【教學(xué)設(shè)計】《來自石油和煤的兩種基本化工原料（第二課時）》（人教）探究式教學(xué).doc

來自石油和煤的兩種基本化工原料（第2課時）合肥一中 李晉凱 模式介紹探究式教學(xué)是以自主探究為主的教學(xué)。它是指教學(xué)過程是在教師的啟發(fā)誘導(dǎo)下，以學(xué)生獨立自主探究或合作討論為前提，以現(xiàn)行教材為基本探究內(nèi)容，以學(xué)生周圍世界和生活實際為參照對象，為學(xué)生提供充分自由表達、質(zhì)疑、探究、討論問題的一種教學(xué)形式。學(xué)生對當前教學(xué)內(nèi)容中的主要知識點進行自主學(xué)習(xí)、深入探究并進行小組合作交流，以自我獲取，自我求證的方式深化知識的理解和運用。從而較好地達到課程標準中關(guān)于認知目標與情感目標要求的一種教學(xué)模式。其中認知目標涉及與學(xué)科相關(guān)知識、概念、原理與能力的掌握；情感目標注重科學(xué)素養(yǎng)與道德品質(zhì)的培養(yǎng)。 教材分析來自石油和煤的兩種基本化工原料選自化學(xué)必修2第三章第二節(jié)，必修模塊的有機化學(xué)內(nèi)容。本節(jié)內(nèi)容是學(xué)生在系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了烷烴之后，已初步了解學(xué)習(xí)有機化學(xué)的方法的情況下學(xué)習(xí)的又一類烴，在教材中占據(jù)了重要的地位。教材著重介紹了乙烯和苯的分子組成和結(jié)構(gòu)、乙烯和苯的性質(zhì)，并結(jié)合乙烯和苯的性質(zhì)介紹了幾種基本的有機反應(yīng)，如加成反應(yīng)、取代反應(yīng)和氧化反應(yīng)等，并通過乙烯和苯的性質(zhì)概括出其重要用途。苯是芳香烴典型的代表物，苯分子結(jié)構(gòu)中特殊的化學(xué)鍵決定了苯的化學(xué)性質(zhì)，因此教材在介紹苯的化學(xué)性質(zhì)之前，首先介紹了苯的分子結(jié)構(gòu)，通過苯分子化學(xué)鍵的解析研究引出苯的化學(xué)性質(zhì)，并通過苯與溴的反應(yīng)、苯的硝化反應(yīng)、苯的磺化反應(yīng)的講解，使學(xué)生體會結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的辯證關(guān)系。這樣不僅使學(xué)生對苯的結(jié)構(gòu)有了深刻的印象，同時對苯的同系物的學(xué)習(xí)做了鋪墊。 思路說明從苯的發(fā)現(xiàn)史引入，帶領(lǐng)學(xué)生探究苯分子結(jié)構(gòu)的推測，讓學(xué)生認識到苯分子是一種平面結(jié)構(gòu)的分子，它的碳碳鍵是一種位于單鍵和雙鍵之間的大鍵。讓學(xué)生認識到結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，所以苯的碳碳鍵是一種位于單鍵和雙鍵之間的大鍵，在一定條件下也可發(fā)生取代或加成反應(yīng)。通過溴代反應(yīng)的演示，讓學(xué)生認識到苯與溴發(fā)生的反應(yīng)是取代反應(yīng)而非加成反應(yīng)。 教學(xué)目標【知識與技能】1.了解乙烯、苯的主要性質(zhì)及它們在化工生產(chǎn)中的作用，認識典型加成反應(yīng)特點；2.進一步強化認識“結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”的關(guān)系；3.讓學(xué)生通過實驗初步了解有機基本反應(yīng)類型，形成對有機反應(yīng)特殊性的正確認識，并能從結(jié)構(gòu)上認識其反應(yīng)特點?！具^程與方法】通過實驗探究培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、分析解決問題的能力；通過情景引入問題分析實驗探究反饋練習(xí)歸納總結(jié)的過程，使學(xué)生理解掌握乙烯的化學(xué)性質(zhì)及對比學(xué)習(xí)的方法?！厩楦袘B(tài)度與價值觀】通過乙烯、苯用途的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生領(lǐng)會化學(xué)與生活的巨大聯(lián)系。 教學(xué)重難點【教學(xué)重點】乙烯的加成反應(yīng)、苯的取代與加成反應(yīng)。【教學(xué)難點】乙烯結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系、苯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系、苯的取代反應(yīng)與烷烴取代反應(yīng)的區(qū)別。 教學(xué)過程【復(fù)習(xí)】提問乙烯的化學(xué)性質(zhì)，練習(xí)寫電子式、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡式及化學(xué)方程式。【引入】上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了乙烯，今天我們苯?！景鍟慷⒈健局v述】苯的發(fā)現(xiàn)史：苯是怎樣被發(fā)現(xiàn)的呢?19世紀歐洲許多國家都使用煤氣照明，煤氣通常是壓縮在桶里貯運的，人們發(fā)現(xiàn)這種桶里總有一種油狀液體，但長時間無人問津。英國科學(xué)家法拉第對這種液體產(chǎn)生了濃厚興趣，他花了整整五年時間提取這種液體，從中得到了苯一種無色油狀液體?！菊故尽恳黄考儍舻谋?，觀察苯的顏色、狀態(tài)，聞苯的氣味?！景鍟勘绞且环N無色、有特殊氣味的液體?！驹O(shè)問】法拉第發(fā)現(xiàn)苯以后，立即對苯的組成進行測定，他發(fā)現(xiàn)苯僅由碳、氫兩種元素組成，其中碳的質(zhì)量分數(shù)為92.3，苯蒸氣密度為同溫、同壓下乙炔氣體密度的3倍，請確定苯的分子式?！揪毩?xí)】求算苯的分子式： 7892.3%12=6 78（192.3%）=6所以苯的分子式為 C6H6?！景鍟?苯的組成： C6H6 結(jié)構(gòu)簡式： 【展示】比例模型：【思考】根據(jù)比例模型，苯分子中是否存在單鍵或雙鍵？若存在雙鍵你怎樣證明？【實驗3-1】 觀察苯的物理性質(zhì)，向少量苯中滴加溴的四氯化碳溶液、高錳酸鉀溶液 觀察現(xiàn)象？【現(xiàn)象】都不褪色?！窘Y(jié)論】苯分子中的無明顯的碳碳鍵?！局v解】 因此苯分子中碳碳鍵既不同于單鍵也不同于雙鍵，而是介于單鍵和雙鍵之間的一種獨特的鍵?！就队啊?現(xiàn)代科學(xué)對苯分子結(jié)構(gòu)的研究：1苯分子為平面正六邊形結(jié)構(gòu)，鍵角為120。2苯分子中碳碳鍵鍵長為介于單鍵和雙鍵之間。【板書】苯的結(jié)構(gòu)特點：苯分子中的碳碳鍵是介于單鍵和雙鍵之間的一種獨特的鍵。【練習(xí)】1、能證明苯分子中不存在碳碳單、雙鍵交替排布的事實是DA、苯的一溴代物沒有同分異構(gòu)體 B、苯的間位二溴代物只有一種C、苯的對位二溴代物只有一種 D、苯的鄰位二溴代物只有一種2有人認為苯的結(jié)構(gòu)還可能具有兩種三維空間的主體結(jié)構(gòu)，請你根據(jù)現(xiàn)有的實驗事實分析這兩種結(jié)構(gòu)是否合理?若以結(jié)構(gòu)I為母體，它的一取代物的2，4，6位上的H性質(zhì)相同，3，5位上H的性質(zhì)相同，則2，4，6-三溴苯的結(jié)構(gòu)簡式為_。答案：這兩種結(jié)構(gòu)不合理。結(jié)構(gòu)簡式為：【過渡】苯中的碳碳鍵雖是介于單鍵和雙鍵之間的一種獨特的鍵。但在一定條件下也可發(fā)生取代或加成反應(yīng)。【板書】1、苯的取代反應(yīng)【講述】苯在一定條件下，可以與溴、濃硝酸發(fā)生取代反應(yīng)?！景鍟浚?）【投影】實驗裝置：【講解】注意：1、實際加入反應(yīng)器的是鐵屑，鐵屑立即與液溴反應(yīng)即生成起催化作用的FeBr3。2、實驗現(xiàn)象：將苯、溴和鐵屑混合放入燒瓶中，混合液呈微沸狀態(tài)，這說明此反應(yīng)為放熱反應(yīng)。導(dǎo)管末端有大量的白霧產(chǎn)生，錐形瓶中的硝酸銀溶液中有淡黃色沉淀產(chǎn)生。反應(yīng)完成后的混合溶液倒入水中后，得到一種比水重，不溶于水的褐色液體?！舅伎肌浚?）純凈的溴苯應(yīng)為無色液體，為什么實驗中得到的溴苯呈褐色？試設(shè)計合理的實驗方案除去褐色，還溴苯以本來面目。苯的溴代實驗的有機產(chǎn)物往往呈褐色，這是因為未發(fā)生反應(yīng)的溴和反應(yīng)中的催化劑溴化鐵溶解在生成的溴苯中。用水和堿溶液反復(fù)洗滌可以使褐色褪去，還溴苯以本來面目。（2）實驗中的什么現(xiàn)象說明苯與溴發(fā)生的反應(yīng)是取代反應(yīng)而非加成反應(yīng)？苯與溴反應(yīng)時，生成溴苯的同時有溴化氫生成，說明它們發(fā)生了取代反應(yīng)而非加成反應(yīng)。如果發(fā)生加成反應(yīng)的話，不會有溴化氫生成。【板書】（2）苯的硝化反應(yīng) 【講解】裝置特點：要用水浴加熱（500C600C），以便于控制反應(yīng)的溫度，溫度計一般應(yīng)置于水浴之中；為防止反應(yīng)物在反應(yīng)過程中蒸發(fā)損失，要在反應(yīng)器上加一冷凝回流裝置。【操作注意】（1）濃硫酸和濃硝酸混合的次序是：要將濃硫酸逐滴滴入濃硝酸中，且邊加邊攪拌。而不能將硝酸加入硫酸中。其原理跟用水稀釋濃硫酸同。（2）要向冷卻后的混合酸中逐滴滴加苯，且邊加邊振蕩，以防混合過程中產(chǎn)生大量的熱，造成苯的蒸發(fā)?！咀⒁狻克孟趸绞且环N有苦杏仁氣味的無色液體，有劇毒。實驗中得到的產(chǎn)品往往有一定的淡黃色，可能的原因有二：一是濃硝酸分解所得的部分二氧化氮溶于其中所致，二是副反應(yīng)得到的多硝基苯等?！景鍟?、一定條件下可以和氫氣、氯氣等發(fā)生加成反應(yīng)?！揪毩?xí)】苯在金屬鎳作催化劑，加熱的條件下可以與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)，生成環(huán)己烷，寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式?！敬鸢浮?【板書】3、苯在空氣中燃燒： 【講解并板書】芳香烴：含苯環(huán)的烴，如甲苯（苯同系物）、二甲苯等。【閱讀科學(xué)視野】人造血液一些液態(tài)的全氟烴，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)其有著極強的溶解氧氣的能力，根據(jù)這一特性，人們已制出了一種以全氟烴為基礎(chǔ)物質(zhì)的乳濁液代替血液，成為人造血液，并已成功地應(yīng)用于臨床?！鹃喿x科學(xué)史話】 苯的發(fā)現(xiàn)與苯分子結(jié)構(gòu)學(xué)說凱庫勒是德國化學(xué)家。19世紀中期，隨著石油、煉焦工業(yè)的迅速發(fā)展，有一種叫做“苯”的有機物的結(jié)構(gòu)成了許多化學(xué)家面臨的一個新的難題，凱庫勒就是其中的化學(xué)家之一。為了探求謎底，他每天只睡三四個小時，工作起來就忘記了休息，黑板、地板、筆記本，甚至是墻壁上，到處都是他寫下的化學(xué)結(jié)構(gòu)式，但一直沒有什么結(jié)果。一天，困頓至極的凱庫勒，恍惚見到一條首尾相銜的蛇在眼前飛舞，心神領(lǐng)會中一下悟到了苯的結(jié)構(gòu)式。他事后敘述了這段夢境：“事情進行得不順利，我的心想著別的事了。我把坐椅轉(zhuǎn)向爐邊，進入半睡眠狀態(tài)。原子在我眼前飛動：長長的隊伍，變化多姿，靠近了，連接起來了，一個個扭動著回轉(zhuǎn)著，像蛇一樣?？?，那是什么？一條蛇咬住了自己的尾巴，在我眼前旋轉(zhuǎn)。我如從電掣中驚醒。那晚我為這個假說的結(jié)果工作了一整夜。”在德國化學(xué)會成立25周年慶祝大會上，凱庫勒報告了自己發(fā)現(xiàn)的經(jīng)過，開玩笑地對人們說：“先生們，讓我們學(xué)會做夢吧！”長時間的準備，嚴密的邏輯思考，山窮水復(fù)疑無路時，夢寐以求的結(jié)果戲劇性地得到了突破。所謂積之于平時，得之于頃刻，正是靈感對艱苦勞動的一種獎賞。 【小結(jié)】略【課堂練習(xí)】1甲烷分子中的4個氫原子全部被苯基取代，可得如圖所示的分子，對該分子的描述不正確的是 A、分子式為C25H20 B、所有碳原子都在同一平面上C、此分子為非極性分子 D、此物質(zhì)屬于芳香烴，是苯的同系物2在烴分子中去掉2個氫原子形成一個C=C鍵是吸熱反應(yīng)，大約需117125kJmol-1的熱量，但1,3-環(huán)己二烯失去2個氫原子變成苯是放熱反應(yīng)，反應(yīng)熱為23.4 kJmol-1。以上事實表明A、1,3-環(huán)己二烯加氫是吸熱反應(yīng) B、1,3-環(huán)己二烯比苯穩(wěn)定C、苯加氫生成環(huán)己烷是吸熱反應(yīng) D、苯比1,3-環(huán)己二烯穩(wěn)定3能說明苯分子苯環(huán)的平面正六邊形結(jié)構(gòu)中, 碳碳鏈不是單雙鍵交替排布的事實是A、苯的一元取代物沒有同分異構(gòu)體 B、苯的間位二元取代物只有一種C、苯的鄰位二元取代物只有一種 D、苯的對位二元取代物只有一種4苯的硝化反應(yīng)中，濃硫酸作用是_，化學(xué)方程式為_。 實驗制得的初級產(chǎn)品為_色的油狀液體, 有_氣味，比水_(重或輕)_(有或無)毒。5二甲基苯環(huán)上的一溴代物有六種同分異構(gòu)體，可用還原法制得三種二甲苯，它們的熔點分別如下表：各種溴二甲苯的熔點（）234206213.3204214.5205對應(yīng)二甲苯的熔點（）13-54x-54-27-54試推斷并寫出熔點為