苏教版高二选修教材有机化学基础专题4第三单元
《醛的性质和应用》第一课时教学设计
黄岩中学 蒋小丰
一、设计思想
通过情境的创设,激发学生的学习热情,再通过问题的设置,引导学生通过回忆总结、自主学习、合作交流、实验探究与验证。使学生在较为完整的探究过程中,既能体验成功的喜悦,又能使自己的知识水平和能力得到提升。
二、教材分析
1.课标中的内容
(1) 主题2第4点:认识醛的典型代表物的组成和结构特点,知道醇、醛、羟酸间的转化关系。
(2) 主题2第5点:根据有机化合物组成和结构的特点,认识加成、取代和消去反应。
(3) 主题2第6点:结合生产、生活实际了解醛对环境和健康可能产生的影响,关注有机化事物的安全使用问题。
2.教学要求
(1) 认识醛典型代表物的组成和结构特点。
(2) 根醛的组成和结构的特点,认识醛的加成、氧化反应
3.教材的地位和作用
醛在整个有机化学中起着承上启下的作用,而甲醛在工农业生产和日常生活中的应用又十分广泛,本知识点在中学化学中反复出现,深度呈螺旋状上升,符合学生的认知水平和能力基础。
三、学情分析
1.知识技能方面:
学生在高一必修课《化学1》和《化学2》中对本知识已有接触,在选修教材《有机化学基础》对有机化学的研究方法、有机化合物的分类、结构和性质推断已积累了一定的方法,在老师的引导下,学生能充分应用已有知识进行归纳小结,推理探究,实验验证。
2.困难和问题:
碳碳双键和碳氧双键在性质上的差异及产生差异的原因。
乙醛银镜反应原理的理解及反应式的书写。
3.学习策略
方法上可采用想象、类比、细化综合性的问题。方式上可争取他人的支持如:合作学习寻求教师的个别指导等。
四、教学目标
知识目标:1.使学生了解乙醛的分子结构和物理性质及用途
2.使学生掌握乙醛与氢气的加成反应和乙醛的氧化反应
3、掌握醛基的实验室检验方法。
能力目标:1.培养学生观察分析能力以及理论联系实际的能力
2.通过物质的结构、性质、用途三者之间的关系,提高形成规律性认识的能力。
情感目标:充分利用多媒体辅助教学演示实验,让学生积极参与课堂活动,设疑解疑,探求实验现象的本质,做到师生默契配合,情理交融,使学生始终处于积极探求知识的过程中,达到最佳的学习心理状态
五、重点难点
1.教学重点:乙醛的加成反应和乙醛的氧化反应
2.教学难点:乙醛的氧化反应以及银镜反应方程式的书写
六、教学策略与手段
引导学生运用已有知识,通过回忆再现、分析综合、理论探究、实验验证,逐步完善自己的知识体系。
七、课前准备
1、学生的学习准备
本节课内容需要学生回忆以下各知识点:
a、能在反应中较好地辨别物质的变化,能识别物质所具有的氧化性、还原性。
b、充分掌握同分异构体概念并能熟练应用。
c、能简单地理解核磁共振谱图并用以判断有机物的结构。
d、回顾化学2专题3《有机化合物的获得与应用》第二单元《食品中的有机化学》中的乙醇氧化成乙醛,乙醛进一步氧化生成乙酸的内容,进一步完善醛的有关知识。
2、教师的教学准备
本课情景问题的设置,课件的制作,突出重点细化难点
3、教学用具的设计和准备
镜子、保温杯内胆、乙醛样品、银镜反应和斐林反应实验用品、溴水、乙醛分子的比例模型和球棍模型。
八、教学过程:
实物引入:展示镜子、保温杯内胆
提出问题:你想知道镜子和保温杯内胆是如何制成的吗?你知道葡萄糖是镀镜的主要原料吗?你想自己亲自制作一面你所喜爱的小镜子吗?
评注:通过创设学生感兴趣的情景,调动学生的探究热情,激发学生的求知欲。
探究活动:1、某有机物的分子式为C2H4O,你能写出它所有可能的结构式吗?
2、某分子的1H-NMR谱图如下,你所写的结构式有与它相符合的吗?
展示学生作品:
展示:
第一种结构与1H-NMR谱图相符。
回忆与再现:上述三种结构中,第一种是最稳定的,请同学们回忆一下,我们以前接触过这种物质吗?
学生思考回答:乙醇氧化生成乙醛
学生练习:写出乙醇氧化成乙醛的化学方程式
引入新课:这就是我们今天要学的又一种衍生物——醛
评注:通过回忆再现,构建原有的乙醛知识体系,并以此为基础,作为新知识的生长点。
板书: 第三单元 醛 羧酸
醛的性质和应用
1、结构
分子式:C2H4O
结构式:
官能团:
结构简式:CH3CHO(由学生写)
提问:能否写成CH3COH,强调醛基的书写方法。
展示:乙醛分子的比例模型和球棍模型
探究实验:学生通过阅读乙醛样品标签、观察乙醛样品、闻味,将其溶解于水等,总结乙醛的物理性质
板书:2、乙醛的物理性质
密度比水小,沸点20.8℃,易挥发,能和水、乙醇、乙醚、氯仿等互溶。
探究活动:请根据乙醛分子中所具有的基团,推测乙醛可能具有什么性质?
学生分组讨论小结:乙醛分子中有甲基,甲基的结构与甲烷类似,应能与氯气等发生取代反应;醛基官能团中有C=O双键,C=O的内部结构和C=C是类似的,C=O应该能发生加成反应。
板书:3、化学性质
思考:我们知道,乙醇变乙醛是氧化反应,现在乙醛与氢气加成又得到了乙醇,相当于是醇氧化的逆过程,那么这个加成反应还可以叫什么反应?
学生回答,老师板书:(1)加成反应(还原反应)
强调:C=O双键的加成不如C=C容易,通常情况下C=O双键与溴、水、HX等很难加成。
探究活动3:已知乙醛分子的官能团是醛基,醛基中的碳显+1价,推测其可能还有什么化学性质。
学生分组讨论小结:醛基中的碳元素化合物既可升高发生氧化反应,又可降低,发生还原反应。在化学2中曾讲过乙醛氧化生成乙酸。
(2)氧化反应
2CH3CHO+O2 2CH3COOH
评注:在教学过程中,应培养学生通过自己对事物的观察,根据物质的结构特点,经过分析推理,提出假设,实验验证,以获取结论的科研方法。
探究实验2:银镜反应和斐林反应
A、银镜反应
[投影]实验注意点:
1、试管内壁应洁净
2、必须用水浴加热,不能用酒精灯直接加热
3、加热时不能振荡和摇动试管
4、配制银氨溶液时,氨水不能过量
指导学生:根据实验步骤写出化学方程式(师生共同进行)
①Ag++NH3·H2O=AgOH↓+NH4+
②AgOH+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]+ +2H2O
③CH3CHO+2[Ag(NH3)2]++2OH—→CH3COO—+NH4++2Ag↓+3NH3+H2O
(一水、二银、三氨、乙酸铵)
B、与氢氧化铜反应
注意药品用量:
2Ml10%NaOH溶液+4~6滴2%CuSO4溶液,振荡后+0.5mL乙醛溶液,水浴加热
评注:该实验交给学生做的最大好处是:当同学们看到自己制出的银镜时,心情特别激动,探究的欲望更加强烈,对老师设置的问题兴趣更浓。
思考:1、找出醛基与沉淀产物的关系式
2、上述两反应的用途
引导学生小结:
1、
2、上述反应可用来检验是否患有糖尿病
3、上述两反应均可用来检验醛基的存在
工业上是用含醛基的物质——葡萄糖来把银镀在保温瓶胆上的。
评注:适时理论联系实际,让学生了解化学的作用,有利于提高学生学习化学的兴趣。
思考2:一个学生做乙醛的还原性实验时,取1mol/L CuSO4溶液和0.5mol/L NaOH溶液各2ml,在一支洁将的试管内混合后,向其中又加入0.5ml40%的乙醛,结果无红色沉淀出现。试分析实验失败原因。
强调:1、 NaOH过量碱性条件下
2、加热
探究活动4:银氨溶液、新制的氢氧化铜悬浊液均为弱氧化剂,如果向乙醛溶液中滴入酸性高锰酸钾溶液会有什么现象?为何有上述现象?
实验探究3:将少量酸性高锰酸钾溶液滴入乙醛溶液中,溶液褪色。银氨溶液、氢氧化铜均为弱氧化剂,而高锰酸钾为强氧化剂,故能反应。
探究活动5: 将少量Br2水滴入乙醛溶液中,能否褪色?若能,乙醛是发生加成反应还是发生氧化反应?请设计实验验证?
已知:若发生氧化反应,则:CH3CHO+Br2+H2O→CH3COOH+2HBr
若发生加成反应,则:CH3CHO+Br2→CH3CHBr(OBr)
展示学生的设计方案:
1、 用AgNO3溶液检验溶液中是否有Br-离子,有为氧化反应,无为加成反应。
1、 用pH试纸检验溶液的酸性,若酸性增强,为氧化反应,酸性无明显变化,为加成反应。
引导学生对上述方案进行评价,在可能的条件下并用实验验证。
八.知识结构和板书设计
一、乙醛的分子结构
二、乙醛的物理性质
三、乙醛的化学性质
1. 乙醛的加成反应
2. 乙醛的氧化反应
a. 燃烧
b. 乙醛的催化氧化
c. 乙醛被弱氧化剂氧化
Ag++NH3·H2O=AgOH↓+NH4+
AgOH+2 NH3·H2O =[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O
Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓
九.学习评价设计
纸笔评价(课外完成,15分钟)
1.丙醛和氢氧化铜反应形成砖红色沉淀的实验中,决定实验成败的关键是
A.Cu(OH)2要新制 B.CuSO4要过量 C.CH3CH2CHO要过量 D.NaOH要过量
2.已知烯烃在一定条件下氧化时,C=C键断裂,RCH=CHR′可氧化成RCHO和R′CHO。下列烯烃中,经氧化可得到乙醛和丁醛的是
A.1-己烯 B.2-己烯 C.2-甲基-2-戊烯 D.3-己烯
3.下列物质在常温下是气体的是
A.甲醇 B.甲醛 C.四氯化碳 D.乙醛
4.下列各组中的每一种物质都能使溴水褪色的是
A.硝酸银溶液、KBr溶液、氨水、四氯化碳B.乙醛溶液、K2SO3、氨水、KNO3溶液
C.苯酚溶液、石灰水、裂化汽油、异戊二烯D.KI溶液、淀粉溶液、H2S溶液、酒精
5.丙烯醛的结构简式为CH2=CH-CHO,下列有关它的性质叙述中错误的是
A.能使溴水褪色,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.在一定条件下与H2充分反应生成1-丙醇
C.能发生银镜反应,表现氧化性 D.在一定条件下能被空气氧化。
6.下列关于醛的说法中,正确的是
A.甲醛是甲基跟醛基相连而构成的醛 B.醛的官能团是-COH
C.甲醛和丙醛互为同系物 D.饱和一元脂肪醛的分子组成符合CnH2nO通式
7.下列物质中,在常温常压下为气体,并能与苯酚发生缩聚反应的是
A.丙烯 B.蚁醛 C.乙炔 D.甲醇
8.甲醛是一种______色______气味的______体,______溶于水,其35-40%水溶液称______,此溶液可用于______等;还可与苯酚在一定条件下制______。乙醛是______色______气味______体,______溶于水还能溶于_____等溶剂。
9.在一支洁净的试管中加入少量的硝酸银溶液,滴入氨水现象______,化学方程式______;再继续滴加氨水至沉淀刚好消失,此时溶液称______,其化学方程式______,在此溶液中滴几滴乙醛,水浴加热,现象______,此反应称______反应,化学方程式______。在此过程中乙醛发生______(氧化、还原)反应,此反应可以检验______基的存在。
10.在硫酸铜溶液中加入适量氢氧化钠溶液,现象___________,离子方程式______,在此液体中滴入福尔马林加热,可看到______,化学方程式______。
11.醛类的官能团是______,醛可以发生加氢还原反应,是因为官能团中的______键能发生______反应;醛可以发生氧化反应,是因为官能团中______的键能发生______反应。
12.某饱和一元醛7.2g与银氨溶液作用,生成21.6g银,求此类醛的结构简式。
13.某种醛的组成是含碳62.1%、氢10.3%、氧27.6%(均为质量分数),它的蒸气密度是氢气的29倍。写出这种醛的分子式、结构式和名称。
参考答案:
1.AD;2.B;3.B;4.C;5.C;6.CD;7.B;
8.无;具有强烈刺激性;气;易;福尔马林;杀菌;酚醛树脂;无色;具有刺激性;液;既能;乙醇、乙醚、氯仿。
9.有白色沉淀;AgNO3+NH3·H2O==AgOH↓+NH4NO3;银氨溶液;AgOH+2NH3·H2O==Ag(NH3)2OH+2H2O;有银白色金属析出;银镜。
CH3CHO+2Ag(NH3)2OH2Ag↓+CH3COONH4+3NH3+H2O;氧化;醛。
10.有浅蓝色沉淀生成Cu2++2OH-==Cu(OH)2↓
有红色沉淀生成;HCHO+2Cu(OH)2HCOOH+Cu2O+2H2O
11.醛基(-CHO);C=O双;还原;C-H;氧化。
所以饱和一元醛的物质的量为:0.1mol
则CnH2nO=72 n=4
分子式为C4H8O,可能的结构式如下:
13.解:醛的相对分子质量为:29×2=58
即:C∶H∶O=3∶6∶1
所以此醛的分子式为C3H6O,结构式为CH3CH2CHO,是丙醛。
表现性评价
已知柠檬醛的结构简式为CH3C=CH(CH3)CH2CH2CH=CHCHO,请设计实验,检验其中的碳碳双键和醛基,并通过实验进行验证。
设计意图:通过对柠檬醛的实验探究,使学生更深刻地认识到有机物的性质,实际上就是官能团的性质。但不同的官能团的活泼性是不同的,在检验时,必须注意先后顺序,让学生初步体会到客观事物既是复杂的,又是丰富多彩的。
[参考答案]先加足量的银氨溶液(或新制的Cu(OH)2)检验醛基并使醛基氧化。然后再用酸性KMnO4溶液(或溴水)检验碳碳双键,
问题研讨:
1、 如何较好地地利用学生的反馈信息,使这成为课堂的一种资源。
2、情景问题的设计所应考虑的方面。
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