《饮食中的有机化合物》教学设计
本文内容是选自新课标鲁科版高中化学必修二第三章有机化合物第三节《饮食中的有机化合物》中第一课时乙醇,教材紧密联系我们的生活,并且在教学方式中主要采用模型推理、实验探究、小组合作的模式,这样比较利于对学生宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、科学精神与社会责任等化学学科核心素养的培养。在这个教学过程中,主要目的是让学生能够从物质的微观层面理解其组成、结构和性质的联系,形成“结构决定性质、性质决定应用”的观念,同时可以让学生深刻感受到生活中离不开化学,运用已有的知识和方法综合分析化学物质对人类带来的种种影响。它不止适用于化学学科的学习,其他学科也是通用的。
一、教材分析
本节课是鲁科版普通高中课程标准实验教科书必修二第三章第三节《饮食中的有机化合物》中的乙醇,乙醇是我们生活中常见的有机物之一,高中生有一定的生活经验,对乙醇比较熟悉,且在初中九年级上册《燃料及其利用》一章节中已经初步接触到乙醇。以乙醇作为学生学习烃的衍生物的第一种烃类衍生物,知识起点低,学生容易接受,并且是在学习了烃类及其相关知识的基础上学习乙醇,学生可以轻松的从乙醇的组成分析探究乙醇的结构,再由结构认识乙醇的性质,并且乙醇是联系烃和烃的衍生物的性质的关键,学好本节课的内容对学习其他衍生物的性质具有指导性作用,可以让学生在掌握烃的衍生物的学习中,抓住官能团的结构和性质这一中心,确认结构决定性质这一普遍性规律,乙醇的教学不仅在整个单元的知识网络中,起到了承上启下的作用,是本章的重点内容之一。同时也在整个高中有机化合物学习中起到了承上启下的重要作用。
二、学情分析
在学习本节课内容之前,学生在各个方面已经具备了一定能力:
在知识储备上,通过初中化学的学习,并且可以结合一定的生活经验,了解乙醇的部分物理性质和可燃烧的化学性质。同时,在前几节的学习中,对有机化合物也有了初步的了解,掌握了同分异构体、分子式、结构式、结构简式等基础知识,并对有机化学中“结构”与“性质”的关系有了初步了解。
在认知方式上,学生对物质的认识主要停留在宏观表面阶段,学生已经有烃的基础知识,在烃的衍生物中,从简单的多了个氧原子开始认知结构,从日常生活中接触到的酒精开始认知性质,降低了认识难度。可以通过比较学习,在已有知识的基础上掌握新知识。
在学习方式上,新课程提倡新的学习方式,学生通过高一年级的学习,已经具备了自主学习,交流探讨,实验探究的能力。
教学目标
1.知识与技能:了解乙醇的物理性质和在生产生活中的应用;掌握乙醇的分子结构和化学性质;理解官能团羟基对乙醇化学性质的决定作用。
2.过程与方法:通过搭建球棍模型、演示实验、学生分组实验,培养动手能力、实验能力、观察能力和对实验现象的分析能力;通过分工合作,探究学习,获得乙醇的结构、性质之间的关系,建立“(组成)结构—性质—用途”的有机物学习模式。
3.情感态度价值观:培养知识迁移、扩展的能力,进一步激发学习的兴趣和求知欲望;学会用辩证的思想分析问题,认识化学与人类生活、生产、健康的密切关系,培养学生的社会责任感与使命感。
四、教学重、难点:
1.教学重点:乙醇分子结构的探究,乙醇与钠的的反应,催化氧化反应。
2.教学难点:乙醇分子结构的探究、乙醇的催化氧化反应
五、教学方法
1、从生活实际入手,一步步引导学生去思考、发现隐藏的问题,积极思考,具体分析,达到一种师生和谐、共同学习的良好气氛。采用边讲边实验探究,充分发挥实验的作用,提高学生主动解决问题的兴趣。
2、充分发挥对媒体的作用,把乙醇的用途拼接起来,在围绕这些进行探究性学习。用动画展示反应进行的微观过程,深入理解乙醇的结构,以及在化学反应时的断键特点
3、用比较的方法,通过实验现象的比较与结构的分析,理解乙醇和钠反应的特点。
六、教学过程
教学步骤
教学活动
学生活动
设计意图
新课导入
1.[展示酒的图片] 兰陵美酒郁金香,玉碗盛来琥珀
[讲解]谈到饮食中发有机化合物,那就不得不提一下酒。我国是酒的故乡,酒文化源远流长,从诗经到楚辞,从先秦诸子散文到唐诗宋词,无不飘散着酒的芳香。
[提问]那么酒的主要成分到底是什么呢?它的主要性质又有什么?那么今天我们就一起来学习一下。
2.[展示日常生活中常见的几种酒]
[提问]这几种酒的最大区别是什么呢?
[讲解]酒精的百分含量不同,比如我们常说的38°的酒,就是指的酒精的体积分数为38%。
那么接下来我们就从酒走进酒精,酒精又称为乙醇。
聆听、观看、感悟
酒精的度数不同
以诗句引入激发学生学习兴趣。
从酒引入酒精
(一)乙醇的物理性质
请大家拿出实验盒中的乙醇,结合生活常识,仔细看、闻、思考,从以下几方面归纳乙醇的物理性质。
[讲解]酒精的熔沸点比较低,所以易挥发。
酒精可以溶解很多有机物比如汽油、苯,也可以溶解很多无机物,比如碘单质。我们常说的碘酒就是指的碘的酒精溶液。
[提问]能够用酒精萃取溴水中的溴单质?
学生说出乙醇的物理性质
【思考并回答】乙醇与水以任意比互溶,不会出现分层。
乙醇的物理性质比较简单,学生完全可以凭已有的知识和老师的提示探究出来,使学生对乙醇的物理性质有更好的认识,增强学习知识的主动性
(二)乙醇分子结构
[讲解]结构决定性质,要想更好的了解乙醇的化学性质,首先我们共同探究乙醇的分子结构。经过实验测定,乙醇的分子式为C2H6O
[板书展示]乙醇比乙烷分子中多了一个O,乙烷中共存在哪些共价键呢?
[提问]多出来的O可以与哪些原子成键呢?
根据C、H、O三种原子的成键特点,试拼出乙醇可能的结构模型。
[提问]1、分析两种结构中都存在何种化学键?
2、二者的最大区别是什么呢?
[知识支持]1、Na与H2O反应生成氢气
2Na+2H2O=2NaOH+H2 ↑
2、钠保存在煤油(主要为烃类物质)中
[提问] 1、钠与水反应断裂何种化学键?
2、钠是否可以破坏C-C键,C-H键?
3、设计何种实验判断乙醇的分子结构,你的依据是
什么?
[提问]如何检验生成的气体是氢气?需要注意什么?
[教师演示实验]探究乙醇与钠的反应
[提问]你观察到了什么实验现象?
点燃气体前是否需要对气体验纯?
[结论] 乙醇与钠反应放出氢气,证明乙醇结构中存在O-H键
[归纳] 乙醇的分子结构
分子式:C2H6O
结构式:
结构简式:CH3CH2OH或C2H5OH
[讲解]由氧氢组成的原子团称之为羟基。
[模型展示]乙醇可以看成是乙烷分子中的氢原子被羟基取代后的产物,乙醇属于烃的衍生物。
[讲解]羟基决定了乙醇的化学性质,我们称之为官能团。
学生回答
C-C C-H
学生动手插出两种球棍模型
第一种
C-H、C-C、C-O、 O-H
第二种
C-O、O-H
最大区别是是否存在O-H
学生小组讨论,并由学生回答上述三个问题
点燃
点燃氢气前需要验纯
观察、思考
钠块沉入针管底部,有气体生成,推动针管缓缓下移
不需要,因为空气已经被排尽
学生在学案中写出乙醇的结构式与结构简式
理解 记忆
培养学生搭建球棍模型认识有机物分子结构的能力
加深学生对乙醇结构的理解
直接了解官能团、衍生物的概念
(三)乙醇化学性质
[提问]乙醇与钠反应断裂的是何种化学键?
[讲解]生成了乙醇钠和氢气
1、乙醇与钠的反应
2CH3CH2OH + 2Na→2CH3CH2ONa + H2↑
[讲解]在必修一中我们学习钠与水的反应,请大家用最简单的几个字来概括以下实验现象
[提问]对比钠与水、钠与乙醇的实验现象,你能得到什么结论?
[讲解] -OH活泼性:水>醇
[过渡]酒精在实验室中有一个比较常见的用途,大家知道是什么呢?
[提问]那么酒精的这一用途体现了酒精具有什么性质呢?酒精由C、H、O三种元素组成,所以燃烧产物是
CO2和H2O
2、可燃性
C2H6O+3O2 2CO2+3H2O
[讲解]早在2001年时,便在我国推广使用乙醇汽油,乙醇作为一种燃料的优点是什么呢?
[过渡]除此之外呢,乙醇还有一个神秘的用途,工匠师傅们在制作铜器、银器时,表面会生成发黑的氧化膜,但这可难不倒他们,他们会把铜银在酒精灯上烧一下,快速蘸一种神秘的液体,铜银便会光亮如初。那么这种神秘的液体是什么呢?
[学生实验探究]
(1)取一只干燥洁净的试管,加入一定量无水乙醇;
(2)将绕成螺旋状的铜丝在酒精灯上灼烧变黑;
(3)把灼热的铜丝插入乙醇中(反复几次实验)
[提问]这个实验的现象是什么?
[讲解]
[提问]铜在这个反应中的作用是什么?
试写出总反应方程式
3.催化氧化
2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O
[提问]乙醇是如何变为乙醛的呢?
[讲解] O-H键断裂,与O-H相连的C上的C-H断裂,C-O变为了C=O
[提问]醇能够发生催化氧化成醛的条件是什么?
[归纳总结]
与O-H相连的C上要有两个H的醇生成醛;
与O-H相连的C上要有一个H的醇生成酮;
与O-H相连的C上没有H的醇不会发生催化氧化
[提问]从氧化还原的角度分析,体现了乙醇的什么性质?
[讲解]乙醇还可以与酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液反应,被直接氧化成乙酸。交警检查酒驾的装置中,含有橙色的酸性重铬酸钾(强氧化性),当其遇到乙醇时橙色变为绿色,由此可以判断司机是否酒后驾车。
[展示交通事故的图片]
[讲解]据世界卫生报告指出,世界上50-60%的交通事故与酒驾有关,这一张张触目惊心的照片也在时刻提醒我们每一个人,为了自己和他们的生命安全,严禁酒后驾车。
[拓展]酒在人体中的代谢
[讲解]乙醇会在乙醇脱氢酶的作用下氧化为乙醛,乙醛会在乙醛脱氢酶的作用下氧化物乙酸,乙酸分解为CO2和H2O。由于个人体质不同,酶的含量不同,所以有些人喝酒脸会越来越白,有些人会越来越红。乙醛的毒性是乙醇的十倍,高浓度的乙醛会麻痹神经系统,甚至会损害内脏。
学生在学案中完成方程式的书写
浮、熔、游、响
学生分析钠块的位置,得出乙醇的密度比水小
通过针管缓缓下降,得出钠与水反应比钠与乙醇反应更剧烈。
酒精灯
可燃性
学生在学案上完成乙醇的燃烧方程式
燃烧产物清洁,无污染;燃烧热值比较高;可再生能源
乙醇
学生分组实验
铜丝加热变黑,迅速伸入乙醇中,铜丝变红。
反复多次后,可闻到试管中有刺激性气味。
催化剂
学生在学案上完成乙醇催化氧化的方程式
学习巩固练习
学生通过题目分析可知,与O-H相连的C上要有两个H
还原性
聆听、感悟
培养学生分析推理能力及等效类比的思想,由钠与水反应式类比出钠与乙醇的反应。
培养学生的实验动手能力
学生从断键角度理解反应的实质
从生活中的实际出发,增强学生对知识的理解与运用
七、板书设计
饮食中的有机化合物
乙醇
1、物理性质
2、分子组成和结构
分子式:C2H6O
结构简式:CH3CH2OH或C2H5OH
官能团:决定有机化合物特殊性质的原子或原子团。
乙醇的官能团:-OH(羟基)
烃的衍生物:烃分子里的氢原子被其它原子或原子团所取代而生成的一系列有机化合物
3、乙醇的化学性质:
(1)乙醇与钠的反应
2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑
(2)燃烧: CH3CH2OH+3O2 2CO2+3H2O
(2)催化氧化:2CH3CH2OH + O2 2CH3CHO + 2H2O
八、教学反思
本节课从学生的认知基础出发,在探究乙醇分子结构时,运用对比的科学方法,通过分析乙烷的结构式,学生可以动手拼插出乙醇可能的结构模型,设计梯度问题,引导学生设计可行实验,培养了学生的科学探究能力。教师演示微型创新实验,实验效果较好;学生的分组实验,步骤明确,现象明显,实验活动的展开,引导学生去思考、发现问题,激发了学生主动探索、解决问题的兴趣,学生主动地进行知识的建构,整堂课气氛比较活跃。
本节课同时渗透德育教育,引导学生学习乙醇在人体内的消化过程,了解人体血液中酒精含量对人的行为的影响,让学生理解酒后驾车的危害,增强社会责任感,在节假日做好严禁酒后驾车的宣传员,为维护好稳定的社会治安作出自己的贡献。最终,围绕乙醇在生产生活中的用途,适时提高学生学习化学的热情,培养学生的社会责任感与使命感。
本节课不足之处:教学环节的衔接不流畅,比如在学习乙醇的化学性质时,没有设计好过渡语以及过渡环节。如何在45分钟时间内处理好每个细节、达到理想的教学效果,并不是一件容易的事。教师要反复推敲每一个知识点,如何引入,如何展开,如何巩固,对每一节课都要下足够功夫,做好充足的准备。
课件24张PPT。第三章 重要的有机化合物第三节 饮食中的有机化合物
第 1 课时
含酒精:3%含酒精:4.3%含酒精:10%含酒精:38%含酒精:52% 身边的“酒”学习目标:
1.了解乙醇的物理性质
2.了解烃的衍生物、官能团等基本概念
3.知道乙醇的分子结构,掌握乙醇的化学性质
4.能构建结构-性质-用途的思维框架无色透明
液体
特殊香味 熔点:-117.7℃
沸点:78.5℃与水任意比互溶、
能溶解多种有机物、无机物能否用酒精萃取溴水中的溴单质?汽油、苯
I2等
比水的密度小乙醇的物理性质:易挥发分子式:C2H6O 根据C、H、O三种原子成键特点,试着拼出乙醇可能的分子结构模型探究一:乙醇的分子结构(Ⅰ)
(Ⅱ)知识支持:
(1)Na与H2O反应生成氢气 2Na+2H2O=2NaOH+H2 ↑
(2)钠保存在煤油(主要为烃类物质)中
(1)钠与水反应断裂何种化学键?
(2)钠是否可以破坏C-C键,C-H键?
(3)设计何种实验判断乙醇的分子结构,你的依据是什么?小组讨论:O-H键不可以判断乙醇与钠反应是否生成氢气乙醇与钠的反应钠沉入针管底部,针管缓缓下移。
点燃产生的气体,罩上烧杯后,烧杯内壁出现水雾;
倒入澄清石灰水,未变浑浊
结论:乙醇与钠反应放出氢气,证明乙醇结构中存在O-H键结构式: CH3CH2OH 或C2H5OH分子式:C2H6O结构简式: 探究一:乙醇的分子结构羟基:-OH官能团:决定有机物化学特性的原子或原子团
(-OH、-X、-NO2、碳碳双键、碳碳三键等)
烃的衍生物 1、乙醇与钠的反应2CH3CH2OH +2Na→2CH3CH2ONa + H2↑探究二:乙醇的化学性质实验结论浮、熔、游、响
1.乙醇的密度比水小
2.钠与水反应比与乙醇反应剧烈(-OH活泼性:水>醇)
2CO2+ 3H2O2.可燃性C2H6O +3O2 探究二:乙醇的化学性质思考:乙醇作为一种燃料,有什么优点呢? 燃烧产物清洁,无污染;燃烧热值比较高;可再生能源制作银器、铜器时,表面会生成发黑的氧化膜工匠说可以先把银和铜在火上灼烧,然后快速蘸一下酒精,铜银会光亮如新!这是为什么?乙醇为什么可以使表面变黑的铜器、银器变光亮?铜丝加热变黑,迅速伸入乙醇中,铜丝变红。
反复多次后,可闻到试管中有刺激性气味。注意:
观察铜丝表面颜色变化,并小心试闻试管中的气味实验 原理
乙醛探究二:乙醇的化学性质3.催化氧化Cu下列哪些醇可以发生催化氧化生成醛?(1)CH3CH2CH2OH (2)CH3OH
(3)CH3CHOH (4)CH3C-OH
√√条件:与
-OH相连的C上要有两个H H2O醛基探究三:乙醇的化学性质4.与强氧化剂的反应乙醇乙酸酒精在人体内的代谢 乙醛的毒性是乙醇的10倍。高浓度乙醛有麻醉作用,使体内某些反应停止,部分组织坏死。从而令人头晕头痛、嗜睡昏迷。伤及肝脏、心脑血管及脑神经系统。 燃料消毒剂饮用品化工原料乙醇的用途有机溶剂课堂小结分子式 C2H6O
结构简式 CH3CH2OH或C2H5OH1.与钠的反应
2.可燃性
3.催化氧化
4.与强氧化剂的反应素养提升用途发展性质决定 结构决定物质
价值社会
价值科学精神
价值随堂检测1.下列关于乙醇的说法正确的是( )
A.乙醇与钠反应放出氢气,说明乙醇显酸性
B.乙醇在铜催化共热下与氧气反应,只有O-H键断裂
C.乙醇可以使酸性高锰酸钾褪色
D.乙醇燃烧生成二氧化碳和水,说明乙醇具有氧化性C2.能用来检验酒精中是否含有水的试剂是( )
A.碳酸钙 B. 无水硫酸铜
C.浓硫酸 D. 金属钠B3.把 m g 铜丝灼烧变黑,立即放入下列物质中, 使铜丝变红,且质量仍为 m g的是( )(双选)
A.稀H2SO4 B.C2H5OH
C.Ca(OH)2溶液 D.COBD随堂检测上网查阅资料,了解由秸秆是如何制备乙醇的?如此之外,
乙醇还有哪些工业制法呢?基础性作业1.必做部分:完成第一课时学案发展性作业2. 选做部分:同步练习册75-77课后作业拓展视野谢谢!《饮食中的有机化合物》评测练习
1.乙醇的物理性质的应用中不正确的是( )
A.由于乙醇能够溶解很多有机物和无机物,所以可用乙醇提取中药的有效成分
B.由于乙醇的密度比水小,所以乙醇中的水可以通过分液的方法除去
C.由于乙醇能够以任意比溶解于水,所以酒厂可以勾兑各种浓度的酒
D.由于乙醇容易挥发,所以才有熟语“酒香不怕巷子深”的说法
2.乙醇和乙烷的结构,下列说法中错误的是( )
A.两个碳原子都以单键相连 B.分子里都含有6个相同的氢原子
C.乙醇可以看作是乙烷中的氢原子被羟基取代
D.乙醇羟基上的氢原子不同于其他原子的性质
3.证明乙醇分子中有一个氢原子与另外氢原子不同的方法是 ( )
A. 1mol乙醇完全燃烧生成3mol水 B.乙醇催化氧化变乙醛
C.乙醇可以制饮料 D.1mol乙醇跟足量的Na作用得0.5molH2
4.相同物质的量的下列醇与足量的金属钠反应,产生气体最多的是( )
A.CH3OH B. C2H5OH
C.CH2CHCH2 D. CH2CH2
OH OH OH OH OH
5.下列说法正确的是( )
A.检测乙醇中是否含有水可加入钠,若有氢气生成则含水
B.除去乙醇中微量水,可加入金属钠,使其完全反应
C.获得无水乙醇的方法是直接加热蒸馏
D.获得无水乙醇的方法通常采用先用生石灰吸水,然后再加热蒸馏的方法
6.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法不正确的是( )
A.和金属钠反应时键①断裂
B.在铜催化共热下与O2反应时断裂①和③
C.在铜催化共热下与O2反应时断裂①和⑤
D.在空气中完全燃烧时断裂①②③④⑤
7.节约能源,倡导环保,2010年达喀力拉力赛将会有燃烧乙醇燃料的全新组别赛事。下列选
项中说明乙醇作为燃料的优点是 ( )
①燃烧时发生氧化反应 ②充分燃烧的产物不污染环境 ③乙醇是一种可再生能源 ④燃烧时放出大量热能
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
8.乙醇是生活中常见的有机物,能进行如下图所示的多种反应:
写出下列反应的化学方程式。
反应①:________________________________________________________________;
反应②:________________________________________________________________;
选做题:
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,其实验装置如图
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。
请回答以下问题:
(1)被加热的铜丝处发生反应的化学方程式为__________________________________
________________________________________________________________________。
(2)从A管中可观察到____________________________________________________
________________________________________________________________________
的实验现象。从中可认识到在该实验过程中,催化剂参加了化学反应,还可认识到催化剂起催化作用时需要一定的________________________________________________。
(3)实验一段时间后,如果撤掉酒精灯,反应还能否继续进行? __________________,
原受热部分的铜丝有什么现象?____________________________________________,
为什么会有这种现象?
________________________________________________________________________。