《1煤化工和乙炔》設計

《煤化工和乙炔》教學設計一、設計思想從導電高分子說起引入乙炔,教學設計主要是通過對比、比較乙烯的結(jié)構(gòu)、實驗室制取、性質(zhì)，讓學生通過模型、實驗等分析推斷乙炔的結(jié)構(gòu)、實驗室制取、性質(zhì)；通過制取乙炔以及乙炔氣體的性質(zhì)實驗中的細節(jié)問題的提問、觀察、分析、解答，引導學生形成認真細致的科學態(tài)度與習慣以及資源利用與環(huán)境保護等意識。二、教學目標1．知識與技能（1）知道乙炔的物理性質(zhì)、主要用途；（2）理解乙炔的分子結(jié)構(gòu)、化學性質(zhì)；（3）初步學會乙炔的實驗室制法。2．過程與方法（1）通過球棍模型，感受乙炔的空間結(jié)構(gòu)，想象其化學性質(zhì)；（2）通過乙炔的性質(zhì)實驗，感受結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的學科思想；（3）通過對乙炔的學習，感受用典型有機代表物研究一類有機物的方法。3．情感態(tài)度與價值觀 通過動手搭建乙炔的球棍模型、制備乙炔與乙炔性質(zhì)實驗實驗，體驗嚴謹求實的科學精神、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的內(nèi)外因辯證關系、以及理論聯(lián)系實際的思想方法。三、重點與難點 教學重點：乙炔的分子結(jié)構(gòu)、化學性質(zhì)、實驗室制法。 教學難點：乙炔的分子結(jié)構(gòu)。四、教學用品 藥品：碳化鈣、飽和食鹽水、高錳酸鉀溶液、溴水、火柴等。 儀器：乙炔的實驗室制取裝置、尖嘴導管、試管、水槽、球棍模型、比例模型等。 媒體：電腦、投影儀。五、教學流程1.流程圖2．流程說明引入：從導電性高分子引入——乙炔。學生交流：閱讀：教材P30-31，寫出有關化學方程式。補充講解：合成導電性高分子材料──聚乙炔師生交流：乙炔分子的組成和結(jié)構(gòu)。1．組成乙炔分子有那些元素？2．乙炔中碳原子的結(jié)合特點?3．兩個碳原子和兩個氫原子的位置關系如何?學生練習：寫出乙炔分子式、電子式、結(jié)構(gòu)式與結(jié)構(gòu)簡式。師生討論：乙烯的實驗室乙烯的制法與實驗制取氣體一般原理。學生討論：設計乙炔的實驗室制取原理、裝置、檢驗方法。歸納小結(jié)：乙炔的實驗室制取原理、裝置、檢驗方法，并制取乙炔氣體，進行性質(zhì)研究。師生交流：討論乙炔的性質(zhì)，并進行演示（或?qū)W生實驗）。歸納小結(jié)：乙炔的物理性質(zhì)、化學性質(zhì)、主要用途。練習：鞏固乙炔的知識。六、教學案例1．教學過程教學內(nèi)容教師活動學生活動說明從導電高分子說起——乙炔分子的組成和結(jié)構(gòu)[引入]2000年諾貝爾化學獎的研究成果，發(fā)現(xiàn)了聚乙炔用碘或溴摻雜以后，聚乙炔的導電率接近金屬的導電率，從而導電性高分子材料誕生。高分子導體研究發(fā)現(xiàn)，不僅改變了塑料不能導電的觀點，更為重要的是開創(chuàng)了材料革命的方向。[提問]合成聚乙炔塑料的原料是乙炔，那么工業(yè)上乙炔又是怎樣制取的呢？[板書]四、導電性高分子1．合成導電性高分子材料原料──乙炔──焦炭（煤干餾產(chǎn)物之一）[投影][小結(jié)]2．合成導電性高分子材料──聚乙炔[過渡]那么，能用來合成導電性高分子材料的乙炔具有怎樣的分子結(jié)構(gòu)呢？[板書]五、乙炔1．乙炔分子的組成和結(jié)構(gòu)[出示乙炔模型][提問]1．組成乙炔分子有那些元素？2．乙炔中碳原子的結(jié)合特點?3．兩個碳原子和兩個氫原子的位置關系如何?[補充講解]乙炔分子結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)直線型，如H—CC—H，鍵角為180°。其中碳碳叁鍵比碳碳雙鍵的鍵長短，鍵能大，其中有兩個鍵容易斷裂，化學性質(zhì)較活潑。[提問]請寫出乙炔分子的分子式、電子式、結(jié)構(gòu)式。[板書]傾聽閱讀：教材P30-31交流：煤干餾產(chǎn)物之一焦炭與生石灰高溫反應，得到電石（碳化鈣），碳化鈣與水反應制得乙炔。也可以用石油和天然氣為原料制取乙炔。寫出下列化學方程式：碳酸鈣高溫分解焦炭與生石灰高溫反應碳化鈣與水反應觀察、回答：乙炔分子是由碳、氫元素組成；碳原子間以叁鍵形式結(jié)合；兩個碳原子和兩個氫原子在一條直線上。寫出：乙炔分子的分子式、電子式、結(jié)構(gòu)式教師可找一些導電性高分子材料的照片。激發(fā)學習興趣聯(lián)系生產(chǎn)實踐引入課題推斷乙炔分子結(jié)構(gòu)，搭建和觀察乙炔分子模型。乙炔的實驗室制取[過渡]乙炔俗稱電石氣。它是用電石和水反應產(chǎn)生的。我國古時對此曾有“器中放石幾塊，滴水則產(chǎn)氣，點之則燃”的記載。實驗室里如何制取乙炔？請根據(jù)回憶實驗室乙烯的制法，并根據(jù)實驗制取氣體一般原理，思考乙炔的實驗室制法。[板書]2．實驗室制乙炔（1）反應藥品：電石（CaC2）水（H2O）（2）反應原理：CaC2+2H2O→C2H2↑+Ca(OH)2[講述]其中CaC2為離子型碳化物，該反應可理解為金屬陽離子(Ca2+)與水中的(OH-)結(jié)合，而碳負離子(C22-)與水中H+相結(jié)合,生成烴(如C2H2)。[提問]符合固+液→氣不需加熱的反應可制備的氣體有哪些？[板書]（3）反應裝置：固+液→氣(C2H2、H2、CO2、H2S、SO2)[提問]1．制取乙炔氣體，能否用啟普發(fā)生器？為什么？2．用怎樣的裝置制取乙炔氣體？[出示]教師與學生邊討論，邊裝配制取乙炔氣體實驗裝置[提問]制取的乙炔用什么方法收集？為什么？[板書]（4）收集方法：排水法[講述]下面我們根據(jù)剛才討論的裝置來制取乙炔。（邊講邊實驗，可以請學生一起來做）[提問]制取乙炔時應該注意什么？[小結(jié)]實驗前，先檢查裝置的氣密性，不漏氣才能使用。盛電石的試劑要及時密封，嚴防電石吸水而失效。作為反應器的燒瓶在使用前要進行干燥處理。取電石要用鑷子，切忌用手拿電石。向燒瓶中加入電石時，讓電石沿燒瓶內(nèi)壁慢慢滑下，防止電石打破燒瓶。電石與水的反應很劇烈，向燒瓶里加水時要逐滴慢慢地滴下，控制反應速率。也可用飽和食鹽水代替水，降低純水濃度，控制反應速率。復習：乙烯的實驗室乙烯的制法與實驗制取氣體一般原理。討論、交流：乙炔的實驗室制法反應物、反應原理、反應裝置、收集方法、檢驗方法等。思考回答：固+液→氣不需加熱的反應可制備的氣體有：C2H2、H2、CO2、H2S、SO2等用啟普發(fā)生器制氣體，要滿足的條件是：⑴固+液→氣，不需加熱；⑵固體為塊狀固體；⑶氣體微溶于水制乙炔不用啟普發(fā)生器是因為：⑴反應劇烈，難以控制；⑵生成物Ca(OH)2微溶于水，易形成糊狀泡沫堵塞導氣管和球形漏斗的下口；⑶反應放出大量熱，啟普發(fā)生器是厚玻璃壁儀器，容易因脹縮不均，引起破碎；⑷關閉導氣閥后，水蒸氣仍與電石作用，不能達到“關之即?！?。制乙炔需要控制加水的量，放電石的容器要大一點，要防止糊狀泡沫堵塞導氣管。不能用排空氣法收集。因為乙炔比空氣稍輕（D=26/29）討論、交流：檢查裝置的氣密性；不能用手拿電石；電石沿燒瓶內(nèi)壁慢慢滑下；加水時要逐滴慢慢地滴下；可用飽和食鹽水代替水。通過復習乙烯的實驗室制取方法，設計乙炔的實驗室制取原理、裝置、檢驗方法，形成運用已有的知識經(jīng)驗，進行比較、歸納、設計實驗的思想方法通過實驗室制取乙炔的實驗，鍛煉觀察、分析、解決問題能力與歸納總結(jié)能力乙炔的性質(zhì)[講述]我們收集一試管乙炔氣體，請觀察乙炔的顏色及狀態(tài)。[板書]3．乙炔的物理性質(zhì)純的乙炔是無色、沒有氣味的氣體，比空氣稍輕，微溶于水，易溶于有機溶劑。[問題]剛才所做實驗發(fā)現(xiàn)制取的乙炔氣體實際上有特殊難聞的臭味，為什么呢？[補充講述]實驗室制取的乙炔氣體是有特殊難聞的臭味，是因為電石是由氧化鈣與焦炭反應制得，而焦炭里一般混有S、P、As，它們與CaO反應可生成CaS、Ca3P2、Ca3As2，而這三種物質(zhì)與水反應可得到H2S、PH3、AsH3。因而乙炔中?；煊蠵H3、H2S、AsH3等雜質(zhì)而有特殊難聞的臭味。[過渡]那么，乙炔有哪些化學性質(zhì)呢？下面我們來研究乙炔的化學性質(zhì)。[板書]4．乙炔的化學性質(zhì)[提問]根據(jù)乙炔的組成與結(jié)構(gòu)，請判斷乙炔可能具有的化學性質(zhì)？能發(fā)生哪些化學反應？[過渡]事實是否如此呢？下面我們通實驗來論證。請仔細觀察，并將現(xiàn)象與前面甲烷及乙烯實驗作對比，看它們之間有什么聯(lián)系和差異？[演示實驗]1.通入酸性KMnO4溶液中2.通入溴的四氯化碳溶液中3.點燃[練習]寫出2、3兩個實驗的化學方程式[板書]4.化學性質(zhì)（1）氧化反應可燃性——火焰明亮并有濃的黑煙[提問]為什么乙炔燃燒時，火焰明亮并有濃的黑煙冒出？[補充講解]乙炔燃燒時放出大量熱，如在氧氣中燃燒，產(chǎn)生的氧炔焰的溫度可達3000℃以上。因此，可用氧炔焰來焊接或切割金屬。乙炔和空氣（或氧氣）的混合物遇火時可能發(fā)生爆炸（乙炔在空氣里的爆炸極限是含乙炔體積分數(shù)﹪～80﹪）,在生產(chǎn)和使用乙炔時,一定要注意安全。易被KMnO4酸性溶液氧化——使KMnO4酸性溶液褪色[提問]剛才的實驗現(xiàn)象顯示溶液的紫色褪去，但比乙烯慢，為什么呢？[板書]（2）加成反應[講述]與乙烯一樣，在一定的條件下，乙炔也能與氫氣、氯化氫等發(fā)生加成反應。下面請同學們寫出乙炔與氫氣、氯化氫反應的化學方程式方程式。[板書]（3）制聚氯乙烯[歸納][練習題]1．下列說法中正確的是 （）A．乙烯和乙炔都能例溴水褪色，但與乙炔反應時消耗的溴要比等物質(zhì)的量的乙烯反應消耗的多B．乙炔有特殊難聞的氣味C．乙炔可用電石與水反應而制得，故實驗里最好選用啟普發(fā)生器為氣體的發(fā)生裝置D．乙炔含碳量比乙烯含碳量高，等物質(zhì)的量的乙炔和乙烯燃燒時，乙炔所耗氧氣多2．由乙炔生產(chǎn)聚氯乙烯合成樹脂所涉及的有機化學反應方程式為._______、____，所屬類型分別為_____、____。[作業(yè)]練習冊11．3煤化工和乙炔（一）觀察、回答：無色氣體回答：電石與水反應生成的乙炔中常混有PH3、H2S、AsH3等雜質(zhì)而有特殊難聞的臭味?；卮穑阂胰灿商肌鋬煞N元素組成，屬于烴，因此具有可燃性、乙炔有碳碳叁鍵，屬于不飽和烴，可以推斷乙炔與乙烯一樣具有不飽和烴的性質(zhì)；根據(jù)上述分析可得出：乙炔可發(fā)生氧化反應、加成反應、加聚反應。觀察、交流：酸性KMnO4溶液褪色溴的四氯化碳溶液褪色點燃乙炔火焰明亮并伴有濃烈的黑煙寫出：思考回答：乙炔含碳量比乙烯高，不完全燃燒，所以有濃的黑煙冒出。討論、回答：乙炔易被KMnO4酸性溶液所氧化，具有不飽和烴的性質(zhì)。反應比乙烯慢,是因為雖然乙炔的碳碳三鍵比乙烯的碳碳雙鍵的不飽和程度大，但它的鍵長比乙烯的短，鍵能比乙烯的大，故反應慢些。寫出：練習、反饋。通過乙炔氣體實際上有特殊難聞的臭味這一細節(jié)問題的提問，幫助學生形成認真細致的科學態(tài)度與習慣加深對結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)這一學科思想的認識通過實驗認識乙炔的性質(zhì)，同時與乙烯進行比較，深入認識不飽和烴共性與差異性以及結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的認識鞏固、反饋對乙炔的認識2．主要板書四、導電性高分子1．合成導電性高分子材料原料──乙炔──焦炭（煤干餾產(chǎn)物之一）2．合成導電性高分子材料聚乙炔 五、乙炔1．乙炔分子的組成和結(jié)構(gòu)2．實驗室制乙炔（1）反應藥品：電石（CaC2）水（H2O）（2）反應原理：CaC2+2H2O→C2H2↑+Ca(OH)2（3）反應裝置：固+液→氣(C2H2、H2、CO2、H2S、SO2)（4）收集方法：排水法3．乙炔的物理性質(zhì)4．乙炔的化學性質(zhì)（1）氧化反應火焰明亮并有濃的黑煙易被KMnO4酸性溶