内容正文:
糖醋鱼里的化学密码
——揭秘乙酸的奇妙性质
教学设计
一、教学目标
1.掌握乙酸的分子结构、物理性质和化学性质,理解酯化反应的原理和实质;能够运用乙酸的性质解释生活中的相关现象,并解决简单的化学问题。
2.通过观察实验、分析现象,培养学生的观察能力、实验操作能力和逻辑思维能力。在探究乙酸性质的过程中,体验科学探究的方法和过程,提高学生的科学探究能力。3.感受化学与生活的紧密联系,激发学生学习化学的兴趣和热情;培养学生严谨的科学态度和合作精神。
二、教学重难点
教学重点
乙酸的酸性和酯化反应。
教学难点
酯化反应的机理和乙酸酸性探究实验的自主设计。
三、教学方法
讲授法、实验探究法、问题驱动法、小组合作学习法
四、教学过程
(一)情境导入(1 分钟)
展示糖醋鱼的图片和食材,向学生提问:“同学们,美味的糖醋鱼是怎么做成的呢?老师查阅了食谱,发现食材里面用到了我们最近学到的两种非常重要的有机物:料酒和白醋,它们在烹饪鱼肉的过程中到底发挥了怎样的作用呢?食醋中的酸味物质就是乙酸,今天就让我们共同通过乙酸性质的探究,揭开糖醋鱼里的化学密码。
(二)由醋的来源过渡到乙酸的物理性质(5分钟)
大家知道醋是怎么生产出来的吗?(学生:粮食酿造的),不错,醋是用粮食酿的,酒也是粮食酿的,二者有啥关系呢?下面我们通过这个视频来了解一下醋和酒的关系。哇!醋这个字竟然是这么造出来的?虽然这个故事的真实性有待考证,但酿酒酿过了头就会变成醋却是事实,所以醋被称为“苦酒”,或者酿造时间过长(昔:往昔、过去)的酒是有道理的。
醋,有着极为悠久的历史,早在西周时期,周公旦所著的《周礼》中,就有关于酿醋的记载。随着时间的推移,醋的酿造技术不断发展,在南北朝时期,贾思勰编著的《齐民要术》系统总结了从上古到北魏时期的制醋经验,书中记载了 22 种制醋方法,详细介绍了用谷物、水果等不同原料制醋的工艺。直至今日,醋已经成为我们生活中不可或缺的一部分。食醋中的醋酸,学名就叫乙酸,它到底是什么颜色的?是像陈醋这样黑黝黝的还是白醋那样无色透明的呢?请大家观察我手中这瓶纯净的乙酸,描述一下它的物理性质。(请一学生上来观察并描述)
纯净的乙酸气味很刺鼻,酸味也很浓烈,所以食醋中乙酸的含量比较低,一般在5%-8%之间,而且做一些红烧菜,比如醋溜土豆丝、糖醋鱼等,醋一般都是快出锅时加的,这与它的哪点性质相关呢?(学生:易挥发)是的。了解完了乙酸的物理性质,如果我们想深入学习它的化学性质,就要先从哪里入手?(学生:结构),很好,因为结构决定性质!
(三)乙酸的分子结构(6 分钟)
教师先展示乙酸的球棍模型和空间填充模型,引导学生观察乙酸分子的结构特点,写出其分子式、结构式、结构简式。接着带领学生分析乙酸分子中含有的官能团 —— 羧基(-COOH)。乙酸分子是由一个甲基和一个羧基连接而成,羧基又是由一个碳氧双键(羰基)和一个羟基构成的。氧原子吸引电子能力较强,碳氧双键中的电子云强烈偏向氧原子,使得碳原子带有部分正电荷,这种电子云分布的不均匀导致碳氧单键中的电子云也会向氧原子偏移,使其键能减弱容易断裂。同样,在氢氧单键中,电子云强烈偏向氧原子,使得氢原子带有部分正电荷,电子云分布不均匀,键能降低容易断裂。那么,碳氧双键是否如碳碳双键一样,有一个键容易断裂而发生加成反应呢?其实不然,这里的碳氧双键右边连接的是氧原子,而氧原子是上有两个孤电子对,我们可以想象成,电子是顽皮的小孩子,碳氧双键的两对电子玩得很开心,氧原子的孤电子对被它们吸引,也跑过来一起玩,人多了就更开心了,逐渐形成了一个密切的小团体,这个小团体将碳氧紧紧地包围了,使碳氧双键键长变短,键能变大,反而不易断裂了。以后我们在选必2中还会学到这种情况,大名叫“共轭效应”。总而言之,在有机物分子中,原子团之间是会相互影响的。我们可以简单理解成:受碳氧双键的影响,氢氧键和碳氧单键易断,而受羟基的影响,碳氧双键不易断裂。那么这两个共价键的断裂会对乙酸的性质产生怎样的影响呢?” 引发学生思考,为后续学习乙酸的化学性质埋下伏笔。学生首先猜测:如果氢氧键断裂就会产生氢离子,那么乙酸就会体现酸性。接下来顺利进入乙酸化学性质的探究。
(四)乙酸的化学性质(25 分钟)
· 实验探究 1:乙酸的酸性实验(学生实验)(7分钟)
. 教师提出问题:如何设计实验证明乙酸的酸性呢?根据提供的药品,各小组先进行方案设计,再动手操作,记录现象并得出结论。
. 药品有:紫色石蕊溶液,酚酞溶液,镁条,大理石,NaOH溶液。
. (3分钟后请3-4个小组汇报实验方案及现象、结论,并引导大家书写方程式)
· 实验探究 2:盐酸、乙酸、碳酸酸性比较实验(学生实验)(8分钟)
教师提出问题:“如何比较乙酸与碳酸、盐酸的酸性强弱?” 组织学生进行小组讨论,设计实验方案。
· 小组代表发言,展示设计图,教师对学生的方案进行点评和完善,然后展示改进后的设计图:将乙酸溶液滴入盛有碳酸钠溶液的试管中,观察到有气泡产生(生成二氧化碳气体),然后将气体通入饱和碳酸氢钠溶液中除去挥发的乙酸,最后通入澄清石灰水,证明乙酸的酸性比碳酸强。
· 联系生活:引导学生用乙酸的酸性解释生活中用醋除水垢的原理,以及糖醋鱼中加醋去腥的原理,加深学生对知识的理解和应用能力,同时引导学生思考烹饪鱼中加料酒的作用,引出酯化反应。
. 实验探究 2:酯化反应(教师演示实验)(10分钟)
· 教师先讲解酯化反应的实验装置和操作步骤,强调实验中的注意事项,如药品的添加顺序(先加乙醇,再加浓硫酸,最后加乙酸)、加热方式(小火均匀加热)等。
· 然后进行酯化反应的演示实验:在一支试管中加入 3mL 乙醇、2mL 浓硫酸和 2mL 乙酸,连接好装置,用酒精灯小心加热,将产生的蒸气经导管通到饱和碳酸钠溶液的液面上,让学生观察实验现象。
· 学生观察到液面上有透明的不溶于水的油状液体产生,并闻到香味,教师引导学生分析该油状液体为乙酸乙酯,得出乙酸和乙醇在浓硫酸作用下发生酯化反应生成乙酸乙酯和水的结论。
· 利用多媒体动画展示酯化反应的微观过程,讲解酯化反应的机理:一般是羧酸分子里的羟基与醇分子里的氢原子结合生成水,其余部分结合生成酯(即酸脱羟基醇脱氢),并且用同位素示踪法来分析反应的机理。
· 组织学生小组讨论:“为什么要用饱和碳酸钠溶液来接收乙酸乙酯?浓硫酸在酯化反应中起什么作用?”
· 小组代表发言,教师总结:饱和碳酸钠溶液的作用是吸收乙醇、除去乙酸、降低乙酸乙酯的溶解度,便于分层得到酯;浓硫酸在酯化反应中起催化剂和吸水剂的作用,加快反应速率并促进反应向正方向进行。
· 学以致用:引导学生分析酯化反应在生活中的应用,如烧鱼时同时加料酒和醋,酒为什么是陈的香等等。并由此过渡到乙酸的其他用途。
(5) 乙酸的用途(1分钟)
乙酸是一种重要的有机化工原料。可用于生产醋酸纤维、合成纤维、喷漆溶剂、香料、染料、医药以及农药等。同时,乙酸是食醋的重要成分,也可用于杀菌消毒。
(6) 课堂练习(6分钟)
1. 下列关于乙酸的叙述正确的是________________(填序号)。
①乙酸酸性较弱,不能使紫色石蕊变红
②乙酸的酸性比碳酸强,所以它可以跟碳酸盐溶液反应,产生CO2气体
③乙酸在常温下能与NaOH、氧化铁等发生化学反应
④等体积等浓度的盐酸和乙酸中加入足量的锌粒,乙酸产生的氢气质量大
⑤乙酸与钠反应放出H2体现了乙酸的酸性
⑥Na与C2H5OH、CH3COOH、H2O反应,放出H2速率:CH3COOH>H2O>C2H5OH
(七)课堂小结(1分钟)
. 教师与学生一起回顾本节课所学内容,从乙酸的物理性质、分子结构、化学性质(酸性和酯化反应)等方面进行系统总结,构建知识框架。
. 强调本节课的重点知识,如酯化反应的原理和实验操作要点,帮助学生加深印象。
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