1、第三章 有机化合物 第三节 生活中两种常见的有机物 (第 1 课时) 教学过程 【多多媒体】 1.白日放歌须纵 ,青春作伴好还乡。 2.明月几时有,把 问青天。 3.借问 何处有,牧童摇指杏花村。 4. 何以解忧,唯有 。 (把酒相关的词语空出,由学生 填写) 师:古往今来无数咏叹酒的诗篇都证明酒是一种奇特而富有魅力 的饮料。 多媒体:杜康酒的由来 多媒体录音:相传杜康酒就是偶然将饭菜到入竹筒,泥土封住后, 形成的。酒经过几千年的发展。在酿酒技术提高的同时,也形成了我 国博大精深的酒文化。中国的酒文化源远流长,古往今来传颂着许多 与酒有关的诗歌和故事。 师:此时此刻你想起了哪些美妙的诗句? 生
2、:举杯邀明月,对影成三人。醉卧沙场君莫笑,古来征战几人 回。葡萄美酒夜光杯,欲饮琵琶马上催等 师:那么你知道酒的主要成分是什么? 【多多媒体】酒是多种化学成份的混合物,酒精是其主要成份, 酒精的学名是乙醇, 啤酒中乙醇含量为35, 葡萄酒含酒精6%20%, 黄酒含酒精 8%15%,一些烈性白酒中含乙醇 5070。 (均为体积 分数)。 师:为什么有的人“千杯万盏皆不醉” ,而有的人则“酒不醉人, 人自醉” ,闻酒就脸红呢?就让我们一起从本堂课开始来慢慢解开其 “醉人的笑容”吧! 探索练习 1:某有机物中只含 C、H、O 三种元素,其蒸气的密度是 同温同压下 H2的 23 倍,2.3 克该物质完
3、全燃烧后生成 0.1 摩尔 CO2和 27 克 H2O,求该化合物的分子式? (学生分组训练,对照讨论结 果) 小结:分子式 C2H6O 启发思考:根据 C、H、O 元素在有机物中的价键特征,你能否推 测乙醇具有可能的结构简式呢?(学生讨论练习,分组汇报结果,教 师总结) : 设问:这两种结构哪种表现乙醇分子呢?如何通过简单的实验来 证实,常见无机物中含有OH 基团的物质(如 H2O,H2SO4等) ,它们常 有哪些典型性质呢? 实验探究 2:将一小粒金属钠投入无水乙醇中,观察现象。 演示实验: 观察现象 解析:钠与乙醇反应能产生气体,那此气体是什么?如何检验? 收集产生的气体,检验其是否可燃
4、烧产生蓝色火焰。 这样检验就能证明产生的气体肯定是 H2吗? 点燃后依次用干燥洁净的小烧杯和蘸有澄清石灰水的小烧 杯罩在火焰 上方,看是否有水珠和变浑浊现象。 现象: 有气体放出,能燃烧,火焰呈淡蓝色,烧杯壁有水滴,加石灰水 不变浑浊。 数据处理: 1 摩尔无水乙醇与足量钠反应时收集到 H2 11.2 升(已换成 STP) 探究 3: 乙醇与钠反应产生氢气的 H 是来自于乙醇分子结构中的哪 一部分? 根据事实证明乙醇结构是()式,那么你能否根据其它事实证 明 CH 中的氢不能置换呢? 师点拨:金属钠保存在什么物质中煤油 生:煤油是各种低级烃的混合物,也就是说,金属钠不是置换出 烃中的氢 师:刚
5、才我们推倒过程正是科学家发现乙醇分子结构的过程 视频:乙醇的分子结构视频剪辑(同时展示乙醇的分子结构模型) 师:先展示乙烷的球棍模型,再在一个 CH 键之间加一个氧原子 球模型,变成乙醇分子的模型。让学生观察后,写出乙醇的分子式、 结构式、电子式、结构简式。 学生活动,教师巡视指出学生的书写错误。 板书一、乙醇的组成和结构 乙醇的分子结构 结构简式:CH3CH2OH 或 C2H5OH 师:如何看待乙醇的分子结构呢? 生:乙醇分子是由乙基 C2H5和羟基OH 构成的,可看作乙烷分 子里的氢原子被羟基所取代的产物,乙醇是衍生物或是水分子中氢原 子被乙基取代的产物 讨论乙醇溶于水是否导电?为什么?
6、学生讨论后得出结论 乙醇溶于水不导电。因为乙醇是非电解质。 师:我们知道,物质的性质主要由官能团OH 决定,那么乙醇有 哪些性质首先通过实验来研究有关乙醇的物理性质 二.物理性质 学生实验:观察酒精灯内的酒精,观察色、态、闻气味 (请一名同学总结乙醇的物理性质,其它同学补充) 总结:乙醇俗称酒精。无色透明具有特殊香味的易挥发液体,密 度比水小,沸点 78.5,可与水以任意比互溶。 师:如何检验市场销售的乙醇是否含有水分呢? 走进生活:谁能帮帮我老王的烦恼(老王几次买到的都是劣 质酒精,含水很多,这一次找同学帮助检验酒精的真伪,同学现场表 演用无水硫酸铜检验水分存在的实验) 。 师:刚才实验中的
7、不纯酒精如何除去水分提纯呢? 生:可以利用蒸馏的方法分离。 三.乙醇的化学性质 师:从刚才的乙醇结构的推倒过程及以前所学的知识,你能推测 出乙醇具有哪些典型的化学性质吗? 乙醇与金属钠(活泼金属)反应 (回忆乙醇和钠反应的实验现象,并与以前学习的钠和水反应的 实验现象比较) 动画模拟:金属钠与乙醇反应时断键情况(乙醇中羟基中的 OH 键断裂) 师:你能否完成本实验涉及的化学方程式呢?与钠和水反应的实 验现象比较,你能够得到什么结论?(学生讨论) 生: 2CH3CH2OH + 2Na 2CH3CH2ONa + H2 生:此反应类似于钠与水的反应,故乙醇又可以看作是水分子里 的氢原子被乙基取代的产
8、物,根据实验现象可以比较出乙醇与钠反应 不如水与钠反应激烈,这说明乙醇羟基中的氢原子不如水分子中的氢 原子活泼。 探究问题 4:根据原电池的构建条件,把乙醇与钠的反应设计成原 电池。 (学生讨论展示实验设计方案,互相交流、讨论,教师用多多媒 体展示参考实验装置) 乙醇的氧化反应 常用的燃料 图片 乙醇可做燃料 录音材料:燃料乙醇的使用不仅可节省能源,而且可以减少环境 污染。巴西等国是推广汽车燃烧乙醇的最早国家,我国燃料乙醇刚起 步,2003 年投产的吉林 60 万吨燃料乙醇项目,是国内乙醇生产规模之 最。 生: CH3CH2OH+ 3O2 2CO2 +3H2O 催化氧化生成乙醛。 动画模拟:乙
9、醇催化氧化的断键方式 探究问题 5:实验室只有铜丝和酒精灯,请设计简便的方法实现上 述反应。 【补充】 短片:交警查酒后驾车的操作 学生实验: 酒精检测仪原理之一 (乙醇与三氧化铬硫酸溶液的 反应) 生:记录反应现象,探讨结论,思考完成方程式。 师:乙醇还可以被酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液反应, 直接生成乙酸。 探究问题 6: 乙醇作为还原剂脱氢而生成乙醛,那么如果改变氧化 剂和外界条件,乙醇是否有其他可能的脱氢方式?产物是什么? 讨论 :试写出乙醇各种脱氢方式后产物的结构式: 师:因乙醇性质的多样化,则乙醇在生活中的用途很广泛,它有 哪些用途呢?你能否尝试用乙醇的性质来解释呢? (学生
10、联系实际讨论乙醇的用途) 师:本节课我们认识了乙醇的常见性质,也对酒这种神奇的饮料 有了全新的认识,不过我们正处于身体发育的关键阶段,千万不可饮 酒。 李白,唐代大诗人,传说他非常爱喝酒,且酒后常诗兴大发,故 有“李白斗酒诗百篇”之说。就是说,李白酒喝的越多,写的诗越多。 其实喝酒,特别是大量饮酒,能刺激人的神经,使人处于一种不能自 已的状态,往往表现为头昏脑胀、醉语连篇,严重者甚至会昏迷、损 伤大脑神经,哪里还能写诗!青少年正处于生长发育期,酒精的刺激 会影响大脑发育,所以同学们一定不要饮酒,也应该劝告大人少饮酒! (第 2 课时) 教学过程 引言 师: 为何在醋中加少许白酒, 醋的味道就会
11、变得芳香且不易变质? 厨师烧鱼时常加醋并加点酒,为何这样鱼的味道就变得无腥、香醇、 特别鲜美?通过本节课的学习,大家便会知道其中的奥妙。 板书第三节两种常见的有机物-乙酸 一、乙酸 师:乙酸是日常生活中的常见物质,我们饮用的食醋,其主要成 分就是乙酸,因此乙酸又叫醋酸,普通醋含醋酸 3%5%,山西陈醋含 醋酸 7%。下面我们进一步学习乙酸的结构和性质。 板书1.分子结构 【讲述】 从以上实验知道乙酸有两个重要化学性质,就是它有酸 的通性和能发生酯化反应。为什么乙酸会有这些性质呢?要从结构上 来认识。下面我们研究乙酸的分子结构。 师:在初三化学中我们已经学习了乙酸的简单性质,也知道性质 决定于结
12、构,请回忆乙酸的结构? 生:乙酸的结构含有甲基(CH3)和羧基(COOH) 。 【展示】 乙酸分子的比例模型 师:请同学们写出乙酸的结构式、结构简式和分子式。 (一位同学 到黑板上写。 ) 生:分子式:C2H4O2 结构简式:CH3COOH 官能团:COOH(羧基) 【讲述】 乙酸分子是由甲基和羧基组成的。羧基是由羰基和羟基 相连而成的。这两个基团连在一起,相互影响,结果不再是两个独立 的官能团,而成为一个统一的整体。所以羧基表现的性质跟羟基和羰 基都不同,而是羧基特有的性质。 师:结合生活知识,请思考乙酸有哪些典型的物理性质呢? 师:展示乙酸样品,让学生观察其颜色、状态,并闻其气味。结 合初
13、中所学知识概括出乙酸的重要物理性质及用途。 板书2.物理性质及用途 生:乙酸是一种有强烈刺激性气味的无色液体,沸点是 117.9, 熔点是 16.6,易溶于水和乙醇。乙酸是醋的主要成分之一,醋是用 得较多的一种酸性调味品,它能改善和调节人体的新陈代谢。 师:将一瓶纯乙酸和一瓶乙酸的水溶液同时放入冰水浴中,片刻 后同时取出,让学生观察现象。 生: 观察实验现象纯乙酸立即变为冰状固体,而醋酸的水溶液 无明显变化。 师:乙酸的熔点是 16.6,当温度低于 16.6时,乙酸就凝结成 像冰一样的固体,所以无水乙酸又称冰醋酸。 师: 过渡乙酸的官能团是COOH,其化学性质主要由羧基( COOH)决定。乙酸
14、有什么化学性质呢? 板书3.化学性质 师:初中学过乙酸有什么重要的化学性质? 生:具有酸的通性。 板书(1)酸的通性 CH3COOHCH3COO +H+ 师:醋酸是一元弱酸,在水中部分电离生成 CH3COO 和 H,那么酸 性有哪几方面的表现呢?请看练习。 【多媒体】实验设计:根据下列药 品设计实验方案证明乙酸的确有酸性 药品:镁粉、NaOH 溶液、Na2CO3粉未、Na2SO3粉未、乙酸溶液、酚 酞、石蕊。 生:方案一:往乙酸溶液中加石蕊,使酸碱指示剂变色。 方案二:往镁粉中加入乙酸溶液,和活动性顺序表中 H 前金属 发生置换反应生成 H2。 方案三:方案四:NaOH 溶液与乙酸溶液混和,和
15、碱、碱性氧化 物反应。 往 Na2CO3粉未中加入乙酸溶液,和盐反应。 师:下面我们用实验证明醋酸是否具有这些性质。 实验学生分组完成上述实验,互相合作,共同讨论乙酸的性 质。 师: 引导学生讨论通过以上实验得出什么结论? 生:醋酸显酸性,根据以上反应确定 CH3COOH 酸性比 H2CO3强,比 H2SO3弱。 师:根据此实验我们可以知道家中铝壶内的水垢用食醋浸泡可以 除去。那么水垢的成分是什么?请大家写出反应方程式。 生:Mg(OH)2和 CaCO3 Mg(OH)2+2CH3COOH=(CH3COO)2Mg+2H2O CaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca+H2O+CO2 师
16、:请大家写出下列方程式 多媒体写出下列反应的离子方程式(学生分组练习,先互相 检查,再对照答案) 1.乙酸溶液与 Fe(OH)3反应 2.乙酸与 CuO 反应 3.将铁粒投入到乙酸溶液中 4.用乙酸除水垢 生: (学生对照答案)1.2CH3COOH+Ca(OH)2=2CH3COO +Ca2+2H 2O 2.2CH3COOH+CuO=Cu 2+2CH 3COO +H 2O 3.2CH3COOH+Zn=Zn 2+H 2+2CH3COO 4.2CH3COOH+CaCO3=Ca 2+2CH 3COO +CO 2+H2O 2CH3COOH+Mg(OH)2=Mg 2+2CH 3COO +2H 2O 师:
17、过渡乙酸除具有酸的通性外,还可以发生酯化反应。 板书(2)酯化反应 演示实验在大试管里加入 3mL 乙醇、2mL 冰醋酸,再缓缓加入 2mL 浓硫酸,边加边振荡。在另一支试管中加入饱和碳酸钠溶液。按投 影片上的装置(制乙酸乙酯的装置)组装好。注意组装顺序,导管口 不能伸入饱和碳酸钠液面下。装有碳酸钠的试管里有什么变化?生成 新物质的色、态、味怎样? 师:请一位同学讲述看到的现象。 生: 观察现象 饱和 Na2CO3溶液的液面上有透明的油状液体产生, 并可闻到香味。 结论在有浓 H2SO4存在、加热的条件下,乙酸与乙醇发生反应, 生成无色、透明、不溶于水、有香味的油状液体。 师:这种有香味的油状
18、液体就是乙酸乙酯。该反应为可逆反应。 师:像这种酸和醇起作用,生成酯和水的反应,叫做酯化反应。 红葡萄酒储存时间越长,质量越好,原因之一就是因为产生了一种有 香味的酯。 【板书】 2酯化反应 【讲述】 酯化反应是怎样发生的? 【多媒体动画模拟】 酯化反应的化学键断裂过程。(同位素示踪法) 师:这个反应有何特征呢? 生:酸脱羟基醇脱氢 师:乙酸分子中羧基上的羟基跟醇分子中羟基上的氢原子结合生 成水,其余部分结合生成酯。酸跟醇生成酯时,部分酯发生水解,生 成酸和醇。所以,酯化反应是可逆反应,要用可逆符号表示。当正逆 方向的反应速率相等时,酯化反应跟水解反应处于平衡状态。 师:在酯化反应中,乙酸最终
19、变成乙酸乙酯。这时乙酸的分子结 构发生什么变化? 生:乙酸分子中的羟基被OC2H5(烷氧基)替换了。 师:酯化反应在常温下反应极慢,一般 15 年才能达到平衡。怎样 能使反应加快呢? 生:使用催化剂。 师:还有其他办法吗? 生:加热。 师:我们做酯化反应的实验时加热、加入浓硫酸。浓硫酸在这里 起什么作用? 生:作催化剂。 师:除了作催化剂外,从酯化反应产物考虑,反应中还利用浓硫 酸的什么性质? 生:脱水性。 师:所以,浓硫酸在这里既是催化剂又是脱水剂。 师:为什么用来吸收反应生成物的试管里要装饱和碳酸钠溶液? 生:可能因为加热时有一部分乙酸和乙醇被蒸发出来,用碳酸钠 溶液吸收它们。因为碳酸钠可
20、以跟乙酸反应,乙醇溶于水。 师:不用饱和碳酸钠溶液而改用水来吸收酯化反应的生成物,会 有什么不同的结果? 生:乙酸被碳酸钠溶液吸收时发生反应,生成乙酸钠、二氧化碳 和水。溶液没有特殊的气味。用水吸收会生成乙酸溶液。乙酸溶液有 刺激性气味。 师:我们在实验中闻到乙酸乙酯的香味,因为饱和碳酸钠溶液吸 收乙酸,如果改用水吸收产物,就很难闻到香味。所以,使用饱和碳 酸钠,一是为了吸收乙酸,二是乙酸乙酯在无机盐溶液中溶解度减小, 容易分层析出。 师:为什么出气导管口不能插入碳酸钠液面下? 生:防止倒吸。 【教学小结】 1羧基在水溶液中有一部分电离产生 H+。 CH3COOHCH3COO -H+ 因此乙酸
21、有酸性,但它只部分电离,所以它是弱酸。 2羧基上的羟基能被其他原子或原子团取代。在酯化反应中,酸 从羧基上脱去羟基。乙酸的化学反应都跟羧基有关,所以羧基是决定 乙酸化学性质的官能团。最后,我们看看乙酸的用途。 【板书】 四、乙酸的用途 师:物质的用途都跟性质有关。乙酸有酸性,能生成多种金属乙 酸盐,如乙酸锰、乙酸铝。乙酸铝在染色工业中被广泛地用作媒染剂, 也可作合成染料的原料。乙酸跟多种低级脂肪醇形成的酯都是喷漆溶 剂的主要成分。乙酸跟不饱和醇形成的酯可聚合成高分子化合物,制 成纤维。有些酯是香料,如乙酸异戊酯是香蕉精。乙酸经氯化后,得 到的一氯乙酸和三氯乙酸是医药和农药的原料。乙酸还能制得乙酸酐, 它是重要的化工原料。乙酸的用途极广,因而要研究它的制备,我们 将在下节课探讨。 【总结】 本节课通过观察实物和实验,认识乙酸重要的物理、化 学性质,还了解酯化反应。通过对乙酸分子结构的解析,我们认识乙 酸的化学性质是由羧基决定的。