乙醇的催化氧化反應(yīng)

1、乙醇的催化氧化反應(yīng)實驗教學(xué)設(shè)計周至五中 任哲 “乙醇的催化氧化反應(yīng)”是新人教版必修二第三章第三節(jié)生活中兩種常見的有機(jī)物中的內(nèi)容，是乙醇的重要性質(zhì)之一，在整個有機(jī)化學(xué)教學(xué)中有著非常重要的作用，是高中化學(xué)有機(jī)合成及推斷中的核心內(nèi)容。通過實驗加強(qiáng)了教學(xué)的直觀性，符合化學(xué)以實驗為基礎(chǔ)的特征，使學(xué)生加深對知識的理解，易于接受，同時也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。一、 教學(xué)目標(biāo)知識與技能：掌握乙醇催化氧化反應(yīng)的重要性質(zhì)，寫出反應(yīng)方程式，知道銅的催化作用；過程與方法：通過對教材中實驗的改進(jìn)，運(yùn)用比較、探究、歸納的方法培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識；情感、態(tài)度與價值觀：學(xué)會由事物的表象分析事物的本質(zhì)變化，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)

2、探究能力、觀察及分析推理能力，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，強(qiáng)化科學(xué)探究意識。二、 教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)讓學(xué)生通過觀察改進(jìn)后實驗的現(xiàn)象，探究出反應(yīng)的實質(zhì)，寫出反應(yīng)方程式。三、 教學(xué)準(zhǔn)備儀器：具支試管，小試管，鐵架臺（含鐵夾），酒精燈。藥品：無水酒精，銅絲，棉花，10%的NaOH和2%的CuSO4溶液，無水硫酸銅粉末。四、 教學(xué)過程【演示實驗】教師演示教材74頁實驗3-3提示學(xué)生認(rèn)真觀察銅絲顏色的變化，聞試管中物質(zhì)的氣味?！緦W(xué)生回答】銅絲先變黑后變紅，試管中只聞到特殊香味。【教師總結(jié)】實驗現(xiàn)象不夠明顯?！窘處熤v述】實驗改進(jìn)與創(chuàng)新將教材中74頁的實驗3-3做了如下改進(jìn)：（1）

3、0;      用具支試管代替普通試管，蘸有無水乙醇的棉花放在試管底部提供乙醇，銅絲放在試管中間，氣唧鼓入空氣提供氧氣，乙醇用量減少。（2）       用蘸有無水硫酸銅粉末的棉花放在具支試管口檢驗是否有水生成，用裝有新制氫氧化銅懸濁液的小試管在支管口收集并檢驗生成的新物質(zhì)，現(xiàn)象明顯。（3） 改進(jìn)后的實驗裝置【演示實驗】教師演示改進(jìn)后的實驗提醒學(xué)生認(rèn)真觀察實驗時銅絲顏色的變化，實驗結(jié)束后觀察無水硫酸銅粉末的顏色，加熱小試管時觀察顏色的變化。1、按裝置圖組裝好儀器，并檢查裝置的

4、氣密性。2、加熱銅絲，1-2分鐘后用氣唧有節(jié)奏的鼓入空氣，反復(fù)多次。熄滅酒精燈，停止加熱，繼續(xù)鼓氣，反應(yīng)繼續(xù)一會兒，然后趕走裝置中殘留氣體。減少環(huán)境污染。3、 加熱盛有新制氫氧化銅懸濁液的小試管?！緦W(xué)生活動】實驗過程中可以讓學(xué)生自己動手鼓氣，近距離觀察實驗，感受實驗的趣味性?！緦W(xué)生歸納實驗現(xiàn)象】鼓入空氣銅絲變黑，迅速變紅，交替出現(xiàn)黑-紅現(xiàn)象，無水硫酸銅粉末變藍(lán)，加熱小試管，生成磚紅色沉淀?！局v述】新制氫氧化銅懸濁液加熱后生成磚紅色沉淀，說明上面實驗中有新物質(zhì)生成，這種物質(zhì)是乙醛，結(jié)構(gòu)簡式CH3CHO?！緦W(xué)生討論】請同學(xué)們根據(jù)剛才觀察到的實驗現(xiàn)象和反應(yīng)物分析、討論，寫出化學(xué)反應(yīng)方程式。

5、  【學(xué)生活動】請學(xué)生將方程式寫在黑板上 【教師總結(jié)歸納】該反應(yīng)的實質(zhì)是2CH3CH2OH + O2   =    2CH3CHO + 2H2O，銅是催化劑，也可以用銀。 【知識拓展】進(jìn)一步探究反應(yīng)的本質(zhì)，由實驗現(xiàn)象很容易得出反應(yīng)過程分兩步：        銅絲變黑2Cu + O2   = 2CuO 銅絲變紅CuO + CH3CH2OH    =  

6、; CH3CHO + H2O + Cu 總反應(yīng)：2CH3CH2OH + O2    =    2CH3CHO + 2H2O，對比兩個實驗，我們覺得改進(jìn)后的實驗現(xiàn)象更加明顯，不僅增強(qiáng)了實驗的可觀性和趣味性，符合化學(xué)實驗的節(jié)約性和綠色化原則，更有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究意識和創(chuàng)新意識，我們只要敢于創(chuàng)新、敢于探索，一個小小的改變都會給我們帶來很多的收獲。【動畫模擬演示】用多媒體課件制作Flash動畫模擬演示乙醇與氧氣反應(yīng)的微觀過程，使學(xué)生進(jìn)一步了解反應(yīng)的本質(zhì)，搞清楚有機(jī)反應(yīng)中的斷鍵和成鍵情況。從而掌握這一類反應(yīng)的原理。五、

7、 小結(jié)通過對乙醇的催化氧化反應(yīng)的實驗教學(xué)，學(xué)生不僅掌握了乙醇的重要性質(zhì)，感受到了化學(xué)實驗的趣味性，更體會到了創(chuàng)新的樂趣。同時也能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究能力、觀察及分析推理能力。啟發(fā)學(xué)生從小事做起，從身邊的事做起，進(jìn)行創(chuàng)新活動。乙醇（第一課時）周至五中 任哲學(xué)習(xí)目標(biāo)：（一）知識與技能目標(biāo)1.使學(xué)生認(rèn)識教材所涉及乙醇的組成、主要性質(zhì)和主要應(yīng)用。2.引導(dǎo)學(xué)生常識性地了解人類生命、營養(yǎng)、健康密切相關(guān)的知識。（二）過程與方法目標(biāo)1.通過“聯(lián)想·質(zhì)疑”引導(dǎo)關(guān)注學(xué)生食品中的營養(yǎng)成分，激發(fā)他們對相關(guān)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等知識學(xué)習(xí)和探究的興趣。2.通過

8、“觀察·思考”、“活動·探究”培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、動手能力、設(shè)計能力。（三）情感態(tài)度與價值觀目的1.通過 “交流·研討”，激發(fā)學(xué)生探索未知知識的興趣，讓他們享受到探究未知世界的樂趣，提高他們的科學(xué)素養(yǎng)。2.幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和樹立辯證唯物主義的基本觀點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：乙醇的化學(xué)性質(zhì)及其與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系，乙醇的催化氧化教學(xué)方法：問題激疑、實驗探究、交流討論教學(xué)過程：教學(xué)內(nèi)容及教師活動學(xué)生活動設(shè)計思路【引入】“借問酒家何處有，牧童遙指杏花村?！睆亩拍猎娋淇芍?，在古代我國勞動人民就已掌握了釀酒的方法。釀酒在我國已有幾千年的歷史了。設(shè)問同學(xué)們可知酒的主要化學(xué)成份是什

9、么？它的分子式如何寫？它有哪些主要性質(zhì)？這節(jié)課我們一起來學(xué)習(xí)和研究?！菊故尽扛鞣N含有酒精的飲料和調(diào)味品（圖片）?！举|(zhì)疑】你能從中得到酒精的哪些物理性質(zhì)？【展示】展示乙醇的比例模型和球棍模型。引導(dǎo)學(xué)生分析乙醇分子結(jié)構(gòu)：在乙醇分子中存在哪些我們熟悉的原子團(tuán)？【質(zhì)疑】這些原子團(tuán)還存在于哪些分子中？它們與乙醇在結(jié)構(gòu)上有何不同？【講述、板書】從乙醇的分子結(jié)構(gòu)不難看出：乙醇分子既可以看成是乙烷分子中氫原子被水分子中羥基（OH）取代；又可看成是水分子中氫原子被乙基（C2H5）取代。因此，乙醇既具有與有機(jī)物相似的性質(zhì)，又具有與無機(jī)物相似的性質(zhì)。一、乙醇1.分子結(jié)構(gòu)化學(xué)式：C2H6O  &#

10、160;    結(jié)構(gòu)式：略       結(jié)構(gòu)簡式：CH3CH2OH或C2H5OH【過渡】分析乙醇分子中存在哪些化學(xué)鍵？推測發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，乙醇分子中的哪些化學(xué)鍵可能發(fā)生斷裂？【演示實驗】實驗1：無水乙醇與金屬鈉的反應(yīng)。實驗前，請學(xué)生預(yù)測實驗中可能的斷鍵位置及可能出現(xiàn)的現(xiàn)象，再動手實驗、觀察、記錄、解釋實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象?！緦嶒灧治?、討論】1：你認(rèn)為在上述實驗中乙醇分子可能的斷鍵位置在哪兒？2：實驗中出現(xiàn)了哪些現(xiàn)象？3：上述現(xiàn)象與你的預(yù)測是否一致？你如何解釋這些現(xiàn)象？【質(zhì)疑】與水對比，乙醇

11、與金屬鈉的反應(yīng)要緩慢得多，說明了什么？練習(xí)【質(zhì)疑】1：實驗1說明乙醇分子中的OH鍵易斷裂，那么CH、CC鍵能否斷裂呢？如果可以，請你舉例。2：燃燒屬于什么反應(yīng)？【交流、板書】氧化反應(yīng)     燃燒   現(xiàn)象：方程式：【過渡】現(xiàn)在我們改變實驗條件，布置學(xué)生完成教材實驗2，觀察銅絲的變化并聞液體的氣味?！举|(zhì)疑】1：銅絲變黑是什么變化？又變紅是什么變化？你怎樣看待銅絲的作用？2：乙醇液體保持沸騰說明什么？3：CuO被還原，乙醇被氧化成什么物質(zhì)呢？【講述、板書】在這個反應(yīng)中，CH3CH2OH中與OH相連的CH鍵發(fā)生斷裂，同時羥基上的OH發(fā)生斷

12、裂，形成了原子團(tuán)HC=O，稱之為醛基，生成的有機(jī)物含有兩個碳原子，故稱之為乙醛。乙醛是一種有刺激性氣味的液體。我們用化學(xué)方程式來表示這個反應(yīng)的過程：催化氧化Cu+1/2O2=CuOCuO+CH3CH2OHCu+CH3CHO+H2O【質(zhì)疑】乙醇的催化氧化生成乙醛的反應(yīng)，與乙醇的燃燒反應(yīng)有何異同？ 【小結(jié)】【作業(yè)】           【討論、交流】學(xué)生觀看含有酒精的飲料和調(diào)味品，從中得到酒精的一些物理性質(zhì)，如呈液態(tài)、可溶于水、有香味。  學(xué)生觀察并思考回答：

13、在乙醇分子中存在C2H5和OH。 【討論、交流】學(xué)生分析得出：在C2H6中存在C2H5，在H2O分子中存在OH。                    【討論、交流】學(xué)生根據(jù)水與乙醇結(jié)構(gòu)具有一定的相似性及金屬鈉與水反應(yīng)的原理，預(yù)測可能的斷鍵位置及可能出現(xiàn)的現(xiàn)象，解釋實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象。根據(jù)剛才的實驗現(xiàn)象，完成反應(yīng)的化學(xué)方程式。 與Na反應(yīng)（置換反應(yīng)或取代反應(yīng)）2CH3CH2OH+

14、2Na2CH3CH2ONa+H2   【討論、交流】通過與水結(jié)構(gòu)的比較。         【討論、交流】氧化反應(yīng)   學(xué)生觀察并思考回答   【討論、交流】銅絲在酒精燈外焰加熱后變黑，伸入乙醇中變成亮紅色，乙醇液體保持沸騰，在試管口聞到刺激性氣味?！居懻摗⒔涣鳌繉W(xué)生回答：銅絲在外焰上加熱后變成黑色的CuO；伸入乙醇后又變成Cu，說明銅絲在反應(yīng)中充當(dāng)了催化劑的作用。乙醇液體保持沸騰說明此反應(yīng)是放熱反應(yīng)。 &#

15、160;  【討論、交流】乙醇催化氧化反應(yīng)與燃燒反應(yīng)的共同點(diǎn)：這兩個反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，在反應(yīng)中碳元素的化合價都升高了，故都稱為氧化反應(yīng)。不同點(diǎn)：不同的反應(yīng)條件使得前者是部分氧化，后者是完全氧化。 引起學(xué)生感情上的共鳴通過詩歌引入可以使學(xué)生感受詩境的美，了解乙醇發(fā)展的化學(xué)史，激發(fā)愛國主義熱情。通過設(shè)問造成學(xué)生心理上“認(rèn)知沖突”，使學(xué)生處于憤悱狀態(tài)。     引導(dǎo)學(xué)生得出乙醇的相關(guān)物理性質(zhì)。   通過現(xiàn)象分析本質(zhì)，培養(yǎng)探究能力，形成良好的思維習(xí)慣        【點(diǎn)評】加深對乙醇分子結(jié)構(gòu)中既有有機(jī)碳鏈結(jié)構(gòu)（C2H5）又有OH原子團(tuán)的認(rèn)識。   通過引導(dǎo)使學(xué)生關(guān)注到CH3CH2OH與CH3CH3和H2O在結(jié)構(gòu)上的相似與不同。            歸納綜合能力  通過現(xiàn)象分析本質(zhì)，培養(yǎng)探究能力，形成良好的思維習(xí)慣