甲烷的取代反应实验改进

󰀁󰀁󰀂在1~5号试管中分别加入唾液1mL,然后进行37 恒温水浴。!反应过程中,每隔1min从3号试管中取1滴反应液,滴在比色板上,加1滴碘液显色,待呈橙黄色时立即取出5支试管,加碘液显色并比色,记录实验现象,见表2。表2处理试管编号12345pH5.06.26.87.48.0颜色+++橙黄色+++󰀁󰀁*∀+#表示蓝色程度。实验过程中可能会出现一些具体问题,如反应速度过快。教师可组织学生交流,找出解决问题的办法,真正做到让学生在∀做中学,学中做#,让他们成为探究的主人。通过学生亲自探索及教师的引导、点拨,并根据上面两组实验的实验现象,学生总结出酸碱度对酶的活性有影响:即酶的最适pH值一般都接近中性,pH值偏高或偏低,酶的活性都降低。在此基础上设置练习巩固知识。如:人体中只有肝脏中含有过氧化氢酶吗?食糜进入小肠中胃蛋白酶还能发挥活性吗?通过本节课的学习,科学探究的一般过程是怎样的?4󰀁教学反思∃笔者从近年高考实验命题的角度出发,把%酸碱度对酶活性的影响&这个教材中并没有编排实验的知识点设计成探索式实验教学的模式,让学生设计实验并综合运用有关化学知识(pH值)和实验方法(如比色法)来完成实验设计,这样的教学设计培养了学生的知识迁移能力和综合运用能力。∋高考解答实验设计这类题目不仅要求学生设计的方法、步骤科学合理,还要求语言表达准确、精练。本节课学生在实验过程中充分体现了新课程改革中的三维目标要求。学生在探究的过程中,充分地讨论与交流不仅可以提高文字表达能力,还能提高严密的逻辑思维能力和精确的分析推理能力。另外,这种开放式的课堂教学能让学生在轻松的氛围中掌握知识、培养能力。这在笔者课后回访学生时得到学生的一致认同。󰀂本节课的教学设计对学生解答实验设计这类题目起到一个示范作用。通过本节课的教学,可让学生明白高考中的实验设计题型并非总令人望而生畏,让学生从实践中领悟实验设计题的解题思路。(收稿日期:2007󰀁03󰀁

第２５卷　中小学实验与装备２０１４年第３期　４１　

自制·改进·创新　

甲烷与氯气取代反应实验的再改进　

江苏省海门市海门中学（２２６１００）　张　盛　

１　实验中的不足　

经过实验逐一验证发现采用排水法收集氯气，　

内壁上是油珠还是水珠存在疑问，且在日常灯光　

下，现象在短时间内不能显现。这导致在教学中许　多教师常以视频替代实验演示，缺少真实感，对学　

生建构取代反应的概念有较大的影响。　

２装置的选择　

能说明该取代反应已经发生　

的指标性现象是有氯化氢气体生　成。根据氯化氢极易溶于水的性　

质设计成“喷泉实验”，以便达到　良好的视觉效果。实验装置如图　

１所示。（铁架台等支持仪器及　光源省略）。　

３　实验过程　图１实验装置　

３．１实验的准备　根据相关反应机理，经过实验对比确定了本实　

验的最佳实验条件。　３．１．１光源的选择　ＣＨ　与Ｃ１：的反应属于自由基反应，１　ｔｏｏ！Ｃ１ｚ　

分子断键成２　ｔｏｏｌ氯原子（氯自由基）要吸收　２４２．７　ｋＪ的能量，这个能量可以通过升温或光照供　

给。若使Ｃｌ。分子离解成氯自由基，可用波长为　４９３　ｎｍ的光。波长越短，光子的能量越高，越是接　

近紫外区的光源，越有利于反应。　常见光源有太阳光、白炽灯、日光灯（荧光灯、　

低压汞灯、节能灯）、高压汞灯、ＬＥＤ灯、镁条燃烧　等。研究发现，常用的日光灯、ＬＥＤ灯的光谱是不　

连续的，具有合适波长的蓝色光使Ｃｌ。分子离解成　

氯自由基的效率较低，实验效果不佳。白炽灯发出　的光是全色光，但各种色光的成份比例是由发光物　

质（钨）以及温度决定的，存在一定的不确定性。镁　条燃烧会使本实验发生严重的副反应，生成黑色的　碳，影响实验效果。由于太阳光的不可控制性，因　

此高压汞灯是理想的选择。　高压汞灯的选择不仅与功率有关，还与灯和反　

应仪器的距离有关。最终经过比对，选用２５０　Ｗ　高压汞灯，灯与反应仪器距离为５　ｃｍ，反应５　ｒａｉｎ　

左右，可以确保实验的效果。　

６　化学教学　２００６年，第ｌ０期　

大量气体生成。　（２）具支试管Ｂ中石蕊试纸变红，品红试纸褪　

色。　（３）具支试管Ａ中的液体倒入另一支盛有少量水　

的试管后，溶液呈蓝色。　３．３实验改进优点　（１）反应时间缩短，实验现象明显。　

（２）改用石蕊试纸和品红试纸，节约了药品。　（３）用浓碱吸收多余的ＳＯ　气体，消除了对环境的　

污染，使实验绿色化。　（４）增加了防倒吸装置，使实验安全化。　

绿色化学的兴起，为化学教学中开展环境教育　提供了契机。在新课程教学中，化学教师要准确把　握绿色化学理念，利用设计封闭化实验、微型化实　验和精简型实验等途径适时地将绿色化学的理念渗　透到实验教学中去，使学生了解绿色化学、接受绿　色化学，树立牢固的环保意识，为可持续发展贡献　

一份力量。　

参考文献：　［１】黎清贤．绿色化学与中学化学教学［Ｊ】．化学教育．２００４，　６：１０．　［２】中华人民共和国教育部．普通高中化学课程标准（实验）　［Ｍ】．北京：人民教育出版社．２００３：９．　［３】宋心琦．普通高中化学课程标准实验教科书·化学１（必修）　［Ｍ］Ｍ．北京：人民教育出版社．２００４．　…４严济良．铜和浓硫酸反应的实验设计．化学教学…，　１９９８。４—５．　

甲烷与氯气取代反应实验光照条件的探究　

王金龙　

（扬州中学，江苏扬州　２２５００９）　

摘要：以自然光、化学光源、物理光源照射ｃＨ４、ｃｌ２混和气体，通过分析光照的能量和照度，得出采用２５０Ｗ高　压汞灯照射，能保证甲烷与氯气取代反应实验现象顺利呈现。　关键词：自由；光谱谱线；照度；温度；高压汞灯　文章编号：１００５－－６６２９（２００６）ｌ０—０００６—０３　中图分类号：Ｇ６３３．８　文献标识码：Ｃ　

高中教材中Ｃ　与Ｃｌ　发生取代反应的实验，因　

为课前要预先收集气体，光照条件难于控制，实验　现象不甚理想，不少教师都放弃了课堂演示。如何　选用仪器装置，如何操作，特别是如何选用反应所　需要的光照，笔者作了一些实验探究，仅供老师们　参考。　１　仪器装置及操作要领　

甲烷与氯气取代反应实验的改进

甲烷与氯气取代反应有机化学教学中的一个重要实验，这不仅是学生学习有机化学接触到的第一个有机反应，也是烷烃的一个重要性质实验。做好本实验对于刚刚涉足有机化学的学生来说具有非常重要的意义。本文对该实验的相关问题进行了讨论，并对该实验作了改进。

1 实验原理

甲烷与氯气的混合气体在光照条件下可发生取代反应，反应历程属于自由基链反应：

ch4+cl2→clch4+clch4→2ch3c1+2hc1；

ch3c1+c12→clch3c1+cl…ccl3+c1→ccl4

要使反应进行，需要一定的能量，这些能量来自光照或受热。能说明取代反应已经发生的指标性现象是：1．氯气黄绿色褪去，2.有油状液体生成，3.有氯化氢气体生成。4.气体体积减少。

2 常见几种实验的讨论

人卫版教材有机化学（2)专题3第一单元中，甲烷性质的实验，采用的是在集气瓶中，用排饱和食盐水法收集氯气与甲烷（体积比为4：1)的混合气体（见图1所示），也有一些资料介绍，用100 ml的量筒来收集混合气体（甲烷20 ml氯气80 ml，如图2所示），对混合气体进行光照，然后观察反应现象。

采用教材中的实验装置（如图1)进行实验，观察到的实验现象是瓶内气体体积减少、氯气的黄绿色褪去、瓶壁上有液滴。但存在

三个疑点：（1)生成的氯化氢气体溶解在水中无法检验，也没有证据可证明有氯化氢气体生成。(2)混合气体是用排饱和食盐水方式取得的，瓶壁上会残留水珠，实验时无法辨认是有机生成物还是残留的水珠，不能确信有氯代物生成。(3）如果用液面上升的现象说明气体体积减少了，以此来说明取代反应已发生，也缺乏说服力。即使没有甲烷，单是氯气装在瓶中倒插在水里，给予光照，液面也会上升。因为氯气可与水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸又能分解生成氧气，最终体积是原体积的一半，且氯气的黄绿色也褪去，相关的反应方程式如下：