王 軍 吳海霞
(江蘇省東臺中學(xué) 江蘇 東臺 224200)
新課程改革的重點(diǎn)之一就是建構(gòu)起學(xué)生自己動手實(shí)踐、自主探索與合作交流的學(xué)習(xí)方式,逐步改變以教師、課堂和課本為中心的局面,促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新意識與實(shí)踐能力的發(fā)展?!笆称分械挠袡C(jī)化合物—乙醇”是蘇教版高中《化學(xué)2》專題3 第二單元的內(nèi)容,學(xué)生在初中化學(xué)的學(xué)習(xí)中已經(jīng)初步掌握了乙醇的組成、乙醇的燃燒及乙醇的主要用途等知識,因此本節(jié)課的教學(xué)采取從日常生活入手,感受乙醇的物理性質(zhì)并進(jìn)行歸納,通過實(shí)驗進(jìn)一步體會乙醇的溶解性;從鈉與乙醇的反應(yīng)分析乙醇的分子結(jié)構(gòu),體現(xiàn)從性質(zhì)推測結(jié)構(gòu)的化學(xué)思想;再從乙醇的分子結(jié)構(gòu)分析乙醇的催化氧化反應(yīng),啟發(fā)引導(dǎo)、實(shí)驗探究、討論總結(jié)。形式上采用從生活中認(rèn)識乙醇, 再回歸到生活中乙醇的有關(guān)應(yīng)用,內(nèi)在上培養(yǎng)學(xué)生解決化學(xué)問題的思維能力,建立學(xué)以致用的化學(xué)思想。
(1) 了解乙醇的物理性質(zhì)和在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。
(2)認(rèn)識乙醇的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和了解乙醇的主要化學(xué)性質(zhì)——與鈉的反應(yīng)、氧化反應(yīng)。
(1)通過揭示問題,討論釋疑,學(xué)習(xí)對比,分析推斷等方法培養(yǎng)科學(xué)探究的能力。
(2)通過探究實(shí)驗,規(guī)范操作,全面培養(yǎng)和提高實(shí)驗?zāi)芰?、觀察能力和對實(shí)驗現(xiàn)象的分析能力。
(1)體會科學(xué)探究的艱辛與樂趣,認(rèn)識化學(xué)與人類生活的密切聯(lián)系,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性。
(2)通過新舊知識的聯(lián)系,培養(yǎng)知識遷移、擴(kuò)展的能力,進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和求知欲望;通過實(shí)驗,培養(yǎng)求實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膬?yōu)良品質(zhì)。
重點(diǎn):乙醇的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)。
難點(diǎn):乙醇結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的相互關(guān)系。
[情境引入]同學(xué)們在平時的學(xué)習(xí)過程中,有時會把圓珠筆油碰到皮膚上,同學(xué)們檢查一下手上有沒有圓珠筆油。如何快速地處理干凈呢? (學(xué)生討論)
今天老師來教大家一種方法。大家從每組學(xué)生的實(shí)驗用品中取出棉簽,蘸取貼有“清洗液”標(biāo)簽的溶液,在碰有圓珠筆油的皮膚上擦拭,看看效果如何?
(實(shí)驗用品提供圓珠筆,方便學(xué)生體驗)
[引導(dǎo)過渡]這種“清洗液”能快速方便地清洗掉皮膚上沾有的圓珠筆油污。請問,這種液體擦拭在皮膚上有什么感覺? 是否與生活中的某些經(jīng)歷似曾相識?
[學(xué)生活動]皮膚有涼颼颼的感覺,與打針注射之前在皮膚上涂抹消毒液的感覺相似,也能聞到類似的氣味。
[引導(dǎo)過渡]醫(yī)療消毒常用體積分?jǐn)?shù)為75%的酒精,老師剛才給大家提供的“清洗液”就是酒精,學(xué)名乙醇。
(設(shè)計意圖:通過生活中的情境創(chuàng)設(shè)疑問,引入課題,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,并讓學(xué)生形成化學(xué)源于生活并服務(wù)于生活的價值觀)
[引導(dǎo)過渡]在剛才的體驗活動中,同學(xué)們能發(fā)現(xiàn)乙醇的哪些物理性質(zhì)? 再補(bǔ)充乙醇的其他物理性質(zhì)。
[學(xué)生活動]分析、思考、歸納、總結(jié)。乙醇通常情況下是無色、有特殊香味的液體,密度比水小,沸點(diǎn)低,易揮發(fā),能和水以任意比互溶,能溶解多種無機(jī)物和有機(jī)物。
[引導(dǎo)過渡]乙醇除用于消毒,還有哪些用途?
[媒體展示]1.各類酒精類飲料;2.酒精燈和乙醇汽油;3.乙醇作為燃料應(yīng)用于飛機(jī)的簡短視頻。
(設(shè)計意圖:啟發(fā)同學(xué)們從生活經(jīng)驗出發(fā),感受物質(zhì)的性質(zhì)。使學(xué)生產(chǎn)生對乙醇的興趣,了解其用途。在做燃料方面,乙醇作為一種可再生資源,有良好的應(yīng)用前景,但也有缺點(diǎn),使學(xué)生形成辯證的科學(xué)態(tài)度。)
[引導(dǎo)過渡]現(xiàn)在有三瓶無色液體,為煤油、乙醇、水。不另提供藥品,如何鑒別它們?
[學(xué)生活動]學(xué)生按小組分析、討論,小組代表交流結(jié)論。
[學(xué)生甲]可以通過氣味來鑒別它們。水沒有氣味,乙醇有特殊香味。
[引導(dǎo)過渡]煤油是什么氣味呢? 同學(xué)們回憶一下在什么地方曾經(jīng)接觸過煤油?
[學(xué)生乙]鈉保存在煤油中,氣味感覺和汽油差不多。和水、乙醇肯定有明顯區(qū)別。
[引導(dǎo)過渡]很好! 同學(xué)們很善于觀察。大家再想一想還能怎么做?
[學(xué)生丙]可以通過溶解性,將它們相互混合,根據(jù)溶解的情況判斷。
[教師演示]很好! 現(xiàn)在老師將三瓶無色液體分別編號1、2、3。第一支試管:1 號液體和2 號液體互溶;第二支試管:2 號液體和3 號液體互溶;第三支試管:1號液體和3 號液體分層。請大家思考,能得出什么結(jié)論?
[學(xué)生?。? 號液體是乙醇。因為乙醇和水、煤油都能互溶。1 號和3 號是水和煤油。具體哪個是水不知道。
[學(xué)生戊]可以判斷??梢韵虻谌г嚬苤欣^續(xù)加1 號液體,看哪一層的液體增加。如果下層增加,那1號液體就是水,如果上層增加,1 號液體就是煤油。
[引導(dǎo)過渡]很好! 同學(xué)們巧妙地利用了三種液體的溶解性和密度解決了問題,說明大家很善于分析問題和解決問題!
(設(shè)計意圖:從實(shí)驗現(xiàn)象體會乙醇的溶解性,能溶解多種無機(jī)物和有機(jī)物,是重要的有機(jī)溶劑,讓學(xué)生自主設(shè)計實(shí)驗方案,在相互補(bǔ)充和完善的同時培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析能力。)
[引導(dǎo)過渡]初中化學(xué)告訴我們,乙醇的分子式是C2H6O,那么它的結(jié)構(gòu)怎么樣呢? 我們一起來探究。
[活動探究1]向小試管中加入約1mL 的無水乙醇,從試劑瓶中取出一小粒鈉,用濾紙吸干表面的煤油,投入無水乙醇中,觀察實(shí)驗現(xiàn)象并完成下表。
物質(zhì)項目水乙醇鈉的位置鈉的形狀有無聲音劇烈程度
[學(xué)生總結(jié)]鈉可以與乙醇反應(yīng)生成無色無味的氣體,鈉在液體底部,當(dāng)表面附有較多氣泡時會因為浮力作用上升到表面,但隨后又下沉。鈉沒有熔化,也沒有明顯的聲音,反應(yīng)不如鈉與水反應(yīng)劇烈。
[引導(dǎo)過渡]請大家根據(jù)鈉分別與水、乙醇反應(yīng)的現(xiàn)象以及鈉保存在煤油中歸納填表。
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特點(diǎn)[學(xué)生總結(jié)]煤油是碳?xì)浠衔铮缓珻-C 鍵和C-H 鍵,鈉能保存在煤油中說明鈉與煤油不反應(yīng),即鈉不能置換與C 原子相連的H 原子。通過鈉與水和乙醇都能反應(yīng), 說明乙醇中有類似水分子的結(jié)構(gòu),即-O-H 鍵。
物質(zhì) 煤油水乙醇碳?xì)浠衔铮ㄖ缓珻-C 鍵和C-H 鍵)O結(jié)構(gòu)特點(diǎn)H H含有-O-H 鍵(羥基)
[教師講述]在有機(jī)化學(xué)中,把-O-H 原子團(tuán)稱為羥基。根據(jù)鈉分別與水和乙醇反應(yīng)的劇烈程度的差異, 可以推斷乙醇中的羥基氫不如水中的羥基氫活潑。同樣是羥基氫,為什么會有這種差異? 正所謂“橘生淮南則為橘,生于淮北則為枳”。這顯然是因為羥基受到了相連基團(tuán)的影響。這種現(xiàn)象在有機(jī)化學(xué)較為普遍,后面我們還能遇到。
(設(shè)計意圖: 從乙醇的性質(zhì)實(shí)驗去推斷乙醇的分子結(jié)構(gòu),讓學(xué)生形成結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的化學(xué)思想。初步介紹基團(tuán)間的相互影響,為后續(xù)學(xué)習(xí)作鋪墊。)
[引導(dǎo)過渡]通過分析實(shí)驗現(xiàn)象,我們知道乙醇的分子結(jié)構(gòu)中有羥基, 在C2H6O 的基礎(chǔ)上扣除掉-OH,還剩下-C2H5,即乙基。請同學(xué)們根據(jù)提供的小球和金屬棍組裝乙醇分子的球棍模型。
[學(xué)生活動]組裝乙醇分子的球棍模型。
(設(shè)計意圖:在組裝模型的過程中,學(xué)生會發(fā)現(xiàn)共價單鍵可以轉(zhuǎn)動,但不管轉(zhuǎn)成什么形狀,仍然是乙醇分子。通過組裝模型讓學(xué)生切身感受其分子結(jié)構(gòu),并應(yīng)用模型分析乙醇的性質(zhì)。)
[引導(dǎo)過渡]請大家寫出乙醇與鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式, 并根據(jù)組裝出的模型指出斷裂的是什么化學(xué)鍵?
[學(xué)生活動]完成方程式并得出結(jié)論:乙醇與鈉的反應(yīng)斷裂的是羥基中的氧氫鍵。
[引導(dǎo)過渡]因為乙醇分子結(jié)構(gòu)中有羥基,決定了乙醇可以與鈉反應(yīng), 那么羥基還能表現(xiàn)出哪些性質(zhì)呢?
[活動探究2]取3~4 mL 的無水乙醇,加入小試管。將銅絲在酒精燈外焰上加熱至表面變黑。趁熱將銅絲迅速插入到無水乙醇中,反復(fù)多次。觀察銅絲顏色的變化并感受乙醇?xì)馕兜淖兓?/p>
[學(xué)生己]灼熱的氧化銅由黑色變紅。試管口有刺激性氣味產(chǎn)生。
[引導(dǎo)過渡]同學(xué)們觀察得很仔細(xì)。反應(yīng)過程中產(chǎn)生的刺激性氣味氣體是乙醛。請大家根據(jù)提供的乙醛分子的球棍模型,對比乙醇分子的球棍模型,分析乙醇斷裂了什么化學(xué)鍵?
[學(xué)生活動]討論、總結(jié)。斷裂了羥基中的氧氫鍵和碳?xì)滏I。
[引導(dǎo)過渡]是哪一根碳?xì)滏I?
[學(xué)生庚]與羥基相連的碳原子上的碳?xì)滏I。
[引導(dǎo)過渡]很好。在黑色的CuO 轉(zhuǎn)化為紅色的Cu 的過程中Cu 元素被還原。這說明乙醇發(fā)生了氧化反應(yīng)。Cu 在整個反應(yīng)過程中表現(xiàn)出催化劑的作用。有機(jī)化學(xué)中將該反應(yīng)稱為乙醇的催化氧化反應(yīng)。請同學(xué)們根據(jù)反應(yīng)事實(shí)寫出化學(xué)方程式。
[學(xué)生活動]書寫方程式。
(設(shè)計意圖:通過實(shí)驗加深學(xué)生對知識的理解,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。通過比對乙醇與乙醛的球棍模型,找出反應(yīng)過程中化學(xué)鍵的變化,滲透有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)方法。)
[引導(dǎo)過渡]生活中交通警察檢查司機(jī)是否酒后駕駛的原理是用硫酸酸化的CrO3檢驗駕駛員呼出的氣體, 若呼出的氣體中含有一定濃度的乙醇蒸氣,將可以使CrO3(橙黃色)轉(zhuǎn)化為Cr2(SO4)3(藍(lán)綠色)。該原理利用了乙醇的什么性質(zhì)? 乙醇發(fā)生了什么反應(yīng)?
[學(xué)生辛]體現(xiàn)了乙醇的還原性,乙醇發(fā)生了氧化反應(yīng)。
(設(shè)計意圖:從生活中的事例體會乙醇有還原性,可以發(fā)生氧化反應(yīng)。達(dá)到學(xué)以致用的目的。)
[教師講述]簡介乙醇的工業(yè)制法:一、發(fā)酵法。二、乙烯水化法。
[引導(dǎo)過渡]通過這節(jié)課的學(xué)習(xí),同學(xué)們對結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)有什么新的認(rèn)識?
[學(xué)生總結(jié)]通過分析乙醇的性質(zhì)預(yù)測其結(jié)構(gòu),進(jìn)而對乙醇的其它性質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗探究。
[教師歸納]很好。乙醇在化學(xué)性質(zhì)上表現(xiàn)出的行為都與羥基有直接關(guān)系。有機(jī)化學(xué)中通過分析分子結(jié)構(gòu)中的重要基團(tuán)理解、應(yīng)用、預(yù)測其化學(xué)性質(zhì)是很重要的思維方式。甲醇(CH3OH)與乙醇結(jié)構(gòu)相似,分子結(jié)構(gòu)中也有羥基,請同學(xué)們課后思考:甲醇能不能發(fā)生與乙醇類似的反應(yīng)?
(設(shè)計意圖:通過歸納小結(jié),提煉出學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的重要方法,加深理解結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)的化學(xué)思想。通過創(chuàng)設(shè)甲醇與乙醇結(jié)構(gòu)相似,判斷甲醇能不能發(fā)生類似反應(yīng)的情境,促進(jìn)課內(nèi)向課外的遷移,為學(xué)生的可持續(xù)性自主發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。)
乙醇是生活中很常見的一種物質(zhì), 是酒的成分之一。但是由于學(xué)生在初中化學(xué)學(xué)習(xí)中已經(jīng)了解了相關(guān)知識, 從而在激發(fā)學(xué)生的求知欲上并不能起到上佳的效果。作為一種嘗試,本節(jié)課教師通過如下方式引入:“同學(xué)們在平時的學(xué)習(xí)過程中,有時會把圓珠筆油碰到皮膚上?!痹捯魟偮洌簧賹W(xué)生已開始檢查自己的雙手,有的甚至舉手示意,皮膚上確實(shí)蘸有圓珠筆油?!叭绾畏奖愕叵慈ツ?? 老師提供一種清洗液,同學(xué)們用棉鑒蘸取并體驗一下?!痹趯W(xué)生驚嘆于該液體能很快且很徹底的洗去圓珠筆油時,教師問:“這種液體擦拭在皮膚上的感覺同學(xué)們在生活中是不是似曾相識? ”學(xué)生很快聯(lián)想到注射前用酒精擦拭皮膚消毒。教師揭示謎底:“剛才提供的液體就是酒精,學(xué)名乙醇”。通過創(chuàng)設(shè)上述情境引入,學(xué)生自己參與其中,一下子就產(chǎn)生了對乙醇的親切感,激發(fā)了學(xué)習(xí)乙醇的興趣和熱情。讓學(xué)生在關(guān)心生活的同時,自然而然地感受到“化學(xué)源于生活”的意義,體現(xiàn)科學(xué)服務(wù)于社會和生活的理念。
本節(jié)課通過學(xué)生自主完成“鈉與乙醇反應(yīng)”和“乙醇的催化氧化”兩個實(shí)驗,在頭腦中主動構(gòu)建知識的同時,更能掌握科學(xué)研究的方法,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生勤于動手、動腦的習(xí)慣,形成科學(xué)的思維方式和科學(xué)的探索精神,提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
本節(jié)課創(chuàng)設(shè)了以下探究性學(xué)習(xí)情境:①用酒精洗去皮膚上的圓珠筆油,引導(dǎo)學(xué)生歸納乙醇的物理性質(zhì)和用途;②不另用試劑鑒別煤油、水、乙醇三種無色液體,讓學(xué)生應(yīng)用物理性質(zhì)設(shè)計實(shí)驗方案,解決實(shí)際問題,達(dá)到學(xué)以致用的目的;③組裝乙醇分子結(jié)構(gòu)模型,引導(dǎo)學(xué)生理解官能團(tuán)決定有機(jī)化合物性質(zhì)的化學(xué)思想。通過創(chuàng)設(shè)這些情境,學(xué)生經(jīng)歷了“發(fā)現(xiàn)知識”的過程,將“是什么”的知識和“如何獲得知識”的過程結(jié)合到一起,在探究中感悟、反思、提升,完成知識的建構(gòu)和思維的發(fā)展, 有效的培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力,更有利于促進(jìn)學(xué)生的自主發(fā)展。
[1]教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗)[S].北京:人民教育出版社,2003