2.2.2 炔烃教学设计-2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修3

《炔烃》 ——高中化学选择性必修3（人教版）第二章第二节第2课时 一、课标解读 炔烃是《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》选择性必修课程主题2“烃及其衍生物的性质与应用”的重要内容。依据课程标准，本节内容的要求包括： 内容要求：认识炔烃的组成和结构特点，比较炔烃与烷烃、烯烃的组成、结构和性质的差异。了解乙炔的实验室制法及其主要性质。 学业要求： 1. 能说出炔烃的定义及通式，能根据结构特点正确命名简单的炔烃。 2. 能结合乙炔的分子结构预测其化学性质，通过实验探究验证乙炔的加成、氧化等反应。 3. 能运用结构决定性质的观念，解释炔烃与烯烃性质的异同。 二、教材分析 本节课选自人教版高中化学选择性必修3《有机化学基础》第二章第二节《烯烃 炔烃》的第二课时。教材以乙炔为代表物，从分子结构入手，通过实验探究乙炔的实验室制法和主要化学性质，再推广到炔烃的通式和性质规律。教材编排体现了“结构决定性质、性质反映结构”的化学思想，并与已学的烷烃、烯烃形成完整的不饱和烃知识体系。 素养功能：通过乙炔的实验室制法和性质验证实验，培养学生的科学探究能力和实验操作技能。通过对比烷烃、烯烃、炔烃的差异，引导学生构建烃类物质认知模型，发展证据推理与模型认知的核心素养。同时，通过聚乙炔导电等拓展内容，让学生感受化学在新材料开发中的价值。 知识脉络：乙炔的分子结构→物理性质→实验室制法→化学性质（氧化、加成、燃烧）→炔烃的概念、通式、命名→炔烃的性质规律→烷、烯、炔对比。 三、学情分析 已有知识基础：学生已学习了烷烃和烯烃的结构与性质，掌握了甲烷、乙烯的实验室制法和典型反应，对碳碳单键、双键的成键特点和反应规律有一定认识，具备初步的有机化学实验操作能力。 认知特点与困难：学生对碳碳三键的结构特征（sp杂化、直线形、键能大但易发生加成）较为陌生，容易将乙烯的加成规律简单迁移到乙炔，而忽视乙炔加成分步进行的特点。对乙炔实验室制法中不能用启普发生器的原因理解不深。对炔烃的命名规则需要系统学习。 能力现状：学生已具备一定的实验观察和记录能力，但设计验证性实验和从结构分析性质的能力仍有待加强。对比分析烷、烯、炔三者性质差异的能力需要进一步训练。 四、教学目标 1. 宏观辨识与微观探析：从碳原子的杂化方式、化学键的类型等微观角度理解炔烃的结构特点并总结规律，能理解炔烃系统命名法的原则与步骤。 2. 证据推理与模型认知：能通过模型假设、证据推理认识常见炔烃分子的空间结构，会判断有机化合物分子中原子间的位置关系。 3. 科学探究与创新意识：能根据已知气体制备原理学习乙炔的实验室制法，并能通过实验探究掌握乙炔的主要化学性质。 4. 科学态度与社会责任：了解乙炔在金属切割、有机合成等方面的重要应用，认识聚乙炔导电材料的开发价值，增强化学服务社会的意识。 五、教学重点与难点 （一）教学重点： 1. 乙炔的分子结构（sp杂化、直线形、三键的组成）。 2. 乙炔的实验室制法及注意事项。 3. 乙炔的化学性质（氧化反应、加成反应、燃烧）。 （二）教学难点： 1. 乙炔与溴的加成反应分步进行的机理理解。 2. 乙炔实验室制法中不能用启普发生器的原因分析。 3. 炔烃的系统命名规则。 六、教学准备 （一）教具与媒体： 1. 乙炔分子球棍模型、比例模型 2. 多媒体投影设备、PPT课件 3. 乙炔分子结构三维动画（sp杂化、π键形成过程） 4. 乙炔实验室制法和性质验证实验视频或演示实验装置 （二）实验用品（教师演示或分组实验）： 1. 电石（CaC₂）、饱和食盐水、硫酸铜溶液、酸性KMnO₄溶液、溴的四氯化碳溶液 2. 启普发生器模型（用于对比说明） 图片使用说明：本教学设计中涉及的分子结构模型、实验装置图等可参考教材图2-12（乙炔的球棍模型）、图2-13（乙炔的电子云示意图）、图2-14（实验室制乙炔装置）以及PPT中的相关截图。 七、教学过程 【环节一】情境导入，激发兴趣（5分钟） 教师活动： 1. 展示历史资料：“我国古时曾有‘器中放石几块，滴水则产气，点之则燃’的记载”。提问：“这里的‘石’是什么物质？产生的‘气’又是什么？” 2. 学生根据已有知识可能回答：电石（碳化钙）与水反应生成乙炔。 3. 教师追问：“乙炔是一种怎样的烃？它的结构和性质与乙烯相比有何异同？”由此引入新课。 设计意图：从传统文化入手，激发学生的学习兴趣，同时自然引出乙炔的制法。 【环节二】乙炔的分子结构（8分钟） 活动1：乙炔的组成与结构分析 教师引导： 1. 展示乙炔的分子式C2H2，引导学生写出电子式、结构式、结构简式。 2. 乙炔分子结构式的书写：H—C≡C—H。 教师讲解（结合球棍模型和动画）： 1. 乙炔分子为直线形结构，键角为180°。 2. 碳原子采取sp杂化，两个碳原子之间形成一个σ键和两个π键（即碳碳三键），每个碳原子与氢原子形成一个σ键。 3. sp杂化的特点：杂化轨道呈直线形，未杂化的两个p轨道互相垂直，分别形成两个π键。 学生活动：在学案上完成乙炔的电子式、结构式、结构简式的书写。 活动2：乙炔的物理性质 教师展示（或引导学生阅读教材）： 乙炔是无色、无味的气体（纯乙炔无味，工业乙炔因含杂质有特殊臭味）。密度比相同条件下的空气稍小（分子量26 < 29）。微溶于水，易溶于有机溶剂。 设计意图：通过结构模型建立乙炔的空间构型认知，为理解其性质奠定基础。 【环节三】乙炔的实验室制法（10分钟） 活动1：原理与药品 教师讲解： 1. 实验药品：电石（CaC₂）、水（常用饱和食盐水代替纯水以减缓反应速率）。 2. 反应原理：CaC₂ + 2H₂O → Ca(OH)₂ + C₂H₂↑ 3. 杂质来源：电石中含有CaS、Ca3P2等杂质，与水反应生成H2S、PH3等气体，可通过CuSO4溶液吸收除去。 杂质反应方程式： CuSO4＋H2S＝CuS↓＋H2SO4 4CuSO4＋PH3 ＋ 4H2O ＝4Cu↓＋H3PO4 ＋4H2SO4 活动2：实验装置与注意事项 教师展示装置图（PPT或教材图2-14）： 讨论与总结（教师提问，学生思考）： 1. 能否使用启普发生器？ 原因：① 反应剧烈，放出大量热，易炸裂；② 生成的Ca(OH)2呈糊状，易堵塞球形漏斗；③ 电石吸水性强，不能随用随停。 结论：不能使用启普发生器，通常用圆底烧瓶和分液漏斗组合。 2. 为何常用饱和食盐水代替纯水？ 饱和食盐水降低了水的浓度，减缓反应速率，便于控制。 3. 如何收集乙炔？ 乙炔密度与空气接近，且微溶于水，通常用排水集气法收集。 设计意图：通过问题链引导学生分析实验装置的原理和注意事项，培养实验设计能力。 【环节四】乙炔的化学性质探究（15分钟） 活动1：性质预测 教师引导：根据乙炔含有碳碳三键的结构特点，预测乙炔可能具有的化学性质（与乙烯类比）： 能发生加成反应、能发生氧化反应（使酸性KMnO4褪色）、能燃烧 活动2：实验验证（教师演示或播放实验视频） 活动3：深入分析 教师讲解（结合反应方程式）： 1. 氧化反应： 乙炔使酸性KMnO4溶液褪色，说明乙炔具有还原性，可被氧化（产物为CO2和H2O，可用于定性检验）。 燃烧反应：2C2H2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O（火焰温度可达3000℃以上，氧炔焰用于金属切割和焊接） 2. 加成反应（分步进行）： 第一步：CH≡CH + Br2 → CHBr=CHBr（1,2-二溴乙烯，使溴的四氯化碳溶液褪色） 第二步：CHBr=CHBr + Br2 → CHBr2—CHBr2（1,1,2,2-四溴乙烷） 与H2加成：CH≡CH + H2 → CH2=CH2（乙烯），进一步加成为CH3CH3 与HCl加成：CH≡CH + HCl → CH2=CHCl（氯乙烯，工业制聚氯乙烯的单体） 与H2O加成：CH≡CH + H2O → CH3CHO（乙醛）（烯醇结构不稳定，容易互变转化为醛或者酮） 与HCN加成： D－A反应： 3. 加聚反应： 乙炔在特定催化剂下可发生加聚反应生成聚乙炔，聚乙炔经掺杂后具有导电性，是导电高分子的代表。 设计意图：通过实验验证预测，强化“结构决定性质”的观念；通过加成反应分步进行的特点，深化对碳碳三键的认识。 【环节五】炔烃的概念、命名与性质规律（8分钟） 活动1：炔烃的定义与通式 教师讲解： 1. 炔烃：分子中含有碳碳三键的链烃称为炔烃。 2. 结构特点：链状、含一个碳碳三键（单炔烃），其余为碳氢单键。 3. 通式：CnH2n-2（n≥2）。 教师强调：n=2时为乙炔；n=3时为丙炔（CH≡C—CH3）。 活动2：炔烃的命名 教师讲解规则（结合实例）： 1. 选择含有碳碳三键的最长碳链为主链，称“某炔”。 2. 编号使三键的位次最小。 3. 取代基位置、名称写在前，三键位次写在“某炔”前。 举例： CH≡C—CH₂—CH₃：1-丁炔（注意：三键在1位时，“1”通常省略） CH₃—C≡C—CH₃：2-丁炔 CH≡C—CH(CH₃)—CH₃：3-甲基-1-丁炔 学生练习：写出下列炔烃的名称或结构简式： 丙炔、1-戊炔、2-甲基-1-丁炔 活动3：炔烃的物理性质 教师总结： 炔烃的物理性质与烷烃、烯烃相似。随碳原子数增加，熔沸点逐渐升高，密度逐渐增大。C₂～C₄的炔烃为气体，C₅～C₁₆为液体，C₁₇以上为固体。 活动4：炔烃的化学性质规律 教师引导学生总结： 炔烃与乙炔相似，能发生氧化反应（使酸性KMnO₄褪色）、加成反应（与H₂、X₂、HX等）、加聚反应。 燃烧现象：随碳原子数增加，含碳量逐渐降低，黑烟现象逐渐减轻。 【环节六】课堂练习与小结（10分钟） 例题1（PPT例1修正与分析） 题目：下列关于乙炔性质的叙述中，既不同于乙烯又不同于乙烷的是（ ） A. 能燃烧生成二氧化碳和水 B. 能与溴水发生加成反应 C. 能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应 D. 能与氯化氢反应生成氯乙烯 例题2（实验室制乙炔装置） 题目：某同学用图示装置制取乙炔并验证其性质，下列说法不合理的是（ ） 讲解：分析装置图的合理性——是否用启普发生器？除杂装置是否正确？导管位置是否合理？等。 例题3（炔烃命名） 题目：下列有机物的系统命名法正确的一组是（ ） 讲解：根据炔烃命名规则逐一判断。 课堂小结 教师引导学生总结： 1. 乙炔的结构：直线形、sp杂化、碳碳三键。 2. 乙炔的实验室制法：电石与饱和食盐水反应，不能用启普发生器，需用CuSO₄除杂。 3. 乙炔的化学性质：氧化、加成、燃烧。 4. 炔烃的通式、命名规律及性质。 【环节七】布置作业 1. 完成教材课后习题。 2. 思考题：乙炔与乙烯都能使溴水褪色，如何用化学方法鉴别两者？ 3. 拓展作业：查阅资料，了解聚乙炔导电材料的发现历程及其应用前景。 八、板书设计 第二节 烯烃 炔烃 第2课时 炔烃 一、乙炔 1. 结构 分子式：C₂H₂ 结构式：H—C≡C—H 空间构型：直线形，键角180° 杂化方式：sp杂化 三键组成：1个σ键 + 2个π键 2. 物理性质：无色无味、密度略小于空气、微溶于水 3. 实验室制法 原理：CaC₂ + 2H₂O → Ca(OH)₂ + C₂H₂↑ 装置：固+液→气（不能用启普发生器） 除杂：CuSO₄溶液（除H₂S、PH₃） 收集：排水法 4. 化学性质 (1) 氧化反应 ① 使酸性KMnO₄褪色 ② 燃烧：2C₂H₂ + 5O₂ → 4CO₂ + 2H₂O（浓烟） (2) 加成反应 CH≡CH + Br₂ → CHBr=CHBr → CHBr₂—CHBr₂ CH≡CH + H₂ → CH₂=CH₂ → CH₃CH₃ CH≡CH + HCl → CH₂=CHCl (3) 加聚反应：nCH≡CH → 聚乙炔（导电高分子） 二、炔烃 1. 概念：分子中含碳碳三键的链烃 2. 通式：C_nH_{2n-2}（n≥2） 3. 命名：选含三键最长链，编号使三键位次最小 4. 性质规律：与乙炔相似，随碳数增加熔沸点升高 九、教学反思 （一）教学设计的亮点 1. 以结构分析为主线，突出“结构决定性质” 本节课从乙炔的sp杂化、直线形结构出发，引导学生预测并验证其化学性质，强化了化学核心观念。通过对比乙炔与乙烯的结构差异（sp杂化 vs sp²杂化，三键 vs 双键），帮助学生理解乙炔加成反应分步进行的原因，以及其燃烧产生浓烟的本质。 2. 实验探究与问题链相结合 在乙炔实验室制法的教学中，设计了“能否用启普发生器？”“为何用饱和食盐水？”“如何除杂？”等问题链，引导学生深入思考实验原理，培养了科学探究能力和批判性思维。在性质验证环节，先预测后验证，使实验教学更具目的性和探究性。 3. 注重对比归纳，构建知识网络 通过烷烃、烯烃、炔烃的对比表格，帮助学生系统掌握三类烃的通式、结构特点、典型反应，形成完整的烃类知识体系。同时，通过炔烃命名的实例演练，强化规则应用。 4. 融入科技前沿，激发学习兴趣 介绍聚乙炔导电高分子的发现和应用，让学生感受化学在新材料开发中的价值，激发学生的学习热情和科学志向。 （二）教学实施中的注意事项 1. 实验安全 电石遇水剧烈反应并放热，使用前应保持干燥。实验室制乙炔时，装置连接要紧密，防止气体泄漏。乙炔与空气混合易爆炸，点燃前必须验纯。建议在通风橱中进行演示，并强调安全注意事项。 2. 难点突破策略 sp杂化与三键结构：利用球棍模型和三维动画，直观展示sp杂化轨道的直线形以及两个π键的形成过程。 加成反应分步进行：通过物质的量比例关系引导学生理解，例如1 mol乙炔最多与2 mol Br₂反应，与1 mol Br₂反应生成二溴乙烯，与2 mol Br₂反应生成四溴乙烷。 不能用启普发生器：通过对比启普发生器的适用条件（块状固体、反应温和、不生成糊状物）与乙炔制法的特点，帮助学生理解。 3. 课堂节奏把控 乙炔的实验室制法涉及较多注意事项，易占用较多时间。建议将实验装置图和注意事项以表格形式呈现，提高效率。性质验证实验可整合为分组实验（若条件允许），增加学生参与度。 4. 与烯烃的衔接 教学中应注意引导学生将乙炔与乙烯进行类比和对比，避免混淆。例如：两者都能使溴水和酸性KMnO₄褪色，但乙炔与溴反应的物质的量之比不同（1:2 vs 1:1）；两者燃烧现象不同（乙炔烟更浓）。 （三）改进方向 1. 引入数字化实验 如有条件，可利用气体传感器测定乙炔与溴反应过程中浓度的变化，定量展示加成反应的进程，使实验数据更加直观。 2. 拓展端基炔的特性 在后续教学或拓展课中，可引入端基炔（如乙炔、丙炔）的弱酸性反应（与银氨溶液、铜氨溶液反应生成炔化物沉淀），用于鉴别端基炔和非端基炔，丰富学生对三键性质的认识。 3. 项目式学习设计 可设计“乙炔的工业应用”微项目，围绕“乙炔如何制取氯乙烯”“氧炔焰的切割原理”等问题展开探究，将课堂知识与实际应用紧密联系。 第 1 页 共 11 页 学科网（北京）股份有限公司 $