高中一年級下學(xué)期化學(xué)《有機化合物 第三節(jié) 乙醇和乙酸》教學(xué)設(shè)計

第七章有機化合物第三節(jié)乙醇和乙酸第3課時官能團與有機化合物的分類同學(xué)們大家好，今天我們進入第七章有機化合物第三節(jié)乙醇和乙酸的第3課時官能團與有機化合物的分類。這是本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標。通過對乙烯、乙醇、乙酸性質(zhì)的學(xué)習(xí)，我們認識到官能團對有機物的性質(zhì)具有決定作用，含有相同官能團的有機物在性質(zhì)上具有相似之處。因此我們常常從組成、所含官能團不同對有機化合物進行分類。例如，我們把有機化合物分為烴和烴的衍生物，烴又分為烷烴、烯烴、炔烴和芳香烴。烴的衍生物又分為鹵代烴和含氧衍生物，含氧衍生物中我們已學(xué)習(xí)過的包括醇、醛、酸、酯?？梢园l(fā)現(xiàn)，在對烴和烴的衍生物進行分類時，我們是根據(jù)其組成進行分類，再往下細分時，由于烴的組成都相同，因此我們又是以官能團為依據(jù)進行分類。值得注意的是，烴當中，烷烴和芳香烴沒有官能團，也就是說碳碳單鍵和苯環(huán)并不是官能團。接下來我們詳細看一下有機化合物類別和官能團之間的對應(yīng)關(guān)系。烷烴沒有官能團，代表物質(zhì)時甲烷。烯烴的官能團是碳碳雙鍵，代表物質(zhì)時乙烯；炔烴的官能團是碳碳三鍵，代表物質(zhì)時乙炔。芳香烴不含官能團，代表物質(zhì)是苯。鹵代烴的官能團名稱為碳鹵鍵，例如一氯甲烷中的官能團名稱為碳氯堿，如果是二溴乙烷，則官能團為碳溴鍵。醇的官能團為羥基，代表物質(zhì)乙醇，醛的官能團為醛基，代表物質(zhì)乙醛，酸的官能團為羧基，代表物為乙酸，酯的官能團為酯基，代表物質(zhì)乙酸乙酯。其中我標紅色字的部分是同學(xué)們的易錯點，一定要仔細辨認。下面我們做一個小的練習(xí)，請同學(xué)們按下暫停鍵，分別判斷上述15種有機物屬于哪個類別。請完成的同學(xué)核對答案。第一個是烷烴，第二個是烷烴，第三個是烯烴，第四個是烯烴，第五個是炔烴，第六個是炔烴，第七個是鹵代烴，第八個時鹵代烴，第九個是醇，第十個是醇，第十一個是羧酸，第十二個是芳香烴，第十三個是芳香烴，第十四個是環(huán)烷烴，第十五個是環(huán)烷烴。最后兩個物質(zhì)屬于烷烴，但由于他們成環(huán)，因此他們的通式和普通烷烴的通式并不相同，這種環(huán)烷烴的命名也很簡單，有幾個碳則為環(huán)某烷，例如第十四個物質(zhì)有五個碳，名稱為環(huán)戊烷，第十五個有機物為環(huán)己烷。請同學(xué)們在完成下列六個判斷題，判斷正誤并說明原因。第一題錯，有可能該物質(zhì)不止含有碳氫元素，不一定為烴。第二題是錯的，苯環(huán)不是一個官能團。第三題是錯的，乙醇含有羥基，乙酸的官能團為羧基，只是他們在組成上有相似的地方，但不屬于同一個官能團，也不屬于同一個物質(zhì)。第四題為錯，羧基也含有上述結(jié)構(gòu)，右側(cè)基團如果直接連接氫原子，則是羧基，如果鏈接碳鏈，則為酯基。第五題為錯，該物質(zhì)只含有羧基，苯環(huán)不是官能團。第六題為錯，該物質(zhì)屬于羧酸沒有問題，但它的元素組成除了碳氫外還有氧，因此不屬于烯烴。接下來我們看一下第二點，常見官能團的簡單反應(yīng)。這里主要是對我們以前學(xué)過的反應(yīng)進行簡單總結(jié)。首先是烯烴，我們以乙烯為例，她可以發(fā)生氧化反應(yīng)，能直接在空氣中點燃，生成二氧化碳和水，他的現(xiàn)象還記得嗎？對，火焰明亮并伴有黑煙。乙烯還能與酸性高錳酸鉀溶液發(fā)生反應(yīng)，該反應(yīng)的現(xiàn)象是溶液紫紅色褪去。乙烯也能發(fā)生取代反應(yīng)，但是由于它的取代條件非常困難，因此在高中階段我們不去研究它。比較重要的是乙烯的加成反應(yīng)，例如他能夠與溴水或者溴的四氯化碳溶液發(fā)生反應(yīng)生成二溴乙烷，這一步可以很好地實現(xiàn)碳碳雙鍵到碳鹵鍵的官能團的轉(zhuǎn)化。，乙烯還能與氫氣、水進行加成，不過這兩個加成反應(yīng)所需條件更加苛刻。乙烯還能發(fā)生加聚反應(yīng)生成有機高分子聚乙烯，方程式如下所示，聚乙烯的相關(guān)性質(zhì)在前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過，這里就不再贅述。炔烴的性質(zhì)與烯烴的性質(zhì)相似，只是在加成反應(yīng)中，1摩爾乙炔可以與2摩爾氫氣或者溴水發(fā)生加成。第二個我們要復(fù)習(xí)的是醇，首先醇能與空氣中氧氣發(fā)生反應(yīng)生成二氧化碳和水，他還能在銅或者銀作為催化劑的環(huán)境下進行催化氧化反應(yīng)生成醛，這是醇的特征反應(yīng)，他還能與酸性高錳酸鉀溶液發(fā)生反應(yīng)直接生成乙酸。乙醇還能發(fā)生取代反應(yīng)，我們重點學(xué)習(xí)的取代反應(yīng)是酯化反應(yīng)，乙醇與乙酸在濃硫酸的催化下反應(yīng)生成乙酸乙酯。醇還能與溴化氫發(fā)生取代反應(yīng)生成溴乙烷和水。乙醇羥基中的氫也具有一定活潑性，可以與鈉反應(yīng)生成乙醇鈉和氫氣。接下來是醛，醛我們了解到他可以在一定條件下與氧氣反應(yīng)生成酸，也能與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)直接生成酸。醛還有自己的特征反應(yīng)，是銀鏡反應(yīng)和與新制氫氧化銅的反應(yīng)，我們將在第四節(jié)基本營養(yǎng)物質(zhì)中進行學(xué)習(xí)。乙酸的性質(zhì)主要包括她的弱酸性和乙酸的酯化反應(yīng)，同學(xué)們主要掌握酯化反應(yīng)的實驗裝置和操作即可。我們會發(fā)現(xiàn)醇、醛和酸三者之間存在一個關(guān)系，醇可以被氧化為醛，醛還可以繼續(xù)被氧化為酸，當然，醇也可以直接被氧化為酸，那酸能否被還原為醛甚至直接被還原為醇呢？當然是可以的，請同學(xué)們繼續(xù)期待。最后我們了解了酯的反應(yīng)，酯需要我們掌握的就是她的水解反應(yīng)，水解反應(yīng)也屬于取代反應(yīng)的一種，分為酸性水解和堿性水解，并且兩種條件下水解產(chǎn)物不同、程度也不相同。下面請同學(xué)們完成下列習(xí)題。首先看第一小問，答案是羥基和羧基，通過分析結(jié)構(gòu)簡式我們會發(fā)現(xiàn)這個物質(zhì)包含兩個羧基和一個羥基。第二小問答案如下。第三小文答案為33.6升。我們需要分析該物質(zhì)中那些官能團可以和那發(fā)生反應(yīng)，我們發(fā)現(xiàn)羥基和羧基都能與鈉發(fā)生反應(yīng)，1摩爾羥基能生成0.5摩爾氫氣反應(yīng)，1摩爾羧基也能生成0.5摩爾氫氣反應(yīng)，則1摩爾該物質(zhì)包含1摩爾羥基和2摩爾羧基，能生成1.5摩爾氫氣，也就是標準狀況下的33.6升。第四小問我們需要判斷蘋果酸可能發(fā)生的反應(yīng)，特征反應(yīng)就找該物質(zhì)有哪些官能團，再對應(yīng)看這些官能團能否與該物質(zhì)反應(yīng)。A選項，羧基能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，正確，B選項羧基歐弱酸性，能與石蕊溶液作用，正確，C選項羥基能與乙酸酯化，正確，D選項羧基能與乙醇酯化，正確。第三點為官能團的相互轉(zhuǎn)化。我們重點分析兩個官能團，首先是能轉(zhuǎn)化為鹵素原子的有哪些反應(yīng)？是的，烷烴的取代反應(yīng)可以，例如甲烷與氯氣在光照條件下反應(yīng)，烯烴和炔烴與溴水、溴化氫等物質(zhì)的加成也可以得到，醇與氰化氫的取代反應(yīng)也可以得到。那哪些反應(yīng)可以轉(zhuǎn)化為羥基呢？鹵素原子在一定條件下與水的取代反應(yīng)可以，烯烴與水的加成反應(yīng)可以，還有酯的水解反應(yīng)可以生成。請同學(xué)們按下暫停鍵，分別完成上述方程式。下面請完成下列試題。完成的同學(xué)請核對答案。這道題中還有很多價值，例如反應(yīng)一二三四分別屬于哪類反應(yīng)？他們的方程式分別是什么？感興趣的同學(xué)可以課下完成。以上就是本節(jié)課的主要內(nèi)容，請同學(xué)們做好課后鞏固，下課。下面請同學(xué)們完成這道選擇題。這道題的答案是A。首先來看A選項，我們要知道這個物質(zhì)可以發(fā)生那些反應(yīng)，就必須知道這個物質(zhì)含有哪些官能團，它有羧基、碳碳雙鍵、羥基，還有一個官能團我們不認識，它叫醚鍵。題目中的氧化反應(yīng)羥基可以完成，加成和加聚反應(yīng)碳碳雙鍵可以完成，取代反應(yīng)羥基和羧基都能完成，因此A正確。B選項問它能與多少氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)，能與氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)的官能團有哪些？對，羧基，而1摩爾該物質(zhì)只有1摩爾羧基，只能與1摩爾氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)，因此B錯誤。C選項中，他說這兩種物質(zhì)一定互為同系物，我們分析原本的物質(zhì)中除了苯環(huán)外，還有兩個不飽和度，這兩個