相互影響使苯的同系物的性質(zhì)發(fā)生明顯變化,應該注意的是,甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色,是苯環(huán)上的烷烴基被氧化,是苯環(huán)上對烷基即側(cè)鏈影響的結(jié)果。
[板書]5、化學性質(zhì)
(1)氧化反應:
○1 可燃性:CnH2n-6+O2nCO2+(n-3)H2O
○2苯環(huán)對側(cè)鏈的影響――使酸性KMnO4溶液褪色
[講]都是直接連接在苯環(huán)上的碳原子(結(jié)合了氫原子)直接被酸性KMnO4溶液氧化成苯甲酸,若直接結(jié)合在苯環(huán)上的碳原子上沒有結(jié)合的氫原子,這樣的苯的同系物不能使酸性KMnO4溶液褪色
[思考與交流]如何區(qū)分甲苯與苯?
看是否能使酸性KMnO4溶液褪色
[講]氧化反應說明了苯環(huán)對側(cè)鏈上的烴基產(chǎn)生了明顯的影響,使其被氧化,而我們知道作用是相互的,反過來側(cè)鏈上的烴基對苯環(huán)會不會有什么影響呢?答案是肯定的,由于側(cè)鏈對烴基的影響,使得苯環(huán)上的氫更容易被取代了,如甲苯發(fā)生硝化反應
[板書](2)取代反應――側(cè)鏈對苯環(huán)的影響
[講]三硝基甲苯,俗稱TNT,淡黃色針狀晶體,不溶于水,在雷汞引爆下爆炸,是安全炸藥
[投影小結(jié)]
苯環(huán)上的氫被取代
甲基上的氫被取代
[自我評價]
1、下列哪些不能說明苯環(huán)不是單、雙鍵交替的結(jié)構(gòu)(?。?br>
A.苯的一溴代物無同分異構(gòu)體。
B.苯的鄰二溴代物無同分異構(gòu)體。
C.苯不能使Br2水或KMnO4褪色。
D.苯環(huán)上的碳碳鍵均相等
2、下列關(guān)于苯的性質(zhì)的敘述中,不正確的是()
A、苯是無色帶有特殊氣味的液體
B、常溫下苯是一種不溶于水且密度小于水的液體
C、苯在一定條件下能與溴發(fā)生取代反應
D、苯不具有典型的雙鍵所應具有的加成反應,故不可能發(fā)生加成反應
3、下列關(guān)于苯分子結(jié)構(gòu)的說法中,錯誤的是()
A、各原子均位于同一平面上,6個碳原子彼此連接成為一個平面正六邊形的結(jié)構(gòu)。
B、苯環(huán)中含有3個C-C單鍵,3個C=C雙鍵
C、苯環(huán)中碳碳鍵是一種介于單鍵和雙鍵之間的獨特的鍵。
D、苯分子中各個鍵角都為120o
以史為鑒,滲透化學史教育又引發(fā)學生對新知識的探求精神
啟發(fā)學生認識物理性質(zhì)的一般過程
檢查學生對有機物組成的基本計算方法掌握的情況
引導學生根據(jù)已有的知識用假說的方法研究苯的結(jié)構(gòu)
指導學生以事實為依據(jù)驗證假說,培養(yǎng)學生的實驗能力和實事求是的科學態(tài)度。
引導學生體會物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)又反映結(jié)構(gòu)的辯證關(guān)系。
教學回顧:
第二節(jié)來自石油和煤的兩種基本化工原料
一名優(yōu)秀的教師就要對每一課堂負責,教師要準備好教案,這是老師職責的一部分。教案可以讓上課時的教學氛圍非?;钴S,減輕教師們在教學時的教學壓力。那么一篇好的教案要怎么才能寫好呢?考慮到您的需要,小編特地編輯了“第二節(jié)來自石油和煤的兩種基本化工原料”,僅供參考,大家一起來看看吧。
第二節(jié)來自石油和煤的兩種基本化工原料一、教學目標:(一).知識與技能1、了解乙烯是石油裂化產(chǎn)物2、探究乙烯分子的組成、結(jié)構(gòu)式;掌握乙烯的典型化學性質(zhì),掌握加成反應3、了解乙烯的的用途(二).過程與方法通過對乙烯的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的學習,進一步理解有機物的“結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”,形成學習有機化學的思維方法。(三).情感態(tài)度與價值觀學會化學中對有機物進行科學探究的基本思路和法,強化科學意識,激發(fā)學習有機化學的興趣。能從生活實際出發(fā),認識乙烯廣泛應用,初步學習如何進行理論與實際的聯(lián)系,體驗有機化學知識的學以致用。二、教學重點難點:乙烯的加成反應、乙烯結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系三、教學過程--【引入】右圖為剛剛摘下不久的香蕉和成熟的香蕉,摻在一塊放置幾天的結(jié)果是香蕉已經(jīng)全部變黃。為什么剛剛摘取不久的青香蕉與較熟的香蕉保存在一塊就都變黃了呢?這就是我們今天要學習的乙烯的功勞?!景鍟康诙?jié)來自石油和煤的兩種基本化工原料――乙烯我們常說煤是工業(yè)的糧食,石油是工業(yè)的血液,從煤和石油不僅可以得到多種常用燃料,而且可以從中獲取大量的基本化工原料。乙烯就是一種最重要的石油化工產(chǎn)品,也是重要的石油化工原料。衡量一個國家化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平的標志是什么?(乙烯的產(chǎn)量)乙烯在化學工業(yè)上有哪些重要的用途?參照課本P58思考與交流中乙烯的用途【教師】到底乙烯是怎樣的物質(zhì)呢?能否從石油中得到乙烯?從石油分溜中得到的石蠟油進一步加熱會得到什么呢?【探究實驗】教材P59石蠟油的分解實驗,將分解產(chǎn)生的氣體通入溴水、高錳酸鉀溶液,分別觀察現(xiàn)象【學生】觀察現(xiàn)象,并填寫下表
實驗
現(xiàn)象
結(jié)論
通入KMnO4(H+)
溶液褪色
乙烯可被KMnO4氧化
通入溴的CCl4溶液
溶液褪色
乙烯可與溴的CCl4溶液中的Br2反應
點燃
火焰明亮,有黑煙
乙烯中的C含量較高
【學生】分組討論,上述兩種溶液褪色的原因?并填寫上表中的結(jié)論【教師】結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),乙烯的性質(zhì)與甲烷的差異是由其不同的結(jié)構(gòu)決定的決定的,乙烯與烷烴的結(jié)構(gòu)有何差異呢?【學與問】參照課本P59乙烯的球棍模型和比例模型,寫出乙烯分子的電子式和結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)簡式?!景鍟恳?、乙烯的分子組成和結(jié)構(gòu)分子式:C2H4,電子式:結(jié)構(gòu)式:結(jié)構(gòu)簡式:CH2==CH2【教師】乙烯分子二個碳原子和四個氫原子在同一個平面上,鍵角為1200【板書】分子構(gòu)型:平面型;鍵角:120°【教師】乙烯分子在結(jié)構(gòu)上最大的特點就是含有一個碳碳雙鍵,是不飽和烴。乙烯分子的這種不飽和性使得其化學性質(zhì)非?;顫姡梢园l(fā)生很多化學反應。【引導閱讀】:乙烯的化學性質(zhì)P60【板書】二、乙烯的化學性質(zhì)【共同討論】:師生共同進行【板書】乙烯物理性質(zhì):無色稍有氣味的氣體,比空氣輕,難溶于水。1、氧化反應(1)、燃燒—乙烯在空氣中燃燒,產(chǎn)生明亮的火焰并伴有黑煙,同時放出大量的熱。反應方程式:C2H4+3O22CO2+2H2O【思考與交流】乙烯在空氣中燃燒,為什么會有黑煙?【教師】乙烯燃燒時產(chǎn)生的黑煙主要是由于乙烯中碳元素含量較大,發(fā)生不完全燃燒,反應中有碳單質(zhì)生產(chǎn)。(2)、乙烯使酸性高錳酸鉀溶液褪色反應的實質(zhì)是酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性,能使乙烯被氧化?!景鍟?、加成反應——有機物分子中的不飽和鍵(雙鍵或三鍵)兩端的碳原子與其他原子或原子團直接結(jié)合生成新的化合物的反應叫做加成反應?!窘處煛吭诩映煞磻?,不飽和鍵中的1個(雙鍵或三鍵)或2個鍵(三鍵)斷裂。不飽和鍵兩端的原子分別與其他原子或原子團連接在一起。如乙烯與溴的加成反應:
1,2-二溴乙烯
這就是溴水褪色的原因【練習】寫出下列反應的化學方程式(1)乙烯與氫氣反應(2)乙烯與氯氣反應(3)乙烯與氯化氫反應(4)乙烯與水在加壓、加熱和催化劑條件下反應【思考與交流】如何鑒別甲烷和乙烯氣體,你能設計出幾種方案?【板書】3、加聚反應【教師】從打開雙鍵看乙烯的自身加成——高分子材料乙烯的加聚反應:
聚乙烯
【教師】聚乙烯無毒,生活中用來包裝食品的塑料袋就是聚乙烯【思考】根據(jù)乙烯發(fā)生加聚反應的原理,判斷下列物質(zhì)能否發(fā)生加成反應,能發(fā)生的寫出反應的化學方程式。①CH2=CHCl(氯乙烯)②CF2=CF2(四氟乙烯)【教師】氯乙烯加聚后得到的產(chǎn)物叫聚氯乙烯,也可制成塑料包裝袋,但不能用來包裝食品,聚氯乙烯因為有毒【教師】認識了乙烯的典型化學性質(zhì),乙烯有什么用途呢?學生閱讀教材P61頁?!景鍟咳⒁蚁┑挠猛尽拘〗Y(jié)】制取酒精、橡膠、塑料等,并能作為植物生長調(diào)解劑和水果的催熟劑等。【課堂練習】1、下列各反應中屬于加成反應的是()
A、CH2==CH2+H—OHCH3—CH2—OH
催化劑
加壓、加熱
B、H2+Cl22HCl
光照
D、CH3—CH3+2Cl2CH2Cl—CH2Cl+2HCl
催化劑
O
C、CH3—C—H+H2CH3—CH2—OH
催化劑
2、甲烷是最簡單的烷烴,乙烯是最簡單的烯烴,下列物質(zhì)中,不能用來鑒別二者的是()A.水B.溴水C.溴的四氯化碳溶液D.酸性高錳酸鉀溶液
3、工業(yè)上生產(chǎn)乙烯最主要的途徑是()
A.乙炔加氫B.乙醇脫水C.石油裂解D.煤炭干餾4、在實驗室里制取乙烯,常因溫度過高而使乙醇和濃H2SO4反應生成少量的SO2,有同學設計下列實驗以確認上述混和氣體中有C2H4和SO2。(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ裝置中可盛放的試劑是Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,(將下列有試劑的序號填入空格內(nèi))。A.品紅溶液B.NaOH溶液C.濃H2SO4D.酸性KMnO4溶液(2)能說明SO2氣體存在的現(xiàn)象是(3)使用裝置Ⅱ的目的是(4)使用裝置Ⅲ的目的是(5)確定含有乙烯的現(xiàn)象是★(補充乙烯實驗室制法)5、某烯烴與H2加成后的產(chǎn)是則該烯烴的結(jié)構(gòu)式可能()A.1種B.2種C.3種D.4種
高一必修2《來自石油和煤的兩種基本化工原料》教學反思
教案課件是老師不可缺少的課件,大家應該開始寫教案課件了。只有寫好教案課件計劃,才能夠使以后的工作更有目標性!你們知道哪些教案課件的范文呢?下面是小編為大家整理的“高一必修2《來自石油和煤的兩種基本化工原料》教學反思”,希望對您的工作和生活有所幫助。
高一必修2《來自石油和煤的兩種基本化工原料》教學反思
本節(jié)課是《來自石油和煤的兩種基本化工原料》第一課時,教學內(nèi)容是乙烯相關(guān)知識,學習目標有兩點:
1.了解乙烯的分子結(jié)構(gòu)特征
2.掌握乙烯的化學性質(zhì)
在教學中我緊緊圍繞學習目標,采用對比的方法展開教學。開始利用五分鐘時間對上一節(jié)課進行知識回顧。知識回顧過程中,學生思維活躍,積極展示,效果非常好。通過回顧,可知石油裂解的目的主要是獲得乙烯、丙烯等短鏈不飽和氣態(tài)烴。自然過渡到新課——乙烯。
在教學中,通過模型導入乙烯的分子結(jié)構(gòu),讓學生觀察乙烯的球棍模型和比例模型,思考乙烯分子結(jié)構(gòu)有什么特點?并與乙烷進行對比,展開討論,學生思維活躍,主動發(fā)言,總結(jié)出乙烯分子有平面形特點,這樣學生印象深刻。然后通過分子式、電子式、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡式的書寫強化本節(jié)課的學習重點。然后分析乙烯分子中兩個碳原子之間的兩個共價鍵是否相同,通過查找相關(guān)資料,獲取碳碳雙鍵的鍵能和建長相關(guān)數(shù)據(jù),知道碳碳雙鍵的鍵能比碳碳單鍵鍵能大,但小于碳碳單鍵鍵能的二倍,這樣可充分說明乙烯分子中兩個碳原子之間的兩個共價鍵不同,也體現(xiàn)了球棍模型的弊端,培養(yǎng)學生敢于質(zhì)疑,大膽探索,追求真理的精神。
在學習乙烯的化學性質(zhì)之前,回顧甲烷的化學性質(zhì),啟發(fā)學生思考總結(jié),學生展示,通過學生的展示強化了學生對已學知識的梳理,幫助學生養(yǎng)成良好的學習習慣,然后引出乙烯的化學性質(zhì),通過視頻觀察甲烷、乙烯的燃燒現(xiàn)象,增加了學生的直觀感受,再觀察甲烷、乙烯與酸性高錳酸鉀溶液實驗現(xiàn)象,甲烷不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,而乙烯、乙炔能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,引出氧化反應的概念,并與無機中的氧化還原反應概念進行比較,加深理解。再觀察乙烯和溴水反應的視頻,發(fā)現(xiàn)乙烯也能使溴水褪色,啟發(fā)學生思考乙烯使酸性高錳酸鉀溶液褪色和乙烯使溴水褪色原理是否相同?然后引出加成反應概念,引導學生閱讀書本,并說明加成反應是烯烴的特征反應,接著讓學生書寫加成反應的幾個方程式,再引出加聚反應的概念,了解聚乙烯的應用。
最后通過聯(lián)系日常生活,一年四季能吃上新鮮的水果,了解乙烯在化工生產(chǎn)中的應用,知道乙烯可作果實催熟劑和植物生長調(diào)節(jié)劑。
本節(jié)課亮點,緊緊圍繞目標進行教學,符合定向——結(jié)構(gòu)——活動教學模式,采用模型和多媒體教學,增強了教學的直觀性,學生參與面廣,符合新課改的教學理念,采用甲烷、乙烯對比學習,加深學生學習印象,增強教學的高效性,突出實驗教學,激發(fā)學生熱愛科學、不懈探索的精神。
本節(jié)課的興趣來源于生活實際及化學實驗,通過挖掘教材中生活內(nèi)容及進行實驗探究,調(diào)動學生的積極性,培養(yǎng)學生學習的興趣,讓學生感受到化學就在身邊,化學是有用的。教師備課要充分挖掘教材中含有的生活素材、充分利用教學資源,讓學生在活動中學習,在快樂中學習。
美中不足的是限于有些學生基礎差,教學時間緊有些化學方程式寫不好,課堂教學進行的還很不流暢,在以后的教學中還要加強訓練。
高二化學教案:《來自石油和煤的兩種基本化工原料》教學設計
作為杰出的教學工作者,能夠保證教課的順利開展,作為高中教師就要早早地準備好適合的教案課件。教案可以讓學生能夠在課堂積極的參與互動,幫助高中教師能夠更輕松的上課教學。那么如何寫好我們的高中教案呢?小編經(jīng)過搜集和處理,為您提供高二化學教案:《來自石油和煤的兩種基本化工原料》教學設計,供您參考,希望能夠幫助到大家。
本節(jié)要復習的內(nèi)容主要包含兩部分。
第一節(jié):最簡單的有機化合物——甲烷;第二節(jié):來自石油和煤的兩種基本化工原料。
甲烷是最簡單的有機化合物,可以說是有機物的母體。在復習時要充分認識到甲烷的結(jié)構(gòu)、性質(zhì),對以后有機物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)學習的指導作用。幫助學生從已學過的知識,包括甲烷的一些性質(zhì)入手,了解甲烷的存在、用途,掌握甲烷的化學性質(zhì):氧化反應、取代反應。
復習時還要引導學生體會結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)決定用途這一基本的學習方法,為以后學習其他有機物知識打下良好的基礎。
在培養(yǎng)“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”這一思想時,可以借鑒第一章《物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律》的有關(guān)知識。在第一章中,學生已經(jīng)知道原子結(jié)構(gòu)決定元素的化學性質(zhì)。在有機化學中,有機物分子結(jié)構(gòu),也決定著有機物的化學性質(zhì),這樣可以讓學生溫故而知新,同時也體現(xiàn)了無機、有機存在一定聯(lián)系的觀點,更有助于學生進一步理解有機物結(jié)構(gòu)式的重要作用。
復習時,還要充分調(diào)動學生學習的積極性、主動性,引導學生歸納、比較,學會從甲烷的性質(zhì)合理地推斷出烷烴的性質(zhì),即掌握從特殊到一般的歸納方法。指導學生通過對甲烷、烷烴的學習,探究出有機化學的學習方法,要特別讓學生認識到同分異構(gòu)現(xiàn)象,同分異構(gòu)的重要性,理解“同分異構(gòu)現(xiàn)象是有機物種類繁多的重要原因之一”的深刻含義。
第二節(jié):來自石油和煤的兩種基本化工原料。打破了原來老教材的編排體系,從存在入手,重點介紹乙烯、苯的結(jié)構(gòu)知識,這樣既擴大了學生的知識面,又減輕了學生的學習負擔。因為掌握了乙烯的性質(zhì),就等于掌握了不飽和烴的性質(zhì),掌握了苯的性質(zhì),就對芳香族化合物的知識有了一定的了解。
復習時,要緊密結(jié)合教材,按教材的編排順序:存在→用途→性質(zhì),引導學生歸納、比較乙烯、苯的性質(zhì)。充分利用教材的“科學探究”“學與問”等欄目,歸納出乙烯、苯的特征反應,從而培養(yǎng)學生的解析能力、類比能力,為以后的自主學習打下基礎。
通過本節(jié)課復習,要使學生進一步了解烯烴、乙烯、苯的結(jié)構(gòu)特征,初步掌握有機化學學習的規(guī)律、方法。
三維目標
知識與技能
1.了解有機物的結(jié)構(gòu)特點。
2.掌握甲烷的結(jié)構(gòu)及其化學性質(zhì)。
3.掌握同分異構(gòu)體的概念,掌握乙烯、苯的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)。
4.理解取代反應、加成反應的含義。[來源:學#科#網(wǎng)]
過程與方法
1.自主復習,引導學生歸納甲烷、烷烴、乙烯、苯的化學性質(zhì)及用途。
2.通過典型例題的解析,進一步理解同分異構(gòu)體的概念及應用。
3.通過實驗探究培養(yǎng)學生的實驗能力、探究能力。
情感、態(tài)度與價值觀
培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力,促使學生關(guān)注社會,熱愛科學。
要點提示
教學重點:甲烷、乙烯、苯的化學性質(zhì)。
教學難點:取代反應,加成反應,同分異構(gòu)體。
教具準備:甲烷、乙烷、乙烯、苯的球棍模型及比例模型,直餾汽油、裂化汽油、高錳酸鉀酸性溶液、四氯化碳溶液。
實物投影儀
[知識拓展]Cl2與甲烷的幾種取代產(chǎn)物(有機物)中,哪些屬于極性分子,哪些屬于非極性分子?
【例1】1 mol甲烷與氯氣發(fā)生取代反應,待反應完成后,測得四種取代產(chǎn)物物質(zhì)的量相等,則消耗氯氣的物質(zhì)的量為()
A.1 mol B.2 mol
C.2.5 molD.4 mol
[師]請同學們先分析,然后求解。
[生1]選A。因為,甲烷和氯氣發(fā)生取代反應,其物質(zhì)的量的比為 1∶1,1 mol甲烷與氯氣反應消耗氯氣的物質(zhì)的量也為1 mol。
[生2]應選D。因為甲烷和氯氣發(fā)生取代反應,生成四種產(chǎn)物:一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳,四種取代產(chǎn)物物質(zhì)的量相等,所以,需要氯氣的物質(zhì)的量為4 mol。
[生3]我認為應該選C。甲烷和氯氣發(fā)生取代反應,生成四種產(chǎn)物:CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4。因為四種物質(zhì)的物質(zhì)的量相等,根據(jù)C元素守恒,每種產(chǎn)物的物質(zhì)的量應該為0.25 mol。又根據(jù)Cl元素守恒,CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四種物質(zhì)中的Cl元素都來自于Cl2,又由取代反應的特點可以知道,n(Cl2)=n(Cl)=0.25 mol×1+0.25 mol×2+0.25 mol×3+0.25 mol×4=2.5 mol。
所以,選C。
[師]同學們看一看,誰解析的有理?
[生]最后一個正確!
[教師精講]對于取代反應,上去一個Cl,同時又下來一個Cl到HCl分子中去,因此,n(Cl2)=n(Cl),而不是n(Cl)=2n(Cl2),請大家記住這個特點。
答案:C
[師]請第二組同學發(fā)言
板 書:
(投影)
二、烷烴
[師]請同學們對此方案進行補充完善。
[生1]我感覺到對教材中表3-1還要認真研究一下,找出其中的變化規(guī)律,比如狀態(tài)、熔、沸點、相對密度等。
[生2]還有同系物概念也要包含進去。
[生3]“通式”就是烷烴通用的,表示其分子組成的式子,也要歸納進去。
[師](小結(jié))很好,烷烴是結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與甲烷相似的一類烴的總稱。我們要抓住其規(guī)律性的變化,找出其性質(zhì)與甲烷相似的根本原因:C—C單鍵,結(jié)構(gòu)相似。
[實物投影:修訂后的方案]
思考:
1.同分異構(gòu)體與同素異形體有什么區(qū)別?
2.乙烷的一氯取代產(chǎn)物有幾種?(指有機物,下同)
3.乙烷的二氯取代產(chǎn)物又有幾種?
4.乙烷分子中,位于同一平面上的原子最多有幾個?
[師]展示甲烷、乙烷的球棍模型,請一學生上臺根據(jù)模型講解。
【例2】下列各組物質(zhì)中,(1)屬于同位素的是________________;(2)屬于同素異形體的是____________________;(3)互為同系物的是__________________;(4)屬于同分異構(gòu)體的是________________;(5)屬于同種物質(zhì)的是________________________。
①O2和O3?、?/p>
[生1](1)② (2)①
[生2](3)④⑤
[生3](4)③⑥
[生4](5)④⑥
[師]哪個正確,哪個錯誤呢?
[生5](1)(2)(5)的答案是正確的,(3)(4)的答案是錯誤的。④⑥是同種物質(zhì),不是同分異構(gòu)體。
[師]本題主要考查同系物、同分異構(gòu)體、同位素和同素異形體幾個重要概念的辨析。解題的關(guān)鍵是正確把握幾種概念的含義,同位素是質(zhì)子數(shù)相同,中子數(shù)不同的原子;同素異形體是同一種元素形成的不同單質(zhì);同系物是結(jié)構(gòu)相似,組成上相差一個或者若干個CH2原子團的化合物;同分異構(gòu)體是指分子式相同,而結(jié)構(gòu)不同的化合物。
答案:(1)② (2)① (3)⑤ (4)③ (5)④⑥
[師]請第三組同學說說你們的方案。
板 書:
(投影)
[師]請同學們繼續(xù)討論、完善補充。
[生1]加成反應是乙烯(烯烴)的特征反應,可以把特征再說詳細些。
[生2]還要注意從定性解析到定量計算,即1 mol C===C與足量H2、Br2加成的物質(zhì)的量的比都是1∶1。
[師](小結(jié))乙烯是烯烴的代表,其特征反應是加成反應。
[知識拓展]1.烷烴的通式
2.聚乙烯的結(jié)構(gòu)簡式
【例3】把m mol的乙烯跟n mol H2混合于一密閉容器中,在適當條件下反應并生成p mol C2H6,若將所得的混合氣體燃燒,并全部生成CO2和H2O,需要氧氣的物質(zhì)的量為(單位:mo1)()
A.3m+n B.3m+n/2
C.3m+3p+n/2D.3m+n/2 -2p[來源:Z。xx。k.Com]
[生1]選C。因為m mol的乙烯完全燃燒,消耗3m mol O2,n mol H2完全燃燒,消耗n/2 mol O2,p mol C2H6完全燃燒,消耗3p mol O2。所以,選C。
[生2]我認為應該選D。應該去掉C2H6完全燃燒消耗的3p mol O2。
[師]乙烯與氫氣反應生成乙烷,消耗的O2的物質(zhì)的量不變,因此,直接根據(jù)乙烯和氫氣的物質(zhì)的量計算即可。
答案:B
[師]下面請第四組同學說說你們的討論結(jié)果。
板 書:
(投影)
四、苯
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有機物
分子結(jié)構(gòu)
主要化學性質(zhì)
反應特征
主要用途
獨特的鍵介于單鍵、雙鍵之間
氧化反應
取代反應
加成反應
能取代
[師](小結(jié))苯的獨特結(jié)構(gòu)導致其性質(zhì)也很特殊,不含單鍵,但又兼有單、雙鍵的性質(zhì)。同學們在學習時要認真加以體會。
[活動探究]
在苯與HNO3的反應中,為什么要采取50~60 ℃的溫度?要使溫度維持在此范圍內(nèi),應采取什么樣的措施?
[實物投影:幾種有機物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)比較]
表(一)
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有機物
存在與用途
結(jié)構(gòu)
化學性質(zhì)
特征反應
甲烷
乙烯
[來源:學|科|網(wǎng)]
苯
課堂小結(jié)
本節(jié)課我們復習了第一、二兩節(jié)內(nèi)容,要抓住結(jié)構(gòu)→性質(zhì)→用途這條主線掌握其特征反應,并能熟練應用。
布置作業(yè)
1.已知某混合氣體的體積百分組成為:80.0% CH4,15%C2H4和5.00%C2H6,請計算0.500 mol該混合氣體的質(zhì)量和標準狀況下的密度(g·L-1)。
(答案:9.25 g、0.826 g·L-1)