《苯、芳香烃》教案
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约8360字。
苯芳香烃•教案
第一课时
教学目标
知识技能:使学生掌握苯分子结构特点。
能力培养:培养学生逻辑思维能力、观察能力和实验能力。
科学思想:使学生认识物质结构决定性质,性质又反映结构的辩证关系。
科学品质:培养学生以实验事实为依据,严谨求实勇于创新的科学精神。
科学方法:引导学生以假说的方法研究苯的结构,并从中了解研究事物所应遵循的科学方法。
重点、难点苯的结构特点。引导学生采用假说的方法探讨苯分子结构。教学过程设计
教师活动 学生活动 设计意图
【引入】前一阶段我们学习了烷烃、环烷烃、烯烃和炔烃,今天我们学习另一类烃叫芳香烃,苯是这类烃的代表物。
【板书】第七节苯芳香烃
【讲述】苯的发现史:苯是怎样被发现的呢?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了浓厚兴趣,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。
【展示】一瓶纯净的苯 听讲,对科学家的事迹进行情绪体验。
观察苯的颜色、状态,闻苯的气味(苯是一种无色、有特殊气味的液体)。 激发学生学习兴趣。
【设问】法拉第发现苯以后,立即对苯的组成进行测定,他发现苯仅由碳、氢两种元素组成,其中碳的质量分数为92.3%,苯蒸气密度为同温、同压下乙炔 求算苯的分子式:
Mr(苯)=26×3=78
78×92.3%÷12=6
78×(1-92.3%)÷1=6 检查学生对有机物组成的基本计算方法掌握情况。
气体密度的3倍,请确定苯的分子式。【板书】一、苯的组成及结构
1.苯的组成:C6H6 所以苯的分子式为C6H6。
【过渡】苯的结构是怎样呢?19世纪的科学家就进行了研究。当时有机化学刚刚发展起来,比较成熟的理论只有“碳四价学说”和“碳链学说”。【设问】请根据这两种学说写出苯可能的结构简式。
【设问】这些结构是否合理?
【提问】如何通过实验来验证这些结构是否合理? 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
E.
CH2==C==C==CH-CH==CH2
F.
CH2==C==CH-CH==C==CH2
……
讨论:A~F式都符合“碳四价学说”和“碳链学说”及C6H6的组成,但E式、F式含累积双键不稳定,所以A~D式较合理。
含C=C 或C≡C的物质可用溴水或酸性KMnO4溶液验证。
巡视,纠正学生错误操作。
【提问】上述两组实验现象有何不同,关于苯的结构你得到了什么结论?
【投影】实验事实1:苯不能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色。
【过渡】苯的结构到底是怎样呢?19世纪科学家做了许多关于苯的性质实验,力图从性质出发推导出苯的结构,其中有一个实验给科学家以极大启发。【展示】
分组实验(两人一组)实验1:
苯不能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色,而己烯可以,说明苯分子中不含C=C或C≡C,上述结构都不合理。 培养学生的实验能力和实事求是的科学态度。
引导学生体会物质的结构决定性质,性质又反映结构的辩证关系。
【投影】苯与液溴在铁粉催化下发生取代反应:
【提问】反应如果发生,将有何现象说明苯与液溴确实发生取代反应了?
【提问】如何进一步确认白雾的成分是氢溴酸?
【演示实验】
【投影】实验事实2:苯易发生取代反应,它的一溴代物只有一种,二溴代物有三种。
实验事实3:苯在特殊条件下可与H2,发生加成反应:
【设问】根据以上实验事实,写出苯可能的结构简式。
【设问】上述结构是否合理? 导气管口有白雾,是HBr溶于空气中的水蒸气生成的。
向锥形瓶中滴加AgNO3溶液,将有浅黄色沉淀生成。
观察实验,验证上述现象是否发生。
讨论:苯的一溴代物只有一种,说明苯可能是一种环状结构:
分组讨论,代表发言:A式不符合C6H6的组成;B式不符合C6H6的组成;C式不符合实验事实1、2;D式不符合实验事实1、2,但符合实验事实3。 培养学生的分析、推理能力和逻辑思维能力。
引导学生学会如何以事实为依据验证假说。
【设问】上述结构都有与性质不相符之处,根据前面分析,你认为苯分子结构有什么特点?
【评价】苯分子中的碳碳键确实很特殊。 实验事实1和2说明苯具有饱合烃的性质,不含有C=C或C≡C;实验事实3说明苯具有不饱合烃的性质,含有C=C或C≡C。初步结论:苯分子中的碳碳键既不是纯粹的单键,又不是纯粹的双键,而是比较特殊的一种键。 培养学生牢固树立结构决定性质,性质又反映结构的辩证观点。
【过渡】苯分子结构为什么这样独特呢?19世纪科学家对苯分子结构的研究结果怎样呢?
【讲述】19世纪德国著名的有机化学家凯库勒对苯的结构做了深入研究。由于苯的一溴代物只有一种,他想到苯可能是一种环状结构。在今天想到这点是不难的,但当时凯库勒要超越碳链学说而想到环状结构是非常不容易的。凯库勒关于苯的第一张结构简图是这样的:
并简写为,作为苯的结构简式,称为凯库勒式。为了解释这一结构与某些实验事实的矛盾,凯库勒又提出了补充假说:苯分子中碳碳单键与双键不是固定的,而是以一定的频率快速交替出现:
倾听,对重大化学成就,科学家事迹进行情绪体验。 对学生进行化学史教育,同时教育学生科学研究需要不畏艰难的科学探索精神。
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