苏教版 必修2
专题3 有机化合物的获得与应用 第二单元 食品中的有机化合物
第1课时 乙 醇
教学设计
一、教学目标
1.掌握乙醇分子的结构,了解羟基的结构特征,提高学生分析复杂有机物结构的能力。
2.通过乙醇结构的学习,掌握乙醇的化学性质(跟钠等金属反应、催化氧化),提高根据有机物结构分析有机物性质的能力。
3.通过乙醇的催化氧化的学习,加深理解催化剂对化学反应的机理的认识。 4.从乙醇的结构研究乙醇的性质,从中理解事物的因果关系。
二、教学重点与难点
乙醇的结构和化学性质。
三、设计思路
本节课采用“启发—— 探究”式的教法。通过“创新情景,提出假设,探索问题”,以此为核心,启发为手段,引导学生主动进行实验探究,体验科学家的发现过程。通过对乙醇的学习,了解官能团在化合物中的作用,揭示学习有机物“由特殊到一般,再由一般到特殊”的认识过程。
四、教学过程
〖创设学习情景〗
【课题引入,感知生活】投影:(填空)
明月几时有?把 问青天。 借问 家何处有,牧童遥指杏花村。
师:今天我们一起来学习一种新的物质,这种物质大家都非常的熟悉,而且在我国灿烂的文化史上记载着许多与它有关的典故和经典诗句,这是什么物质呢?
生:酒
师:“酒”到底是一种怎样的物质呢?它的主要成分是什么? 生:乙醇
师:今天我们就一起来学习“乙醇”
【学生活动探究一】观察实验盒里的无水乙醇试剂,结合生活常识,总结乙醇有哪些物理性质?(从色、态、味、水溶性、挥发性等方面) 一.乙醇的物理性质(俗称:酒精) 〖归纳小结1〗 颜色:无色透明 气味:特殊香味 状态:液体
密度:比水小,20℃时的密度是0.7893g/cm3 挥发性:沸点78℃,易挥发
溶解性:能和水以任意比互溶;能够溶解多种无机物和有机物,是良好的有机溶剂 【思考】
1. “酒香不怕巷子深”反映乙醇 挥发性 性质? 2.乙醇能萃取溴水中的溴吗?不能
【过渡】我们刚才通过感性了解乙醇的物理性质,下面我想深层次的来探究乙醇。首先来探讨一下乙醇的结构。
【学生活动探究二——理论探究】经测定乙醇的分子式C2H6O,请同学们根据有机物中“碳四个键、氢一个键、氧两个键”理论写出乙醇可能的结构式。
(学生试着书写乙醇可能的结构式,并请一个学生上台组装乙醇的可能的球棍模型,一个学生上台板书可能的乙醇的结构式)
H H H—C—O—C—H H H 【过渡】这两种结构到底哪一种才是乙醇的真正的结构呢?微观的世界我们无法看到,但是可以通过宏观的性质将它体现出来。 【展示】钠瓶
这是保存在煤油中的钠,以前学过钠能与水反应,那乙醇能与钠反应吗?我们来试一试。
【演示实验中强调的问题】 (1)如何取钠?
(2)取出后的钠未用完如何处理 ? 【实验探究1】 实 验 步 骤 观察钠的保存方法 实 验 现 象 少量钠保存在煤油(烃)里 煤油——含烃的混合物(只含碳碳单键、C-H) 1.向两个小烧杯中各加入约钠+水 40mL的水、无水乙醇; 钠+乙醇 浮、熔、游、响 先沉在底部后上浮,不熔成小球响声小 反应平缓 2.向上述两种试剂中投入同样颗反应剧烈 粒大小的金属钠(颗粒小些,以免危险),观察并记录实验现象。 【过渡】通过刚才的实验,我们来对比思考一下,能得到什么样的结论呢 ? 【对比思考】对比煤油、水、乙醇与钠反应的实验,能否推测乙醇的结构式?
[说明] 从烷烃分子中与碳原子相连的氢不能被金属钠置换,而乙醇可以与钠反应,所以乙醇的结构式为:
二、乙醇的分子结构 〖归纳小结2〗 分子式 C2H6O 结构式
羟基——官能团,写作-OH
【展示模型】
结构简式 CH3CH2OH 或C2H5OH
[介绍]官能团:决定有机化合物化学特性的原子或原子团。
除-OH(羟基)外,还有碳碳双键,碳碳叁键,—X(卤原子), —NO2(硝基) ,—CHO(醛基) ,—COOH(羧基)等
【过渡】结构决定性质,下面我们一起来探讨一下乙醇的化学性质。大家根据刚才的实验,对照钠与水的反应写出乙醇与钠的反应。 三、乙醇的化学性质
1.乙醇能与金属钠(活泼的金属)反应:(置换反应) 2H2O+2Na==2NaOH+H2↑
2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑
[提问]能否推测乙醇与钠反应时断裂什么键?(断O—H键)
a.其它活泼金属如钾、镁、钙、铝等也可与乙醇反应,均可产生H2 ,请写出镁与乙醇反应的化学方程式。
2CH3CH2OH+Mg→(CH3CH2O)2Mg+H2↑
b.此反应可检验-OH的存在,可计算分子中-OH数目(2mol—OH~1mol H2) 【转引】从氧化还原的角度来看,CH3CH2OH在这个反应中充当了什么样的角色呢?(氧化剂还是还原剂)乙醇充当氧化剂,体现出微弱的氧化性。但在大多数的反应中,乙醇更多的充当的是氧化剂,在初中时我们就学过了它的这一性质。(同时举起酒精灯)
【学生活动】写出乙醇在氧气中完全燃烧的化学方程式。 2.乙醇的氧化反应
(1)乙醇燃烧(彻底氧化)
化学反应方程式:C2H5OH + 3 O2 → 2CO2 +3H2O 现象:淡蓝色火焰,同时放出大量的热。
点燃
应用:乙醇是可再生的清洁能源,可用作内燃机的燃料,如:乙醇汽油。 [介绍]乙醇汽油由90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和而成;乙醇掺入汽油能让燃料“绿”起来,同时还可以节约石油资源。
【过渡】同样的反应物,条件不同,产物也不同,比如我们生活中有这样的一个例子:看投影。
【感知生活】银匠在焊接银器、铜器时,表面会生成发黑的氧化膜,他们通常把铜、银在火上烧热,马上蘸一下酒精,铜银会光亮如初!这是什么原理?
大家想不想去体会一下这种工艺的操作过程呢? 【学生活动探究三——实验探究2】
取3~4mL酒精于试管中,把光亮的细铜丝绕成螺旋状,在酒精灯的外焰上加热烧红,然后迅速插到盛有乙醇的试管底部,观察反应现象。重复操作3-4次,闻试管内液体气味。 [提醒]为防止烫伤,可用试管夹夹持试管 实验现象:
a.红色Cu受热变黑色,趁热伸入乙醇中又变成光亮红色 b.在试管口可以闻到刺激性气味
通过分析现象得出实验中涉及到的化学反应:
△
2Cu+O2 === 2CuO
?C2H5OH+CuO ??? CH3CHO+H2O+Cu
【思考】铜丝在此实验中起什么作用?(铜丝作催化剂)
整个过程中 Cu丝在反应前后质量和性质都没变化,那么所起的作用应该是催化作用,加快了氧气对乙醇的氧化作用,我们称它为乙醇的催化氧化。分析得出乙醇的催化氧化的总反应 〖归纳小结3〗 (2)乙醇的催化氧化
Cu
反应总方程式:2CH3CH2OH + O2 —→ 2CH3CHO + 2H2O △
应用:工业上用此反应原理生产乙醛
【思考】此实验中乙醇的断键位置在哪里呢? 【分析反应机理】
2
HCu +O2 —→2 HC△ OCH+2H2O
H实质:脱去羟基上的氢原子以及与羟基相连的碳原子上的氢原子 【视野·拓展】——乙醛
1.乙醛是一种无色、有刺激性气味的液体,沸点为20.8℃,易挥发,能与水、乙醇等溶剂互溶。
2.乙醛具有毒性 ,浓度过高对健康有一定的危害:可表现有头痛、嗜睡、神志不清,甚至引发支气管炎、蛋白尿肝和心肌脂肪性变等。
在适当条件下,乙醛还可以进一步被氧化成乙酸:
催化剂2CH3CHO+O2 ????? 2CH3COOH 【资料卡】——酿酒成醋
由酒变醋这与空气中存在的醋酸菌大有关系,在酒跟空气接触中,醋酸菌进入酒溶液并大量繁殖,酒的主要成分是乙醇,在醋酸菌作用下,跟空气中氧气起反应,先生成乙醛后变为乙酸。
[介绍]有机反应中对氧化反应和还原反应的定义:
氧化反应:得氧或失氢的反应 还原反应:失氧或得氢的反应
【资料在线】——乙醇在人体内的代谢过程示意图,思考:人饮酒为什么会醉?
少量饮酒有益健康,酗酒很容易导致酒精中毒,大量酒精会杀死大脑神经细胞,导致记忆力减退,引起脂肪肝、肝硬化等肝脏疾病,情况严重者中毒致死!酒后驾车更是危险!!! 【感知生活】
1.世界卫生组织的事故调查显示,大约50%-60%的交通事故与酒后驾驶有关。 2.交警判断驾驶员是否酒后驾车的方法: 酒精测试仪
乙醇 【O】 乙醛 【O】 乙酸(醋) CH3CH2OH CH3CHO CH3COOH 分析原理:2K2Cr2O7 + 3C2H5OH +8H2SO4 → 2Cr2(SO4)3 +3CH3COOH +2K2SO4+11H2O
酸性重铬酸钾溶液由橙红色变为绿色,判定司机饮酒超标。
【过渡】乙醇除了能被氧气氧化外,还可以被强氧化剂重铬酸钾所氧化,我们熟悉的强氧化剂还有哪些呢?(酸性高锰酸钾溶液) 【学生活动探究三——实验探究3】
取2~3mL无水乙醇于试管中,滴加1~2滴酸性高锰酸钾溶液,振荡试管,观察颜色变化。
实验现象:紫色的酸性高锰酸钾溶液褪色 〖归纳小结4〗
(3)可被强氧化剂酸性K2Cr2O7、KMnO4氧化生成乙酸(CH3COOH)。
【过渡】喝酒有害于自己的健康,有害于他人,因此“小酒别驾,驾车禁杯”,对于未成年要禁止喝酒。当然,我们也不要谈酒色变,要以一分为二的观点来看酒,只要适度,酒的“功”大于“过”。 根据经验及所学性质看乙醇有哪些用途? 〖归纳小结5〗 四、乙醇的主要用途
1.制酒精型饮料;2. 作消毒剂;3.作溶剂;4.作燃料(汽车,酒精灯等);5. 作化工原料 (如工业上用来制乙醛、乙酸、乙醚等)
那么乙醇又是如何制取的呢? 五、乙醇的制取 1.发酵法
酶 酶
(C6H10O5)n +n H2O →nC6H12O6 C6H12O6 →2C2H5OH + CO2↑ 2. 乙烯的水化法
CH2=CH2 + H-OH → CH3CH2OH 【课堂小结】
本节课我们学习了乙醇这种物质,它有广泛的用途,其用途来源于它的性质,性质又和结构有密切的关系,大家要抓住从结构入手,重点掌握羟基的影响,化学键断裂的位置。还要学会在日常生活中感受,观察实验现象中的微小差别,这样你就会受益非浅的。 【板书】
一定条件
乙醇
一、乙醇的物理性质 二、乙醇的分子结构 1.分子式:C2H6O
H H H
C—C—O—H H H
2.结构式:
3.结构简式:CH3CH2OH 或 C2H5OH
三、乙醇的化学性质:反应中乙醇的断键位置 1.与活泼金属反应(置换反应)
2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑(断①) 2.氧化反应
(1)燃烧(断①②③④⑤) (2)催化氧化(断①③)
2CH3CH2OH + O2 —→ 2CH3CHO + 2H2O (3)可被强氧化剂氧化 四、乙醇的主要用途
Cu △
⑤ ③④ ② ①
1.制酒精型饮料;2. 作消毒剂;3.作溶剂;4.作燃料;5. 作化工原料 五、乙醇的制取 1.发酵法
酶
酶
(C6H10O5)n +n H2O →nC6H12O6 C6H12O6 →2C2H5OH + CO2↑ 2. 乙烯的水化法
CH2=CH2 + H-OH → CH3CH2OH 【小试牛刀】
1.下列有关乙醇的物理性质的应用中不正确的是( )
A.由于乙醇的密度比水小,所以乙醇中的水可以通过分液的方法除去。 B.由于乙醇能够溶解很多有机物和无机物,所以可用乙醇提取中药的有效成分。 C.由于乙醇能够以任意比溶解于水,所以酒厂可以勾兑各种浓度的酒。 D.由于乙醇容易挥发,所以才有俗语“酒香不怕巷子深”的说法。 2.比较乙烷和乙醇的结构,下列说法错误的是( )
一定条件
A.两个碳原子都以单键相连
B.分子里都含有6个完全相同的氢原子
C.乙醇可以看成是乙烷分子中的一个氢原子被羟基取代后的产物
D.乙醇与钠反应非常平缓,所以乙醇羟基上的氢原子不如水中的氢原子活泼 3.根据右图填空(只填键的序号)。 (1)乙醇与钠反应断_____ 键;
(2)乙醇在Cu作催化剂的条件下与O2发生反应,断_______键;
4.把质量为m g的铜丝灼烧变黑,立即放入下列物质中,能使铜丝变红,而且质量仍为m g的是( )
A.稀硫酸 B.酒精 C.稀硝酸 D.CO 5.下列物质不能发生催化氧化的是( )
6.某有机物6g 与足量钠反应,生成0.05mol氢气,该有机物可能是( )
A. CH3CH2OH B. CH3CH2CH2OH C. CH3OH D. CH3-O-CH3
7.下列物质不能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是( ) A.SO2
B.苯 C.乙烯 D.乙醇
⑤③② ① ④ 8.若要检验酒精中是否含有少量水,可选用的试剂是( ) A.生石灰 B.金属钠 C.浓硫酸 D.无水硫酸铜
9.制取无水酒精时,通常需向工业酒精中加入下列物质,并加热蒸馏,该物质是( )
A.无水硫酸铜 B.浓硫酸 C.新制的生石灰 D.碳化钙 参考答案:1.A 2.B 3.①,①③ 4.BD 5.D 6.B 7.B 8.D 9.C
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