醇的性质与应用
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醇的性质和应用(第一课时)教学设计江苏省邗江中学杨丽娟一、设计思想按照建构主义理论,学生的学习是在已有的知识经验基础上积极、主动建构的过程,学生是学习的主体、教学的中心。
新课标也指出:高中化学课程教学应有助于学生主动构建基础知识、基本技能;有助于学生进一步了解化学学科的特点,学习科学研究的基本方法,增强创新精神和实践能力;有利于学生形成科学的自然观和严谨求实的科学态度。
本节课的教学设计紧密围绕这两方面,力求在“教为主导、学为主体”的教学原则中,实现“知识、方法、能力、素养的有机统一”。
二、教材分析、学情分析、课标分析[教材版本] 高中化学选修《有机化学基础》(苏教版)2009年6月第3版[教材分析] 醇是重要的烃的衍生物之一。
从方法和内容看,醇都是烃的衍生物学习中的重要枢纽。
[学情分析]知识方面:已知:(1)必修2中学过乙醇的结构、部分性质和用途(2)选修中刚学过卤代烃的性质、相关实验分析方法未知:(1)醇的概念(2)乙醇结构的现代分析法(3)乙醇的脱水和卤化反应方法与能力方面:很多学生学习有机化学时习惯于被动接受,不注重方法的积累,思考不全面,实验设计能力不够。
情感方面:感到有机化学抽象、难学、害怕学习有机化学[课标要求]1、知道可运用红外光谱、核磁共振氢谱及化学实验方法确定有机化合物的分子结构2、认识醇的典型代表物的组成与结构特点3、知道醇的化学性质及其用途4、从有机化合物的组成与结构上认识取代与消去反应,并了解发生反应的条件三、创新设计在建构主义学习理论指导下,基于课程标准、教材分析和学情分析,在学生的已知和未知中架建桥梁,引导学生自主探究最常见的醇——乙醇的结构与性质,由特殊到一般,掌握醇的结构、性质与用途。
并在探究中提高兴趣与自信、获得知识与方法、提升能力与态度。
设计思路:创设情境、激发兴趣→对比类推、自主假设→实验探究、验证假设→交流讨论、提升能力→归纳小结、整理新知→迁移应用、课堂总结。
四、教学目标分析知识与技能:1、通过对比分析,掌握醇的概念、乙醇的结构与主要性质;2、通过乙醇的结构推导,知道确定有机化合物分子结构的一般方法;3、通过类推、实验探究、交流讨论,提高学生的实验思维能力和实验方案设计能力;过程与方法:1、通过自主学习,提高学生的比较、分析、归纳、推理能力;2、通过自主探究,使学生认识科学研究的一般思路与方法;情感态度与价值观:1、通过在自主探究中的成功体验,提高学生学习有机化学的兴趣和信心;2、通过自主探究,培养学生严谨的科学态度。
[教学重、难点]教学重点:1、乙醇结构的现代分析法2、乙醇的卤化反应和脱水反应3、有机化学学习方法和探究能力的培养教学难点:1、乙醇结构的现代分析法2、乙醇的脱水反应原理3、实验思维能力和方案设计能力培养五、教学准备按教材P68-69中的实验准备实验仪器六、教学过程设计步骤一、创设情境,对比学习醇的概念[图片展示]醇的用途(甲醇燃料电池、作抗冻剂的乙二醇、用于护肤和生产炸药的丙三醇、治疗水肿的甘露醇、作到防水涂料的聚乙烯醇)[师] 醇在日常生活、生产中的应用非常广泛,什么是醇?[观察与思考]结合名称,比较下列物质的结构,归纳出醇的定义OH(甲醇)CH3CH2CH2OH(1-丙醇)(环己醇)CH[学生小结] 略[板书] 一、醇的概念(略)【设计意图】从学生熟知的日常用途出发、选取学生不太熟悉的醇创设情境,恰当、生动,再结合设问“什么是醇、醇的性质有哪些”,有效引发认知冲突,激发学生的求知欲和学习兴趣。
根据结构和名称对比、自主归纳出醇的概念,利于培养学生的比较、分析、归纳的能力,也为后续学习“酚”打下良好基础。
步骤二、明确“特殊→一般”的学习方法、“结构决定性质”的学习思路[师] 醇的种类很多,我们是否需要一一研究?[生] 不需要,人类最先认识的是乙醇,掌握乙醇的性质即可推测其他醇的性质。
[师] 必修2中我们已初步了解乙醇的结构、部分性质,下面我们深入、全面学习乙醇。
[板书] 二、乙醇1、结构2、物理性质3、化学性质步骤三、新旧联系,以乙醇为例,整体把握有机物分子结构的推导法[学生板演] 乙醇的分子式、结构式、结构简式、官能团、同分异构[师] 可通过哪些方法确定乙醇的结构是CH3CH2OH,而不是CH3OCH3?[生] 乙醇与过量的钠反应,根据乙醇与H2的比例关系,定量推测乙醇的结构[师] 我们还可以通过现代分析法快速确定乙醇的结构。
教师根据投影简要介绍红外光谱,师生共同探讨1H核磁共振分析法。
[投影展示] 乙醇和甲醚的1H核磁共振谱图。
[观察与讨论](1)从分子结构的对称性(动画突显),思考什么是化学环境相同的H原子?(2)谱图中峰的数目与H的化学环境种类的关系?[学生回答] 略[学生尝试]下列有机物的核磁共振谱图中有几种特征峰?(1)(2)CH3CH(OH)CH3 [学生归纳小结、教师板书] 分析1H核磁共振谱图的一般思路和方法【设计意图】乙醇的结构推导综合运用了实验法、核磁共振法、红外光谱法等,在有机化合物结构推导中具有典型代表性,是本节课的重点之一。
学生在必修2中已经学过实验法,因此简单回忆,重点探讨现代分析法,结合考纲要求,重点让学生掌握核磁共振法。
本节课以乙醇、甲醚的谱图为例,动画突显分子结构的对称性,引导学生在讨论、简单解题中归纳出分析核磁共振谱图的方法和思路,体现教为主导、学为主体的教学原则。
步骤四、探究乙醇的脱水和卤化反应,提升方法与能力[学生回忆] 乙醇的物理性质(略)[师] 已学过乙醇的哪些化学性质?并板演方程式、断键位置、反应类型[学生板演] 乙醇和钠反应、乙醇的酯化反应、乙醇的催化氧化1、类推假设[师] 观察乙醇的分子结构(图1),思考是否还有其他断键方式?[教师引导] 比较CH3CH3、CH3CH2-Br、CH3CH2-OH的结构差异,回顾溴乙烷的化学性质和断键位置,从结构的相似性,类推乙醇还可能具有哪些断键方式?可能的产物是什么?如何证明?[分组讨论,教师巡视] 略[小组假设1] 溴乙烷能断②键发生取代反应,乙醇可能也具有此性质。
[小组假设2] 溴乙烷能断②④键生成乙烯和水,乙醇可能也具有此性质[小组假设3] 可能断②④键,生成水和环丁烷[小组假设4]……【设计意图】由溴乙烷、乙醇结构的相似性出发,引导学生运用类推的方法进行断键假设,充分挖掘学生的已知与未知的内在联系,既避免学生盲目推测、产生无效讨论,提高课堂的时效性;又能让学生顺利展开探究活动,变“被动”为“主动”,提高探究的参与度和积极性;并能让学生认识到“类推法”在学习和研究中的重要性,是本节课的创新设计。
2.实验验证假设,讨论、得出结论(1)P2O5催化乙醇脱水[实验探究1] 乙醇的脱水实验,按图2展开实验[观察与讨论]:1、实验现象2、气体通入酸性高锰酸钾前通入KOH溶液的作用?3、可能的反应产物,化学方程式、断键位置、反应类型[学生回答1] 乙醇易挥发,KOH溶液的作用:除乙醇等杂质气体[学生回答2] 产物是乙烯[学生回答3] 产物不可能是环丁烷,因为其不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
[学生回答4] ……[学生尝试板演] 化学方程式、断键位置、反应类型[教师巡视] 略[投影归纳整理内容] 略【设计意图】以问题带动学生思考、讨论,归纳得出结论,提高学生的思维能力和实验方案设计能力,体现主体性原则。
如果教师在巡视过程中,发现学生方程式书写的效果不好,可借助乙醇消去反应的动画模拟,帮助他们突破难点,充分发挥多媒体的辅助教学功能。
(2)浓H2SO4催化乙醇脱水[阅读教材] 乙醇可以在Al2O3、浓硫酸或石棉绒等催化剂的作用下发生脱水反应。
实验室利用乙醇和浓硫酸的共热也可获得乙烯或乙醚。
请观察教材P69页乙醇在170℃和140℃的反应方程式,思考断键位置与反应类型。
[学生回答] 略[归纳小结] 有机化学反应中,反应条件不同,产物可能不同。
【设计意图】老教材中实验室制乙烯,采用乙醇和浓硫酸作用,由于该反应副反应多、操作复杂,新教材中不再使用该实验。
因此,本节课紧扣教材,简单介绍这两个反应,重在让学生分析断键位置、反应类型,了解反应条件对有机化学反应的影响。
但从实验解题的角度看,这个实验不失为培养学生的思维能力、方案设计能力的有效载体,因此,在课后练习中出现相关实验探究题,让学生在略高于所学的问题解决中运用所学、提高能力。
(3)乙醇卤化反应[实验探究2] 乙醇的卤化反应,按图3展开实验[教师引导] 加入蒸馏水、浓硫酸、溴化钠固体的目的是获得HBr[观察与讨论]1、实验现象2、大试管中溶液为何呈黄色?试管II为何浸入水中?3、乙醇与HBr反应的产物可能是什么?如何证明?[学生推测1] 产物可能是乙烷[学生推测2] 产物不可能是乙烷,因为产物在常温下是液体,而乙烷是气体,可能是溴乙烷[学生推测3] ……[学生尝试板演] 化学方程式、断键位置、反应类型[教师巡视] 略[投影归纳整理内容] 略【设计意图】在断键假设的基础上,展开实验探究,引导学生根据实验现象,围绕问题分组讨论、归纳小结。
问题由现象到本质,层层递进,符合知识的逻辑顺序和学生的认知顺序。
问题讨论中涉及杂质的成分、除杂方法、产物推导、产物检验等,因此通过讨论,学生之间能互相补充、共同深化认知,提高思维的全面性、深入性和实验方案的设计能力。
步骤五、迁移应用、深化认知[课堂练习]练习1、不能证明乙醇分子是CH3CH2CH2OH而不是CH3OCH3的事实是() A.乙醇完全燃烧生成CO2和H2O B.乙醇分子在核磁共振氢谱中有三种吸收峰C.乙醇能与钠反应生成H2D.乙醇能发生分子间和分子内脱水反应练习2:(1)判断下列能发生消去反应的是能发生催化氧化反应的是(2)讨论消去反应和催化氧化反应的结构条件。
A.CH3OHB.CH3CH(OH) CH3C.(CH3)3CCH2OHD. (CH3)2COH CH2 CH3【设计意图】练习1利于学生整体把握乙醇的结构与性质;练习2引导学生运用所学断键原理,提高对消去、催化氧化机理的认识。
步骤六、总结提升、首尾呼应、引出下节内容[投影总结、学生填写]]一、乙醇的结构推导1H核磁共振谱图法二、乙醇的化学性质(参照图1结构式)【设计意图】促进学生构建知识框架,把握本节课的重点、难点和易错点。
[课后练习] 1、思考醇羟基有何性质?其他醇的化学性质?2、巩固与提升练习(略)。
【设计意图】认识到“特殊→一般”的有机化学学习方法,引出下一节课的教学内容。
七、设计思路诠释1.重视分析学生的已知、未知,实现学情分析、教材分析、课标分析相融合教离不开学、学离不开教,同样,我们也不能孤立分开教材分析、学情分析和课标分析,而应将三者有机统一,共同为教学目标的确定、教学方法的选择、教学过程的设计服务。