生活中两种常见的有机物-教学设计

1人教版普通高中课程标准实验教科书化学必修2第三章第三节生活中两种常见的有机物—乙酸教学设计绵阳中学实验学校杜亚雷一、教学目标：[知识与技能]:1、了解乙酸的分子式和结构式，理解羧基的结构特点2、了解乙酸的物理性质3、理解酯化反应的概念；掌握乙酸的酸性和酯化反应等化学性质4、初步熟悉乙酸的酯化反应实验的相关实验操作[过程与方法]:1、通过展示乙酸分子的球棍模型及实物，进一步认识乙酸的分子结构及其物理性质2、采用复习回忆法及实验验证法学习乙酸的酸性，体验科学实验的乐趣，促进学习方式的转变3、利用实验探究，动手实验，设疑引导学生分析和推理乙酸的酯化反应，并且利用形象生动的动画演示，明确酯化反应的实质[情感态度价值观]:1、运用分子模型、实验设计和探究、多媒体等手段创设情境，激发学生学习的兴趣和求知欲，培养学生的观察能力，分析归纳思维能力以及协同合作能力2、能够通过乙酸性质等的学习，认识化学与生活的密切联系，从而提高学习化学的积极性，能够对与化学有关的社会与生活问题做出合理的解释和判断二、学情分析：[基础知识]：乙酸作为生活中常见的一种重要调料，学生已经对醋酸的性质有了感性认知，并且初中学生只知道乙酸是一种酸，到了高中必修阶段乙酸就是一种有机物，而选修阶段乙酸是一种烃的衍生物，学生对乙酸的认知呈现递进变化。前面已经学习了烃和烃的衍生物（乙醇）的相关知识，对有机物的学习尤其是官能团和有机物的化学性质之间的相互联系有了一定的认识，具备一定的实验设计能力和探究有机物结构与性质的条件。[学法指导]：（1）通过学生设计证明乙酸酸性的实验，培养学生实验操作和创新思考能力，使学生掌握利用化学实验设计和实施化学实验可以达到研究物质性质的基本方法和技巧。（2）通过对酯化反应演示实验的改进，突出了酯化反应过程、条件和实验装置特点的分析推理和研究，使学生在课堂上体验科学实验的乐趣，潜移默化地受到自然科学方法2论思想的熏陶。三、重点:乙酸的酸性和乙酸的酯化反应难点:乙酸酯化反应的实质四、教具准备:乙酸分子的球棍模型；冰醋酸、乙酸溶液、乙醇、浓H2SO4、饱和Na2CO3溶液、稀NaOH溶液、锌粒、石蕊试液、酚酞、Na2CO3粉末；试管、烧杯、铁架台、酒精灯、火柴、沸石。五、知识结构与板书设计:第三节生活中两种常见的有机物——乙酸一、物理性质二、分子组成与结构分子式：C2H4O2结构式：结构简式：CH3COOH官能团：羧基（—COOH）三、化学性质1﹑酸性：CH3COOHCH3COO¯+H+(1)使石蕊试液变红(2)与碱反应生成盐和水(3)与碱性氧化物反应生成盐和水(4)与氢前金属反应生成H2(5)与某些盐反应（Na2CO3）酸性：CH3COOHH2CO3颜色、状态无色的液体气味有强烈刺激性气味沸点117.9℃熔点16.6℃易挥发溶解性易溶于水乙醇等溶剂32﹑酯化反应：定义：酸跟醇作用生成酯和水的反应叫酯化反应。实质：酸脱羟基、醇脱氢酯化反应属于取代反应四、乙酸用途六、教学步骤、内容:【讲述】同学们，让我们通过一段视频开启今天的学习旅程。视频引入：通过《舌尖上的中国》短片的引入，激发学生进入乙酸学习的兴趣。【板书】第三节生活中两种常见的有机物——乙酸【讲述】视频中提到的醋就是我们今天学习的主角--乙酸，这节课我们共同学习关于乙酸的结构和性质。【投影】生活中常见的各种各样的醋：白醋、米醋、陈醋、苹果醋等。【提问】食醋的主要成分是乙酸，所以乙酸俗称醋酸，那么请同学们结合生活实际和老师所给出的冰醋酸样品，从以下几个方面总结出乙酸的物理性质。【投影】乙酸的物理性质表格【板书】一、物理性质【学生】按照表格所列出的几方面总结物理性质【讲述】当温度低于16.6℃时无水乙酸易凝结成冰一样的晶体，所以无水乙酸又称为冰醋酸，注意无水乙酸为纯净物。【过渡】我们现在已经了解了乙酸的一些外观特征，那么乙酸分子的内部结构又是怎么样的呢？请同学们根据老师所给出的乙酸的球棍模型和比例模型，请大家写出乙酸的分子式，结构式以及结构简式。【板书】二、分子组成与结构分子式：结构式：结构简式：【展示】【投影】乙酸分子的球棍模型、比例模型。颜色、状态气味沸点熔点溶解性+H2OCH3COOH+H18OCH2CH3浓H2SO4CH3CO18OCH2CH34【学生】请同学到黑板书写乙酸的分子式、结构式和结构简式。二、分子组成与结构分子式：C2H4O2结构式：结构简式：CH3COOH【讲述】通过乙醇的学习，我们已经知道官能团决定着物质的主要化学特性，那么乙酸中的官能团是什么呢？中国的汉语言文学博大精深，乙酸是一种含氧酸，氧和酸的偏旁共同构成了乙酸的官能团—羧基，决定了乙酸的主要化学性质。【板书】官能团：羧基（—COOH）【投影】乙酸的官能团名称来源，及官能团。【过渡】结构决定性质，那么乙酸有哪些化学性质呢？【板书】三、化学性质【提问】根据初中已学知识，大家说说乙酸有什么性质？【回答】酸性【板书】1﹑乙酸的酸性：【投影】实验探究：设计实验证明乙酸具有酸性实验药品：锌粒、乙酸溶液、石蕊试液、酚酞、NaOH溶液、Na2CO3粉末实验要求：1.注意实验安全及操作规范性；2.每个小组分工合作(前后8人为一组)：(1)设计1个简单的实验方案；(2)实验操作过程；(3)记录现象；(4)分析整合汇报实验结论。【学生】实验设计、实施、交流讨论【实验一】乙酸与石蕊试液实验步骤：向一支盛有少量乙酸的试管里滴加几滴石蕊试液，观察现象。实验现象：溶液变红球棍模型分子比例模型5实验结论：乙酸具有酸性。【实验二】乙酸与锌的反应实验步骤：向一支盛有少量乙酸的试管里加入锌粒，观察现象。实验现象：有气泡产生实验结论：乙酸能跟活泼金属作用，具有酸性。【实验三】乙酸和氢氧化钠反应实验步骤：先取氢氧化钠溶液于试管中，加入一滴酚酞，再逐滴加入乙酸实验现象：红色褪去实验结论：乙酸具有酸性【实验四】乙酸与碳酸钠的反应实验步骤：向一盛有少量碳酸钠粉末的试管里，加入约3mL乙酸溶液，观察现象。实验现象：试管里有无色、无味的气泡生成实验结论：乙酸具有酸性，且酸性比碳酸的酸性强。化学反应方程式：2CH3COOH+Na2CO3＝2CH3COONa+CO2↑+H2O【投影】提出可能的几种实验方案，让学生补充实验现象及结论【归纳】通过前面几个小实验可以证明乙酸具有酸的通性：能与活泼金属、碱、盐等物质发生反应。【板书】酸性：CH3COOHH2CO3【分析】利用乙酸与Na2CO3的反应。这说明乙酸的酸性强于碳酸。尽管如此，但它在水溶液里还是只能发生部分电离，仍是一种弱酸。【板书】CH3COOHCH3COO¯+H+【思考与实践】化学来源于生活又应用于生活，生活中我们常常会遇到这样的问题，家里的水壶经常烧水会结一层厚厚的水垢，如何除去水垢？说出其中的道理。【讲解】我们通常采用食醋浸泡的方法去除水垢，那么同学们能解释其中的原理吗？【投影】乙酸除去水垢的原理：2CH3COOH+CaCO3=(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑CaCO3+2CH3COOH=2CH3COO¯+Ca2++CO2↑+H2O【过渡】乙酸除了具有酸的通性外，还有什么其他化学性质呢？【过渡】酒越陈越香，驰名中外的宜宾五粮液，做好后用坛子密封埋在地下数年后，才取出分装出售，这样酒酒香浓郁、味道纯正，独具一格，为酒中上品，它的制作方法是有科学道理的。厨师烧鱼时加醋并加点酒，鱼的味道就变得无腥﹑鲜美？这些原理都可以用化学知识解释，我希望通过接下来的学习同学们能解释其中的奥妙。【讲述】我们通过实验3-4学习乙酸的另一个性质—酯化反应【投影】实验3—4：实验仪器及药品：铁架台,酒精灯,试管,胶头滴管,带导管的橡胶塞,碎瓷片,火柴；无水乙6醇,浓硫酸,冰醋酸,饱和碳酸钠溶液。实验步骤：(1)、在一支大试管中先加入3mL无水乙醇，然后边振荡边慢慢地加入2mL浓硫酸，最后再加入2mL无水乙酸，振荡均匀后加入两小块碎瓷片。（注意安全）(2)、连接好装置，用盛5mL饱和碳酸钠溶液小试管收集产物，要注意导气管口只能靠近但不能插入液面下，用酒精灯缓慢加热。【讲述】实验仪器药品，及实验步骤，请同学们做演示实验。【学生实验】乙酸的酯化反应，教师指导学生。【提问】请做实验的同学回答实验现象。【投影】实验现象：(1).饱和Na2CO3溶液上层有透明的不溶于水的油状液体产生。(2).闻到香味【讲解】在这个实验中乙酸和乙醇生成了无色、具有芳香气味的液体乙酸乙酯。【板书】2﹑酯化反应：【投影】实验原理【讲解】书写方程式要注意，这个反应为可逆反应，浓硫酸为催化剂，一定不要漏掉水。【提问】请同学们阅读教材76页，找出什么是酯化反应？【回答】酸与醇反应生成酯和水的反应叫酯化反应【板书】定义：酸跟醇作用生成酯和水的反应叫酯化反应。【过渡】在上述这个酯化反应中，生成物水中的氧原子是由乙酸分子中的羧基上的羟基提供，还是由乙醇分子的羟基提供？【提问】在酯化反应中乙酸和乙醇有几种可能的断键方式？【回答】两种：一种酸中碳氧键断裂，一种酸中氢氧键断裂【投影】+H2OCH3COOH+H18OCH2CH3浓H2SO4CH3CO18OCH2CH3探究酯化反应可能的脱水方式浓H2SO4b、OOCH3—C—O—H+HO—C2H5CH3—C—O—C2H5+H2Oa、CH3—C—OH+H—O—C2H5CH3—C—O—C2H5+H2O浓H2SO4==OO7【提问】如何确定实际发生的是哪种断键方式？【投影】【动画演示】利用同位素原子示踪法验证酯化反应的实质【讲述】用含18O的醇跟羧酸起酯化反应，形成含有18O的酯，证明这种酯化反应的实质是：羧酸脱去羧基上的羟基，醇脱去羟基上的氢原子。【板书】实质：酸脱羟基、醇脱氢酯化反应属于取代反应。【小练】【提问】请两个同学到黑板上来【思考与交流】1、药品的添加顺序如何？【回答】在试管中加入3mL乙醇，然后边摇动试管边慢慢加入2mL浓硫酸和2mL乙酸【讲解】因为相当于稀释浓硫酸，先加乙醇，后加浓硫酸，由于放出大量的热，乙醇和乙酸都容易挥发，但乙酸的价格更贵，等温度降一下后，再加乙酸，就可以防止乙酸的挥发，从而节省原料，提高原料的转化率。而且因为浓硫酸密度大于乙醇，当加入时放出大量的热，若乙醇加入浓硫酸中，浓硫酸在乙醇下方，就会热量散发不出，引起飞溅不安全所以先加乙醇，而且乙酸密度也大于乙醇所以再乙醇后加。2、加碎瓷片的作用是什么？【回答】防止暴沸3、浓硫酸的作用是什么？【回答】催化剂：提高反应速率；吸水性：浓硫酸可以吸收生成物中的水，使反应向正反应方向进行。4、长导管有何作用？导管为何不能伸入饱和碳酸钠溶液中？【回答】导气和冷凝；防止倒吸5、为什么用酒精灯缓慢加热？【回答】(1)减少乙酸乙醇的挥发(2)提高反应速率，使生成的乙酸乙酯挥发，有利于收集产物【投影】物质沸点（OC）密度（g/mL）水溶性乙酸117．91．05易溶•碎瓷片•乙醇3mL•浓硫酸2mL•乙酸2mL•饱和的Na2CO3溶液乙酸的酯化反应（防止暴沸）1818OOCH3—C—OH+H—O—C2H5CH3—C—O—C2H5+H2O浓H2SO48乙醇78．50．7893易溶乙酸乙酯770．90微溶6、得到的反应产物是否纯净？主要杂质有哪些？如何除去？【回答】乙酸；乙醇7、为何用饱和碳酸钠溶液来吸收乙酸乙酯？其作用如何？【回答】吸收挥发出来的乙醇和中和挥发出来的乙酸；降低酯的溶解度，使乙酸乙酯和碳酸钠溶液分层【提问】请大家运用这节课所学习的知识，解释为什么酒是陈的香，做鱼时加酒和醋能去腥曾香？【回答】发生了酯化反应，生成具有香味的物质。【过渡】性质决定用途，乙酸具有酸性，能够发生酯化反应，决定了它具有以下用途。【板书】四、乙酸的用途【投影】乙酸的用途【讲解】乙酸是一种重要的有机化工原料。可用于生产醋酸纤维、合成纤维、喷漆溶剂、香料、染料、医药以及农药等。同时，乙酸是食醋的重要成分，也可用于杀菌消毒。【讲解】老酒为什么格外香？在一般酒中，除乙醇外，还含有有机酸、杂醇等，有机酸带酸味，杂醇气味难闻，饮用时涩口刺喉，但长期贮藏过程中有机酸能与杂醇相互酯化，形成多种酯类化合物