内容正文:
《乙烯:从“催熟水果”到“塑料王国”》教学设计
教材:人教版化学必修第二册 教师姓名:马宗
课题名称: 乙烯 课时:1
一、 核心素养目标
1.了解乙烯的物理性质(色、态、味、密度、溶解性)。
2.通过观察乙烯的球棍模型,对比乙烷与乙烯的结构和键能数据,分析碳碳双键的成键特点,从微观结构理解乙烯的平面构型和化学活泼性。
3.通过乙烯燃烧、与酸性KMnO₄溶液反应、与溴的加成反应,以及加聚反应原理及聚乙烯的生成,认识化学反应中的键断裂与键的形成。并能迁移预测与其他试剂(H₂、HCl、H2O)的加成反应。
4.通过运用化学原理解释生活现象(催熟和保鲜),体会从一种简单的气体(乙烯)到改变世界面貌的塑料的巨大转变,感受化学的魅力,激发对有机化学的学习兴趣,培养严谨求实的科学探究精神。
二、 教学重难点
教学重点:
乙烯的分子结构(碳碳双键)特点。
乙烯的化学性质,特别是加成反应的本质与现象。
教学难点:
理解“碳碳双键中包含一个脆弱的π键是乙烯化学性质活泼的根本原因”。
乙烯的加成反应机理及方程式的书写。
三、 教学准备
课件准备:制作精简并深化讲解要点的教学课件。
演示实验准备(视频/动画):
乙烯在空气中燃烧的实验(强调明亮火焰和黑烟)。
乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色的实验。
乙烯通入溴的四氯化碳溶液褪色的实验。
四、教学过程
教学过程设计:
一、 情境导入
生活情景: 展示“青芒果”与“熟芒果”对比图片。
提出问题:“为什么青芒果和熟苹果放在一起会迅速变熟?苹果施展了什么魔法?”
引出课题: 揭示背后的“催熟大师”是乙烯。
自然过渡至今日主题——认识乙烯,介绍来源:
天然来源:植物自身产生的激素,参与果实成熟、衰老等过程。
工业来源:石油裂解,产量是国家石油化工水平的重要标志(“石化工业之母”)。
二、新知讲授与探究
第一部分:乙烯的物理性质与结构
1.基本档案: 根据教材P67内容,总结乙烯的物理性质:无色、稍有气味的气体,密度略小于空气,难溶于水。
2.结构探秘:
分子结构:引导学生回忆乙烷(C₂H₆)的单键结构,并对比推导乙烯(C2H₄)的结构式、电子式、结构简式(CH₂=CH₂),明确其含有碳碳双键(C=C)。
“结构决定性质”思想导入,提出核心探究问题:“同样是C2烃,为什么乙烯比乙烷活泼得多?”
数据对比分析(关键难点):
展示:乙烷单键(C-C,键能348 kJ/mol)与乙烯双键(C=C,键能615 kJ/mol)的数据。
启发思考:双键总键能更高,理应更稳定,事实却相反。
深入剖析:讲解碳碳双键由一个牢固的键和一个脆弱的π键组成。理论计算双键若为两个独立单键键能应为696 kJ/mol,实测为615 kJ/mol,615-348差值(约260 kJ/mol)正是π键的键能。π键的不稳定性是乙烯化学性质活泼的“阿喀琉斯之踵”。
第二部分:乙烯的化学性质
1.氧化反应:
燃烧:播放乙烯燃烧视频。
现象:火焰明亮,伴有黑烟。
解释原因:乙烯含碳量高达85.7%,燃烧不完全,产生碳粒。与甲烷(淡蓝色火焰)对比。
与酸性高锰酸钾反应:动画展示乙烯使酸性KMnO₄溶液褪色。
解释:乙烯被氧化,高锰酸钾被还原为无色的Mn²⁺。强调这是检验碳碳双键的方法。
2.加成反应(核心内容):
定义与本质: 双键(或三键)断裂,与外来原子或原子团直接结合的反应。
本质是π键断裂。
比喻:握住新朋友的手
口诀速记:“加成加成,加上就成。双键变单键,原子团两边站。”
经典案例——与溴反应(检验另一方法):详细描述乙烯通入溴的四氯化碳溶液中,使棕红色褪去的现象和反应方程式(CH₂=CH₂ + Br₂ → CH₂BrCH₂Br)。
“朋友圈”拓展: 列表介绍乙烯与氢气(生成乙烷)、水(生成乙醇)、氯化氢(生成氯乙烷)的加成反应及各自产物的用途。强调其是合成多种化工原料的基础。
3.聚合反应:
定义与实例:由小分子(单体)结合成大分子(聚合物)。
举例乙烯在一定条件下,π键断裂,相互加成连接成聚乙烯的过程和方程式
nCH₂=CH₂→(催化剂)₋[CH₂-CH₂]₋ₙ(聚乙烯)
播放聚乙烯制品(保鲜膜、塑料瓶等)图片,联系生活。
三、课堂小结与脉络回顾
利用PPT中的脉络图,带领学生回顾核心逻辑链条:
结构 (C=C双键,含弱π键) → 性质 (活泼:易氧化、易加成、可聚合) → 用途 (催熟剂、化工原料)。
再次强调“结构决定性质,性质决定用途”的化学思想。
四、课后思考与实践(作业布置)
1.为什么可以用溴的四氯化碳溶液或酸性高锰酸钾溶液来区分甲烷和乙烯?
2.乙烯主要性质考察。
3.考察学生加成反应的识别。
教学反思(设计意图):
本节课以生活中“水果催熟”的趣味现象切入,激发学生兴趣。通过对比分析和数据推理,引导学生深入理解“结构决定性质”这一核心化学观念,攻克π键这一难点。结合丰富的实验现象和生动的比喻讲解加成反应,使学生掌握重点知识。最后通过用途联系实际,提升学生对化学价值的认识。
板书设计
乙烯 (C₂H₄)
一、物理性质:无色、稍有气味、气体、密度比空气略小、难溶于水(排水法收集)。
二、分子结构:CH₂=CH₂ 碳碳双键(C=C):1个π键(弱)化学性质活泼的根源
三、化学性质:
1.氧化反应
a.燃烧:C2H₄ + 3O₂ →(点燃)2CO₂+2H2O(火焰明亮,带黑烟)
b.使酸性KMnO₄溶液褪色——检验不饱和烃
2.加成反应(特征反应,π键断裂)
CH₂=CH₂+Br₂ → CH₂BrCH₂Br(使Br₂的CCl₄溶液褪色)
(还有与H₂、HCl、H2O等加成)
3. 聚合反应:nCH₂=CH₂→ (催化剂) [ CH₂—CH₂ ] n(聚乙烯)
四、用途:
天然激素:果实催熟剂。
化工原料:合成聚乙烯塑料、酒精等。
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