高二化學(xué)選修5_有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)全冊(cè)教案.doc
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______________________________________________________________________________________________________________ 課題:第一章 第三節(jié) 有機(jī)化合物的命名 教 學(xué) 目 的 知識(shí) 技能 理解烴基和常見的烷基的意義,掌握烷烴的習(xí)慣命名法以及系統(tǒng)命名法,能根據(jù)結(jié)構(gòu)式寫出名稱并能根據(jù)命名寫出結(jié)構(gòu)式 過程 與 方法 1、 引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生分析、歸納、比較能力 2、通過觀察有機(jī)物分子模型、有機(jī)物結(jié)構(gòu)式,掌握烷烴、烯烴、炔烴、苯及苯的同系物同分異構(gòu)體的書寫及命名。 情感 態(tài)度 價(jià)值觀 1、體會(huì)物質(zhì)與名字之間的關(guān)系 2、通過練習(xí)書寫丙烷CH3CH2CH3 分子失去一個(gè)氫原子后形成的兩種不同烴基的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。體會(huì)有機(jī)物分子中碳原子數(shù)目越多,結(jié)構(gòu)會(huì)越復(fù)雜,同分異構(gòu)體數(shù)目也越多。體會(huì)習(xí)慣命名法在應(yīng)用中的局限性,激發(fā)學(xué)習(xí)系統(tǒng)命名法的熱情。 重 點(diǎn) 烷烴的系統(tǒng)命名法 難 點(diǎn) 命名與結(jié)構(gòu)式間的關(guān)系 知 識(shí) 結(jié) 構(gòu) 與 板 書 設(shè) 計(jì) 第三節(jié) 有機(jī)化合物的命名 一、烷烴的命名 1、習(xí)慣命名法 2、系統(tǒng)命名法 (1)定主鏈,最長(zhǎng)稱“某烷”。 (2)編號(hào),最簡(jiǎn)最近定支鏈所在的位置。 最小原則: 最簡(jiǎn)原則: (3)把支鏈作為取代基,從簡(jiǎn)到繁,相同合并。 (4)當(dāng)有相同的取代基,則相加,然后用大寫的二、三、四等數(shù)字表示寫在取代基前面。 二、烯烴和炔烴的命名 1、將含有雙鍵或三鍵的最長(zhǎng)碳鏈作為主鏈,稱為“某烯”或“某炔”。 2、從距離雙鍵或三鍵最近的一端給主鏈上的碳原子依次編號(hào)定位。 三、苯的同系物的命名 3、把支鏈作為取代基,從簡(jiǎn)到繁,相同合并;用阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)明雙鍵或三鍵的位置(只需標(biāo)明雙鍵或三鍵碳原子編號(hào)較小的數(shù)字)。用“二”“三”等表示雙鍵或三鍵的個(gè)數(shù)。 教學(xué)過程 [引入]在高一時(shí)我們就學(xué)習(xí)了烷烴的一種命名方法—習(xí)慣命名法,但這種方法有很大的局限性,由于有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)復(fù)雜,種類繁多,又普遍存在著同分異構(gòu)現(xiàn)象。 為了使每一種有機(jī)化合物對(duì)應(yīng)一個(gè)名稱,進(jìn)行系統(tǒng)的命名是必要、有效的科學(xué)方法。烷烴的命名是有機(jī)化合物命名的基礎(chǔ),其他有機(jī)物的命名原則是在烷烴命名原則的基礎(chǔ)上延伸出來的。 [板書]第三節(jié) 有機(jī)化合物的命名 一、烷烴的命名 1、習(xí)慣命名法 [投影]正戊烷 異戊烷 新戊烷 [板書]2、系統(tǒng)命名法 (1)定主鏈,最長(zhǎng)稱“某烷”。 [講]選定分子里最長(zhǎng)的碳鏈為主鏈,并按主鏈上碳原子的數(shù)目稱為“某烷”。碳原子數(shù)在1~10的用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示,碳原子數(shù)在11個(gè)以上的則用中文數(shù)字表示。 [投影] [隨堂練習(xí)]確定下列分子主鏈上的碳原子數(shù) [板書](2)編號(hào),最簡(jiǎn)最近定支鏈所在的位置。 [講]把主鏈里離支鏈最近的一端作為起點(diǎn),用1、2、3等數(shù)字給主鏈的各碳原子依次編號(hào)定位,以確定支鏈所在的位置。 [投影] [講]在這里大家需要注意的是,從碳鏈任何一端開始,第一個(gè)支鏈的位置都相同時(shí),則從較簡(jiǎn)單的一端開始編號(hào),即最簡(jiǎn)單原則;有多種支鏈時(shí),應(yīng)使支鏈位置號(hào)數(shù)之和的數(shù)目最小,即最小原則。 [投影] [板書]最小原則:當(dāng)支鏈離兩端的距離相同時(shí),以取代基所在位置的數(shù)值之和最小為正確。 [投影] [板書]最簡(jiǎn)原則:當(dāng)有兩條相同碳原子的主鏈時(shí),選支鏈最簡(jiǎn)單的一條為主鏈。 [投影] [板書](3)把支鏈作為取代基,從簡(jiǎn)到繁,相同合并。 [講]把取代基的名稱寫在烷烴名稱的前面,在取代基的前面用阿拉伯?dāng)?shù)字注明它在烷烴主鏈上的位置,并在號(hào)數(shù)后連一短線,中間用“–”隔開。(烴基:烴失去一個(gè)氫原子后剩余的原子團(tuán)。) [投影] [板書](4)當(dāng)有相同的取代基,則相加,然后用大寫的二、三、四等數(shù)字表示寫在取代基前面。 [講]但表示相同取代基位置的阿拉伯?dāng)?shù)字要用“,”隔開;如果幾個(gè)取代基不同,就把簡(jiǎn)單的寫在前面,復(fù)雜的寫在后面。 [投影] [隨堂練習(xí)]給下列烷烴命名 [投影小結(jié)]1.命名步驟: (1)找主鏈------最長(zhǎng)的主鏈; (2)編號(hào)-----靠近支鏈(小、多)的一端; (3)寫名稱-------先簡(jiǎn)后繁,相同基請(qǐng)合并. 2.名稱組成: 取代基位置-----取代基名稱-----母體名稱 3.數(shù)字意義: 阿拉伯?dāng)?shù)字---------取代基位置 漢字?jǐn)?shù)字---------相同取代基的個(gè)數(shù) 烷烴的系統(tǒng)命名遵守:1、最長(zhǎng)原則2、最近原則3、最小原則4、最簡(jiǎn)原則 [過渡]前面已經(jīng)講過,烷烴的命名是有機(jī)化合物命名的基礎(chǔ),其他有機(jī)物的命名原則是在烷烴命名原則的基礎(chǔ)上延伸出來的。下面,我們來學(xué)習(xí)烯烴和炔烴的命名。 [板書]二、烯烴和炔烴的命名 [講]有了烷烴的命名作為基礎(chǔ),烯烴和炔烴的命名就相對(duì)比較簡(jiǎn)單了。步驟如下: [板書]1、將含有雙鍵或三鍵的最長(zhǎng)碳鏈作為主鏈,稱為“某烯”或“某炔”。 [投影] [板書]2、從距離雙鍵或三鍵最近的一端給主鏈上的碳原子依次編號(hào)定位。 [投影] [板書]3、把支鏈作為取代基,從簡(jiǎn)到繁,相同合并;用阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)明雙鍵或三鍵的位置(只需標(biāo)明雙鍵或三鍵碳原子編號(hào)較小的數(shù)字)。用“二”“三”等表示雙鍵或三鍵的個(gè)數(shù)。 [投影] [隨堂練習(xí)]給下列有機(jī)物命名 [講]在這里我們還需注意的是支鏈的定位要服從于雙鍵或叁鍵的定位。 [投影] [隨堂練習(xí)]給下列有機(jī)物命名 [講]接下來我們學(xué)習(xí)苯的同系物的命名。 [板書]三、苯的同系物的命名 [講]苯的同系物的命名是以苯作母體,苯環(huán)上的烴基為側(cè)鏈進(jìn)行命名。先讀側(cè)鏈,后讀苯環(huán)。例如苯分子中的氫原子被甲基取代后生成甲苯,被乙基取代后生成乙苯,表示如下: [投影] 甲苯 乙苯 [講]如果兩個(gè)氫原子被兩個(gè)甲基取代后,則生成的是二甲苯。由于取代基位置不同,二甲苯有三種同分異構(gòu)體。它們之間的差別在于兩個(gè)甲基在苯環(huán)上的相對(duì)位置不同,可分別用“鄰”“間”和“對(duì)”來表示: [投影] 鄰二甲苯 間二甲苯 對(duì)二甲苯 [講]若將苯環(huán)上的6個(gè)碳原子編號(hào),可以某個(gè)甲基所在的碳原子的位置為1號(hào),選取最小位次號(hào)給另一個(gè)甲基編號(hào),則鄰二甲苯也可叫做1,2—二甲苯;間二甲苯叫做1,3—二甲苯;對(duì)二甲苯叫做1,4—二甲苯。 [講]若苯環(huán)上有二個(gè)或二個(gè)以上的取代基時(shí),則將苯環(huán)進(jìn)行編號(hào),編號(hào)時(shí)從小的取代基開始,并沿使取代基位次和較小的方向進(jìn)行。 [投影] [講]當(dāng)苯環(huán)上連有不飽和基團(tuán)或雖為飽和基團(tuán)但體積較大時(shí),可將苯作為取代基。 [投影] [課后練習(xí)] 一、寫出下列各化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式: 1. 3,3-二乙基戊烷 2. 2,2,3-三甲基丁烷 3. 2-甲基-4-乙基庚烷 教學(xué)回顧: 第四節(jié) 研究有機(jī)化合物的一般步驟和方法(一) 教 學(xué) 目 的 知識(shí) 與 技能 1、了解怎樣研究有機(jī)化合物應(yīng)采取的步驟和方法 2、掌握有機(jī)化合物分離提純的常用方法 3、掌握蒸餾、重結(jié)晶和萃取實(shí)驗(yàn)的基本技能 過程 方法 1、通過有機(jī)化合物研究方法的學(xué)習(xí),了解分離提純的常見方法 情感 態(tài)度 價(jià)值觀 通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,體驗(yàn)科學(xué)研究的艱辛和喜悅,感受化學(xué)世界的奇妙與和諧 重 點(diǎn) 有機(jī)化合物分離提純的常用方法和分離原理 難 點(diǎn) 有機(jī)化合物分離提純的常用方法和分離原理 教學(xué)過程 [引入]我們已經(jīng)知道,有機(jī)化學(xué)是研究有機(jī)物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備方法與應(yīng)用的科學(xué)。那么,該怎樣對(duì)有機(jī)物進(jìn)行研究呢?一般的步驟和方法是什么? 這就是我們這節(jié)課將要探討的問題。 第四節(jié) 研究有機(jī)化合物的一般步驟和方法 [講]從天然資源中提取有機(jī)物成分,首先得到的是含有有機(jī)物的粗品。在工廠生產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)室合成的有機(jī)化合物也不可能直接得到純凈物,得到的往往是混有未參加反應(yīng)的原料,或反應(yīng)副產(chǎn)物等的粗品。因此,必須經(jīng)過分離、提純才能得到純品。如果要鑒定和研究未知有機(jī)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì),必須得到更純凈的有機(jī)物。下面是研究有機(jī)化合物一般要經(jīng)過的幾個(gè)基本步驟: [板書] [思考與交流]分離、提純物質(zhì)的總的原則是什么? 1.不引入新雜質(zhì); 2.不減少提純物質(zhì)的量; 3.效果相同的情況下可用物理方法的不用化學(xué)方法; 4.可用低反應(yīng)條件的不用高反應(yīng)條件 [講]首先我們結(jié)合高一所學(xué)的知識(shí)了學(xué)習(xí)第一步——分離和提純。 一、分離(separation)、提純(purification) [講]提純混有雜質(zhì)的有機(jī)物的方法很多,基本方法是利用有機(jī)物與雜質(zhì)物理性質(zhì)的差異而將它們分離。接下來我們主要學(xué)習(xí)三種分離、提純的方法。 1、蒸餾 [講]蒸餾是分離、提純液態(tài)有機(jī)物的常用方法。當(dāng)液態(tài)有機(jī)物含有少量雜質(zhì),而且該有機(jī)物熱穩(wěn)定性較強(qiáng),與雜質(zhì)的沸點(diǎn)相差較大時(shí)(一般約大于30oC),就可以用蒸餾法提純此液態(tài)有機(jī)物。 定義:利用混合液體或液-固體系中各組分沸點(diǎn)不同,使低沸點(diǎn)組分蒸發(fā),再冷凝以分離整個(gè)組分的操作過程。 要求:含少量雜質(zhì),該有機(jī)物具有熱穩(wěn)定性,且與雜質(zhì)沸點(diǎn)相差較大(大于30℃ )。 [投影]演示實(shí)驗(yàn)1-1含有雜質(zhì)的工業(yè)乙醇的蒸餾 所用儀器:鐵架臺(tái)(鐵圈、鐵夾)、酒精燈、石棉網(wǎng)、蒸餾燒瓶、溫度計(jì)、冷凝管、接受器等。 實(shí)驗(yàn)基本過程: 含雜質(zhì)工業(yè)乙醇 工業(yè)乙醇(95.6% ) 無水乙醇(99.5%) [強(qiáng)調(diào)]特別注意:冷凝管的冷凝水是從下口進(jìn)上口出。 小結(jié):蒸餾的注意事項(xiàng) 1、注意儀器組裝的順序:“先下后上,由左至右”; 2、不得直接加熱蒸餾燒瓶,需墊石棉網(wǎng); 3、蒸餾燒瓶盛裝的液體,最多不超過容積的1/3;不得將全部溶液蒸干; 4、需使用沸石(防止暴沸) ; 5、冷凝水水流方向應(yīng)與蒸汽流方向相反(逆流:下進(jìn)上出); 6、溫度計(jì)水銀球位置應(yīng)與蒸餾燒瓶支管口齊平,以測(cè)量餾出蒸氣的溫度; [投影]演示實(shí)驗(yàn)1-2 (要求學(xué)生認(rèn)真觀察,注意實(shí)驗(yàn)步驟) 高溫溶解―――趁熱過濾――-冷卻結(jié)晶 稱量-溶解-攪拌-加熱-趁熱過濾-降溫、冷卻、結(jié)晶-過濾-洗滌烘干 2、結(jié)晶和重結(jié)晶(recrystallization) (1)定義:重結(jié)晶是使固體物質(zhì)從溶液中以晶體狀態(tài)析出的過程,是提純、分離固體物質(zhì)的重要方法之一。 [投影]重結(jié)晶常見的類型 (1)冷卻法:將熱的飽和溶液慢慢冷卻后析出晶體,此法適合于溶解度隨溫度變化較大的溶液。 (2)蒸發(fā)法:此法適合于溶解度隨溫度變化不大的溶液,如粗鹽的提純。 (3)重結(jié)晶:將以知的晶體用蒸餾水溶解,經(jīng)過濾、蒸發(fā)、冷卻等步驟,再次析出晶體,得到更純凈的晶體的過程。 [講]若雜質(zhì)的溶解度很小,則加熱溶解,趁熱過濾,冷卻結(jié)晶;若溶解度很大,則加熱溶解,蒸發(fā)結(jié)晶 [講]重結(jié)晶的首要工作是選擇適當(dāng)?shù)娜軇?,要求該溶劑:?)雜質(zhì)在此溶劑中的溶解度很小或溶解度很大,易于除去;(2)被提純的有機(jī)物在此溶劑中的溶解度,受溫度的影響較大。 (2)溶劑的選擇: 雜質(zhì)在溶劑中的溶解度很小或很大,易于除去; 被提純的有機(jī)物在此溶液中的溶解度,受溫度影響較大。 3、萃取 (1)所用儀器:燒杯、漏斗架、分液漏斗。 (2)萃?。豪萌芤涸诨ゲ幌嗳艿娜軇├锶芙舛鹊牟煌靡环N溶劑把溶質(zhì)從它與另一種溶劑組成的溶液中提取出來,前者稱為萃取劑,一般溶質(zhì)在萃取劑里的溶解度更大些。 分液:利用互不相溶的液體的密度不同,用分液漏斗將它們一一分離出來。 [投影]基本操作: .檢驗(yàn)分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液; .將漏斗上口的玻璃塞打開或使塞上的凹槽或小孔對(duì)準(zhǔn)漏斗口上的小孔,使漏斗內(nèi)外空氣相通漏斗里液體能夠流出 .使漏斗下端管口緊靠燒懷內(nèi)壁;及時(shí)關(guān)閉活塞,不要讓上層液體流出 .分液漏斗中的下層液體從下口放出,上層液體從上口倒出。 [投影]注意事項(xiàng): 、萃取劑必須具備兩個(gè)條件:一是與溶劑互不相溶;二是溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度較大。 、檢查分液漏斗的瓶塞和旋塞是否嚴(yán)密。 、萃取常在分液漏斗中進(jìn)行,分液是萃取操作的一個(gè)步驟,必須經(jīng)過充分振蕩后再靜置分層。 、分液時(shí),打開分液漏斗的活塞,將下層液體從漏斗頸放出,當(dāng)下層液體剛好放完時(shí),要立即關(guān)閉活塞,上層液體從上口倒出。 學(xué)生閱讀[科學(xué)視野] [小結(jié)]本節(jié)課要掌握研究有機(jī)化合物的一般步驟和常用方法;有機(jī)物的分離和提純。包括操作中所需要注意的一些問題 教學(xué)回顧: 研究有機(jī)化合物的一般步驟和方法(二) 教 學(xué) 目 的 知識(shí) 技能 1、掌握有機(jī)化合物定性分析和定量分析的基本方法 2、了解鑒定有機(jī)化合結(jié)構(gòu)的一般過程與數(shù)據(jù)處理方法 過程 與 方法 1、通過對(duì)典型實(shí)例的分析,初步了解測(cè)定有機(jī)化合物元素含量、相對(duì)分子質(zhì)量的一般方法,并能根據(jù)其確定有機(jī)化合物的分子式 2、通過有機(jī)化合物研究方法的學(xué)習(xí),了解燃燒法測(cè)定有機(jī)物的元素組成,了解質(zhì)譜法、紅外光譜、核磁共振氫譜等先進(jìn)的分析方法 情感 態(tài)度 價(jià)值觀 感受現(xiàn)代物理學(xué)及計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)有機(jī)化學(xué)發(fā)展的推動(dòng)作用,體驗(yàn)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的有機(jī)化合物研究過程 重 點(diǎn) 有機(jī)化合物組成元素分析與相對(duì)分子質(zhì)量的測(cè)定方法 難 點(diǎn) 分子結(jié)構(gòu)的鑒定 知 識(shí) 結(jié) 構(gòu) 與 板 書 設(shè) 計(jì) 二、元素分析與相對(duì)分子質(zhì)量的測(cè)定 1、元素分析 2、相對(duì)分子質(zhì)量的測(cè)定——質(zhì)譜法(MS) (1) 質(zhì)譜法的原理: 三、分子結(jié)構(gòu)的鑒定 1、紅外光譜(IR) (1)原理: (2)作用:推知有機(jī)物含有哪些化學(xué)鍵、官能團(tuán)。 2、核磁共振氫譜(NMR,nuclear magnetic resonance) (1)原理: (2)作用: ①吸收峰數(shù)目=氫原子類型 ②不同吸收峰的面積之比(強(qiáng)度之比)=不同氫原子的個(gè)數(shù)之比 教學(xué)過程 [引入]上節(jié)課我們已經(jīng)對(duì)所要研究的有機(jī)物進(jìn)行了分離和提純,接下來進(jìn)行第二步——元素定量分析確定實(shí)驗(yàn)式。 [板書]二、元素分析與相對(duì)分子質(zhì)量的測(cè)定 1、元素分析 [思考與交流]如何確定有機(jī)化合物中C、H元素的存在? [講]定性分析:確定有機(jī)物中含有哪些元素。(李比希法)一般講有機(jī)物燃燒后,各元素對(duì)應(yīng)產(chǎn)物為:C→CO2,H→H2O,若有機(jī)物完全燃燒,產(chǎn)物只有CO2和H2O,則有機(jī)物組成元素可能為C、H或C、H、O。定量分析:確定有機(jī)物中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(現(xiàn)代元素分析法) [講]元素定量分析的原理是將一定量的有機(jī)物燃燒,分解為簡(jiǎn)單的無機(jī)物,并作定量測(cè)定,通過無機(jī)物的質(zhì)量推算出組成該有機(jī)物元素原子的質(zhì)量分?jǐn)?shù),然后計(jì)算出該有機(jī)物分子所含元素原子最簡(jiǎn)單的整數(shù)比,即確定其實(shí)驗(yàn)式。以便于進(jìn)一步確定其分子式。 閱讀例題 例、某含C、H、O三種元素的未知物A,經(jīng)燃燒分析實(shí)驗(yàn)測(cè)定該未知物中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為52.16%,氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.14%。(1)試求該未知物A的實(shí)驗(yàn)式(分子中各原子的最簡(jiǎn)單的整數(shù)比)。 [講]實(shí)驗(yàn)式和分子式的區(qū)別:實(shí)驗(yàn)式表示化合物分子所含元素的原子數(shù)目最簡(jiǎn)單整數(shù)比的式子。分子式表示化合物分子所含元素的原子種類及數(shù)目的式子。 [思考與交流]若要確定它的分子式,還需要什么條件? [講]確定有機(jī)化合物的分子式的方法: (一)由物質(zhì)中各原子(元素)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)→ 各原子的個(gè)數(shù)比(實(shí)驗(yàn)式)→由相對(duì)分子質(zhì)量和實(shí)驗(yàn)式 → 有機(jī)物分子式 (二)有機(jī)物分子式 ← 知道一個(gè)分子中各種原子的個(gè)數(shù) ← 1mol物質(zhì)中的各種原子的物質(zhì)的量 ← 1mol物質(zhì)中各原子(元素)的質(zhì)量除以原子的摩爾質(zhì)量 ←1mol物質(zhì)中各種原子(元素)的質(zhì)量等于物質(zhì)的摩爾質(zhì)量與各種原子(元素)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之積 [投影總結(jié)]確定有機(jī)物分子式的一般方法. (1)實(shí)驗(yàn)式法: ①根據(jù)有機(jī)物各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)求出分子組成中各元素的原子個(gè)數(shù)比(最簡(jiǎn)式)。 ②求出有機(jī)物的摩爾質(zhì)量(相對(duì)分子質(zhì)量)。 (2)直接法: ①求出有機(jī)物的摩爾質(zhì)量(相對(duì)分子質(zhì)量) ②根據(jù)有機(jī)物各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)直接求出1mol有機(jī)物中各元素原子的物質(zhì)的量。 確定相對(duì)分子質(zhì)量的方法有: (1)M = m/n (2)根據(jù)有機(jī)蒸氣的相對(duì)密度D,M1 = DM2 (3)標(biāo)況下有機(jī)蒸氣的密度為ρg/L, M = 22.4L/mol ?ρg/L [講]有機(jī)物的分子式的確定方法有很多,在今后的教學(xué)中還會(huì)進(jìn)一步介紹。今天我們僅僅學(xué)習(xí)了利用相對(duì)分子質(zhì)量和實(shí)驗(yàn)式共同確定有機(jī)物的基本方法。應(yīng)該說以上所學(xué)的方法是用推算的方法來確定有機(jī)物的分子式的。在同樣計(jì)算推出有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)式后,還可以用物理方法簡(jiǎn)單、快捷地測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)量,比如——質(zhì)譜法。 2、相對(duì)分子質(zhì)量的測(cè)定——質(zhì)譜法(MS) (1) 質(zhì)譜法的原理:用高能電子流轟擊樣品,使分子失去電子變成帶正電荷的分子離子和碎片離子,在磁場(chǎng)的作用下,由于它們的相對(duì)質(zhì)量不同而使其到達(dá)檢測(cè)器的時(shí)間也先后不同,其結(jié)果被記錄為質(zhì)譜圖。 [強(qiáng)調(diào)]以乙醇為例,質(zhì)譜圖最右邊的分子離子峰表示的就是上面例題中未知物A(指乙醇)的相對(duì)分子質(zhì)量。 [投影]圖1-15 [思考與交流]質(zhì)荷比是什么?如何讀譜以確定有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量? 分子離子與碎片離子的相對(duì)質(zhì)量與其電荷的比值。 由于相對(duì)質(zhì)量越大的分子離子的質(zhì)荷比越大,達(dá)到檢測(cè)器需要的時(shí)間越長(zhǎng),因此譜圖中的質(zhì)荷比最大的就是未知物的相對(duì)分子質(zhì)量。 [過渡]好了,通過測(cè)定,現(xiàn)在已經(jīng)知道了該有機(jī)物的分子式,但是,我們知道,相同的分子式可能出現(xiàn)多種同分異構(gòu)體,那么,該如何進(jìn)以步確定有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)呢?下面介紹兩種物理方法。 [板書]三、分子結(jié)構(gòu)的鑒定 1、紅外光譜(IR) [板書](1)原理:由于有機(jī)物中組成化學(xué)鍵、官能團(tuán)的原子處于不斷振動(dòng)狀態(tài),且振動(dòng)頻率與紅外光的振動(dòng)頻譜相當(dāng)。所以,當(dāng)用紅外線照射有機(jī)物分子時(shí),分子中的化學(xué)鍵、官能團(tuán)可發(fā)生震動(dòng)吸收,不同的化學(xué)鍵、官能團(tuán)吸收頻率不同,在紅外光譜圖中將處于不同位置。從而可獲得分子中含有何種化學(xué)鍵或官能團(tuán)的信息。 (2)作用:推知有機(jī)物含有哪些化學(xué)鍵、官能團(tuán)。 [講]從未知物A的紅外光譜圖上發(fā)現(xiàn)右O—H鍵、C—H鍵和C—O鍵的振動(dòng)吸收,可以判斷A是乙醇而并非甲醚,因?yàn)榧酌褯]有O—H鍵。 [投影]圖1-17 [講]從上圖所示的乙醇的紅外光譜圖上,波數(shù)在3650cm-1區(qū)域附近的吸收峰由O-H鍵的伸縮振動(dòng)產(chǎn)生,波數(shù)在2960-2870cm-1區(qū)域附近的吸收峰由C-H (-CH3、-CH2-)鍵的伸縮振動(dòng)產(chǎn)生;在1450-650cm-1區(qū)域的吸收峰特別密集(習(xí)慣上稱為指紋區(qū)),主要由C-C、C-O單鍵的各種振動(dòng)產(chǎn)生。要說明的是,某些化學(xué)鍵所對(duì)應(yīng)的頻率會(huì)受諸多因素的影響而有小的變化。 [點(diǎn)擊試題]有一有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量為74,確定分子結(jié)構(gòu),請(qǐng)寫出該分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 。 C—O—C 對(duì)稱CH2 對(duì)稱CH3 ANS:(CH3—CH2—O—CH2—CH3) [板書]2、核磁共振氫譜(NMR) [講]在核磁共振分析中,最常見的是對(duì)有機(jī)化合物的1H核磁共振譜(1H-NMR)進(jìn)行分析。氫核磁共振譜的特征有二:一是出現(xiàn)幾種信號(hào)峰,它表明氫原子的類型,二是共振峰所包含的面積比,它表明不同類型氫原子的數(shù)目比。 (1)原理:氫原子核具有磁性,如用電磁波照射氫原子核,它能通過共振吸收電磁波能量,發(fā)生躍遷。用核磁共振儀可以記錄到有關(guān)信號(hào),處在不同環(huán)境中的氫原子因產(chǎn)生共振時(shí)吸收電磁波的頻率不同,在圖譜上出現(xiàn)的位置也不同,各類氫原子的這種差異被稱作化學(xué)位移,而且吸收峰的面積與氫原子數(shù)成正比。 [講]有機(jī)物分子中的氫原子核,所處的化學(xué)環(huán)境(即其附近的基團(tuán))不同),表現(xiàn)出的核磁性就不同,代表核磁性特征的峰在核磁共振譜圖中橫坐標(biāo)的位置(化學(xué)位移,符號(hào)為δ)也就不同。即表現(xiàn)出不同的特征峰;且特征峰間強(qiáng)度(即峰的面積、簡(jiǎn)稱峰度)與氫原子數(shù)目多少相關(guān)。 (2)作用:不同化學(xué)環(huán)境的氫原子(等效氫原子)因產(chǎn)生共振時(shí)吸收的頻率不同,被核磁共振儀記錄下來的吸收峰的面積不同。所以,可以從核磁共振譜圖上推知?dú)湓拥念愋图皵?shù)目。 ①吸收峰數(shù)目=氫原子類型 ②不同吸收峰的面積之比(強(qiáng)度之比)=不同氫原子的個(gè)數(shù)之比 [講]未知物A的核磁共振氫譜有三種類型氫原子的吸收峰,說明A只能是乙醇而并非甲醚,因?yàn)榧酌阎挥幸环N氫原子。 [投影] 圖1一19未知物A的核磁共振氫譜 圖1一20二甲醚的核磁共振氫譜 [列題]一個(gè)有機(jī)物的分子量為70,紅外光譜表征到碳碳雙鍵和C=O的存在,核磁共振氫譜列如下圖: ①寫出該有機(jī)物的分子式:C4H6O O ②寫出該有機(jī)物的可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式: H—C—CH=CHCH3 有四類不同信號(hào)峰,有機(jī)物分子中有四種不同類型的H。 [小結(jié)]本節(jié)課主要掌握鑒定有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的一般過程和方法。包括測(cè)定有機(jī)物的元素組成、相對(duì)分子質(zhì)量、分子結(jié)構(gòu)。了解幾種物理方法——質(zhì)譜法、紅外光譜法和核磁共振氫譜法。 [課后練習(xí)] 1、有機(jī)物中含碳40﹪、氫6.67﹪,其余為氧,又知該有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量是60。求該有機(jī)物的分子式。 (C2H4O2) 3、燃燒某有機(jī)物A 1.50g,生成1.12L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)CO2和0.05mol H2O 。該有機(jī)物的蒸氣對(duì)空氣的相對(duì)密度是1.04,求該有機(jī)物的分子式。 (CH2O) 4、分子式為C2H6O的有機(jī)物,有兩種同分異構(gòu)體,乙醇(CH3CH2OH)、甲醚(CH3OCH3),則通過下列方法,不可能將二者區(qū)別開來的是( ) A、紅外光譜 B、1H核磁共振譜 C、質(zhì)譜法 D、與鈉反應(yīng) 5、某烴類化合物A的質(zhì)譜圖表明其相對(duì)分子質(zhì)量為84,紅外光譜表明分子中含有碳碳雙鍵,核磁共振氫譜表明分子中只有一種類型的氫。則A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是______ 教學(xué)回顧: 課題:第二章 第一節(jié) 脂肪烴(1) 教 學(xué) 目 的 知識(shí) 技能 1、 了解烷烴、烯烴和炔烴的物理性質(zhì)的規(guī)律性變化 2、 了解烷烴、烯烴、炔烴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 過程 與 方法 1、 注意不同類型脂肪烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的對(duì)比 2、 善于運(yùn)用形象生動(dòng)的實(shí)物、模型、計(jì)算機(jī)課件等手段幫助學(xué)生理解概念、掌握概念、學(xué)會(huì)方法、形成能力 情感 態(tài)度 價(jià)值觀 根據(jù)有機(jī)物的結(jié)果和性質(zhì),培養(yǎng)學(xué)習(xí)有機(jī)物的基本方法“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”的思想 重 點(diǎn) 烯烴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和化學(xué)性質(zhì) 難 點(diǎn) 烯烴的順反異構(gòu) 知 識(shí) 結(jié) 構(gòu) 與 板 書 設(shè) 計(jì) 第二章 烴和鹵代烴 第一節(jié) 脂肪烴 一、烷烴(alkane)和烯烴(alkene) 1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和通式: (1) 烷烴: (2) 烯烴: 2、物理性質(zhì) 3、基本反應(yīng)類型 (1) 取代反應(yīng): (2) 加成反應(yīng):(3) 聚合反應(yīng): 4、烷烴化學(xué)性質(zhì)(與甲烷相似)烷烴不能使酸性高錳酸鉀溶液和溴水褪色 (1)取代反應(yīng): (2)氧化反應(yīng): 5、烯烴的化學(xué)性質(zhì)(與乙烯相似) (1)加成反應(yīng) (2)氧化反應(yīng) 燃燒:使酸性KMnO4 溶液褪色: 催化氧化:2R—CH=CH2 + O2 2RCH3 (3) 加聚反應(yīng) 6、二烯烴的化學(xué)性質(zhì) (1)二烯烴的加成反應(yīng):(1,4一加成反應(yīng)是主要的) (2) 加聚反應(yīng): n CH2=CHCH=CH2 (順丁橡膠) 教學(xué)過程 備注 [引入]同學(xué)們,從這節(jié)課開始我們來學(xué)習(xí)第二章的內(nèi)容——烴和鹵代烴。甲烷、乙烯、苯這三種有機(jī)物都僅含碳和氫兩種元素,它們都是碳?xì)浠衔铮址Q烴。根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同,烴可分為烷烴、烯烴、炔烴和芳香烴等。而鹵代烴則是從結(jié)構(gòu)上可以看成是烴分子中的氫原子被鹵原子取代的產(chǎn)物,是烴的衍生物的一種。我們先來學(xué)習(xí)第一節(jié)——脂肪烴。 第二章 烴和鹵代烴 第一節(jié) 脂肪烴 一、烷烴(alkane)和烯烴(alkene) 1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和通式: (1) 烷烴:僅含C—C鍵和C—H鍵的飽和鏈烴,又叫烷烴。(若C—C連成環(huán)狀,稱為環(huán)烷烴。)通式:CnH2n+2 (n≥1) (2) 烯烴:分子里含有一個(gè)碳碳雙鍵的不飽和鏈烴叫做烯烴。(分子里含有兩個(gè)雙鍵的鏈烴叫做二烯烴) 通式:CnH2n (n≥2) [講]接下來大家通過下表中給出的數(shù)據(jù),仔細(xì)觀察、思考、總結(jié),看自己能得到什么信息? [思考與交流] 學(xué)生閱讀 表2—1和表2—2:分別列舉了部分烷烴與烯烴的沸點(diǎn)和相對(duì)密度。請(qǐng)你根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù),以分子中碳原子數(shù)為橫坐標(biāo),以沸點(diǎn)或相對(duì)密度為縱坐標(biāo),制作分子中碳原子數(shù)與沸點(diǎn)或相對(duì)密度變化的曲線圖。通過所繪制的曲線圖你能得到什么信息? [投影]表2—1 部分烷烴的沸點(diǎn)和相對(duì)密度 表2-2 部分烯烴的沸點(diǎn)和相對(duì)密度 [動(dòng)手]繪制碳原子數(shù)與沸點(diǎn)或相對(duì)密度變化曲線圖: [投影結(jié)果] [總結(jié)]烷烴和烯烴溶沸點(diǎn)變化規(guī)律:原子數(shù)相同時(shí),支鏈越多,沸點(diǎn)越低。沸點(diǎn)的高低與分子間引力--范德華引力(包括靜電引力、誘導(dǎo)力和色散力)有關(guān)。烴的碳原子數(shù)目越多,分子間的力就越大。支鏈增多時(shí),使分子間的距離增大,分子間的力減弱,因而沸點(diǎn)降低。 2、物理性質(zhì) (1) 物理性質(zhì)隨著分子中碳原子數(shù)的遞增,呈規(guī)律性變化,沸點(diǎn)逐漸升高,相對(duì)密度逐漸增大; (2) 碳原子數(shù)相同時(shí),支鏈越多,熔沸點(diǎn)越低。 (3) 常溫下的存在狀態(tài),也由氣態(tài)(n≤4)逐漸過渡到液態(tài)(5≤n≤16)、固態(tài)(17≤n)。 (4) 烴的密度比水小,不溶于水,易溶于有機(jī)溶劑。 學(xué)生閱讀[思考與交流]寫出其反應(yīng)的化學(xué)方程式,指出反應(yīng)類型并說說你的分類依據(jù) [投影] (1)乙烷與氯氣生成一氯乙烷的反應(yīng):_________; (2)乙烯與溴的反應(yīng):_________________; (3)乙烯與水的反應(yīng):_________________; (4)乙烯生成聚乙烯的反應(yīng):_________________ 3、基本反應(yīng)類型 (1) 取代反應(yīng):有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所取代的反應(yīng)。如烴的鹵代反應(yīng)。 (2) 加成反應(yīng):有機(jī)物分子中雙鍵(叁鍵)兩端的碳原子與其他原子或原子團(tuán)所直接結(jié)合生成新的化合物的反應(yīng)。如不飽和碳原子與H2、X2、H2O的加成。 (3) 聚合反應(yīng):由相對(duì)分子質(zhì)量小的化合物分子結(jié)合成相對(duì)分子質(zhì)量較大的高分子化合物的反應(yīng)。如加聚反應(yīng)、縮聚反應(yīng)。 閱讀[學(xué)與問]下面我們來回憶一下甲烷、乙烯的結(jié)構(gòu)和性質(zhì) [投影] [過渡]我們知道同系物的結(jié)構(gòu)相似,相似的結(jié)構(gòu)決定了其他烷烴具有與甲烷相似的化學(xué)性質(zhì)。 光照 [板書]4、烷烴化學(xué)性質(zhì)(與甲烷相似)烷烴不能使酸性高錳酸鉀溶液和溴水褪色 (1)取代反應(yīng):CH3CH3 + Cl2 →CH3CH2Cl + HCl 點(diǎn)燃 3n+1 2 (2)氧化反應(yīng) CnH2n+2 + — O2 → nCO2 +(n+1)H2O (3) 分解反應(yīng) [講]烷烴的化學(xué)性質(zhì)一般穩(wěn)定。在通常狀況下,烷烴跟酸、堿及氧化劑都不發(fā)生反應(yīng),也難與其他物質(zhì)化合。但在特定條件下烷烴也能發(fā)生上述反應(yīng)。 [講]烯烴的化學(xué)性質(zhì)與其代表物乙烯相似,容易發(fā)生加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)和加聚反應(yīng)。烯烴能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色。 5、烯烴的化學(xué)性質(zhì)(與乙烯相似) (1)加成反應(yīng):(以丙烯為例。要求學(xué)生練習(xí)) [講]大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)表明:凡是不對(duì)稱結(jié)構(gòu)的烯烴和酸(HX)加成時(shí),酸的負(fù)基(X-)主要加到含氫原子較少的雙鍵碳原子上,這稱為馬爾科夫尼科夫規(guī)則,也就是馬氏規(guī)則。 (2)氧化反應(yīng) 燃燒:CnH2n+O2n CO2 + n H2O 使酸性KMnO4 溶液褪色: R—CH=CH2R—COOH + CO2 + R3—COOH 催化氧化 2R—CH=CH2 + O2 2RCH3 在臭氧和鋅粉的作用下, + (3) 加聚反應(yīng) [投影練習(xí)]請(qǐng)以丙烯和2-丁烯為例來書寫上述三各反應(yīng)方程式 6、二烯烴的化學(xué)性質(zhì) [講]二烯烴跟烯烴性質(zhì)相似,由于含有雙鍵,也能發(fā)生加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)和加聚反應(yīng)。這里我們主要介紹1,3-丁二烯與溴發(fā)生的兩種加成反應(yīng)。 [講]當(dāng)兩個(gè)雙鍵一起斷裂,同時(shí)又生成一個(gè)新的雙鍵,溴原子連接在1、4兩個(gè)碳原子上,即1、4加成反應(yīng) (1)二烯烴的加成反應(yīng):(1,4一加成反應(yīng)是主要的) [講]若兩個(gè)雙鍵中的一個(gè)比較活潑的鍵斷裂,溴原子連接在1、2兩個(gè)碳原子上,即1、2加成反應(yīng) [講]以上兩種加成是二烯烴與溴等物質(zhì)的量加成,若要完全發(fā)生加成反應(yīng),1 mol 的二烯烴需要2 mol 的溴, CH2=CHCH=CH2 +2Br2 CH2BrCHBrCHBrCH2Br [講]二烯烴可發(fā)生加聚反應(yīng),如 (2) 加聚反應(yīng) n CH2=CHCH=CH2 (順丁橡膠) [小結(jié)]烷烴和烯烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì) [課后練習(xí)] 教學(xué)回顧: 第二章 第一節(jié) 脂肪烴(2) 教 學(xué) 目 的 知識(shí) 技能 1、 掌握烯烴、炔烴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和主要化學(xué)性質(zhì) 2、 乙炔的實(shí)驗(yàn)室制法 過程 方法 1、 要注意充分發(fā)揮學(xué)生的主體性 2、 培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰吞骄磕芰? 情感 態(tài)度 價(jià)值觀 在實(shí)踐活動(dòng)中,體會(huì)有機(jī)化合物在日常生活中的重要應(yīng)用,同時(shí)關(guān)注有機(jī)物的合理使用 重 點(diǎn) 炔烴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和化學(xué)性質(zhì) 難 點(diǎn) 乙炔的實(shí)驗(yàn)室制法 知 識(shí) 結(jié) 構(gòu) 與 板 書 設(shè) 計(jì) 二、烯烴的順反異構(gòu) 1、順反異構(gòu) 2、形成條件: (1)具有碳碳雙鍵 (2)組成雙鍵的每個(gè)碳原子必須連接兩個(gè)不同的原子或原子團(tuán). 三、炔烴:分子里含有碳碳三鍵的一類脂肪烴稱為炔烴。 1、乙炔的結(jié)構(gòu):分子式:C2H2,實(shí)驗(yàn)式:CH,電子式: 結(jié)構(gòu)式:H-C≡C-H,分子構(gòu)型:直線型,鍵角:180° 2、乙炔的實(shí)驗(yàn)室制取 3、乙炔的性質(zhì):乙炔是無色、無味的氣體,微溶于水。 (1)氧化反應(yīng):①可燃性(明亮帶黑煙)2C2H2 +5O2 4CO2 +2H2O ②易被KMnO4酸性溶液氧化(叁鍵斷裂) (2)加成反應(yīng):乙炔與溴發(fā)生加成反應(yīng) 四、脂肪烴的來源及其應(yīng)用 教學(xué)過程 備注 [練習(xí)]寫出戊烯的同分異構(gòu)體:思考以下兩種結(jié)構(gòu)是否相同? 二、烯烴的順反異構(gòu) [講]在烯烴中,由于雙鍵的存在,除因雙鍵位置不同而產(chǎn)生的同分異構(gòu)體外,在烯烴中還有一種稱為順反異構(gòu)(也稱幾何異構(gòu))的現(xiàn)象。當(dāng)C=C雙鍵上的兩個(gè)碳原子所連接的原子或原子團(tuán)不相同時(shí),就會(huì)有兩種不同的排列方式。 1、由于碳碳雙鍵不能旋轉(zhuǎn)而導(dǎo)致分子中原子或原子團(tuán)在空間的排列方式不同所產(chǎn)生的異構(gòu)現(xiàn)象,稱為順反異構(gòu)。 2、形成條件: (1)具有碳碳雙鍵 (2)組成雙鍵的每個(gè)碳原子必須連接兩個(gè)不同的原子或原子團(tuán). [講]兩個(gè)相同的原子或原子團(tuán)居于同一邊的為順式(cis-),分居兩邊的為反式(trans-)。例如,在2-丁烯中,兩個(gè)甲基可能同時(shí)位于分子的一側(cè),也可能分別位于分子的兩側(cè)。 [投影]順-2-丁烯 反-2-丁烯 的結(jié)構(gòu)圖 三、炔烴 分子里含有碳碳三鍵的一類脂肪烴稱為炔烴。 [自學(xué)討論]在學(xué)生自學(xué)教材的基礎(chǔ)上,教師與學(xué)生一起討論乙炔的分子結(jié)構(gòu)特征,并推測(cè)乙炔可能的化學(xué)性質(zhì) [小結(jié)]乙炔的組成和結(jié)構(gòu) 1、乙炔(ethyne)的結(jié)構(gòu) 分子式:C2H2,實(shí)驗(yàn)式:CH,電子式: 結(jié)構(gòu)式:H-C≡C-H,分子構(gòu)型:直線型,鍵角:180° [投影]乙炔的兩鐘模型 2、乙炔的實(shí)驗(yàn)室制取 (1)反應(yīng)原理:CaC2+2H2O→CH≡CH↑+Ca(OH)2 (2)裝置:固-液不加熱制氣裝置。 (3)收集方法:排水法。 [思考]用電石與水反應(yīng)制得的乙炔氣體常常有一股難聞的氣味,這是因?yàn)槠渲谢煊蠬2S,PH3等雜質(zhì)的緣故。試通過實(shí)驗(yàn)證明純凈的乙炔是沒有臭味的(提示:PH3可以被硫酸銅溶液吸收)。 [講]使電石與水反應(yīng)所得氣體通過盛有硫酸銅溶液的洗氣瓶后,再聞其氣味。H2S和PH3都被硫酸銅溶液吸收,不會(huì)干擾聞乙炔的氣味。 (4)注意事項(xiàng):①為有效地控制產(chǎn)生氣體的速度,可用飽和食鹽水代替水。②點(diǎn)燃乙炔前必須檢驗(yàn)其純度。 [思考]為什么用飽和食鹽水代替水可以有效控制此反應(yīng)的速率? [講]飽和食鹽水滴到電石的表面上后,水迅速跟電石作用,使原來溶于其中的食鹽析出,附著在電石表面,能從一定程度上阻礙后邊的水與電石表面的接觸,從而降低反應(yīng)的速率。 [思考]試根據(jù)乙炔的分子結(jié)構(gòu)特征推測(cè)乙炔可能具有的化學(xué)性質(zhì)。 3、乙炔的性質(zhì) 乙炔是無色、無味的氣體,微溶于水。 (1)氧化反應(yīng) ①可燃性(明亮帶黑煙)2C2H2 +5O2 4CO2 +2H2O [演示]點(diǎn)燃乙炔(驗(yàn)純后再點(diǎn)燃) [投影]現(xiàn)象;燃燒,火焰明亮并伴有濃烈的黑煙。 推知:乙炔含碳量比乙烯高。 ②易被KMnO4酸性溶液氧化(叁鍵斷裂) [演示]將乙炔通入KMnO4酸性溶液 [投影]現(xiàn)象:溶液的紫色褪去,但比乙烯慢。 [講]乙炔易被KMnO4酸性溶液所氧化,具有不飽和烴的性質(zhì)。碳碳三鍵比碳碳雙鍵穩(wěn)定 (2)加成反應(yīng) [演示]將乙炔通入溴的四氯化碳溶液 [投影]現(xiàn)象:顏色逐漸褪去,但比乙烯慢。 證明:乙炔屬于不飽和烴,能發(fā)生加成反應(yīng)。 [板書]乙炔與溴發(fā)生加成反應(yīng) 分步進(jìn)行 [隨堂練習(xí)]以乙炔為原料制備聚氯乙烯 [學(xué)與問]1、哪些脂肪烴能被高錳酸鉀酸性溶液氧化,它們有什么結(jié)構(gòu)特點(diǎn)? 烯烴、炔烴,含有不飽和鍵 [學(xué)與問]2、在烯烴分子中如果雙鍵碳上連接了兩個(gè)不同的原子或原子團(tuán),將可以出現(xiàn)順反異構(gòu)。請(qǐng)問在炔烴分子中是否也存在順反異構(gòu)現(xiàn)象? 不存在,因?yàn)槿I兩端只連有一個(gè)原子或原子團(tuán)。 四、脂肪烴的來源及其應(yīng)用 [講] 石油分餾是利用石油中各組分的沸點(diǎn)不同而加以分離的技術(shù)。分為常壓分餾和減壓分餾,常壓分餾得到石油氣、汽油、煤油、柴油和重油;重油再進(jìn)行減壓分餾得到潤(rùn)滑油、凡士林、石蠟等。減壓分餾是利用低壓時(shí)液體的沸點(diǎn)降低的原理,使重油中各成分的沸點(diǎn)降低而進(jìn)行分餾,避免了高溫下有機(jī)物的炭化。 石油催化裂化是將重油成分(如石蠟)在催化劑存在下,在460~520 ℃及100 kPa~200 kPa的壓強(qiáng)下,長(zhǎng)鏈烷烴斷裂成短鏈的烷烴和烯烴,從而大大提高汽油的產(chǎn)量。如C16H34→C8H18+C8H16。 石油裂解是深度的裂化,使短鏈的烷烴進(jìn)一步分解生成乙烯、丙烯、丁烯等重要石油化工原料。 石油的催化重整的目的有兩個(gè):提高汽油的辛烷值和制取芳香烴。 [小結(jié)] 乙炔的性質(zhì) 教學(xué)回顧: 第二章 第二節(jié) 芳香烴 教 學(xué) 目 的 知識(shí) 技能 了解苯的物理性質(zhì),理解苯分子的獨(dú)特結(jié)構(gòu),掌握苯的主要化學(xué)性質(zhì)。 過程 方法 培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α? 情感 態(tài)度 價(jià)值觀 使學(xué)生認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)又反映結(jié)構(gòu)的辯證關(guān)系。培養(yǎng)學(xué)生以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為依據(jù),嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神。引導(dǎo)學(xué)生以假說的方法研究苯的結(jié)構(gòu),并從中了解研究事物所應(yīng)遵循的科學(xué)方法 重 點(diǎn) 苯的分子結(jié)構(gòu)與其化學(xué)性質(zhì) 難 點(diǎn) 理解苯環(huán)上碳碳間的化學(xué)鍵是一種介于單鍵和雙鍵之間的獨(dú)特的化學(xué)鍵。 知 識(shí) 結(jié) 構(gòu) 與 板 書 設(shè) 計(jì) 第二節(jié) 芳香烴 一、苯的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì) 易取代、難加成、難氧化 二、苯的同系物 芳香烴:分子里含有一個(gè)或多個(gè)苯環(huán)的碳?xì)浠衔? 苯的同系物: 通式:CnH2n-6(n≥6) 1、物理性質(zhì) 2、化學(xué)性質(zhì) (1)苯的同系物的苯環(huán)易發(fā)生取代反應(yīng)。 (2)苯的同系物的側(cè)鏈易氧化: (3)苯的同系物能發(fā)生加成反應(yīng)。 三、芳香烴的來源及其應(yīng)用 1、來源及其應(yīng)用 2.稠環(huán)芳香烴 教學(xué)過程 備注 [引言]在烴類化合物中,有很多分子里含有一個(gè)或多個(gè)苯環(huán),這樣的化合物屬于芳香烴。我們已學(xué)習(xí)過最簡(jiǎn)單、最基本的芳香烴—苯 [板書]第二節(jié) 芳香烴 一、苯的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì) [復(fù)習(xí)]請(qǐng)同學(xué)們回顧苯的結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)和主要的化學(xué)性質(zhì) [投影]1、苯的物理性質(zhì) (1)、無色、有特殊氣味的液體 (2)、密度比水小,不溶于水,易溶于有機(jī)溶劑 (3)、熔沸點(diǎn)低,易揮發(fā),用冷水冷卻,苯凝結(jié)成無晶體 (4)、苯有毒 2、苯的分子結(jié)構(gòu) (1) 分子式:C6H6 最簡(jiǎn)式(實(shí)驗(yàn)式):CH (2)苯分子為平面正六邊形結(jié)構(gòu),鍵角為120°。 (3)苯分子中碳碳鍵鍵長(zhǎng)為40×10-10m,是介于單鍵和雙鍵之間的特殊的化學(xué)鍵。 (4) 結(jié)構(gòu)式 (5) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式(凱庫勒式) 或 3、苯的化學(xué)性質(zhì) (1) 氧化反應(yīng):不能使酸性KMnO4溶液褪色 [講]苯較穩(wěn)定,不能使酸性KMnO4溶液褪色,能燃燒,但由于其含碳量過高,而出現(xiàn)明顯的黑煙。 [投影](2) 取代反應(yīng) 鹵代: [投影小結(jié)]溴代反應(yīng)注意事項(xiàng): 1、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:燒瓶?jī)?nèi):液體微沸,燒瓶?jī)?nèi)充滿有大量紅棕色氣體。 錐形瓶?jī)?nèi):管口有白霧出現(xiàn),溶液中出現(xiàn)淡黃色沉淀。 2、加入Fe粉是催化劑,但實(shí)質(zhì)起作用的是FeBr3 3、加入的必須是液溴,不能用溴水,苯不與溴水發(fā)生化學(xué)反應(yīng),只能是萃取作用。 4、長(zhǎng)直導(dǎo)管的作用是:導(dǎo)出HBr氣體和冷凝回流 5、純凈的溴苯為無色油狀液體,不溶于水,密度比水大。新制得的粗溴苯往往為褐色,是因?yàn)槿芙饬宋捶磻?yīng)的溴。欲除去雜質(zhì),應(yīng)用NaOH溶液洗液后再分液。 方程式:Br2+2NaOH==NaBr+NaBrO+H2O [思考與交流]1、錐形瓶中導(dǎo)管末端為什么不插入液面以下? 錐形瓶中導(dǎo)管末端不插入液面以下,防止倒吸(HBr極易溶于水) 2、如何證明反應(yīng)是取代反應(yīng),而不是加成反應(yīng)? 證明是取代反應(yīng),只要證明有HBr生成。 3、HBr可以用什么來檢驗(yàn)? HBr用AgNO3 溶液檢驗(yàn)或紫色石蕊試液 [投影]硝化: 硝基苯,無色,油狀液體,苦杏仁味,有毒,密度>水,難溶于水,易溶于有機(jī)溶劑 [思考與交流]1、藥品添加順序? 先濃硝酸,再濃硫酸冷卻到50℃以下,加苯 2、怎樣控制反應(yīng)溫度在60℃左右? 用水浴加熱,水中插溫度計(jì) 3、試管上方長(zhǎng)導(dǎo)管的作用? 冷凝回流 4、濃硫酸的作用? 催化劑 5、硝基苯不純顯黃色(溶有NO2)如何除雜? 硝基苯不純顯黃色(溶有NO2)用NaOH溶液洗,分液 [投影]磺化 -SO3H叫磺酸基,苯分子里的氫原子被硫酸分子里的磺酸基所取代的反應(yīng)叫磺化反應(yīng)。 (3) 加成反應(yīng) [板書]易取代、難加成、難氧化 [小結(jié)] 反應(yīng)的化學(xué)方程式 反應(yīng)條件 苯與溴發(fā)生取代反應(yīng) C6H6+Br2 C6H5Br+HBr 液溴、鐵粉做催化劑 苯與濃硝酸發(fā)生取代反應(yīng) 50℃~60℃水浴加熱、濃硫酸做催化劑吸水劑 苯與氫氣發(fā)生加成反應(yīng) C6H6+3H2 C6H12 鎳做催化劑 [引入]下面我門繼續(xù)學(xué)習(xí)芳香烴中最簡(jiǎn)單的一類物質(zhì)——苯的同系物。 [問]什么叫芳香烴?芳香烴一定具有芳香性嗎? [板書]芳香烴:分子里含有一個(gè)或多個(gè)苯環(huán)的碳?xì)浠衔? 苯的同系物:具有苯環(huán)(1個(gè))結(jié)構(gòu),且在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的有機(jī)物。 通式:CnH2n-6(n≥6) [板書]二、苯的同系物 1、物理性質(zhì) [展示樣品]甲苯、二甲苯 [探究]物理性質(zhì),并得出二者都是無色有刺激性氣味的液體。 [板書]①苯的同系物不溶于水,并比水輕。 ②苯的同系物溶于酒精。 ③同苯一樣,不能使溴水褪色,但能發(fā)生萃取。 ④苯的同系物能使酸性高錳酸鉀溶液褪色。 [思考]如何區(qū)別苯和甲苯? 分別取少量待測(cè)物后,再加少量的酸性高錳酸鉀溶液,振蕩后觀察現(xiàn)象,能褪色的為甲苯,不能褪色的是苯。 2、化學(xué)性質(zhì) [講1]苯的同系物的性質(zhì)與苯相似,能發(fā)生取代反應(yīng)、加成反應(yīng)。但由于烷基側(cè)鏈?zhǔn)鼙江h(huán)的影響,苯的同系物能被酸性KMnO4溶液氧化,所以可以用來區(qū)別苯和苯的同系物。甲苯跟硝酸、硫酸的混合酸發(fā)生硝化反應(yīng),可制得三硝基甲苯,又叫TNT。化學(xué)方程式為: [講2]由此證明苯的同系物的側(cè)鏈對(duì)苯環(huán)也有很大的影響,它能使苯環(huán)更易發(fā)生取代反應(yīng)。 [講3]①TNT中取代基的位置。②TNT的色態(tài)和用途。淡黃色固體;烈性炸藥。 (1)苯的同系物的苯環(huán)易發(fā)生取代反應(yīng)。 (2)苯的同系物的側(cè)鏈易氧化: (3)苯的同系物能發(fā)生加成反應(yīng)。 [學(xué)與問]比較苯和甲苯被高錳酸鉀酸性溶液氧化的現(xiàn)象,以及硝化反應(yīng)的條件,你從中能得到什么啟示? [小結(jié)] 的取代反應(yīng)比更容易,且鄰,對(duì)位取代更容易,表明了側(cè)鏈(-CH3)對(duì)苯環(huán)之影響;的氧化反應(yīng)比更易發(fā)生,表明苯環(huán)對(duì)側(cè)鏈(-CH3)的影響(使-CH3的H活性增大)。 三、芳香烴的來源及其應(yīng)用 教學(xué)回顧: 第二章 第三節(jié) 鹵代烴 教 學(xué) 目 的 知識(shí) 技能 1、了解鹵代烴的概念和溴乙烷的主要物理性質(zhì)。 2、掌握溴乙烷的主要化學(xué)性質(zhì),理解溴乙烷發(fā)生水解反應(yīng)的條件和所發(fā)生共價(jià)鍵的變化。 過程 與 方法 1、通過溴乙烷的水解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力; 2、通過學(xué)習(xí)溴乙烷的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生使用化學(xué)平衡知識(shí)認(rèn)識(shí)溴乙烷水解反應(yīng)的能力; 3、由乙烷與溴乙烷結(jié)構(gòu)異同點(diǎn)引出溴乙烷可能具有的化學(xué)性質(zhì),再通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證的假說方法。 情感 態(tài)度 價(jià)值觀 1、通過鹵代烴中如何檢驗(yàn)鹵元素的討論、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作,尤其是兩組不同意見的對(duì)比實(shí)驗(yàn),激發(fā)同學(xué)興趣,使其產(chǎn)生強(qiáng)烈的好奇心、求知欲,急切用實(shí)踐來檢驗(yàn)結(jié)論的正誤。實(shí)驗(yàn)成功的同學(xué),體會(huì)到勞動(dòng)的價(jià)值,實(shí)驗(yàn)不成功的同學(xué),經(jīng)過了困難的磨煉,通過獨(dú)立思考,找出存在的問題,既鍛煉了毅力,也培養(yǎng)了嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。 2、從溴乙烷水解實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)體會(huì)到嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和學(xué)習(xí)樂趣。通過用化學(xué)平衡知識(shí)認(rèn)識(shí)溴乙烷水解反應(yīng),使學(xué)生體會(huì)到對(duì)化學(xué)反應(yīng)規(guī)律的理解與欣賞; 重 點(diǎn) 1.溴乙烷的水解實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和操作; 2.試用化學(xué)平衡知識(shí)認(rèn)識(shí)溴乙烷水解反應(yīng) 難 點(diǎn) 由乙烷與溴乙烷結(jié)構(gòu)異同點(diǎn)引出溴乙烷可能具有的化學(xué)性質(zhì),再通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證的假說方法。 知 識(shí) 結(jié) 構(gòu) 與 板 書 設(shè) 計(jì) 第三節(jié) 鹵代烴 一、溴乙烷 1.溴乙烷的結(jié)構(gòu) 分子式 結(jié)構(gòu)式 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 官能團(tuán) 2. 物理性質(zhì):無色液體,沸點(diǎn)比乙烷的高,難溶于水,易溶于有機(jī)溶劑,密度比水大 。 3.化學(xué)性質(zhì) (1) 水解反應(yīng):CH3CH2Br+H2O CH3CH2OH+HBr (2).消去反應(yīng):CH3CH2Br CH2=CH2+HBr 消去反應(yīng): 二、鹵代烴. 1.定義和分類. (1).定義:烴分子中的氫原子被鹵素原子取代后所生成的化合物.一鹵代烴的通式 (2).分類: 2.物理通性: 3.化學(xué)性質(zhì):與溴乙烷相似. (1).水解反應(yīng). (2).消去反應(yīng). 教學(xué)過程 備注 [引言]我們對(duì)一氯甲烷、1、2-二溴乙烷、氯乙烯、溴苯等名稱已經(jīng)不陌生了。它們的分子結(jié)構(gòu)中除了碳、氫原子以外,還包括了鹵素原子。我們將此類物質(zhì)稱為鹵代烴。 [投影]1.鹵代烴的用途:致冷劑、滅火劑、有機(jī)溶劑、麻醉劑,合成有機(jī)物. 2.鹵代烴的危害: (1).鹵代烴對(duì)大氣臭氧層的破壞原理:鹵代烴釋放出的氯原子對(duì)臭氧分解起到了催化劑的作用. [過渡]鹵代烴化學(xué)性質(zhì)通常比烴活潑,能發(fā)生很多化學(xué)反應(yīng)而轉(zhuǎn)化成各種其他類型的化合物.因此,引入鹵原子常常是改變分子性能的第一步反應(yīng),在有機(jī)合成中起著重要的橋梁作用.下面我們以溴乙烷作為代表物來介紹鹵代烴的一些性質(zhì). 第三節(jié) 鹵代烴 一、溴乙烷 1.溴乙烷的結(jié)構(gòu) [講]溴乙烷在結(jié)構(gòu)上可以看成是由溴原子取代了乙烷分子中的一個(gè)氫原子后所得到的產(chǎn)物。其空間構(gòu)型如下 [投影](投影球棍模型和比例模型) [講]請(qǐng)同學(xué)們寫出溴乙烷的分子式、電子式、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。 分子式 結(jié)構(gòu)式 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 官能團(tuán) C2H5Br CH3CH2Br或C2H5Br —Br [投影]溴乙烷的核磁共振氫譜 [引導(dǎo)探究]溴乙烷在核磁共振氫譜中應(yīng)如何表現(xiàn)?(兩個(gè)吸收峰,且吸收峰的面積之比應(yīng)該是3:2,而乙烷的吸收峰卻只能有1個(gè)。) [小結(jié)]溴乙烷與乙烷的結(jié)構(gòu)相似,區(qū)別在于C—H鍵與C—Br的不同。 [引言]溴原子的引入對(duì)溴乙烷的性質(zhì)有什么影響?就是我們這節(jié)課研究的重點(diǎn)。讓我們先來研究其物理性質(zhì)。 2. 物理性質(zhì) [科學(xué)推測(cè)]溴乙烷的結(jié)構(gòu)與乙烷的結(jié)構(gòu)相似,但相對(duì)分子質(zhì)量大于乙烷,導(dǎo)致C2H5Br分子間作用力增大,其熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、密度應(yīng)大于乙烷。 無色液體,沸點(diǎn)比乙烷的高,難溶于水,易溶于有機(jī)溶劑,密度比水大 。 [小結(jié)]烷烴分子中的氫原子被鹵素原子取代后,其相對(duì)分子質(zhì)量變大,分子間作用力變大,鹵代烴溶沸點(diǎn)升高,密度變大。所以鹵代烴只有極少數(shù)是氣體,大多數(shù)為固體或液體,不溶于水,可溶于大多數(shù)的有機(jī)溶劑。溴原子的引入能使溴乙烷具有什么樣的化學(xué)性質(zhì)呢? 3.化學(xué)性質(zhì) [講]在溴乙烷分子中,由于Br的吸引電子的能力大于C,則C-Br鍵中的共用電子對(duì)就偏向于Br原子一端,使Br帶有部分負(fù)電荷,C原子帶部分正電荷。當(dāng)遇到-OH、-NH2等試劑(帶負(fù)電或富電子基團(tuán))時(shí),該基團(tuán)就會(huì)進(jìn)攻帶正電荷的C原子,-Br則帶一個(gè)單位負(fù)電荷離去。 [問]已知:CH3CH3與氫氧化鈉溶液不能反應(yīng),CH3CH2Br能否與氫氧化鈉溶液反應(yīng)? 若反應(yīng),可能有什么物質(zhì)產(chǎn)生? [科學(xué)推測(cè)]若反應(yīng),則生成乙醇和溴化鈉,發(fā)生如下反應(yīng) : 水 CH2CH2Br+NaOH → CH3CH2OH+NaBr [講]如果讓你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明溴乙烷能和氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)。你如何解決以下兩個(gè)問題: (1)如何用實(shí)驗(yàn)證明溴乙烷的Br變成了Br-? (2)該反應(yīng)的反應(yīng)物是溴乙烷和氫氧化鈉溶液,混合后是分層的,且有機(jī)物的反應(yīng)一般比較緩慢,如何提高本反應(yīng)的反應(yīng)速率? 充分振蕩:增大接觸面積;加熱:升高溫度加快反應(yīng)速率。 [問]能不能直接用酒精燈加熱?如何加熱? 不能直接用酒精燈加熱,因?yàn)殇逡彝榈姆悬c(diǎn)只有38.4℃,用酒精燈直接加熱,液體容易暴沸??刹捎盟〖訜?。 [講]水浴加熱時(shí)就不可能振蕩試管,為了使溴乙烷和和氫氧化鈉溶液充分接觸,水浴的溫度應(yīng)稍高于溴乙烷的沸點(diǎn),為什么? 使處于下層的溴乙烷沸騰汽化,以氣體的形式通過NaOH溶液與其充分接觸。 [講]可同學(xué)想過嗎?溴乙烷是大氣污染物,汽化出來的溴乙烷不可能完全與NaOH溶液反應(yīng),散失到大氣中就會(huì)污染空氣,你想如何解決本問題? 試管上加一個(gè)帶長(zhǎng)玻璃導(dǎo)管的橡皮塞,起冷凝回流的作用,既能防止溴乙烷的揮發(fā),又提高了原料的利用率。 [探究- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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