(共43张PPT)
专题三:
有机化合物
的获得与应用
宁波二中 于淑儿
专题概述
1.地位和功能
形成基本概念
提高科学素养
构建知识体系
初中科学
化学2(专题三)
有机化学基础
(选修5)
2、有机化合物知识在教材中的组织与层现
1)选取重要有机化合物的典型性质及其有机化学初步知识。
2)适当运用已有知识如原子结构和化学键的知识。
3)没有完全考虑有机化学本身的内在逻辑体系。
4)强调从实验、学生的生活实际、已有知识出发,组织不同的内容。
5)尽量不涉及类的性质。
3、本单元内部结构关系
(1)、内部结构关系
化石燃料与有机化合物→食品中的有机化合物→人工合成有机
化合物
烃(甲烷、乙烯、苯)→烃的衍生物(乙醇、乙酸)→乙酸乙酯、聚
糖类、蛋白质 乙烯
(2)、知识点及要求
了解甲烷、乙烯、苯的主要化学性质及化工生产中的作用;
了解乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质;
认识典型的化学反应(取代、加成)的特点;
认识、体会分子结构的特点对性质的影响在有机化学中的重要性
认识一些物质对于人类日常生活,身体健康的重要性;
感受有机化学和无机化学的区别和联系;
形成对有机化学的学习兴趣。
1、新旧课程标准的对比
新课程标准内容 现行课程标准内容
认识化石燃料综合利用的意义,了解甲烷、乙烯、苯等的主要性质,认识乙烯、氯乙烯、苯的衍生物等在化工生产中的重要作用。
查阅资料:利用石油裂解产物乙烯制取重要的化工产品。 理解和应用甲烷、乙烯、苯、乙炔的主要性质。掌握乙烯的实验室制法。了解石油的分馏、裂化、裂解及产品的利用。煤的干馏和综合利用。
2.知道乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质,认识其在日常生活中的应用。实验探究 :乙烯、乙醇、乙酸的主要化学性质;设计由乙烯制备乙酸的合成路线实验;尿液中葡萄糖的检测;淀粉的水解和水解产物的检验。 理解掌握乙醇、苯酚、乙醛、乙酸的只要性质。了解醇类、羧酸的概念、了解酯的水解。知道糖类(分类及水解)、油脂(氢化及水解)、蛋白质(盐析、变性、水解)的组成和主要性质。
3.通过简单实例了解常见高分子材料的合成反应,能举例说明高分子材料在生活等领域中的应用。 了解常见高分子材料的合成反应,能举例说明高分子材料在生活等领域中的应用。
二、相关内容的新旧对比分析
2、从新教材的篇幅内容上看,精简了以下内容
(1)烷烃的命名、碳原子>4的烷烃的同分异构体,烯烃命名、性质。
(2)乙烯的实验室制法、乙炔制取
(3)乙醇的消去反应、苯酚的性质。
(4)乙醛和甲醛的性质。
(5)蛋白质的盐析和变性。
(6)对蔗糖、麦芽糖和油脂的结构要求降低了要求。
(7)对淀粉、纤维素、油脂的水解降低了要求。
(8)对高分子合成材料只做了简单的介绍。
教学要求明显降低,知识点显著减少,不追求完
整的知识体系,重视生产和生活的紧密联系
选修课《有机化学基础》内容标准
主题1 有机化合物的组成与结构
主题2 烃及其衍生物的性质与应用
主题3 糖类、氨基酸、蛋白质
主题4 合成高分子化合物
选修课《有机化学基础》内容标准主题1、有机化合物的组成与结构
1、通过对典型实例的分析,初步了解测定有机化合物元素含量、相对分子质量的一般方法,并能根据其确定有机化合物的分子式。
2、知道常见有机化合物的结构,了解有机物分子中的官能团,能正确地表示它们的结构。
3、知道通过化学实验和某些物理方法可以确定有机化合物的结构。
4、通过对典型实例的分析,了解有机化合物存在异构现象,能判断简单有机化合物的同分异构体。
5、能根据有机化合物命名规则命名简单的有机物。
6、能列举事实说明有机分子中基团之间存在相互影响。
主题2 烃及其衍生物的性质与应用
1、以烷、烯、炔和芳香烃的代表物为例,比较它们在组成、结构、性质上的差异。
2、能说出天然气、石油液化气、汽油的组成,认识它们在生产、生活中的应用。
3、举例说明烃类物质在有机合成和有机化工中的重要作用。
4、认识卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的组成和结构特点,知道它们的转化关系。
5、根据有机化合物的组成和结构特点,认识加成、取代和消去反应。
6、结合生产、生活实际了解某些烃、烃的衍生物对环境和健康可能产生的影响,关注有机化合物的安全使用的问题。
主题3 糖类、氨基酸、蛋白质
1、认识糖类的组成和性质特点,能举例说明糖类在食品加工和生物质能源开发上的应用。
2、能说出氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质,查阅资料了解氨基酸、蛋白质与人体健康的关系。
3、了解蛋白质的组成、结构和性质,认识人工合成多肽、蛋白质、核酸等的意义,体会化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。
主题4 合成高分子化合物
1、能举例说明合成高分子的结构特点,能依据简单的结构分析其链节和单体。
2、能说明加聚反应和缩聚反应的特点。
3、举例说明新型高分子材料的优异性能及其在高新技术领域中的应用,讨论有机合成在发展经济、提高生活质量方面的贡献。
(1)教材分析
苏教版化学②专题3《有机化合物的获取与应用》共分成三个单元:
第一单元 化石燃料与有机化合物;
第二单元 食品中的有机化合物;
第三单元 人工合成有机化合物。
四、苏教版化学②专题3教材分析:
第一单元:
化石燃料与有机化合物从天然气、石油、煤等化石燃料在人们生产、生活、经济发展中的重要意义入手,引导学生认识甲烷、乙烯、苯等重要且简单的有机物的组成、结构、性质、用途;并从石油的炼制、煤的综合利用、天然气的开发利用让学生认识获取这些有机物的途径。在上述有机物的组成、结构学习中加深对同分异构体概念的理解;在性质学习中认识取代反应、加成反应等重要反应类型;在交流与讨论的课堂学习过程中学习有机物化学式的推算方法;在观察、探究、讨论、练习中培养学生的各种能力、培养学生的各种科学素养,使三维目标能顺利达成。
第二单元
食品中的有机物知识呈现方式与第一单元很相近,首先让学生了解酒精、醋酸、葡萄糖、油脂、淀粉、蛋白质与食品的关系,然后再学习酒精、醋酸、葡萄糖、油脂、淀粉、蛋白质的组成、结构、性质、来源、用途;在性质学习中认识酯化、皂化、水解等重要反应的变化特征、规律;在观察、探究、讨论、练习中培养学生的各种能力、培养学生的各种科学素养。
第三单元
人工合成有机化合物首先让学生认识人工合成有机化合物的意义,然后以乙酸乙酯的合成途径为线索,让学生在合作学习过程中形成绿色化学的思想,培养学生的综合分析能力,帮助学生形成关心生活、关爱社会的理念;在此基础上进一步学习与日常生活密切相关的几种高分子材料的合成原理,并从中认识加聚反应的变化特征。
(2)、学情分析:
1、在初中化学的一些肤浅知识。
2、在化学②专题1第三单元《从微观结构看物 质的多样性》的知识铺垫。
3、在这个年龄段的学生生理心理特点。
(3)、综合分析:
1、 初中 高一必修2 高二《有机化学基础》
2 、按新课标和新教材注重选择性与教学目标的多样性
(一)学习目标
【知识与技能】:
1、认识化石燃料综合利用的意义,了解甲烷、乙烯、苯等的主要性质,认识乙烯、氯乙烯、苯的衍生物等在化工生产的重要作用。
2、知道乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质,认识其在日常生活中的应用。
3、通过简单实例了解常见高分子材料的合成反应,能举例说明高分子材料在生活等领域中的应用。
4、了解取代反应、加成反应、酯化反应、皂化反应、水解反应、加聚反应的变化特征;理解取代反应、加成反应、酯化反应的概念;理解酯化反应、皂化反应、水解反应与取代反应的关系。
5、能根据元素的质量分数计算物质的化学式。
五、化学②专题3《有机化合物的获取与应用》学习目标与具体教学内容处理意见:
【过程和方法】:
1、通过科学探究活动,进一步理解探究的意义,学习科学探究的方法,提高科学探究能力。
2、通过自主学习与合作学习,培养问题意识,培养思考能力,培养团队精神。
3、在各种学习活动中培养观察、比较、分类、归纳、想象等各种学习能力。
【情感态度与价值观】:
1、提高学习化学的兴趣,体验科学探究的艰辛与喜悦,感受化学世界的奇妙与和谐。
2、培养参与化学科技活动的热情,培养将化学知识应用于生产、生活的意识,关注与化学有关的社会热点问题,培养可持续发展的思想。
3、培养辩证唯物主义世界观,培养求真务实的科学态度。
(二)、具体的教学内容处理意见新授课的课时安排
课 题 课时数
第一单元 化石燃料与有机化合物天然气的利用 甲烷 1
第一单元 化石燃料与有机化合物石油炼制 乙烯 2
第一单元 化石燃料与有机化合物煤的综合利用 苯 1
第二单元 食品中的有机化合物 乙醇 1
第二单元 食品中的有机化合物 乙酸 1
第二单元 食品中的有机化合物 酯 油脂 1
第二单元 食品中的有机化合物 糖类 1
第二单元 食品中的有机化合物 蛋白质和氨基酸 1
第三单元 人工合成有机化合物 简单有机物的合成 1
第三单元 人工合成有机化合物 有机高分子的合成 1
专题回顾和小节 1
合计 12
第一单元 化石燃料与有机化合物:
(1)编写思路:
本单元教材以三种化石燃料的存在、加工和利用为线索,讲解人们从化石燃料中可以获得哪些重要的有机化合物。
教材把STS教育与烃的基本知识(组成、结构、性质、用途)的教学有机地结合起来。
本单元教材十分重视利用生产生活的知识和社会热点问题创设学习情景,引起学生的学习兴趣。
教材还使用各种学习栏目对学生进行学习方法的指导。
(2)处理意见
1. 介绍确定有机物分子式的一般方法。
2. 掌握甲烷的光照卤代和可燃性。(甲烷的制备和用途在课程标准中并未提及。)
3. 确立烃和烷烃的概念、通式、状态、密度。联系前面所学的碳原子的成键特征和同分异构现象让学生理解直链和支链的不同,从而介绍直链烷烃的简单命名、烷烃的通性。(会书写烃和烷烃的燃烧反应方程式)
4. 掌握乙烯的分子结构,与溴水、水、氢气、卤化氢的加成反应方程式,与高锰酸钾溶液的反应现象,乙烯的可燃性,乙烯的用途。
5. 掌握乙炔的分子结构,与溴水和氯化氢的加成反应方程式。
6. 掌握苯的结构,物理性质,苯与液溴、浓硝酸、浓硫酸反应的化学反应方程式(实验不做要求)。
7. 掌握典型的有机反应类型:取代反应、加成反应、氧化反应。
8. 了解石油炼制的过程,重点掌握蒸馏的操作,了解煤的综合利用,知道煤焦油和焦炉煤气的主要成分。
9. 补充基的概念。有关混合烃的计算题不做要求。
(4)教学建议
1.注意利用“拓展视野”栏目中“我国的石油与天然气资源”与本专题作业第17题,帮助学生认识化石燃料是不可再生的宝贵资源,理解综合利用化石燃料、开发利用新能源的必要性和重要性。
2.注意和初中所学内容、必修课程中其他专题学习内容、《有机化学基础》选修模块内容的相互衔接。在初中化学的学习中,学生已经对天然气、石油、煤这三类化石燃料有所了解。本单元的教学不是初中教学内容的重复,也不同于传统教材中“烃”的教学内容,与选修模块《有机化学基础》中相应的学习内容在学习要求上也有区别。教学中要注意区别要求,承上启下。
3.帮助学生认识从化石燃料可以获得分子组成、熔沸点、分子结构不同的多种碳氢化合物。通过实验,学生了解甲烷、乙烯、乙炔、苯在结构上的特点,初步认识烃的取代反应、加成反应、燃烧反应、与高锰酸钾的作用等;认识烃分子中碳键类型、碳原子数多少与其性质的密切关系,为今后的有机化学学习打基础。
4.要帮助学生从认识甲烷、乙烯、乙炔、苯的来源及其在生产生活中的应用等方面来了解烃与化石燃料的关系,初步认识化石燃料综合利用的途径与意义。联系我国化石燃料资源与消费情况、“西气东输”的成就,让学生了解化石燃料开发利用对我国现代化建设所发挥的作用;利用“资源卡”栏目中“甲烷的利用”等资源创设学习情景。
5.关于甲烷的教学,注意在初中化学学习的基础上(已学习甲烷气体的燃烧反应和甲烷的重要用途),重点介绍甲烷分子组成的推断、结构特点及其主要的化学性质(氧化反应、取代反应、受热分解)。要从学生已有的知识出发,充分利用“交流与讨论”、“观察与思考”等栏目中的讨论题,引导学生思考、分析,在理解的基础上掌握。
天然气的利用 甲烷
设计一:
(1)(提出问题)甲烷的分子式、电子式、结构式?→甲烷的结构(探究活动:制作模型)→烷烃的结构特点和概念→探究活动(烷烃中碳原子的连接方式)→同分异构体和同系物的概念→有机物的成键特点。
(2)推测甲烷的性质→探究实验(甲烷与氯气的反应)→探究活动(动画模拟或者制作模型、书写化学方程式)→取代反应概念。
设计二:
(1)(提出问题)除了燃烧外甲烷还有那些性质?→探究实验→甲烷与氯气如何反应?→甲烷的结构→实践活动(制作模型、书写化学方程式)→取代反应概念。
(2)实践活动(碳原子的可能连接方式)→烷烃、同分异构体和同系物→有机物的成键特点。
(3)教学流程及建议
石油的炼制 乙烯
第一课时:
先演示石油样品,显示石油是一种粘稠的深褐色液体。通过讲解让学生了解石油是复杂的混合物,主要成分是碳氢化合物(称为烃),直接使用的价值不大。可结合教材中第58页图3-4“石油分馏产品示意图”说明它的炼制产品汽油、柴油的广泛应用。利用“观察与思考”栏目。通过交流、讨论帮助学生理解:什么是石油的分馏、馏分(每种馏分仍然是多种烃的混合物)。
在演示石油分馏实验后,可以组织学生讨论以下问题。
(1)随着馏分的沸点范围上升,下列性质有何变化?
颜色 ;黏度 ;挥发性 ;易燃性 ;燃烧时火焰的明亮程度和黑烟量 。
(2)馏分的沸点范围与馏分中化合物分子所含的碳原子数目有什么关系?
(3)馏分的黏度与馏分中化合物分子所含的碳原子数目有什么关系?
(4)馏分的挥发性、易燃性与馏分中化合物分子所含的碳原子数目有什么关系?
(5)解释石油可分馏成不同馏分的原理。
(6)在通常情况下,烃分子里的碳原子数: 到 为气态; 到
为液态; 以上为固态
再从石油分馏获得的轻质液体燃料产量不高(仅占石油总质量的25%左右)的事实,
提出怎样提高轻质液体的产量和质量问题,转入裂化和裂解的教学。让学生体演
体验工业上对石油的加工炼制-----裂化和裂解的基本原理。裂化和裂解的区别
和联系不作要求。
第二课时:关于乙烯、乙炔的教学——教学设计:
(1)学习乙烯的结构,可以指导学生“玩”乙烷、乙烯的球棍模型,形象直观地了解乙烷、乙烯组成和结构的区别。通过讨论、分析,让学生认识:①乙烷分子中只有单键,乙烯分子中有碳碳双键,且其中一个键在反应中易断裂。②乙烯中碳原子的价键未饱和,是不饱和烃。
(2)讨论乙烯的分子结构之后,再通过“活动与探究”栏目,让学生观察并记录乙烯与高锰酸钾溶液、溴的四氯化碳溶液反应的实验现象。让学生认识到乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,被酸性高锰酸钾溶液氧化;认识到乙烯与溴能发生加成反应,动手书写乙烯与溴的加成反应的化学方程式,理解、抽象出加成反应的概念(乙烯使溴水褪色,反应较为复杂,因此最好用乙烯和溴的四氯化碳溶液作用来介绍乙烯的加成反应)。
(3)乙炔知识的学习,是通过和乙烯的类比,应用乙烯的有关知识来认识乙炔的结构特点,了解乙炔与溴、氯化氢的加成反应,从而加深对加成反应的认识。用乙醇的原料生产乙烯不符合生产实际,脱水反应也不是必修模块的学习要求,因此教材没有编入“乙烯实验室制法”的内容。
煤的综合利用 苯
“煤的综合利用 苯”的教学
利用“你知道吗”栏目,开门见山地提出人们所关注的煤的综
合利用的三个问题,然后介绍煤综合利用的三种主要方法-------
干馏、液化和气化。而后从煤的干馏引入苯,通过“观察与思考”
栏目中的三个实验探究,让学生了解苯分子组成和结构上的特点。
苯燃烧时火焰明亮并伴有浓烟,说明苯分子中碳的质量分数大。
苯不能使酸性高锰酸钾溶液和溴水溶液褪色,说明苯分子中不含有一般的碳碳双键。苯分子中碳原子间的化学键是介于单键和
双键之间的一种特殊的价键,形成特殊的苯环结构。
在一定条件下,苯能发生多种取代反应,形成一系列重要的有机
化合物,苯有许多重要用途。
教材还运用实验介绍了苯可以后萃取溴,酸性高锰酸钾溶液与
苯不互溶的事实,帮助学生理解苯的物理性质和化学性质特点。
第二单元 食品中的有机化合物:
编写思路
本单元教材从学生日常生活经验出发,以食品中的有机化合物为线索,帮助学生学习乙醇、乙酸、油脂、糖类(以葡萄糖为重点)、氨基酸、蛋白质的组成及性质,了解它们的结构特点,以及在人们日常饮食中的重要性和在生产生活中的应用。
教材还注意帮助学生把握乙醇、乙酸、乙酸乙酯的衍生关系,淀粉、葡萄糖、乙醇的转化关系,蛋白质与氨基酸的关系,为后续学习打基础。
教材在编写上回避了较为复杂的结构分析和化学反应机理的探讨,注重通过实验的观察与思考、活动与探究,帮助学生认识这些物质的主要性质和转化关系。
教材还运用“资料卡”、“拓展视野”等栏目,介绍这些物质本身或与它相关的物质(如酒、肥皂、酶等)在生产生活中的应用,扩大学生的视野,进行STS教育。
本单元涉及的有机化合物的结构和相关的化学反应都比较复杂,教材在教学内容的处理上注意深广度的控制,在注意联系学生的生活经验,增强了教材的可读性。
处理意见
1. 掌握乙醇的分子结构、物性、用途,掌握乙醇和钠的反应现象和化学反应方程式,乙醇的催化氧化实验现象和化学反应方程式。 乙醇的制备和脱水反应不要求。
2. 作为同类物质补充甲醇和丙三醇的分子结构
3. 掌握乙醛的分子结构和被氧化成酸的化学反应方程式。
4. 掌握乙酸的分子结构、乙酸的酸性(乙酸与钠、碳酸钠、氢氧化铜的反应)、乙酸的酯化反应实验和方程式。
5. 补充甲酸、高级脂肪酸如硬脂酸软脂酸的结构简式。
6. 在补充酯的概念及水解反应的基础上讨论油脂的分子结构和水解反应。有关混甘油酯单甘油酯、油脂的氢化不做要求。
7. 关于糖类,重点掌握其分子组成、二糖和多糖的水解、葡萄糖的检验。葡萄糖的结构不做要求。
8. 关于蛋白质,掌握其盐析和变性的不同条件及利用该原理解释生活中的一些现象。
9. 关于氨基酸,熟悉甘氨酸、丙氨酸的分子结构,理解其两性,可以补充羧基和氨基间的脱水反应。
10. 建议不要随意补充有机物类别、官能团通性和相互转化。烃的含氧衍生物的燃烧规律在选修模块中讨论。
教学设计建议 :
1、 要把握好深广度,在初中教学的基础上 适当提高、拓展。
2、要把保持和发展学生的学习兴趣放在重要位置,引起学生研究有机物的欲望。
3、帮助学生认识“糖类”、“油脂”、“蛋白质”对人类生活的重要性。
(1)从人类酿酒的历史、过量饮酒的危害、含甲醇的假酒的危害、用酒精作为汽车燃料等话题,引入乙醇的教学课题。
(2)人体内所含有的主要物质除了水分之外就是蛋白质和脂肪。假如没有这两类物质,我们这个社会还能够存在吗?糖类在人体中的含量约为1%~2%,多了不行,少了也不行。血糖太高会患上糖尿病,低血糖则使人头昏甚至休克。
(3)人体的生命活动还会消耗糖类、脂肪和蛋白质,所以人体要不断地摄入这三类物质,补充人体的消耗和人体组织的需要。
(4)糖类、脂肪和蛋白质作为工业原料能生产种类繁多、性能优异的新的有机物,使人们的生活更加丰富多彩,生活质量进一步提高。
4.油脂是人类主要的事物之一,也是一种重要的工业原料。教材对油脂作了简要的介绍之后,通过“活动与探究”栏目让学生了解怎样用油脂制得肥皂。其目的有三:①在探究活动中让学生了解油脂的用途,而这个“用途”是看得见、用得着、做得到的,消除探究活动的神秘感;②激励学生积极参与化学实验,进行基本实验操作的培养和训练,体验探究活动的乐趣和实验成功的喜悦;③通过探究活动的思考和小结认识皂化反应。
5.关于糖类的教学,除了前面说的要注意把握深广度和发展学生的学习兴趣之外,还要注意把握以下两点:
⑴淀粉和纤维素都可以用化学式(C6H10O5)n表示,但由于n值不同,这两种物质不可能是同分异构体。就是淀粉和纤维素本身,不同分子其n 值也不同。
⑵淀粉和纤维素在一定条件下可以和水作用转化为葡萄糖。人类从谷物中摄入淀粉,经过水解生成葡萄糖,作为人体的能量来源。那么,人为什么不能像食草动物那样,摄入纤维素,经过水解生成葡萄糖,从而提供机体所西药的能量呢?通过这一问题的探究,可以让学生明确以下两点:①催化剂对化学反应的重要作用;②酶是具有高效催化作用的催化剂,具有高度的选择性和专一性。
6.教材通过“观察与思考”栏目,让学生对比三种最简单的氨基酸的结构简式,归纳出它们在结构上的共同点。
7.本单元在学习各种有机化合物的性质特点时都涉及它们间的某些相互反应和转化关系,在教学中要注意帮助学生梳理、归纳。
片段1 乙醇
【实验活动】介绍了乙醇的分子组成和结构之后,在教师指导下进行学生实验。三支试管中分别盛有2ml的煤油、无水乙醇和水,向三支试管中分别投入同样颗粒大小的金属钠,观察并记录实验现象。
煤油无水乙醇没有反应钠沉于试管底部,而水中气泡缓慢逸出钠熔成小球,浮游于水面,气体逸出,钠很快消失
【交流讨论】结合实验现象,通过对三种物质的结构式进行比较和讨论,加深了解以下知识:
⑴煤油与金属钠不反应,说明C—H键上的氢原子不能被钠原子所取代。
⑵乙醇和水都能与金属钠反应并放出氢气,说明O—H键上的氢原子能够被钠原子所取代。
⑶由于CH3CH2—和H原子对O—H键的影响不同,乙醇和水与金属钠反应的速率和剧烈程度就有明显不同。
⑷有关反应的化学方程式为
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
2Na+2CH3CH2OH→2CH3CH2ONa+H2↑
【实验活动】在试管中加入3~4mL无水乙醇,浸入热水中,将铜丝烧热,迅速插入乙醇中,反复多次,观察铜丝颜色和乙醇气味的变化。
实验现象将铜丝在火烟上加热铜丝由红色变成黑色将烧热变成黑色的铜丝插入无水乙醇中铜丝由黑色又变成红色,反复多次后可闻到刺激性气味
【交流讨论】通过师生互动式交流讨论,得到以下结论:
⑴铜丝加热后被空气中的氧气所氧化:2Cu+O2=2CuO。
⑵烧热变黑的铜丝插入无水乙醇中发生反应,乙醇被氧化成乙醛,化学方程式为:CH3CH2OH+CuO →CH3CHO+Cu+H2O
两个反应合并得
2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2O
⑶在这个反应中铜参加了化学反应(先被氧化后被还原),但反应前后其质量不变,铜起着催化剂的作用。
⑷在适当条件下,乙醛还可以进一步被氧化成乙酸:
2CH3CHO+O2→2CH3COOH
【补充讲解】从上述反应我们可以知道,在有机反应中,人们把有机化合物在反应中脱氢和加氧的变化看成是氧化反应;相反的变化(脱氧和加氢)看成是还原反应 。
片段2: 油脂
【提出问题】日常生活中人们需要使用油和脂肪(展示各种油和脂的实物样品)。在常温下,动物油和一般呈固态,叫做脂肪;植物油一般呈液态,叫做油。油脂是油和脂肪的总称。你知道油脂与从化石燃料中提取出来的汽油、煤油、柴油有什么不同吗?
【交流讨论】教师引导学生讨论,补充、总结两类物质的同异点,强调:
汽油、煤油、柴油等是碳氢化合物的混合物,属于烃类,是矿物油,用作燃料。它们来源于化石燃料。
油脂也是有机化合物,组成中含碳、氢、氧三种元素,属于酯类,是营养物质,来源于动物体、植物体的果实。如牛、猪的脂肪中含有硬脂酸甘油酯[结构简式为(C17H35COO)3C3H5],花生、大豆、椰子中都富含油脂。
【交流讨论】有些同学认为多吃肥肉会使人发胖,因为肥肉中含有大量的脂肪。那么不吃油脂行吗?不吃肥肉就不会发胖了吗?油脂对于人体健康有什么重要的意义呢?
通过讨论,认识以下几点:
人体内的脂肪可以由摄入的油脂转化而来,也可以由糖类水解生成的葡萄糖转化而来。不少同学怕发胖。其实,人体内的脂肪是维持生命活动的一种备用能源。当人的进食小,摄入食物所提供的能量不足以支持机体消耗时,就要靠消耗体内的脂肪来提供能量,满足机体需要。每克脂肪提供的能量是每克糖类提供能量的2倍多!而且油脂还可以促进人体对某些维生素的吸收。因此,我们每天都需要摄入适量的油脂。
脂肪是人体中发热量最高的营养物质。油脂也是一种重要的工作原料,如用各种植物油可以制造油漆。肥皂也是用油脂制造的,在制造肥皂的同时,还能得到重要的产品——甘油。
【实验活动】在教师指导下,完成“活动与探究”栏目中的自制肥皂实验。让学生从外观、洗涤效果比较评判自己制造的肥皂,回顾实验过程,进行自我评价。
【归纳总结】油脂与烧碱溶液混合加热生成脂肪酸钠的反应,称为皂化反应,是一种水解反应。以硬脂酸甘油酯为例:
(C17H35COO)3C3H5+3NaOH→3C17COONa+C3H5(OH)3
上述反应的生成物硬脂酸钠(C17H35C00Na)是肥皂的重要成分,甘油[C3H5(OH)3]是重要的工业原料,可以制造护肤品。
【问题讨论】为什么肥皂能去污呢?现在人们普遍使用合成洗涤剂代替肥皂,它们的洗涤原理相同吗?用肥皂还是用合成洗涤剂好呢?
引导学生讨论,阅读“资料卡”了解肥皂的去污原理,教师作必要的讲解。
第三单元 人工合成有机化合物:
编写思路
依据《普通高中化学课程标准(实验)》提出的学习要求,本单元教材运用生产和生活中的事例,帮助学生初步了解简单有机物和高分子化合物的合成反应。教材通过交流和讨论活动,帮助学生了解从乙烯制取乙酸乙酯的合成线路,初步认识人们是怎样合成有机物的;以加聚反应为例了解高聚物的合成方法;同时通过合成实例的分析认识实验、比较等科学方法对化学研究的作用。
本单元教材先学习简单有机物的合成,再学习有机高分子的合成反应,在后者的教学中仅介绍加聚反应,由浅入深,控制一定的教学深广度。
教材重视联系实际,从身边的学习用品、生活用品说起,让学生体会到高分子材料虽然时刻存在于我们身边,但被认识的甚少。这样处理既加强了亲切感又激发了学生的求知欲望。
教材遵循学生的认识规律,重视培养学生崇尚科学的情感,通过对部分物质化学性质的探究实验和个别有机物的合成实验,进一步学习使用实验探究的方法去认识物质的性质,体验合成新物质成功的喜悦。
教材重视引导学生采用类比等方法学习新知识。如对比乙酸乙酯、乙酸、乙醇的分子结构,让学生推测从乙酸和乙醇制取乙酸乙酯的途径。又如,在学生学习了从乙烯制取聚乙烯的基本反应后,让学生练习由苯乙烯制取聚苯乙烯的基本反应,在对比中认识、归纳加聚反应的特点。
教学建议
⒈注意激发学生的学习热情
教材从以下两个方面来调动学生的积极性,了解合成有机化合物的重要意义及其在生产和科技领域的地位:①近百年来,有机化学家已经设计和合成了数百万种有机化合物,极大地丰富了物质世界;②在20世纪,有机合成和金属有机化学领域共获得10届诺贝尔化学奖。
教师可以通过交流讨论活动,用实例进一步说明有机合成的重要性。让学生了解 ,通过有机合成的途径急剧增加了新物质的种类,为高科技发展、工农业生产和环境保护事业提供了各种各样有特定性能的新材料,促进了社会的不断发展,大大提高了人们的生活质量。
⒉关于合成乙酸乙酯的教学
首先,通过乙酸乙酯、乙酸、乙醇分子结构的对比和变化,让学生理解化学家设计合成有机物的思考方法。然后,联系已学的有机反应知识,讨论由乙烯合成乙酸乙酯的合成路线。
⒊关于合成有机高分子的教学
在初中化学学习中,学生已粗浅地认识到什么是高分子化合物。在教学中可以向学生简单介绍什么是高分子材料,了解天然有机高分子(如棉花、羊毛、天然橡胶等)和合成有机高分子(包括合成橡胶、塑料和合成纤维三大类及涂料、黏合剂等)。
教材通过“观察与思考“栏目,分析聚乙烯和聚苯乙烯的合成反应,帮助学生认识加聚反应的特点,学习加聚反应化学方程式的书写方法。教学中要帮助学生区别单体和聚合物链节在结构上的区别,了解式中n的含义。
(1). 能区分加聚反应和缩聚反应。了解高聚物的一般特点。(混合物、链节、单体、聚合度等)
(2). 对于加聚反应,能由单体写出高聚物(可以补充不同种单体间的加聚,但不建议补充二烯烃的加聚)。对于缩聚反应,能写出酚醛树脂的制取方程式,可以补充氨基酸缩聚成蛋白质的反应。
六、化学②专题3《有机化合物的获取与应用》的学习重点:
1、了解甲烷、乙烯、苯等的主要性质,认识乙烯、氯乙烯、苯的衍生物等在化工生产的重要作用。
2、知道乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质。
3、了解常见高分子材料的合成反应及乙酸乙酯合成。
4、了解取代反应、加成反应、酯化反应、皂化反应、水解反应、加聚反应的变化特征。
5、能根据元素的质量分数计算物质的化学式。
七、化学②专题3《有机化合物的获取与应用》的学习难点:
1、甲烷、乙烯、苯、乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质的组成结构和主要性质。
2、根据元素的质量分数计算物质的化学式。
3、乙酸乙酯最佳合成途径的选择。
4、取代反应、加成反应、酯化反应、皂化反应、水解反应、加聚反应的变化特征。
八、教法选择:
以下教学方法可以重点选择:
1、实验探究法;
2、练习法;
3、讲授法;
4、讨论法;
5、自学法;
6、讲座法;
7、研究性学习法。
再见苏教版化学②专题3《有机化合物的获取与应用》
一、专题概述
1、本章在教材中所处的地位和作用
必修化学中的有机化学的内容,是以典型的有机物的学习为切入点,让学生在初中有机物常识的基础上,能进一步从结构的角度加深对有机化学的整体认识。同时由于还有一个《有机化学基础》的选修模块,共同必修模块的有机化学具有双重功能,即要满足公民基本科学素养的要求,提供有机化学中最基本的核心知识,使学生从熟悉的有机化合物入手,了解有机化学研究的对象、目的、内容和方法,认识到有机化学已经渗透到生活的各个方面,能用所学的知识,解释和说明一些常见的生活现象和物质用途;另一方面为进一步学习有机化学的学生,打好最基本的知识基础、帮助他们了解有机化学的概况和主要研究方法,激发他们深入学习的欲望。
2有机化合物知识在教材中的组织与层现
专题3 的核心内容是和生产、生活紧密联系的重要有机化合物的典型性质及其有机化学初步知识。在适当运用有机化学知识之前学到的原子结构和化学键的知识引导学生注意有机化合物的结构与性质的关系及有机反应的一些特点以及在生产生活中的应用。没有完全考虑有机化学本身的内在逻辑体系,教材的内容特别强调从实验、学生的生活实际、已有知识出发,组织不同的内容,尽量不涉及类的性质;根据物质结构的初步知识,从结构角度适当深化学生对甲烷、乙醇、乙酸的认识,建立有机物“(组成)结构-性质-用途”的认识关系,使学生了解学习和研究有机化合物的一般思维方法,形成一定的分析解决问题的能力。
3、本章内部结构关系
(1)、内部结构关系
化石燃料与有机化合物→食品中的有机化合物→人工合成有机化合物
烃(甲烷、乙烯、苯)→烃的衍生物(乙醇、乙酸)→糖类、油脂、蛋白质)。教材基本采用了从生活实际或者探究实验入手,研究物质的性质和用途,再上升到从结构的角度去深化认识,体现结构决定性质的观点。
(2)、知识点及要求
了解甲烷、乙烯、苯的主要化学性质及化工生产中的作用,了解乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质。重点认识典型的化学反应(取代、加成)的特点。
通过对典型有机物分子结构的认识,体会分子结构的特点对性质的影响。
结合生活经验和化学实验,加深认识一些物质对于人类日常生活,身体健康的重要性。
通过对典型有机物结构和性质的学习,感受有机化学和无机化学的区别和联系,初步学会研究有机物的思维方式和思路,形成对有机化学的学习兴趣。
二、本章相关内容的新旧对比分析
1、新旧课程标准的对比
新课程标准内容 现行课程标准内容
认识化石燃料综合利用的意义,了解甲烷、乙烯、苯等的主要性质,认识乙烯、氯乙烯、苯的衍生物等在化工生产中的重要作用。查阅资料:利用石油裂解产物乙烯制取重要的化工产品。 理解和应用甲烷、乙烯、苯、乙炔的主要性质。掌握乙烯的实验室制法。了解石油的分馏、裂化、裂解及产品的利用。煤的干馏和综合利用。
2.知道乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质,认识其在日常生活中的应用。实验探究 :乙烯、乙醇、乙酸的主要化学性质;设计由乙烯制备乙酸的合成路线实验;尿液中葡萄糖的检测;淀粉的水解和水解产物的检验。 理解掌握乙醇、苯酚、乙醛、乙酸的只要性质。了解醇类、羧酸的概念、理解酯的水解。知道糖类(分类及水解)、油脂(氢化及水解)、蛋白质(盐析、变性、水解)的组成和主要性质。
3.通过简单实例了解常见高分子材料的合成反应,能举例说明高分子材料在生活等领域中的应用。 了解常见高分子材料的合成反应,能举例说明高分子材料在生活等领域中的应用。
2、新旧教材内容的对比
从新教材的篇幅内容上看,精简了以下内容
(1) 烷烃的命名、碳原子>4的烷烃的同分异构体,烯烃命名、性质。
(1) 乙烯的实验室制法、乙炔制取
(1) 乙醇的消去反应、苯酚的性质。
(1) 乙醛和甲醛的性质。
(1) 蛋白质的盐析和变性。
(1) 对蔗糖、麦芽糖和油脂的结构要求降低了要求。
(1) 对淀粉、纤维素、油脂的水解降低了要求。
(1) 对高分子合成材料只做了简单的介绍。
教学要求明显降低,知识点显著减少,不追求完整的知识体系,重视生产和生活的紧密联系
3、选修课《有机化学基础》内容标准
主题1 有机化合物的组成与结构
1、通过对典型实例的分析,初步了解测定有机化合物元素含量、相对分子质量的一般方法,并能根据其确定有机化合物的分子式。
2、知道常见有机化合物的结构,了解有机物分子中的官能团,能正确地表示它们的结构。
3、知道通过化学实验和某些物理方法可以确定有机化合物的结构。
4、通过对典型实例的分析,了解有机化合物存在异构现象,能判断简单有机化合物的同分异构体。
5、能根据有机化合物命名规则命名简单的有机物。
6、能列举事实说明有机分子中基团之间存在相互影响。
主题2 烃及其衍生物的性质与应用
1、以烷、烯、炔和芳香烃的代表物为例,比较它们在组成、结构、性质上的差异。
2、能说出天然气、石油液化气、汽油的组成,认识它们在生产、生活中的应用。
3、举例说明烃类物质在有机合成和有机化工中的重要作用。
4、认识卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的组成和结构特点,知道它们的转化关系。
5、根据有机化合物的组成和结构特点,认识加成、取代和消去反应。
6、结合生产、生活实际了解某些烃、烃的衍生物对环境和健康可能产生的影响,关注有机化合物的安全使用的问题。
主题3 糖类、氨基酸、蛋白质
1、认识糖类的组成和性质特点,能举例说明糖类在食品加工和生物质能源开发上的应用。
2、能说出氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质,查阅资料了解氨基酸、蛋白质与人体健康的关系。
3、了解蛋白质的组成、结构和性质,认识人工合成多肽、蛋白质、核酸等的意义,体会化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。
主题4 合成高分子化合物
1、能举例说明合成高分子的结构特点,能依据简单的结构分析其链节和单体。
2、能说明加聚反应和缩聚反应的特点。
3、举例说明新型高分子材料的优异性能及其在高新技术领域中的应用,讨论有机合成在发展经济、提高生活质量方面的贡献。
三、苏教版化学②专题3教材分析:
(1)教材分析
苏教版化学②专题3《有机化合物的获取与应用》共分成三个单元:第一单元 化石燃料与有机化合物;第二单元 食品中的有机化合物;第三单元 人工合成有机化合物。
第一单元 化石燃料与有机化合物从天然气、石油、煤等化石燃料在人们生产、生活、经济发展中的重要意义入手,引导学生认识甲烷、乙烯、苯等重要且简单的有机物的组成、结构、性质、用途;并从石油的炼制、煤的综合利用、天然气的开发利用让学生认识获取这些有机物的途径。在上述有机物的组成、结构学习中加深对同分异构体概念的理解;在性质学习中认识取代反应、加成反应等重要反应类型;在交流与讨论的课堂学习过程中学习有机物化学式的推算方法;在观察、探究、讨论、练习中培养学生的各种能力、培养学生的各种科学素养,使三维目标能顺利达成。
第二单元 食品中的有机物知识呈现方式与第一单元很相近,首先让学生了解酒精、醋酸、葡萄糖、油脂、淀粉、蛋白质与食品的关系,然后再学习酒精、醋酸、葡萄糖、油脂、淀粉、蛋白质的组成、结构、性质、来源、用途;在性质学习中认识酯化、皂化、水解等重要反应的变化特征、规律;在观察、探究、讨论、练习中培养学生的各种能力、培养学生的各种科学素养。
第三单元 人工合成有机化合物首先让学生认识人工合成有机化合物的意义,然后以乙酸乙酯的合成途径为线索,让学生在合作学习过程中形成绿色化学的思想,培养学生的综合分析能力,帮助学生形成关心生活、关爱社会的理念;在此基础上进一步学习与日常生活密切相关的几种高分子材料的合成原理,并从中认识加聚反应的变化特征。
(2)、学情分析:
1、在初中化学《燃料及其应用》学生已学习了化石燃料及乙醇的一些基础知识;在《化学与生活》中学习了人类重要的营养物质蛋白质、糖类、油脂及有机合成材料的一些肤浅知识。
2、在化学②专题1第三单元《从微观结构看物质的多样性》中学生已学过同分异构现象,初步会判断同分异构体并了解有机物的成键特征。
3、按现行的学制,化学②一般安排在高一学年下学期学习。在这个年龄段的学生,身心俱在快速发展。求知欲强、好胜心强、兴趣广泛;但稳定的情感、态度、价值观尚未形成,自我认识能力不足,思维活跃但不深刻。这些也是我们应该充分认识到的。
(3)、综合分析:
1、综合上述分析,我们可以认识到学生学习有机物有一定的基础,不会十分陌生,但掌握的仅是一些非常基础的知识。知识缺乏系统性。高一是在初中的基础上进一步学习与人类生存和发展密切相关的一些有机化合物的重要知识。选修课《有机化学基础》则是在必修课的基础上相对系统地学习有机化学的基础知识。
2、按旧的教学大纲和使用旧教材学习有机物,讲究官能团的学习、讲究知识的迁移与应用、讲究各类有机物的衍生转化、讲究知识的系统性。而根据新课标和新教材学习有机物,在化学②《有机化合物的获取与应用》中对官能团的学习有所体现但没有强化,学生主要学的是与日常生活相关的一些重要有机物的知识。在选修模块《有机化学》中对有机物知识的系统性则要求很高。这种设计应该是新的课程标准注重选择性与教学目标的多样性的必然结果。因此,我认为在化学②《有机化合物的获取与应用》的教学中我们并不需要去追求知识的系统性,亦不需要过多的知识迁移,不需要强化有机物的衍生转化关系。这些工作留待学生选修《有机化学基础》模块后再去做。我们只需踏踏实实地按课本设置的学习内容引导学生学好即可。多留一点时间去改变学生的学习方式,多留一点时间让学生去体验、感知学习化学的乐趣、体验成功的快乐,多留一点时间去提高学生的综合素质。
四、化学②专题3《有机化合物的获取与应用》学习目标与具体教学内容处理意见:
(一)学习目标
【知识与技能】:
1、认识化石燃料综合利用的意义,了解甲烷、乙烯、苯等的主要性质,认识乙烯、氯乙烯、苯的衍生物等在化工生产的重要作用。
2、知道乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质,认识其在日常生活中的应用。
3、通过简单实例了解常见高分子材料的合成反应,能举例说明高分子材料在生活等领域中的应用。
4、了解取代反应、加成反应、酯化反应、皂化反应、水解反应、加聚反应的变化特征;理解取代反应、加成反应、酯化反应的概念;理解酯化反应、皂化反应、水解反应与取代反应的关系。
5、能根据元素的质量分数计算物质的化学式。
【过程和方法】:
1、通过科学探究活动,进一步理解探究的意义,学习科学探究的方法,提高科学探究能力。
2、通过自主学习与合作学习,培养问题意识,培养思考能力,培养团队精神。
3、在各种学习活动中培养观察、比较、分类、归纳、想象等各种学习能力。
【情感态度与价值观】:
1、提高学习化学的兴趣,体验科学探究的艰辛与喜悦,感受化学世界的奇妙与和谐。
2、培养参与化学科技活动的热情,培养将化学知识应用于生产、生活的意识,关注与化学有关的社会热点问题,培养可持续发展的思想。
3、培养辩证唯物主义世界观,培养求真务实的科学态度。
(二)、具体的教学内容处理意见
新授课的课时安排
课 题 课时数
第一单元 化石燃料与有机化合物天然气的利用 甲烷 1
第一单元 化石燃料与有机化合物石油炼制 乙烯 2
第一单元 化石燃料与有机化合物煤的综合利用 苯 1
第二单元 食品中的有机化合物 乙醇 1
第二单元 食品中的有机化合物 乙酸 1
第二单元 食品中的有机化合物 酯 油脂 1
第二单元 食品中的有机化合物 糖类 1
第二单元 食品中的有机化合物 蛋白质和氨基酸 1
第三单元 人工合成有机化合物 简单有机物的合成 1
第三单元 人工合成有机化合物 有机高分子的合成 1
专题回顾和小节 1
合计 12
第一单元 化石燃料与有机化合物:
(1)编写思路:
本单元教材以三种化石燃料的存在、加工和利用为线索,讲解人们从化石燃料中可以获得哪些重要的有机化合物。例如,以甲烷的利用,石油的分馏、裂化、裂解,煤的干馏、液化和气化为重点,介绍人们怎样进行石油、煤的综合利用,获得高质量的燃料和有机化工原料。于此同时,指导学生学习甲烷、乙烯、乙炔、苯的组成、结构特征和主要化学性质,帮助学生理解取代、加成反应的特点和应用。教材还在学习这些最基本的知识之后,适当延伸,简单地介绍烷烃、乙炔、苯的取代物及其在有机化工中的应用。
教材把STS教育与烃的基本知识(组成、结构、性质、用途)的教学有机地结合起来。帮助学生在学习有关烃的基础知识的同时,了解化学在帮助人类合理利用自然资源方面所起的作用。以甲烷、乙烯、苯的结构与性质和关系为例,引导学生认识物质的组成、结构与性质的关系。
本单元教材十分重视利用生产生活的知识和社会热点问题创设情景,引起学生的学习兴趣。
教材还使用各种学习栏目对学生进行学习方法的指导。如引导学生通过化学实验探究甲烷、乙烯、乙炔、苯的性质特点,通过对比和分析认识它们的性质和结构的差异。
(2)处理意见
1. 介绍确定有机物分子式的一般方法。
2. 掌握甲烷的光照卤代和可燃性。(甲烷的制备和用途在课程标准中并未提及。)
3. 确立烃和烷烃的概念、通式、状态、密度。联系前面所学的碳原子的成键特征和同分异构现象让学生理解直链和支链的不同,从而介绍直链烷烃的简单命名、烷烃的通性。(会书写烃和烷烃的燃烧反应方程式)
4. 掌握乙烯的分子结构,与溴水、水、氢气、卤化氢的加成反应方程式,与高锰酸钾溶液的反应现象,乙烯的可燃性,乙烯的用途。
5. 掌握乙炔的分子结构,与溴水和氯化氢的加成反应方程式。
6. 掌握苯的结构,物理性质,苯与液溴、浓硝酸、浓硫酸反应的化学反应方程式(实验不做要求)。
7. 掌握典型的有机反应类型:取代反应、加成反应、氧化反应。
8. 了解石油炼制的过程,重点掌握蒸馏的操作,了解煤的综合利用,知道煤焦油和焦炉煤气的主要成分。
9. 补充基的概念。有关混合烃的计算题不做要求。
(3)教学建议
1.注意利用“拓展视野”栏目中“我国的石油与天然气资源”与本专题作业第17题,帮助学生认识化石燃料是不可再生的宝贵资源,理解综合利用化石燃料、开发利用新能源的必要性和重要性。
2.注意和初中所学内容、必修课程中其他专题学习内容、《有机化学基础》选修模块内容的相互衔接。在初中化学的学习中,学生已经对天然气、石油、煤这三类化石燃料有所了解。本单元的教学不是初中教学内容的重复,也不同于传统教材中“烃”的教学内容,与选修模块《有机化学基础》中相应的学习内容在学习要求上也有区别。教学中要注意区别要求,承上启下。
3.帮助学生认识从化石燃料可以获得分子组成、熔沸点、分子结构不同的多种碳氢化合物。通过实验,学生了解甲烷、乙烯、乙炔、苯在结构上的特点,初步认识烃的取代反应、加成反应、燃烧反应、与高锰酸钾的作用等;认识烃分子中碳键类型、碳原子数多少与其性质的密切关系,为今后的有机化学学习打基础。
4.要帮助学生从认识甲烷、乙烯、乙炔、苯的来源及其在生产生活中的应用等方面来了解烃与化石燃料的关系,初步认识化石燃料综合利用的途径与意义。联系我国化石燃料资源与消费情况、“西气东输”的成就,让学生了解化石燃料开发利用对我国现代化建设所发挥的作用;利用“资源卡”栏目中“甲烷的利用”等资源创设学习情景。
5.关于甲烷的教学,注意在初中化学学习的基础上(已学习甲烷气体的燃烧反应和甲烷的重要用途),重点介绍甲烷分子组成的推断、结构特点及其主要的化学性质(氧化反应、取代反应、受热分解)。要从学生已有的知识出发,充分利用“交流与讨论”、“观察与思考”等栏目中的讨论题,引导学生思考、分析,在理解的基础上掌握。
(4)教学流程及建议
1、天然气的利用 甲烷
设计一:
(1)(提出问题)甲烷的分子式、电子式、结构式?→甲烷的结构(探究活动:制作模型)→烷烃的结构特点和概念→探究活动(烷烃中碳原子的连接方式)→同分异构体和同系物的概念→有机物的成键特点。
(2)推测甲烷的性质→探究实验(甲烷与氯气的反应)→探究活动(动画模拟或者制作模型、书写化学方程式)→取代反应概念。
设计二:
(1)(提出问题)除了燃烧外甲烷还有那些性质?→探究实验→甲烷与氯气如何反应?→甲烷的结构→实践活动(制作模型、书写化学方程式)→取代反应概念。
(2)实践活动(碳原子的可能连接方式)→烷烃、同分异构体和同系物→有机物的成键特点。
两种设计的不同主要体现在从结构出发推测性质再验证性质;还是从探究实验出发归纳性质再上升到结构的问题。无论运用哪种方法都要充分体现学生的参与意识,注意重点、难点的突出。
石油的炼制 乙烯
2、第一课时:教学设计P65.石油的炼制。。。。。
石油炼制的学习内容较为枯燥,看起来容易,学起来往往难以获得正确而清晰的概念。要重视教学程序的设计。以下设计供参考:
先演示石油样品,显示石油是一种粘稠的深褐色液体。通过讲解让学生了解石油是复杂的混合物,主要成分是碳氢化合物(称为烃),直接使用的价值不大。可结合教材中第58页图3-4“石油分馏产品示意图”说明它的炼制产品汽油、柴油的广泛应用。利用“观察与思考”栏目。通过交流、讨论帮助学生理解:什么是石油的分馏、馏分(每种馏分仍然是多种烃的混合物)。
在演示石油分馏实验后,可以组织学生讨论以下问题。
(1)随着馏分的沸点范围上升,下列性质有何变化?
颜色 ;黏度 ;挥发性 ;易燃性 ;燃烧时火焰的明亮程度和黑烟量 。
(2)馏分的沸点范围与馏分中化合物分子所含的碳原子数目有什么关系?
(3)馏分的黏度与馏分中化合物分子所含的碳原子数目有什么关系?
(4)馏分的挥发性、易燃性与馏分中化合物分子所含的碳原子数目有什么关系?
(5)解释石油可分馏成不同馏分的原理。
(6)在通常情况下,烃分子里的碳原子数: 到 为气态; 到
为液态; 以上为固态
再从石油分馏获得的轻质液体燃料产量不高(仅占石油总质量的25%左右)的事实,
提出怎样提高轻质液体的产量和质量问题,转入裂化和裂解的教学。让学生体演
体验工业上对石油的加工炼制-----裂化和裂解的基本原理。裂化和裂解的区别
和联系不作要求。
3、第二课时:关于乙烯、乙炔的教学
教学设计:学习乙烯的结构,可以指导学生“玩”乙烷、乙烯的球棍模型,形象直观地了解乙烷、乙烯组成和结构的区别。通过讨论、分析,让学生认识:①乙烷分子中只有单键,乙烯分子中有碳碳双键,且其中一个键在反应中易断裂。②乙烯中碳原子的价键未饱和,是不饱和烃。
讨论乙烯的分子结构之后,再通过“活动与探究”栏目,让学生观察并记录乙烯与高锰酸钾溶液、溴的四氯化碳溶液反应的实验现象。让学生认识到乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,被酸性高锰酸钾溶液氧化;认识到乙烯与溴能发生加成反应,动手书写乙烯与溴的加成反应的化学方程式,理解、抽象出加成反应的概念(乙烯使溴水褪色,反应较为复杂,因此最好用乙烯和溴的四氯化碳溶液作用来介绍乙烯的加成反应)。
乙炔知识的学习,是通过和乙烯的类比,应用乙烯的有关知识来认识乙炔的结构特点,了解乙炔与溴、氯化氢的加成反应,从而加深对加成反应的认识。
用乙醇的原料生产乙烯不符合生产实际,脱水反应也不是必修模块的学习要求,因此教材没有编入“乙烯实验室制法”的内容。
4、煤的综合利用 苯
“煤的综合利用 苯”的教学
教学活动可以参照教材编写顺序来组织。
教材利用“你知道吗”栏目,开门见山地提出人们所关注的煤的综合利用的三个问题,然后介绍煤综合利用的三种主要方法-------干馏、液化和气化。而后从煤的干馏引入苯,通过“观察与思考”栏目中的三个实验探究,让学生了解苯分子组成和结构上的特点。
1 苯燃烧时火焰明亮并伴有浓烟,说明苯分子中碳的质量分数大。
2 苯不能使酸性高锰酸钾溶液和溴水溶液褪色,说明苯分子中不含有一般的碳碳双键。苯分子中碳原子间的化学键是介于单键和双键之间的一种特殊的价键,形成特殊的苯环结构。
3 在一定条件下,苯能发生多种取代反应,形成一系列重要的有机化合物,苯有许多重要用途。
教材还运用实验介绍了苯可以萃取溴,酸性高锰酸钾溶液与苯不互溶的事实,帮助学生理解苯的物理性质和化学性质特点。
第二单元 食品中的有机化合物:
编写思路
糖类、油脂、蛋白质、维生素等人体重要的营养成分与人体的健康关系极大。乙醇、乙酸分别酒和食醋的成分,又是重要的有机化工原料。本单元教材从学生日常生活经验出发,以食品中的有机化合物为线索,帮助学生学习乙醇、乙酸、油脂、糖类(以葡萄糖为重点)、氨基酸、蛋白质的组成及性质,了解它们的结构特点,以及在人们日常饮食中的重要性和在生产生活中的应用。
在学习上述有机化合物基础知识的同时,教材还注意帮助学生把握乙醇、乙酸、乙酸乙酯的衍生关系,淀粉、葡萄糖、乙醇的转化关系,蛋白质与氨基酸的关系,为后续学习打基础。
教材在编写上回避了较为复杂的结构分析和化学反应机理的探讨,注重通过实验的观察与思考、活动与探究,帮助学生认识这些物质的主要性质和转化关系。
教材还运用“资料卡”、“拓展视野”等栏目,介绍这些物质本身或与它相关的物质(如酒、肥皂、酶等)在生产生活中的应用,扩大学生的视野,进行STS教育。
本单元涉及的有机化合物的结构和相关的化学反应都比较复杂,教材在教学内容的处理上注意深广度的控制,在注意联系学生的生活经验,增强了教材的可读性。
处理意见
1. 掌握乙醇的分子结构、物性、用途,掌握乙醇和钠的反应现象和化学反应方程式,乙醇的催化氧化实验现象和化学反应方程式。 乙醇的制备和脱水反应不要求。
2. 作为同类物质补充甲醇和丙三醇的分子结构
3. 掌握乙醛的分子结构和被氧化成酸的化学反应方程式。
4. 掌握乙酸的分子结构、乙酸的酸性(乙酸与钠、碳酸钠、氢氧化铜的反应)、乙酸的酯化反应实验和方程式。
5. 补充甲酸、高级脂肪酸如硬脂酸软脂酸的结构简式。
6. 在补充酯的概念及水解反应的基础上讨论油脂的分子结构和水解反应。有关混甘油酯单甘油酯、油脂的氢化不做要求。
7. 关于糖类,重点掌握其分子组成、二糖和多糖的水解、葡萄糖的检验。葡萄糖的结构不做要求。
8. 关于蛋白质,掌握其盐析和变性的不同条件及利用该原理解释生活中的一些现象。
9. 关于氨基酸,熟悉甘氨酸、丙氨酸的分子结构,理解其两性,可以补充羧基和氨基间的脱水反应。
10. 建议不要随意补充有机物类别、官能团通性和相互转化。烃的含氧衍生物的燃烧规律在选修模块中讨论。
教学设计建议
要把握好深广度,在初中教学的基础上适当提高、拓展。例如,初中教材只提及“葡萄糖、淀粉、纤维素等物质,习惯上称它们为碳水化合物(carbohydrate,又叫糖类)。”本单元则通过葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素化学式的比较,让学生领悟到,在这些有机物的分子中,氢、氧原子数之比为2:1,理解它们的分子组成特点,以及为什么这些物质习惯上称为碳水化合物。
1. 要把保持和发展学生的学习兴趣放在重要位置,引起学生研究有机物的欲望。例如,初中教材中“葡萄糖”一节已要求学生动手完成葡萄糖溶液与新制氢氧化铜的反应。据了解,在条件交好的初中,学生完成了该实验,而在条件差的学校,学生可能没有做过这一实验。为了使这两部分学生都有较高的积极性,可请做过实验的学生指导,共同把实验做好。教材还要求学生进行“银镜反应”实验,教师要克服困难让学生动手做实验。
2. 帮助学生认识“糖类”、“油脂”、“蛋白质”对人类生活的重要性。
教师在备课时,应体会教材蕴涵的下面四个层次的内容,用生动的语言来创设学习情
景。
(1)从人类酿酒的历史、过量饮酒的危害、含甲醇的假酒的危害、用酒精作为汽车燃料等话题,引入乙醇的教学课题。
(2)人体内所含有的主要物质除了水分之外就是蛋白质和脂肪。假如没有这两类物质,我们这个社会还能够存在吗?糖类在人体中的含量约为1%~2%,多了不行,少了也不行。血糖太高会患上糖尿病,低血糖则使人头昏甚至休克。
(3)人体的生命活动还会消耗糖类、脂肪和蛋白质,所以人体要不断地摄入这三类物质,补充人体的消耗和人体组织的需要。
(4)糖类、脂肪和蛋白质作为工业原料能生产种类繁多、性能优异的新的有机物,使人们的生活更加丰富多彩,生活质量进一步提高。
4.油脂是人类主要的事物之一,也是一种重要的工业原料。教材对油脂作了简要的介绍之后,通过“活动与探究”栏目让学生了解怎样用油脂制得肥皂。其目的有三:①在探究活动中让学生了解油脂的用途,而这个“用途”是看得见、用得着、做得到的,消除探究活动的神秘感;②激励学生积极参与化学实验,进行基本实验操作的培养和训练,体验探究活动的乐趣和实验成功的喜悦;③通过探究活动的思考和小结认识皂化反应。
5.关于糖类的教学,除了前面说的要注意把握深广度和发展学生的学习兴趣之外,还要注意把握以下两点:
⑴淀粉和纤维素都可以用化学式(C6H10O5)n表示,但由于n值不同,这两种物质不可能是同分异构体。就是淀粉和纤维素本身,不同分子其n 值也不同。
⑵淀粉和纤维素在一定条件下可以和水作用转化为葡萄糖。人类从谷物中摄入淀粉,经过水解生成葡萄糖,作为人体的能量来源。那么,人为什么不能像食草动物那样,摄入纤维素,经过水解生成葡萄糖,从而提供机体所需要的能量呢?通过这一问题的探究,可以让学生明确以下两点:①催化剂对化学反应的重要作用;②酶是具有高效催化作用的催化剂,具有高度的选择性和专一性。
6.教材通过“观察与思考”栏目,让学生对比三种最简单的氨基酸的结构简式,归纳出它们在结构上的共同点,说明什么是a-氨基酸。教师还可以说明其他氨基酸在结构上也具有这种相似的共同点。让学生学会通过比较、归纳、概括等方法认识知识之间的联系,形成合理的认知结构。
7.本单元在学习各种有机化合物的性质特点时都涉及它们间的某些相互反应和转化关系,在教学中要注意帮助学生梳理、归纳。如,认识乙醇—乙醛—乙酸—乙酸已酯间的转化关系,油脂、甘油、脂肪酸钠间的转化关系,淀粉、葡萄糖、乙醇间的转化关系等,了解各有机物间的联系与转化。
教学设计片段
片段1 乙醇
【实验活动】介绍了乙醇的分子组成和结构之后,在教师指导下进行学生实验。三支试管中分别盛有2ml的煤油、无水乙醇和水,向三支试管中分别投入同样颗粒大小的金属钠,观察并记录实验现象。
煤油 无水乙醇 水
没有反应 钠沉于试管底部,气泡缓慢逸出 钠熔成小球,浮游于水面,气体逸出,钠很快消失
【交流讨论】结合实验现象,通过对三种物质的结构式进行比较和讨论,加深了解以下知识:
⑴煤油与金属钠不反应,说明C—H键上的氢原子不能被钠原子所取代。
⑵乙醇和水都能与金属钠反应并放出氢气,说明O—H键上的氢原子能够被钠原子所取代。
⑶由于 CH3CH2—和H原子对O—H键的影响不同,乙醇和水与金属钠反应的速率和剧烈程度就有明显不同。
⑷有关反应的化学方程式为
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
2Na+2CH3CH2OH→2CH3CH2ONa+H2↑
【实验活动】在试管中加入3~4mL无水乙醇,浸入热水中,将铜丝烧热,迅速插入乙醇中,反复多次,观察铜丝颜色和乙醇气味的变化。
实验 现象
将铜丝在火烟上加热 铜丝由红色变成黑色
将烧热变成黑色的铜丝插入无水乙醇中 铜丝由黑色又变成红色,反复多次后可闻到刺激性气味
【交流讨论】通过师生互动式交流讨论,得到以下结论:
⑴铜丝加热后被空气中的氧气所氧化:2Cu+O2=2CuO。
⑵烧热变黑的铜丝插入无水乙醇中发生反应,乙醇被氧化成乙醛,化学方程式为
CH3CH2OH+CuO →CH3CHO+Cu+H2O
两个反应合并得
2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2O
⑶在这个反应中铜参加了化学反应(先被氧化后被还原),但反应前后其质量不变,铜起着催化剂的作用。
⑷在适当条件下,乙醛还可以进一步被氧化成乙酸:
2CH3CHO+O2→2CH3COOH
【补充讲解】从上述反应我们可以知道,在有机反应中,人们把有机化合物在反应中脱氢和加氧的变化看成是氧化反应;相反的变化(脱氧和加氢)看成是还原反应。
片段2 油脂
【提出问题】日常生活中人们需要使用油和脂肪(展示各种油和脂的实物样品)。在常温下,动物油和一般呈固态,叫做脂肪;植物油一般呈液态,叫做油。油脂是油和脂肪的总称。你知道油脂与从化石燃料中提取出来的汽油、煤油、柴油有什么不同吗?
【交流讨论】教师引导学生讨论,补充、总结两类物质的同异点,强调:
(1) 汽油、煤油、柴油等是碳氢化合物的混合物,属于烃类,是矿物油,用作燃料。它们来源于化石燃料。
(2) 油脂也是有机化合物,组成中含碳、氢、氧三种元素,属于酯类,是营养物质,来源于动物体、植物体的果实。如牛、猪的脂肪中含有硬脂酸甘油酯[结构简式为(C17H35COO)3C3H5],花生、大豆、椰子中都富含油脂。
【交流讨论】有些同学认为多吃肥肉会使人发胖,因为肥肉中含有大量的脂肪。那么不吃油脂行吗?不吃肥肉就不会发胖了吗?油脂对于人体健康有什么重要的意义呢?
通过讨论,认识以下几点:
(1) 人体内的脂肪可以由摄入的油脂转化而来,也可以由糖类水解生成的葡萄糖转化而来。
(2) 不少同学怕发胖。其实,人体内的脂肪是维持生命活动的一种备用能源。当人的进食小,摄入食物所提供的能量不足以支持机体消耗时,就要靠消耗体内的脂肪来提供能量,满足机体需要。每克脂肪提供的能量是每克糖类提供能量的2倍多!而且油脂还可以促进人体对某些维生素的吸收。因此,我们每天都需要摄入适量的油脂。
脂肪是人体中发热量最高的营养物质。油脂也是一种重要的工作原料,如用各种植物油可以制造油漆。肥皂也是用油脂制造的,在制造肥皂的同时,还能得到重要的产品——甘油。
【实验活动】在教师指导下,完成“活动与探究”栏目中的自制肥皂实验。
让学生从外观、洗涤效果比较评判自己制造的肥皂,回顾实验过程,进行自我评价。
【归纳总结】油脂与烧碱溶液混合加热生成脂肪酸钠的反应,称为皂化反应,是一种水解反应。以硬脂酸甘油酯为例:
(C17H35COO)3C3H5+3NaOH→3C17COONa+C3H5(OH)3
上述反应的生成物硬脂酸钠(C17H35C00Na)是肥皂的重要成分,甘油[C3H5(OH)3]是重要的工业原料,可以制造护肤品。
【问题讨论】为什么肥皂能去污呢?现在人们普遍使用合成洗涤剂代替肥皂,它们的洗涤原理相同吗?用肥皂还是用合成洗涤剂好呢?
引导学生讨论,阅读“资料卡”了解肥皂的去污原理,教师作必要的讲解。
第三单元 人工合成有机化合物:
编写思路
依据《普通高中化学课程标准(实验)》提出的学习要求,本单元教材运用生产和生活中的事例,帮助学生初步了解简单有机物和高分子化合物的合成反应。教材通过交流和讨论活动,帮助学生了解从乙烯制取乙酸乙酯的合成线路,初步认识人们是怎样合成有机物的;以加聚反应为例了解高聚物的合成方法;同时通过合成实例的分析认识实验、比较等科学方法对化学研究的作用。
本单元教材先学习简单有机物的合成,再学习有机高分子的合成反应,在后者的教学中仅介绍加聚反应,由浅入深,控制一定的教学深广度。
教材重视联系实际,从身边的学习用品、生活用品说起,让学生体会到高分子材料虽然时刻存在于我们身边,但被认识的甚少。这样处理既加强了亲切感又激发了学生的求知欲望。
教材遵循学生的认识规律,重视培养学生崇尚科学的情感,通过对部分物质化学性质的探究实验和个别有机物的合成实验,进一步学习使用实验探究的方法去认识物质的性质,体验合成新物质成功的喜悦。
教材重视引导学生采用类比等方法学习新知识。如对比乙酸乙酯、乙酸、乙醇的分子结构,让学生推测从乙酸和乙醇制取乙酸乙酯的途径。又如,在学生学习了从乙烯制取聚乙烯的基本反应后,让学生练习由苯乙烯制取聚苯乙烯的基本反应,在对比中认识、归纳加聚反应的特点。
教学建议
⒈注意激发学生的学习热情
教材从以下两个方面来调动学生的积极性,了解合成有机化合物的重要意义及其在生产和科技领域的地位:①近百年来,有机化学家已经设计和合成了数百万种有机化合物,极大地丰富了物质世界;②在20世纪,有机合成和金属有机化学领域共获得10届诺贝尔化学奖。
教师可以通过交流讨论活动,用实例进一步说明有机合成的重要性。让学生了解 ,通过有机合成的途径急剧增加了新物质的种类,为高科技发展、工农业生产和环境保护事业提供了各种各样有特定性能的新材料,促进了社会的不断发展,大大提高了人们的生活质量。
⒉关于合成乙酸乙酯的教学
首先,通过乙酸乙酯、乙酸、乙醇分子结构的对比和变化,让学生理解化学家设计合成有机物的思考方法。然后,联系已学的有机反应知识,讨论由乙烯合成乙酸乙酯的合成路线。
⒊关于合成有机高分子的教学
在初中化学学习中,学生已粗浅地认识到什么是高分子化合物。在教学中可以向学生简单介绍什么是高分子材料,了解天然有机高分子(如棉花、羊毛、天然橡胶等)和合成有机高分子(包括合成橡胶、塑料和合成纤维三大类及涂料、黏合剂等)。
教材通过“观察与思考“栏目,分析聚乙烯和聚苯乙烯的合成反应,帮助学生认识加聚反应的特点,学习加聚反应化学方程式的书写方法。教学中要帮助学生区别单体和聚合物链节在结构上的区别,了解式中n的含义。
(1). 能区分加聚反应和缩聚反应。了解高聚物的一般特点。(混合物、链节、单体、聚合度等)
(2). 对于加聚反应,能由单体写出高聚物(可以补充不同种单体间的加聚,但不建议补充二烯烃的加聚)。对于缩聚反应,能写出酚醛树脂的制取方程式,可以补充氨基酸缩聚成蛋白质的反应。
六、化学②专题3《有机化合物的获取与应用》的学习重点:
1、了解甲烷、乙烯、苯等的主要性质,认识乙烯、氯乙烯、苯的衍生物等在化工生产的重要作用。
2、知道乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质。
3、了解常见高分子材料的合成反应及乙酸乙酯合成。
4、了解取代反应、加成反应、酯化反应、皂化反应、水解反应、加聚反应的变化特征。
5、能根据元素的质量分数计算物质的化学式。
七、化学②专题3《有机化合物的获取与应用》的学习难点:
1、甲烷、乙烯、苯、乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质的组成结构和主要性质。
2、根据元素的质量分数计算物质的化学式。
3、乙酸乙酯最佳合成途径的选择。
4、取代反应、加成反应、酯化反应、皂化反应、水解反应、加聚反应的变化特征。
八、教法选择:
谈到教学方法,我们首先必须明确的一点就是“教无定法”。具体怎么教,要根据个人的教学风格和学生实际情况灵活选择。但据新课程的特点、培养目标及今天所研究的特定内容,提一些个人意见仅供参考。
我认为在实施化学②《有机化合物的获取与应用》的教学中有以下教学方法可以重点选择:1、实验探究法;2、练习法;3、讲授法;4、讨论法;5、自学法;6、讲座法;7、研究性学习法。
下面作一些必要的说明。
1、探究学习是培养学生自主性、创造性、实事求是的科学精神的一种重要方法。也是培养观察能力和动手能力的重要途径。课本设置了许多实验探究的内容,实验探究是实现三维目标的重要环节。所以,实验探究是必不可少的一种教学方法。
2、练习法是帮助学生理解知识、学会应用,经过大量实践证明非常高效的一种教学方法。课程改革并非不要双基,而是要“1、改革课程目标过分注重传承知识的倾向。2、改革课程结构过分强调学科独立性,门类过多和缺乏整合的倾向。3、改革课程内容过分强调学科体系严密性,过分注重经典知识的倾向。…5、改革教学过程中过分注重接受学习、机械记忆、被动模仿的倾向。6、改革教材脱离学生经验,难以满足不同地区学校和学生需要的倾向。7、改革课程评价过分偏重知识记忆,强调评价的选拔与甄别功能的倾向…。”—摘自《国家基础教育课程改革指导纲要》。学生学习一门学科,掌握一些能影响他未来生存和发展的学科知识是必要的,且是必需的。课程改革主要是要变革注重一点,偏废其他的做法。因此,新课程实验仍然重视基本知识、基本技能掌握情况。所以,练习法仍是我们要坚持使用的一种重要教学方法。
3、“教学”二字从字面上认识是教在前学在后,课程改革要改变“师说生听”的状况其目的是要改变不注重学生感受的倾向,而有些学习内容教师不教,学生是不会的。例如化学计算的教学,很讲究解题规范,此时,用讲授法教学就很有必要。
4、自学法与讨论法是培养学生自主学习能力、合作精神、学会聆听、学会发言的重要方法,有些学生自学能学会的内容应该放手让学生去学;能讨论学会的内容尽量安排讨论学习。在此不作过多的说明。
5、有些与生产或科研关联关系较密切的学习内容,如煤的综合利用、石油的炼制等,请专家开讲座,利用专家的实践经验及专家的权威作用,教学效果可能会更好。
6、新课标对学生主动获取信息和加工信息有较高的要求。所以,精心地设置一些问题,促成学生积极主动地进行研究学习的教学方法,我们应引起高度的重视。