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文本内容:
2019-2020年高中化学
3.
3.1乙醇教学设计新人教必修
21、内容及其解析
1.内容乙醇的分子结构,乙醇的物理性质和化学性质
2.解析知识常识性介绍有机化合物的初步概念及性质上的一些共同特点了解乙醇在自然界的存在和用途,初步认识乙醇分子的空间结构使学生掌握乙醇结构式的正确写法;掌握乙醇的重要化学性质使学生明确乙醇氧化的反应原理
二、目标及其解析1.目标
1.了解认识乙醇在日常生活、工农业生产、科学研究等方面的重要作用;
2.通过对乙醇性质和用途的学习,激发学习化学的兴趣,提高学习化学的积极性;
3.实验探究乙醇的主要化学性质;
2.解析乙醇使我们常见的含氧有机物,广泛的存在于酒中本章以几种生活中常见的有机物为题,展开乙醇的教学通过酿酒原理谈到对我国古代的酿酒史;从酒中的乙醇谈到酒对人体的作用,继而谈到血液中乙醇的浓度大于人体行为的影响;从乙醇的结构的推断到实验室制法;从乙醇的性质谈到清洁的醇类燃料,进一步谈到测定司机酒后驾车的原理;从乙醇的工业制法谈到它的用途
三、教学问题诊断分析教学设计中,在学生初中知识的基础上,突出从烃到烃的衍生物的结构变化,强调官能团与性质的关系,在学生的头脑中逐步建立烃基与官能团位置关系等立体结构模型,帮助学生打好进一步学习的方法论基础,同时鼓励学生用学习到的知识解释常见有机物的性质和用途
四、教学支持条件分析以课堂演示实验以及计算机辅助实验和学生探究为主,教师串联讲解为辅的启发式教学
五、教学过程设计
(一)教学基本流程
(二)教学情景[新课导入]【多媒体】
1.白日放歌须纵,青春作伴好还乡
2.明月几时有,把问青天
3.借问何处有,牧童摇指杏花村
4.何以解忧,唯有(把酒相关的词语空出,由学生填写)师古往今来无数咏叹酒的诗篇都证明酒是一种奇特而富有魅力的饮料多多媒体杜康酒的由来多媒体录音相传杜康酒就是偶然将饭菜到入竹筒,泥土封住后,形成的酒经过几千年的发展在酿酒技术提高的同时,也形成了我国博大精深的酒文化中国的酒文化源远流长,古往今来传颂着许多与酒有关的诗歌和故事师此时此刻你想起了哪些美妙的诗句?生举杯邀明月,对影成三人醉卧沙场君莫笑,古来征战几人回葡萄美酒夜光杯,欲饮琵琶马上催等[推进新课]师那么你知道酒的主要成分是什么?【多多媒体】酒是多种化学成份的混合物,酒精是其主要成份,酒精的学名是乙醇,啤酒中乙醇含量为3-5%,葡萄酒含酒精6%~20%,黄酒含酒精8%~15%,一些烈性白酒中含乙醇50-70%均为体积分数师为什么有的人“千杯万盏皆不醉”,而有的人则“酒不醉人,人自醉”,闻酒就脸红呢?就让我们一起从本堂课开始来慢慢解开其“醉人的笑容”吧!探索练习1某有机物中只含C、H、O三种元素,其蒸气的密度是同温同压下H2的23倍,
2.3克该物质完全燃烧后生成
0.1摩尔CO2和27克H2O,求该化合物的分子式?(学生分组训练,对照讨论结果)小结分子式C2H6O启发思考根据C、H、O元素在有机物中的价键特征,你能否推测乙醇具有可能的结构简式呢?(学生讨论练习,分组汇报结果,教师总结)设问这两种结构哪种表现乙醇分子呢?如何通过简单的实验来证实,常见无机物中含有-OH基团的物质(如H2O,H2SO4等),它们常有哪些典型性质呢?实验探究2将一小粒金属钠投入无水乙醇中,观察现象演示实验观察现象解析钠与乙醇反应能产生气体,那此气体是什么?如何检验?收集产生的气体,检验其是否可燃烧产生蓝色火焰这样检验就能证明产生的气体肯定是H2吗?点燃后依次用干燥洁净的小烧杯和蘸有澄清石灰水的小烧杯罩在火焰上方,看是否有水珠和变浑浊现象现象有气体放出,能燃烧,火焰呈淡蓝色,烧杯壁有水滴,加石灰水不变浑浊数据处理1摩尔无水乙醇与足量钠反应时收集到H
211.2升(已换成STP)探究3乙醇与钠反应产生氢气的H是来自于乙醇分子结构中的哪一部分?根据事实证明乙醇结构是(I)式,那么你能否根据其它事实证明C-H中的氢不能置换呢?师点拨金属钠保存在什么物质中——煤油生煤油是各种低级烃的混合物,也就是说,金属钠不是置换出烃中的氢师刚才我们推倒过程正是科学家发现乙醇分子结构的过程视频乙醇的分子结构视频剪辑(同时展示乙醇的分子结构模型)师先展示乙烷的球棍模型,再在一个C—H键之间加一个氧原子球模型,变成乙醇分子的模型让学生观察后,写出乙醇的分子式、结构式、电子式、结构简式[学生活动,教师巡视]指出学生的书写错误[板书]
一、乙醇的组成和结构乙醇的分子结构结构简式CH3CH2OH或C2H5OH师如何看待乙醇的分子结构呢?生乙醇分子是由乙基C2H5-和羟基-OH构成的,可看作乙烷分子里的氢原子被羟基所取代的产物,乙醇是衍生物或是水分子中氢原子被乙基取代的产物[讨论]⑴.乙醇是极性分子还是非极性分子?什么事实可以证明?⑵.乙醇溶于水是否导电?为什么?[学生讨论后得出结论]⑴.乙醇是极性分子它与水任何比互溶就是因为相似相溶⑵.乙醇溶于水不导电因为乙醇是非电解质师我们知道,物质的性质主要由官能团-OH决定,那么乙醇有哪些性质首先通过实验来研究有关乙醇的物理性质二.物理性质学生实验观察酒精灯内的酒精,观察色、态、闻气味(请一名同学总结乙醇的物理性质,其它同学补充)总结乙醇俗称酒精无色透明具有特殊香味的易挥发液体,密度比水小,沸点
78.5℃,可与水以任意比互溶师如何检验市场销售的乙醇是否含有水分呢?走进生活谁能帮帮我――老王的烦恼(老王几次买到的都是劣质酒精,含水很多,这一次找同学帮助检验酒精的真伪,同学现场表演用无水硫酸铜检验水分存在的实验)师刚才实验中的不纯酒精如何除去水分提纯呢?生可以利用蒸馏的方法分离三.乙醇的化学性质师从刚才的乙醇结构的推倒过程及以前所学的知识,你能推测出乙醇具有哪些典型的化学性质吗?1.乙醇与金属钠(活泼金属)反应(回忆乙醇和钠反应的实验现象,并与以前学习的钠和水反应的实验现象比较)动画模拟金属钠与乙醇反应时断键情况(乙醇中羟基中的O-H键断裂)师你能否完成本实验涉及的化学方程式呢?与钠和水反应的实验现象比较,你能够得到什么结论?(学生讨论)生2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑生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探究问题4根据原电池的构建条件,把乙醇与钠的反应设计成原电池(学生讨论展示实验设计方案,互相交流、讨论,教师用多多媒体展示参考实验装置)2.乙醇的氧化反应⑴常用的燃料图片乙醇可做燃料录音材料燃料乙醇的使用不仅可节省能源,而且可以减少环境污染巴西等国是推广汽车燃烧乙醇的最早国家,我国燃料乙醇刚起步,2003年投产的吉林60万吨燃料乙醇项目,是国内乙醇生产规模之最生CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O⑵催化氧化——生成乙醛动画模拟乙醇催化氧化的断键方式探究问题5实验室只有铜丝和酒精灯,请设计简便的方法实现上述反应【补充】短片交警查酒后驾车的操作学生实验酒精检测仪原理之一(乙醇与三氧化铬硫酸溶液的反应)生记录反应现象,探讨结论,思考完成方程式师乙醇还可以被酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液反应,直接生成乙酸探究问题6乙醇作为还原剂脱氢而生成乙醛,那么如果改变氧化剂和外界条件,乙醇是否有其他可能的脱氢方式?产物是什么?讨论试写出乙醇各种脱氢方式后产物的结构式3.脱水反应师除了使用石蜡油催化裂化制备乙烯外,我们实验室是如何制乙烯气体的呢?动画模拟乙醇的消去反应
①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
②取代反应——分子间脱水,生成乙醚动画模拟乙醇分子间的脱水反应师羟基是乙醇的官能团,决定着乙醇的化学性质,在解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(引导学生根据有机反应中键的断裂和生成规律推测产物结构后看乙醇分子间脱水生成乙醚的微观本质)师乙醇的脱水反应随反应条件(温度)不同,脱水的方式不同,产物也不同,因此,可以根据物质的化学性质,按照实际需要,控制反应条件,使反应朝我们需要的方向进行探究7乙醇化学性质中还有无其他可能的断键方式吗?产物是什么?动画模拟乙醇与HBr的反应师另外,下节课我们还将学习乙醇一种新的断键方式――制乙酸乙酯师因乙醇性质的多样化,则乙醇在生活中的用途很广泛,它有哪些用途呢?你能否尝试用乙醇的性质来解释呢?(学生联系实际讨论乙醇的用途)师本节课我们认识了乙醇的常见性质,也对酒这种神奇的饮料有了全新的认识,不过我们正处于身体发育的关键阶段,千万不可饮酒[资料李白斗酒诗百篇—难]李白,唐代大诗人,传说他非常爱喝酒,且酒后常诗兴大发,故有“李白斗酒诗百篇”之说就是说,李白酒喝的越多,写的诗越多其实喝酒,特别是大量饮酒,能刺激人的神经,使人处于一种不能自已的状态,往往表现为头昏脑胀、醉语连篇,严重者甚至会昏迷、损伤大脑神经,哪里还能写诗!青少年正处于生长发育期,酒精的刺激会影响大脑发育,所以同学们一定不要饮酒,也应该劝告大人少饮酒!知识链接
一、乙醇燃料电池
1.正、负极材料:铂电极
2.电解质溶液:KOH溶液
3.电极反应:•负极(氧化反应)C2H6O+16OH--12e-→2CO32-+11H2O•正极(还原反应)6H2O+3O2+12e-→12OH-【例题剖析】【例1】将等质量的铜片在酒精灯上加热后,分别插入下列溶液中,放置片刻铜片最终质量增加的是( )A.硝酸B.无水乙醇C.石灰水D.盐酸师这是一个实验问题,需要大家结合所学知识,用想象完成,究竟是哪一个答案呢?(学生讨论完成)生1铜片灼烧后生成CuO,硝酸、盐酸使生成的CuO溶解,铜丝的质量减少;生2乙醇可实现CuOCu转变,铜丝的质量不变C2H5OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O;石灰水不能使CuO还原为Cu,铜片质量增加答案C【例2】.实验室常用NaBr、浓H2SO4与CH3CH2OH共热来制取溴乙烷,其反应的化学方程式如下NaBr+H2SO4====NaHSO4+HBr,C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O试回答1第二步反应实际上是一个可逆反应,在实验中可采取和的措施,以提高溴乙烷的产率2浓H2SO4在实验中的作用是,其用量物质的量应于NaBr的用量填“大”“小”或“等”3实验中可能发生的有机副反应用化学方程式表示是和师本题涉及到实验设计等,关键要明确反应的顺序及机理生11乙醇的溴代反应是可逆的,要提高溴乙烷的产率,应设法使平衡向生成物的方向移动生2浓H2SO4在第一个反应里是反应物;在第二个反应里它可作吸水剂因此它的用量应大于NaBr的用量物质的量,以利于减少反应体系中的水,使平衡向生成物方向移动生3浓H2SO4具有脱水性,乙醇在浓H2SO4的作用下可以有两种脱水方式,分别生成乙醚和乙烯答案1增加任一种反应物移去生成物可使平衡向正方向教学2反应物和吸水剂大32C2H5OHC2H5—O—C2H5+H2OCH3CH2OHCH2==CH2↑+H2O【例3】乙醇分子中不同的化学键如图关于乙醇在各种反应中断裂键的说法不正确的是()A.乙醇和钠反应键
①断裂B.在Ag催化下和O2反应键
①③断裂C.乙醇和浓H2SO4共热,在140℃时,键
①或键
②断裂;在170℃,时键
②⑤断裂D.乙醇完全燃烧时键
①②断裂师本题涉及化学键与物质性质之间的关系,请四位同学逐个解析生1乙醇的钠反应2CH3-CH2-OH+2Na2CH3-CH2-ONa+H2↑,断裂
①键,A正确生2乙醇的催化氧化2CH3CH2OH+O2,断裂
①③键生3乙醇和浓H2SO4140℃共热2CH3CH2OHCH3-CH2-O-CH2CH3+H2O,断裂
①②键生4乙醇和浓H2SO4170℃共热CH3-CH2OHCH2==CH2↑+H2O,断裂
②⑤键乙醇的燃烧分子中的化学键完全断裂所以A、B、C正确,D错误答案D课堂小结本节课通过对我们熟悉的乙醇的结构和性质的探究,不仅要求我们要掌握这些知识,更重要的是要求我们善于用化学的视角看待周围生活中的一些常见问题,并能用实事求是的科学态度和主动探究的科学方法了解社会、认识自然、发现奥秘、开拓创新【板书设计】第三节两种常见的有机物-乙醇(第1课时)
一、乙醇
1.乙醇的分子结构结构简式CH3CH2OH或C2H5OH
2.化学性质1与Na反应2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2↑2氧化反应
①燃烧C2H5OH+3O22CO2+3H2O
②催化氧化3消去反应附《乙醇的催化氧化》实验探究同学们,为了在较短的时间内获得明显的实验现象,请严格按规定量来取用药品 试剂乙醇、铜丝 仪器试管、量筒、酒精灯、火柴等 操作(建议完成时间4~5分钟)实验步骤实验现象结论
1.用量筒量取约3mL乙醇倒入试管中,闻液体的气味
2.将一端弯成螺旋状的光洁的铜丝在酒精灯外焰上加热片刻,离开火焰观察铜丝颜色变化由____色变为____色加热时,铜的表面有____生成
3.趁热将铜丝伸入盛有乙醇中的试管中铜丝颜色变化由____色变为____色热铜丝伸入到乙醇中后,_____变成了_____
4.重复
2、3步骤操作3次后,取出铜丝,闻试管中液体气味是否有改变液体前后的气味液体的气味__填“有”或“没有”改变反应时,__填“有”或“没有”不同于乙醇的液体生成
5.目标检测
1.将等质量的铜片在酒精灯上加热后,分别插入下列溶液中,放置片刻,铜片质量增加的是A.HNO3B.无水乙醇C.石灰水D.盐酸
2.甲醇、乙二醇、丙三醇中分别加入足量金属钠产生等量的氢气相同条件,则上述三种醇的分子个数比为A.6∶3∶2B.4∶3∶2C.2∶3∶6D.3∶2∶
13.A、B、C三种醇同足量的金属钠完全反应,在相同的条件下产生相同体积的氢气,消耗这三种醇的物质的量之比为2∶6∶3,则A、B、C三种醇分子里羟基数之比是A.3∶2∶1B.3∶1∶2C.2∶1∶3D.2∶6∶
34.某有机物蒸气,完全燃烧时需三倍于其体积的氧气,产生二倍于其体积的二氧化碳,该有机物可能是()A.C2H4B.C2H5OHC.CH3CHOD.CH3COOH配餐作业请从下列三组中任意选择两组题完成,建议选择AB或BCA组题
1.山西发生假酒案,假酒中严重超标的有成分是()A.丙三醇B.CH3OHC.HOCH2CH2OHD.CH3COOH
2.用分液漏斗可以分离的一组混合物是()A.溴苯和水B.甘油和水C.丙醇和乙二醇D.溴和乙醇
3.若分子组成符合CnH2n+1OH的醇与浓H2SO4共热时,最多生成3种烯烃,则醇分子中的n值为()A.2B.3C.4D.
54.一定量的乙醇在氧气不足的情况下燃烧,得到CO
2、CO和H2O的总质量为
27.6g,其中H2O的质量为
10.8g,则CO的质量是()A.
1.4gB.
2.2gC.
4.4gD.在
2.2g和
4.4g之间答案A设计意图选择教学中已涉及题目的原形,对其作同等水平的变式,让学生弥补课堂教学中对理解的不足估计完成时间五分钟B组题
5.将等质量的铜片在酒精灯上加热后,分别插入下列溶液中,放置片刻,铜片质量增加的是(C )A.硝酸 B.无水乙醇C.石灰水 D.盐酸
6.A、B、C三种醇同足量的金属钠完全反应,在相同的条件下产生相同体积的氢气,消耗这三种醇的物质的量之比为3∶6∶2则A、B、C三种醇分子里羟基数之比是(D )A.3∶2∶1 B.2∶6∶3 C.3∶1∶2 D.2∶1∶
37.乙醇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明不正确的是(C)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
③C.在铜催化共热下与O2反应时断裂
①和
⑤D.在空气中完全燃烧时断裂
①②③④⑤
8.酿酒技术是我国古代的化学成就之一我国早在公元前2200年就能造酒,人类饮酒的历史也随着酒的产生一直延续到现在,酒与化学是密切相关的下列关于乙醇的说法正确的是(D )A.乙醇在水溶液中能电离出少量的H+,所以乙醇是电解质B.乙醇结构中有—OH,所以乙醇显碱性C.乙醇分子中只有烃基上的氢原子可被钠置换出来D.乙醇是一种很好的溶剂,能溶解许多无机化合物和有机化合物,人们用白酒浸泡中药制成药酒就是利用了这一性质设计意图从习题A组中选择原题,对其作同等水平或提高水平的变式估计完成时间10分钟C组题
9.某醇的分子式为C5H12O解析数据表明分子中有2个-CH
3、2个-CH2-、1个和1个-OH,它的可能结构只有4种它们的结构简式分别是
①______________,
②______________,
③______________,
④______________
10.把一端弯成螺旋状的铜丝放在酒精灯火焰上加热,看到铜丝表面生成黑色的__________,再迅速把铜丝插入盛有乙醇的试管里,看见铜丝表面__________,反复多次,试管内有__________气味的生成其反应的化学方程式为______________________;反应中乙醇被_________(填“氧化”或“还原”)9CH3CH(OH)CH2CH2CH3CH3CH2CH2(OH)CH2CH3CH2OHCHCH3CH2CH3CH3CHCH2OHCH2CH310CuO变红刺激性乙醛CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O氧化设计意图从高考复习题中选择素材,对教学中涉及的问题做提高水平的变式,让学生更好的理解估计完成时间15分钟教学反思乙醇的化学性质小结回顾有机物的相关知识、有酒引出新课乙醇的物理性质140℃170℃。