高中化學(xué)高考一輪復(fù)習(xí)一輪復(fù)習(xí) 2023屆高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)《有機(jī)合成》(教學(xué)案例)_第1頁(yè)
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復(fù)習(xí)課《有機(jī)合成》(教學(xué)案例)教學(xué)目標(biāo):知識(shí)與技能:1.初步學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)合理的有機(jī)合成路線2.初步學(xué)習(xí)逆向合成法的思維方法3.構(gòu)建知識(shí)網(wǎng),并能應(yīng)用其設(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)單物質(zhì)的合成路線過(guò)程與方法:1.體驗(yàn)有機(jī)合成方案的設(shè)計(jì)過(guò)程,感悟有機(jī)合成的一般思想方法。2.通過(guò)有機(jī)物逆合成法的推理,培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力以及信息的遷移能力情感態(tài)度價(jià)值觀:1.培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力,會(huì)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際選擇適當(dāng)?shù)暮铣陕肪€2.感受嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)精神;在合作探究合成的過(guò)程中體驗(yàn)成功的快樂(lè)。教學(xué)重點(diǎn):有機(jī)合成路線的分析方法教學(xué)難點(diǎn):逆向合成的思維能力的培養(yǎng)教學(xué)過(guò)程:介紹:維生素B12又叫鈷胺素,其主要生理功能是參與制造骨髓紅細(xì)胞,防止惡性貧血;防止大腦神經(jīng)受到破壞。B12主要存在于肉類中,植物中的大豆以及一些草藥也含有B12,腸道細(xì)菌可以合成,故一般情況下不缺乏,但消化道疾病者容易缺乏的維生素B12,一般從動(dòng)物肝臟、腎臟、牛肉、豬肉、雞肉、魚類、蛤類、蛋、牛奶、乳酪、乳制品、腐乳中可以補(bǔ)充。但這對(duì)于一個(gè)患者來(lái)說(shuō)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,起初維生素B12這種極為重要的有機(jī)化合物藥物,只能從動(dòng)物的內(nèi)臟中經(jīng)人工提煉,所以價(jià)格極為昂貴,且供不應(yīng)求。這時(shí),曾在1965年獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的美國(guó)有機(jī)化學(xué)家羅伯特·伯恩斯·伍德沃德組織了14個(gè)國(guó)家的110位化學(xué)家,協(xié)同攻關(guān),共做了近千個(gè)復(fù)雜的有機(jī)合成實(shí)驗(yàn),歷時(shí)11年,終于在他謝世前幾年實(shí)現(xiàn)了,完成了復(fù)雜的維生素B12的合成工作。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),他合成的各種極難合成的復(fù)雜有機(jī)化合物達(dá)24種以上,所以他被稱為“現(xiàn)代有機(jī)合成之父”。伍德沃德設(shè)計(jì)了一個(gè)拼接式合成方案,即先合成維生素B12的各個(gè)局部,然后再把它們對(duì)接起來(lái)。這種方法后來(lái)成了合成所有有機(jī)大分子普遍采用的方法?,F(xiàn)世界上每年合成近百萬(wàn)個(gè)新化合物中約70%以上是有機(jī)化合物。我們現(xiàn)在學(xué)習(xí)的有機(jī)化學(xué)知識(shí)和我們的生活密切相關(guān)。展示:1、古代有機(jī)合成:古人釀酒圖2、有機(jī)合成在生活中的應(yīng)用:聚乙烯醇制成的塑料薄膜大棚。科技創(chuàng)造生活,合成造福人類!人類合成自然界中不存在的有機(jī)物,滿足需要。3、有機(jī)合成在科技中的應(yīng)用:宇航服中應(yīng)用了一百三十多種新型材料。其中多數(shù)是有機(jī)合成材料。神舟七號(hào)的艙外航天服是我國(guó)自主研制的“飛天號(hào)”航天服,每套價(jià)值可達(dá)3千萬(wàn)元,艙外服分為6層:由防靜電處理的棉布織成的舒適層、橡膠質(zhì)地的備份氣密層、復(fù)合關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)組成的主氣密層、滌綸面料的限制層、隔熱層和最外面的外防護(hù)層,外防護(hù)材料面料是高級(jí)混合纖維,可以防火與抗輻射,具有防微流星等多種功能。聚對(duì)苯乙二酸乙二酯和氨綸尼龍聚合物成神舟七號(hào)宇航服主材料。4、有機(jī)合成在生活中的應(yīng)用:“水立方”是我國(guó)第一個(gè)采用ETFE(乙烯—四氟乙烯共聚物)膜材料作為立面維護(hù)體系的建筑?;貞洠河袡C(jī)合成是指利用簡(jiǎn)單、易得的原料,通過(guò)有機(jī)反應(yīng),生成具有特定結(jié)構(gòu)和功能的有機(jī)物的過(guò)程。知識(shí)回顧:有機(jī)反應(yīng)基本類型及官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)官能團(tuán)結(jié)構(gòu)性質(zhì)碳碳雙鍵加成(H2、X2、HX、H2O)氧化(O2、KMnO4)加聚碳碳叁鍵-C≡C-加成(H2、X2、HX、H2O)氧化(O2、KMnO4)、加聚苯取代(X2、HNO3、H2SO4)加成(H2)、氧化(O2)鹵素原子-X水解(NaOH水溶液)消去(NaOH醇溶液)醇羥基R-OH取代(活潑金屬、HX、分子間脫水、酯化反應(yīng))氧化(銅的催化氧化、燃燒)消去酚羥基C6H5-OH取代(濃溴水)、弱酸性、加成(H2)、顯色反應(yīng)(Fe3+)醛基-CHO加成或還原(H2)氧化(O2、銀氨溶液、新制Cu(OH)2懸濁液)羰基(酮)(丙酮)加成或還原(H2)羧基-COOH酸性、酯化酯基-COOR水解(稀H2SO4、NaOH溶液)問(wèn)題情景1:古人釀酒的有機(jī)合成路線中發(fā)生了哪些化學(xué)反應(yīng)?學(xué)生:設(shè)計(jì)合成路線歸納1:正向合成分析法其思維程序:“原料→中間產(chǎn)物Ⅰ→中間產(chǎn)物Ⅱ……→目標(biāo)物”。歸納2:逆向合成分析法逆向思維程序:“目標(biāo)物→中間產(chǎn)物Ⅰ→中間產(chǎn)物Ⅱ……→原料”。歸納3:綜合分析法綜合分析法思維順序:正逆向思維相結(jié)合,兩端推中間或中間推兩端問(wèn)題情景2:利用石油化工中易得的廉價(jià)原料乙烯制備乙二醇,設(shè)計(jì)合成路線,并寫出有關(guān)的化學(xué)方程式,指出反應(yīng)類型。解說(shuō):乙烯制備乙二醇的用途:乙烯在常溫下為無(wú)色、易燃燒、易爆炸氣體,以它的生產(chǎn)為核心帶動(dòng)了基本有機(jī)化工原料的生產(chǎn),是用途最廣泛的基本有機(jī)原料,可用于生產(chǎn)塑料、合成橡膠,也是乙烯多種衍生物的起始原料,其中生產(chǎn)聚乙烯、環(huán)氧乙烷、氯乙烯、苯乙烯是最主要的消費(fèi);乙二醇主要用于薄膜、橡膠、增塑劑、制造樹脂、增塑劑、剎車油,合成纖維、化妝品、配制發(fā)動(dòng)機(jī)的抗凍。兩者都是很重要的化工原料。學(xué)生:設(shè)計(jì)合成路線、展示合成路線。歸納4:結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際選擇最佳合成路線——有機(jī)合成遵循的原則有: ①起始原料要價(jià)廉、易得、低毒性、低污染; ②合成路線簡(jiǎn)捷,易于分離,產(chǎn)率較高; ③條件適宜,操作簡(jiǎn)便,能耗低,易于實(shí)現(xiàn)。拓展:有機(jī)合成題的解題思路是:(1)首先要正確判斷要合成的有機(jī)物的類別,它含有哪幾種官能團(tuán),與哪些知識(shí)和信息有關(guān);(2)其次是根據(jù)現(xiàn)有的原料、信息和有關(guān)反應(yīng)規(guī)律,盡可能合理地把目標(biāo)化合物分成若干片斷,或?qū)ふ夜倌軋F(tuán)的引入、轉(zhuǎn)換、保護(hù)方法,或設(shè)法將各片斷拼接衍變,盡快找出合成目標(biāo)化合物的關(guān)鍵;(3)最后將正向推導(dǎo)和逆向推導(dǎo)得出的若干個(gè)合成路線加以綜合比較,選擇出最佳合成方案。問(wèn)題情景3:以乙醇為原料,用下述6種類型的反應(yīng):①氧化反應(yīng),②消去反應(yīng),③加成反應(yīng),④酯化反應(yīng),⑤水解反應(yīng),⑥加聚反應(yīng),合成乙二酸乙二酯()的正確順序是A.①⑤②③④B.①②③④⑤C.②③⑤①④D.②③⑤①⑥解析:其合成路線可表示如下:答案:C深化拓展:對(duì)有機(jī)反應(yīng)的學(xué)習(xí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1)理解并掌握各類有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理(2)正確標(biāo)示有機(jī)反應(yīng)發(fā)生的條件①有機(jī)反應(yīng)必須在一定條件下才能發(fā)生②反應(yīng)條件不同,反應(yīng)類型和反應(yīng)產(chǎn)物也有可能不同(3)準(zhǔn)確書寫有機(jī)反應(yīng)的化學(xué)方程式①有機(jī)物可用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式表示②標(biāo)明反應(yīng)必須的條件③不漏寫其他生成物④將方程式進(jìn)行配平變式訓(xùn)練1:①消去反應(yīng)②加聚反應(yīng)③水解反應(yīng)④加成反應(yīng)⑤還原反應(yīng)⑥氧化反應(yīng)。用丙醛制取1,2-丙二醇,按正確的合成路線,發(fā)生反應(yīng)的類型順序是:A.⑤①④③B.⑥④③①C.①②③⑤D.⑤④③①解說(shuō):丙二醇可用作不飽和聚酯樹脂的原料,也是增塑劑、表面活性劑、乳化劑和破乳劑的原料??捎米鞣烂箘?、水果催熟劑、防腐劑、防凍劑及煙草保濕劑。答案:A歸納5:有機(jī)合成中有機(jī)物官能團(tuán)的引入、消除和衍變的方法有機(jī)合成的思路是通過(guò)有機(jī)反應(yīng)構(gòu)建目標(biāo)化合物的分子骨架,并引入或轉(zhuǎn)化所需的官能團(tuán)。根據(jù)所學(xué)過(guò)的有機(jī)反應(yīng),應(yīng)掌握有機(jī)物官能團(tuán)的引入、消除和轉(zhuǎn)化的各種方法。官能團(tuán)的引入-OHR-X+H2O;R-CHO+H2;R2C=O+H2;-C=C-+HOH;R-COOR’+HOH-X烷+X2;烯+X2/HX;R-OH+HXC=CR-OH和R-X的消去,炔烴加氫-CHO某些醇氧化;烯氧化;炔水化;糖類水解;R-CH=CH2+O2;;炔+HOH;R-CH2OH+O2-COOHR-CHO+O2;苯的同系物被強(qiáng)氧化劑氧化,羧酸鹽酸化;R-COOR’+H2O-COO-酯化反應(yīng)問(wèn)題情景4:利用石油化工中易得的廉價(jià)原料乙烯合成聚二氟乙烯,設(shè)計(jì)合成路線,并寫出有關(guān)的化學(xué)方程式。學(xué)生:設(shè)計(jì)合成路線變式訓(xùn)練2:根據(jù)下面的反應(yīng)路線及所給給信息填空。AACl=1\*GB3①Cl2,光照=2\*GB3②NaOH,乙醇B=3\*GB3③Br2的CCl4溶液=4\*GB3④(一氯環(huán)己烷)(1)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是,名稱是。(2)=1\*GB3①的反應(yīng)類型是。=3\*GB3③的反應(yīng)類型是。(3)反應(yīng)=4\*GB3④的化學(xué)方程式是。解析:本題主要考查了有機(jī)物轉(zhuǎn)化過(guò)程中官能團(tuán)(—Cl)的引入和消去,推斷的方法是結(jié)合反應(yīng)條件和轉(zhuǎn)化前后物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。從反應(yīng)=1\*GB3①的條件和生成物的名稱、結(jié)構(gòu)分析,該反應(yīng)是取代反應(yīng),A是環(huán)己烷。對(duì)比物質(zhì)結(jié)構(gòu)和反應(yīng)條件,反應(yīng)=2\*GB3②是鹵代烴的消去反應(yīng),生成了碳碳雙鍵。從物質(zhì)中所含的官能團(tuán)和反應(yīng)物來(lái)看,反應(yīng)=3\*GB3③是烯烴的加成反應(yīng),同時(shí)引入了兩個(gè)—Br,生成的B是鄰二溴環(huán)己烷;而反應(yīng)=4\*GB3④是消去反應(yīng),兩個(gè)—Br同時(shí)消去,生成了兩個(gè)碳碳雙鍵。BrBr+2NaOH乙醇BrBr+2NaOH乙醇+2NaBr+2H2O(3)深化拓展——有機(jī)物推斷技巧:推斷有機(jī)物可以采用順向思維法,即由反應(yīng)物推斷中間產(chǎn)物,最后推知最終產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)。當(dāng)已知反應(yīng)物的結(jié)構(gòu)式或分子式時(shí),可以采用順向思維法推斷。逆向思維法推斷有機(jī)物結(jié)構(gòu),即由產(chǎn)物向反應(yīng)物推斷。當(dāng)反應(yīng)物未知,產(chǎn)物或中間產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)已知,可以采用逆推法。在解答綜合題時(shí),往往需要順向思維法、逆向思維法的綜合運(yùn)用,也稱為綜合法。在有機(jī)合成中,保護(hù)官能團(tuán)就是設(shè)計(jì)路線使指定官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng),避免其他官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)。例如利用烯醇制烯醛,先利用烯醇與HX發(fā)生加成反應(yīng),后醇被催化氧化制醛,最后發(fā)生消去反應(yīng)得烯醛。與HX先加成、后消去的目的是保護(hù)碳碳雙鍵。變式訓(xùn)練3.有以下一系列反應(yīng),終產(chǎn)物為草酸。Aeq\f(光,Br2)→Beq\f(NaOH,醇,△)→Ceq\f(Br2,)→Deq\f(NaOH,H2O)→Eeq\f(O2,催化劑,△)→Feq\f(O2,催化劑,△)→HOOC-COOH已知B的相對(duì)分子質(zhì)量比A大79,請(qǐng)推測(cè)用字母代表的化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:C是;F是。答案:CH2=CH2OHC-CHO分析:先正向思考:由A→B知,B中含有Br原子,B的相對(duì)分子質(zhì)量較A大79,則B含一個(gè)Br原子;由B→C是消去反應(yīng)形成雙鍵;而C→D→E→F則依次為加成形成鹵代烴、水解轉(zhuǎn)化為二元醇、氧化引入醛基形成二元醛。再逆向思考:由F→HOOC-COOH,則F為OHC-CHO。歸納6:根據(jù)典型反應(yīng)和由反應(yīng)條件確定官能團(tuán)入手推斷的方法發(fā)生的反應(yīng)可能官能團(tuán)能與NaHCO3反應(yīng)的羧基能與Na2CO3反應(yīng)的羧基、酚羥基能與Na反應(yīng)的羧基、酚羥基、醇羥基與銀氨溶液反應(yīng)產(chǎn)生銀鏡醛基含有-CHO且-CHO~2Ag,如醛類、甲酸、甲酸鹽、甲酸酯、葡萄糖、果糖等。與新制氫氧化銅產(chǎn)生磚紅色沉淀(溶解)含有—CHO且—CHO~Cu2O,如甲酸、甲酸鹽、甲酸酯、葡萄糖、果糖等。(若溶解則含—COOH)使溴水褪色含有C=C、C≡C、或—CHO加溴水產(chǎn)生白色沉淀或遇Fe3+顯紫色酚類能使酸性KMnO4溶液褪色C=C、C≡C、酚類或—CHO、苯的同系物等能發(fā)生顯色反應(yīng)苯酚與FeCl3、蛋白質(zhì)與濃硝酸能發(fā)生水解反應(yīng)的有機(jī)物鹵代烴、酯、糖或蛋白質(zhì)反應(yīng)條件可能官能團(tuán)濃硫酸、加熱①醇的消去(醇羥基)②酯化反應(yīng)(含有羥基、羧基)③纖維素水解(90%)稀硫酸、加熱①酯的水解(含有酯基)②二糖、多糖(淀粉)的水解(20%硫酸)NaOH水溶液①鹵代烴的水解②酯的水解NaOH醇溶液鹵代烴消去(-X)H2、催化劑加成(碳碳雙鍵、碳碳叁鍵、醛基、羰基、苯環(huán))O2/Cu、加熱醇羥基(-CH2OH、-CHOH)Cl2(Br2)/Fe苯環(huán)Cl2(Br2)/光照烷烴或苯環(huán)上烷烴基堿石灰/加熱R-COONa結(jié)束語(yǔ):今天我們課堂上初步體會(huì)了有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì)過(guò)程,但我們只是依據(jù)官能團(tuán)的性質(zhì)進(jìn)行官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化以及分子骨架的構(gòu)建,設(shè)計(jì)出的僅僅是可能的合成路線,真正在實(shí)際生產(chǎn)中采用的工藝流程還要綜合考慮設(shè)備、生產(chǎn)條件、經(jīng)濟(jì)效益等諸多因素。我們需要學(xué)習(xí)和掌握的知識(shí)還很多,希望大家繼續(xù)努力!復(fù)習(xí)課《有機(jī)合成》教學(xué)反思:本節(jié)是一節(jié)復(fù)習(xí)課。復(fù)習(xí)的重點(diǎn)是有機(jī)合成路線的選擇,有機(jī)合成路線的分析方法是本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)。本節(jié)復(fù)習(xí)課是在對(duì)有機(jī)化合物知識(shí)的儲(chǔ)備、有機(jī)合成合成方法及規(guī)律復(fù)習(xí)的基礎(chǔ)上的深化和延伸。復(fù)習(xí)課往往都是讓學(xué)生感覺(jué)到很枯燥的課堂,為了喚起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,我利用有機(jī)合成在生活、生產(chǎn)和科技當(dāng)中的實(shí)際應(yīng)用引入課堂,并在一起的知識(shí)回顧中進(jìn)入課堂,結(jié)合生活中常見(jiàn)的有機(jī)化合物的應(yīng)用和熱點(diǎn)以圖片的形式設(shè)計(jì)為幾個(gè)情境引入課題,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,并將問(wèn)題的解決貫穿于整個(gè)課堂設(shè)計(jì)之中。復(fù)習(xí)的過(guò)程中不斷利用問(wèn)題來(lái)激發(fā)學(xué)生的思維,增加學(xué)生的參與性,強(qiáng)化了其基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能,使得知識(shí)得到不斷的深化。在教學(xué)過(guò)程中,充分利用情境來(lái)學(xué)習(xí)正向和逆向合成分析法,使得知識(shí)得到一步步的螺旋式上升。隨著高考改革的推進(jìn)和新課程的實(shí)施,促進(jìn)學(xué)生的全面自主發(fā)展日益受到關(guān)注。高三的復(fù)習(xí)更要注重學(xué)生對(duì)知識(shí)過(guò)程與學(xué)科方法的掌握,促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)習(xí)慣的形成,在本節(jié)的設(shè)計(jì)過(guò)程中,本人也采用了同桌交流、小組合作、代表展示的多種課堂教學(xué)組織形式,為學(xué)生提供了更多的合作與交流的時(shí)間和空間。但本節(jié)課沒(méi)能更好的挖掘?qū)嶒?yàn)素材,發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗(yàn)的作用,以及在選擇例題上還可以更加優(yōu)化,這是以后我的教學(xué)中值得改進(jìn)的地方,也是本節(jié)課留下的一點(diǎn)遺憾。復(fù)習(xí)課《有機(jī)合成》(學(xué)案)陳燕學(xué)習(xí)目標(biāo):1.初步學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)合理的有機(jī)合成路線2.初步學(xué)習(xí)逆向合成法的思維方法3.構(gòu)建知識(shí)網(wǎng),并能應(yīng)用其設(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)單物質(zhì)的合成路線學(xué)習(xí)過(guò)程:介紹:維生素B12又叫鈷胺素,其主要生理功能是參與制造骨髓紅細(xì)胞,防止惡性貧血;防止大腦神經(jīng)受到破壞。曾在1965年獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的美國(guó)有機(jī)化學(xué)家羅伯特·伯恩斯·伍德沃德組織了14個(gè)國(guó)家的110位化學(xué)家,歷時(shí)11年,終于完成了復(fù)雜的維生素B12的合成工作。而后他被稱為“現(xiàn)代有機(jī)合成之父”。觀看:古人釀酒圖;聚乙烯醇制成的塑料薄膜大棚;神舟七號(hào)的艙外航天服;“水立方”建筑。回憶:有機(jī)合成是指利用、的原料,通過(guò)有機(jī)反應(yīng),生成具有和的有機(jī)物的過(guò)程。知識(shí)回顧:有機(jī)反應(yīng)基本類型及官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)官能團(tuán)結(jié)構(gòu)性質(zhì)碳碳雙鍵碳碳叁鍵-C≡C-苯鹵素原子-X醇羥基R-OH酚羥基C6H5-OH醛基-CHO羰基(酮)羧基-COOH酯基-COOR問(wèn)題情景1:古人釀酒的有機(jī)合成路線中發(fā)生了哪些化學(xué)反應(yīng)?設(shè)計(jì)合成路線:歸納1:正向合成分析法歸納2:逆向合成分析法歸納3:綜合分析法問(wèn)題情景2:利用石油化工中易得的廉價(jià)原料乙烯制備乙二醇,設(shè)計(jì)合成路線,并寫出有關(guān)的化學(xué)方程式,指出反應(yīng)類型。設(shè)計(jì)合成路線:?jiǎn)栴}情景3:以乙醇為原料,用下述6種類型的反應(yīng):①氧化反應(yīng),②消去反應(yīng),③加成反應(yīng),④酯化反應(yīng),⑤水解反應(yīng),⑥加聚反應(yīng),合成乙二酸乙二酯()的正確順序是A.①⑤②③④B.①②③④⑤C.②③⑤①④D.②③⑤①⑥變式訓(xùn)練1:①消去反應(yīng)②加聚反應(yīng)③水解反應(yīng)④加成反應(yīng)⑤還原反應(yīng)⑥

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