3.3饮食中的有机化合物 教案(2023年高中化学鲁科版(2019)必修第二册)
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1、3.3 饮食中的有机化合物第一课时【教学目标】知识与技能:1使学生认识教材所涉及乙醇、乙酸、酯、油脂、糖类、蛋白质等重要有机化合物的组成、主要性质和主要应用。2引导学生常识性地了解人类生命、营养、健康密切相关的知识。过程与方法:1通过“联想质疑”引导关注学生食品中的营养成分,激发他们对相关物质的组成、结构、性质等知识学习和探究的兴趣。2通过“观察思考”、“活动探究”培养学生的观察能力、思维能力、动手能力、设计能力。情感态度与价值观:1通过“迁移应用”、“交流研讨”、“活动探究”活动,激发学生探索未知知识的兴趣,让他们享受到探究未知世界的乐趣,提高他们的科学素养。2帮助学生学习和树立辩证唯物主义
2、的基本观点。【教学重难点】知识上重点、难点:1乙醇、乙酸、酯、油脂、糖类、蛋白质的化学性质及与分子结构的关系。2对酯化反应和酯的水解反应的化学反应本质的辨证认识。方法上重点、难点:使学生能从理性上探索事物变化的本质,发现事物变化的规律,强化学生综合分析问题的能力。【教学准备】学生准备:1收集各种含有酒精的饮料和调味品(图片或实物)2预习教师准备:1教学媒体、课件;准备“活动探究”实验用品。2编制“活动探究”活动报告及评价表。【教学方法】问题激疑、实验探究、交流讨论、【教学过程】【学生活动】展示各种含有酒精的饮料和调味品(图片或实物)。【质疑】你能从中得到酒精的哪些物理性质?引导学生得出乙醇的相
3、关物理性质。【讨论、交流】学生展示含有酒精的饮料和调味品,从中得到酒精的一些物理性质,如呈液态、可溶于水、有香味。【质疑】乙醇与前面学习的有机物的物理性质有何不同?为什么?【点评】通过接触实物培养学生的观察能力,同时使他们了解乙醇在生活中的作用。 用问题激发学生对乙醇分子结构探究的兴趣。【展示】展示乙醇的比例模型和球棍模型。演示或动手拆插乙醇分子模型,引导学生分析乙醇分子结构:在乙醇分子中存在哪些我们熟悉的原子团?【讨论、交流】学生分析得出:在乙醇分子中存在C2H5和OH。【质疑】这些原子团还存在于哪些分子中?它们与乙醇在结构上有何不同?【讨论、交流】学生分析得出:在C2H6中存在C2H5,在
4、H2O分子中存在OH。【讲述、板书】从乙醇的分子结构不难看出:乙醇分子既可以看成是乙烷分子中氢原子被水分子中羟基(OH)取代;又可看成是水分子中氢原子被乙基(C2H5)取代。因此,乙醇既具有与有机物相似的性质,又具有与无机物相似的性质。一、乙醇1分子结构化学式:C2H6O结构式:略结构简式:CH3CH2OH或C2H5OH【点评】加深对乙醇分子结构中既有有机碳链结构(C2H5)又有OH原子团的认识。通过引导使学生关注到CH3CH2OH与CH3CH3和H2O在结构上的相似与不同。【过渡】分析乙醇分子中存在哪些化学键?推测发生化学反应时,乙醇分子中的哪些化学键可能发生断裂?【讨论、交流】在乙醇分子中
5、存在:CO键、OH键、CH键。【活动、探究】实验1:无水乙醇与金属钠的反应。实验前,请学生预测实验中可能的断键位置及可能出现的现象,再动手实验、观察、记录、检验生成的气体、解释实验中可能出现的现象。【讨论、交流】学生根据水与乙醇结构具有一定的相似性及金属钠与水反应的原理,预测可能的断键位置及可能出现的现象。【实验分析、讨论】1你认为在上述实验中乙醇分子可能的断键位置在哪儿?2实验中出现了哪些现象?3上述现象与你的预测是否一致?你如何解释这些现象?4什么事实可以说明断键的位置不是CH、CC键呢?(金属钠保存在煤油中)【媒体播放】播放金属钠与水反应的录像。与水对比,乙醇与金属钠的反应要缓慢得多,说
6、明了什么?【讨论、交流】通过与水结构的比较,使学生注意到烃基对羟基的影响。【学生活动】根据刚才的实验现象,完成反应的化学方程式,并指出该反应的类型。【板书】2化学性质(1)与Na反应(置换反应或取代反应)2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2 乙醇钠【媒体播放】播放动画,模拟金属钠与乙醇反应本质的微观过程。【质疑】1实验1说明乙醇分子中的OH键易断裂,那么CH、CC键能否断裂呢?如果可以,请你举例。2燃烧属于什么反应?【交流、板书】(2)氧化反应燃烧 方程式略【过渡】现在我们改变实验条件,布置学生完成教材实验2,观察铜丝的变化并闻液体的气味。【活动、探究】实验2【讨论、交流】铜丝
7、在酒精灯外焰加热后变黑,伸入乙醇中变成亮红色,乙醇液体保持沸腾,在试管口闻到刺激性气味。【质疑】1铜丝变黑是什么变化?又变红是什么变化?你怎样看待铜丝的作用?2乙醇液体保持沸腾说明什么?3CuO被还原,乙醇被氧化成什么物质呢?【讨论、交流】学生回答:铜丝在外焰上加热后变成黑色的CuO;伸入乙醇后又变成Cu,说明铜丝在反应中充当了催化剂的作用。乙醇液体保持沸腾说明此反应是放热反应。【讲述、板书】在这个反应中,CH3CH2OH中与OH相连的CH键发生断裂,插入O原子,这样在同一个C原子上就连接了两个OH,是一个不稳定的结构,脱去一个水分子后,形成了这样一个原子团HC=O,称之为醛基,生成的有机物含
8、有两个碳原子,故称之为乙醛。乙醛是一种有刺激性气味的液体。我们用化学方程式来表示这个反应的过程:催化氧化 Cu+1/2O2=CuO CuO+CH3CH2OHCu+CH3CHO+H2O总反应为:略【质疑】在乙醇的催化氧化生成乙醛的反应中,从乙醇到乙醛消去了H原子,碳元素的化合价有何变化?此反应与乙醇的燃烧反应有何异同?【讨论、交流】乙醇催化氧化反应与燃烧反应的共同点:这两个反应都是放热反应,在反应中碳元素的化合价都升高了,故都称为氧化反应。不同点:不同的反应条件使得前者是部分氧化,后者是完全氧化。【点评】将乙醇的燃烧与催化氧化反应放在一起,引导学生分析比较反应的异同点,关注在有机反应中,反应条件
9、不同,产物不同。【质疑】1除了做调味品和饮料,你知道乙醇在生活中还有哪些用途吗?2你了解工业酒精吗?【讨论、交流】学生根据乙醇能够燃烧的性质和已有的关于工业酒精的知识,展开讨论。【作业】从以下两个题目中选择一个谈谈你的看法:1结合近期机动车驾驶员饮酒造成严重交通事故案例,谈谈饮酒的利弊。2查阅工业酒精中毒事件的相关资料,谈谈工业酒精对人体的危害。第二课时【引入】乙酸是重要的有机酸,生活中我们常接触它。食醋是35乙酸的水溶液,所以乙酸又叫醋酸。下面我们先研究它的物理性质。【板书】二、乙酸1乙酸的物理性质【学生活动】请同学们拿起盛有乙酸的试剂瓶,观察乙酸的色、态,打开瓶盖闻一下气味,然后说给大家听
10、。【讨论、投影】无色液体,有刺激性气味。【讲述】我这里也有一瓶乙酸(冷冻过的),请同学们仔细观察(是冰状晶体)。为什么跟你们实验台上的乙酸状态不同?因为课前我把它放在冰箱里了。乙酸在温度低于它的熔点(166)时会变成冰状晶体,所以无水乙酸又叫冰醋酸。乙酸的沸点是1179。当乙酸和高沸点物质混合在一起时,要想将乙酸分离出来,可以采用什么方法?【质疑】如何从结冰的冰醋酸中取出乙酸?【点评】此问题具有一定的开放性,可培养学生的实验实际操作能力。【展示】乙酸的比例模型【导引、板书】2分子结构 羧基【质疑】乙酸分子是由甲基和羧基构成的,羧基决定了乙酸的化学性质。那么,乙酸发生化学反应时可能在哪些部位断键
11、呢?【思考、交流并讲述】断羟基中的氢氧键,因此,羧基在水溶液中有一部分电离产生H+。CH3COOHCH3COO-H+而具有一定的酸性,请你们根据已有的知识,选择合适的化学药品设计几个小实验证明乙酸具有酸性。【讨论、交流】将全班同学分成小组,经过讨论确定设计实验方案并写在纸上投影。【归纳、投影】向紫色石蕊试液中滴入乙酸溶液往镁粉中加入乙酸溶液向CuO中加入乙酸溶液向Cu(OH)2悬浊液中加入乙酸溶液向Na2CO3粉末中加入乙酸溶液【活动、探究】根据以上实验方案,指导学生实验。强调注意观察分析实验现象,推测乙酸的化学性质。【点评】学生根据酸的通性设计出实验方案,可进一步巩固酸的通性,同时培养学生设
12、计实验的能力,具有一定的开放性。【导引、板书】2化学性质(1)酸性(断OH键)(化学方程式略)酸性强弱比较:乙酸碳酸【迁移、应用】用醋可除去水壶内壁上的水垢,写出化学方程式。【学生练习】2CH3COOH+CaCO3=(CH3COO)2Ca+CO2+H2O2CH3COOH+Mg(OH)2=(CH3COO)2Mg+2H2O【过渡】一般的食品和饮料,超过保鲜期就会变质,而用粮食酿造的酒却会随着储藏时间的延长而变得更醇香,这是为什么呢?【观察、思考】教师演示乙酸和乙醇的反应,边操作边讲解,同时投影下列问题让学生边观察边思考:反应中浓硫酸的作用是什么?为什么反应物都必须是无水液体?反应混合液的混合顺序如
13、何?为什么?大试管内反应混合液体积不超过多少?加入碎瓷片的目的是什么?为什么要用饱和Na2CO3溶液吸收产物?为什么导气管不能伸入饱和Na2CO3溶液? 实验完成后向饱和Na2CO3溶液中加一滴酚酞试液,观察现象,再将所得产物充分振荡,并注意前后液层厚度及气味。【观察、描述】Na2CO3液面上有一层无色透明、不溶于水、有香味的油状液体。【讲述、板书】这种有香味的无色透明油状液体就是乙酸乙酯乙酸和乙醇在浓硫酸存在并加热的条件下发生了反应生成乙酸乙酯和水,向这种酸跟醇作用而生成酯和水的反应,叫做酯化反应。在此条件下,生成的乙酸乙酯和水又能部分地发生水解反应,所以酯化反应是可逆反应,用化学方程式表示
14、如下:酯化反应:(断COH键)OOC浓H2SO4CH3C-OH+HO-CH2CH3 CH3 O-CH2-CH3 +H2O【质疑】酯化反应是怎样发生的?【媒体演示】酯化反应机理【导引、板书】羧酸脱羟基、醇脱氢【提问、讨论、归纳】结合乙酸和乙醇的酯化反应,引导学生分析酯化反应的特点:1酯化反应在常温下进行得很慢,为了使反应加快,使用了催化剂并加热的条件。2酯化反应是可逆反应,它会达到平衡状态,如何使平衡向生成酯的方向移动呢?学生答:增大反应物的浓度或减小生成物的浓度。为了使平衡向生成酯的方向移动,我们加入的乙醇、乙酸是无水的,且乙醇是过量的,以增大反应物的浓度;同时将生成的产物乙酸乙酯蒸出,水可以
15、被浓硫酸吸收,由此使生成物的浓度减少,平衡向生成酯的方向移动。所以浓硫酸在反应中既是催化剂又是吸水剂为了使蒸发出的乙酸乙酯蒸气迅速冷凝,加长了导气管,为了防止试管受热不均匀造成碳酸钠溶液倒吸,所以导管口位于接近液面的上方。3为什么必须用饱和碳酸钠溶液来吸收乙酸乙酯呢?因为:碳酸钠能跟蒸发出的乙酸反应生成没有气味的乙酸钠,所以反应完毕后振荡试管酚酞的红色变浅,液层变薄;它还能溶解蒸发出的乙醇,由此可以提纯乙酸乙酯。乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度减小,容易分层析出4反应混合液的混合顺序:先加无水乙醇,再缓慢加入浓硫酸和冰醋酸,边加边振荡。大试管内反应混合液体积不超过1/3。加入碎瓷片的目的是防
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