2.2.2炔烴教學設計2024-2025學年高二化學人教版選擇性必修3

中學化學創(chuàng)新教學設計研究——以“乙炔”為例一、課標分析總體要求：通過本課程模塊的學習，引導學生建立“組成、結構決定性質”的基本觀念，形成基于官能團、化學鍵與反應類型認識有機化合物的一般思路，了解測定有機化合物結構、探究性質、設計合成路線的相關知識，發(fā)展化學學科核心素養(yǎng)。內容要求：（1）認識有機化合物的分子結構決定于原子間的連接順序、成鍵方式和空間排布，認識有機化合物存在構造異構和立體異構等同分異構現象。（2）認識官能團的種類碳碳三鍵，從官能團的視角認識有機化合物的分類，知道簡單有機化合物的命名。認識官能團與有機化合物特征性質的關系，認識同一分子中官能團之間存在相互影響，認識在一定條件下官能團可以相互轉化，知道常見官能團的鑒別方法。（3）認識有機化合物分子中共價鍵的類型、極性及其與有機反應的關系，知道有機化合物分子中基團之間的相互影響會導致鍵的極性發(fā)生改變，從化學鍵的角度認識官能團與有機化合物之間是如何相互轉化的。學業(yè)要求：（1）能辨識有機化合物分子中的官能團，判斷有機化合物分子中碳原子的飽和程度、鍵的類型，分析鍵的極性；能依據有機化合物分子的結構特征分析簡單有機化合物的某些化學性質。（2）能辨識同分異構現象，能寫出符合特定條件的同分異構體，能舉例說明立體異構現象。二、教材分析學習有機化合物最大的特點就是要從結構出發(fā)，結構決定性質，性質反映結構。本節(jié)的主要內容是乙炔的結構、乙炔的實驗室制法、物理性質、化學性質及用途。其中乙炔的化學性質教學，是從分子結構上分析入手，通過實驗探究方式，觀察、分析乙炔具有的化學性質及其反應機理。通過乙炔制取實驗，使學生更加明確物質的制取實驗和性質實驗之間的關系。這樣的知識傳授方式使乙炔的化學性質與它的結構聯系起來，從而突出了官能團的作用。在學習炔烴之前，學生已經學習了乙烯何烯烴的性質，對不飽和烴有一定的了解，本節(jié)課在原有學習基礎上加深對“結構決定性質”的認識，依據烷烴、烯烴的物理性質底邊規(guī)律，掌握炔烴的遞變規(guī)律；通過炔烴的結構特征，分析掌握炔烴的化學性質；在教材編排上，該部分內容是必修二相關知識即“乙烯與有機高分子材料”和“自然資源的開發(fā)利用”內容的延續(xù)和發(fā)展，并為后續(xù)學習有機合成打下堅實的基礎，起到承上啟下的作用。三、學情分析已有知識：能用正確化學語言描述烯烴代表物乙烯的典型性質、相應性質實驗的現象；能利用其主要性質進行鑒別；知道乙烯在工業(yè)生產中的地位和應用；已有能力：基本的實驗探究能力、證據推理能力；了解研究有機化合物的一般方法待發(fā)展知識及能力：從微觀結構了解乙炔的性質；基于官能團與反應類型認識炔烴，強化“組成、結構→性質→用途”的基本觀念；四、教學目標【宏觀辨識與微觀探析】以乙炔為例，從微觀結構認識炔烴，理解炔烴的化學性質與反應類型?！咀C據推理與模型認知】發(fā)展類比遷移能力，掌握炔烴的物理性質的變化規(guī)律；通過炔烴的結構特征與典型代表物，分析掌握炔烴烴的化學性質與相關反應類型【科學探究與創(chuàng)新意識】掌握乙炔的實驗室制法【科學精神與社會責任】能說明乙炔的生產和應用，知道乙炔的科技前沿技術以及烯烴在化工生產中的重要地位和作用，具有“綠色化學”觀念和可持續(xù)發(fā)展意識。四、教學重難點【重點】以乙炔為例，從微觀結構認識炔烴，理解炔烴的化學性質與反應類型?！倦y點】發(fā)展類比遷移能力，掌握炔烴的物理性質的變化規(guī)律；通過炔烴的結構特征與典型代表物，分析掌握炔烴烴的化學性質與相關反應類型五、教學方法情景導入法、講授法、討論法、實驗法、啟發(fā)式教學教學準備多媒體課件、相關實驗儀器和藥品（如電石）、球棍模型七、教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖導入新課氣焊——是將可燃性氣體與助燃氣體自容器中引導出，經焊炬混合后，經由焊炬火口處點燃成高溫火焰，并對焊件加熱的一種焊接方法，最常用可燃性氣體為乙炔。提煉氣焊中涉及到的物質與性質利用視頻創(chuàng)設情景，提高學生的學習興趣根據有機物學習模型獲得新知講授新課乙炔的物理性質炔烴物理性質的遞變與烷烴相似對結構相似的烷烴，其沸點高低主要由相對分子質量的大小來決定。因為相對分子質量越大，分子間的范德華力越大，沸點就越高。例如正烷烴系列乙炔沸點：隨分子中碳原子數的遞增而逐漸升高補充完善性質知識：無色、無臭的氣體，微溶于水，易溶于有機溶劑自主學習：根據提供的資料以及類比烷烴的遞變性規(guī)律，思考得出“乙炔的沸點隨碳原子數的遞增而升高”的結論總結乙炔的物理性質發(fā)展學生的主體意識，不斷增強學生學習的內在動力。通過對烷烴和炔烴的物理性質的對比異或同，加強記憶，培養(yǎng)學生比較思維。乙炔的結構乙炔的分子式為C2H2，結構簡式為CH≡CH。分子為直線結構，相鄰兩個鍵之間的夾角為180°。乙炔分子中的碳原子均采用sp雜化，碳原子何氫原子之間均以單鍵（σ鍵）相連接，碳原子何碳原子之間以三鍵（1個σ鍵和2個π鍵）相連接。π鍵易斷裂，加成反應是乙炔的主要反應。學習乙炔的分子式、結構式、球棍模型、空間填充狀態(tài)依據乙炔的結構推測可能的性質通過展示乙炔的球棍模型和空間填充狀態(tài)示意圖，發(fā)展學生的模型思維。強化“結構決定性質”的核心思想三、乙炔化學性質1.實驗室制備乙烯實驗原理：CaC2+2H2O=C2H2+Ca(OH)2實驗藥品：電石、飽和食鹽水實驗步驟：如圖所示，在圓底燒瓶中放幾小塊電石。打開分液漏斗活塞，逐滴加入適量飽和氯化鈉溶液，將產生的氣體通入硫酸銅溶液后，再分別通入酸性高錳酸鉀溶液和溴的四氯化碳溶液。最后換上尖嘴導管，先檢驗氣體純度在點燃乙炔，觀察現象，進行實驗記錄。創(chuàng)新實驗設計：（1）[1]創(chuàng)新點：將電石用鋁箔包好，鋁箔上扎一些小孔，這樣反應中產生的Ca(OH)2不會堵塞導氣管。用注射器滴加飽和食鹽水有利于控制反應產生氣體的速度。使用噴霧器將酸性KMnO4溶液和溴水噴到脫脂棉上，有利于溶液擴散到脫脂棉上，增大了乙炔與溶液的接觸面，使褪色更快。乙炔通入肥皂水中，產生肥皂泡，點燃肥皂泡，既安全又便于觀察實驗現象。該實驗裝置適合中學實際，操作簡單、節(jié)約藥品、現象明顯，可用于學生分組實驗。（2）[2]用水的酒精溶液（體積比在3∶1~2∶1之間較適宜）代替水或飽和食鹽水，因為電石與CH3CH2OH幾乎不反應，所以可以通過控制水在酒精中的濃度來控制反應速率。氣體發(fā)生裝置（試管）內置于廣口瓶的溶液中，能有效散失熱量，體系中的溫度變化不大，在反應過程中不會產生泡沫。產生的氣體貯存在廣口瓶內，氣體的使用量可隨意調控，在驗證乙炔的性質實驗時，教師可不慌不忙地邊講邊做。廣口瓶中的堿液可吸收硫化氫、磷化氫等雜質氣體，從而排除了雜質氣體對乙炔性質實驗的干擾（因為硫化氫、磷化氫同樣具有還原性，所以可使溴水、高錳酸鉀溶液褪色）5）現象明顯，課堂耗時短；準備簡單，省時高效；實驗過程和諧，富有吸引力。2.與鹵素發(fā)生加成反應——以溴為例知識內容的銜接：乙炔與鹵素反應用于炔烴的保護和脫保護【引導學生思考】這個反應有兩種加成產物，而且實驗事實證明這兩種產物都有，說明什么問題？3.與氯化氫和水反應提出問題：為什么不生成鄰二鹵代物？4.和氫氣發(fā)生加成反應炔烴的聚合反應在人們的印象中，塑料是不導電的。白川英樹、艾倫·黑格和艾倫·麥克迪爾米德向人們習以為常的“觀念”提出了挑戰(zhàn)。他們通過研究發(fā)現，經過特殊改造之后，塑料能夠表現得像金屬一樣，產生導電性，獲得了2000年的諾貝爾化學獎。這種導電塑料正是導電聚乙炔，借此人們研制出了保護用戶免受電磁輻射的電腦屏保以及可除去太陽光的“智能”窗戶。專心聽講老師介紹CaC2的關資料，了解電石的結構認識到乙炔的制備其實就是簡單的復分解反應思考和分析：（1）制備裝置要考慮物質狀態(tài)及反應條件（2）除雜裝置要考慮雜質成分及除雜試劑（3）收集裝置考慮氣體的密度及溶解性（4）學生通過課本自學乙炔的燃燒、加成反應得出結論仿照乙烯與溴水的加成反應完成乙炔與溴水的加成反應，并命名。學生回答：說明乙炔分子的不飽和程度比乙烯大。既可以發(fā)生1：1的加成，又可以發(fā)生1：2的加成。學生思考，從丙烯與氯化氫的反應進行知識點遷移，解釋原因炔烴在不同條件下可以轉化為不同的烯烴。有機物之間的轉化關系。學習乙炔的聚合反應，并學習相關前沿知識1.建構氣體制備模型，幫助學生掌握這樣的一系列問題2.體驗實驗探究的樂趣，學習科學探究的方法，領悟科學的思想和精神。3.培養(yǎng)生的驗能力、觀察能力。4.培養(yǎng)學生分析問題的能力5.區(qū)分乙炔與高錳酸鉀、溴水的反應實質。在中學化學實驗教學中，制備乙炔的方法存在下列問題：一是利用飽和食鹽水代替水和電石反應，以減緩反應速率，但還是難以得到平穩(wěn)持續(xù)的氣流，前后實驗時難免手忙腳亂，造成氣體利用不充分；二是反應伴生的硫化氫、磷化氫等副產物，會干擾乙炔的性質實驗，污染環(huán)境；三是因反應放熱，有大量糊狀泡沫產生，實驗存在安全隱患。利用改進后的裝置，可以有效控制生成乙炔氣體的速度并保持氣流平穩(wěn)性，又可以大量減少藥品的使用。改進后的實驗將乙炔的洗氣、加成反應、還原性及燃燒設計成了連續(xù)性實驗，實驗效果明顯。1.引導學生注意知識之間的聯系與區(qū)別，學會比較的學習方法。2.加深學生對加成反應的理解引導學生注意前后知識之間的聯系與區(qū)別，學會對比學習。1.炔烴在不同條件下可以轉化為不同的烯烴。2.有機物之間的轉化關系。勇于挑戰(zhàn)，贊賞化學科學對人類生活和社會發(fā)展的貢獻，關注與化學有關的社會熱點問題總結板書設計鞏固提升【練習】1．如何鑒別甲烷、乙烯、乙炔三種氣體？2．用電石、水、氯化氫為原料，怎樣制聚氯乙烯？寫出反應的化學方程式。作業(yè)設計1.下列是有關實驗室制取乙炔的實驗問題，按要求回答：（1）為了控制水與電石的反應速率并得到平穩(wěn)氣流，采取的措施是___________。（2）用試管制取少量乙炔時，在試管上部放量一團疏松的棉花，其作用是___________。（3）實驗室制取下列氣體時，不能使用啟普發(fā)生器的是_________。A.用大理石和鹽酸反應制CO2Ｂ.用電石和水反應制C2H2Ｃ.用鋅粒和稀硫酸反應制H2Ｄ.用亞硫酸鈉和硫酸制SO22.（2001年高考理綜題）具有單雙鍵交替長鏈（如：?—CH==CH—CH==CH—CH==CH—?）的高分子有可能成為導電塑料。2000年諾貝爾（Nobel）化學獎即授予開辟此領域的3位科學家。下列高分子中可能成為導電塑料的是A.聚乙烯B.聚丁二烯C.聚苯乙烯D.聚乙炔3.燃燒某混合氣體，所產生的CO2的質量一定大于燃燒相同質量的丙烯所產生的CO2的質量，該混合氣體是A.丁烯、丙烷B.乙炔、乙烯C.乙炔、丙烷D.乙烷、環(huán)丙烷4.實驗室制取下列氣體的方法正確的是A.氨：將消石灰和氯化銨加熱，并用向下排空氣法收集B.乙炔：將電石和水在啟普發(fā)生器中反應，并用向上排空氣法收集C.乙烯：將乙醇加熱至170℃，并用排水集氣法收集D.硫化氫：用硫化亞鐵與稀鹽酸反應，并用向下排空氣法收集5.描述CH3—CH==CH—C≡CF3分子結構的下列敘述中正確的是A.6個C原子有可能都在一條直線上B.6個C原子不可能都在一條直線上C.6個C原子有可能都在同一平面上D.6個C原子不可能都在同一平面上6.標準狀況下，CH4和CO、C2H2的混合氣體，8.96L，完全燃燒后生成CO2為26.4g，則混合氣體中乙炔的體積是多少?7、下列敘述正確的是A．乙炔燃燒時火焰溫度比乙烷燃燒時火焰溫度高，是因為每摩爾乙炔完全燃燒時放出的熱量更大。B．乙炔的不飽和程度比乙烯大，所以乙炔使溴水褪色的速度更快。C．烴類物質在缺氧條件下燃燒時，均可產生黑煙現象