中学化学教学网http://www.huaxue.org/index.asp
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高二化学教案
2005年上学期
第五章 烃(共计15课时)
第一节 甲烷(共计3课时)
教学目标: 1:认识有机化合物的定义及有关特性、有机物在日常生活中的应用
2:了解甲烷的结构式和甲烷的正四面体结构
3:掌握甲烷的化学性质
4:掌握取代反应的实质
5:使学生初步学会确定气态烃分子式的计算方法
教学重点:甲烷的化学性质、甲烷的分子结构、甲烷的取代反应
教学难点:甲烷的取代反应
教学方法:实验探究、问题—讨论
教学过程:
第1课时
一、有机物和无机物
1:定义:有机物:通常把含碳的化合物叫有机物。但CO、CO2、碳酸盐等除外
无机物:通常把不含碳的化合物叫无机物。但CO、CO2、碳酸盐等除外
2:有机化学:把研究有机物的化学叫有机化学
二、有机物的特点
1:元素组成特点:
核心元素为碳,另外还有H、O、S、P等
2:结构特点:
①由于碳的最外层有4个价电子,所以碳常以四根共价键形成共价化合物。
②有机物中,碳与碳之间以共价键形成碳链,这是有机物的基础。
③有机物分子间通过分子间作用力形成分子晶体。
3:数量特点:
数量多,有机物目前发现上千万种,而无机物只有十万种。主要由于碳
链的长度不同,而且有的有支链、双键、叁键。
4:性质特点:
①多数难溶于水,易溶于酒精、汽油、苯等有机溶剂。相似相溶原理。
②多数为非电解质。不易导电。
③多数熔沸点较低(分子晶体)。
④多数易燃、易分解。
5:有机反应的特点:
速度慢,副反应多。
练习:1、有 机化工厂附近总是在要严谨烟火?
2、某物在纯氧中燃烧生成CO2和H2O,则该物由何种元素组成?
3、3.2克某物在纯氧中燃烧,生成4.4克CO2和3.6克H2O,则该化合物由何种元素组成?
三、烃:
1定义:把仅含碳、氢两种元素的有机物称为碳氢化合物。简称烃
2种类:根据结构不同,分为烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等
甲烷是一种最简单的烃,它属于烷烃。
练习:下列物质中属于烃类物质的是
C2H5OH CH3Cl CH4 C2H2 C6H6 C2H5COOH
性质 有机物 无机物
溶解性 多数不溶于水,易溶于有机溶剂 有些溶于水,而不溶于有机溶剂
耐热性 多数不耐热,熔点较低,一般400以下 多数而热,难熔化一般比较高
可燃性 多数可以燃烧 多数不能燃烧
电离性 多数非金属 多数是电解质
化学性质 一般比较复杂,副反应多,反应较慢 一般比较简单,副反应少,速率快
第2课时
复习:1:有机物的定义
2:有机物的种类为什么多?
3:有机反应的特点?
新授:四、甲烷(CH4)
1、在自然界的存在:
自然界中甲烷存在于沼气池的底部,煤矿的坑道、天然气。
2、物理性质:
俗名:沼气、坑道气、天然气
是一种无色无味的气体,密度为0.717g/L,难溶于水,易燃烧。
3、分子结构和组成:
⑴组成:
例1:经定量分析得甲烷中含C 75%、H 25%(质量分数),标准状况下密度为0.717g/L,求甲烷的分子式
解析:⑴求最简式:碳、氢原子个数比:n(C) ︰ n(H) = = 1︰4
因此最简式为:CH4
⑵求分子式:又知道甲烷在标准状况下的密度为0.717 g/L,故其相对分子质量为0.717 g/L×22.4 L/mol = 16 g/mol。因此最简式即为甲烷的化学式
⑶有没有其它解法
小结:确定气态烃分子式的一般步骤:
各元素的质量分数各元素的物质的量之比(最简式) 分子式
⑵结构:
展示:甲烷分子的模型(球棍模型和比例模型)
球棍模型:表示原子的相对位置
比例模型:表示原子的体积比
正四面体结构。键角109°28'键长1.09×10-10m键能413KJ/mol
电子式;
结构式:用短线来表示一对共用电子对的图式。如:
分子极性:由极性键组成的非极性分子
思考:什么数据证明了甲烷分子不是平面结构而是立体结构?
4:甲烷的化学性质
在通常情况下,甲烷与强酸 强碱 或强氧化剂一般不反应。说明甲烷的化学性质是比较稳定的。在特定的条件下能和一些物质反应。
⑴甲烷的氧化反应
[演示]甲烷通入高锰酸钾溶液中。说明甲烷不能使高锰酸钾溶液褪色。与SO2、H2S比
即甲烷不能被高锰酸钾氧化。但在点燃的情况下能与氧气反应。
CH4+2O2CO2+2H2O + Q
思考:如何检验甲烷燃烧产物中的CO2和H2O
说明:①有机反应由于副反应较多,所以通常不用等号。
②温度高于100℃时,反应前后的总体积不变。
⑵甲烷的取代反应:(特征反应)
定义:有机物分子里的某些原子或原子团被其它或原子团所取代的反应
先引导学生看书上的演示实验
现象:气体的颜色变浅,烧瓶内壁有油状液滴生成,烧瓶内水面上升。
如甲烷的取代反应。用模型演示。
CH4+Cl2CH3Cl+HCl CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl
CH2Cl2+Cl2CHCl3(氯仿)+ HCl
CHCl+Cl2CCl4(四氯化碳)+ HCl
解释:为什么量筒内的液体上升? 生成物中只有一氯甲烷和氯化氢是气体,其它为液体,而氯化氢又极易溶于水,所以看到量筒内液面上升。
注意:①反应条件:光照 (在室温冷暗处不反应)
②反应物状态:纯卤素,例如甲烷与溴水不反应,与液溴或溴蒸气见光后发生取代反应
思考:⑴由甲烷的分子结构推测一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷分别有几种结构、其中分子结构属于正四面体的有几种?
⑵写出CH4与溴蒸气反应的化学方程式。
取代反应:有机物分子里的某些原子或原子团被 其它原子或原子团所代替的反应。
卤代烃:烃分子中氢原子被卤原子取代后所生成的化合物。
取代反应 置换反应
反应物与生成物 可与单质和化合物反应,生成物不一定有单质 反应生成物中一定有单质
反应条件 催化剂、光照、加热等 在水溶液中进行,遵循金属或非金属活动顺序
反应进行程度 逐步取代,较多为可逆反应 反应进行较完全
反应的本质 一般没有电子转移,是分子反应 反应中有电子转移,是氧化还原反应
⑶.甲烷的受热分解
在隔绝空气并加热到1000℃的条件下,
CH4 C+2H2 H2是合成氨的原料,炭黑是橡胶工业的原料。
第3课时
复习:1:甲烷的结构
2:甲烷的化学性质
新授:实验室制法:
药品:无水醋酸钠和碱石灰
原理:CH3COONa+NaOH △→Na2CO3+CH4
装置:制氧气的装置:固 + 固
收集排水集气法,向下排空气法
注意:CaO的作用:吸水稀释反应物的浓度,有利于CH4出来
减少NaOH与玻璃作用,防止试管破裂
克服NaOH吸水利于反应进行
成功的关键是药品必须干燥,温度不能太高,否则副反应多。
专题:有机物分子量的确定
⑴根据物质的量的概念计算:M=
⑵根据气体在标况下的密度计算:M=22.4·
⑶根据气体的相对密度计算:M=D·MX
⑷根据元素的质量计算
a%= M=
⑸关于混合气体相对分子量的计算:M混=M1·a1%+M2·a2%+M3·a3%+…
⑹由二种气体组成的混合气体用十字交叉法
专题:求化学式的常规方法
⑴最简式法:①求组成元素的原子个数比 ②写出最简式,计算式量
③确定分子式:(最简式)n= 分子量
⑵单位物质的量法:①求组成元素的原子的物质的量 ②求给定物质的物质的量
③求1摩尔给定物质中各原子的物质的量
1、在光照条件下,把等体积的甲烷和氯气混合,得到的混合物中物质的量最多的是,
CH3Cl CH 2Cl2 CHCl 3 CCl4 HCl
2、向甲烷和氯气进行取代反应后的集气瓶中滴入几滴浓氨水,看到的现象是______.
3、把1mol的甲烷在光照的条件下通入一定的氯气,充分反应后,得到四种取代物的物质的量相等。则通入的氯气是____mol.生成HCl____mol.
4、一定量的甲烷燃烧后,得到CO、CO2、和水蒸气,此混合气重49.6g当将其缓缓经过无水氯化钙时,氯化钙增重25.2g。原混合气体中CO2的质量为_13.2___g
5、某烃0.2mol在氧气中充分燃烧,生成8.8g二氧化碳和7.2g 水,则该烃的分子量是多少?
7、充分燃烧1.6克某气态烃,得到4.4g CO2。已知该烃的密度为0.717g/L (标况下的密度),求该烃的分子式,并写出其电子式和结构式。
8、已知某气态烃,其蒸气对H2 的相对密度为15,该烃含碳80%,试确定其分子式。
9、某烃中碳和氢元素的质量之比为24:5,该烃在标准壮况下的密度为2.59g/L写出该烃的分子式
10、在标准壮况下,某气态烃0.56L,经充分燃烧后,将生成的气体通过盛 有足量浓硫酸的洗气瓶,浓硫酸增重1.8g,然后再通过碱石灰,气体被完全吸收后,碱石灰增重3.3g,求该烃的分子式。
第二节 烷烃(共计4课时)
教学目标:1:了解烷烃的组成、结构和通式
2:了解烷烃性质的递变
3:掌握烷烃的系统命名方法
4:了解烷烃的同系物、同分异构现象和同分异构体
教学重点:烷烃的性质、同分异构体的写法、烷烃的命名
教学难点:同分异构体的写法、烷烃的命名
教学方法:实例引导,分析讨论,讲练结合,总结归纳。
教学过程:
第1课时
〖引入〗:投影下面2组物质,对比结构上的不同:
乙烷 丙烷
环丙烷 环丁烷
思考:通过对比找出A组物质在结构上有别于其他几组的特点
一、烷烃(饱和烃)
1:定义:在烃分子里,碳原子跟碳原子都以单键结合,碳原子剩余价键全部跟氢原子结合,使每个原子的化合价都达到饱和的链烃叫饱和链烃或称烷烃。
举例:乙烷 丙烷 丁烷 戊烷
2:环烷烃:碳原子之间以单键相互连接成环状,碳剩余的价键全部跟氢结合,这样的烃称为环烷烃
举例:环丙烷 环丁烷
3:结构简式:
我们将结构式中的碳碳单键和碳氢单键省略。例如:A组
CH3CH 3 CH3CH2CH3
注意:①书写的顺序。尤如画一棵大树,应先画主干,后添枝叶一样;这里要先观察碳原子之间的连接方式,然后先画出碳原子彼此相连的骨架,再依据碳原子的四价原则,把不足四价的碳原子用氢原子补足四价(四个共价键)。以后给烷烃命名及书写同分异构体也应如此。强调有序思维,
②侧(支)链中的共价键:应标在碳原子之间,而不是标在H、H之间或C、H之间 。强调观察问题的深入、细致。学生良好科学素养的养成培养
练习:①CH3CH(CH3)CH2CH3 _________________________
②(CH3)2CHCH2CH3 ____________________________
③C(CH3)4 _________________________
4:通式:
烷烃:CnH2n+2 (n≥1) 环烷烃:CnH2n (n≥3)
说明:①环烷烃和烷烃都是饱和烃
②如某烷不指明是环烷烃,则认为是链烷烃
③烷烃一定符合通式:CnH2n+2,符合通式CnH2n+2的烃也一定是烷烃
环烷烃一定符合通式CnH2n ,但符合通式CnH2n 不一定是环烷烃
5:烷烃的性质
⑴物理性质:
看书上P120上的表格。烷烃的物性随着碳原子数和递增,呈现
出规律性的变化:状态:气态 液态 固态
熔沸点:低 高
主要原因:随着碳原子数的递增,分子量增大,分子间作用力增大
⑵化学性质:跟甲烷相似
通常情况下,性质很稳定,一般不跟酸、碱和氧化剂反应,也难和其它物质化合
1:氧化反应:不能与KMnO4和溴水反应。但点燃时与O2反应
CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O
2:取代反应:写出CH3CH3 CH3CH2CH3与溴蒸气反应的产物
注意同分异构体
3:分解反应:大分子烷烃可分解为小分子烃和氢气。
二、同系物:
由甲烷、乙烷、丙烷…看出,相邻两个烷烃相差一个-CH2原子团
1:定义:结构相似,在分子组成上相差一个或多个CH2原子团的物质互称同系物。
2:烷烃同系物的结构特点:
1碳与碳间以单键结合,且连接为链状。
2除碳碳单键外其余价键都与氢原子结合。
小结:我们知道了烷烃同系物之间化学性质和物理性质的规律性。根据甲烷的性质,就可以类比推出其他烷烃的性质。这种以点带面的学习方法将适宜于有机部分的其他章节。可以说我们在甲烷一凶中不仅学习到一种物质的性质,而且是一类物质的性质。
第2课时
复习:
烷烃 同系物的概念 烷烃的通式
新授:三、烃基
1.定义:烃分子失去一个或几个氢原子后剩余的部分叫烃基,烃基一般用“R-” 来表示。若为烷烃,叫做烷烃基
2.举例:-CH3 -CH2CH3 -CH2CH2CH3(正丙基)
-CH(CH3)2 (异丙基)
3。它不同于离子;不带电荷(不能单独存在)
写出:-CH3 -OH OH— 的 电子式
阅读:课本P121,比较正丁烷和异丁烷
小结:它们的熔点_________>__________;密度_________>___________
原因:正丁烷和异丁烷的物理性质不同,是由于它们有不同的分子结构
注意:①正丁烷的分子中碳原子形成直链,而异丁烷分子中碳原子形成支链
②碳链不是直线形的,而是锯齿形的
四、同分异构现象和同分异构体
1.同分异构现象: 化合物具有相同的化学式,但具有不同结构的现象
2.同分异构体:具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体
同分异构体的特点:
①分子式相同,分子量相同,分子通式相同。但分子量相同的化合物不一定是同分异构体,因为分子量相同时分子式不一定相同。同分异构体最简式相同 ,但最简式相同的化合物不一定是同分异构体,因为最简式相同时分子不一定相同。
②结构不同,即分子中原子的连接方式不同。同分异构体可以是同一类物质,也可以是不同物质时,化学性质不同,物理性质也不同
③同分异构现象产生的原因
同分异构现象是有机物种类繁多的重要原因之一。产生同分异构的主要原因是分子内碳原子的排列顺序不同引起的,除直链外,还有侧链(支链)的结构
举例:C4H10 正丁烷和异丁烷 C4H8 1-丁烯和2-丁烯
同系物、同位素、同分异构体、同素异形体比较
同系物 同位素 同分异构体 同素异形体
研究范围 化合物 原子 化合物 单质
相同(似)点 结构相似 质子数相同 分子式相同 元素种类相同
不同点 组成相差CH2原子团 中子数不同 结构不同 组成、结构性质不同
练习:下列各组物质 ① O2和O3 ② H2、D2、T2 ③ 12C和14C
④ CH3CH2CH2CH3 和 (CH3)2CH2CH3 ⑤乙烷和丁烷
⑥ CH3CH2CH2CH(C2H5)CH3 和 CH3CH2CH2CH(CH3)C2H5 ⑦
互为同系物的是__________,互为同分异构体的是_____________,互为同位素的是______,
互为同素异形体的是__________,是同一物质的是__________。
3.同分异构体的书写
烷烃同分异构体的书写- 主要特点是碳链异构
书写原则:主链由长到短,支链由整到散,支链由心到边。
(成直线,一线串;从头摘,挂中间;往边排,不到端)
例:写出C6H12所有同分异构体的结构简式
解析:首先将所有的碳原子写在一条链上;拿下一个碳原子,使其成为取代基,根据分子对称性将取代基先放在中心碳原子上,并依次移动至一端倒数第二个碳原子上;拿下两个碳原子,作为两个取代基时,既可边在一个碳原子上,也可连在两个碳原子上;同时也可以把两个碳原子作为一个乙基,它的连接方式与甲基相同
⑴写出没有支链的主链
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 ①
⑵写出少一个碳原子的主链,将这一个碳原子作为支链。在主链上转动位置
CH3-CH-CH2-CH2-CH3 ② CH3-CH2-CH-CH2-CH3 ③
CH3 CH3
⑶写出少两个碳原子的主链,将这两个碳原子作为支链连在主链碳原子的邻位、间位、或同一碳原子上。 CH3
CH3-CH-CH-CH3 CH3-CH-CH2-CH2
CH3 CH3 CH3
如果要判断某烃的一氯取代物的同分异构体的种数,首先要观察烃的结构是否具有对称性。一般说来,结构对称的烷烃有以下一些值得注意
甲烷 乙烷 新戊烷 2,2,3,3-四甲基丁烷
练习:
下面是1-8个碳原子的烷烃的同分异构体的数目
碳原子数 同分异构体数 碳原子数 同分异构体数
1 1 5 3
2 1 6 5
3 1 7 9
4 2 8 18
烷烃同分异构体的性质:化学性质相似,物理性质不同。含支链越多,熔沸点越低,密度越小。如:正戊烷>异戊烷>新戊烷
小结:①烷烃、烃基的同分异构体主要是由侧链的组成和位置不同引起的。
书写同分异构体时要避免“重写漏写”
②给出分子式书写可能的同分异构体时应按:主链由长到短,支链碳原子由
少到多,由中到边(不到端),取代基由整到散的方法书写。
练习1.甲烷不存在同分异构体的主要原因是
A、CH3Cl不存在同分异构体 B、CH2Cl2 不存在同分异构体
C、CH Cl3 不存在同分异构体 D、CCl 4 是非极性分子
2.一氯代物的同分异体有两种,二氯代物的同分异构体四种的烷烃是
A、 甲烷 B、丙烷 C、丁烷 D、环丁烷
3.分子式是C5H10的烷烃的一氯取代物只有一种,则该烷烃结构是什么
第3、4课时
复习:
提问:目前我们已经学习了同位素、同素异形体、同系物和同分异构体,如何区分这四个概念?(对象是什么和区别点如何)
练习:下列各组物质属于同位素的是 ;属于同素异形体的是 ;属于同系物的是 ;属于同分异构体的是 。
(1)O2和O3 (2)3517Cl和3717Cl
(3)CH3CH3和CH3CH2CH2CH3 4)金刚石和石墨
(5)氕、氘、氚 (6)CH3CH2CH2CH(CH3)CH2CH3和CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)CH3
复习上一节课的内容引入烷烃的命名
新授:
五、烷烃的命名
1.习惯命名法:适用于碳原子数比较少的烷烃例
烷烃是根据分子里所含的碳原子的数目来命名的。碳原子数在十以下的,从一到十依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示,碳原子数在十一以上的。就用数字来表示。当碳原子数相同时,在某烷前面加“正”“异”“新”等,但这只能用于简单的烷烃的命名。
2.系统命名法:这是一种国际统一的一种命名法,它可以从名称确切的表示出这种有机物的结构特点
例:命名下列烷烃
解析:烷烃的命名原则(步骤):选主链、定位次、写名称
⑴选定主链 最长碳链 为“丁烷”
⑵确定起点 主链中靠近取代基的一端 确定支链的位置,并编号(2号位有甲基
⑶写出名称 取代基在前,主链在后。名称为2-甲基丁烷
命名下列烷烃:
⑴ _________________ ⑵ ___________
⑶ _______________
⑷ ____________________
⑸ __________________
⑹ _____________________
⑦ _______________
⑧ __________________
⑨ _________________
注意:1。取代基的位置用小写阿拉伯数字“1、2、3、4、…”来表示,相同取代基的数目用中文小写“一、二、三、…”表示。
2.通常简单的取代基写在前面,复杂的写在后面
3.多个阿拉伯数字之间用逗号分开,位次号码与取代基之间、不同取代基之间用短线分开。
4.若有两个不同支链。且分别处于距主链两端相等的位置,则应从较简单支链的那端开始编号
5.若有两个相同支链,且分别处于距主链两端相等的位置,但中间还有支链,编号时应遵循支链位号之和最小原则。
6、取主链时,若存在两个等长的碳链。应选取支链数最多的碳链作为主链
小结:⑴选主链。称某烷;⑵编呈位,定支链;⑶取代基,写在前,注位置,短线连
⑷不同基,简到繁,相同基,合并算。
命名时,必须满足主链碳原子数最多,连有支链最多,编呈离支链最近,取代基位置编呈数之和最小原则。
练习:1写出C6H12的同分异构体的结构简式。并命名。
2写出下列各种烷烃的结构简式
(1)2,4,6-三甲基辛烷
(2)4-甲基-3-乙基庚烷
(3)2,3-二甲基-4-乙基已烷
3写出下列有机物的结构简式,并命名
(1) 支链只有一个乙基且式量最小的烷烃
(2) 式量为128,支链有4个甲基的烷烃(不止一种)
4下列有机物的名称是否正确,如不正确,则写出正确的名称
3-甲基-2-乙基戊烷, 3,4-二甲基戊烷
3-甲基-2-乙基戊烷 2-甲基-4-乙基庚烷
第三节 乙烯、烯烃(共计3课时)
教学目标:1.了解乙烯的物理性质和用途,掌握乙烯的化学性质和实验室制法
2.掌握加成反应、聚合反应及不饱和烃的概念
3.了解烯烃在组成、结构、重要的化学性质上的共同点,以及物理性质随
分子中的碳原子数目的增加而变化的规律性。
教学重点:乙烯的化学性质和实验室制法。加成反应和聚合反应的概念
教学难点:加成反应和聚合反应的概念
教学方法:对比、实验探究法
教学过程:
第1课时
复习:1、饱和链烃?通式?
2.乙烷的分子式结构式、结构简式。
在碳氢化合中除碳原子之间都以碳单键相互结合的饱和链烃外,还有很多烃。它们的分子里含有碳双键或碳三键,碳原子所结合的氢原子数少于饱和链烃里的氢原子这种烃叫做不饱和链烃
一、不饱和烃
1.定义:烃分子中含有碳碳双键或碳碳叁键,碳原子所结合的氢原子数少于饱和
链烃里的氢原子数。这样的烃称为不饱和烃。
展示乙烯和己烷的球棍模型。
思考:⑴碳原子所结合氢原子数目的异同
⑵碳碳原子之间共用电子对的数目的异同异同
⑶乙烷、乙烯是同系物吗?同分异构体?
⑷自然界中存在甲烯吗?
2.种类:烯烃;炔烃;芳香烃。
3.烯烃:分子中含有碳碳双键一类的烃叫烯烃。
如:乙烯 (CH2=CH2 )、丙烯 (CH3-CH=CH2)等。乙烯是最简单的烯烃。
二、乙烯的分子结构
投影片:先出示分子模型
分子式 C2H6 C2H4
电子式 略
结构式
键的类别 碳碳单键 碳碳双键
键角 109°28′ 120°
键长(10-10m) 1.54 1.33
键能(kj/mol) 348 612(但每个键能不等)
分子内各原子的相对位置 6个原子在一个平面内 C、H 不全在一个平面内
注意点:1。说明碳碳双键中两根键能不等,其中一个键容易断裂,不稳定。
2.碳碳双键不能转动,所以碳碳双键上的原子始终在一个平面上。
3.由于单键和双键上差别,所以烷烃和烯烃性质上有明显的差别。
书写注意事项和结构简式的正误书写
正:CH2=CH2 H2C=CH2
误:CH2CH2
〖引言〗:目前衡量一个国家的工业化水平的标准有三个方面:(1)钢铁工业 (2)汽车工业 (3)乙烯的产量 。可见乙烯工业生产的重要地位,因为它是许多药品、合成材料等产品的母体,与石油工业的发展紧密相连。那么,在实验室如何制取乙烯呢?我们一般要研究反应原理、装置原理和操作原理三个方面。
三.乙烯的制法
1.工业制法:是用石油制取的。
乙烯是重要的工业原料。是衡量一个国家石油工业水平的标志。
2.实验室制法:
1.药品:浓硫酸和酒精
2.原理:CH3CH2OH CH2=CH2↑+ H2O
3.反应装置:发生装置:______________________
收集装置:______________________
思考:① 由乙醇变成乙烯,从分子组成的角度看,还应有什么产物?(水)
② 要从乙醇分子中去掉一个水分子,应选用什么试剂?
它在反应中起了什么作用?用量又如何呢?
③写出反应的化学方程式
④应选用怎样的装置制取乙烯呢?与以前学的哪种制气装置相似?
⑤温度计有何作用?温度计的水银球应插在什么位置合适?
(瓶底、溶液中、液面上)为什么?
⑥为何加入碎瓷片?
⑦从有机物反应的特点来看,你认为要使反应快些,应用什么条件?
为何要控制温度在1700左右
⑧反应后的混合液为何会变黑,有时还会闻到刺激性气味?
(先炭化,碳再和浓硫酸反应产生SO2)
⑨如何收集?
⑩实验完毕,是先撤酒精灯,还是先撤导管?(先移导管后灭灯)
第2课时
复习:1。乙烯的分子结构
2.乙烯的实验室制法,注意点
新授:四、乙烯的性质
1.物理性质:
在通常情况下,乙烯是一种稍有气味的无色气体,不溶于水。
在标准状况时密度为1.25g/L
2.化学性质
从乙烯的结构可知,碳碳双键中有不是等同的有一个键易断裂。我们通过实验来证明一下。[演示实验5-3、5-4、5-5]
⑴氧化反应:
①与酸性高锰酸钾反应:现象:_____________________________
② 可燃性:现象:_________________________
方程式:______________________________
思考:①怎样鉴别乙烷和乙烯?
②现有一瓶混有少量乙烯的甲烷气体,通过什么途径可以得到纯净的甲烷气体?
③对于可燃性气体在点燃前注意什么?
[讲述]刚才我们还看到乙烯使溴水褪色,这是因为在乙烯双键中有一个键不稳定,发生了断裂,2个溴原子分别加到两个价键不饱和的碳原子上,生成无色的不溶于水的1,2-二溴乙烷。
⑵加成反应:
有机物分子中不饱和碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应。
乙烯通入溴水中褪色其实质是发生了加成反应。
X—X、H—H、H—X(必须是气体,有水则电离,无法加成)、H—OH(必须是蒸气)
加成反应:有机物分子里不饱和的碳原子跟其原子或原子团直接结合生别的物质
的反应。
举例:C2H4+H2CH3CH3 C2H4+HClCH3CH2Cl
注意:1。通常情况下,乙烯不和水反应,在一定条件下,乙烯可以和水反应生成醇
2.当不对称烯烃(如丙烯)与极性试剂加成时,氢原子连接在含氢较多的碳原子上。
3.注意取代和加成的区别:加成反应是不饱和烃的特征反应,取代是饱和烃特征反应。
小结:乙烯的加成反应在实质上是碳碳双键中的一个键易断裂,能够分别与其它原子或原子团结合成新的共价键。说明乙烯的化学性质比乙烷活泼。
乙烯中一种重要的化工原料,它可以制得一系列的化工产品。在管中适宜的温度、压强和有催化剂存在的条件下,乙烯的碳碳双键中的一个键可以断裂,分子间通过碳原子的相互结合能形成长的碳链。
⑶聚合反应:由相对分子质量小的化合物分子互相结合成相对分子质量大的高分子的反应。塑料是高分子材料,乙烯是小分子,如何形成高分子?当然要连接起来,如何连接?靠聚合
〖讲解〗:加聚反应的实质是:不饱和键的断裂和相互加成
不论加成还是聚合,根本原因都是含有不饱和的C=C双键
〖讲解〗:聚合反应中的单体、链节和聚合度
单体 链节 聚合度
作业:1、怎样鉴别SO2和C2H4 ?
2、制取代反应1,2-二氯乙烷可用以下两种方法,哪一种方法更好?
A、乙烯与Cl2加成 B、烷与Cl2按1:2的比例混合光照取代
小结:乙烯和甲烷的性质对比
CH4 CH2=CH2
通常情况下,不与强酸、强碱、强氧化剂反应,性质稳定。 C=C双键中有一根键易断裂,性质较活泼
氧化反应:不能使高锰酸钾溶液褪色 能燃烧 能使高锰酸钾溶液褪色能燃烧
特征反应:取代反应 加加成反应
分解反应: 聚合反应:
五、乙烯的用途:
第3课时
教学目的:1通过练习巩固乙烯的性质,并引出烯烃的性质
2掌握烯烃的性质
3烯烃的命名
教学重点:烯烃的性质
教学难点:二烯烃的性质和命名
教学过程:复习乙烯的性质
一、烯烃的定义和通式
1定义:是分子里含有碳碳双键和不饱和链烃的总称。
如:CH2=CH2 CH3-CH=CH2 CH3-CH=CH-CH3 CH2=CH-CH2-CH3
注意:通常指的烯烃是指含有一个碳碳双键的烯烃
2通式:由上面总结出:CnH2n (n≥2的正整数)
说明:烯烃的通式与环烷烃相同
说明同分异构体在不同类别物质间存在。
烯烃中C%=85.7% H%=14.3% 为定值。
二、烯烃的命名
由于双键的位置不同,其名称也不同。双键异构是烯烃同分异构的原因之一。
命名方法:1找出包含双键在内的碳原子数最多的链为主链。
2从离双键较近的一端编号。
3双键的位置用数字标在烯烃的前面。
练习:CH3CH2CH=CH2 CH3CH=CHCH3 CH3CH=C(CH3)CH3
三、烯烃的性质:
(一)物性:碳小于4呈气态。熔沸点低到高。
(二)化性:与乙烯相似
1加成反应:能使溴水褪色
CH3CH=CH2+H2CH3CH2CH3
与HX、X2 等的加成
问题:要制取代反应,1,2-二氯丙烷是用丙烯和氯气加成还是用丙烷和氯气取代?
2氧化反应:
能使酸性KMnO2溶液褪色(断开双键,形成羧酸,乙烯则被氧化成CO2 )
点燃条件下与氧气反应
CnH2n+O2nCO2+nH2O
特点:1生成的CO2和H2O的物质的量相等
2等质量的任何烯烃燃烧时耗氧相等。且小于同质量的烷烃。
3加聚反应:
nCH2=CH2
CH2=CH(C6H5)
nCH3-CH=CH2
学会由聚合物来判断单体的结构
发生加聚反应可以是不同的烯烃间:如乙烯和丙烯加聚。
四、烯烃的同分异构体的写法
1写出相应的烷烃的碳链骨架(碳链异构)
2在不同的位置放上双键(双键异构)
3当碳原子大于3时,还有环烷烃(类别异构)
作业:
1、分子量为70烯烃的分子式。并写出所有的链烃同分异构体。
2、15gCH4和CH2=CH2的混合气体通过溴水后,溴水的质量增加了7g,求混合气体中
CH4和CH2=CH2的体积之比。
第四节 乙炔 炔烃(共计2课时)
教学目标: 1、使学生掌握乙炔的分子组成、结构式;
2、掌握乙炔重要的化学性质和用途。
3、通过球棍模型,培养学生的空间想象能力;
教学重点: 1、乙炔的结构 2、乙炔的化学性质
教学难点: 乙炔的结构
实验准备 球棍模型、乙炔的实验室制取装置、尖嘴导管、试管、导气管;
碳化钙、溴水、KMnO4酸性溶液、饱和NaCl溶液、蒸馏水等。
教学方法 探索推理
教学过程:
第1课时
复习引入
用球棍组成乙烷分子的结构模型,然后减少两个氢原子,形成乙烯,再减少两个氢原子形成乙炔。(要求学生写出乙炔的结构式、结构简式、电子式)
乙炔分子的电子式和结构式,进一步明确:乙炔分子结构的特点为叁键,
碳原子的化合价未达到“饱和” ,中有两个键不稳定,容易断裂。对比两者的键
长和键能:
一、乙炔的组成和分子结构:
1、组成:经测定,标况下,乙炔气体的密度为1.16g/L,其中含氢元素为7.8%,其余为碳元素 试确定乙炔的分子式.
2、结构:展示模型
分子式 电子式 结构简式 空间构型 键角
3、比较乙烷、乙烯、乙炔的分子式、空间构型、键角
乙烯 乙炔
分 子 式 C2H4 C2H2
键 长(10-10m) 1.33 1.20
键 能(KJ/mol) 615 812
键 角 120 180
二、乙炔的制法:
1.药品CaC2 H2O 顺便说一下电石的制法
2.原理:CaC2+H2OCa(OH)2+C2H2↑
3.装置:制氢气、二氧化碳同
4.收集:排水集气法
问题:1。为何一般不用启普发生器?
2.实验室常用饱和食盐水代替水进行反应,为什么?
[说明]①反应装置不能用启普发生器,因为:
a.反应剧烈,难以控制;
b.生成物Ca(OH)2微溶于水,易形成糊状泡沫堵塞导气管和球形漏斗的下口;
c.反应放出大量热,启普发生器是厚玻璃壁仪器,容易因胀缩不均,引起破碎。
d.关闭导气阀后,水蒸气仍与电石作用,不能达到“关之即停”。
②纯的乙炔是无色无味的气体,由电石产生的乙炔常因混有PH3、H2S等杂
质而有特殊气味。
③不用排气法收集乙炔,因乙炔易燃,混入空气点燃易发生爆炸。
小结:
第2课时
三、乙炔的性质:
1物理性质:
2化学性质:。
(1)氧化反应
①可燃性
[演示]点燃乙炔(验纯后再点燃)
现象;燃烧,火焰明亮并伴有浓烈的黑烟。
C2H2+2.5O22CO2+H2O
推知:乙炔含碳量比乙烯高。乙炔燃烧火焰明亮且有大量的黑烟,明亮是因为燃烧时一部分碳氢化合物裂化成细微分散的碳颗粒,这些碳颗粒受灼热而发光,因此乙炔呈作为照明气使用。黑烟是因为乙炔含碳量高,燃烧不充分造成的。
②易被KMnO4酸性溶液氧化
[演示][实验 5-8]将乙炔通入KMnO4酸性溶液
现象:溶液的紫色褪去,但比乙烯慢。
推知:乙炔易被KMnO4酸性溶液所氧化,具有不饱和烃的性质。碳碳三键
比碳碳双键稳定(根据学生情况可说明这一推理)。
2)加成反应
[演示][实验5-9]将乙炔通入溴的四氯化碳溶液
现象:颜色逐渐褪去,但比乙烯慢。
证明:乙炔属于不饱和烃,能发生加成反应。
[板书]乙炔与溴发生加成反应
(X-X H-H H-X H-OH)
→ CH≡CH+Br2 CHBr=CHBr
→ CHBr=CHBr+Br2 CHBr2—CHBr2(使温水褪色)
→ CH≡CH+2H2 CH3CH3(用于制乙烷)
→ CH≡CH+HCl CH2=CHCl(制氯乙烯)
→ CH≡CH+H2O CH3CHO(制乙醛)
讲解:工业上电石(CaC 2)是由生石灰和焦炭在电炉中加高温,生成一氧化碳和和碳
化钙。试写出工业上用石灰石、焦炭、氯化钠、水为原料制取聚氯乙烯的各步
化学方和式。
3聚氯乙烯
乙炔与氯化氢在一定条件下加成反应生成氯乙烯:
在适当条件下,氯乙烯发生加聚反应生成聚氯乙烯。
[展示]聚氯乙烯制品,了解用途
四、炔烃
1定义:分子里含有碳碳叁键的一类链烃叫炔烃。
2通式:CnH2n-2(n≥2的整数)
与二烯烃的通式相同
3性质:物性:气固液,熔点 沸点升高
化学性质:
ⅰ)氧化反应: 使高锰酸钾溶液褪色。
CnH2n-2+(3n-1)/2 O2nCO2 +(n-1)/2 H2O
ⅱ)加成反应:能使溴水褪色。用来检验炔烃
CnH2n-2+H2CnH2n
CnH2n-2+2H2CnH2n+2
乙炔的键长要短些,键能要大些,稳定性相对乙烯要好些。
第五节 苯 芳香烃(共计2课时)
教学目的:1.掌握苯分子的结构
2.掌握苯的化学性质
3.了解芳香烃的概念及甲苯、二甲苯的某些性质
教学重点:苯的结构和化学性质、苯的同系物的主要化学性质
教学难点:苯的结构和化学性质、苯的同系物的主要化学性质
教学方法:尝试发现法
教学过程:
第1课时
【提问】1、以乙烯、乙炔为例说明不饱和烃的特性。
2、如何用化学方法鉴别不饱和烃和饱和链烃?
【引入】19世纪欧洲许多国家都使用煤气照明,煤气通常是压缩在桶里贮运的,人们发现这种桶里总有一种油状液体,但长时间无人问津。1825年英国科学家法拉第对这种液体产生了浓厚兴趣,他花了整整五年时间提取这种液体,从中得到了苯------一种无色油状液体。日拉尔等化学家测定该烃的分子式为C6H6,这种烃就是苯。但苯分子结构是十九世纪化学一大之迷。
【设问】 常温下苯的状态 (根据 )
一、苯的物理性质
[学生演示]观察苯的色、态、水溶性、密度。
苯是无色有特殊气味的液体,密度比水小,不溶于水,苯的沸点80.1C,熔点5.5C
二、苯分子的结构和芳香族化合物
1.苯分子的结构
分子式 C6H6与烷烃比较少8个氢原子
画出其结构式:3个双键和一个环(凯库勒式)
但不具有烯烃的性质:是介于单双键之间的一种键
2.芳香烃:有机分子里含有一个或多个苯环的碳氢化合物。简称芳烃
苯分子是平面正六边形结构,各个键的键角都是120。,碳碳键长是1.40*10-10m,(C-C的键长是1.54*10-10m,C=C的键长是1.33*10-10m)
[板]结论:苯分子中的碳碳键是介于碳碳单键与碳碳双键之间的独特的键
苯分子的结构式保留了碳碳键.省略了C,H元素符号,C-H键,并不表示单双键交替结构,用下式表示更好:
三、苯的化学性质
苯中的化学键介于双键和单键之间,它既有饱和烃的性质,又有不饱和烃的一些性质。
(一)取代反应:卤代反应:C6H6+Br2C6H5Br+HBr
边实验边讲或提问:
1.装置特点:长导管;长管管口接近水面,但不接触
2.长导管的作用:导气;冷凝(冷什么,做完实验后再回答)[冷苯与溴]
3.苯,溴,铁顺序加药品(强调:是液溴,不是溴水,苯与溴水只萃取,不反应)
4.铁粉的作用:催化(真正的催化剂是FeBr3)
5.提示观察三个现象:导管口的白雾;烧瓶中的现象;滴入硝酸银后水中生成的沉淀
白雾是如何形成的 (长管口与水面位置关系为什么是这样)
6.将反应的混合物倒入水中的现象是什么 [有红褐色的油状液体沉于水底]
7.溴苯的物理性质如何 [比水重,不溶于水,油状]
8.如何除去溴苯中的溴 [水洗,再用10%烧碱溶液洗,再干燥,蒸馏](MCE’2000.15)
9.反应方程式
+Br2 -Br+HBr
(HBr中H哪里来 要弄清.)
[生板]写苯与氯气在铁催化下反应的方程式
2。硝化反应
边讲,边做,边问
1.装置特点:水浴;温度计位置;水浴的水面高度
2.药品加入的顺序:先浓硝酸再浓硫酸冷却到50-60C再加入苯(讲清为什么)
3.水浴温度:50-60C(温度高苯挥发,硝酸分解,温度低),水浴加热10’
4.HNO3HO-NO2去HO-后,生成-NO2称为硝基
5浓硫酸的作用:催化剂,吸水剂
6.硝基苯的物质性质如何 有杂质与纯净时的颜色有什么不同 要想得到纯净的硝基苯,如何除去其中的杂质 硝基苯的毒性如何
7.化学方程式
+HO-NO2 -NO2+H-O-H
[讲]硝基苯能被还原成苯胺,苯胺是合成染料的原料
-NO2+3Fe+6HCl -NH2+3FeCl+2H2O
3.磺化反应
H2SO4HO-SO3H-SO3H即为磺酸基
+HO-SO3H -SO3H+H2O
苯磺酸
小结:苯的化学性质:易取代、能加成
第2课时
复习:苯的结构特点?
苯的取代反应。
1.能证明苯分子中不存在单双键交替的理由是 ( )
(A) 苯的邻位二元取代物只有一种(B) 苯的间位二元取代物只有一种
(C) 苯的对位二元取代物只有一种(D) 苯的邻位二元取代物有二种
2.下列物质中所有原子都有可能在同一平面上的是 ( )
3.在用氯化铝作催化剂时,苯能与氯气发生取代反应;写出反应的化学方程式。
新授:
②加成反应:
苯分子的碳碳键不是典型的双键,不容易发生加成反应,在特定条件下也能发生加成反应,注意发生加成反应的条件
不能使溴水褪色,但在有催化剂存在时,能和H2等发生反应。
+H2
加氯
+3Cl2 C6H6Cl6(六六六)
③氧化反应:不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。常用来鉴别。
在点燃条件下,能与氧气反应。产生浓烟
2C6H6+15O212CO2+6H2O
三、苯的同系物:
1定义:苯分子中的一个或多个氢原子被烷基所取代的产物。
注意:取代基一定要是烷基
2通式:CnH2n-6(n≥6)
3命名:找母体,定编号,写名称。
如:甲苯、乙苯、邻二甲苯、对二甲苯
4同分异构体的写法:
(1)苯环上的烷基的碳链异构
(2)烷基在苯环上的位置异构
写出C8H10的同分异构体的结构简式。
5化学性质:由于苯环和取代基的相互影响,性质与苯不同
取代反应:
C6H6-CH3+Cl2C6H5Cl-CH3+HCl(苯环上的取代,Cl主要在对位上)
C6H6-CH3+Cl2 C6H6-CH2Cl+HCl(烷基上的取代)
说明条件不同,产物不同。
C6H6-CH3+3HO-NO3 2,4,6-三硝基甲苯+3H2O
2加成反应:
C6H5-CH3+3H2C6H11-CH3
问题:甲苯与甲基环已烷的一氯代物各有几种
3氧化反应:
受苯环的影响,和苯环相连的烷基可以被酸性高锰酸钾等氧化剂氧化,无论侧链多大,氧化的产物都是羧酸。
C6H5-RC6H5-COOH(这是区别苯和苯的同系物的方法)
CnH2n-6+O2nCO2+(n-3)H2O
现象:有大量的黑烟
练习:在苯的同系物中,加入少量的高锰酸钾溶液中,振荡后褪色,甲苯被氧化为苯甲酸,正确的解释是
A、苯的同系物分子中碳原子数比苯分子中碳原子数多。
B、苯环受侧链的影响而容易被氧化
C、侧链受苯环的影响而易被氧化
D、由于苯环和侧链的相互影响,使苯环和侧链同时被氧化。
如何鉴别已烷、已烯、苯、甲苯?
先加溴水-鉴别出已烯,再加高锰酸钾-鉴别出甲苯,再加浓硫酸共热后倒入水中互熔的为苯。
第六节 石油的分馏(共计1课时)
教学目的:1:使学生了解石油的组成和石油产品的广泛用途。
2:使学生初步了解石油的常压分馏和减压分馏以及裂化的原理。
3:使学生初步了解我国石油工业的发展概况和节约能源以及防止污染的重要性。
教学重点:石油的常压分馏原理及石油产品的用途。
教学过程:
天然气 CH4 石油化工是:用石油产品的石油气
烃的来源
石油 做原料来生产化工产品的工业
石油的物性:黑色或深棕色粘稠液体,常有绿色或蓝色荧光,比水稍轻,不溶于水,有特殊气味,无固定沸点。
石油是由什么组成的呢?
石油的成分:
1.从组成元素上看,石油的主要成分是C和H.
2.从组成物质上看,石油是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物.
3.从组成物质的状态上看,石油主要是液态烃的混合物,同时溶有气态烃和固态烃.
4.石油是混合物,没有固定的熔点和沸点,只能在一定温度范围内熔化或汽化.
石油的炼制:
开采出来的石油叫做原油。要经过一系列的加工处理后才能得到适合不同需要的各种成品,如汽油、柴油等。
原油含水盐类。含水多,在炼制时要浪费燃料,含水量盐多会腐蚀设备。所以,原油必须先经脱水、脱盐等处理过程才能进行炼制。
石油的炼制分为:石油的分馏、裂化、重整三种方法。
石油的分馏:
1.蒸馏原理
给石油加热,低沸点烃先汽化,经过冷凝液化后分离出来;随着温度的升高,较高沸点的烃再汽化,经过冷凝液化后又分离出来;这样,不断地加热汽化和冷凝液化,就可把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物.
2.实验装置
3.几点说明:
(1)石油的分馏是物理变化.
(2)获得的不同沸点范围的馏分——汽油、煤油,仍都是多种烃的混合物.
(3)温度计水银球的位置,与具支烧瓶支管口的下端持平.温度计要测量馏出蒸汽的温度,以收集不同沸点范围的馏分.这与实验室制乙烯装置不同,制乙烯时要测量的是反应混合物的温度,所以温度计的水银球要插到液面以下.
(4)冷凝器中水的进出方向应该是:下口进,上口出,这样可以保证冷凝器中始终充满水,以防冷凝器破裂.
(5)接受冷凝液的容器应该用小口容器(如锥形瓶),以减少冷凝液的挥发.
(6)蒸馏是分离沸点不同液体混合物的方法,也是分离液体和可溶性固体(如制取蒸馏水)的方法.
4、石油的常压蒸馏和减压蒸馏
①常压蒸馏:在通常压强下进行的蒸馏.如上面实验条件下的蒸馏.
②减压蒸馏:通过减小蒸馏设备中的气体压强而进行的蒸馏.由于减小压强,可以
降低气体的沸点,故可使常压下难以分离的液体混合物在不同温度范围内馏出.
5、石油的分馏产品及其主要用途
石油分馏 常压分馏:得溶剂油、汽油、煤油、柴油、重油
减压分馏:得重柴油、润滑油、凡士林、石蜡、沥青
裂化:
(1)提出石油分馏只能得到25%左右的汽油、煤油和柴油等轻质液体燃料,产量不高。如何提高轻质燃料的产量,特别是提高汽油的产量?引出石油的裂化。什么叫裂化?
裂化——就是在一定条件下,把分子量大、沸点高的烃断裂为分子量小、沸点低的烃的过程。
裂化有热裂化和催化裂化:
裂化 热裂化:在500℃、20-30大气压进行,可将重油变成轻质油(主要是气油)
催化裂化:使用催化剂,在低于热裂化温度下进行,使大分子变成小分子,而小分子则可异构化,从而得到质量较高的汽油。(降低裂化温度、防止结焦)
3、石油的催化重整:
所谓“重整”就是把汽油里直链烃类的分子的结构“重新进行调整”,使它们转化为芳香烃或具有支链的烷烃异构体。目的是提高汽油质量和获得芳香烃。
重整需特定的催化剂:一般选用铂或铼,故称铂重整或铼重整或铂铼重整。
煤的综合利用:
1、煤的分类和组成:
2、煤的干馏:把煤隔绝空气加强热使它分解的过程,叫做煤的干馏。
第六章 烃的衍生物(共计13课时)
第一节 溴乙烷 卤代烃(共计2课时)
教学目的:1·使学生了解烃的衍生物和官能团概念。
2·使学生掌握溴乙烷的化学性质,理解水解反应和消去反应。
3·使学生了解卤代烃的一般通性和用途,并通过对有关卤代烃数据的分析、
讨论,培养学生的综合分析能力。
4·使学生了解氟里昂对环境的不良作用,对学生进行环境保护意识的教育。
重点难点:1、掌握溴乙烷的化学性质,理解水解反应和消去反应
2、卤代烃的一般通性和用途
教学过程:
第1课时
【引入】从上一章起,我们学习了有机化合物的一些知识,今天我们将继续学习有机化合物。请同学们写出以前学过的一氯乙烷、乙醇、乙酸的结构简式。
老师分析这三种有机物的结构,引出烃的衍生物的概念——从结构看,这些有机物都可以看成是烃分子里的氢原子被其它原子或原子团取代而衍变成的,称作烃的衍生物。又这三种物质性质上的差异是由结构决定的,哪么它们的结构上差异在什么地方呢?
引出官能团概念——这些决定化合物特殊性质的原子或原子团称为官能团。
介绍几种常见的官能团:碳碳双键或三键、卤素原子(—X)、羟基(—OH)、羧基(—COOH)、硝基(—NO2)、醛基(—CHO)。
每种烃的衍生物都是由烃基和官能团两部分组成,学习烃的衍生物的方法是从结构入手,抓住官能团,分析和掌握性质,是学习烃的衍生物的最好方法。本节我们共同学习卤代烃的代表物——溴乙烷的性质。
【板书】一、溴乙烷
1·分子结构
【展示】溴乙烷的比例模型和球棍模型
【板书】
【展示】溴乙烷,总结物理性质
【板书】2·物理性质
无色液体、难溶于水,密度比水大
【演示】演示实验6-1
【板书】3·化学性质
①水解反应
实验证明,卤代烃水解反应,实质是可逆反应。请同学们考虑一下,为什么卤代烃水解反应需要加碱,并加热?目的是什么?(促使水解完全)
如果溴乙烷与强碱的醇溶液共热,那将发生另外一类反应:消去反应。
②消去反应:——有—C=C—或—C≡C—生成
消去反应:有机化合物在一定条件下,从一个分子中脱去一个小分子(如H2O、HX等),而生成不饱和(含双键或三键)化合物的反应。
卤代烃的化学性质:注意反应条件和反应类型之间的关系。
例1·2—溴丁烷(CH3CHBrCH2CH3)与下列溶液共热,各得到什么产物?写出有关的方程式,注明反应类型:(1)NaOH水溶液(2)NaOH醇溶液。
解析:(1)发生水解反应(取代反应)
(2)发生消去反应,可以得到两种产物:CH2=CH—CH2—CH3 或
CH3—CH=CH—CH3 强调:写反应方程式时要注意条件。
例2·是不是所有的一卤代烃都能发生消去反应?
解析:不是。根据消去反应特点,可以总结出发生消去反应的条件:与卤素原子所连碳原子的邻位碳原子(即β位C原子)上必须有H原子。如CH3Cl、(CH3)3CCH2Br等不能发生消去反应。(与官能团直接相连的C为α,顺次为β,如C-C-βC-αC-Cl)。
练习:课本P155 一(1、3)二(1、2、3、4)
第2课时
复习提问:溴乙烷有哪些化学性质?
导入新课:其它卤代烃的性质如何呢?阅读课本,了解卤代烃的定义和分类。
二、卤代烃
1·定义
根据卤素原子种类分:氟代烃、氯代烃、溴代烃等
根据卤素原子个数分:一卤代烃和多卤代烃
2·分类 饱和卤代烃
根据烃基种类分 不饱和卤代烃
芳香卤代烃
继续阅读课本P147,讨论一氯代烃沸点的变化规律。按含相同碳原子数和不同碳原子数来讨论。
3·物理性质:
(1)不溶于水,可溶于大多数有机溶剂。
(2)一氯代烷沸点 相同碳原子数:支链越多,沸点越低
不同碳原子数:碳原子数越多,沸点越高。
(3)一氯代烷密度均小于1(即小于水)
再继续阅读课本P148,了解卤代烃的化学性质和用途,以及氟里昂对环境的影响。
4·化学性质:水解反应和消去反应。
5·用途
练习:
1·乙烷在光照下与氯气发生取代反应,可以得到几种产物?写出它们的结构简式。
2·怎样鉴别溴乙烷和氯乙烷?
3·写出实现下列转化的反应方程式并注明反应类型。
C2H5Cl → CH2=CH2 → CH2BrCH2Br → CH≡CH→
CH2=CHCl →
4·写出由溴乙烷制取乙二醇的各步反应方程式。
解析:
1·共6种分子,9种结构式。
2·根据水解反应检验X—与Ag+反应生成沉淀的颜色判断。(注意要加硝酸酸化)
3·略
4·思路:CH3—CH2Br→CH2=CH2→CH2Br—CH2Br→CH2OH—CH2OH
通过前面的学习,可以看出卤代烃的性质比较活泼,这是因为卤素原子的缘故,卤代烃的用途也很广泛,特别是应于合成有机物,起到了桥梁作用。
第二节 乙醇 醇类(共计2课时)
教学目的:1·了解乙醇的物理性质,掌握乙醇的分子结构和化学性质。
2、了解乙醇的工业制法,常识性介绍乙醇的生理作用。
3、了解醇类的一般通性和几种典型醇的用途。
重点难点:掌握乙醇的分子结构和化学性质、了解醇类的一般通性
教学过程:
第1课时
导入:溴乙烷通过水解反应可以得到乙醇,哪么乙醇具有哪些性质呢?今天我们就来学习第二节 乙醇 醇类。
第二节 乙醇 醇类
一、乙醇
1·分子结构:
2·物理性质:无色、易溶于水、沸点比水低
怎样检验乙醇中是否含有水?如何分离乙醇和水的混合物?
——用无水硫酸铜;蒸馏的方法分离。
乙醇从结构上可以看作是乙烷分子里的一个氢原子被羟基取代后的产物,—OH对乙醇的化学性质有何影响呢?
3·化学性质:乙醇的官能团是羟基—OH
演示实验【实验6-2】:CH3CH2OH与Na反应。
现象:有气体放出,能燃烧,火焰呈淡蓝色,烧杯壁有水滴,加石灰水不变浑浊。
(1)与钠反应:(还可以与K 、Ca、Mg、Al等活泼金属反应)
2CH3CH2OH + 2Na →2CH3CH2ONa + H2↑
此反应类似于钠与水的反应,故乙醇又可以看作是水分子里的氢原子被乙基取代的产物,根据实验现象可以比较出乙醇与钠反应不如水与钠反应激烈,这说明乙醇羟基中的氢原子不如水分子中的氢原子活泼。
过度:我们在实验室中,经常采用燃烧酒精给一些物质加热,酒精燃烧也就是反应了氧化反应。如果有催化剂作用,还可以生成乙醛。
(2) 氧化反应
①燃烧: CH3CH2OH+3O2 2CO2 +3H2O
②催化氧化——生成乙醛。
前面我们学过利用乙醇制取乙烯的反应,请同学们写出这个反应方程式,并指出反应类型。
(3)消去反应——分子内脱水,生成乙烯。
如果制乙烯时温度较低,将发生分子间脱水反应,生成乙醚。
(4)取代反应——分子间脱水,生成乙醚。
羟基是乙醇的官能团,决定着乙醇的化学性质,在分析乙醇的化学性质时,一定要抓住断键的位置,这样才能掌握好乙醇的性质。
作业:课本 二:2、3 三
第2课时
[复习] 1·乙醇有哪些化学性质?
2·写出下列物质间转化的化学方程式,并注明反应条件。
分析:根据(CH3)2C=CH2,可以推断氯代烷结构有两种:(CH3)2CHCH2Cl和(CH3)2CClCH3,又醇B可以被氧化生成醛,所以只有(CH3)2CHCH2Cl正确。
在工业上乙醇是怎样生产的呢? 阅读课本P154选学,总结方法。
4·工业制法:
(1)乙烯水化法:
(2)发酵法
研究乙醇结构可以看出,乙醇是由烃基和羟基相连的化合物,在有机化学中,像具有这样结构的物质叫做醇。请看课本P158二、醇类,了解醇类的分类和性质。
二、醇类
1·定义:链烃基或苯环侧链上的碳结合的羟基
下列哪些物质属于醇?
2·分类 按羟基数目分(一元醇、二元醇、多元醇)
按烃基类别分(脂肪醇、芳香醇)
3·饱和一元醇:烷基+一个羟基
(1)通式:CnH2n+1OH 或CnH2n+2O、R—OH
(2)物理性质: n≤3, 无色液体、与水任意比互溶
4≤n≤11,无色油状液体,部分溶于水
n ≥12,无色蜡状固体,不溶于水。
溶解度: 碳原子数越多,溶解度越小,直至不溶。
沸点: 碳原子数越多,沸点越高
(3)化学性质:似乙醇,但要注意发生消去反应和氧化反应的条件及其产物。
①消去反应的条件:似卤代烃发生消去反应的条件。与—OH所连碳原子的邻位碳原子(即β位C原子)上必须有H原子。如CH3OH、(CH3)3CCH2OH等不能发生消去反应。
②氧化条件: 与—OH所连的碳原子(即α位C原子)上必须有H原子。如C(CH3)3OH不能被氧化。
③氧化产物:α位C原子有两个H原子生成醛,α位C原子有一个H原子生成酮。
4·几种重要醇结构、性质与用途:
甲醇、乙醇为可再生能源,甲醇有毒;
乙二醇和丙三醇无色、粘稠、有甜味、与水和酒精以任意比互溶
丙三醇还有护肤作用。
第3节 有机物分子式和结构式的确定(共计3课时)
教学目的:1、使学生了解确定有机物实验式、分子式的方法。
2、掌握有关有机物分子式确定的计算。
3、根据性质判断结构式。
重点难点:掌握有关有机物分子式和结构式确定的方法。
教学过程:
第1、2课时
复习提问:1、分子式可以表示什么意义?
2、有机化学中如何确定碳氢元素的存在?
教授新课:
1:最简式和分子量确定分子式。
通过测定有机物中各元素的质量分数,确定有机物的最简式,再依据有机物的分子量来确定分子式。
例1 :某有机物中含碳40%、氢6.7%、氧53.3%,且其分子量为90,求其分子式。
该有机物中C、H、O的原子个数比为N(C):N(H):N(O) = 1:2:1 。因此,该有机物的最简式为CH2O。设其分子式为(CH2O)n 。又其分子量为90,故有:n=3 。即其分子式为C3H6O3 。
例2:课本P156例1略。
注意:(1)某些特殊组成的最简式,在不知化合物相对分子质量时,也可根据组成特点确定其分子式。例如最简式为CH3的在机物,其分子式可表示为(CH3)n ,仅当n=2时,氢原子已达饱和,故其分子式为C2H6 。同理,最简式为CH3O的有机物,当n=2时,其分子式为C2H6O2
(2)部分有机物的最简式中,氢原子已达饱和,则该有机物的最简式即为分子式。例如最简式为CH4、CH3Cl、C2H6O、C4H10O3等有机物,其最简式即为分子式。
2、据各元素原子个数确定分子式。
通过测定有机物中各元素的质量分数,再结合分子量,可以确定有机物中各元素的原子个数,从而写出分子式。
例3:吗啡分子含C: 71.58% H: 6.67% N :4.91% , 其余为氧,其分子量不超过300。试确定其分子式。
解:由已知条件可知含氧为16.84%,观察可知含N量最少,据原子量可知,含N原子的个数最少,可设含n个N原子,则吗啡的分子量为14n/4.91% = 285n<300,即吗啡含有1个N,分子量为285。则吗啡分子中:
N(C)=17 N (H)=19 N (O)=3 吗啡的分子式为C17H19NO3
例4:P156例2
3、 据通式确定分子式
烷烃通式为CnH2n+2,烯烃通式为CnH2n,炔烃通式为CnH2n-2,苯及同系物的通式为
CnH2n-6,饱和一元醇的通式为CnH2n+2O等,可以根据已知条件,确定分子中的碳原子数(或分子量)再据通式写出分子式。如某烃含氢元素17.2%,求此烃的分子式。该烃分子中各元素的原子个数之比为N(C)/ N (H) = 2:5
根据烃的通式,C、H原子个数有三种情况。(1)烷烃:n/(2n+2)<1/2 ;(2)烯烃:n/2n = 1/2 ;(3)炔烃和芳香烃:n/(2n-2)和n/(2n-6)均>1/2 。
本题N(C)/ N (H) = 2:5,符合(1)则有n/(2n+2)=2/5,n=4,所以烃的分子式为C4H10
讨论:通过计算确定有机物的分子式需要哪些必要数据?
(1)有机物相对分子质量
(2)有机物中各元素的质量关系
质量比,质量分数,通式。
4.确定有机物分子式的其它方法。
1) 根据化学方程式确定分子式:P157例3
2) 商余法确定分子式
若已知有机物的式量、耗氧量、电子数,均可据的式量(14)、耗氧量(1.5)、电子数(8)确定有机物的分子式。如:
(1)某烃的式量是128,则128/14=9^2,则此烃则此烃含9个CH2和2个H,其分子式为C9H20, C10H8(注意:余2为烷烃,除尽为烯烃,差2为炔烃,差6为苯及同系物)
(2)某烃1mol充分燃烧耗氧7.5mol则7.5/1.5=5,则此烃分子含5个CH2,其分子式为C5H10,由等量变换(4个H耗氧量与1个C同)可得变式C6H6。若1mol某烃充分燃烧耗氧8mol,则8/1.5=5^0.5,5表示此烃分子含有5个CH2,0.5表示除5个CH2外的原子或原子团耗氧0.5,应为2个H,因此该烃分子式为C5H12。(注意:余0.5为烷烃,差0.5为炔烃,除尽为烯烃)
(3)某烃分子中含42个电子,则42/8=5^2,5表示该烃含5个CH2,2表示余2个电子即表示除5个CH2外还有2个H,其分子式为C5H12,由等量变换(6个H含电子数与1个C同)可得变式C6H6。(注意:余2为烷烃,差2为炔烃,除尽为烯烃)
练习:
1.某混合气体由两种气态烃组成,取2.24L该混合气体完全燃烧后得到4.48L二氧化碳(气体已折算为标准状况)和3.6g水,则这两种气体可能是( )
A. CH4和C3H8 B. CH4和C3H4 C. C2H4和C3H4 D. C2H2和C2H6
2.将一定量的有机物充分燃烧后的产物通入足量石灰水中完全吸收,经过滤得到沉淀20g,滤液质量比原石灰水减少5.8g,该有机物可能是 ( )
A. 乙烯 B. 乙二醇 C. 乙醇 D. 甲酸甲酯
3.10mL某气态烃,在50mL氧气里充分燃烧,得到液态水和体积为35mL的混合气体(所有气体体积都是在同温同压下测定的)。则该气态烃可能是 ( )
A. 甲烷 B. 乙烷 C. 丙烷 D. 丙烯
4.在20℃,某气态烃与氧气混合充入密闭容器中,点燃爆炸后,又恢复到20℃。此时容器内气体的压强为反应前的一半,经氢氧化钠溶液吸收后,容器内几乎成真空。此烃的分子式可能是 ( )
A. CH4 B. C2H6 C. C3H8 D. C2H4
5.150℃时1L混合烃和9LO2混合置于密闭容器中充分燃烧完全反应后恢复至150℃容器内压强增大8%,则该混合烃的组成是 ( )
A. V(CH4):V(C2H6)=1:1 B. V(C2H4):V(C4H10)=1:4
C. V(C2H4):V(C4H8)=1:4 D. V(C3H4):V(C4H8)=1:4
6.乙烷和丙烷的混合气体完全燃烧后,产物通过浓H2SO4,浓H2SO4增重2.04g,然后通过Na2O2,Na2O2增重2.24g,混合气体中乙烷和丙烷的体积比为 ( )
A. 1:1 B. 2:3 C. 3:2 D. 3:5
7.若甲烷分子中的四个氢原子都被苯基取代,得到 分子,对该分子的
描述,不正确的是 ( )
A. 该分子的化学式为C25H20 B. 分子中所有碳原子一定在同一平面上
C. 物质属于芳香烃 D. 一卤代物共有三种
8.一定质量的某有机物和足量Na反应可得到VAL气体,同质量的该有机物与足量纯碱反应,可得到相同条件下VBL气体,若VA>VB,则该有机物可能是 ( )
A. HO-CH2-COOH B. HO-CH2-CH2-COOH
C. HOOC-COOH D. CH3COOH
9.(2001全国高考)某有机物X能发生水解反应,水解产物为Y和Z。同温同压下,相同质量的Y和Z的蒸气所占体积相同,化合物X可能是 ( )
A. 乙酸丙酯 B. 甲酸乙酯 C. 乙酸甲酯 D. 乙酸乙酯
二、填空题
10.请写出六种你学过的有机化合物的结构简式,这些化合物燃烧后产生的CO2和H2O(g)的体积比符合如下比值(各写三种):
⑴V(CO2)/V(H2O气)=2的有_____________________________________。
⑵V(CO2)/V(H2O气)=0.5的有_____________________________________。
11.400K,1.01×105Pa时,2L烃A的蒸气能在mL氧气中完全燃烧,反应后体积增至(m+4)L(体积在同前条件下测定)。
⑴烃A的组成上应满足的条件是________________________。
⑵当m=15时,该烃可能的分子式为___________________________。
⑶若A在常温常压下为气态,m的取值范围是_____________________。
12.某有机物A广泛存在于许多水果内,尤以苹果、葡萄、西瓜、山楂内为多。已知A的分子量为134,其碳的含量为35.8%,氢的含量为4.5%,氧的含量为59.7%。该化合物具有如下性质:
④A在一定温度下脱水生成的链状化合物可和溴水发生加成反应:
试回答:
⑴A的分子式为________________。
⑵对A的分子结构可作出的判断是_______________。
a.肯定有碳碳双键 b.有两个羧基 c.有一个羟基 d.有-COOH官能团
⑶有机物A的结构简式(不含-CH3)为_____________________。
⑷有机物在一定温度下的脱水产物和溴水反应的化学方程式
_____________________________________________________________________________。
13.(1994全国高考)A、B两种有机化合物,分子式都是C9H11O2N。
⑴化合物A是天然蛋白质的水解产物,光谱测定显示,分子结构中不存在甲基(-CH3)。
化合物A的结构式是________________________。
⑵化合物B是某种分子式为C9H12的芳香烃一硝化后的唯一产物(硝基连在芳环上)。
化合物B的结构式是________________________。
14.(1995年全国高考)有机化合物A、B分子式不同,它们只可能含碳、氢、氧元素中的两种或三种。如果将A、B不论以何种比例混合,只要其物质的量之和不变,完全燃烧时所消耗的氧气和生成的水的物质的量也不变。那么,A、B组成必须满足的条件是___________
________________________________________________。
若A是甲烷,则符合上述条件的化合物B中,分子量最小的是(写出分子式)_________,并写出分子量最小的含有甲基(-CH3)的B的2种同分异构体结构简式:
_____________________________________________________________。
第3课时
【复习】求有机物的分子式有哪些方法?
知道了有机物的分子式,我们还要能够确定有机物的结构式。哪么怎样才能确定有机物的结构式呢?通常我们可利用该物质的特殊性质,通过定性或定量实验来确定其结构式。下面我们以乙醇为例。请同学们根据乙醇的分子式,写出乙醇可能有的结构式。
根据学生写出的结构,比较二者的异同,设疑,怎样才能区别出二者呢?
【提问】我们如何确定乙醇的结构式呢?
【讲解】我们必须根据乙醇的化学性质来确定,因为物质的结构决定性质,性质又是物质结构的体现。我们利用乙醇和金属钠的反应的实验确定乙醇的结构式。
【投影】 0.1mol乙醇与足量的金属钠反应,收集到1.12L的氢气。根据上述实验所得数据,怎样推断乙醇的结构究竟是(1)还是(2)?
【分析】1.比较(1)和(2)式C2H6O中6个氢原子的地位相同吗?
2. 根据数据分析得出1 mol C2H6O转换1mol氢原子,即一个C2H6O分子中只有一个氢原子可被转换。C2H6O分子中只有一个与众不同的氢原子。
结论:有机物A(乙醇)的结构式只有是(2)。
二、通过实验确定乙醇的结构式
【投影练习】例1 4.6g某饱和一元醇C与足量金属钠反应,得到1.12L(标准状况)的氢气。求该饱和一元醇的分子式。
【讲解】有机物的相对分子质量可以根据化学反应方程式来求出,有机物的分子式可以通过有机物通式及相对分子质量共同求出。
【投影练习】例2 燃烧2mol某有机物,生成4mol CO2和6molH2O,同时测知消耗5molO2,推测该有机物的分子式为 。
解答:设有机物的分子式为CxHyOz,根据题意可写出燃烧方程式:
2CxHyOz + 5 O2 4CO2 + 6H2O
根据质量守恒定律而得出分子式为C2H6O2。
【讲解】 本题介绍了根据有机物完全燃烧反应的通式以及反应物和生成物的质量、物质的量或气体体积求出分子式的方法.要求熟练书写有机物燃烧反应的通式。
【投影练习】例3 0.2mol有机物和0.4mol O2在密闭容器中燃烧后的产物为CO2、CO和H2O(g)。燃烧后的这些产物经过浓H2SO4后,质量增加10.8g;再通过灼热的CuO充分反应后,固体质量减轻3.2g,最后气体再通过碱石灰被完全吸收,质量增加17.6g。
(1)推断该有机物的分子式。
(2)若0.2mol该有机物在与过量的金属钠完全反应后放出4.48LH2(标准状况),试确定有机物的结构简式。
【分析解答】:此题考查了分析问题、综合运用所学知识的能力。
①浓H2SO4增重说明生成水的质量为10.8g。
②灼热的CuO减重3.2g,说明生成CO的量,而CO又被氧化为CO2,故碱石灰增重实际为原燃烧生成的CO2及CO被氧化生成的CO2质量之和。
③该物质与金属钠能发生反应产生H2,说明含有-OH,这是推断其结构的依据。
④O2的量不足量。
根据条件:
(1)燃烧产物中有CO,说明有机物燃烧时O2不足。CO通过灼热的CuO充分反应后,CuO质量减轻3.2g,即参与反应的CuO中含氧元素3.2g,也就是有机物燃烧时缺少O2的质量为3.2g。
3.2g O2的物质的量为 ,即有机物完全燃烧时需O2的物质的量为:0.4mol + 0.5mol = 0.9mol ;有机物完全燃烧后生成CO2和水的物质的量为:
设该有机物的分子式为CxHyOz。
第四节 苯酚(共计2课时)
教学目标
1.使学生掌握苯酚的分子结构、重要性质、了解苯酚的用途。
2.理解酚的结构特点,了解芳香醇、酚、芳香醚的类型异构现象
教学重点
苯酚的分子结构和化学性质。
教学难点
苯酚的化学性质与物质结构的关系。酚羟基与醇羟基的区别。
教学过程:[板书] 第二节 苯酚
讲述:今天我给大家介绍一种重要的化工原料,在工农业生产上和医药上经常使用。大家到手术室里常闻到一种气味,家庭的药皂中也可闻到一种特殊的气味,这种物质是什么呢?今天我们就来学习它。
一、实验导入
实验序号 主要操作 实验导视
实验1 取少许苯酚放入试管中,在滴加少水(观察色、味、态)
实验2 向上述浑浊溶液中的加NaOH溶液
实验3 苯酚和浓溴水的反应
实验4 苯酚和FeCl3溶液的反应
实验完毕后,请同学们收拾好药品、和仪器。
针对上述实验现象,请同学们看书自学。
二、读书提纲
1、苯酚分子结构如何?它与醇类结构有和区别?
2、苯酚有那些物理性质?
3、苯酚与NaOH溶液反应的现象如何?说明苯酚具有怎样的性质?
4、苯酚溶液分别与浓溴水及FeCl3溶液反应的现象如何?
5、苯酚分子中原子团之间是怎样相互影响的?
(学生自学、讨论,教师巡视指导)
三、师生讨论
请同学们针对上述问题展开讨论。
师:请同学们回忆苯酚的物理性质。
生:回答。
[板书]一、物理性质
1、 色、态、味。
2、 溶解性。
3、 毒性(进行安全教育)。
[师设问]
(1)苯酚的浑浊溶液中滴加NaOH溶液有何现象
生:溶液由浑浊变澄清。
(2)根据上述现象请你预测苯酚可能具有怎样的性质?
生:酸性。
(3)苯酚为什么具有酸性?
(追问)物质的性质是由什么决定的?
生:结构。
[过渡] 下面我们共同研究苯酚的分子结构。
[板书]二、苯酚的分子结构
分子式 结构式 结构简式
师:苯酚与醇类物质的主要区别是什么?你认为苯酚的化学性质与乙醇是否相同?
生:羟基与苯环直接相连,它的化学性质与乙醇是不完全相同的。
[板书]三、苯酚的化学性质
过渡:从实验二我们判断苯酚的水溶液具有酸性,那么苯酚的水溶液为什么显酸性呢?
师:引导、启发
生:讨论、归纳,苯环对羟基的影响使羟基上氢原子易电离,其水溶液呈酸性。
[板书]1.苯酚与NaOH溶液的反应
OH + NaOH O Na + H2O
师:启发 苯酚水溶液的酸性如何 你怎样用事实来证明它酸性的强弱呢
生:激烈讨论(联系旧知识培养能力)
师:鼓励学生多提出问题,大胆设想,不怕出错。
难点突破:你能否用现有药品证明苯酚的酸性强弱(实验仪器中已放好:石蕊试液,CO2发生的简易装置)
生:总结(1)在苯酚溶液中滴加几滴石蕊试液,不变色。
(2)向苯酚钠溶液中通入足量的CO2,有浑浊出现。
[板书]2.苯酚与浓溴水的反应
师:向苯酚溶液中滴加浓溴水,现象如何?
生:生成白色沉淀。
引导:苯和液溴与苯酚和浓溴水哪个反应更易发生?为什么?
师:事物之间是普遍联系的,原子团之间也不例外。
生:总结 羟基对苯环的影响,使苯环上三个氢原子(邻位和对位)变活泼而易被取代。
Br
OH + 3Br2 Br OH + 3HBr
Br
[板书]3.苯酚和FeCl3溶液的反应
师:现象如何?
生:无色变成紫色。
师:有何实际意义?
生:可用于鉴别和检验苯酚。
[板书] 四、苯酚的用途
思考题:1.结合所学知识举两例说明有机物分子中原子团之间是相互影响的。
2.为什么乙醇和苯酚分子中都有羟基,苯酚具有酸性而乙醇的水溶液无酸性?
课堂检测:
选择题(每题只有一个正确答案)
1、下列物质属于酚类的是 ( )
A、 B、 C、 D、CH3CH2OH
2、往下列溶液中滴入FeCl3溶液,不反应的是( )
A、NaCl B、NaOH C、KSCN D、
3、关于苯酚的叙述中正确的是( )
A、苯酚的水溶液能使石蕊试液变红
B、苯酚的浓溶液对皮肤有腐蚀性
C、苯酚的水溶液具有强酸性
D、苯酚的溶解度随温度升高而增大
4、下列物质不能跟溴水反应的是( )
A、 B、 C、CH2=CH2 D、
第2课时
[复习]在上节课我们学习了苯酚,下面请一个同学说一下苯酚的主要化学性质。
1、 弱酸性:酸性比碳酸弱,苯酚钠中通入CO2生成苯酚和NaHCO3。
2、 取代反应:苯环上的氢与浓溴水发生取代生成三溴苯酚。
3、 显色反应:遇三氯化铁显紫色
4、 在空气中易被氧化而呈现出粉红色,可燃烧,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
[引入]为什么乙醇和苯酚分子中都有羟基,苯酚具有酸性而乙醇的水溶液无酸性?
[回答]因为苯环对羟基的影响导致苯酚中羟基中的氢比醇中羟基中的氢活泼,能发生电离而呈现弱酸性。
[新课]五、苯酚的工业制法
1、从煤焦油中提取
2、以苯为原料制取
→ Cl → OH
[讲述]除了苯酚以外,其他的酚有什么特点和性质呢?
[板书] 六、酚
1、 定义:羟基直接与苯环相连的化合物。
2、 通式:CnH2n-5OH(只含一个羟基)
3、 化学性质:与苯酚相似,但与FeCl3溶液反应时并不都能使溶液呈紫色。
4、 比较脂肪醇、芳香醇、酚
类别 脂肪醇 芳香醇 酚
实例 CH3CH2OH C6H5-CH2OH C6H5-OH
官能团 -OH -OH -OH
结构特点 -OH与链烃基相连 -OH与芳香烃基侧链相连 -OH与苯环直接相连
主要化学性质 1、与钠反应 2、取代反应3、脱水反应 4、氧化反应5、脂化反应 1、弱酸性2、取代反应3、显色反应
特性 红热铜丝插入醇中有刺激性气味(生成醛或酮) 与FeCl3溶液显紫色
[讲述]酚的同分异构体情况比较复杂。
[板书]5、酚的同系物和同分异构体
主要存在碳链异构、官能团位置异构(邻、间、对)、类别异构;类别异构主要是酚、芳香醇、芳香醚之间。举例说明: CH2CH2CH2CH2OH
第五节 乙醛 醛类(共计2课时)
目的要求:1.使学生掌握乙醛的结构式,主要性质和用途
2.使学生掌握醛基和醛类的概念,了解甲醛的性质和应用
3.了解酚醛树脂的制备方法,用途以及缩短聚反应的概念
教学重点:乙醛的加成反应与乙醛的氧化反应
家学难点:乙醛的加成反应与乙醛的氧化反应
教学过程:
第1课时
【复习】乙醇的催化氧化反应方程式
O
-C-H 是醛基 简写-CHO(不能写成-COH,为什么 )
醛基中有C,故CH3CHO称乙醛
醛: 叫醛.醛类的通式是
一.乙醛
1.乙醛的物理性质
名称 分子式 相对分子质量 沸点 溶解性
丙烷 C3H8 44 -42.7。C 不溶于水
乙醇 C2H6O 46 78.5。C 互溶于水
乙醛 C2H4O 44 20.8。C 互溶于水
【讨论】这三种物质的物理性质的不同的原因是什么
2.乙醛的化学性质
(1)加成反应
【复习】什么是加成反应?
O
CH3C-H分子中有C=O双键,C=O双键在一定条件下也能发生加成反应
O 催化剂 OH
CH3C-H +H2 CH3CH2
乙醇脱氢生成乙醛,乙醛加氢变成乙醇.
[明确]醛基不能与卤素单质加成, 这点与C=C双键不同
(2)氧化反应
得氧去氢 氧化反应
去氧得氢 还原反应
CuO+H2=Cu+H2O
CuO失去O,H2得到O,是O的得失.
氧化 氧化
CH3CH2OH CH3CHO CH3COOH
还原 还原
①银氨溶液的配制:
1mL2%AgNO3+2%NH3·H2O Ag++NH3·H2O=AgOH+NH4+
再滴加NH3·H2O,观察,溶解 AgOH+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O
H3N:Ag+:NH3 形成配位键.生成的为二氨合银离子
强调:①银氨溶液的配制方法;
②银镜反应;
③水浴加热的目的;
④成镜的基本要求;
⑤检验醛基及制镜与制瓶胆。
另:i银镜反应的银氨溶液要求现用现配,且配制时不充许NH3·H2O过量,即先取AgNO3溶液后滴加稀氨水,使生成的AgOH刚好完全溶解为止,否则将产生易爆炸的物质。
ii.乙醛与氢氧化银氨溶液反应时,1mol乙醛可以还原出2molAg来,而甲醛的反应则可以置换出4molAg,因为第一步生成的甲酸中仍然有醛基存在而进一步发生反应。
iii.有的书认为,在制备奶氢溶液过程中,氨水由于变成氢氧化银氨而使溶液碱性增强。实际并不然,生成的OH-(ii反应)又与NH+4(I反应)重新结合生成NH3·H2O,单从碱性强弱考虑,反应由于消耗了一部分NH3·H2O,溶液碱性有所降低。
【思考】银氨溶液显什么性 是酸性还是碱性
银氨溶液的溶质是什么
再滴加乙醛溶液,水浴加热,观察有 生成
方程式:
【讨论】①醛基(-CHO)生成物(Ag)有何量的关系
②银镜如何洗去
【思考】配制Cu(OH)2时,在药品的用量上有什么要求
方程式:
【实验6-8】乙醛与氢氧化铜悬浊液(斐林试剂)反应
Cu2++2OH—= Cu(OH)2↓
强调:①反应现象为有红色沉淀产生;
②说明Cu2O与CuO的不同;
③氧化剂不是氢氧化铜,而是氢氧化铜悬浊液;
④可以用来检验醛基的存在。
思考:氢氧化铜悬浊液与乙醛溶液混合加热,出现了黑色沉淀,原因是什么?
强调:氢氧化铜悬浊液是氢氧化铜悬浮于氢氧化钠溶液中所得的混合物。
第2课时
3.乙醛的用途
制乙酸 2CH3CHO+O22CH3COOH
制丁醇等
4.乙醛的工业制法
三、乙醛的制备方法:
1 乙炔水化法:
2 乙烯氧化法:
乙醇的催化氧化:
【讨论】三种方法的优缺点?哪种方法是常用方法?
二.醛类
HCHO CH3CHO CH3CH2CHO CHO
【思考】上述醛的名称
(1)饱和一元醛的通式是什么
(2)当n= 才有 同类同分异构体
(3)C5H10O属于醛的同分异构体并命名
1.甲醛的性质
甲醛用于合成酚醛树脂
方程式:
【思考】该反应断了什么键 生成了什么键
缩聚反应:
[练习]写方程式
(1)CH3CH2CHO的银镜反应
(2) CHO与新制Cu(OH)2共热
(3)HCHO合成聚甲醛
(4)HCHO与O2催化氧化
(5)苯酚与乙醛制酚醛树脂
比较:等物质的量完全燃烧耗氧:CnH2nO与CnH2n-2
等物质的量完全燃烧产物比相同:CnH2nO与CnH2n
强调:饱和一元脂肪醛同系物之间物理性质递变,化学性质相似。
简单介绍甲醛:最简单的醛,又叫蚁醛。
物性:HCHO,无色气体,极溶于水,有强烈刺激性气味。35%~40%的水溶液叫做福尔马林。
用途:有机合成、农药,水溶液具有杀菌与防腐能力,浸制标本。还可用于氯霉素、香料及染料。
2.了解丙酮的性质
CH3COCH3 -CO- 羰基 “羰”是新造字(形音分别取自碳氧)
-CO- 若连H即为醛基. 酮的通式是R-CO-R’ -CO-为酮的官能团
[练习]写方程式
(1)CH3COCH3与H2加成
(2)CH3CH2CHCH3的催化氧化(将产物命名)
OH
[问]CH3CH2CHO与CH3COCH3两物质是什么关系 它们的水溶液如何鉴别
【练习】
1.下列化合物分子中不含双键的是 ( )
A 苯甲醛 B 乙醛 C 甘油 D 二氧化碳
2.某醇C5H11OH氧化时生成酮,该醇发生消去反应时只生成一种烯烃,则该醇的结构简式是 ( )
A 、CH3─CH─CH(CH3)2 B 、CH3(CH)2─CH─CH3
| |
OH OH
C、CH3—CH2—CH—CH2—CH3 D、(CH3)3C—CH2—OH
|
OH
3、某一元醛发生银镜反应,生成21.6g银,再将等质量的醛完全燃烧生成13.44g的CO2(标准状况),则该醛可能是 ( )
A、丙醛 B、丁醛 C、己醛 D、苯甲醛
4、总质量一定时,不论以任何比例混合,完全燃烧生成CO2与H2O的量多为定值的是 ( )
A、 和C2H2 B、C2H4和C3H8
C、CH2O和C2H4O2 D、C3H8O和C2H6O
5、各为0.1mol的丙醛、丙醇、丙烷、丙烯完全燃烧时,消耗氧气最多的是( )
A、丙醛 B、丙醇 C、丙烷 D、丙烯
6、在硫酸铜溶液中加入适量的氢氧化钠溶液后,在此溶液中加入福尔马林、加热,依次观察到的现象是
其化学方程式为 ,此放应用于检验 基的存在,医学上常用于检验糖尿病人的尿中含糖的多少,说明糖中可能含有 基。
第6节 乙酸 羧酸(共计2课时)
目的要求:1、使学生掌握乙酸的酸性和酯化反应等化学性质,理解酯化反应的概念;
2、使学生了解酯的水解,并了解书乙酸的酯化与乙酸乙酯的水解是一对可
逆反应;
3、使学生了解羧酸的简单分类、主要性质和用途。
教学重点:乙酸的酸性和乙酸的酯化反应
教学难点:乙酸的酸性和乙酸的酯化反应
教学过程:
复习:1、乙醛的氧化反应
2、乙酸的的物理性质、分子式、酸性及用途。
说明:醋酸、冰醋酸、冰乙酸名称的来历。
乙酸的结构简式:CH3COOH,官能团为:—COOH。
强调:乙酸的化学性质主要就是由其官能团所羧基决定。
一、乙酸的化学性质
1、乙酸的酸性
强调:乙酸是酸,具有酸的一切通性(让学生例举乙酸与石蕊试液、金属铝、氧化镁、氢氧化铜、碳酸钠、碳酸钙反应)
设问:乙酸的酸性强弱如何呢?
【实验6-9】乙酸溶液与碳酸钠粉末反应
CH3COOH + Na2CO3 → CH3COONa + CO2↑+ H2O
说明:⑴乙酸的酸性比碳酸强;
⑵CH3COOH>H2CO3>C6H5OH
2、乙酸的酯化反应
【实验6-18】在浓硫酸存在下,乙酸与乙醇加热反应生成乙酸乙酯
浓H2SO4
CH3COOH + C2H5 OH CH3COOC2H5 +H2O
△
强调:⑴酯化反应的反应机理(历程):酸脱羟基醇脱氢
浓H2SO4
验证:CH3COOH+H18OC2H5 CH3CO18OC2H5 +H2O
△
⑵浓硫酸的作用:催化剂、吸水剂;
⑶碳酸钠溶液的作用:除去乙酸乙酯中的乙酸(为什么导管口不能接触液面);
⑷此反应为可逆反应,逆反应为水解反应,增大水解反应程度所用试剂是强碱
浓H2SO4
CH3COOC2H5 +H2O CH3COOH+C2H5OH
△
⑸如何除去乙酸乙酯中的乙酸?碳酸钠溶液,萃取后分液。
拓展延伸:
1、多羟基醇与多羟基羧酸反应的方式:
⑴成链状的酯
练习:HOOC-COOH+HOCH2CH2OH
⑵生成环状酯
练习:HOOC-COOH+HOCH2CH2OH
⑶生成聚合物
练习:nHOOC——COOH + nHOCH2CH2OH
2、羟基羧酸(以 CH3CHCOOH为例)
∣
OH
⑴分子内脱水成酯
⑵分子间生成链状酯
⑶分子间生成环状酯
⑷分子间生成聚酯。
酯
结构:RCOOR′,R、R′饱和烃基,通式为CnH2nO2,
物理性质:香味,存在于花草与水果中,密度比水小,不溶于水,易溶于有机溶剂,也可作溶剂。
化学性质:在无机酸碱存在下的水解反应
【实验6-18】乙酸乙酯在水、稀硫酸、氢氧化钠溶液存在下的水解反应。
发现:一段时间后的水解程度:氢氧化钠溶液>稀硫酸>水
H3COOC2H5 +H2O CH3COOH+HOC2H5
H3COOC2H5 +H2O CH3COOH+HOC2H5
或H3COOC2H5 +NaOH → CH3COONa+HOC2H5
RCOOR′ +H2O RCOOH+HOR′
强调:浓硫酸有利于酯化反应的进行,氢氧化钠溶液等有利于水解反应的发生。
RCOOR′+NaOH → RCOONa+HOR′
[数 据]:
物 质 沸点(0C) 密度(g/mL) 水溶性
乙 酸 117.9 1.05 易溶
乙 醇 78.5 0.7893 易溶
乙酸乙酯 77 0.90 微溶
②馏出液中是否有乙酸和乙醇?
③饱和碳酸钠溶液的作用是什么? ,
、 。
④为什么产生蒸气的导管口要在饱和碳酸钠溶液的液面上?
⑤浓硫酸的作用是什么? .
[思 考]: 在上述这个酯化反应中,生成物水中的氧原子是由乙酸分子中的羧基上的羟基提供,还是由乙醇分子的羟基提供?
写出反应的方程式:
二、羧酸
1、定义: 。
常见羧酸:HOOC-COOH——乙二酸
—COOH——苯甲酸
高级脂肪酸:硬脂酸、软脂酸、油酸
饱和一元脂肪酸:CnH2nO2
2、分类:
(1)根据与羧基相连的烃基的不同可分为:
(2)根据羧酸分子中羧基的数目分为
3、饱和一元脂肪羧酸的通式:
强调:1、与烃基饱和的酯同分异构,如C4H8O2(6种)
2、化学性质:酸性、酯化反应
3、甲酸
HCOOH,HO-CHO
强调:⑴甲酸结构中含有醛基,具有强还原性
⑵甲酸的酯也含有醛基R-O-CHO,也有还原性;
⑶甲酸的盐也具有强还原性。
4、甲酸分子式: 结构式: 结构简式:
[完成下列反应的化学方程式]:
HCOOH + Na
HCOOH + Cu(OH)2
HCOOH + CH3OH
5、高级脂肪酸定义:
俗 名 硬 脂 酸 软 脂 酸 油 酸
结构简式
是否饱和
状 态
溶 解 性
新课的延伸:
1、已知, —CH3 —COOH
以 对二甲苯和乙烯为主要原料,合成聚酯纤维。
2、已知丙酮可以与氢氰酸发生加成反应,—CN可以水解生成—COOH
用丙酮与氢氰酸为原料,合成聚2-甲基丙烯酸甲酯 。
[实验]:
a、现象:
b、反应方程式:
c、酯化反应定义: 。
又是 反应(反应类型)。
第七章 糖类 油脂 蛋白质(共计7课时)
第一节 葡萄糖 蔗糖(共计2课时)
教学目标:1、了解糖类的组成与结构特征;
2、掌握葡萄糖的结构、性质及用途;
3、掌握蔗糖与麦芽糖的性质及用途;
4、了解食品添加剂与人体健康;
5、密切化学与生活的关系,激发学生学习化学的兴趣。
教学重点 葡萄糖、蔗糖的性质及用途
教学难点 葡萄糖的性质
教学过程:
第1课时
[回忆]人类的食物可分为几类 我们已经学习过哪一类
[阅读课文]了解什么是糖类,碳水化合物的名称的由来,为什么人们开始将这类物质称为碳水化合物.
糖类
首先学习糖类,日常生活中人们一说到糖就认为是甜的,其实不然,如粮食、纸张、棉花等均属于糖类。而甜的物质也不一定是糖,如:糖精,其甜度是蔗糖的400倍左右,不属于糖类。
糖类的定义
具有多烃基醛结构、多烃基酮结构或者能够水解生成多烃基醛结构和多烃基酮结构的物质叫糖类。
由于糖类物质都是由C、H、O三种元素组成的,且分子中H、O原子个数比大多数为2:1,可用通式Cn(H2O)m表示,因此糖类又称碳水化合物。
说明:通式中的n、m可以相同,也可以不同。通式只反应出大多数糖的组成,不反应它们的结构特点,学习中应注意以下几个问题:
(1)糖分子中的氢、氧原子并不是结合成水的形式存在。
(2)有些碳水化合物中氢、氧原子个数比并不是2:1。如鼠李糖(C6H12O5)
(3)有些符合Cn(H2O)m通式的物质并不是糖类。如:甲醛(HCHO)、乙酸(CH3COOH)、甲酸甲酯(CHOOCH3)。
碳水化合物这个名称只是习惯叫法,早已失去了原来的意义。
[讨论]1.:糖中是否含有碳单质与水 2.:是不是所有的糖都符合通式Cm(H2O)n
3:.是不是符合上述通式都是糖 举例说明
单糖
定义:不能水解生成更简单的糖为单糖,单糖中最简单的是葡萄糖。
一、葡萄糖
1.葡萄糖的组成和结构
组成:C6H12O6
结构:
葡萄糖为多羟基醛
糖的分类:
糖类的主要代表物
类 别 结构特征 主要性质 重要用途
单糖 葡萄糖( )
果糖C6H12O6 葡萄糖的同分异构体 白色晶体,易溶于水,有甜味(比蔗糖甜) 食品
二糖 蔗糖C12H22O11 食品
麦芽糖C12H22O11 食品
多糖 淀粉(C6H12O5)n 由葡萄糖单元构成的天然高分子化合物 食品、制________、乙醇
纤维素(C6H12O5)n 纺织、造纸、制_______、人造纤维
2:葡萄糖的物理性质:葡萄糖是无色(或白色)晶体,溶于水,有甜味.。
[讨论1]根据葡萄糖的结构,葡萄糖属于哪类物质
[讨论2]根据葡萄糖的结构,葡萄糖具有哪些性质 [醛的性质与醇的性质]醛与醇具体有哪些性质
3:葡萄糖的化学性质
(1)因含有醛基:
①能与银氨溶液发生银镜反应
CH2OH(CHOH)4CHO+2[Ag(NH3)2]++2OH-
CH2OH (CHOH)4COO—+NH4++3NH3+2Ag+H2O
②被新制Cu(OH)2氧化
CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2 CH2OH(CHOH)4COOH+Cu2O+ 2H2O(新制的)
例1、把氢氧化钠和硫酸铜溶液加入某病人尿液中,微热时如果观察到红色沉淀,说明尿液中含有( )
A.食醋 B.白酒 C.食盐 D.葡萄糖
③与H2发生加成反应
(己六醇)
(2)因含有羟基:与酸发生酯化反应
4:葡萄糖与过量的 CH3COOH反应.
5.:存在 用途
存在:葡萄糖存在与蜂蜜及带有甜味的水果中。
用途:(1)制镜工业、热水瓶胆镀银 (2)制糖、制药工业 (3)维持人类生命的营养物质葡萄糖在人体内的代谢是非常复杂的过程,需要酶、高能化合物和无机盐等的参加,并且在不断摄取和消耗、储存和释放出的过程中起着提供能量以及转变成别的重要物质等的生理作用。)
第2课时
[讨论]我们咀嚼馒头时会有甜味,是什么原因
制法:淀粉水解
淀粉 葡萄糖
二:蔗糖 麦芽糖
葡萄糖在植物体内,经酶的作用,可以失去一个水分子,形成低聚糖——蔗糖或麦芽糖。
1:蔗糖:
蔗糖的分子式是C12H22O11。无色晶体,溶于水。我国南方从甘蔗、北方从甜菜制取蔗糖。
用对比的实验说明蔗糖的水解性:取两个试管分别放入少量蔗糖(最好用化学纯的蔗糖),溶解后,一个试管中加稀硫酸(1:5),置于水浴中受热。过几分钟后取出,用浓碱中和。另一个试管只是蔗糖溶液,然后在两试管中分别滴加配好的银氨溶液,放入水浴,取出
观察其变化。
操 作 现 象 结 论
蔗糖溶液与银氨溶液受热 无变化 蔗糖分子中无自由醛基存在
蔗糖加酸水解中和后再与银氨溶液受热 有银镜反应发生 蔗糖水解后,溶液中存在有还原性的简单的糖
蔗糖水解后有还原性:
葡萄糖 果糖 (都有还原性)
以上实验表明一个分子的葡萄糖和一个分子的果糖,失去一个分子水后成蔗糖。在蔗糖分子中,原葡萄糖的醛基被打破,把两种单糖连结起来,成为蔗糖分子,故在蔗糖分子中无自由的醛基。在性质上表现出无救灾原性,称为非还原性糖。
即:
1 蔗糖无醛基,属非还原性糖,不能发生银镜反应。
2 能发生