來自石油和煤的兩種基本化工原料標準教案.doc

老師：我們在買香蕉的時候是愿意買青香蕉還是黃香蕉？為什么？學生：當然原意買黃香蕉，因為黃香蕉是熟的，好吃。老師：家里如果有尚未完全成熟的青香蕉，如何將它們盡快催熟？這時，我們可以將青香蕉和黃香蕉放在同一個塑料袋中，系緊袋口。這樣，過幾天青香蕉就可以變黃、成熟。這是因為水果在成熟的過程中，自身能放出乙烯氣體，利用成熟水果放出的乙烯可以催熟生水果。這節(jié)課我們就來學習乙烯的有關性質。板書：第二節(jié) 來自石油和煤的兩種基本化工原料乙烯老師：乙烯除了具有催熟果實的功能外，還有其他用途嗎？請同學們閱讀課本58頁思考與交流中乙烯的有關用途。老師：乙烯是石油化工中最重要的基礎原料。它不僅用于制造塑料、合成纖維，還可以代替糧食造酒，為人類節(jié)約大量糧食，俗稱“石油化工之母”。乙烯的生產規(guī)模、產量、技術水平標志著一個國家石化工業(yè)發(fā)展的水平。近幾十年來，我國在乙烯的生產和利用上發(fā)展迅速，2008 年全國乙烯生產能力約1000萬噸. 到底乙烯是怎樣的物質呢？如何從石油中得到乙烯呢？我們一起來探究下，按照課本59頁圖36組裝石蠟油的分解實驗，將生成的乙烯氣體分別通入到溴的CCl4溶液、酸性高錳酸鉀溶液中，并用排水法收集一試管氣體點燃，大家看到什么現象？學生：在溴的CCl4溶液和酸性高錳酸鉀溶液中通入乙烯后褪色了，而點燃乙烯出現了大量的黑煙。老師：在前面，我們學習了甲烷的有關性質，甲烷能不能使溴的CCl4溶液和酸性高錳酸鉀溶液褪色？學生：不能老師：我們常說結構決定性質，乙烯的性質與甲烷的差異是由其不同的結構導致的，乙烯與烷烴的結構有何差異呢？請同學們參照課本59頁乙烯的球棍模型和比例模型，寫出乙烯分子的分子式，電子式、結構式和結構簡式。板書：一、乙烯的分子組成和結構 分子式：C2H4，電子式： 結構式： 結構簡式：CH2= CH2老師：在乙烯分子中，二個碳原子和四個氫原子在同一個平面上，鍵角為1200，碳與碳之間以雙鍵的形式存在。板書：分子構型：平面型；鍵角：120，連接方式：老師：乙烯分子在結構上最大的特點就是含有一個碳碳雙鍵，是不飽和烴。像這樣分子中含有碳碳雙鍵的烴類叫做烯烴。乙烯是最簡單的烯烴，乙烯分子的這種不飽和性使得其化學性質非?；顫?，可以發(fā)生很多化學反應。板書：二、乙烯的性質過渡：通過剛才的實驗，大家能總結出乙烯具有的物理性質嗎？學生：無色稍有氣味的氣體，比空氣輕，難溶于水。板書：1、物理性質：無色稍有氣味的氣體，比空氣輕，難溶于水。老師：結合剛才的實驗，大家能總結乙烯的化學性質嗎？板書：2、化學性質：學生：能夠燃燒，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，能使溴水褪色板書：（1）氧化反應a. 在空氣中燃燒：老師：乙烯在空氣中燃燒后的產物是什么？學生：二氧化碳和水板書：C2H4+3O2 2CO2+2H2O老師：乙烯在空氣中燃燒時，為什么還會有黑煙？老師：這是因為乙烯中碳元素含量較大，發(fā)生不完全燃燒，反應中有碳單質生成。為什么乙烯能使酸性的高錳酸鉀溶液褪色？板書：b. 使高錳酸鉀溶液褪色老師：說明了乙烯能和酸性高錳酸鉀溶液反應，對吧。那么，我們回憶一下，上節(jié)課我們學過，甲烷能與酸性高錳酸鉀溶液反應嗎？學生：不能老師：那么，從這兩個對比實驗中，大家能得到什么結論嗎？甲烷和乙烯那個更活潑呢？學生：乙烯老師：沒錯，乙烯的性質更加活潑。在前面我們就提到，乙烯的雙鍵結構可能會對它的性質產生影響，使得它的性質有別與甲烷。甲烷與酸性高錳酸鉀不反應，而乙烯由于具有這種特殊的雙鍵結構，使得乙烯能與酸性高錳酸鉀反應。對于這個反應，我們并不需要掌握化學反應方程式的書寫，我們只需要掌握它褪色及褪色的原因。所以，我們可以利用酸性高錳酸鉀來鑒別甲烷和乙烯。乙烯使酸性高錳酸鉀溶液褪色是由于發(fā)生了氧化還原反應，把乙烯氣體通入到溴的四氯化碳溶液中，褪色的原因又是什么呢？老師：這是因為乙烯和溴發(fā)生了加成反應，那乙烯的加成反應究竟是怎樣一個過程？首先，是溴分子中一根鍵斷開，同時乙烯中的碳碳雙鍵也有一個鍵斷開，然后兩個溴原子分別加到兩個不飽和的碳原子上，生成了1，2二溴乙烷。1，2二溴乙烷是一個系統命名法，在必修部分我們并不需要掌握這種命名法，我們在選修部分將會有詳細介紹，現在，我們只需要知道，這物質叫做1，2二溴乙烷。類似這種有機物分子中雙鍵（或叁鍵）兩端的碳原子與其他原子或原子團直接結合生成新的化合物的反應，叫做加成反應。副板書：板書：（2）加成反應 ： 老師：其實，很多物質可以和乙烯發(fā)生加成反應。例如氫氣、氯氣、鹽酸和水在一定條件下都可以和乙烯發(fā)生反應?，F在大家就試一下，大家根據加成反應的過程原理，模仿剛才我們所講的乙烯和溴的反應，請大家書寫一下乙烯和氫氣、氯氣、氯化氫的反應方程式。板書： 老師：看來大家掌握得還不錯。其實，加成反應并不難，我們來總結一下它的規(guī)律。“斷一加二，產物單純”。何謂“斷一”，反應物單鍵斷開，雙鍵一個鍵也斷開；何謂“加二”，兩個原子或原子團分別加到兩個碳原子上；“產物單純”，說明只生成一個化合物。板書：“斷一加二，產物單純”老師：好了，乙烯的化學性質的學習我們就學到這。我們說過，乙烯的雙鍵結構使得乙烯所表現的化學性質有別于甲烷。我們學習了乙烯的氧化反應和加成反應。乙烯的氧化反應通過兩個方面來介紹，第一，乙烯能與氧氣反應，而且產物和甲烷在空氣中點燃的產物是一樣的，生成了CO2和H2O。第二，乙烯能使酸性高錳酸鉀溶液褪色。而本節(jié)課的重點是乙烯的加成反應，大家需要理解加成反應的過程和特點，千萬不要死記硬背。老師：19世紀歐洲許多國家都使用煤氣照明，煤氣通常是壓縮在桶里貯運的，煤氣用完后桶里總剩有一種油狀液體，但長時間無人問津。1825年英國科學家法拉第對這種液體產生了濃厚興趣，他花了整整五年時間提取這種液體，從中得到了一種含碳氫的無色油狀液體。熱拉爾等化學家測定該物質的分子式為C6H6，并命名為苯。這就是今天廣泛使用的化工原料苯。板書：二、 苯老師：這瓶試劑瓶里裝有的是苯，取少許苯加入試管中，請大家觀察苯是什么顏色的？學生：無色的液體老師：有的同學還聞到了特殊的氣體，苯是一種無色有特殊氣味的液體。我向其中加少許水，振蕩，靜置，大家看到什么現象？學生：苯與水出現了分層現象老師：說明苯是難溶于水，而且苯是在水層的上方，說明苯的密度比水小。板書： 1、苯的物理性質：無色、特殊氣味液體，密度比水小，不溶于水，是一種重要溶劑，沸點：80.1易揮發(fā)，熔點：5.5過渡：科學家又是怎樣推知苯的結構的呢？ 老師：熱拉爾等化學家測定了苯的分子式為C6H6，通過計算其中碳的質量分數為92.3%。苯分子中碳含量之高使化學家為之驚訝。但苯分子的結構到底是怎樣的呢？從此科學家踏上了探求苯分子結構的漫漫征途。斗轉星移，整整40余個春秋。德國科學家凱庫勒是一位極富想象力的學者，曾提出碳四價和碳原子間可形成鏈狀結構等重要學說，但即使是這樣一位想象力豐富的學者也為定勢思維所約束，一直認為苯分子為鏈狀結構，因而苦思冥想不得其解。老師：請大家寫出符合C6H6組成的可能的無支鏈的鏈式結構。學生：ACHCCH2CCHBCH3CCCCCH3CCH2=CHCH=CHC CHACHCCH2CCHBCH3CCCCCH3CCH2=CHCH=CHC CHDHCCCHCCH老師：大家寫出的苯的結構有何特征？學生：含有碳碳雙鍵或碳碳三鍵老師：若苯分子為上述結構之一，則其應該具有什么重要化學性質？能否運用我們學過的知識設計實驗驗證你寫的結構式是否正確。有的同學說，沒有學過碳碳三鍵的有關性質，在這里，我提醒一下大家，碳碳三鍵的性質與碳碳雙鍵的性質很相似，都能使溴水和酸性高錳酸鉀溶液褪色。下面請大家通過實驗來驗證：將苯分別加入到溴水和高錳酸鉀溶液中。通過剛才的實驗，大家能得到什么結論？學生：苯分子的結構中不存在碳碳雙鍵或碳碳三鍵老師：通過上面實驗我們否定了苯的鏈狀結構。苯分子的結構究竟如何，這在十九世紀是個很大的化學之謎?；瘜W家為此又提出了許多結構，如：老師：但是這些結構都被實驗給一一推翻了，到底苯分子的結構式是怎樣的呢？在1864年的冬天，德國著名的化學家凱庫勒正為之殫精竭慮。一天晚上，在書房里打起了瞌睡，眼前又出現了旋轉的碳原子。碳原子的長鏈像蛇一樣盤繞卷曲，忽見一蛇抓住了自己的尾巴，并旋轉不停。凱庫勒像觸電般地猛醒過來，整理苯環(huán)結構的假說，悟出苯分子中6個碳原子形成六角環(huán)，然后在每個碳原子接上一個氫原子，苯分子結構豁然而得。他先以()式(如圖1)表示苯結構。1866年他又提出了()式，后簡化為()式，也就是我們現在所說的凱庫勒式。投影：圖1 凱庫勒提出的苯分子的幾種結構式老師：但是，我們已經通過苯與溴水及酸性高錳酸鉀溶液的實驗，證明了苯分子中不存在碳碳雙鍵，說明凱庫勒式還不是很完美。后來，隨著超真空掃描隧道顯微鏡以及X-射線等技術下，研究表明了： （1） 苯分子具有平面正六邊形結構（2） 其中的6個碳原子之間的鍵完全相同（3） 是一種介于單鍵和雙鍵之間的獨特的鍵老師：究竟如何表示苯分子結構呢？老師：常用 來表示苯分子。但是，為了紀念凱庫勒對苯分子結構的巨大貢獻，現在一般仍可沿用凱庫勒結構式表示苯分子，但不可理解為單雙鍵的交替。板書：、苯分子結構結構簡式：或老師：根據“結構” 決定“性質”，苯的這種結構特征決定了苯可能會有什么樣的性質？板書：3、化學性質老師：在前面的實驗中，我們知道苯與溴水是不會發(fā)生反應的，但是苯與液溴在催化劑（FeBr3）的作用下，苯與溴單質發(fā)生反應，苯環(huán)上的氫原子被溴原子取代，生成溴苯和溴化氫。溴苯是一種無色液體，密度比水的密度大。板書: 取代反應老師：