内容正文:
第2章 烷烃
第二节 烯烃、炔烃
第2课时 炔烃
课题: 炔烃
课时
2
授课年级
高二
课标要求
烯烃和炔烃是有机化学中的重要内容。对于烯烃,学生需要理解其作为不饱和烃的特性,并通过官能团的结构与性质来分析掌握烯烃的化学性质。此外,通过乙烯结构为例,深入理解碳碳双键的特性以及“结构与性质”的关系。
在炔烃的学习上,学生需了解其在日常生活、有机合成和化工生产中的重要作用。特别是对乙炔这一最简单的炔烃的学习,可让学生进一步理解官能团对物质性质的重要作用,并学会从分类及官能团角度认识有机物的性质。同时,要掌握乙炔的主要物理性质并能描述和分析乙炔的重要反应。
要注意的是,烯烃与炔烃的化学性质是一个重要的考察点,学生需要理解并能分析它们性质相似的原因。例如,它们都能燃烧,但燃烧时的现象可能不同;乙炔还能与酸性KMnO4溶液反应等。总的来说,通过对烯烃和炔烃的学习,学生应深化“结构决定性质”的化学基本观念,培养宏观辨识与微观探析的学科核心素养。
教材
分析
烯烃和炔烃是两类重要的不饱和烃。本节内容主要包括烯烃的结构、性质和立体异构,以下以乙炔为代表物的炔烃的结构和性质。
本节在编排上先帮助学生回忆乙烯的结构和性质,通过“思考与讨论”帮助学生复习乙烯的加成反应和加聚反应规律,再向丙烯和异丁烯等烯烃进行迁移应用。由此帮助学生建立“结构决定性质”的化学基本观念。
在必修阶段,学生只是简单地认识了乙炔,有关乙炔的结构和性质的学习是本节的另一个重点。教材在编排上先通过实验探究结合交流讨论帮助学生认识乙炔有哪些化学性质,这些化学性质与其分子结构有什么关系,并将其与乙烯的结构和性质进行对比。再通过化学方程式帮助学生认识有关反应规律,了解乙炔在有机合成中的应用。最后,在炔烃类别的层面帮助学生认识炔烃的结构特点和性质。
教学目标
1.以乙炔为例,掌握炔烃的结构与性质,培养宏宏观辨识与微观探析的能力。
2.掌握乙炔的实验室制法,培养科学探究与创新意识的能力。
3.能从化学键的视角了解炔烃的结构,类比烯烃的π键,能辨析物质类别与反应类型之间的关系。
教学重、难点
重点:掌握炔烃的结构和性质,认识炔烃的个官能团和化学键,掌握乙炔的实验室制备方法。
难点:了解炔烃的结构和性质,掌握乙炔的实验室制备方法。
核心素养
证据推理与模型认知:通过学习烯烃、炔烃的结构与化学性质的知识及乙炔的实验室制法,提高学生分析解释、辨识记忆、简单设计等能力,发展学生宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知的学科核心素养。
宏观辨识与微观探析:运用辨识记忆能力、推论预测能力及复杂推理能力,深入理解烯烃、炔烃的化学性质与分子结构之间的关系,领悟“结构--性质--用途”之间的对应关系,对炔烃的结构与化学性质建立联系,设计合理的实验验证假设并得出结论,发展证据推理与模型认知的学科核心素养。
概括关联与推论预测:在考查“烯烃的组成和结构特点”“烯烃化学性质与结构的关系”“乙炔的实验室制法”的试题情境中,运用创新思维、推论预测、概括关联等综合能力解决问题,发展宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识的学科核心素养。
学情分析
1.学生已有的知识水平和能力基础
(1)学生在必修二学习了乙烯的结构和性质,简单认识了乙炔。
(2)学生在选择性必修2学习了有机化合物中碳原子的杂化方式以及成键方式。
2.学生在本节课上可能存在的困难
(1)将烯烃、炔烃的结构特点与烯烃、炔烃的性质进行关联。
(2)对烯烃的立体异构进行分析与判断。
(3)对乙炔的实验室制备及性质实验的理解。
教学过程
教学活动
设计意图
【导入】视频展示金属的切割过程,气体的燃烧温度很高,今天我们就来探讨一下这种气体的性质?
【任务一】炔烃的基本知识
【学生活动】阅读教材P36,了解什么是炔烃,并归纳炔烃的通式、结构特点,根据烷烃和烯烃的物理性质递变性推测炔烃物理性质的递变性。
【学生】分组阅读、集体发言。
【教师】评价、总结。
【总结】1.炔烃:分子有碳碳三键的烃。
2.只含一个碳三键炔烃通式:CnH2n-2(n≥2),但注意符合CnH2n-2的烃不一定是炔烃,可能是环烯烃或二烯烃。
3.炔烃官能团:碳碳三键,结构简式为:-C≡C-
4.炔烃物理性质:无色;难溶于水;随着碳原子数增加,沸点逐渐升高,碳原子数相同的烃炔,支链越多,沸点越低。
【任务二】乙炔的结构
最简单的炔烃是乙炔,它有哪些性质?组成与结构有什么特点?
请阅读教材P37,完成下表,并总结乙炔的结构特点及成键方式。
【学生活动】分组阅读、集体发言。
【教师】讲解;乙炔分子中的碳原子均采取sp杂化,碳原子和氢原子之间均以单键(σ键)相连接,碳原子和碳原子之间以三键(1个σ键和2个π键)相连接,相邻两个键之间的夹角为180°。乙炔分子中的碳、氢原子位于同一直线上。
【典型例题】
课堂练习1.根据乙炔的分子结构,分析指出丙炔(CH≡CCH3)分子中碳原子的杂化类型和共价键类型。
课堂练习2.描述CH3-CH=CH-C≡C-CF3分子结构的下列叙述中,正确的是( )
①6个碳原子有可能都在一条直线上
②6个碳原子不可能都在一条直线上
③6个碳原子都在同一平面上
④6个碳原子不可能都在同一平面上
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
【任务三】对比乙烷、乙烯、乙炔的结构
【想一想】乙炔和乙烯结构上的相同和不同之处分别是什么?
【学生活动】学生思考、回答。
【教师引导】从结构上可见乙炔与乙烯的结构比较相似,由此推测乙炔的性质与乙烯相似,请根据乙烯的化学性质推测乙炔的化学性质。如何验证呢?
【任务四】实验探究乙炔的性质
【学生活动】阅读教材37-38页资料,了解乙炔的实验室制法。阅读教材第37页探究乙炔的化学性质,总结制取乙炔的原料,反应原理?
【学生】阅读教材,总结其反应原理。
【教师】鼓励、评价
1、实验药品:电石(CaC2),常含有磷化钙,硫化钙等杂质。
2、实验原理:
3、发生装置:固体 + 液体 → 气体
4、排水集气法
【学生活动】根据乙炔的分子结构,推进乙炔分别通入酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳时会有什么实验现象。根据乙炔的组成,推测点燃乙炔时会有什么实验现象?
【教师引导】为何选用饱和食盐水、分液漏斗的作用,硫酸铜溶液的作用及后续可能可能出现咋实验现象。
【学生】分组讨论,小组代表回答问题。
【教师】鼓励,评价,总结
1.都褪色;
2.火焰明亮并伴有浓黑烟。
【学生】利用NOBOOK虚拟化学实验平台进行实验,代表同学在讲台上进行虚拟实验的装置组装和演示。
【学生】观察实验现象并完成实验表格。
【教师】点评,总结
【教师引导】边做实验边总结实验过程中的注意事项?
【教师】与学生一起总结归纳
1.实验装置在使用前要先检查装置的气密性。
2.盛电石的试剂瓶要及时密封,严防电石吸水而失效。取电石要用镊子夹取,切忌用手拿。
3.避免实验剧烈可采取使用分液漏斗,以便控制饱和食盐水的流速以及使用饱和食盐水作为反应物,减小浓度、降低反应速率。
4.由于Ca(OH)2糊状微溶,需在导管内塞少许棉花,防止产生的泡沫涌入导管。发生装置不能使用启普发生器。
5.使用CuSO4而不用NaOH除去H2S、PH3等杂质。
6.收集气体的装置:可以用向下排空气法,不可以用向上排空气法,因为乙炔相对分子质量小于空气,即密度小于空气密度。最好采取排水法,因为乙炔不溶于水
【学生活动】完成教材第38页的结果与讨论。
【学生】分组讨论,小组代表回答问题。
【教师】评价,总结
1.一致;酸性高锰酸钾溶液褪色;乙炔具有还原性(π键),方程式书写。
2.溴的四氯化碳溶液褪色;乙炔具有还原性(π键),方程式书写。
3.火焰明亮并伴有浓烈的黑烟,乙炔的含碳量高,方程式书写。
【教师总结区别】甲烷、乙烯、乙炔燃烧时的现象比较
①甲烷燃烧时产生淡蓝色火焰,火焰较明亮。
②乙烯燃烧时火焰明亮,伴有黑烟。
③乙炔燃烧时火焰很明亮,伴有浓烈的黑烟。
由此可知,有机化合物的含碳量越高,火焰越明亮,黑烟越浓。
【典型例题】
课堂练习3. 如图是制备和研究乙炔性质的实验装置图,有关说法不正确的是
A.用蒸馏水替代a中饱和食盐水产生的乙炔更为纯净
B.c中溶液(足量)的作用是除去影响后续实验的杂质
C.d、e中溶液褪色的原理不同
D.f处产生明亮、伴有浓烟的火焰
【知识进阶】乙炔的加成反应与加聚反应
【任务四】思考与讨论P40
(1)请写出戊炔所有属于炔烃的同分异构体的结构简式。
(2)请写出1丁炔与足量氢气完全反应的化学方程式,并分析该反应中化学键和官能团的变化。
(3)某炔烃通过催化加氢反应得到2甲基戊烷,请由此推断该炔烃可能的结构简式。
【学生】分组讨论,代表发言
【教师】评价,总结
利用插入法找炔烃,要求是相邻碳上至少两个H。
【归纳总结】烷烃、烯烃、炔烃化学性质的比较
【典型例题】
4、用乙炔为原料制取CH2Br—CHBrCl,可行的反应途径是 ( )
A.先加Cl2,再加Br2 B.先加Cl2,再加HBr
C.先加HCl,再加HBr D.先加HCl,再加Br2
5、某炔烃与氢气发生加成反应后得到,则该炔烃的结构有( )
A.1种 B.2种 C. 3种 D.4种
6、有机物A的结构简式如下图,该物质可由炔烃B与H加成获得。下列有关说法正确的是( )
A.炔烃B的分子式为C8H16
B.炔烃B的结构可能有3种
C.有机物A的一氯取代物只有5种
D.有机物A与溴水混合后立即发生取代反应
【课堂作业】
1、课时作业41页;
2、总结本节所学知识,查找资料,出一份有关乙炔的性质、用途的化学知识小报。
【板书设计】
炔烃
1、 炔烃的定义、通式、官能团
2、 炔烃的物理性质
3、 乙炔的实验室制法
氧化反应
四、乙炔的化学性质 加成反应
加聚反应
五、炔烃的用途
【教学反思】
在教学过程中,我们通过讲解乙炔的物理性质、化学性质、制备方法和应用领域等方面,使学生们对乙炔有了更深入的了解。然而,回顾整个教学过程,我们仍然存在一些不足之处,需要在今后的教学中加以改进。如,由于设备的限制,在虚拟实验操作平台操作时只有一位同学可以进行操作展示,缺乏有效的互动环节。在整个教学过程中,我们主要采用了讲授的方式进行教学,这种单一的教学方法容易使学生产生疲劳感,影响学习效果。今后,我们应该尝试采用多种教学方法,如案例分析、小组讨论、在安全的前提下进行小组操作实验探究等,以提高教学效果。
以有关乙炔的视频引入
吸引学生的注意力。
教师知识讲解,学生认真听讲并记忆,培养学生总结归纳能力。
教师知识讲解,学生认真听讲并理解,培养学生结构决定性质的理论。
典型例题检测学生知识点的掌握情况,实时调整课程进度。
通过小组讨论得出结论,加深学生对知识的理解,培养学生总结归纳的能力。
进行对比分析,培养学生的对比分析能力,比较异同。
根据实验原理分析实验装置,建立理论联系实际的观念。
对实验的步骤进行分析,培养学生的实验设计能力。
利用信息技术辅助化学教学,建立现在信息技术下的实验与探究。
分析实验注意事项,培养学生的实验分析能力。
进行对比分析,培养学生的对比分析能力,比较异同
典型例题检测学生知识点的掌握情况,实时调整课程进度。
对知识的完整性进行扩充,培养学生学会全面分析的能力。
通过小组讨论得出结论,加深学生对知识的理解,培养学生总结归纳的能力。
进行对比分析,培养学生的对比分析能力,归纳学生的总结能力。
典型例题检测学生知识点的掌握情况,实时调整课程进度。
课后作业安排,巩固知识,扩展知识面,了解化学与社会。
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学科网(北京)股份有限公司
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