“煤的干馏-苯”教学设计及教学反思

煤的干馏 苯

萧县中学 张燕燕

一、教材分析

有关苯的内容安排在鲁教版《化学2 (必修) 》教材中,这一节内容课题为《煤的干馏 苯》，教材先简单介绍了煤综合利用的三种重要的方法：煤的干馏、气化、液化方法。由于苯是从煤经过干馏后的产物煤焦油中提取出来的成分，接下来很自然地介绍苯的相关内容。教材先直接给出苯的分子式和结构式,通过“活动与探究”栏目引入验证苯物理性质和苯结构的实验;再给出苯的物理性质和苯的结构特征;苯分子中的6 个碳原子之间的键完全相同,是一种介于单键和双键之间的独特的键。并在这基础上指出苯的化学性质特点是：比烯烃稳定,但在一定条件下可与某些物质发生化学反应,其中列举了苯与溴、硝酸的反应; 用文字介绍了苯与氢气能反应。最后通过“科学史话”栏目介绍了苯的研究史,对学生进行思想品德教育。从整体上看,教材内容虽然简单,但体现了新课标的要求和认识物质的规律。于是我将“苯分子的结构”这一教学内容设计成为探究性活动,让学生经历类似于科学家研究问题的情境和过程, 从中学习科学探究的方法和思想, 体验科学探究的乐趣, 培养学生的科学探究能力。

在苯之前,学生已学习了饱和烃与不饱和烃典型代表物的性质，烷烃的代表物甲烷，不饱烃中以乙烯和乙炔为代表。知道烷烃的特征反应是: 与卤素单质发生取代反应。 官能团碳碳双健、碳碳叁键的特征反应是: 加成反应, 例如使溴水褪色, 与氢气在一定条件下发生加成反应， 氧化反应, 例如使酸性高锰酸钾溶液褪色，而且能根据有机结构理论写出简单的同分异构体。这为探究苯的结构并根据苯的结构推测苯的性质打下了基础。

2、教学目标 ⑴ 知识与技能目标

能说出苯的主要物理性质;了解苯的结构特点及证明方法;理解苯的结构与性质的关系;知道苯的燃烧现象及在一定条件下能与溴和浓硝酸发生取代反应、能与氢气发生加成反应

⑵ 过程与方法目标

学会认识物质物理性质的一般方法和科学探究的基本方法;培养学生的观察能力、逻辑推理能力及发现问题、解决问题的能力

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⑶ 情感态度与价值观目标

认识结构决定性质,性质反映结构的辨证关系;培养勇于创新的科学精神和实事求是的科学态度 3、重点、难点分析

⑴ 教学重点：苯结构的认识及苯的取代反应与加成反应

⑵ 教学难点：苯的结构与性质的关系、苯的性质与饱和烃、不饱和烃性质的关系

4、教学方法：科学探究法 三、教学过程设计 1、导入新课：

（1）动画模拟煤干馏的过程，从煤干馏的产品煤焦油中引出苯。

（2）播放编制好的录音：英国科学家法拉第对苯的发现：19世纪，欧洲许多国家都使用煤气照明。煤气通常是压缩在桶里贮运的，人们发现这种桶里总有一种油状液体，但长时间无人问津。英国科学家法拉第对这种液体产生浓厚的兴趣，他花了整整五年时间提取这种液体，从中得到了苯：一种无色油状液体。 设计意图：以史为鉴,渗透化学史教育，激发学生学习的兴趣和学习动机，又引发学生对新知识的探求情感

2、实验探究苯的物理性质（完成教材中设计的探究实验，第三个为补充实验），并要求学生通过实验现象来归纳苯的物理性质 [实验]

(1) 在一试管中倒入1ml苯，观察苯的颜色与状态，认识苯在常温下的颜色和状态;

(2) 再向试管中加入3ml水，振荡后静置，观察发生的现象。振荡,发现溶液浑浊,静置分层,说明苯不溶于水,密度比水小。

(3) 往另一支试管中加入2mL 酒精,振荡,溶液不分层,说明了什么? 设计意图：通过实验增强学生对苯的感性认识，学会从现象中分析得出结论，加深对苯的物理性质的建构。

[思考]有三只失去标签的试剂瓶,装有苯、水、酒精,不用其它任何试剂,你能鉴别它们吗?

3、苯分子结构的探究 （1）苯分子式的确定

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设计情景：法拉第发现苯以后,法国化学家日拉尔立即对苯的组成进行测定,他发现苯仅有碳、氢两种元素组成,其中碳元素的质量分数为92. 3 % ,苯蒸气的密度为同温同压下乙炔的3 倍,你能确定苯的分子式吗?

设计意图：运用以前甲烷分子式确定的方法来解决此问题，培养学生对知识的灵活迁移能力，另外让学生进一步熟悉对一种未知有机物分子式确定的常用方法。 （2）由分子式对结构的推测，尝试书写苯可能的结构 设计思考题：

1、C6H6与饱和的烷烃相比，差多少个H？

2、如只含有C = C，应该有多少个双键？如果只含有C ≡C，应该有多少个三键？

3、根据“碳四价学说”和“碳链学说”以及我们学的烷烃、烯烃和炔烃中其结构式书写的经验,请你写出苯分子可能的链状结构简式？

设计意图：让学生先对1、2两小题思考，是为后面第3小题的分析埋下伏笔，以降低学生解决时的难度。其中第3小题设计中若让学生书写环状结构从我的教学尝试来看对高一的学生难度太大，学生的积极性会大大受挫。因此不可一步到位。 [组织学生讨论] 分组讨论后由小组代表写出可能的结构简式: A. CH ≡C —CH2 —CH2 —C ≡CH B. CH3 —C ≡C —C ≡C —CH3 C. CH2 = CH—CH = CH—C ≡CH D. CH ≡C —CH(CH3) —C ≡CH E. CH2 = C = C = CH—CH = CH2 F. ??

经过讨论:A～ E 式都符合要求,但E 式含累积双键,明确告诉学生不稳定,A～D 式较合理。

[故意设疑]到底是哪一种，难道四种都有可能，通过什么样的措施才能进行验证？这时激起了学生强烈的探究欲望，学生自然地想到含C = C 和C ≡C的物质可用溴水或酸性的KMnO4溶液验证。 （3）苯分子链状结构的否定

[学生实验] 1、试管中加入2mL苯，滴几滴酸性高锰酸钾溶液，振荡后静置。不褪色。

2、试管中加入2mL苯，加入1mL溴水，振荡后静置。溴水分两层，

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上层橙红色，下层无色，发生了萃取现象。

[学生小结] 苯不能使酸性的KMnO4 溶液和溴水褪色,说明苯分子中不含C = C 和C ≡C ,上述结构都不合理。

设计意图：实事胜于雄辩，通过实验使学生对苯的链状结构进行否定，并使学生产生认知冲突，激起学生的探究欲望。 （4）老师讲解凯库勒式的由来

凯库勒式的发现史：凯库勒一直在想着怎样在教材中写苯的结构这一难题，然而百思不得其解，只好停笔，偎炉休息。他面对炉中飘忽不定的火苗陷入了沉思，不知不觉进入了梦乡。朦胧之中，凯库勒仿佛觉得有一些碳原子在自己的面前跳起舞来，它们排成蛇的形状，一会儿在火焰中翻滚，一会儿卷曲起来，突然，原子“蛇”的头咬住了自己的尾巴，形成一个环状，不停地旋转起来。凯库勒猛然惊醒，根据梦中受到的启示，他迅速画起苯的封闭式结构式来。经过若干次的修正，最后他决定用六角环状结构来描述苯的分子结构。德国化学家凯库勒由于揭开这个谜而名垂青史。

设计意图：通过化学史的介绍，让学生学会倾听,对重大化学成就进行情绪体验，对伟大的化学家杰出成就表示崇敬，激发学生崇尚科学的精神。 （5）引导学生对苯分子结构的正确认识 A、引导学生对凯库勒式的正确认识;

老师板书凯库勒式，提问学生从结构与性质的联系角度来分析凯库勒式，学生自然会产生认知冲突：从凯库勒式中看出含有不饱和键,应能使溴水和酸性的KMnO4 溶液褪色,这与前面实验事实相矛盾。老师趁机解释对凯库勒式认识。 B、展示苯的球棍模型和比拟模型以增强学生的直观体验; C、科学认识苯的结构;

[投影]现代科学对苯分子的结构研究:

1. 苯分子为平面六边形结构,分子中的六个碳原子和六个氢原子均在同一平面 2. 各个键角都是120°

3. 苯分子中碳碳键的键长为1. 40 ×10 - 10m ,介于单键(1. 54 ×10 - 10m) 和双键(1. 33 ×10 - 10m) 之间

〔引导学生推理得出结论〕根据结构决定性质，从现代科学对苯分子的结构研究可以得出：

苯分子里6个C原子之间的键完全相同，是一种介于单键和双键之间的特殊(独特)

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