来自石油和煤的两种基本化工原料(第二课时)
苯https://www.shimengyuan.com/nianji/1537.html
一、教材分析:
必修模块2第三章《有机化合物》,是以典型有机物的学习为切入点,让学生在初中有机物常识的基础上,能进一步从https://www.renjiaoshe.com/huaxue/结构的角度,加深对有机物和有机化学的整体认识。苯就是几种典型代表物之一,本节课主要介绍苯的物理性质、分子结构、化学性质,以及在生产、生活中的应用,从结构角度深化学生对苯的认识,建立有机物“(组成)结构——性质——用途”的认识关系,使学生了解学习和研究有机物的一般方法,形成一定的分析和解决问题能力。
苯分子结构中特殊的化学键决定了苯的化学性质。它是对中学阶段烃类成键知识以及性质的总结与拓展。学好苯的知识对后续有机物的学习具有指导作用。通过这节课,学生基本掌握了有机化学的学习方法,能利用物质的结构推断物质的性质,利用物质的性质来推断物质的结构。
二、学生情况分析:
高一学生已经具备了一定的逻辑推理能力、观察能力和实验操作能力。在学习苯的知识之前,学生已经学习过甲烷、乙烯,初步掌握了碳碳单键、碳碳双键的结构特征和特征反应。根据奥苏贝尔的有意义学习理论,这些知识就是学生学习新知识之前已经具备的“先行组织者”,苯有关知识的学习要以此为基础,注意新知识和“先行组织者”之间的联系。学生运用“先行组织者”对苯分子的结构进行推测,继而根据分子结构推测苯的化学性质。
三、教学目标:
能列举苯的主要物理性质(颜色、状态、熔点、沸点);掌握苯的分子结构并能够描述其结构特征;
通过苯与溴、浓硝酸等反应,掌握苯易取代、能加成、难氧化的化学性质。
通过对苯分子组成及结构、性质的探究加强观察、归纳、推理等方法及技能的训练,进一步认识研究有机物的一般过程和方法;
以苯为例,论证物质结构决定性质、性质反映结构的辨证关系;参与苯分子结构的探究过程,了解科学探究的基本过程,发展探究能力。
能从历史的角度理解科学家们提出的理论在当时具有的意义,从而理解科学的本质;
体会想象力和创造力在科学研究中的重要意义;认识技术的更新对科学发展的推动作用。
四、教学重点与难点:
教学重点:引导学生探究苯的结构,掌握苯的化学性质。
教学难点:苯分子的结构特点和苯的化学性质
五、教学理念与教学方式:
中学生核心素养中的自主发展中要求学会学习,主要是学生在学习意识形成、学习方式方法选择、学习进程评估调控等方面的综合表现。具体包括乐学善学、勤于反思、信息意识等基本要点。
根据建构主义的基本理论和教学设计思想,依据以学生为中心的教学设计原则,在构建学生的学习环境时,采用的是“抛锚式教学”。
首先抛出眼下互联网上火爆的“苯宝宝”表情包,引发学生对苯的好奇心、求知欲,然后沿着历史的发展脉络设置了八个学习任务,将一个完整的发现苯、认识苯的过程展现在学生的面前,运用引导探究的学习方式使学生亲历 “苯的发现之旅”,体会科学研究的过程和乐趣,训练科学方法。本课采用化学史和科学探究相结合的教学方式,把演示实验、探究实验、苯分子结构假说的提出和证实(或发展)串联起来,按科学发现基本过程的顺序设计教学程序。从发展学生自主性、创新性的角度出发,先启发学生自己写出C6H6可能的链烃结构简式,然后设计实验否定苯具有链式结构,从而发现并明确问题。再通过介绍凯库勒等科学家的研究工作,从运用假说的角度让学生认识并体验科学探索的基本过程。
六、教学准备
教具:投影仪、多媒体课件
实验装置及其药品:苯、酸性KMnO4 、溴水、蒸馏水、坩埚、石棉网、试管(3支)小烧杯、胶头滴管、火柴
七、教学过程
【图片】表情包新秀苯宝宝,引入本节课主题——苯
【样品展示】观察苯的色、态,并小心闻味;将2mL液态苯放入试管,然后将试管放在冰盐中冷却;试管中盛2mL苯,然后加入4mL水振荡,观察溶解情况及苯层位置;试管中盛4mL苯加入少量碘晶体振荡观察溶解情况。
学生归纳苯的物理性质
【板书】 一、苯的物理性质
无色、特殊气味液体,密度比水小,不溶于水,是一种重要溶剂,沸点:80.1℃易挥发,熔点:5.5℃
有毒
二、苯的分子结构
问题1:苯分子具有怎样的分子组成呢?
19世纪初,英国等欧洲国家城市照明已普遍使用煤气,使煤炭工业得到了很大的发展。生产煤气剩余一种油状、臭味、粘稠的液体却长期无人问津。1825 年法拉第从煤焦油中分离出一种新的物质——苯。 测定发现苯仅由碳、氢两种元素组成,其中碳的质量分数为92.3%,苯蒸气密度为同温、同压下氢气气体密度的39倍。苯的分子式 。法拉第称其为“氢的重碳化合物”
【板书】
1、分子式:C6H6
【提问】
知道了苯的分子式,那苯的结构又是怎样的呢?现在,请同学们根据苯的分子式以及所学的烷烃、烯烃的通式,分析探究苯属不属于这两种烃中的某一种烃?(用烷烃、烯烃的通式进行提示)
【提问】同学们再看一下苯分子中碳、氢原子的个数比,苯中碳原子达到饱和了吗?——不饱和度为4。根据分子式,试着写出苯可能的结构简式——含有2个碳碳三键或4个碳碳双键或1个环加3个双键或者2个环加一个三键等等。
【思考与交流】 若苯分子为上述结构之一,则其应该具有什么重要化学性质?可设计怎样的实验来证明?
【学生讨论设计实验方案】
【分析】
两试管中的颜色均没有褪去,说明苯不能与酸性高锰酸钾溶液以及溴水发生反应,也就是说苯不具有不饱和烃的特点。而苯层由无色变为橙色是由于萃取引起。
【过渡】
从苯的分子组成上看苯应该为一种不饱和烃,但苯又不能使酸性高锰酸钾溶液以及溴水褪色,那么苯到底应该是一种什么样的结构呢?
【结论】苯分子的结构中不存在碳碳双键或碳碳三键
【教师】 通过上面实验我们否定了苯的链状结构。苯分子的结构究竟如何,这在十九世纪是个很大的化学之谜。化学家为此提出了许多结构,如:
【投影并讲解】
但这些结构又被实验一一推翻了,直到1865年德国化学家凯库勒提出的苯的结构。
【板书】
2、结构式
【讲解】苯不能与溴水或酸性高锰酸钾溶液,说明苯分子的结构中不存在碳碳双键,故凯库勒式仍不能准确表示苯分子的结构,对苯的进一步研究表明,苯分子中的6个碳原子之间的键完全相同,是一种介于单键和双键之间的独特的键,所以,也常用
表示苯分子
苯分子的结构特点:
a、平面结构;
【讲解】
(1)反应条件苛刻,不仅需要高温,还需要镍作催化剂;(2)把苯写凯库勒式,并把苯看出含三个碳碳双键;(3)产物为环己烷,化学性质与烷烃相似。
【提问】
前面我们学习了甲烷、乙烯,了解了它们各自的化学性质,但其中有一化学性质是它们共同具有的,同学们知道是什么吗?同学们可以可以回顾甲烷、乙烯的化学性质。
3、燃烧反应
总结:苯的化学性质(较稳定):
1、难氧化(但可燃); 2.能加成,易取代。
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