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第一章认识有机化合物课题有机化合物的分类初备教师德吉白珍教学目标知识与能力1、了解有机化合物常见的分类方法2、了解有机物的主要类别及官能团过程与方法根据生活中常见的分类方法,认识有机化合物分类的必要性。利用投影、动画、多媒体等教学手段,演示有机化合物的结构简式和分子模型,掌握有机化合物结构的相似性。情感、态度和价值观体会物质之间的普遍联系与特殊性,体会分类思想在科学研究中的重要意义学情分析学生已经学习了甲烷、乙烯、苯、乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质等典型的有机化合物,了解了它们的主要性质以及在人们生活、化工生产中的作用;重点学习了取代反应、加成反应的反应特点;初步了解了有机化合物分子结构对其性质的影响,认识了一些有机物对于人类日常生活、身体健康的重要性,初步形成了对有机化学的学习兴趣。同时,学生动手能力还在形成过程中,要培养学生形成严谨、规范的良好学习习惯。教学重点了解有机物常见的分类方法;教学难点了解有机物的主要类别及官能团教学方法引导探究、讲练结合课时一课时教学过程二备过程【课前布置】阅读《化学2》有关有机物的知识【引入】1.什么叫有机化合物?2.怎样区分的机物和无机物?【学生回答】有机物的定义:含碳化合物。CO、CO2、H2CO3及其盐、氢氰酸(HCN)及其盐、硫氰酸(HSCN)、氰酸(HCNO)及其盐、金属碳化物等除外。有机物的特性:容易燃烧;容易碳化;受热易分解;化学反应慢、复杂;一般难溶于水从化学的角度来看又怎样区分的机物和无机物呢?组成元素:C、H、O、N、P、S、卤素等有机物种类繁多。[讲]高一时我们学习过两种基本的分类方法——交叉分类法和树状分类法,那么今天我们利用树状分类法对有机物进行分类。那么大家先回忆,我们在必修2接触有机物时利用有机物所含元素种类不同对有机物进行了怎样的分类?(烃和烃的衍生物,其中烃是只含有碳和氢的化合物。)[讲]今天我们利用有机物结构上的差异做分类标准对有机物进行分类,从结构上有两种分类方法:一是按照构成有机物分子的碳的骨架来分类;二是按反映有机物特性的特定原子团来分类。[板书]1、按碳架结构分类链状化合物(如CH3-CH2-CH2-CH3)有机化合物((碳原子相互连接成链)有机化合物脂环化合物(如脂环化合物(如)不含苯环环状化合物环状化合物芳香化合物(如)含苯环[讲]在这里我们需要注意的是,链状化合物和脂环化合物统称为脂肪族化合物。而芳香族化合物是指包含苯环的化合物,其又可根据所含元素种类分为芳香烃和芳香烃的衍生物。而芳香烃指的是含有苯环的烃,其中的一个特例是苯及苯的同系物,苯的同系物是指有一个苯环,环上侧链全为烷烃基的芳香烃。此外,我们常见的芳香烃还有一类是通过两个或多个苯环的合并而形成的芳香烃叫做稠环芳香烃。[过]烃分子里的氢原子可以被其他原子或原子团所取代生成新的化合物,这种决定化合物特殊性质的原子或原子团叫官能团,下面让我们先来认识一下主要的官能团。[板书]2、按官能团分类[投影]表1-1有机物的主要类别、官能团和典型代表物类别官能团典型代表物和结构简式烷烃———甲烷CH4烯烃双键乙烯CH2=CH2炔烃—C≡C—三键乙炔CH≡CH芳香烃———苯类别官能团典型代表物和结构简式卤代烃—X(X表示卤素原子)溴乙烷CH3CH2Br醇—OH羟基乙醇CH3CH2OH酚—OH羟基苯酚醚醚键乙醚CH3CH2OCH2CH3醛醛基乙醛酮羰基丙酮羧酸羧基乙酸酯酯基乙酸乙酯胺—NH2氨基CH3—NH2甲胺[讲]官能决定了有机物的类别、结构和性质。一般地,具有同种官能团的化合物具有相似的化学性质,具有多种官能团的化合物应具有各个官能团的特性。我们知道,我们把这种结构相似,在分子组成上相关一个或若干CH2原子团的有机物互称为同系物。[投影]常见烃类有机物的通式烃链烃(脂肪烃)烷烃(饱和烃)CnH2n+2无特征官能团,碳碳单键结合不饱和烃烯烃CnH2n含有一个炔烃CnH2n-2含有一个—C≡C—二烯烃CnH2n-2含有两个饱和环烃环烷烃CnH2n单键成环不饱和环烃环烯烃CnH2n-2成环,有一个双键环炔烃CnH2n-4成环,有一个叁键环二烯烃CnH2n-4苯的同系物CnH2n-6稠环芳香烃三、小结:本节课我们要掌握的重点就是认识常见的官能团,能按官能团对有机化合物进行分类。四、课后练习:指出下列有机物的类别。Ⅵ板书设计:第一章认识有机化合物第一节有机化合物的分类一、按碳架分类链状化合物(如CH3-CH2-CH2-CH3)脂环化合物(如)不含苯环有机化合物(脂环化合物(如)不含苯环有机化合物环状化合物环状化合物芳香化合物(如)含苯环二、按官能团分类教学反思课题有机化合物的结构特征初备教师德吉白珍教学目标知识与能力1.进一步认识碳原子的成键特点,理解有机物种类繁多的原因。2.掌握同分异构现象的含义,会判断同分异构体。3.初步学会同分异构体的书写。过程与方法1.通过习题性预习培养学生自学能力、独立解决问题、发现问题的能力。2.通过模型制作使学生在实践中获得亲身体验并能初步体会“模型方法”的意义,培养学生的空间想象能力。3.通过思考与交流,让学生学会联系自己已掌握的知识通过比较归纳认识事物的本质特征。情感、态度和价值观1.培养学生主动参与意识。2.通过经历探究学习过程,提高学生的创新思维能力,勇于探索问题的本质特征,体验科学过程。3.通过同分异构体的书写,培养学生思考问题的有序性和严密性。学情分析学生化学基础普遍薄弱,对有机的相关知识掌握不是很到位且遗忘率较高,学习的思维逻辑性和空间想象能力也比较差。所以整个教学以基础为主。教学重点有机物的成键特点,同分异构现象。教学难点正确写出有机物的同分异构体。教学方法预习、模型探讨、交流讨论、讲解、练习课时一课时教学过程二备过程一、有机化合物中碳原子的成键特点[讲述]仅由氧元素和氢元素构成的化合物,至今只发现了两种:H2O和H2O2,而仅由碳元素和氢元素构成的化合物却超过了几百万种,这正是由于有机化合物中碳原子的成键特点所决定的。碳原子最外层有4个电子,不易失去或获得电子而形成阳离子或阴离子。碳原子通过共价键与氢、氧、氮、硫、磷等多种非金属形成共价化合物。科学实验证明,甲烷分子里,1个碳原子与4个氢原子形成4个共价键,构成以碳原子位中心,4个氢原子位于四个顶点的正四面体立体结构。键角均为109º28’[板书]1、键长、键角、键能[投影]键长:原子核间的距离称为键长,越小键能越大,键越稳定。键角:分子中1个原子与另外2个原子形成的两个共价键在空间的夹角,决定了分子的空间构型。键能:以共价键结合的双原子分子,裂解成原子时所吸收的能量称为键能,键能越大,化学键越稳定[观察与思考]观察甲烷、乙烯、乙炔、苯等有机物的球棍模型,思考碳原子的成键方式与分子的空间构型、键角有什么关系?[多媒体][讲述]碳原子成键规律小结:1、当一个碳原子与其他4个原子连接时,这个碳原子将采取四面体取向与之成键。2、当碳原子之间或碳原子与其他原子之间形成双键时,形成双键的原子以及与之直接相连的原子处于同一平面上。3、当碳原子之间或碳原子与其他原子之间形成叁键时,形成叁键的原子以及与之直接相连的原子处于同一直线上。4、烃分子中,仅以单键方式成键的碳原子称为饱和碳原子;以双键或叁键方式成键的碳原子称为不饱和碳原子。5、只有单键可以在空间任意旋转。[练习]下列关于CH3—CH=CH—C≡C—CF3分子的结构叙述正确的是()A、6个碳原子有可能都在一条直线上B、6个碳原子不可能都在一条直线上C、6个碳原子一定都在同一平面上D、6个碳原子不可能都在同一平面上[讲评]依据。即“乙烯分子里的两个碳原子和四个氢原子都处在同一平面上、乙炔分子里的两个碳原子和两个氢原子处在一条直线上。[板书]2、有机物结构的表示方法[讲述]结构式:有机物分子中原子间的一对共用电子(一个共价键)用一根短线表示,将有机物分子中的原子连接起来,若省略碳碳单键或碳氢单键等短线,成为结构简式。若将碳、氢元素符号省略,只表示分子中键的连接情况,每个拐点或终点均表示有一个碳原子,称为键线式。[投影]结构式—结构简式的转换[点击试题][随堂练习][小结][讲]由于碳原子的成键特点,每个碳原子不仅能与氢原子或其他原子形成4个共价键,而且碳原子之间也能与共价键相结合。碳原子间可以形成单键、双键和三键;多个碳原子可以结合成长短不一的碳链,碳链也可以带有支链,还可以结合成碳环,碳链和碳环也可以互相结合。以上就是有机物种类繁多的原因。[讲]下面,我们来扩展一下,如何能够由结构简式或键线式,快速判断该有机物的分子式。让我们来共同学习一下不饱和度。[投影]不饱和度1、不饱和度又称为缺氢指数,有机物分子中与碳原子数相等的开链烷烃相比较,每减少2个氢原子,则不饱和度增加1。2、计算分式:(1)若有机物的分子式为CnHm,不饱和度Ω==若有机物的分子式为CnHmXr,不饱和度Ω==若有机物的分子式为CxHyOz,不饱和度Ω==若有机物的分子式为CxHyNz,不饱和度Ω==[讲]在这里大家需要注意的是,若有机物为含氧化合物,C=O,C=C等效,不饱和度相当于1,故O原子数可不计入不饱和度。而有机物分子中如有-X、-NO2、—NH2、—SO3H均可视为氢原子。带入不饱和度计算时作出相应的转换。[多媒体]不饱和度:(2)Ω=双键数+叁键数*2+环数[讲]在这里大家需要注意的是,在对有机物中的桥环化合物或笼形结构的脂环化合物进行研究时,我们所指的环数不是我们所看到的立体结构的面数,通常在有机中,把碳环化合物转变为链状化合物需要打断的C-C键数目,就是碳环的数目。[投影]不饱和度(3)对于立体有机物分子,Ω=面数-1对于多笼结构,Ω=面数-笼数[讲]在这里,我们所说的笼状化合物也符合欧拉定理,即[投影]知识拓展—欧拉定理多面体的顶点数、面数和棱边数的关系,遵循欧拉定理:顶点数+面数-棱边数=2[讲]在有机化合物中,顶点数就相当于组成的原子数,棱边数相当于化学键数。[投影]以立方烷和金刚烷举例,计算不饱和度[过]也是由于以上原因,由相同原子组成的有机物分子可能具有不同的几种结构。[板书]二、有机化合物的同分异构现象[投影复习]1、同系物:结构相似,分子组成相差若干个CH2原子团的有机物称为同系物。特点是物理性质递变,化学性质相似。2、同分异构体:化合物具有相同的分子式,但具有不同结构的现象,叫做同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称同分异构体。[讲]对于某一烷烃分子怎样判断它是否具有同分异构体,如有,又具有几种同分异构体,这是学习有机化学一个很重要的内容。我们必须学会判断并能够书写。今天,我们将学习一种常用的书写方法—缩链法(减碳对称法)。[板书]1、烷烃同分异构体的书写[点击试题]例1、的同分异构体[板书]第一步:所有碳,一直链。(先写碳络结构,后用H原子饱和)[板书]第二步:原直链,缩一碳。缩下的碳,作支链。(从链端依次编号)[问]缩去的一个碳可作为一个,能否连接到1号或4号碳原子上?[展示]用球棍模型旋转,让学生观察。(注意空间结构的变换和支链连接位置的等效性)(答:不能。书写同分异构体时,碳链顶端的碳原子上不要连接任何烃基,否则,将出现相同的同分异构体。)可写成
[问]支链能否连接到第3号碳原子上?[演示]用球棍模型旋转,让学生观察。(答:不能。第2与第3号碳原于是完全对称的、等效的碳原子)[板书]第三步:原直链,再缩一碳;缩下的碳,都作支链。[讲]缩去的两个碳原子可作为两个甲基或一个乙基。[问]①两个甲基怎么连接?(只能同时连在第2个碳原予上)(注意:第2号碳已饱和,即使有碳原子也不能再连接在这同一个碳原子上了;除第2号碳原子外,四个碳原于是完全等效的)②作为乙基,它不能连在顶端的碳原子上,能否连接到第2个碳原子上?[演示]用球棍模型旋转,让学生观察。(答:不能。书写同分异构体时,直链上各号碳原子不要连接原子数等于或大于其号数的烃基,否则,将出现相同的同分异构体。)[问]③剩三个碳原子的直链能否再缩去一个碳?(不能。所以碳原子数少于3个的烷烃是没有同分异构体的)[小结]①要按照程序依次书写,以防遗漏。②每一步中要注意等效碳原子,以防重复。[随堂练习]写出己烷各种同分异构体的结构简式。[投影评点](写出一些与上列结构相同,但书写形式不同的烷烃分子的碳络结构,让学生比较分析,从而适应其形式的变化。为系统命名打好基础)(问:与上列哪些结构相同?答:均为eq\o\ac(○,3))(问:转化后与上列哪些结构相同?答:均为④)[问]有没有缩去三个碳原子以后的同分异构体?没有,只有五种。[讲]以上这种由于碳链骨架不同,产生的异构现象称为碳链异构。烷烃中的同分异构体均为碳链异构。[板书]碳链异构[进]对于碳链异构的书写一般采用的方法是“减碳对称法”。包括两注意(选择最长的碳链作主链,找出中心对称线),三原则(对称性原则、有序性原则、互补性原则)、四顺序(主链由长到短、支链由整到散、位置由心到边、排布由邻到间)、[问]烃的同分异构体是否只有碳链异构一种类型呢?[讲]我们学习了烯烃的同分异构体的书写就知道了。[板书]2、烯烃同分异构体书写步骤(1)先写出相应烷烃的同分异构体的结构简式:(2)从相应烷烃的结构简式出发,变动不饱和键的位置。[点击试题]例2、写出分子式为的烯烃的同分异构体的结构简式;(共5种)(1)[随堂练习]1、写出C5H11Cl的同分异构体2、写出分子式为C5H10O的醛的同分异构体[投影小结]等效氢原则1、同一碳原子上的氢等效2、同一个碳上连接的相同基团上的氢等效3、互为镜面对称位置上的氢等效。[小结并板书]烯烃同分异构体包括[讲]上面已经学了碳链异构和位置异构,刚才所学的烯烃由于双键在碳链中位置不同产生的同分异构现象叫位置异构。还有一种同分异构类型是官能团异构。如乙醇和甲醚:CH3—CH2—OH(乙醇,官能团是羟基—OH),CH3—O—CH3(甲醚,官能团是醚键),像这种有机物分子式相同,但具有不同官能团的同分异构体叫官能团异构。[板书]官能团异构[点击试题]例3,写出分子式为的烃的同分异构体;[小结][随堂练习]出C4H10O的同分异构体的结构简式[投影小结]书写有机物的同分异构体的步骤是:首先考虑官能团异构、其次考虑碳连异构,最后考虑位置异构,同时遵循对称性、互补性、有序性原则,即可以无重复、无遗漏地写出所有的同分异构体来。[课后练习]1、写出C7H8O的含有苯环的同分异构体的结构简式2、已知丙烷的二氯代物有四种异构体,则其六氯代物的异构体数目为A两种B三种C四种D五种解析:采用换元法,将氯原子代替氢原子,氢原子代替氯原子,从二氯代物有四种同分异构体,就可得到六氯代物也有四种同分异构体。答案:C点评:设烃的分子式为CxHy,如果它的m氯代物与n氯代物的同分异构体数目相等,则m+n=y,反之,如果m+n=y,也可知道其同分异构体数目相等。教学反思课题第三节有机化合物的命名初备教师德吉白珍教学目标知识与能力理解烃基和常见的烷基的意义,掌握烷烃的习惯命名法以及系统命名法,能根据结构式写出名称并能根据命名写出结构式过程与方法引导学生自主学习,培养学生分析、归纳、比较能力2、通过观察有机物分子模型、有机物结构式,掌握烷烃、烯烃、炔烃、苯及苯的同系物同分异构体的书写及命名。情感、态度和价值观1、体会物质与名字之间的关系2、通过练习书写丙烷CH3CH2CH3分子失去一个氢原子后形成的两种不同烃基的结构简式。体会有机物分子中碳原子数目越多,结构会越复杂,同分异构体数目也越多。体会习惯命名法在应用中的局限性,激发学习系统命名法的热情。学情分析《有机化合物的命名》是人教版高中化学选修5《有机化学基础》第1章第3节的教学内容,主要学习有机化合物的习惯命名法(即普通命名法)与系统命名法。掌握命名原则,命名简单的烃类化合物——烷烃、烯烃、炔烃与芳香烃等,了解烃类化合物的命名是有机化合物命名的基础。教学重点烷烃的系统命名法教学难点命名与结构式间的关系教学方法讨论法教学工具课时一课时教学过程二备过程[复习]什么是烃基?烃分子失去一个氢原子所剩余的原子团叫做烃基,烷烃失去一个氢原子剩余的原子团叫烷基,以字母R表示。如“—CH3”叫甲基,“-CH2CH3”[引入]在高一时我们就学习了烷烃的一种命名方法—习惯命名法,但这种方法有很大的局限性,由于有机化合物结构复杂,种类繁多,又普遍存在着同分异构现象。为了使每一种有机化合物对应一个名称,进行系统的命名是必要、有效的科学方法。烷烃的命名是有机化合物命名的基础,其他有机物的命名原则是在烷烃命名原则的基础上延伸出来的。[板书]第三节有机化合物的命名一、烷烃的命名1、习惯命名法[投影]正戊烷异戊烷新戊烷[板书]2、系统命名法(1)定主链,最长称“某烷”。[讲]选定分子里最长的碳链为主链,并按主链上碳原子的数目称为“某烷”。碳原子数在1~10的用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示,碳原子数在11个以上的则用中文数字表示。[投影][随堂练习]确定下列分子主链上的碳原子数[板书](2)编号,最简最近定支链所在的位置。[讲]把主链里离支链最近的一端作为起点,用1、2、3等数字给主链的各碳原子依次编号定位,以确定支链所在的位置。[投影][讲]在这里大家需要注意的是,从碳链任何一端开始,第一个支链的位置都相同时,则从较简单的一端开始编号,即最简单原则;有多种支链时,应使支链位置号数之和的数目最小,即最小原则。[投影][板书]最小原则:当支链离两端的距离相同时,以取代基所在位置的数值之和最小为正确。[投影][板书]最简原则:当有两条相同碳原子的主链时,选支链最简单的一条为主链。[投影][板书](3)把支链作为取代基,从简到繁,相同合并。[讲]把取代基的名称写在烷烃名称的前面,在取代基的前面用阿拉伯数字注明它在烷烃主链上的位置,并在号数后连一短线,中间用“–”隔开。(烃基:烃失去一个氢原子后剩余的原子团。)[投影][板书](4)当有相同的取代基,则相加,然后用大写的二、三、四等数字表示写在取代基前面。[讲]但表示相同取代基位置的阿拉伯数字要用“,”隔开;如果几个取代基不同,就把简单的写在前面,复杂的写在后面。[投影][随堂练习]给下列烷烃命名[投影小结]1.命名步骤:(1)找主链------最长的主链;(2)编号-----靠近支链(小、多)的一端;(3)写名称-------先简后繁,相同基请合并.2.名称组成:取代基位置-----取代基名称-----母体名称3.数字意义:阿拉伯数字---------取代基位置汉字数字---------相同取代基的个数烷烃的系统命名遵守:1、最长原则2、最近原则3、最小原则4、最简原则[过渡]前面已经讲过,烷烃的命名是有机化合物命名的基础,其他有机物的命名原则是在烷烃命名原则的基础上延伸出来的。下面,我们来学习烯烃和炔烃的命名。[板书]二、烯烃和炔烃的命名[讲]有了烷烃的命名作为基础,烯烃和炔烃的命名就相对比较简单了。步骤如下:[板书]1、将含有双键或三键的最长碳链作为主链,称为“某烯”或“某炔”。[投影][板书]2、从距离双键或三键最近的一端给主链上的碳原子依次编号定位。[投影][板书]3、把支链作为取代基,从简到繁,相同合并;用阿拉伯数字标明双键或三键的位置(只需标明双键或三键碳原子编号较小的数字)。用“二”“三”等表示双键或三键的个数。[投影][随堂练习]给下列有机物命名[讲]在这里我们还需注意的是支链的定位要服从于双键或叁键的定位。[投影][随堂练习]给下列有机物命名[讲]好了,有了烷烃的命名作为基础,掌握烯烃和炔烃的命名方法就变得容易了,接下来我们学习苯的同系物的命名。[板书]三、苯的同系物的命名[讲]苯的同系物的命名是以苯作母体,苯环上的烃基为侧链进行命名。先读侧链,后读苯环。例如苯分子中的氢原子被甲基取代后生成甲苯,被乙基取代后生成乙苯,表示如下:[投影]甲苯乙苯[讲]如果两个氢原子被两个甲基取代后,则生成的是二甲苯。由于取代基位置不同,二甲苯有三种同分异构体。它们之间的差别在于两个甲基在苯环上的相对位置不同,可分别用“邻”“间”和“对”来表示:[投影]邻二甲苯间二甲苯对二甲苯[讲]若将苯环上的6个碳原子编号,可以某个甲基所在的碳原子的位置为1号,选取最小位次号给另一个甲基编号,则邻二甲苯也可叫做1,2—二甲苯;间二甲苯叫做1,3—二甲苯;对二甲苯叫做1,4—二甲苯。[讲]若苯环上有二个或二个以上的取代基时,则将苯环进行编号,编号时从小的取代基开始,并沿使取代基位次和较小的方向进行。[投影][讲]当苯环上连有不饱和基团或虽为饱和基团但体积较大时,可将苯作为取代基。[投影][小结]我们在这节课所学的重点内容是烯烃、炔烃和苯的同系物的命名方法,课后大家要通过做一些练习题来强化本节课所学的方法。[课后练习]一、用系统命名法命名下列有机物二、写出下列各化合物的结构简式:1.3,3-二乙基戊烷2.2,2,3-三甲基丁烷3.2-甲基-4-乙基庚烷教学反思课题研究有机化合物的一般步骤和方法初备教师德吉白珍教学目标知识与能力1、了解怎样研究有机化合物,应采取的步骤和方法。2、掌握有机物的分离和提纯的一般方法,鉴定有机化合物结构的一般过程和方法。过程与方法通过录象方式,参观了解质普、红外光谱、核磁共振普仪等仪器核实验操作过程。情感、态度和价值观通过本节的练习,从中体验研究有机化合物的过程和科学方法,提高自身的科学素养。学情分析教学重点研究有机化合物的一般步骤和常用方法。1、蒸馏、重结晶等分离提纯有机物的实验操作2、通过具体实例了解某些物理方法如何确定有机化合物的相对分子质量和分子结构3、确定有机化合物实验式、相对分子质量、分子式的有关计算教学难点有机物的分离和提纯。测定有机物的元素组成、相对分子质量、分子结构。教学方法讨论法教学工具课时二课时教学过程二备过程【引入】从天然资源中提取有机物成分或者是工业生产、实验室合成的有机化合物不可能直接得到纯净物,因此,必须对所得到的产品进行分离提纯,如果要鉴定和研究未知有机物的结构与性质,必须得到更纯净的有机物。我们已经知道,有机化学是研究有机物的组成、结构、性质、制备方法与应用的科学。那么,该怎样对有机物进行研究呢?一般的步骤和方法是什么?这就是我们这节课将要探讨的问题。【板书】第四节研究有机化合物的一般步骤和方法从天然资源中提取有机物成分,首先得到的是含有有机物的粗品。在工厂生产、实验室合成的有机化合物也不可能直接得到纯净物,得到的往往是混有未参加反应的原料,或反应副产物等的粗品。因此,必须经过分离、提纯才能得到纯品。如果要鉴定和研究未知有机物的结构与性质,必须得到更纯净的有机物。下面是研究有机化合物一般要经过的几个基本步骤:【板书】首先我们结合高一所学的知识了学习第一步——分离和提纯。【板书】一、分离、提纯提纯混有杂质的有机物的方法很多,基本方法是利用有机物与杂质物理性质的差异而将它们分离。接下来我们主要学习三种分离、提纯的方法。【板书】1、蒸馏蒸馏是分离、提纯液态有机物的常用方法。当液态有机物含有少量杂质,而且该有机物热稳定性较强,与杂质的沸点相差较大时(一般约大于30ºC),就可以用蒸馏法提纯此液态有机物。【演示实验1-1】含有杂质的工业乙醇的蒸馏所用仪器:铁架台(铁圈、铁夹)、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、接受器等。如图所示:【蒸馏的注意事项】(1)注意仪器组装的顺序:“先下后上,由左至右”;(2)不得直接加热蒸馏烧瓶,需垫石棉网;(3)蒸馏烧瓶盛装的液体,最多不超过容积的2/3;不得将全部溶液蒸干;需使用沸石;(4)冷凝水水流方向应与蒸汽流方向相反(逆流:下进上出);(5)温度计水银球位置应与蒸馏烧瓶支管口齐平,以测量馏出蒸气的温度;【演示实验1-2】(要求学生认真观察,注意实验步骤)【板书】2、结晶和重结晶(1)冷却法:将热的饱和溶液慢慢冷却后析出晶体,此法适合于溶解度随温度变化较大的溶液。(2)蒸发法:此法适合于溶解度随温度变化不大的溶液,如粗盐的提纯。(3)重结晶:将以知的晶体用蒸馏水溶解,经过滤、蒸发、冷却等步骤,再次析出晶体,得到更纯净的晶体的过程。重结晶的首要工作是选择适当的溶剂,要求该溶剂:(1)杂质在此溶剂中的溶解度很小或溶解度很大,易于除去;(2)被提纯的有机物在此溶剂中的溶解度,受温度的影响较大。【思考与交流】1、已知KNO3在水中的溶解度很容易随温度变化而变化,而NaCl的溶解度却变化不大,据此可用何方法分离出两者混合物中的KNO3并加以提纯?2、重结晶对溶剂有何要求?被提纯的有机物的溶解度需符合什么特点?3、重结晶苯甲酸需用到哪些实验仪器?4、能否用简洁的语言归纳重结晶苯甲酸的实验步骤?【概括】高温溶解、趁热过滤、低温结晶【板书】3、萃取(1)所用仪器:烧杯、漏斗架、分液漏斗。(2)萃取:利用溶液在互不相溶的溶剂里溶解度的不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液中提取出来,前者称为萃取剂,一般溶质在萃取剂里的溶解度更大些。分液:利用互不相溶的液体的密度不同,用分液漏斗将它们一一分离出来。注意事项:1、萃取剂必须具备两个条件:一是与溶剂互不相溶;二是溶质在萃取剂中的溶解度较大。2、检查分液漏斗的瓶塞和旋塞是否严密。3、萃取常在分液漏斗中进行,分液是萃取操作的一个步骤,必须经过充分振荡后再静置分层。4、分液时,打开分液漏斗的活塞,将下层液体从漏斗颈放出,当下层液体刚好放完时,要立即关闭活塞,上层液体从上口倒出。【补充】1、洗涤沉淀或晶体的方法:用胶头滴管往晶体上加蒸馏水直至晶体被浸没,待水完全流出后,重复两至三次,直至晶体被洗净。2、检验洗涤效果:取最后一次的洗出液,再选择适当的试剂进行检验。【过渡】定性检测物质的元素组成是化学研究中常见的问题之一,如何用实验的方法探讨物质的元素组成?【板书】二、元素分析与相对分子质量的测定1、元素分析例如:实验探究:葡萄糖分子中碳、氢元素的检验图1-1
碳和氢的鉴定原理:碳、氢两元素通常采取将有机物氧化分解,使碳氧化生成二氧化碳,使氢氧化生成水的方法而检出。例如:C12H22O11+24CuO12CO2+11H2O+24Cu实验:取干燥的试样──蔗糖0.2g和干燥氧化铜粉末1g,在研钵中混匀,装入干燥的硬质试管中。如图1-1所示,试管口稍微向下倾斜,导气管插入盛有饱和石灰水的试管中。用酒精灯加热试样,观察现象。结论:若导出气体使石灰水变浑浊,说明有二氧化碳生成,表明试样中有碳元素;试管口壁出现水滴(让学生思考:如何证明其为水滴?),则表明试样中有氢元素。元素定量分析的原理是将一定量的有机物燃烧,分解为简单的无机物,并作定量测定,通过无机物的质量推算出组成该有机物元素原子的质量分数,然后计算出该有机物分子所含元素原子最简单的整数比,即确定其实验式。以便于进一步确定其分子式。【例题】引导学生认真分析课本P20面得例题。【讲解】对于一种未知物,如果知道了物质的元素组成就会很容易通过计算确定“实验式”。如果再知道其相对分子质量,就会很容易通过计算得出分子式。确定有机物分子式的一般方法.(1)实验式法:①根据有机物各元素的质量分数求出分子组成中各元素的原子个数比(最简式)。②求出有机物的摩尔质量(相对分子质量)。(2)直接法:①求出有机物的摩尔质量(相对分子质量)②根据有机物各元素的质量分数直接求出1mol有机物中各元素原子的物质的量。有机物的分子式的确定方法有很多,在今后的教学中还会进一步介绍。今天我们仅仅学习了利用相对分子质量和实验式共同确定有机物的基本方法。应该说以上所学的方法是用推算的方法来确定有机物的分子式的。在同样计算推出有机物的实验式后,还可以用物理方法简单、快捷地测定相对分子质量,比如——质谱法。【板书】2、相对分子质量的测定——质谱法质谱是近代发展起来的快速、微量、精确测定相对分子质量的方法。(接下来对质谱法的原理,怎样对质谱图进行分析以确定有机物的相对分子质量,以及此方法的优点作简要精确的介绍)【说明】质谱仪有什么作用?其原理是什么?它是用高能电子流等轰击样品分子,使该分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子。这些不同离子具有不同的质量,质量不同的离子在磁场作用下达到检测器的时间有差异,其结果被记录为质谱图。1、质荷比是什么?分子离子与碎片离子的相对质量与其电荷的比值2、如何确定有机物的相对分子质量?由于相对质量越大的分子离子的质荷比越大,达到检测器需要的时间越长,因此质谱图中的质荷比最大的就是未知物的相对分子质量【强调】以乙醇为例,质谱图最右边的分子离子峰表示的就是上面例题中未知物A(指乙醇)的相对分子质量。通过测定,现在已经知道了该有机物的分子式,但是,我们知道,相同的分子式可能出现多种同分异构体,那么,该如何进以步确定有机物的分子结构呢?下面介绍两种物理方法。【板书】三、分子结构的鉴定1、红外光谱(介绍红外光谱法鉴定分子结构的原理,对红外光谱图的正确分析,最终确定有机物的分子结构)该法不需要学生记忆某些官能团对应的波长范围,主要让学生知道通过红外光谱可以知道有机物含有哪些官能团。红外光谱法确定有机物结构的原理是由于有机物中组成化学键、官能团的原子处于不断振动状态,且振动频率与红外光的振动频率相当。所以,当用红外线照射有机物分子时,分子中的化学键、官能团可发生震动吸收,不同的化学键、官能团吸收频率不同,在红外光谱图中将处于不同位置。因此,我们就可以根据红外光谱图,推知有机物含有哪些化学键、官能团,以确定有机物的结构。从未知物A的红外光谱图上发现右O—H键、C—H键和C—O键的振动吸收,可以判断A是乙醇而并非甲醚,因为甲醚没有O—H键。例如,下图是一种分子式为C3H6O2的有机物的红外光谱谱图,则该有机物的结构简式为:练习:有一有机物的相对分子质量为74,确定分子结构,请写出该分子的结构简式。【板书】2、核磁共振氢谱(介绍核磁共振氢谱法鉴定分子结构的原理,对核磁共振氢谱图的正确分析,最终确定有机物的分子中所含H原子的种类和个数)【注意】了解通过该谱图确定了(1)某有机物分子结构中有几种不同环境的氢原子(2)有核磁共振氢谱的峰面积之比可以确定不同环境的氢原子的个数比。【板书】如何根据核磁共振氢谱确定有机物的结构?对于CH3CH2OH、CH3—O—CH3这两种物质来说,除了氧原子的位置、连接方式不同外,碳原子、氢原子的连接方式也不同、所处的环境不同,即等效碳、等效氢的种数不同。不同化学环境的氢原子(等效氢原子)因产生共振时吸收的频率不同,被核磁共振仪记录下来的吸收峰的面积不同。所以,可以从核磁共振谱图上推知氢原子的类型及数目。吸收峰数目=氢原子类型不同吸收峰的面积之比(强度之比)=不同氢原子的个数之比未知物A的核磁共振氢谱有三种类型氢原子的吸收峰,说明A只能是乙醇而并非甲醚,因为甲醚只有一种氢原子。【练习】2002年诺贝尔化学奖表彰了两项成果,其中一项是瑞士科学家库尔特·维特里希发明了“利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法”。在化学上经常使用的是氢核磁共振谱,它是根据不同化学环境的氢原子在氢核磁共振谱中给出的信号不同来确定有机物分子中的不同的氢原子。下列有机物分子在核磁共振氢谱中只给出一种信号的是AHCHOBCH3OHCHCOOHDCH3COOCH3例:一个有机物的分子量为70,红外光谱表征到碳碳双键和C=O的存在,核磁共振氢谱列如下图:①写出该有机物的分子式:②写出该有机物的可能的结构简式:【图谱题解题建议】1、首先应掌握好三种谱图的作用、读谱方法。2、必须尽快熟悉有机物的类别及其官能团。3、根据图谱获取的信息,按碳四价的原则对官能团、基团进行合理的拼接。4、得出结构(简)式后,再与谱图提供信息对照检查,主要为分子量、官能团、基团的类别是否吻合。教学反思第二章烃和卤代烃课题脂肪烃初备教师格桑拉姆教学目标知识与能力1、了解烷烃、烯烃、炔烃的物理性质的规律性变化。2、了解烷烃、烯烃、炔烃的结构特点。3、掌握烯烃、炔烃的结构特点和主要化学性质;乙炔的实验室制法过程与方法注意不同类型脂肪烃的结构和性质的对比;善于运用形象生动的实物、模型、计算机课件等手段帮助学生理解概念、掌握概念、学会方法、形成能力;要注意充分发挥学生的主体性;培养学生的观察能力、实验能力、探究能力。
情感、态度和价值观根据有机物的结果和性质,培养学习有机物的基本方法“结构决定性质、性质反映结构”的思想。学情分析教学重点烯烃、炔烃的结构特点和主要化学性质;乙炔的实验室制法教学难点烯烃的顺反异构教学方法讨论法教学工具课时2课时教学过程二备过程第一课时【引入】师:同学们,从这节课开始我们来学习第二章的内容——烃和卤代烃。在高一的时候我们接触过几种烃,大家能否举出一些例子?众生:能!甲烷、乙烯、苯。师:很好!甲烷、乙烯、苯这三种有机物都仅含碳和氢两种元素,它们都是碳氢化合物,又称烃。根据结构的不同,烃可分为烷烃、烯烃、炔烃和芳香烃等。而卤代烃则是从结构上可以看成是烃分子中的氢原子被卤原子取代的产物,是烃的衍生物的一种。我们先来学习第一节——脂肪烃。【板书】第一节脂肪烃师:什么样的烃是烷烃呢?请大家回忆一下。【板书】一、烷烃1、结构特点和通式:仅含C—C键和C—H键的饱和链烃,又叫烷烃。(若C—C连成环状,称为环烷烃。)烷烃的通式:CnH2n+2(n≥1)师:接下来大家通过下表中给出的数据,仔细观察、思考、总结,看自己能得到什么信息?表2—1部分烷烃的沸点和相对密度名称结构简式沸点/ºC相对密度甲烷CH4-1640.466乙烷CH3CH3-88.60.572丁烷CH3(CH2)2CH3-0.50.578戊烷CH3(CH2)3CH336.10.626壬烷CH3(CH2)7CH3150.80.718十一烷CH3(CH2)9CH3194.50.741十六烷CH3(CH2)14CH3287.50.774十八烷CH3(CH2)16CH3317.00.775(教师引导学生根据上表总结出烷烃的物理性质的递变规律,并给予适当的评价)【板书】2、物理性质烷烃的物理性质随着分子中碳原子数的递增,呈规律性变化,沸点逐渐升高,相对密度逐渐增大;常温下的存在状态,也由气态(n≤4)逐渐过渡到液态、固态。还有,烷烃的密度比水小,不溶于水,易溶于有机溶剂。师:我们知道同系物的结构相似,相似的结构决定了其他烷烃具有与甲烷相似的化学性质。【板书】3、化学性质(与甲烷相似)(1)取代反应光照如:CH3CH3+Cl2→CH3CH2Cl+HCl光照3n+12点燃3n+12点燃CnH2n+2+—O2→nCO2+(n+1)H2O烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色师:接下来大家回忆一下乙烯的结构和性质,便于进一步学习烯烃。(由学生回答高一所学的乙烯的分子结构和性质,教师给予评价)【板书】二、烯烃1、概念:分子里含有碳碳双键的不饱和链烃叫做烯烃。通式:CnH2n(n≥2)例:乙烯丙烯1-丁烯2-丁烯师:请大家根据下表总结出烯烃的物理性质的递变规律。表2—1部分烯烃的沸点和相对密度名称结构简式沸点/ºC相对密度乙烯CH2=CH2-103.70.566丙烯CH2=CHCH3-47.40.5191-丁烯CH2=CHCH2CH3-6.30.5951-戊烯CH2=CH(CH2)2CH3300.6401-己烯CH2=CH(CH2)3CH363.30.6731-庚烯CH2=CH(CH2)4CH393.60.697(教师引导学生根据上表总结出烯烃的物理性质的递变规律,并给予适当的评价)【板书】2、物理性质(变化规律与烷烃相似)师:烯烃结构上的相似性决定了它们具有与乙烯相似的化学性质。【板书】3、化学性质(与乙烯相似)(1)烯烃的加成反应:(要求学生练习);1,2一二溴丙烷;丙烷2——卤丙烷(2)(3)加聚反应:聚丙烯聚丁烯【板书】二烯烃的加成反应:(1,4一加成反应是主要的)【板书】4、烯烃的顺反异构师:烯烃的同分异构现象除了前面学过的碳链异构、位置异构和官能团异构之外,还可能出现顺反异构。顺—2—丁烯反—2—丁烯师:像这种由于碳碳双键不能旋转(否则就意味着双键的断裂)而导致分子中原子或原子团在空间的排列方式不同所产生的异构现象,称为顺反异构。小结:本节课主要学习了烷烃和烯烃的结构特点和性质,结构的相似性决定了性质的相似性;并了解了二烯烃的1,4—加成和烯烃的顺反异构。★第二课时【引入】师:上节课我们主要学习了烷烃和烯烃的结构特点和性质,这节课我们来学习以乙炔为代表的炔烃。【板书】三、乙炔和炔烃(一)乙炔1、分子结构(展示乙炔分子的球棍模型)分子式:C2H2结构式:H—C≡C—H结构简式:CH≡CH2、乙炔的实验室制法:(1)反应原理:(2)反应装置:固液不加热型。(似、、、等)(3)收集:排水集气法或向下排空气法【演示实验2-1】乙炔的制取和性质(下面要求学生根据实验思考):1.制CH≡CH时为什么用饱和食盐水代替纯水?2.能否用启普发生器制CH≡CH?3.根据实验现象,归纳乙炔化学性质?3、物理性质:纯乙炔是无色、无味的气体,微溶于水,易溶于有机溶剂。4、化学性质(1)加成反应:(分步加成)1,2—二溴乙烯1,1,2,2—四溴乙烷或实验现象:乙炔使溴水褪色。再例:(学生填写后校对并给予评价)氯乙烯(归纳:乙炔分子中有,即不饱和碳原子,可以直接结合其它原子或原子团,起加成反应。)2.氧化反应师:那么,究竟什么样的烃是炔烃呢?(学生回答,教师给予评价)【板书】(二)炔烃1、概念:分子里含有碳碳三键的不饱和链烃叫做炔烃。如:CH≡C—CH3丙炔CH≡C—CH2—CH31—丁炔通式:CnH2n-2(n≥2)2、物理性质:递变规律与烷烃、烯烃的相似。3、化学性质(与乙炔相似):可发生氧化反应,即可以燃烧,能使酸性高锰酸钾溶液褪色;也能发生加成反应等。师:以下是大家在高一就有所了解的内容,要求大家课后去阅读。【板书】四、脂肪烃的来源及其应用【布置作业】教学反思课题芳香烃初备教师格桑拉姆教学目标知识与能力1、了解苯的组成和结构特征,掌握苯的化学性质。2、了解芳香烃的概念。3、了解甲苯、二甲苯的某些化学性质。过程与方法善于引导学生从苯的结构和性质迁移到苯的同系物的结构和性质;从烷烃的同分异构体的规律和思考方法迁移到苯的同系物的同分异构体问题,注意脂肪烃和芳香烃的结构和性质的对比,善于通过实验培养学生的能力
情感、态度和价值观苯是最简单的芳香烃,也是重要的化工原料。因此学好苯的结构和性质尤为重要,而苯的结构和性质,又进一步说明了“结构决定性质”的思想。从而可培养学生根据有机物结构分析其性质的思想,增强自学能力。学情分析教学重点苯和苯的同系物的结构特点和化学性质教学难点苯和苯的同系物的结构特点和化学性质教学方法讲解及实验视频结合教学工具ppt课时2课时教学过程二备过程第一课时第一课时【引入】师:在烃类化合物中,除了我们前面已经学习过的脂肪烃之外,有很多烃分子里含有一个或多个苯环,这样的化合物属于芳香烃,我们在高一已经学习过最简单、最基本的芳香烃,大家回忆一下它的分子结构和化学性质。【板书】第二节芳香烃一、苯1、苯的分子结构(由学生回答)分子式:C6H6结构简式:或最简式:CH(与乙炔最简式相同)(出示历史原因,凯库勒式仍沿用,但它不能正确反映苯的结构)结构特点:12个原子共平面,即是平面正六边形结构,碳碳键长完全相等,是介于单键和双键之间的一种独特的键。2、苯的物理性质(强调),且苯不溶于水,苯与水混合时应漂浮在水面上。3、苯的化学性质(重点)(1)可燃性燃烧:与、、燃烧时的现象相比较,火焰明亮并带浓烟。原因:苯分子内含碳量高,常温下为液态,燃烧更不充分。(2)取代反应A、卤代反应催化剂—Br催化剂—Br+Br2→+HBr;取代反应应注意:苯是与液溴(纯)反应,苯与溴水不反应,(回忆与反应,与氯水不反应)·实际催化剂是。装置现象【板书】B.硝化反应浓H2SO4浓H2SO4—NO2+HO—NO2→+H2O应注意:苯是与液溴(纯)反应,苯与溴水不反应,(回忆与反应,应注意:·是混酸(浓与浓)而非只有浓·温度控制在60℃之下,否则易挥发,浓易分解。·温度计的位置:测水浴的温度,对比制乙烯时,测反应液的温度时,温度计位置·要不断振荡·产物应有的颜色(应无色,混有杂质,显黄色)的类性,及在工业上的用途(简介)·硝化反应定义【板书】C.磺化反应应注意:反应物只有浓。—SO3—SO3H+HO—SO3H→+H2O苯磺酸·磺化反应定义【板书】(3)加成反应A.与加成反应条件:180~250℃,Ni催化剂。催化剂催化剂+3H2→环己烷B.与加成·反应条件:紫外线·产物:俗称“六六六”,曾作为农药,现已被限制使用,因为它通过食物链积累毒性。【小结】表现在:既有类似饱和烃的取代,又有类似的不饱和烃的加成。★第二课时【引入】上节课我们系统的复习了苯的分子结构和化学性质,这节课我们来学习苯的同系物,苯的同系物是苯环上的氢原子被烷基取代的产物,结构上的相似性决定性质上的相似性。但由于苯环和烷基的相互作用,会对苯的同系物的化学性质产生什么影响呢?【板书】二、苯的同系物1、结构特点:苯的同系物是苯环上的氢原子被烷基取代的产物。通式:CnH2n-6(n≥6)2、通性:3、甲苯(1)分子组成与结构:分子式,结构式(2)与苯不同的特性:【演示实验2-2】氧化反应:可使溶液褪色。【小结】的取代反应比更容易,且邻,对位取代更容易,表明了侧链()对苯环之影响的氧化反应比更易发生,表明苯环对侧链()的影响(使上的H活性增大)4、二甲苯1)分子式:2)结构式:有三种同分异构体,苯环上两位置依次为邻位、间位、对位。它们均与乙苯是同分异构体3)与苯不同的特性:氧化反应:可使溶液褪色。·苯环上的均被氧化成-COOH。·无论苯环上取代基有多少个C原子,氧化后,取代基均只余一个C原子,且变成-COOH。三、芳香烃及稠环芳香烃(了解)1.芳香烃:2.稠环芳香烃。有些稠环芳香烃有致癌作用,又称致癌芳香烃。【简介】A.萘B.蒽C.菲四、芳香烃的来源及其应用(结合课本的介绍作简要的说明)【小结】烃的分类分子式通式【布置作业】教学反思课题卤代烃初备教师格桑拉姆教学目标知识与能力1、掌握溴乙烷的主要化学性质,理解在NaOH水溶液中发生的取代反应和在NaOH醇溶液中发生的消去反应。2、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,培养学生的分析、综合能力过程与方法注意“结构决定性质”的思想,即卤代烃中的官能团——卤素原子(—X)决定了卤代烃的化学性质
情感、态度和价值观分析有关卤代烃所发生化学反应的反应类型和反应规律,培养学生的逻辑思维能力和进行科学探究的能力。。学情分析教学重点溴乙烷的结构特点和主要化学性质教学难点溴乙烷发生取代反应和消去反应的基本规律教学方法教学工具课时1课时教学过程二备过程第一课时【引入】师:在高一我们就已经接触了1,2—二溴乙烷、氯乙烯、溴苯,它们属于烃的衍生物中的一类。像这些在结构上可以看作是烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物,称为卤代烃。下面我们先来学习卤代烃的代表物——溴乙烷。【板书】第三节卤代烃一、溴乙烷1、溴乙烷的分子结构分子式:C2H5Br结构简式:C2H5Br或者CH3CH2Br(官能团:—Br)师:从结构上看,溴乙烷可以看成是乙烷分子中的一个氢原子被溴原子取代后的产物,但由于官能团是(—Br),所以它的性质与乙烷有很大的差别。【板书】2、物理性质溴乙烷是无色液体,沸点38.4ºC,密度比水大,难溶于水,易溶于有机溶剂。师:从溴乙烷的核磁共振氢谱图中可以看到有两个吸收峰,可见只有其分子中只含两种不同的氢原子。接下来我们重点学习溴乙烷的化学性质。【板书】3、化学性质水(1)溴乙烷的水解反应水CH3CH2—Br+NaOH→CH3CH2—OH+NaBr【讲解】强调溴乙烷的水解反应的条件:碱性条件下水解。【提问】1、乙烯与溴发生加成反应生成1,2—二溴乙烷;乙烯如何加成反应生成溴乙烷?2、溴乙烷能否生成乙烯?3、溴乙烷中的化学键如何断裂才能生成乙烯?(引导学生根据溴乙烷的结构分析、思考溴乙烷化学键可能的断裂方式。)【板书】(2)溴乙烷的消去反应(引导分析上述反应的特点得出消去反应的概念)【板书】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、HBr等),而形成不饱和(含双键或三键)化合物的反应,叫做消去反应。师:(分析)由于溴原子的出现,使C-Br键极性较强,易断裂,因此化学性质比乙烷活泼,在一定条件下易发生消去反应或取代反应。溴乙烷断键后形成乙烯,C-H键和C-Br键断裂后产生的H、Br结合成HBr,由于有强碱存在最终生成了NaBr。卤代烃的水解与消去反应同时存在,相互竞争。由于醇的存在抑制水解,发生消去反应。强调C-Br键断裂后产生的Br与邻近碳原子C-H键断裂后产生的H结合成。【板书】消去反应发生的条件:与强碱的醇溶液共热。(要求学生填写下表)取代反应与消去反应的比较:取代反应消去反应反应物反应条件生成物结论【小结】比较溴乙烷的水解反应和消去反应发生的条件,得出结论:无醇生成醇,有醇不生成醇。如果反应没有加醇就发生水解反应生成醇;加醇就发生取代反应生成烯烃。师:我们接下来学习卤代烃。【板书】二、卤代烃1、概念:烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物,称为卤代烃。2、分类:师:根据所含卤素种类的不同,卤代烃可分为氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃。也可根据分子中卤素原子数目多少的不同,卤代烃可分为一卤代烃、多卤代烃。【板书】3、物理性质常温下,除了少数为气体(CH3Cl、CH3Br)外,大多数为液体或固体;卤代烃不溶于水,可溶于大多数有机溶剂。4、化学性质与溴乙烷相似,一般可发生水解反应和消去反应。【提问】一溴代烷是否都能发生消去反应?生:不是【提问】什么样的溴代烃不能发生消去反应?请举例说明。(学生讨论)【得出结论】如果发生消去反应,含溴原子的碳的相邻碳原子上要有氢原子。卤代烃中无相邻C或相邻C原子上无H的不能发生消去反应。师:最后大家阅读课本中对氟氯代烷(氟氯昂)的性质的叙述和【科学视野】——臭氧层的保护,使我们对氟利昂对环境的不良作用有一个大致的印象,增强环境保护意识。【布置作业】教学反思第三章烃的含氧衍生物课题醇和酚初备教师格桑拉姆教学目标知识与能力1、了解苯酚的结构特点。2、了解苯酚的物理性质。3、掌握苯酚的化学性质。过程与方法从观察实验现象入手,启发学生分析产生现象的因果关系和本质联系,从而使学生了解学习和研究化学问题的一般方法和思维过程。
情感、态度和价值观通过对苯酚性质的学习,使学生获得物质的结构、性质之间关系的科学观点。学情分析教学重点乙醇、苯酚的结构特点和主要化学性质。教学难点醇和酚结构的差别及其对化学性质的影响教学方法实验探究、讨论、对比、归纳(边讲边实验)教学工具ppt讲练法课时3课时教学过程二备过程第一课时【教学过程】[引入]据我国《周礼》记载,早在周朝就有酿酒和制醋作坊,可见人类制造和使用有机物有很长的历史。从结构上看,酒、醋、苹果酸、柠檬酸等有机物,可以看作是烃分子里的氢原子被含有氧原子的原子团取代而衍生成的,它们被称为烃的含氧衍生物。[讲述]烃的含氧衍生物种类很多,可分为醇、酚、醛、羧酸和酯等。烃的含氧衍生物的性质由所含官能团决定。利用有机物的性质,可以合成具有特定性质而自然界并不存在的有机物,以满足我们的需要。引入:现在有下面几个原子团,请同学们将它们组合成含有—OH的有机物CH3——CH2——OH投影交流:分析、讨论:运用分类的思想,你能将上述不同结构特点的物质分为哪几类?第一类—OH直接与烃基相连的:第二类—OH直接与苯环相连的:讲解:在上述例子中,我们把羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物叫做醇;羟基与苯环直接相连形成的化合物叫做酚。过渡、提问:醇和酚分子结构中都有羟基(—OH),它们在化学性质上有什么共同点和不同点呢?这一讲,我们先来了解一下醇的有关知识讲述:一、醇1、醇的分类一元醇CH3OH、CH3CH2OH饱和一元醇通式:CnH2n+1OH二元醇CH2OHCH2OH乙二醇多元醇CH2OHCHOHCH2OH丙三醇请仔细阅读对比教材P49页表3-1、3-2表格中的数据,你能得出什么结论或作出什解释?分析较多数据的最好方法就是在同一坐标系中画出数据变化的曲线图来。同学们不妨试试。氢键是醇分子中羟基中的氧原子与另一醇分子羟基的氢原子间存在的相互吸引力。讨论、交流;教师讲解:氢键是醇分子中羟基中的氧原子与另一醇分子羟基的氢原子间存在的相互吸引力。为什么相对分子质量相接进的醇与烷烃比较,醇的沸点会高于烷烃呢?这是因为氢键产生的影响。学生结论:同一类有机物如醇或烷烃,它们的沸点是随着碳原子个数即相对分子质量的增加而升高的。而在相同碳原子数的不同醇中,所含羟基数起多,沸点越高。醇的命名学生阅读P48【资料卡片】总结醇的系统命名法法则并应用3、醇的物理性质1)醇或烷烃,它们的沸点是随着碳原子个数即相对分子质量的增加而升高。2)相对分子质量相近的醇和烷烃相比,醇的沸点远远高于烷烃三、乙醇的化学性质1、乙醇的化学性质很活泼可以与金属钠反应放出氢气:2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2设问:如果C—O键断裂,发生的又会是何种反应类型呢?3、消去反应CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O讲解:断键:相邻碳原子上,一个断开C-0键,另一断开C-H键。学生:引导学生从反应进行的条件和反应过程中断成键的角度来区分分子内脱水和分子间脱水的联系和区别。4、取代反应CH2CH3OH+HBrCH2CH3Br+H2O设问:在这个反应中,乙醇分子是如何断键的?属于什么化学反应类型?【学与问】乙醇在铜或银的催化的条件下能与氧气反应,写出该反应的化学方程式。乙醇能不能被其他氧化剂氧化呢?2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O【学生实验】我们把乙醇加入重铬酸钾溶液,观察是否有现象产生先向试管加入少量的重铬酸钾溶液,然后滴加少量乙醇,充分振荡氧化氧化讲解:在酸性重铬酸钾作用下乙醇能够发生反应。因为重铬酸钾是氧化剂,所以乙醇被氧化。氧化氧化乙醇乙醛乙酸课堂小结:在这一节课,我们共同探究了乙醇的结构特点、化学性质;从断成键的角度了解乙醇发生化学反应的原理,我们应该更加清楚的认识到结构决定性质这样规律。实验注意事项】[实验3-1]乙醇与浓硫酸混合液加热会出现炭化现象,因此反应生成的乙烯中含有CO2、SO2等杂质气体。SO2也能使高锰酸钾酸性溶液和溴的四氯化碳溶液褪色,因此要先将反应生成的气体通过NaOH溶液洗气,以除去CO2和SO2。为降低炭化程度,减少副反应,反应温度要控制在170℃左右,不能过高。将反应生成的乙烯气体通入高锰酸钾酸性溶液和溴的四氯化碳溶液,观察到褪色现象后,可更换尖嘴导管,将乙烯点燃,观察乙烯燃烧现象。[实验3-2]重铬酸钾酸性溶液是K2Cr2O7晶体溶于水、再加入稀硫酸配制而成。实验时建议做空白对比实验,以便更好地观察其颜色的变化。【问题交流项目】[思考与交流1]某些分子(如HF、H2O、NH3等)之间,存在一种较强的分子间相互作用力,称为“氢键”。以水分子间的氢键为例,由于氧吸引电子能力较强且原子半径较小,因此氧原子上有很大的电子云密度,而由于H—O键的共用电子对偏向于氧原子,氢原子接近“裸露”的质子,这种氢核由于体积很小,又不带内层电子,不易被其他原子的电子云所排斥,所以它还与另一个分子中的氧原子中的孤对电子产生相互吸引力。这种分子间的作用力就是氢键,如图3-1所示。图3-1水分子中的氢键示意图形成氢键的条件是:要有一个与电负性很强的元素(如F、O、N)以共价键结合的氢原子,同时与氢原子相结合的电负性很强的原子必须具有孤对电子。在常见无机分子中,氢键存在于HF、H2O、NH3之间,其特征是F、O、N均为第二周期元素,原子半径较小,同时原子吸引电子能力较强(电负性强)。因此电子云密度大,具有较强的给电子能力,是较强的电子给体。在有机化合物中,具有羟基(—OH)、氨基(—NH2)、醛基(—CHO)、羧基(—COOH)等官能团的分子之间,也能形成氢键。因此,与相对分子质量相近的烷烃相比,醇具有较高的沸点;同时,这些有机分子与水分子之间也可以形成氢键,因此含有这些官能团的低碳原子数的有机分子,均具有良好的水溶性。[思考与交流2]处理反应釜中金属钠的最安全合理的方法是第(3)种方案,向反应釜中慢慢加入乙醇,由于乙醇与金属钠的反应比水与钠的反应缓和,热效应小,因此是比较安全可行的处理方法。[学与问1]乙二醇的沸点高于乙醇、1,2,3-丙三醇的沸点高于1,2-丙二醇,1,2-丙二醇的沸点高于1-丙醇,其原因是:由于羟基数目增多,使得分子间形成的氢键增多增强。[学与问2]乙醇在铜催化下,可被氧气氧化成乙醛。实验方法如下:(1)将铜丝卷成螺旋状,在酒精灯氧化焰中灼烧至红热,将铜丝移出酒精灯焰,可观察到铜丝表面生成一层黑色的氧化铜。反应的化学方程式为:(2)将表面有黑色氧化铜的铜丝再次灼烧至红热,迅速插入盛有无水乙醇的锥形瓶中,可观察到铜丝迅速恢复红色,说明氧化铜被还原成铜,反应是放热的。如此反复操作几次,可闻到锥形瓶中的液体有不同于乙醇气味的刺激性气味。如取少量锥形瓶中的液体,加入新制氢氧化铜加热,可观察到有红色沉淀生成,说明乙醇被氧化生成乙醛。反应的化学方程式为:(3)上述两个反应合并起来就是可以看出,反应前后铜没有变化,因此铜是催化剂。即[学与问3]第二、三课时【教学过程】[引入]上一节课我们介绍了含有羟基的两类有机物:醇和酚。这节课我们以苯酚为代表物来学习酚的性质。学生自己找到实验桌面的苯酚药品,观察的出苯酚的色、态、味物理性质,学生觉得苯酚的气味很熟悉,像浆糊的气味,教师由此顺势引出苯酚的用途,可杀菌消毒、防腐,也是一种重要的化工原料。[学生实验]少量苯酚加2mL水混浊澄清冷却混浊(待用)[得出苯酚的溶解性及其随温度的变化][教师]电脑展示苯酚的结构[教师]苯酚的结构有什么特点呢?与乙醇的结构有何异同?[学生思考]苯酚中的羟基直接与苯环连接,而乙醇中的羟基则与乙基连接。[教师]这种结构特点导致了苯酚中的羟基与水、乙醇中的羟基活泼性的不同。由于受苯环的影响,使羟基较为活泼,并类似于水中-OH可以电离,请同学们据此推测苯酚具有什么性质,并设计实验来验证。[学生讨论]若苯酚中羟基受苯环影响而活泼可以电离(因为水可以电离),若苯酚能电离则应有酸性。可以设计实验来验证苯酚的酸性。[学生实验实验、交流]学生利用桌面上给出的试剂来验证苯酚的酸性。结论可以分为两种:1.向苯酚稀溶液中加入紫色石蕊试液,不变红,所以苯酚无酸性2.向苯酚浊液中加入NaOH,溶液变澄清,说明苯酚和碱能起酸碱中和反应,生成了可溶性的钠盐。因而苯酚具有酸性。ONaOH+NaOH+H2OONaOH[教师]教师点评学生的实验设计和结论。说明:苯酚确实有酸性,但其酸性很弱,弱到不能使指示剂褪色。那么它的酸性到底弱到那种程度呢?请同学们利用桌面上所个试剂设计实验来验证其与某些弱酸的酸性强弱。同时写出所做实验的化学反应方程式。[学生实验、交流]学生设计的实验如下:1.向澄清的苯酚钠溶液中滴入盐酸,溶液出现浑浊。说明盐酸酸性强于苯酚。方程式:ONaOH+HCl+NaClONaOH2.向澄清的苯酚钠溶液中滴入醋酸,溶液出现浑浊。说明醋酸酸性强于苯酚。方程式:OHONa+CH3COOH+CH3COONaOHONa3.向澄清的苯酚钠溶液中通入二氧化碳,溶液出现浑浊,说明碳酸的酸性强于苯酚。方程式:OHONa+CO2+H2O+NaHCO3OHONa[教师]肯定学生得出的酸性强弱的比较。引导学生注意两个问题:①以上三个实验中出现的浑浊是不是沉淀?方程式中打不打沉淀符号?提示学生将所得浑浊液静置,观察发现浊液静置后分层,所以苯酚在水溶液中析出来是液态的,我们应该用分液的方法来进行分离。②二氧化碳与苯酚钠反应的产物不是碳酸钠和苯酚,而是碳酸氢钠,苯酚与碳酸钠是不能共存的,两者可以反应。请学生动手验证苯酚和碳酸钠的反应。[学生实验]向苯酚浑浊液中加入适量的碳酸钠粉末,苯酚溶液变澄清。说明苯酚的确与碳酸钠发生了反应。ONaOH+Na2CO3+NaHCO3ONaOH【结论】苯酚中羟基由于受到苯环的影响,变得活泼,易断裂,能发生电离,所以苯酚具有酸性,其酸性强弱为:盐酸>醋酸>碳酸>苯酚.那么苯酚与钠当然也能反应,而且反应应该比乙醇或水与钠反应都要剧烈。类别乙醇苯酚结构简式CH3CH2OH官能团—OH—OH结构特点羟基与链烃基直接相连羟基与苯环直接相连与钠反应比水缓和比水剧烈酸性无有原因苯环对酚羟基的影响使羟基上的氢变得更活泼,易电离出H+[过渡]反过来,羟基也会对苯环产生影响,我们知道苯能发生取代反应,苯可以与液溴在铁做催化剂条件下发生溴代反应,而苯酚中的苯环由于收到羟基的影响,邻对位的氢变得活泼,所以苯酚可以与浓溴水在常温下就反应。下面同学们可以作实验来试一下。[学生实验]苯酚和浓溴水的反应。[学生汇报实验现象]有的学生看到有白色沉淀生成,有的同学一开始见到白色沉淀,但振荡试管后,沉淀又消失了。[教师组织学生讨论]请两种现象的同学各派一组代表同时上讲台来重新操作刚才做的实验,下面的同学注意观察两位同学的操作,分析出现两种不同显现的原因。[讨论结果]苯酚与浓溴水反应生成的三溴苯酚是一种难溶于水但易溶于有机溶剂的固体,所以做此实验时,一定要注意浓溴水要过量,苯酚要少量。否则,生成的三溴苯酚会溶于过量的苯酚,而看不到白色沉淀。[学生]书写苯酚与浓溴水反应的化学反应方程式,并与苯和溴的反应做比较OHOH+3Br2BrOHBrBr--+3HBr类别苯苯酚结构简式溴化反应溴水状态液溴浓溴水条件催化剂不需催化剂产物结论苯酚与溴的取代反应比苯易进行原因酚羟基对苯环的影响使苯环上的氢原子变得更活泼。[教师]苯酚与浓溴水的反应很灵敏,所以经常用于苯酚的定性检验和定量测定。[过渡]苯酚除了可以用这种方法鉴别意外,还可以用FeCl3溶液来鉴别。[学生实验]向苯酚稀溶液中滴入一滴FeCl3溶液,溶液变紫色。此为苯酚与FeCl3溶液的显色反应。可以用来鉴别苯酚。【问题交流】[作业]教学反思课题第二节醛初备教师格桑拉姆教学目标知识与能力1.了解甲醛、乙醛的分子结构;2.掌握乙醛的化学性质及醛类化合物的特征反应。过程与方法1.通过乙醛与银氨溶液、新制氢氧化铜悬浊液反应的两个实验来学习醛类的典型化学性质;2.通过应用“结构-性质-用途”模式的学习,分析乙醛的性质及应用等,提高思维分析能力情感、态度和价值观通过醛的性质及应用的学习,体会有机化学在生产、生活中的作用,了解他们对环境和健康的影响,增强环保意识,关注有机化学的发展,增强学习有机化学的兴趣。学情分析教学重点1.甲醛和乙醛的化学性质2.醛基的检验教学难点1.甲醛和乙醛的化学性质2.醛基的检验教学方法实验探究法、归纳比较教学工具Ppt课时2课时教学过程二备过程一、乙醛1.乙醛的分子组成与结构乙醛的分子式是,结构式是,简写为。注意对乙醛的结构简式,醛基要写为—CHO而不能写成—COH。2.乙醛的物理性质乙醛是无色、具有刺激性气味的液体,密度小于水,沸点为。乙醛易挥发,易燃烧,能与水、乙醇、氯仿等互溶。注意因为乙醛易挥发,易燃烧,故在使用纯净的乙醛或高浓度的乙醛溶液时要注意防火。3.乙醛的化学性质从结构上乙醛可以看成是甲基与醛基()相连而构成的化合物。由于醛基比较活泼,乙醛的化学性质主要由醛基决定。例如,乙醛的加成反应和氧化反应,都发生在醛基上。(1)乙醛的加成反应乙醛分子中的碳氧双键能够发生加成反应。例如,使乙醛蒸气和氢气的混合气体通过热的镍催化剂,乙醛与氢气发生加成反应:说明:①在有机化学反应中,常把有机物分子中加入氢原子或失去氧原子的反应叫做还原反应。乙醛与氢气的加成反应就属于还原反应。②从乙醛与氢气的加成反应也属于还原反应的实例可知,还原反应的概念的外延应当扩大了。注:此处可借助flash帮助学生理解乙醛的加成反应(2)乙醛的氧化反应在有机化学反应中,通常把有机物分子中加入氧原子或失去氢原子的反应叫氧化反应。乙醛易被氧化,如在一定温度和催化剂存在的条件下,乙醛能被空气中的氧气氧化成乙酸:注意①工业上就是利用这个反应制取乙酸。②在点燃的条件下,乙醛能在空气或氧气中燃烧。乙醛完全燃烧的化学方程式为:乙醛不仅能被氧化,还能被弱氧化剂氧化。【实验3-5】在洁净的试管里加入1mL2%的溶液,然后一边摇动试管,一边逐滴滴入2%的稀氨水,至最初产生的沉淀恰好溶解为止(此时得到的溶液叫做银氨溶液)。再滴入3滴乙醛,振荡后把试管放在热水中温热。实验现象不久可以看到,试管内壁上附着一层光亮如镜的金属银。实验结论化合态的银被还原,乙醛被氧化。注:由于该实验在必修2中大部分学生已经做过,所以这里关键在于研究实验细节问题及方程式的书写,实验可不做。说明:①上述实验所涉及的主要化学反应为:由于生成的银附着在试管壁上,形成银镜,所以这个反应又叫做银镜反应。②银镜反应常用来检验醛基的存在,工业上可利用这一反应原理,把银均匀地镀在玻璃上制镜或保温瓶胆。③配制银氨溶液是向稀深液中逐滴加入稀氨水,直到最初生成沉演恰好溶解为止。滴加溶液的顺序不能颠倒,否则最后得到的溶液不是银氨溶液。银镜反应的实验条件是水浴加热
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