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高二化学教案:《乙醇、乙酸的结构与性质》教学设计

来源:学科网 2018-11-18 16:55:21

  第三节主要介绍乙醇、乙酸这两种常见的有机物的结构与性质。乙醇,俗称酒精,同学们在日常生活中较为熟悉,要引导学生联系实际,了解其物理性质。

  官能团,决定了有机物的主要性质,乙醇的官能团为羟基(—OH),要根据乙醇的结构式,根据—OH的特征复习乙醇的化学性质,与Na、O2反应等。乙酸也是同学们在日常生活中较为熟悉的物质。它的官能团是,乙酸是一种典型的弱酸,属于弱电解质,因此,要注意联系在无机化学中所学的相关知识:如酸的通性等。酯化反应,是新学习的有机反应,其本质属于取代反应,要明确其脱水的机理,要指导学生认真研究实验34酯化反应,启发学生多问几个为什么。

  第四节:基本营养物质。主要介绍糖类、油脂、蛋白质,这几种物质与我们的生活密切相关,复习时,也要充分利用已有的实践认识,比如:可以以热碱水洗碗为例,进一步理解油脂的水解,同时,也可以利用生物学上的相关知识,然后,再从化学的角度加入解析、学习。

  抓住糖的多官能团进行学习,推测其可能有的性质,以培养学生的推理能力,探究能力。复习时,要组织学生多讨论、多比较,充分发挥学生的主体作用。

  三维目标

  知识与技能


  1.了解乙醇、乙酸的重要用途。

  2.掌握乙醇、乙酸的化学性质。

  3.了解糖、蛋白质的重要性质与用途。

  过程与方法

  1.引导学生采用归纳、比较法进行复习。

  2.采用讨论法复习,培养学生的参与意识。

  情感、态度与价值观

  通过本节学习,培养学生的理论联系实际能力。

  要点提示

  教学重点

  乙醇、乙酸的性质,糖、蛋白质的特征反应。

  教学难点

  乙醇的催化氧化、酯化反应的机理。

  教具准备

  实物投影仪、钠、乙醇、酚酞试液、水、试管。

  [师]结构决定性质,化学反应的实质就是旧键的断裂及新键的形成,从图中所标出的①②③④处的化学键的断裂,同学们能否判断乙醇各发生了哪些反应?

  [生1]断①处键,可以发生酯化反应。

  [师]如果①②处键断裂,大家看看形成了什么样的物质?

  [生]形成了乙醛。

  [师]那么发生了什么反应?

  [生]氧化反应。

  [师]此时发生了催化氧化反应。

  [师]如果是③④两处键同时断裂呢?又形成了什么物质?

  [生]乙烯!

  (切换到幻灯片)

  【例1】 某有机物X的蒸气完全燃烧时需要3倍于其体积的氧气,产生2倍于其体积的CO2和3倍于其体积的水蒸气,有机物X在适当条件下能进行如下一系列转化:

  ①有机物X的蒸气在Cu或Ag的催化下能被O2氧化成Y。

  ②X能脱水生成烯烃Z,Z能和HCl反应生成有机物S。

  试解答下列问题:

  (1)写出下列物质的结构简式:X________;Y________;Z________;S________。

  (2)用化学方程式表示①~②有关转化反应方程式。

  [师]请同学们先试着解析已知条件,找出解题思路。

  [生]本题已知有机物燃烧时的耗氧量、生成CO2及水蒸气的量,由此,可以求出X的分子式,再根据性质,就可以得出答案。

  [师]解题时首先要审清题意,找出已知条件,弄清楚要求什么。找出了已知和未知的关系,就可以找出解题的思路。

  解析:由X燃烧的化学反应方程式:

  CxHyOz+3O2―→2CO2+3H2O

  根据质量守恒,可知:

  x=2;y=6;z=1

  即,X的分子式为C2H6O,由所给的性质可以得出:Y是乙醛,Z是乙烯,S是氯乙烷。

性质

现象及反应方程式

 

酸的通性[来源:Z§xx§k.Com][来源:学科网ZXXK][来源:学+科+网Z+X+X+K]

紫色石蕊试液

 

酚酞试液

 

Mg粉

 

Na2O

 

NaOH

 

CaCO3

 

酯化反应

乙醇

 

  [师]CH3COOH发生可逆电离,断①处键;发生酯化反应,断②处键。

  [师]乙酸酯化反应的实验,是一重要实验,请同学们认真看书,并思考以下问题。

  1.(2003江苏高考)无水乙酸又称冰醋酸(熔点16.6 ℃)(展示冰醋酸样品)。在温度较低时,无水乙酸就会凝结成像冰一样的晶体。请简单说明在实验中若遇到这种情况时,你将如何从试剂瓶中取出无水乙酸?

  2.实验中“用酒精灯缓缓加热”为什么?

  3.饱和Na2CO3溶液的作用是什么?

  4.导管口能否伸到Na2CO3饱和溶液的液面之下?

  [生1]取冰醋酸可以用玻璃棒撬。

  [生2]用镊子撬。

  [师]那就请你用玻璃棒或者镊子撬一下看是否合适。

  一同学上台撬冰醋酸,结果很难撬动。

  [师]大家集思广益,到底该怎么办?

  [生3]用酒精灯加热。

  [生4]放到热水中浸泡一会。

  [生5]可以用热毛巾捂。

  [师]能直接用酒精灯加热吗?

  [生]不能。盛冰醋酸的是普通玻璃瓶,不能直接加热。

  [师]可以采取第4、5个同学所说的方法,用温水或者热毛巾捂。

  [师]继续回答第2个问题。

  [生2]缓慢加热是为了防止乙醇挥发,因为乙醇沸点低易挥发,从而造成反应物损失,乙酸乙酯的产率降低。

  [生1]缓缓加热是为了防止反应剧烈,引起暴沸。

  [师]同学们的意见呢?哪个更合理?

  [生]第2个!

  [师]对!

  [师]第3个问题。

  [生1]Na2CO3溶液的作用是吸收挥发出的乙酸。

  [生2]对不起!不知道。

  [多媒体播放:参考答案——Na2CO3溶液的作用]

  [师]最后一个问题。

  [生1]便于观察乙酸乙酯的生成:一滴一滴地滴下!

  请完成下列问题:

  (1)试管A内在60~80 ℃时发生的主要反应的化学方程式为(注明反应条件):________________________________________。

  (2)如图所示在实验的不同阶段,需要调整温度计在试管A内的位置,在实验开始时温度计水银球的位置应在____________________________;当试管A内的主要反应完成后温度计水银球的位置应在__________________,目的是______________________。

  (3)烧杯B的作用是________________________________;烧杯B内盛装的液体可以是__________________________________(写出一种即可)。

  (4)若想检验试管C中是否含有产物乙酸,请你在所提供的药品中进行选择,设计一个简便的实验方案。

  所提供的药品有:pH试纸、紫红色的石蕊试纸、白色的醋酸铅试纸、碳酸氢钠粉末。实验仪器任选。该方案为______________________________________________________。

  [生1]本题的原理是乙醛氧化制备乙酸,然后验证乙酸的性质。

  [生2]A作为反应器,制备乙醛,B作为反应提供的条件——加热,C用来收集乙酸。

  [师]题中所给的几种物质的沸点,这些数据的作用是什么?

  [生3]我认为,是加热的温度,因为乙酸的沸点是117.9 ℃,要想使乙酸顺利蒸发出,选甘油为好。

  [师]可不可以选乙二醇?

  [生4]可以,只要温度高于乙酸的沸点是117.9 ℃即可。

  [师]正确。

  [生5]检验乙酸,可以用pH试纸。

  [生6]也可以用碳酸氢钠。

  [师]哪个方案最好呢?

  [生]pH试纸简单!

  (实物投影仪投影几份学生的答案)

  [师]同学们解析得不错。本题属于实验题,可以根据已知的条件,结合实验装置图,解析其反应原理,然后,再依据原理,结合问题,得出答案。

  (1)写反应方程式时,要注意条件、配平。

  (2)温度计是用来指示温度的,开始时是制备乙醛,温度应该控制在60~80 ℃,反应完成后,需要蒸馏出乙酸,所以,温度计应该是指示乙酸的沸点,所以,水银球应该位于支管口。

  (3)B的作用是加热均匀,同时使生成的乙酸蒸馏出。

  (4)可以用pH试纸检验乙酸。

  答案:(1)2CH3CHO+O2

 

组成元素

代表物

代表物分子

性质

联系

单糖

CHO

果糖

C6H12O6

酯化反应

互为同分异构体

葡萄糖

C6H12O6

酯化反应

银镜反应

双糖

CHO

蔗糖

C12H22O11

水解,产物为葡萄糖、果糖

互为同分

异构体

麦芽糖

C12H22O11

水解,产物为葡萄糖

多糖

CHO

淀粉

(C6H10O5)n

水解,遇碘水变蓝

不是互为同

分异构体

纤维素

(C6H10O5)n

水解

  请填空:

  (1)过程①是__________反应,过程②是__________反应,过程③是__________反应。(填写反应类型的名称)

  (2)过程④的另一种生成物是__________(填写化学式)。

  (3)上述物质__________和__________互为同分异构体。(填写字母代号)

  [师]请同学们先思考,可以讨论。

  [生1]①是消去反应,②是加成反应,③是氧化反应。

  [生2]根据质量守恒可以知道,④的另一种产物应该是CO2。

  [生3]A和C互为同分异构体。

  [师]很好。

  [师]本题看似较难,但是,起点高落点低,考查的是基本的概念,只要概念清晰,审题仔细,是可以做出的。

  答案:(1)①消去 ②加成 ③氧化 (2)CO2 (3)A C

  课堂小结

  本节课我们大家通过讨论的方法对所学过的内容进行了归纳、比较,既巩固了知识,又训练培养了大家的自主学习能力,一举两得。

  布置作业

  1.生活中的问题常涉及化学知识,下列过程不涉及化学变化的是(  )

  A.用食醋或醋精除去暖瓶内的水垢     B.用四氯化碳擦去圆珠笔油渍

  C.用糯米饭、酒曲等自制甜酒酿           D.福尔马林的稀溶液浸制生物标本

  2.下列是某种高分子化合物的部分结构片断。这种高分子化合物可能是(  )

  1.当下列物质:①大理石 ②钟乳石 ③锅垢 ④贝壳 ⑤蛋壳,分别滴加醋酸时,会产生相同气体的有(  )

  A.①②      B.④⑤

  C.①②③         D.①②③④⑤

  2.据报道,2002年10月26日俄罗斯特种部队在解救人质时除使用了非致命武器芬太奴外,还使用了一种麻醉作用比吗啡强100倍的氟烷,已知氟烷的化学式为C2HClBrF3,则沸点不同的上述氟烷有(  )

  A.1种       B.2种

  C.3种       D.4种

  3.近年来,建筑装潢装饰材料进入家庭,调查发现若经过装修的居室中由装潢装饰材料缓慢释放出来的化学污染物浓度过高,会影响健康。这些污染物中最常见的是(  )

  A.CO

  B.SO2

  C.甲醛、甲苯等有机物蒸气

  D.臭氧

  4.用硫酸酸化的CrO3遇酒精后,其颜色会从红色变为蓝绿色,用这个现象可以测得汽车司机是否酒后开车。反应的方程式为2CrO3+3C2H5OH+3H2SO4===Cr2(SO4)3+3CH3CHO+6H2O,此反应的氧化剂是(  )

  A.H2SO4             B.CrO3

  C.Cr2(SO4)3         D.C2H5OH

  5.下列实验:①淀粉水解 ②纤维素水解 ③乙酸乙酯制取 ④由乙醇制取乙烯 ⑤用苯和硝酸制取硝基苯。实验中用到浓硫酸的是(  )

  A.③④                 B.③④⑤

  C.②③④⑤             D.①②③④⑤

  6.过氧乙酸(CH3COOOH)是一种高效消毒剂,具有很强的氧化性和腐蚀性,它可由冰醋酸与过氧化氢在一定条件下制得;还可以迅速杀灭多种微生物,包括多种病毒(如:SARS病毒)、细菌、真菌及芽孢,有关过氧乙酸的叙述正确的是(  )

  A.过氧乙酸与羟基乙酸(HOCH2COOH)互为同分异构体

  B.过氧乙酸可与苯酚混合使用

  C.由过氧化氢与醋酸制取过氧乙酸的反应属于氧化还原反应

  D.浓过氧乙酸中加入少许紫色石蕊试液,振荡后试液一定呈红色

  7.据报道,某煤矿井下采煤面瓦斯突出,发生爆炸,当场造成56人死亡,92人生死不明。截至记者发稿时,经过全力搜救,目前又发现4名遇难矿工遗体,死亡人数增至60人。其中,55人系窒息死亡。目前,尚有88名矿工下落不明。根据以上信息完成下列问题:

  (1)写出瓦斯爆炸的化学方程式:______________________________________。

  (2)可燃性气体的爆炸都有一个爆炸极限,所谓爆炸极限是指可燃气体(或蒸气或粉尘等)与空气混合后,遇火产生爆炸的最高或最低浓度(通常以体积百分数表示)。下表是甲烷在空气和纯氧气中的爆炸极限。

 

空气中

纯氧气中

甲烷的爆炸极限

5.0%~15%

5.0%~60%

  下面是瓦斯和空气组成的混合气体中瓦斯的体积含量,从是否能够爆炸方面考虑,请判断哪些是不安全的________。

  A.3%                     B.10%

  C.30%                    D.60%

  (3)请分析人为什么在瓦斯爆炸的矿中会窒息死亡:______________________________。

  (4)由矿井中的瓦斯爆炸,根据你的化学实验经验,你可以得出什么启示?(提示:对可燃性气体的加热、点燃操作应该注意的问题)___________________________________________。

  8.有关催化剂的催化机理等问题可从“乙醇催化氧化实验”得到一些认识,其实验装置如下图所示,其实验操作为:预先使棉花团浸透乙醇,并照图安装好装置;在铜丝的中间部分加热,片刻后开始(间歇性)鼓入空气,即可观察到明显的实验现象。

  (2)稳定性和可燃性:多数有机物受热容易分解,而且容易燃烧。

  (3)熔沸点:多数有机物熔沸点低,很多物质常温下为液态、气态,且液态物质易挥发。

  (4)导电性:多数有机物是非电解质,不易导电。

  (5)化学反应:一般比较复杂,反应速率较慢,还常伴有副反应发生,所以常需加热或使用催化剂以促进它们的进行。写有机反应方程式时一般用“―→”,而不用“===”,但方程式必须配平。

  有机物的简单分类:

  有机物可简单分成烃和烃的衍生物两大类。仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物,又称烃。烃又可分为烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等。

  (二)

  1.神奇的乙烯

  在自然界,植物从发芽到落叶,开花到落花,结果到落果的这种自然现象对人们来说,已是习以为常了。但是,你是否想过为什么会出现这种现象呢?

  先说植物的叶子为什么会脱落。树木的嫩叶慢慢地长大,经过一段时间,绿叶便慢慢地变黄、衰老,最后脱落。这种落叶是一种自然衰老现象。它就像所有有生命的东西一样,生长到一定时候便要衰老死亡。

  另一种落叶现象就是秋天的落叶。这种落叶是自然条件变化引起的。实际上是由于秋天的日照时间缩短,叶片中有较多的乙烯和脱落酸造成的。乙烯和脱落酸有促进叶子脱落的作用,叶柄基部形成一个离层区,在酶的作用下细胞间的联系变得松弛,一遇风吹叶子便从离层区脱落。

  花和果实的脱落与叶子脱落的道理是非常相似的。花在衰败前常有较多的乙烯和脱落酸形成促使果柄产生离层区,引起果实脱落。

  了解了叶、花、果脱落的原因,人们便可用科学方法来人为地控制它们的脱落,这对农业生产是很有意义的。

  2.煤气灯的秘密

  1864年,美国人发现一件奇怪的事情,煤气灯泄漏出的气体可使附近的树木提前落叶。

  1892年,在亚速尔群岛,有个木匠在温室中工作时,无意中将美人蕉的碎屑当作垃圾烧了起来,结果美人蕉屑燃烧的烟雾弥漫开来后,温室中的菠萝一齐开了花。

  1908年,美国有些康乃馨的培育者将这种名贵的花卉移植到装有石油照明灯的芝加哥温室中,结果花一直未开。

  针对上述事实,科学家们进行了大量的研究,结果发现原来这都是乙烯捣的鬼:

  煤气灯中漏出的是乙烯,它能使树叶早落。

  美人蕉碎屑燃烧后产生乙烯,它能促使花儿开放。

  芝加哥温室中石油照明灯放出的乙烯,它却抑制了康乃馨花儿的开放。

  看来,作为植物生长的调节剂,乙烯对不同的植物施展了不同的魔法。

  3.石蜡油分解实验的再探究


  实验装置也可以改为右图所示装置:在试管①中加入石蜡油和氧化铝;试管②放在冷水中;试管③中加入KMnO4溶液或溴水。

  实验要点:

  (1)石棉要尽量多地吸收石蜡油。

  (2)石蜡油分解反应的温度要在500 ℃以上。

  (3)实验中要注意防止倒吸;最好是教师演示实验;没有条件做实验的学校,可以放录像或其他多媒体资料。

  (4)KMnO4用稀溶液,3 mL该溶液中一般加入2~3滴稀H2SO4溶液,增加KMnO4溶液的氧化性。

  (5)配制溴的四氯化碳溶液时,20 mL四氯化碳加1~2滴溴即可。

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