7.3 乙醇与乙酸-乙醇的结构与性质 教学设计 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

7.3《乙醇与乙酸-乙醇的结构与性质》教学设计
一、教材分析
乙醇是高中化学新课程人教版必修 2 第七章第三节“乙醇与乙酸”中的内容，乙醇是有机化学的核心物质之一，是联系烃和烃的衍生物的性质的桥梁，也是开展社会性议题的重要物质类别。在前两节内容的基础上，学生会利用“碳四价”搭建出不同的有机物模型，在结构的差异中认识有机反应过程中的断键和成键，该课题在此基础上让学生从结构的角度理解决定有机物分类与化学性质的特征基团，为认识有机合成中官能团转化和物质类别变化做好准备。
2022年普通高中化学课程标准对本节的要求是：认识乙醇的结构、官能团羟基，能根据乙醇分子的结构特征分析其化学性质，能写相关的反应方程式。学生已在初中阶段及生活中对乙醇俗称、物理性质、可燃性以及简单用途有所了解，但对乙醇的微观结构、官能团和除燃烧外的化学性质非常陌生。基于课程标准中“结构特征分析”的教学策略提示本节课将发展学生对乙醇由宏观到微观、由生活到化学的认知，并进一步深化学生“结构决定性质，性质决定用途”的有机物研究的一般方法。尝试在基本知识习得的基础上，初步培养学生的证据推理、实验探究及创新意识等化学学科核心素养。本节课内容既是对初中内容的延伸与深化，也是后续选修教材学习醇类知识的基础。一方面乙醇的学习能够让学生在掌握烃类知识的基础上认识烃的衍生物，理解官能团与有机物性质的关系，另一方面对乙醇结构的推理和氢原子种类的探究能让学生学会面对新的学习任务时，要联系已有的知识经验从化学的视角寻找问题解决的思路。同时，本节内容与生活密切相关，将乙醇的性质和生活情景相结合，渗透了“科学态度与社会责任”的化学核心素养。
二、教学目标
本节课化学观念方面的教学目标包括：
认识乙醇的组成和结构特点、性质、转化关系，及其在生产、生活中的重要作用；
以乙醇为知识载体建立结构与性质的联系，形成从化学键视觉分析结构的认识思路，理解官能团对有机物化学性质的决定性作用。
本节中科学思维方面的教学目标包括：
运用“类比法”、“对比法”、“迁移应用法”“归纳法”“分析法”等思维方法对乙醇结构和性质进行探究，发展用“宏观、微观和符号”三重表征的学科思维；培养学生探索精神，解决与化学相关的真实问题中形成的质疑能力、批判能力和创新意识。这些思维方法的培养也切合了化学核心素养中的“证据推理与模型认知”素养。
本节课科学探究方面的教学目标包括：
预测并搭建乙醇球棍模型过程中，没有采用标准的球棍模型，生活中常见的彩泥球代替，用牙签代表共价键，让学生小组根据每个原子的成键特点合作，组装相应的“球棍模型”。乙醇的催化氧化环节通过彩泥搭建的“球棍模型”演示在催化氧化中乙醇的断键情况，生动形象地展示化学反应的实质。乙醇的结构探究过程培养学生观察能力和小组协作能力，培养学生探索精神，敢于质疑的精神，体验科学探究的艰辛和喜悦。乙醇的催化氧化中乙醛的检验的讨论环节，培养学生实验思维能力，建立绿色化学的理念。模拟酒驾制作简易酒检测仪，让学生演示，富有启发性和趣味性，学生能在实验中感受到化学的魅力及具有科学性，同时在实验中渗透法制教育，加强交通安全和社会责任意识。
三、评价目标
（1）通过实验演示，模型搭建、推测乙醇的分子结构，诊断并发展学生实验探究水平和宏微结合认识物质的水平，培养“证据推理与模型认知”的学科素养。
（2）通过“乙醇的催化氧化”实验改进讨论，让学生动手实验描述实验现象进而书写出方程式，并动手模拟断键过程，诊断并发展学生实验探究、探析微观原理和符号表征水平，培养“宏观辨识与微观探析”、“证据推理与模型认知”、“科学探究与创新意识”、“科学精神与社会责任”的学科素养。
（3）通过分析酒驾检测的原理，认识乙醇、乙醛对人体的影响，感悟养成良好的生活方式、增强社会责任意识的重要性，诊断并发展“科学态度与社会责任”素养。
（4）通过对乙醇用途中化学性质的本质分析，强调官能团与性质的关系，培诊断并发展“结构观”，掌握研究有机化合物的一般学习方法。
三、教学方法
本节课采用任务驱动、问题引导、类比分析、实验探究、讨论汇报、迁移应用、演绎归等教学方法，突出学生的主体地位。在教师组织启发下，通过创设真实问题情境，激发学习欲望。既强调独立思考，又提倡团结合作；既重视教师的组织引导，又强调学生的主体性、主动性、平等性、交流性、开放性和合作性。充分利用信息化资源进行多维度的知识展示，综合利用多媒体视频、ppt幻灯片、教师实验演示、学生小组实验、小组合作探究等信息化教学手段，辅助教学，丰富课堂内容，调动学生积极性。
四、所需实验试剂、仪器 无水乙醇、金属钠、蒸馏水、澄清石灰水、铜丝、希夫试剂；注射器、小烧杯、酒精灯、火柴、漏斗、试管
五、教学过程
任务一：创设情境，引入新课
教师活动 1：
让学生行“飞花令”随即播放“但愿人长久”伴奏。设计意图：诗酒文化是中国传统文化之一，有关酒的古诗文学生信手拈来，通过学生熟悉的“将进酒”引入，激发学生学习乙醇相关知识的兴趣。培养学生的化学核心素养，同时体现中国传统文化的精粹。
学生活动 1：
学生在背景音乐的带动下积极接龙。
教师活动 2：
提出问题：酒真如诗人说的那么美好吗？为什么现代社会不提倡喝酒，而且禁止酒驾？提示学生上这节课会从科学的角度认识“酒”。
学生活动 2：积极调整状态，准备一探究竟。
设计意图：
引起学生认知冲突，激发学生学习的兴趣和社会责任感。
任务二：任务驱动-课前测评诊断“列举乙醇的用途并解释原理”
教师活动 1：
汇总学生测评结果，先分析体现物理性质的用途及现象，引导学生联系初中对乙醇的认识，总结归纳乙醇的物理性质。
学生活动 1：能归纳乙醇的物理性质：无色，有特殊香味的液体；能与水任意比互溶，能溶解多种无机物，是优良的有机溶剂，易挥发，密度比水小。
设计意图：
从生活中提取素材，贴近学生生活，学生通过分析推理能自主建构乙醇的物理性质，在此过程中，培养学生掌握物质物理性质的一般学习方法，体现了“模型认知”素养。同时锻炼学生的化学思维常用方法“归纳法”。
教师活动 2：展示学生对于乙醇用途中体现的化学性质的分析并提出疑问。
疑问①：消毒是不是利用酒精的强氧化性？
疑问②：酒精在人体内的变化，具体经历了怎样过程？
疑问③：测酒驾很多同学认为是利用的乙醇的挥发性，那是否涉及化学变化？
疑问④：乙醇性质本质应该由什么来决定？结构、性质、用途三者之间的关系？
学生活动 2：
学生陷入深思，不确定具体的化学性质，但能分析出乙醇的性质由结构决定。并回答出结构决定性质，性质决定用途；用途体现性质，性质反应性质。
设计意图：
找出学生学习的障碍点，引发学生的学习兴趣，引导建立“结构决定性质，性质决定用途”的化学观念。
任务三：项目一探究乙醇的结构
活动一：预测乙醇的结构
教师活动 1：
提供乙醇的分子式，引导学生以常见实物（土豆、番茄、蓝莓）代替原子，牙签代替共价键，利用各原子成键原则搭建乙醇的“球棍模型”。
学生活动 1：
搭建出两种“球棍模型”，用 A、B表示。
设计意图：
由于标准化的球棍模型，各原子的成键个数和成键位置，已经通过预留的小孔位置固定了，学生不需要思考就能组装成功（学生的探究意味很浅，是机械式的组装，没有创新），而用无孔的实物组装时要考虑每个原子的成键数目及空间构型。该过程通过小组合作完成，培养学生小组合作精神。
活动二：小组合作设计实验探究乙醇的结构
教师活动 1：提出问题：
①我们要探究结构通过什么来实现？
②化学反应的实质是什么呢？
③我们要找这两种结构的什么不同？不同在哪里？
④哪些反应会断裂氧氢键？你寻找的原则是什么？
⑤如果乙醇和钠发生反应是不是可以确定乙醇的结构？为什么？
⑥资料提示：钠保存在煤油中，煤油属于是烃类物质，只 C-C,和 C-H。钠和乙醇会不会断裂 C-H键？
⑦请小组讨论根据实验探究的一般方法设计验证乙醇的结构探究实验方案，并预测实验结果。
学生活动 1：回答问题：
①化学反应来实现。
②化学反应的实质是旧键断裂和新键形成
③化学键的不同。分析出乙醇的两种结构在于一个有-O-H，另一个没有。
④钠和水的反应。断裂氧氢键且现象明显。
⑤不能，有可能断裂 C-H键
⑥钠不与没有反应，不会断裂 C-H键。
⑦在盛有少量无水乙醇的试管中，加入一小块钠，在试管口迅速塞上带尖嘴导管的橡胶塞，用小试管收集气体并检验其纯度，然后点燃再将干燥的小烧杯罩在火焰上。待烧杯壁上出现液滴后，迅速倒转烧杯，向其中加入少量澄清石灰水，观察现象。
设计意图：以已有知识经验和问题引导逐步探究乙醇的分子结构，从宏观现象引出对物质微观结构的探究，培养学生通过实验操作、分析推理、归纳总结等方法初步认识研究对象的一般思路。培养学生实验探究和获取物质变化的条件、证据和推理的能力。
活动三：实验探究乙醇的结构
教师活动 1：
由于氢气需要验纯，实验有一定的危险性，老师将实验改进了一下，提前替你们做了（播放演示实验）。并将乙醇和水分别与钠反应的实验进行演示对比。
学生活动 1：
认真观察实验现象，判断出乙醇的结构。
设计意图：
设计微型化的实验，以尽可能少的化学试剂来获取所需化学信息，培养学生节约意识。教师亲自演示实验比直接播放视频更有说服力。
教师活动 2：
这样我们是不是确定是 A结构了？大家还有没有其他疑问？
学生活动 2：
氧原子会不会影响 C-H键？使 C-H键断裂呢？
教师活动 3：
引出定量实验。给出定量实验数据让学生分析推理。
学生活动 3：
乙醇分子中有 1 个 H与其他 5个 H不同，由此可以确定乙醇的分子结构为为 A，熟练写出方程式并判断断键位置。
设计意图：
化学是一门以实验为基础的学科，实验要有严谨性、真实性。鼓励学生善于发现、勇于提出质疑，培养学生正确的科学的态度。
教师活动 4：
拓展：简单介绍可以通过核磁共振氢谱和红外光谱测定乙醇的结构。
学生活动 4：
通过高科技的技术手段，更加确定乙醇的含有-O-H。
设计意图：
通过拓展让学生更加信服实验探究的结果，同时激起学习兴趣。
学生活动 5：
质疑为什么水中氢原子活性大于乙醇中羟基氢原子活性。
教师活动 5：
通过乙醇的结构，引出-OH这个基团叫羟基；以结构决定性质的化学思维简单介绍是与羟基相连基团的影响羟基氢的活性。类比乙烷引出烃的衍生物的概念；通过乙醇与钠反应源于羟基，引出官能团的定义并强调官能团与性质的关系。
设计意图：
让理解化学反应的实质，培养“结构观”，让学生初步形成研究烃的衍生物的一般方法。
任务四：项目二探究乙醇的氧化反应
活动一：模拟乙醇在人体内的第一步转化-乙醇的催化氧化
教师活动 1：
通过图片展示乙醇在人体内的变化，引导学生分析出乙醇在体内的变化是氧化反应并提出以下问题：
问题 1：如何模拟乙醇在体内的第一步转化？
问题 2：如何检验产物？
学生活动 1：
通过乙醇在体内转化成乙醛的启示，联想到可以用催化剂代替乙醇脱氢酶完成乙醇到乙醛的转化。根据老师提供的资料提示，可以选择希夫试剂检验醛。
设计意图：
将希夫试剂检验醛类的方法引入该实验，使目标产物检测更加简单与直观，培养学生绿色、安全的化学的理念。
教师活动 2：
提供实验装置及步骤，让学生动手实验。
学生活动 2：
动手实验，观察现象设计意图：巧用球形干燥管与脱脂棉对乙醇的催化氧化实验进行改进，学生可以直观地从实验现象中推测出铜丝的作用和乙醛的生成。
教师活动 3：
将改进的的实验微型化，绿色化，展示实验步骤。
学生活动 3：动手实验，观察实验现象。
学生活动 4：
解释实验现象、书写方程式并用乙醇球棍模型模拟断键过程
设计意图：
通过动手实验“乙醇的催化氧化”观察现象，探析微观原理，用符号表征反应原理，培养“宏观辨识与微观探析”素养。
活动二：乙醇被强氧化剂氧化
教师活动 1：
展示模拟交警查酒驾装置，让学生对着模拟酒驾检测仪吹气。
学生活动 1：
体验酒驾吹气，并描述实验现象
教师活动 2：
讲述酒驾原理：重铬酸钾与乙醇发生氧化还原反应，重铬酸钾将酒精氧化生成乙酸，而重铬酸钾自身被还原为硫酸铬变成（灰绿色）。从结构上分析反应原理源于乙醇中的羟基。
学生活动 2：
总结乙醇的氧化反应，得出结论：反应物相同，反应条件不同，产物不同。
任务五：解决问题；构建研究有机物的认知模型
学生活动 1：
回扣课前测评解决乙醇用途涉及的原理问题
设计意图：把乙醇性质的学习融入生活现象和社会问题的分析解决中去，培养学生对与化学有关的社会热点问题作出正确的价值判断的能力，能参与有关化学问题的社会实践活动的化学核心素养。
教师活动 1：
引导学生思考研究有机物时要学会从结构入手，建立“结构决定性质、性
质决定用途”的化学思维，重点掌握官能团的影响和化学键的断键位置。
设计意图：
让学生在解决真实问题的过程中明确化学学科的价值和意义，构建学科思想和方法，提升学生化学核心素养。
六、课堂练习
1.下列物质不含有官能团的是( )
A．CH2=CH2 B．CH3CH2OH C．CH3CHO D．CH3CH3
2.乙醇分子中的各种化学键如图所示，关于乙醇在各种反应中断裂键的说明不正确的是( )
A.和金属钠反应时①键断裂
B.在铜催化共热下与 O2反应时断裂①键和③键
C.在铜催化共热下与 O2反应时断裂①键和⑤键
D.在空气中完全燃烧时断裂①②③④⑤键
3．下列方法中可以证明乙醇分子中有一个氢原子与其他氢原子不同的是( )
A．1 mol乙醇完全燃烧生成 3 mol水
B．乙醇可以和水任意比互溶
C．1 mol乙醇跟足量的 Na作用得 0.5 mol H2
D．乙醇可被酸性 KMnO4氧化为乙酸(CH3COOH)
七、教学反思
情境是情境化教学的载体，在实际教学中，本节课注重创设真实、有效的情境，能促进学生学习方式的转变发展学生的化学学科素养。将社会生活中存在的实际问题（乙醇的用途）引入，通过小组讨论、动手实验探究、探析微观原理、最终解决实际问题，让感受科学知识的重要性，培养成就感及化学情感，同时培养社会责任感。将“科学”“技术”“社会”“环境”有机结合，合理融入课堂教学的各个环节，有效培养和提升学生的科学探究、证据推理等学科核心素养能力。物理学家伽利略说过：“科学的真理不应该在古代圣人蒙着灰尘的书上去找，而应该在实验中和以实验为基础的理论中去找。所以在教学中要让学生学会通过动手实验检验生活中遇到的“真理”和“谣言”。项目式实验教学非常完美的让学生亲历问题解决过程，充分体现学生解决问题的自主性。
本节课成功之处：首先每一个项目的实施都让学生在解决生活实际问题，做有意义的事情。实际问题的复杂性需要教师进行合理化的拆解，学生需要运用各科综合知识解决问题，并形成合理的问题解决思路，将其迁移应用。学生活动的设置为学生设疑、探究、实践、理解和汇报，学生在小组合作期间不仅解决了知识型问题，也提升了自身领导能力和表达能力，进一步促进了实验探究和证据推理能力核心素养的培养。其次项目式实验教学对教师的学科知识要求比较高，教师是项目拆解的掌舵者，真实问题的解决需要专业知识，对于项目式教学课例，要结合新教材要求准确制定教学目标，清楚课堂中要培养的核心知识和核心方法，及时根据学生的反馈调整学生活动开放度，对学生展示的项目成果要有过程性的评价。这些对于教师既是任务又是挑战，此课例的完成对教师教学能力和专业知识水平均有了不同程度的提高。本节课的不足在于在项目的拆解过程中会有多条线索，以致课堂中学生呈现出的“微项目”不能及时进行反馈。本节课完成了对乙醇相关性质的学习，课堂中学生提出的个别问题未能及时进行实验探究，但课后跟学生深入探讨后，进行了实验验证，例如“乙醇与钠的定量实验”方案及验证。
八、课后探究
炒菜时要同时加少量料酒和醋会更香，乙醇的该用途体现了什么化学性质？请同学们解释乙醇的作用原理。
九、板书设计
2CH3CH2OH＋Na 2CH3CH2ONa＋H2↑
课后反思
本节课以真实情境的项目式教学来探究乙醇的性质，将社会生活中存在的实际问题（乙醇的用途）引入，通过小组讨论、实验探究、探析微观原理、最终解决实际问题，让感受科学知识的重要性，培养成就感及化学情感，同时培养社会责任感。将“科学”“技术”“社会”“环境”有机结合，合理融入课堂教学的各个环节，有效培养和提升学生的科学探究、证据推理等学科核心素养能力。本节课成功之处：首先每一个项目的实施都让学生在解决生活实际问题，做有意义的事情。实际问题的复杂性需要教师进行合理化的拆解，学生需要运用各科综合知识解决问题，并形成合理的问题解决思路，将其迁移应用。学生活动的设置为学生设疑、探究、实践、理解和汇报，学生在小组合作期间不仅解决了知识型问题，也提升了自身领导能力和表达能力，进一步促进了实验探究和证据推理能力核心素养的培养。其次项目式实验教学对教师的学科知识要求比较高，教师是项目拆解的掌舵者，真实问题的解决需要专业知识，对于项目式教学课例，要结合新教材要求准确制定教学目标，清楚课堂中要培养的核心知识和核心方法，及时根据学生的反馈调整学生活动开放度，对学生展示的项目成果要有过程性的评价。这些对于教师既是任务又是挑战，此课例的完成对教师教学能力和专业知识水平均有了不同程度的提高。本节课的不足在于在项目的拆解过程中会有多条线索，以致课堂中学生呈现出的“微项目”不能及时进行反馈。本节课完成了对乙醇相关性质的学习，课堂中学生提出的个别问题未能及时进行实验探究，但课后跟学生深入探讨后，进行实验验证，例如“乙醇与钠的定量实验”在设置的实验题目中有涉及，课下也和学生一起讨论方案及验证