实验活动2有机化合物中常见官能团的检验-教学设计-2023-2024学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修3

实验活动2有机化合物中常见官能团的检验-教学设计-2023-2024学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修3学校授课教师课时授课班级授课地点教具课程基本信息1.课程名称：有机化合物中常见官能团的检验

2.教学年级和班级：高二化学班

3.授课时间：2023-2024学年下学期

4.教学时数：1课时（45分钟）核心素养目标1.知识与技能：使学生掌握有机化合物中常见官能团的检验方法，能够独立完成相关实验，并理解官能团与化合物性质之间的关系。

2.过程与方法：通过实验探究，培养学生观察、思考、分析问题的能力，提高实验操作技能和团队协作能力。

3.情感态度与价值观：培养学生对化学实验的兴趣和好奇心，增强其对科学探究的热情，培养其社会责任感。教学难点与重点1.教学重点：

（1）有机化合物中常见官能团的性质及其检验方法。

举例：-OH官能团的检验方法：采用红外光谱仪测定，吸收峰在3200-3600cm^-1；-CHO官能团的检验方法：采用银镜反应，观察是否有银镜生成。

（2）实验操作技能的掌握，包括仪器的使用、实验步骤的熟悉等。

举例：如何准确地使用滴定管进行滴定实验，如何正确地连接和断开气路等。

（3）官能团与化合物性质之间的关系，能够运用所学知识解释实际问题。

举例：解释为什么醇可以被氧化成醛，而醚不会被氧化；为什么碳碳双键能发生加成反应，而单键不会。

2.教学难点：

（1）官能团检验方法的原理理解。

举例：为什么-OH官能团在红外光谱上会有吸收峰，为什么-CHO官能团能与银离子反应生成银镜。

（2）实验操作中的细节问题，如误差分析、实验现象的解释等。

举例：如何准确判断滴定终点，如何分析实验误差等。

（3）将所学知识应用于解决实际问题，如有机合成、药物制备等。

举例：如何根据官能团的性质设计有机合成路线，如何根据药物分子中的官能团选择合适的合成方法。教学方法与策略1.选择适合教学目标和学习者特点的教学方法：

-采用讲授法，系统地介绍有机化合物中常见官能团的性质和检验方法。

-利用案例研究，分析具体的有机化合物实例，让学生理解官能团与化合物性质之间的关系。

-实施项目导向学习，让学生设计并完成一个有机合成实验，巩固所学知识。

2.设计具体的教学活动：

-开展角色扮演活动，让学生扮演科学家，介绍官能团检验方法的发现过程。

-进行实验活动，如银镜反应、红外光谱测定等，让学生亲身体验官能团检验的过程。

-组织小组讨论，让学生分享实验结果，讨论实验中遇到的问题和解决方案。

3.确定教学媒体和资源的使用：

-利用PPT展示有机化合物的结构、官能团及其性质。

-播放实验操作视频，为学生提供直观的实验操作演示。

-使用在线工具，如虚拟实验室，让学生模拟实验操作，增强实践体验。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。

-设计预习问题：围绕有机化合物中常见官能团的性质和检验方法，设计一系列具有启发性和探究性的问题，引导学生自主思考。

-监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。

学生活动：

-自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解有机化合物中常见官能团的性质和检验方法。

-思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

-提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。

-信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

-帮助学生提前了解有机化合物中常见官能团的性质和检验方法，为课堂学习做好准备。

-培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过故事、案例或视频等方式，引出有机化合物中常见官能团的性质和检验方法，激发学生的学习兴趣。

-讲解知识点：详细讲解有机化合物中常见官能团的性质和检验方法，结合实例帮助学生理解。

-组织课堂活动：设计小组讨论、角色扮演、实验等活动，让学生在实践中掌握官能团检验的技能。

-解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，进行及时解答和指导。

学生活动：

-听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。

-参与课堂活动：积极参与小组讨论、角色扮演、实验等活动，体验官能团检验的技能。

-提问与讨论：针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解有机化合物中常见官能团的性质和检验方法。

-实践活动法：设计实践活动，让学生在实践中掌握官能团检验的技能。

-合作学习法：通过小组讨论等活动，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

-帮助学生深入理解有机化合物中常见官能团的性质和检验方法，掌握官能团检验的技能。

-通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

-通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：根据有机化合物中常见官能团的性质和检验方法，布置适量的课后作业，巩固学习效果。

-提供拓展资源：提供与有机化合物中常见官能团的性质和检验方法相关的拓展资源（如书籍、网站、视频等），供学生进一步学习。

-反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导。

学生活动：

-完成作业：认真完成老师布置的课后作业，巩固学习效果。

-拓展学习：利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考。

-反思总结：对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

-巩固学生在课堂上学到的有机化合物中常见官能团的性质和检验方法。

-通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。

-通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。知识点梳理1.官能团的定义和分类

-官能团是有机化合物中决定其化学性质和反应特性的基团，如羟基、醛基、羧基等。

-常见的官能团包括羟基（-OH）、醛基（-CHO）、羧基（-COOH）、碳碳双键（C=C）、苯环（Ar）等。

2.官能团的性质

-羟基的性质：具有醇的通性，可发生氧化、取代、消去等反应。

-醛基的性质：具有醛的通性，可发生加成、氧化、还原等反应。

-羧基的性质：具有酸的通性，可发生酯化、酰化等反应。

-碳碳双键的性质：具有烯烃的通性，可发生加成、氧化、聚合等反应。

-苯环的性质：具有芳香性，可发生亲电取代、自由基取代等反应。

3.官能团的检验方法

-羟基的检验方法：采用红外光谱仪测定，吸收峰在3200-3600cm^-1；或用银镜反应进行检验。

-醛基的检验方法：采用银镜反应，观察是否有银镜生成；或用红外光谱仪测定，吸收峰在1700-1750cm^-1。

-羧基的检验方法：用红外光谱仪测定，吸收峰在1700-1750cm^-1；或用碳酸钠溶液进行反应，生成二氧化碳气体。

-碳碳双键的检验方法：用红外光谱仪测定，吸收峰在1600-1650cm^-1；或用溴水进行加成反应，观察是否褪色。

-苯环的检验方法：用红外光谱仪测定，吸收峰在1600-1650cm^-1；或用硝化反应进行检验。

4.实验操作技能

-掌握有机化合物实验的基本操作，如溶液的配制、仪器的使用、气路的连接等。

-熟悉各种有机官能团检验的实验步骤，如银镜反应、红外光谱测定等。

-了解实验中可能出现的误差来源，如仪器误差、操作误差等，并学会进行误差分析。

5.官能团与化合物性质之间的关系

-官能团的性质决定了化合物的化学反应特性。

-官能团的种类和位置影响化合物的物理性质，如沸点、溶解度等。

-官能团的存在与否及其类型是判断有机物类别的重要依据。

6.有机合成的应用

-掌握有机合成路线的设计原则，如选择合适的合成方法、考虑反应条件等。

-学会运用官能团的性质和反应进行有机合成，如醇的氧化、醛的加成等。

-了解有机合成在药物制备、材料科学等领域的应用。板书设计1.目的明确，紧扣教学内容：

-展示有机化合物中常见官能团的性质和检验方法。

-强调官能团与化合物性质之间的关系。

-突出实验操作技能的重要性。

2.结构清晰，条理分明：

-首先列出官能团的定义和分类。

-接着介绍官能团的性质和反应特性。

-然后展示官能团的检验方法和实验操作步骤。

-最后强调官能团与化合物性质之间的关系，以及有机合成的应用。

3.简洁明了，突出重点，准确精炼，概括性强：

-使用关键词和短语，如“官能团”、“性质”、“检验”、“合成”等。

-用图表、流程图等视觉元素展示官能团和化合物性质之间的关系。

-用颜色、加粗等方式突出重点内容。

4.艺术性和趣味性：

-使用有趣的图片或图标，如官能团符号、化学反应图标等，增强视觉效果。

-添加一些幽默元素，如有趣的化学实验插图，提高学生的兴趣。

-使用生动的语言和例子，如“酒精变魔法”、“糖变醋”等，吸引学生的注意力。

5.板书设计示例：

```

有机化合物中常见官能团的性质和检验方法

官能团定义：决定化合物性质和反应特性的基团。

官能团分类：羟基、醛基、羧基、双键、苯环等。

官能团性质：

-羟基：醇的通性，氧化、取代、消去等反应。

-醛基：醛的通性，加成、氧化、还原等反应。

-羧基：酸的通性，酯化、酰化等反应。

-双键：烯烃的通性，加成、氧化、聚合等反应。

-苯环：芳香性，亲电取代、自由基取代等反应。

官能团检验方法：

-羟基：红外光谱、银镜反应。

-醛基：银镜反应、红外光谱。

-羧基：红外光谱、碳酸钠反应。

-双键：红外光谱、溴水加成。

-苯环：红外光谱、硝化反应。

实验操作技能：

-溶液配制、仪器使用、气路连接等。

-银镜反应、红外光谱测定等。

-误差分析、实验现象解释。

官能团与化合物性质之间的关系：

-官能团性质决定化合物反应特性。

-官能团种类和位置影响物理性质。

-官能团存在与否及类型判断有机物类别。

有机合成应用：

-合成路线设计原则。

-官能团性质和反应进行有机合成。

-药物制备、材料科学等应用。

```典型例题讲解1.题目：请写出下列有机化合物的名称和相应的官能团。

答案：

-化合物A：乙醇，官能团为羟基（-OH）。

-化合物B：乙醛，官能团为醛基（-CHO）。

-化合物C：乙酸，官能团为羧基（-COOH）。

-化合物D：乙烯，官能团为碳碳双键（C=C）。

-化合物E：苯，官能团为苯环（Ar）。

2.题目：请解释为什么醇可以被氧化成醛，而醚不会被氧化。

答案：

醇中的羟基（-OH）可以被氧化成醛基（-CHO），这是因为在氧化反应中，醇分子中的羟基被氧化成醛基。而醚分子中没有羟基，因此不会发生氧化反应。

3.题目：请解释为什么碳碳双键能发生加成反应，而单键不会。

答案：

碳碳双键（C=C）中的π电子对具有较高的电子云密度，使得双键具有一定的极性，因此碳碳双键可以作为π电子受体发生加成反应。而单键（C-C）的极性较小，电子云密度较低，不易发生加成反应。

4.题目：请解释为什么-OH官能团在红外光谱上会有吸收峰，而-CHO官能团能与银离子反应生成银镜。

答案：

-OH官能团在红外光谱上会有吸收峰，因为-OH官能团中的羟基能够与红外光发生振动吸收，产生特征吸收峰。而-CHO官能团能与银离子反应生成银镜，是因为-CHO官能团中的醛基能够与银离子发生氧化还原反应，生成银镜。

5.题目：请解释为什么醇可以与氢氧化钠反应生成醇钠，而醚不会。

答案：

醇中的羟基（-OH）能够与氢氧化钠发生取代反应，生成醇钠。这是因为醇分子中的羟基能够提供氢离子，与氢氧化钠反应生成醇钠。而醚分子中没有羟基，因此不会发生取代反应。

6.题目：请解释为什么苯环上的氢原子容易被取代，而环上碳原子的氢原子不易被取代。

答案：

苯环上的氢原子容易发生取代反应，这是因为苯环上的氢原子与苯环上的π电子云相互作用较小，使得苯环上的氢原子更容易被亲电试剂取代。而环上碳原子的氢原子与苯环上的π电子云相互作用较大，使得环上碳原子的氢原子不易被取代。

7.题目：请解释为什么羧酸的酸性比醇强，而碳酸的酸性比碳酸氢盐强。

答案：

羧酸的酸性比醇强，这是因为羧酸中的羧基（-COOH）能够与水分子发生质子化反应，生成羧酸根离子和氢离子，从而表现出较强的酸性。而醇中的羟基（-OH）与水分子发生的质子化反应较弱，因此醇的酸性较弱。碳酸的酸性比碳酸氢盐强，这是因为碳酸分子中的碳酸根离子（-CO3^2-）能够与水分子发生质子化反应，生成碳酸氢根离子和氢离子，从而表现出较强的酸性。而碳酸氢盐分子中的碳酸氢根离子（-HCO3^-）与水分子发生的质子化反应较弱，因此碳酸氢盐的酸性较弱。

8.题目：请解释为什么油脂在碱性条件下会发生皂化反应，而脂肪不会。

答案：

油脂在碱性条件下会发生皂化反应，这是因为油脂分子中的脂肪酸酯基能够与碱性物质（如氢氧化钠）发生水解反应，生成脂肪酸钠和甘油。而脂肪分子中的脂肪酸酯基也能够与碱性物质发生水解反应，但由于油脂分子中的脂肪酸酯基数量较多，因此油脂在碱性条件下更容易发生皂化反应。

9.题目：请解释为什么醛和酮在碱性条件下会发生缩合反应，而羧酸不会。

答案：

醛和酮在碱性条件下会发生缩合反应，这是因为醛和酮分子中的醛基和酮基能够与碱性物质发生加成反应，生成新的化合物。而羧酸分子中的羧基在碱性条件下不易发生加成反应，因此羧酸不会发生缩合反应。

10.题目：请解释为什么苯酚的酸性比苯强，而苯胺的碱性比氨强。

答案：

苯酚的酸性比苯强，这是因为苯酚分子中的羟基能够与水分子发生质子化反应，生成苯酚根离子和氢离子，从而表现出较强的酸性。而苯分子中的苯环上的氢原子不易被取代，因此苯的酸性较弱。苯胺的碱性比氨强，这是因为苯胺分子中的氨基能够与酸性物质发生质子化反应，生成苯胺根离子和氢离子，从而表现出较强的碱性。而氨分子中的氮原子不易发生质子化反应，因此氨的碱性较弱。教学评价与反馈1.课堂表现：

-学生是否积极参与讲授和讨论，提出问题和回答问题。

-学生是否能够准确地理解和解释有机化合物中常见官能团的性质和检验方法。

-学生是否能够熟练地操作实验仪器和完成实验步骤。

2.小组讨论成果展示：

-小组成员是否能够有效地沟通和协作，共同完成讨论任务。

-小组成员是否能够清晰地表达自己的观点和解释官能团与化合物性质之间的关系。

-小组成员是否能够准确地解释实验结果和讨论实验中的问题。

3.随堂测试：

-学生是否能够准确地回答有关有机化合物中常见官能团的性质和检验方法的测试问题。

-学生是否能够正确地完成实验操作步骤和解释实验结果。

-学生是否能够准确地解释官能团与化合物性质之间的关系。

4.课后作业和拓展学习：

-学生是否能够认真完成课后作业和拓展学习任务。

-学生是否能够主动寻求帮助和提出问题，以解决学习中的困难。

-学生是否能够通过反思和总结自己的学习过程，提出改进建议。

5.教师评价与反馈：

-对学生的课堂表现和小组讨论成果进行评价，给予积极的反馈和鼓励。

-对学生的随堂测试结果进行评价，指出学生的优点和需要改进的地方