中學(xué)有機(jī)化學(xué)若干疑難問(wèn)題的初步探究

1、中學(xué)有機(jī)化學(xué)若干疑難問(wèn)題的初步探究 一、問(wèn)題的提出在中學(xué)有機(jī)化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到學(xué)生提出一些有“挑戰(zhàn)性”的問(wèn)題，教師需精心思考后才能給出合理的解答。雖然很多題目正規(guī)考試時(shí)出現(xiàn)的即機(jī)會(huì)很小，但這是一個(gè)教學(xué)相長(zhǎng)的過(guò)程，可以提升教師專業(yè)素質(zhì)。筆者結(jié)合工作實(shí)際和學(xué)習(xí)有關(guān)資料的基礎(chǔ)上對(duì)部分問(wèn)題進(jìn)行探究。二、正文.基本概念探究1.醇與NaOH反應(yīng)嗎？在有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)P68頁(yè)中提到：“在工業(yè)上，乙醇鈉可由乙醇與NaOH反應(yīng)制得。注解中標(biāo)明乙醇與NaOH作用生成乙醇鈉和水的反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)，工業(yè)生產(chǎn)中常設(shè)法除去生成的水，以利于乙醇鈉的生成?！笔聦?shí)上，乙醇與NaOH溶液是不反應(yīng)的，書本中指出的NaOH指N

2、aOH固體，并常在反應(yīng)中加苯進(jìn)行供沸蒸餾除去水，使平衡朝生成醇鈉的方向移動(dòng)。工業(yè)品為含1719%的乙醇鈉的乙醇溶液，并含有少量的苯。乙醇鈉在有機(jī)合成中做堿性試劑，其堿性比NaOH強(qiáng)。2.置換反應(yīng)與取代反應(yīng)的區(qū)別？ 在有機(jī)反應(yīng)類型學(xué)習(xí)中，這個(gè)問(wèn)題經(jīng)常被模糊處理。學(xué)生也會(huì)問(wèn)：“乙醇和金屬鈉反應(yīng)是置換反應(yīng)還是取代反應(yīng)？”在不同的參考書中會(huì)給出不同的解答，有人認(rèn)為答取代反應(yīng)和置換反應(yīng)都對(duì)。我們可以從兩者定義上區(qū)別，取代反應(yīng)是分子反應(yīng)而置換反應(yīng)是離子間反應(yīng)，確切的講是離子和原子間的反應(yīng)；取代反應(yīng)生成產(chǎn)物都是化合物，而置換反應(yīng)則一個(gè)是單質(zhì)一個(gè)化合物；取代反應(yīng)是負(fù)價(jià)元素取代正價(jià)元素，置換反應(yīng)是正價(jià)元素置換正

3、價(jià)元素，負(fù)價(jià)元素置換負(fù)價(jià)元素。3.直連烷烴為什么呈鋸齒狀？在有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)P22頁(yè)學(xué)習(xí)鍵線式時(shí)，學(xué)生就提出：“為什么直鏈烷烴呈鋸齒狀?”事實(shí)上，烷烴在氣態(tài)或液態(tài)時(shí)由于鍵自由旋轉(zhuǎn)而成多種曲折形式，只有在結(jié)晶狀態(tài)時(shí)，烷烴的碳鏈排列整齊，原子間的距離最遠(yuǎn)，結(jié)構(gòu)最緊密，能量體系最低，所以呈鋸齒狀。4.如何區(qū)別氨、銨根、胺？氨： NH3， 電中性，氨是氮和氫的一種化合物，分子結(jié)構(gòu)呈三角錐形，其中氮原子有一對(duì)孤對(duì)電子。氣態(tài)物質(zhì)能獨(dú)立存在，具有刺鼻氣味，很易溶于水，比空氣輕。銨：NH4 + (離子) 帶一個(gè)單位正電荷，其中氮?dú)湓娱g形成了一條配位鍵。但四個(gè)NH鍵的鍵長(zhǎng)、鍵能、鍵角完全相同，離子的空間構(gòu)型為正四

4、面體型。它是一個(gè)不能獨(dú)立的原子團(tuán)，只能是化合物的一部分，它是無(wú)色的離子。胺： R- NH2（有機(jī)物）,電中性，胺是氨的氫原子被烴基代替后的有機(jī)化合物。氨分子中的一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)氫原子被烴基取代而生成的化合物，分別稱為第一胺（伯胺）、第二胺（仲胺）和第三胺（叔胺）。它們的通式為：RNH2伯胺、R2NH仲胺、R3N叔胺。脂肪胺隨著碳原子個(gè)數(shù)的增加，其狀態(tài)由氣態(tài)液態(tài)固態(tài)，氣味與胺相似，但隨碳原子數(shù)增加而變淡。溶解度隨分子量的增加而減低。胺類廣泛存在于生物界，具有極重要的生理作用化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究1.乙烯與酸性高錳酸鉀的反應(yīng)在乙烯與高錳酸鉀反應(yīng)過(guò)程中，有些時(shí)候褪色比較慢，有時(shí)比較快，而且反應(yīng)結(jié)束后有褐色沉淀

5、。在查閱資料的基礎(chǔ)上認(rèn)為，一是乙烯在水中溶解度不大，乙烯和高錳酸鉀接觸幾率很??；二是反應(yīng)條件控制不當(dāng)副反應(yīng)較多。酸性高錳酸鉀溶液褪色時(shí)有棕黑色沉淀產(chǎn)生的原因在于溶液中酸度偏小，高錳酸鉀過(guò)量，產(chǎn)物為二氧化錳。在中學(xué)階段基本上每次實(shí)驗(yàn)都會(huì)出現(xiàn)褐色沉淀，吉林師范大學(xué)化學(xué)系研究認(rèn)為裝置制取乙烯并還原酸性高錳酸鉀反應(yīng)的最佳反應(yīng)條件為：沸石5g、95%乙醇 7.5ml、濃硫酸 22.5ml、水 5 ml、反應(yīng)溫度為：160170攝氏度、高錳酸鉀濃度為0.06%0.2%、酸化的濃硫酸為2-3滴，此時(shí)通入連續(xù)的乙烯氣流3542秒后能褪成無(wú)色或肉色且無(wú)褐色沉淀。2.溴水與苯酚的反應(yīng)苯酚與溴水反應(yīng)時(shí)，有學(xué)生做實(shí)驗(yàn)

6、時(shí)發(fā)現(xiàn)先有白色沉淀，不一會(huì)兒沉淀消失，繼續(xù)滴加溴水又有沉淀出現(xiàn)。這是因?yàn)樯傻娜灞椒釉诒椒又腥芙?，便于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，一般苯酚濃度偏小，過(guò)量溴水。還有學(xué)生覺(jué)得苯酚加熱后溶液變成澄清，三溴苯酚是否也有類似的性質(zhì)哪？實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，三溴苯酚也是加熱后白色沉淀消失，冷卻后又析出。這是因?yàn)槿灞椒釉谒械娜芙舛入S溫度升高而增大。還有學(xué)生用濃溴水和苯酚反應(yīng)后發(fā)現(xiàn)白色沉淀會(huì)變成黃色物質(zhì)，這是因?yàn)樯牲S色的四溴化物，溴代三溴苯酚.有人研究后認(rèn)為做苯酚和溴水反應(yīng)時(shí)，最佳效果為取0.05 mol / L 的苯酚溶液1 滴，然后加水稀釋至2 mL 3 mL（ 約為0. 001 mol / L），再向其中滴加稀釋好的溴

7、水至生成的白色渾濁不再溶解為止。3.甲醛與新制的氫氧化銅的反應(yīng)在演示甲醛與新制的氫氧化銅反應(yīng)中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)綠色黃色磚紅色沉淀，暫時(shí)找不到標(biāo)準(zhǔn)的解釋。有人認(rèn)為是生成氫氧化亞銅Cu2(OH)2為黃色，綠色是藍(lán)色和黃色混合的結(jié)果。4.葡萄糖與新制的氫氧化銅的反應(yīng)在演示葡萄糖與新制氫氧化銅反應(yīng)是強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生注意觀察藍(lán)色和絳藍(lán)色的顏色對(duì)比。在某次演示實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，我就把燒杯放在講臺(tái)上，下午放學(xué)后學(xué)生發(fā)現(xiàn)燒杯中顏色變成黃色。在查閱資料后認(rèn)為黃色可能是氫氧化亞銅Cu2(OH)2，對(duì)樣品在進(jìn)行加熱還會(huì)出現(xiàn)磚紅色.反應(yīng)原理探究1.甲苯可以被高錳酸鉀氧化，制TNT時(shí)為什么不會(huì)被硝酸氧化？今年是第二次遇到這個(gè)問(wèn)題，以前和

8、學(xué)生講一般甲苯更易被高錳酸鉀氧化，硝酸在有機(jī)反應(yīng)中一般是取代反應(yīng)即硝化。事實(shí)上，查資料后發(fā)現(xiàn)甲苯在硝化反應(yīng)時(shí)因?yàn)橛袧饬蛩岬拇嬖?，使硝酸變成硝基正離子（NO2+）,帶一個(gè)單位的正電荷，不會(huì)和電子云密度小的甲基反應(yīng)，只和電子云密度高的苯環(huán)反生親電取代。所以一般情況下甲基不被硝酸氧化。2.乙醇、乙醛、丙酮的鑒別？學(xué)生常見(jiàn)錯(cuò)解：用三支試管分別加少量試液，依次加入一小塊金屬鈉，有氫氣放出的是乙醇；另外取兩支試管各加入銀氨溶液2ml，分別加少量余下的兩試液，水浴加熱，有銀鏡產(chǎn)生的是乙醛，無(wú)明顯變化的是丙酮。事實(shí)上，三種物質(zhì)與金屬鈉反應(yīng)都有氫氣放出，乙醛和丙酮可能是甲基上的氫（活潑氫）被置換，同時(shí)還有其他反

9、應(yīng)的發(fā)生，如乙醛分子間發(fā)生羥基醛縮合反應(yīng)，生成-不飽和醛。丙酮與鈉反應(yīng)更復(fù)雜，除產(chǎn)生氫氣外，還發(fā)生雙分子還原反應(yīng)和縮合反應(yīng)。所以正確的鑒別方法是：先用銀氨溶液做試劑鑒別出乙醛；然后用酸性高錳酸鉀鑒別出乙醇和丙酮，乙醇能使酸性高錳酸鉀褪色，丙酮褪色較困難。3.果糖為什么可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)？如何鑒別葡萄糖和果糖？在講還原性糖內(nèi)容時(shí)，認(rèn)為果糖也是還原糖，學(xué)生說(shuō)其他還原性糖有醛基可以反生銀鏡反應(yīng)，為什么果糖也可以哪？在生物課上也只介紹說(shuō)是還原性糖沒(méi)有詳細(xì)的分析，既然兩者都可以反生銀鏡反應(yīng)有如何鑒別？因?yàn)闊o(wú)論是銀鏡反應(yīng)還是和新制的氫氧化銅反應(yīng)，都是在堿性環(huán)境中。果糖發(fā)生酮式烯醇式的互變異構(gòu)，酮基不斷變成醛基。所以兩者的鑒別可以用溴水，溴水能氧化醛糖但不能氧化酮糖。有些地方也采用氫氧化鈣試劑，果糖能生成果糖化鈣沉淀，葡萄糖則不能產(chǎn)生沉淀；或者用間苯二酚-鹽酸試劑加入試樣中，沸水浴加熱1至2分鐘(加熱時(shí)間不能超過(guò)20分鐘，鹽酸和試樣的濃度不超過(guò)12%)。若有鮮紅色沉淀則為酮糖，否則，就不是酮糖。三、反思與建議像教材中的疑難問(wèn)題