《合成洗涤剂的生产》学案2(苏教版选修2)
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专题三让有机反应为人类造福[课标要求]1.通过实例了解精细化工产品的生产原理、简单流程、原料和产品。
2.举例说明化学工业和化学过程工业的特点。
[活动和探究建议]1.实验:纺织品的漂白、染色。
2.参观当地的精细化工企业(或者观看有关的影像片、收集有关的资料),讨论精细化工发展的前景和可能存在的问题。
3.参观调查:化学在农林产品深加工(例如用淀粉制取酒精或高吸水材料,果脯的制作加工等)中的应用。
[教学内容增减建议]1、以有机药物制备2、为基础,3、复4、习有机化学基础中的合成思想,5、使学生建立全面的有机合成的方法;6、洗涤剂单元基本是原硬脂酸钠的去污原理,7、只作简化处理。
8、纤维素的化学加工,9、在有机化学基础“糖类蛋白质”单元已做介绍,10、在此删去。
11、建议本专题以全面复12、习有机合成的方法为主进行一定程度的有机综合复13、习。
[课时建议]2.第一单元有机药物的制备学案——3课时3.第二单元合成洗涤剂的生产——1课时4.第四单元有机高分子合成——2课时5.知识梳理总结——1课时第一单元有机药物的制备[知识回顾]1、工业合成时,2、应全面考虑的因素有哪些。
3、工业上分别以石油为原料和以食物淀粉为原料合成乙酸乙酯的方法。
第一课时:[知识复习](在此用一节课时间将有机化学中的基本反应与合成方法进行回顾与复习。
)2有机合成的常用方法:(分别以代表物质用方程式表示下列过程,注意反应的条件)1、官能团的引入3引入羟基(-OH):1 烯烃与水加成2 醛(酮)与氢气加成3 卤代烃碱性水解4 酯的水解5 格氏试剂与醛、酮反应64引入卤原子(-X):5烷烃与X2取代6不饱和烃(烯、炔)与HX或X2加成7醇与HX取代等8芳香烃取代910引入C=O双键:11醇的氧化12烯的氧化13炔加成H2O1415引入C=C双键:16烷烃裂解17炔烃加成18某些醇或卤代烃的消去C=C19某些卤代烃的消去C=C2021引入羧基:22醛氧化23酯水解24某些芳香烃的支链氧化25格氏试剂与CO2262、官能团的消除27通过加成消除不饱和键28通过消去或氧化、酯化等消除羟基(-OH)29通过加成或氧化等消除醛基(-CHO)3、官能团间的衍变根据合成需要(有时题目信息中会明示某些衍变途径),可进行有机物的官能团衍变,以使中间产物递进。
苏教版选修化学与技术《第二单元合成洗涤剂的生产》说课稿一、教材分析1. 教材内容概述《第二单元合成洗涤剂的生产》是苏教版选修化学与技术教材中的一个重要单元,通过本单元的学习,学生们将了解合成洗涤剂的生产原理、原料的选择、工艺流程等相关知识。
2. 学科地位和作用化学与技术作为一门实用性很强的学科,对培养学生的实际动手能力和解决实际问题的能力起到了重要的作用。
本单元的学习对于学生理解洗涤剂的生产过程和原理,提高学生的实验操作能力,培养学生的科学分析和创新思维能力具有重要意义。
3. 教学目标•知识与技能目标:掌握合成洗涤剂的生产原理、合成反应机理和工艺流程等基础知识;了解洗涤剂的生产过程中需要考虑的环境因素和安全措施。
•过程与方法目标:通过实验操作,提高学生的实验技能和科学探究能力;培养学生的团队合作和创新思维能力。
•情感态度价值目标:培养学生的环保意识和责任感,引导学生关注洗涤剂的使用安全问题。
二、教学重难点分析1. 教学重点•合成洗涤剂的生产原理和工艺流程•洗涤剂中主要成分的选择和作用•实验操作中的安全措施和环保要求2. 教学难点•合成反应机理的理解和解释•实验操作中的技巧和注意事项三、教学策略和教学过程设计1. 情境导入通过展示一些常见洗涤剂的图片,引发学生对洗涤剂的认识和疑问。
让学生思考洗涤剂是如何生产出来的,以及洗涤剂中的主要成分是什么。
2. 知识讲解与实验示范•通过课件或板书,对合成洗涤剂的生产原理进行详细讲解,包括合成反应的机理和主要原料的选择。
•展示实验操作的步骤和注意事项,进行实验示范,如合成十二烷基苯磺酸钠。
3. 实验操作与讨论学生分成小组进行实验操作,并观察实验现象、记录数据。
实验结束后,辅导学生进行实验结果的分析和讨论,加深学生对合成洗涤剂的生产过程的理解。
4. 学习总结与反思让学生总结合成洗涤剂的生产原理和工艺流程,回答一些问题,帮助他们巩固所学的知识。
同时,引导学生思考洗涤剂生产对环境的影响,并提出环保建议。
合成洗涤剂的生产表面活性剂13>.表面活性剂分子是具有亲油和亲水基团的两亲分子。
2.肥皂的去污原理表面活性剂在溶液中的排列亲油基团亲水基团a.污垢一般是由油脂和灰尘组成,不易被水润湿b.去污过程润湿乳化起泡使附着的油污易于分散到水中使油污在水中形成小滴,脱离附着物而悬浮在水中使油污和其他固体污垢更容易被吸附而脱离附着物3.肥皂的生产原理高级脂肪酸甘油酯的碱性水解形成高级脂肪酸盐(即肥皂)的过程二.合成洗涤剂十二烷基苯磺酸钠CH3(CH2)10CH2——SO3Na合成洗涤剂的选择条件a.确定合适的碳链长度,以含碳原子个数12~18为最佳——以平衡亲水性和亲油性b.选择不含支链的羟基——保证能被生物降解c.合理的配方——提高综合性能,满足不同用途和需要资料卡表面张力和表面活性剂见课本48页一、常用洗涤剂洁厕剂、地毯清洁剂等其他香皂、沐浴液、洗手液等身体用洗涤剂肥皂、洗衣粉、丝毛洗涤剂、衣领净等织物用洗涤剂洗洁精、去污粉、油烟净等厨房用洗涤剂名称分类思考:不同的洗涤剂之间有什么区别和联系呢?肥皂的去污原理?肥皂的制取+3NaOH3C17H35COONa +硬脂酸甘油酯(脂肪)硬脂酸钠甘油(皂化反应)肥皂的去污原理(1)亲水基--肥皂结构中-COONa或-COO-是极性基团,极易溶于水,具有亲水性;(2)憎水基--肥皂结构中的烃基-R,不溶于水,但极易溶于有机溶剂,具有亲油性质;C17H35COONa肥皂的合理使用1、肥皂对水质的要求高。
2、肥皂的碱性较强,某些织物不适合使用。
3、不宜在洗衣机中使用。
1.合成洗涤剂的组成:由憎水基和亲水基组成,如:烷基苯磺酸钠烷基磺酸钠合成洗涤剂(CH2)nCH3SO3Na(CH2)nCH3SO3Na合成洗涤剂与肥皂的比较(1)肥皂不适合在硬水中使用,而洗涤剂使用不受限制;(2)合成洗涤剂洗涤能力强,可以用于机洗;(3)合成洗涤剂的原料便宜。
(4)合成洗涤剂的危害:由于其稳定性,在自然界中不易被细菌分解,而造成水体污染。
第二单元合成洗涤剂的生产(时间:30分钟)考查点一洗涤剂去污原理1.下列有关肥皂的叙述不正确的是()。
A.肥皂的化学成分中,分子的一端为亲水基,另一端为亲油基B.肥皂的去污原理与合成洗涤剂不同C.肥皂是由油脂与碱反应制得的D.肥皂可以将水与油联系起来,使油污脱离附着物而悬浮于水中解析本题考查肥皂的结构特点、去污原理和生产原理。
答案 B2.下列物质中,分子的一端亲水,另一端亲油的是()。
B.CH3CH2CH3C.CCl4D.CH3(CH2)4COOC2H5解析表面活性剂的基本性质是具有极性基团(亲水基)和非极性基团(亲油基)。
烃基是非极性基团能亲油,而酸根为极性基团能亲水,故答案 A3.常用洗涤剂的主要成分是十二烷基苯磺酸钠,十二烷基苯磺酸钠是普通洗衣粉的主要成分。
其结构可用图形来表示,•端为链烃基,O端为极性基。
根据这一结构特点,试分析和回答下列问题:(1)十二烷基苯磺酸钠分子在水溶液表面分布的结构示意图,应是下列各图中的________图(填写序号),理由是____________。
(2)进入水内部的十二烷基苯磺酸钠分子,可能会以下列结构形式中的________存在(填写序号)。
解析(1)水分子为极性分子,根据相似相溶原理,洗衣粉分子的极性基(O端)应溶解于水中(亲水基),链烃基(•端)不应溶于水中(憎水基),C符合要求。
(2)A中极性基交替排列,可减少分子之间的斥力;D中极性基(O端)向外,链烃基(•端)向内的排列,在一定程度上使憎水基团脱离与水的接触,使体系能量最低。
A、D为其可能的存在形式。
答案(1)C链烃基在液面上,极性基团在液面之下与水相亲,可使体系能量降低(2)AD考查点二合成洗涤剂的制备4.关于肥皂与合成洗涤剂的比较,下列说法正确的是()。
①肥皂可以在硬水中使用,而合成洗涤剂不行②合成洗涤剂去污能力比肥皂强,适合洗衣机使用③制造合成洗涤剂的原料便宜④制造肥皂的原料便宜A.①②B.②③C.③④D.①④解析肥皂的有效成分为硬脂酸钠,而C17H35COO-能与硬水中的Ca2+、Mg2+结合形成沉淀,而使C17H35COO-失去除污能力,降低了洗涤效果;合成洗涤剂为十二烷基苯磺酸钠,其中所含的表面活性剂拥有更强的亲水基团和亲油基团,去污能力更强;合成洗涤剂的原料主要是石油裂解产品,比较便宜,而肥皂的原料为油脂,成本相对高一些。
苏教版选修化学与技术《第二单元合成洗涤剂的生产》教学设计一、教学目标1.掌握合成洗涤剂基本原理及生产过程;2.能够独立进行洗涤剂的生产实验;3.学生能够思考洗涤剂生产对环境、健康带来的影响以及如何选择素材、设计配方,使产品达到最佳的运用效果。
## 二、教学内容本教学单元主要内容涵盖以下五个方面:4.合成洗涤剂的工业生产与生产原理;5.了解所涉及的主要化学品在化学反应中的作用;6.分析原料的组成及其影响因素;7.学习洗涤剂在日常生活中的应用;8.探究洗涤剂生产对环境和人体健康所带来的影响。
## 三、教学时间安排本单元教学总时间安排为6个课时,其中理论课3个课时,实验课3个课时。
## 四、教学方法及顺序本单元教学采用前置教学、实验辅导和实践操作相结合的方式。
教师首先讲授理论知识,使学生了解合成洗涤剂的原理、生产过程和日常运用,进而为后续实验探究活动提供基础知识。
实验辅导环节中,教师通过现场指导学生完成实验,以培养学生细致、认真的实验态度和实验操作技能。
实践操作环节中,学生独立或小组合作完成一次洗涤剂生产,提高学生对本单元学习内容的整体把握能力。
本单元教学顺序安排如下: ### 第一课时: #### 上午: 1.自我介绍。
2.学生问答互动,教师提问学生“什么是洗涤剂?”“你知道什么是合成洗涤剂吗?”为引出本单元学习主题。
3.教师讲解“合成洗涤剂的工业生产与生产原理”,并介绍生产过程中涉及的主要化学物质。
#### 下午: 1.课堂小组讨论,教师引导学生讨论洗涤剂生产对环境和人体健康的影响。
2.学生听取洗涤剂相关实验要点及注意事项,为后续实验做好准备。
### 第二课时:#### 上午: 1.复习上节课内容,梳理原理和产品种类。
2.讲解“原料的组成及其影响因素”,重点讲解原料比例、配方及不同原料组合的性能差异。
#### 下午: 1.实验辅导,教师现场演示生产方法,并讲解实验过程中的关键问题及应对措施。
第二单元 合成洗涤剂的生产
[知识回顾]
2 肥皂的主要成分硬脂酸钠,它是如何制取的?
3 简述肥皂的去污原理?
4 叙述苯、甲苯的化学性质及不同之处。
[知识归纳]
苯环上连有某些取代基(如—OH 、烷基时),在苯环上取代基的邻位、对位被活化,容易发生取代反应。
苯环上发生取代反应时,取代的基团进入苯环上的位置取决于苯环上原有基团的性质和反应物的性质。
当原取代基体积较大时,则新的取代基只能进入原取代基的对位。
[知识学习与探究]
5 苯的磺化:苯环上的氢原子被硫酸(H 2SO 4,即HO —SO 3H )分子里的磺酸基—SO 3H )所取代,硫原子直接与苯环上的碳原子相连,这种浓硫酸和苯发生取代的反应成为磺化反应。
可以在苯环上引入磺酸基。
磺化反应在现代化工领域中占有重要地位,是合成多种有机产品的重要步骤。
6 苯环上引入烷基的方法:
7 苯环与烯烃加成
8 氯苯与格式试剂反应
9 苯环与氯烷反应
根据前面学习的合成知识,试讨论探究由十二烷合成洗衣粉的主要成分之一——烷基
苯磺酸钠SO 3Na C 12H 25的步骤,并指出哪些反应是取代反应。
C 12H 25SO 3H
C 12H 25 十二烷
一氯十二烷 十二烷基苯 十二烷基苯磺酸 反应类型:
SO 3Na
C 12H 25(十二烷基苯磺酸钠)
[练习]
3 说明十二烷基苯磺酸钠的去污原理,指出其亲油基、亲水基。
4 画出由硬脂酸甘油酯制取硬脂酸钠的实验装置,简述实验步骤,并用方程式表示。
5 查阅资料,了解肥皂与合成洗涤剂的不同。
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第二单元合成洗涤剂的生产1硬水使肥皂去污力减弱甚至失效,这是由于发生了( )。
A.水解反应B.沉淀反应C.皂化反应D.酯化反应2含磷洗衣粉的使用容易引起湖水、河水和海水的富营养化,现在已经禁止使用。
含磷洗衣粉中的磷是指().A.三氯化磷B.磷酸钙C.三聚磷酸钠 D.五氯化磷3下列有关环境问题的说法正确的是( )。
A.燃煤时加入适量石灰石,可减少废气中SO2的量B.臭氧的体积分数超过10-4%的空气有利于人体健康C.pH在5.6~7.0之间的降水通常称为酸雨D.含磷合成洗涤剂易于被细菌分解,故不会导致水体污染4有关肥皂的叙述中正确的是( )。
①利用油脂在碱性条件下水解制得②肥皂的主要成分是高级脂肪酸钠和甘油③使肥皂从油脂水解后的混合物中分离的过程是盐析④肥皂制成后不能再溶于水A.①② B.②④ C.③④ D.①③5下列物质中,分子的一端亲水,另一端亲油的是( )。
A.CH3(CH2)15SO3NaB.CH3CH2CH3l4D.CH3(CH2)4COOH6关于肥皂与合成洗涤剂的比较,下列说法正确的是( )。
A.肥皂可以在硬水中使用,而合成洗涤剂不行B.合成洗涤剂去污能力比肥皂强,适合洗衣机使用C.制造合成洗涤剂的原料便宜D.制造肥皂的原料便宜7某天然油脂10 g,需1。
人教版化学选修2 第四单元化学与技术的发展
课题2 表面活性剂精细化学品
第2课时合成洗涤剂的生产(学案)
【学习任务1】请同学们复习肥皂的制备、去污原理及其使用条件1、肥皂制备(硬脂酸甘油酯为例)
2、肥皂的使用条件
①
②
③
④
【学习任务2】肥皂使用要求高,请同学们试着寻找合适的替代物1、替代物具备条件——合成洗涤剂
①
②
③
④
⑤
⑥
2、合成洗涤剂——主剂合成
主要原料:C
12H
26
、、浓H
2
SO
4
、Cl
2
、NaOH
目标产物:十二烷基苯磺酸钠提示:
合成路线:
3、合成洗涤剂——助剂的作用
螯合剂(三聚磷酸钠)或离子交换剂
漂白剂
抗再沉淀剂
荧光增白剂
酶
抗静电剂和柔软剂
稳泡剂和抑泡剂
【思考与交流】20世纪90年代以来,世界各国先后提出必须生产和使用无磷洗涤剂。
请思考为什么?
【思考与交流】加酶洗衣粉的作用是什么,使用时应注意什么问题?
【学习任务3】请同学们总结生活所用的洗涤剂
①
②
③
④
【学习任务4】洗涤剂存在一定污染,请同学们试着想想替代物。
课题2 表面活性剂精细化学品1.了解肥皂、合成洗涤剂的组成、结构、性质及去污原理。
2.了解肥皂的实验室制备方法、肥皂和合成洗涤剂的工业生产原理。
3.通过典型实例了解精细化学品的生产特点,体会化学与技术发展在满足生产和生活需要中的不可替代作用。
第十一届国际表面活性剂和洗涤剂会议(IESD2010)于2010年4月在上海召开。
会议紧密围绕表面活性剂和洗涤剂的研发、生产、应用、市场及信息展开交流和讨论。
IESD成为中国表面活性剂和洗涤剂领域最重要的标志性会议之一。
思考:合成洗涤剂的去污原理是什么?答案:市场上的合成洗涤剂多为烷基苯磺酸钠,其分子结构中同时具有亲水基和亲油基,具有较强的润湿、乳化能力,去污效果很好。
一、肥皂可以用来去污1.肥皂的去污原理肥皂的化学成分为高级脂肪酸的钠盐或钾盐,能在水中电离成______和__________,RCOO-中具有极性的COO-部分称为__________,非极性的—R部分称为______________;在洗涤衣物时,肥皂、油污与水之间发生________、________和________三种主要作用而达到去污的目的。
2.肥皂的生产原理(1)主要原料是油脂和烧碱。
(2)制造原理是____________。
工业上通常将油脂与碱共热水解成________和________,加入________使肥皂析出,再经过一系列工序制成肥皂;酯类在碱性条件下的水解反应通称为________,如硬脂酸甘油酯的皂化反应方程式为______________________________。
其中,________是肥皂的有效成分。
(3)肥皂的质量与所选用的油脂和碱有很大关系。
用____代替NaOH可得到液体肥皂。
自主思考:肥皂通常在软水中的去污效果好,但在硬水中和在酸性环境中的洗涤效果不好。
为什么?二、合成洗涤剂的制造和性能优化1.合成洗涤剂的制造(1)原料:合成洗涤剂是以__________、__________、________等为原料合成的。
合成洗涤剂的生产学案
学习目标:
1.通过实例了解精细化工产品的生产原理、简单流程、原料和产品。
2.参观当地的精细化工企业(或者观看有关的影像片、收集有关的资料),讨论精细化工发展的前景和可能存在的问题。
情感目标:
通过对十二烷基苯磺酸钠的合成的学习,感到化学就在身边,化学很有用,从而进一步培养学习化学的兴趣。
学习重点难点:十二烷基苯磺酸钠的合成 学习过程: [知识回顾]
1、 肥皂的主要成分硬脂酸钠,它是如何制取的?
2、 简述肥皂的去污原理?
3、 叙述苯、甲苯的化学性质及不同之处。
[知识归纳]
苯环上连有某些取代基(如—OH 、烷基时),在苯环上取代基的邻位、对位被活化,容易发生取代反应。
苯环上发生取代反应时,取代的基团进入苯环上的位置取决于苯环上原有基团的性质和反应物的性质。
当原取代基体积较大时,则新的取代基只能进入原取代基的对位。
[知识学习与探究]
1、 苯的磺化:苯环上的氢原子被硫酸(H 2SO 4,即HO —SO 3H )分子里的磺酸基—SO 3H )
所取代,硫原子直接与苯环上的碳原子相连,这种浓硫酸和苯发生取代的反应成为磺化反应。
可以在苯环上引入磺酸基。
磺化反应在现代化工领域中占有重要地位,是合成多种有机产品的重要步骤。
2、 苯环上引入烷基的方法:
(1) 苯环与烯烃加成 (2) 氯苯与格式试剂反应 (3) 苯环与氯烷反应
根据前面学习的合成知识,试讨论探究由十二烷合成洗衣粉的主要成分之一——烷基苯磺酸钠的步骤,并指出哪些反应是取代反应。
C 12H 26-HCl +Cl 2——→ C 12H 25Cl -HCl +C 6H 6——→-H 2O +浓硫酸————→-H 2O +NaOH ———→
十二烷
一氯十二烷 十二烷基苯 十二烷基苯磺酸 反应类型:
(十二烷基苯磺酸钠) 十二烷基磺酸钠的去污原理:
十二烷基磺酸钠具有两亲结构,即分子中同时含有亲水基和亲油基:
它能去污的原理是它能够降低水的表面张力,使油污变成微小的油珠,分散于水中:
衣物
油污机械作用
水水
水
水
水
水
水
水
润湿、铺展、渗透、乳化综合作用大油珠
小油珠(分散于水中)
(附着于衣物上)
练习:
说明十二烷基苯磺酸钠的去污原理,指出其亲油基、亲水基。
1、 画出由硬脂酸甘油酯制取硬脂酸钠的实验装置,简述实验步骤,并用方程式表示。
2、 查阅资料,了解肥皂与合成洗涤剂的不同。