《來(lái)自石油和煤的兩種基本化工原料》導(dǎo)學(xué)案

《來(lái)自石油和煤的兩種基本化工原料》導(dǎo)學(xué)案一、教材分析1、教材版本：人教版2、所屬冊(cè)數(shù)：必修23、章節(jié)：第三章有機(jī)化合物第二節(jié)4、課文主旨本節(jié)課主要介紹來(lái)自石油和煤的兩種基本化工原料，也就是乙烯和苯。這兩種物質(zhì)在化工生產(chǎn)以及日常生活中都有著極為重要的意義。對(duì)于乙烯，我們要學(xué)習(xí)它的分子結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)（如加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)等）；對(duì)于苯，要掌握它獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)（平面正六邊形等），以及它的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)（比如取代反應(yīng)、加成反應(yīng)的特殊性）。通過對(duì)這兩種物質(zhì)的學(xué)習(xí)，能讓同學(xué)們初步建立起對(duì)有機(jī)化工原料的認(rèn)識(shí)，也為后續(xù)學(xué)習(xí)更多有機(jī)化合物奠定基礎(chǔ)。二、學(xué)情分析1、知識(shí)基礎(chǔ)同學(xué)們?cè)谥暗膶W(xué)習(xí)中已經(jīng)對(duì)有機(jī)化合物有了一定的了解，知道了有機(jī)化合物的概念、碳的成鍵特點(diǎn)等基礎(chǔ)知識(shí)。但對(duì)于乙烯和苯這種具體的、有代表性的有機(jī)化工原料的認(rèn)識(shí)還比較模糊。2、能力基礎(chǔ)在化學(xué)學(xué)習(xí)的技能方面，同學(xué)們已經(jīng)掌握了一些基本的化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能，也有一定的觀察和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力。不過，對(duì)于像乙烯和苯化學(xué)性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)中的一些復(fù)雜現(xiàn)象的解釋和推理能力還有待提高。3、思維特點(diǎn)高中階段的學(xué)生思維比較活躍，對(duì)新鮮事物充滿好奇心，喜歡探索。但是對(duì)于抽象概念的理解可能存在困難，例如苯的分子結(jié)構(gòu)，需要我們采用多種教學(xué)方法來(lái)幫助他們理解。三、教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能目標(biāo)知道乙烯和苯的分子結(jié)構(gòu)，能準(zhǔn)確寫出它們的分子式、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。掌握乙烯和苯的物理性質(zhì)，如顏色、狀態(tài)、氣味、密度、溶解性等。理解乙烯和苯的化學(xué)性質(zhì)，包括乙烯的加成反應(yīng)（如與溴水、氫氣等的加成）、氧化反應(yīng)（燃燒和被酸性高錳酸鉀溶液氧化），苯的取代反應(yīng)（如與液溴、硝酸的取代）和加成反應(yīng)（與氫氣的加成）。2、過程與方法目標(biāo)通過對(duì)乙烯和苯分子結(jié)構(gòu)的探究，培養(yǎng)同學(xué)們的空間想象能力和邏輯思維能力。在學(xué)習(xí)乙烯和苯化學(xué)性質(zhì)的過程中，通過實(shí)驗(yàn)觀察、分析和總結(jié)，提高同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)探究能力。引導(dǎo)同學(xué)們對(duì)比乙烯和苯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，學(xué)會(huì)歸納總結(jié)有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系。3、情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)了解乙烯和苯在化工生產(chǎn)中的重要作用，體會(huì)化學(xué)與生活、生產(chǎn)的緊密聯(lián)系，提高同學(xué)們學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。通過對(duì)乙烯和苯化學(xué)性質(zhì)的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)同學(xué)們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和勇于探索的精神。四、教學(xué)重難點(diǎn)1、教學(xué)重點(diǎn)乙烯和苯的分子結(jié)構(gòu)。乙烯和苯的化學(xué)性質(zhì)。乙烯和苯結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系。2、教學(xué)難點(diǎn)乙烯的加成反應(yīng)原理。苯的分子結(jié)構(gòu)（特殊的鍵型）以及苯的化學(xué)性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系。五、教學(xué)方法1、講授法對(duì)于乙烯和苯的基礎(chǔ)知識(shí)，如分子結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)等內(nèi)容，采用講授法可以高效地傳遞知識(shí)。例如在講解乙烯分子的平面結(jié)構(gòu)和苯分子的平面正六邊形結(jié)構(gòu)時(shí)，通過直接講授，讓同學(xué)們先有一個(gè)清晰的概念。2、實(shí)驗(yàn)探究法在學(xué)習(xí)乙烯和苯的化學(xué)性質(zhì)時(shí)，實(shí)驗(yàn)探究法是非常有效的。比如探究乙烯與溴水的加成反應(yīng)，我們可以讓同學(xué)們自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（溴水褪色），然后引導(dǎo)他們思考反應(yīng)的本質(zhì)。對(duì)于苯的取代反應(yīng)，如苯與液溴在鐵作催化劑下的反應(yīng)，通過實(shí)驗(yàn)讓同學(xué)們看到有溴化氫氣體生成等現(xiàn)象，從而深入理解反應(yīng)原理。3、多媒體輔助教學(xué)法利用多媒體展示乙烯和苯的分子結(jié)構(gòu)模型、化工生產(chǎn)流程等內(nèi)容。例如，在講解乙烯的分子結(jié)構(gòu)時(shí)，可以通過動(dòng)畫展示碳碳雙鍵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使抽象的結(jié)構(gòu)變得直觀易懂；在介紹乙烯和苯的化工用途時(shí)，通過視頻展示石油裂解制取乙烯以及煤的干餾制取苯的過程，讓同學(xué)們更直觀地感受到這兩種化工原料的來(lái)源和重要性。4、對(duì)比歸納法在學(xué)習(xí)完乙烯和苯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)后，引導(dǎo)同學(xué)們對(duì)比兩者的異同點(diǎn)。例如，對(duì)比乙烯和苯的化學(xué)性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)乙烯易發(fā)生加成反應(yīng)，而苯的加成反應(yīng)相對(duì)較難；乙烯能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，而苯不能。通過這樣的對(duì)比歸納，能幫助同學(xué)們更好地理解和記憶這兩種物質(zhì)的性質(zhì)，也能加深對(duì)有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的認(rèn)識(shí)。六、教學(xué)過程（一）導(dǎo)入新課（5分鐘）1、故事導(dǎo)入同學(xué)們，今天老師給大家講個(gè)小故事。在很久以前，有一個(gè)果農(nóng)發(fā)現(xiàn)他果園里的未成熟的果實(shí)總是很快就成熟了，而且這種現(xiàn)象還很普遍。這可把他給愁壞了，他以為是有什么鬼怪作祟呢。后來(lái)經(jīng)過科學(xué)家的研究發(fā)現(xiàn)，原來(lái)是一種氣體在作怪，這種氣體就是乙烯。乙烯就像一個(gè)神奇的小魔法師，能讓果實(shí)快速成熟。那乙烯到底是一種什么樣的物質(zhì)呢？它為什么有這么神奇的功效呢？今天我們就來(lái)一起學(xué)習(xí)來(lái)自石油和煤的兩種基本化工原料，首先來(lái)了解乙烯。2、提問引導(dǎo)大家在生活中有沒有見過一些塑料制品呢？像塑料瓶、塑料袋之類的。這些塑料制品很多都是以石油為原料制取的，而乙烯就是石油化工中的一種非常重要的產(chǎn)品。那大家猜猜乙烯的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)會(huì)是怎樣的呢？（二）新課講授（30分鐘）1、乙烯的分子結(jié)構(gòu)（10分鐘）模型展示與講解首先，老師給大家展示乙烯的分子結(jié)構(gòu)模型（可以是球棍模型或者比例模型）。同學(xué)們看，乙烯分子是由兩個(gè)碳原子和四個(gè)氫原子組成的。兩個(gè)碳原子之間是雙鍵連接，這是乙烯分子結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要特點(diǎn)。我們用分子式表示乙烯就是C?H?。它的結(jié)構(gòu)式是這樣的（在黑板上畫出乙烯的結(jié)構(gòu)式），為了書寫方便，我們還有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，乙烯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是CH?=CH?。大家要注意這個(gè)雙鍵，它決定了乙烯很多獨(dú)特的性質(zhì)。提問鞏固那老師現(xiàn)在考考大家，乙烯分子中的碳原子是采取什么雜化方式呢？（答案：sp2雜化）空間結(jié)構(gòu)描述從空間結(jié)構(gòu)來(lái)看，乙烯分子是平面結(jié)構(gòu)，所有的原子都在同一個(gè)平面上。大家可以想象一下，就像一張紙一樣，所有的原子都在這張紙上。這和我們之前學(xué)過的甲烷分子結(jié)構(gòu)有很大的不同，甲烷是正四面體結(jié)構(gòu)。那同學(xué)們能不能自己動(dòng)手用小球和小棍制作一個(gè)乙烯的分子模型呢？2、乙烯的物理性質(zhì)（5分鐘）直接講授了解了乙烯的分子結(jié)構(gòu)，我們?cè)賮?lái)看看乙烯的物理性質(zhì)。乙烯是一種無(wú)色稍有氣味的氣體，比空氣略輕（相對(duì)分子質(zhì)量為28，空氣平均相對(duì)分子質(zhì)量約為29），難溶于水。同學(xué)們可以這樣記憶，無(wú)色有味氣難溶，密度略小空氣同。生活實(shí)例聯(lián)系在生活中，我們有時(shí)候能聞到水果散發(fā)出來(lái)的淡淡的香味，其實(shí)這其中就可能有乙烯的存在。因?yàn)橐蚁┦且环N氣體，它可以在空氣中擴(kuò)散，讓我們聞到它的氣味。3、乙烯的化學(xué)性質(zhì)（15分鐘）加成反應(yīng)（8分鐘）實(shí)驗(yàn)演示老師現(xiàn)在來(lái)做一個(gè)小實(shí)驗(yàn)，將乙烯氣體通入溴的四氯化碳溶液中，同學(xué)們仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。（進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，同學(xué)們看到溴的四氯化碳溶液褪色）現(xiàn)象解釋與反應(yīng)原理講解大家看到溴的四氯化碳溶液褪色了，這是為什么呢？這就是乙烯的一個(gè)非常重要的化學(xué)性質(zhì)——加成反應(yīng)。乙烯分子中的碳碳雙鍵中有一個(gè)鍵比較容易斷裂，當(dāng)它遇到溴分子時(shí)，雙鍵中的一個(gè)鍵斷裂，每個(gè)碳原子分別與一個(gè)溴原子結(jié)合，生成了1,2二溴乙烷。反應(yīng)方程式是CH?=CH?+Br?→CH?BrCH?Br。這個(gè)反應(yīng)就像兩個(gè)小伙伴手拉手一樣，乙烯的兩個(gè)碳原子和溴分子的兩個(gè)溴原子分別拉起手來(lái)，形成了新的化合物。拓展提問那同學(xué)們想一想，乙烯除了能和溴發(fā)生加成反應(yīng)，還能和哪些物質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)呢？（引導(dǎo)同學(xué)們思考乙烯與氫氣、氯化氫、水等的加成反應(yīng)）氧化反應(yīng)（7分鐘）燃燒反應(yīng)首先我們來(lái)看乙烯的燃燒反應(yīng)。乙烯在空氣中燃燒，會(huì)產(chǎn)生明亮的火焰，并且伴有黑煙。這是因?yàn)橐蚁┑暮剂勘容^高，燃燒不完全。反應(yīng)方程式是C?H?+3O?→2CO?+2H?O。同學(xué)們要注意觀察火焰的顏色和黑煙的情況哦。被酸性高錳酸鉀溶液氧化現(xiàn)在老師再做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，將乙烯氣體通入酸性高錳酸鉀溶液中，同學(xué)們觀察會(huì)有什么現(xiàn)象。（進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，同學(xué)們看到酸性高錳酸鉀溶液褪色）乙烯能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，這也是乙烯的一個(gè)重要化學(xué)性質(zhì)。不過這個(gè)反應(yīng)和加成反應(yīng)不一樣，它是一個(gè)氧化反應(yīng)，乙烯被氧化成二氧化碳等物質(zhì)。但是這個(gè)反應(yīng)在有機(jī)化學(xué)合成中一般不用于制備羧酸等物質(zhì)，因?yàn)榉磻?yīng)比較復(fù)雜，產(chǎn)物不易控制。（三）課堂練習(xí)（15分鐘）1、基礎(chǔ)知識(shí)練習(xí)寫出乙烯的分子式、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。（答案：分子式C?H?，結(jié)構(gòu)式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式CH?=CH?）2、化學(xué)性質(zhì)練習(xí)乙烯與溴水發(fā)生反應(yīng)的類型是什么？寫出反應(yīng)方程式。（答案：加成反應(yīng)，CH?=CH?+Br?→CH?BrCH?Br）乙烯在空氣中燃燒的現(xiàn)象是什么？寫出反應(yīng)方程式。（答案：產(chǎn)生明亮火焰伴有黑煙，C?H?+3O?→2CO?+2H?O）3、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系練習(xí)為什么乙烯能發(fā)生加成反應(yīng)？（答案：因?yàn)橐蚁┓肿又泻刑继茧p鍵，雙鍵中的一個(gè)鍵容易斷裂，從而能與其他物質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)）（四）課堂小結(jié)（5分鐘）1、教師引導(dǎo)總結(jié)同學(xué)們，這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了乙烯的很多知識(shí)。首先我們了解了乙烯的分子結(jié)構(gòu)，它是平面結(jié)構(gòu)，含有碳碳雙鍵。然后我們學(xué)習(xí)了乙烯的物理性質(zhì)，無(wú)色稍有氣味的氣體，難溶于水等。最重要的是乙烯的化學(xué)性質(zhì)，包括加成反應(yīng)和氧化反應(yīng)。大家要記住乙烯加成反應(yīng)的原理以及它與不同物質(zhì)加成的反應(yīng)方程式，還有它燃燒和被酸性高錳酸鉀溶液氧化的現(xiàn)象和反應(yīng)方程式。通過對(duì)乙烯的學(xué)習(xí)，我們也初步了解了有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系，這種關(guān)系在我們以后學(xué)習(xí)其他有機(jī)化合物的時(shí)候也非常重要。2、學(xué)生補(bǔ)充回答鼓勵(lì)同學(xué)們補(bǔ)充老師總結(jié)中遺漏的知識(shí)點(diǎn)或者提出自己在學(xué)習(xí)過程中的疑問。（五）布置作業(yè)（5分鐘）1、書面作業(yè)課本上關(guān)于乙烯的課后練習(xí)題，認(rèn)真完成并且書寫工整。2、拓展作業(yè)查閱資料，了解乙烯在農(nóng)業(yè)上催熟果實(shí)的原理以及乙烯在現(xiàn)代工業(yè)中的其他應(yīng)用，寫一篇300~500字的小短文。七、教學(xué)反思1、成功之處在教學(xué)過程中，采用多種教學(xué)方法相結(jié)合，如實(shí)驗(yàn)探究法讓同學(xué)們對(duì)乙烯的化學(xué)性質(zhì)有了更直觀的認(rèn)識(shí)，多媒體輔助教學(xué)法使抽象的分子結(jié)構(gòu)變得形象易懂。通過課堂練習(xí)和提問，同學(xué)們對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況較好，能夠積極參與課堂互動(dòng)。2、不足之處在講解乙烯的分子結(jié)構(gòu)時(shí)，對(duì)于一些基礎(chǔ)較差的同學(xué)來(lái)說(shuō)，可能理解起來(lái)還有一定的困難。在以后的教學(xué)中，可以增加更多的實(shí)例或者模型演示來(lái)幫助他們理解。3、改進(jìn)措施對(duì)于抽象概念的講解，可以采用小組討論的方式，讓同學(xué)們互相交流自己的理解，然后教師再進(jìn)行總結(jié)和補(bǔ)充。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，可以讓同學(xué)們更多地參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作過程，提高他們的實(shí)驗(yàn)探究能力。八、苯的教學(xué)過程（一）導(dǎo)入新課（5分鐘）1、生活實(shí)例導(dǎo)入同學(xué)們，我們都知道汽車尾氣對(duì)環(huán)境有污染，現(xiàn)在很多汽車都采用了一種清潔燃料——天然氣。那大家知道天然氣的主要成分是什么嗎？（甲烷）那除了天然氣，還有一種燃料也很常見，那就是汽油。汽油是從石油中提煉出來(lái)的，在石油的加工過程中，除了能得到乙烯等物質(zhì)，還能得到一種非常重要的化工原料——苯。苯在我們的生活中也有很多應(yīng)用，比如油漆中就含有苯。那苯到底是一種什么樣的物質(zhì)呢？今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)苯。2、提問啟發(fā)大家看到過油漆的顏色和聞到過油漆的氣味吧？那油漆中的苯會(huì)有什么樣的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)呢？（二）新課講授（30分鐘）1、苯的分子結(jié)構(gòu)（10分鐘）歷史故事講述同學(xué)們，苯的分子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)可是一段很有趣的歷史呢。在19世紀(jì)，科學(xué)家們對(duì)苯的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大量的研究。當(dāng)時(shí)，根據(jù)苯的化學(xué)組成C?H?，按照當(dāng)時(shí)的有機(jī)化學(xué)理論，科學(xué)家們?cè)趺匆蚕氩怀霰降姆肿咏Y(jié)構(gòu)應(yīng)該是什么樣的。后來(lái)，德國(guó)化學(xué)家凱庫(kù)勒在一次夢(mèng)中得到了靈感，他夢(mèng)到一條蛇咬住了自己的尾巴，于是他提出了苯的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。那苯的實(shí)際分子結(jié)構(gòu)是怎樣的呢？模型展示與講解老師給大家展示苯的分子結(jié)構(gòu)模型（球棍模型或者比例模型）。苯分子是一個(gè)平面正六邊形結(jié)構(gòu)，六個(gè)碳原子和六個(gè)氫原子都在同一個(gè)平面上。它的分子式是C?H?，結(jié)構(gòu)式是（在黑板上畫出苯的結(jié)構(gòu)式），結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式我們可以寫成或者。這里要注意苯分子中的碳碳鍵，它既不是單純的單鍵，也不是單純的雙鍵，而是一種介于單鍵和雙鍵之間的特殊的鍵。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)提問那同學(xué)們想一想，苯分子這種特殊的鍵型會(huì)對(duì)它的性質(zhì)產(chǎn)生什么樣的影響呢？2、苯的物理性質(zhì)（5分鐘）直接講授苯是一種無(wú)色有特殊氣味的液體，密度比水小，不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑。如果把苯和水放在一起，會(huì)看到苯浮在水面上，就像油浮在水面上一樣。同學(xué)們可以這樣記憶，無(wú)色有味液苯體，密度小水不溶水。生活實(shí)例聯(lián)系在裝修房子的時(shí)候，我們會(huì)聞到油漆有一股刺鼻的氣味，這其中就有苯的氣味。因?yàn)楸绞怯推嶂械囊环N有機(jī)溶劑，它可以溶解油漆中的其他成分，使油漆能夠均勻地涂抹在物體表面。3、苯的化學(xué)性質(zhì)（15分鐘）取代反應(yīng)（8分鐘）實(shí)驗(yàn)演示老師現(xiàn)在來(lái)做一個(gè)苯的取代反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。在一個(gè)裝有苯和液溴的燒瓶中，加入少量鐵粉作催化劑，然后給燒瓶加熱，同學(xué)們觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。（進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，同學(xué)們看到燒瓶中有白霧產(chǎn)生，反應(yīng)后的液體倒入水中，在水底有油狀液體生成）現(xiàn)象解釋與反應(yīng)原理講解大家看到的白霧是生成的溴化氫氣體與空氣中的水蒸氣結(jié)合形成的小液滴。水底的油狀液體是生成的溴苯。這個(gè)反應(yīng)就是苯的取代反應(yīng)，苯分子中的一個(gè)氫原子被溴原子取代，反應(yīng)方程式是C?H?+Br?→C?H?Br+HBr。在這個(gè)反應(yīng)中，苯的特殊鍵型使得它能夠發(fā)生取代反應(yīng)，而不是像烯烴那樣容易發(fā)生加成反應(yīng)。拓展提問那苯除了能和液溴發(fā)生取代反應(yīng)，還能和其他