高中化学第三章有机化合物第三节生活中两种常见的有机物第2课时教案1新人教版必修2.docx
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高中化学第三章有机化合物第三节生活中两种常见的有机物第2课时教案1新人教版必修2
第三节生活中两种常见的有机物―――乙酸
(第2课时)
三维目标
知识与技能:
1.掌握乙酸的分子结构,理解羧基的结构特征;
2.使学生掌握乙酸的酸性和酯化反应等化学性质,理解酯化反应的概念。
过程与方法:
1.采用乙酸分子的比例模型展示及实物展示,进一步认识乙酸的分子结构及其物理性质;
2.采用复习回忆法及实验验证法学习乙酸的酸性;
3.利用实验探究、设疑、启发、诱导、讲述等方法学习乙酸的酯化反应;
4.利用类推法学习酯、羧酸的结构与性质。
情感态度与价值观:
1.培养学生的观察实验能力、归纳思维能力及解析思维能力;
2.通过酯化反应的教学,培养学生勇于探索、勇于创新的科学精神。
3.通过乙酸在生活和生产的应用,了解有机物跟日常生活和生产的紧密联系,渗透化学重要性的教育。
教学重点:
乙酸的酸性和乙酸的酯化反应。
教学难点:
.酯化反应的概念、特点及本质
教具准备:
乙酸分子的比例模型、投影仪;
冰醋酸、乙酸水溶液、乙醇、浓H2SO4、水垢、饱和Na2CO3溶液、乙酸乙酯、稀H2SO4、
稀NaOH溶液、蒸馏水、冰水混合物;试管、烧杯、铁架台、酒精灯。
教学过程
[新课导入]
[引言]
师:
为何在醋中加少许白酒,醋的味道就会变得芳香且不易变质?
厨师烧鱼时常加醋并加点酒,为何这样鱼的味道就变得无腥、香醇、特别鲜美?
通过本节课的学习,大家便会知道其中的奥妙。
[板书]第三节两种常见的有机物-----乙酸
一、乙酸
师:
乙酸是日常生活中的常见物质,我们饮用的食醋,其主要成分就是乙酸,因此乙酸又叫醋酸,普通醋含醋酸3%~5%,山西陈醋含醋酸7%。
下面我们进一步学习乙酸的结构和性质。
[板书]1.分子结构
【讲述】从以上实验知道乙酸有两个重要化学性质,就是它有酸的通性和能发生酯化反应。
为什么乙酸会有这些性质呢?
要从结构上来认识。
下面我们研究乙酸的分子结构。
师:
在初三化学中我们已经学习了乙酸的简单性质,也知道性质决定于结构,请回忆乙酸的结构?
生:
乙酸的结构含有甲基(—CH3)和羧基(—COOH)。
【展示】乙酸分子的比例模型
师:
请同学们写出乙酸的结构式、结构简式和分子式。
(一位同学到黑板上写。
)
生:
分子式:
C2H4O2
结构简式:
CH3COOH
官能团:
—COOH(羧基)
【讲述】乙酸分子是由甲基和羧基组成的。
羧基是由羰基和羟基相连而成的。
这两个基团连在一起,相互影响,结果不再是两个独立的官能团,而成为一个统一的整体。
所以羧基表现的性质跟羟基和羰基都不同,而是羧基特有的性质。
师:
结合生活知识,请思考乙酸有哪些典型的物理性质呢?
师:
展示乙酸样品,让学生观察其颜色、状态,并闻其气味。
结合初中所学知识概括出乙酸的重要物理性质及用途。
[板书]2.物理性质及用途
生:
乙酸是一种有强烈刺激性气味的无色液体,沸点是117.9℃,熔点是16.6℃,易溶于水和乙醇。
乙酸是醋的主要成分之一,醋是用得较多的一种酸性调味品,它能改善和调节人体的新陈代谢。
师:
将一瓶纯乙酸和一瓶乙酸的水溶液同时放入冰水浴中,片刻后同时取出,让学生观察现象。
生:
[观察实验现象]纯乙酸立即变为冰状固体,而醋酸的水溶液无明显变化。
师:
乙酸的熔点是16.6℃,当温度低于16.6℃时,乙酸就凝结成像冰一样的固体,所以无水乙酸又称冰醋酸。
师:
[过渡]乙酸的官能团是—COOH,其化学性质主要由羧基(—COOH)决定。
乙酸有什么化学性质呢?
[板书]3.化学性质
师:
初中学过乙酸有什么重要的化学性质?
生:
具有酸的通性。
[板书]
(1)酸的通性
CH3COOHCH3COO-+H+
师:
醋酸是一元弱酸,在水中部分电离生成CH3COO-和H+,那么酸性有哪几方面的表现呢?
请看练习。
【多媒体】实验设计:
根据下列药品设计实验方案证明乙酸的确有酸性
药品:
镁粉、NaOH溶液、Na2CO3粉未、Na2SO3粉未、乙酸溶液、酚酞、石蕊。
生:
①方案一:
往乙酸溶液中加石蕊,使酸碱指示剂变色。
②方案二:
往镁粉中加入乙酸溶液,和活动性顺序表中H前金属发生置换反应生成H2。
③方案三:
方案四:
NaOH溶液与乙酸溶液混和,和碱、碱性氧化物反应。
④往Na2CO3粉未中加入乙酸溶液,和盐反应。
师:
下面我们用实验证明醋酸是否具有这些性质。
[实验]学生分组完成上述实验,互相合作,共同讨论乙酸的性质。
师:
[引导学生讨论]通过以上实验得出什么结论?
生:
醋酸显酸性,根据以上反应确定CH3COOH酸性比H2CO3强,比H2SO3弱。
师:
根据此实验我们可以知道家中铝壶内的水垢用食醋浸泡可以除去。
那么水垢的成分是什么?
请大家写出反应方程式。
生:
Mg(OH)2和CaCO3
Mg(OH)2+2CH3COOH====(CH3COO)2Mg+2H2O
CaCO3+2CH3COOH====(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑
师:
请大家写出下列方程式
[多媒体]写出下列反应的离子方程式(学生分组练习,先互相检查,再对照答案)
1.乙酸溶液与Fe(OH)3反应
2.乙酸与CuO反应
3.将铁粒投入到乙酸溶液中
4.用乙酸除水垢
生:
(学生对照答案)1.2CH3COOH+Ca(OH)2====2CH3COO-+Ca2++2H2O
2.2CH3COOH+CuO====Cu2++2CH3COO-+H2O
3.2CH3COOH+Zn====Zn2++H2↑+2CH3COO-
4.2CH3COOH+CaCO3====Ca2++2CH3COO-+CO2↑+H2O
2CH3COOH+Mg(OH)2====Mg2++2CH3COO-+2H2O
师:
[过渡]乙酸除具有酸的通性外,还可以发生酯化反应。
[板书]
(2)酯化反应
[演示实验]在大试管里加入3mL乙醇、2mL冰醋酸,再缓缓加入2mL浓硫酸,边加边振荡。
在另一支试管中加入饱和碳酸钠溶液。
按投影片上的装置(制乙酸乙酯的装置)组装好。
注意组装顺序,导管口不能伸入饱和碳酸钠液面下。
装有碳酸钠的试管里有什么变化?
生成新物质的色、态、味怎样?
师:
请一位同学讲述看到的现象。
生:
[观察现象]饱和Na2CO3溶液的液面上有透明的油状液体产生,并可闻到香味。
[结论]在有浓H2SO4存在、加热的条件下,乙酸与乙醇发生反应,生成无色、透明、不溶于水、有香味的油状液体。
师:
这种有香味的油状液体就是乙酸乙酯。
该反应为可逆反应。
师:
像这种酸和醇起作用,生成酯和水的反应,叫做酯化反应。
红葡萄酒储存时间越长,质量越好,原因之一就是因为产生了一种有香味的酯。
【板书】2.酯化反应
【讲述】酯化反应是怎样发生的?
【多媒体动画模拟】酯化反应的化学键断裂过程。
(同位素示踪法)
师:
这个反应有何特征呢?
生:
酸脱羟基醇脱氢
师:
乙酸分子中羧基上的羟基跟醇分子中羟基上的氢原子结合生成水,其余部分结合生成酯。
酸跟醇生成酯时,部分酯发生水解,生成酸和醇。
所以,酯化反应是可逆反应,要用可逆符号表示。
当正逆方向的反应速率相等时,酯化反应跟水解反应处于平衡状态。
师:
在酯化反应中,乙酸最终变成乙酸乙酯。
这时乙酸的分子结构发生什么变化?
生:
乙酸分子中的羟基被—OC2H5(烷氧基)替换了。
师:
酯化反应在常温下反应极慢,一般15年才能达到平衡。
怎样能使反应加快呢?
生:
使用催化剂。
师:
还有其他办法吗?
生:
加热。
师:
我们做酯化反应的实验时加热、加入浓硫酸。
浓硫酸在这里起什么作用?
生:
作催化剂。
师:
除了作催化剂外,从酯化反应产物考虑,反应中还利用浓硫酸的什么性质?
生:
脱水性。
师:
所以,浓硫酸在这里既是催化剂又是脱水剂。
师:
为什么用来吸收反应生成物的试管里要装饱和碳酸钠溶液?
生:
可能因为加热时有一部分乙酸和乙醇被蒸发出来,用碳酸钠溶液吸收它们。
因为碳酸钠可以跟乙酸反应,乙醇溶于水。
师:
不用饱和碳酸钠溶液而改用水来吸收酯化反应的生成物,会有什么不同的结果?
生:
乙酸被碳酸钠溶液吸收时发生反应,生成乙酸钠、二氧化碳和水。
溶液没有特殊的气味。
用水吸收会生成乙酸溶液。
乙酸溶液有刺激性气味。
师:
我们在实验中闻到乙酸乙酯的香味,因为饱和碳酸钠溶液吸收乙酸,如果改用水吸收产物,就很难闻到香味。
所以,使用饱和碳酸钠,一是为了吸收乙酸,二是乙酸乙酯在无机盐溶液中溶解度减小,容易分层析出。
师:
为什么出气导管口不能插入碳酸钠液面下?
生:
防止倒吸。
【教学小结】
1.羧基在水溶液中有一部分电离产生H+。
CH3COOHCH3COO-+H+
因此乙酸有酸性,但它只部分电离,所以它是弱酸。
2.羧基上的羟基能被其他原子或原子团取代。
在酯化反应中,酸从羧基上脱去羟基。
乙酸的化学反应都跟羧基有关,所以羧基是决定乙酸化学性质的官能团。
最后,我们看看乙酸的用途。
【板书】四、乙酸的用途
师:
物质的用途都跟性质有关。
乙酸有酸性,能生成多种金属乙酸盐,如乙酸锰、乙酸铝。
乙酸铝在染色工业中被广泛地用作媒染剂,也可作合成染料的原料。
乙酸跟多种低级脂肪醇形成的酯都是喷漆溶剂的主要成分。
乙酸跟不饱和醇形成的酯可聚合成高分子化合物,制成纤维。
有些酯是香料,如乙酸异戊酯是香蕉精。
乙酸经氯化后,得到的一氯乙酸和三氯乙酸是医药和农药的原料。
乙酸还能制得乙酸酐,它是重要的化工原料。
乙酸的用途极广,因而要研究它的制备,我们将在下节课探讨。
【总结】本节课通过观察实物和实验,认识乙酸重要的物理、化学性质,还了解酯化反应。
通过对乙酸分子结构的解析,我们认识乙酸的化学性质是由羧基决定的。
【例题剖析】
例1.某工厂废液经测定得知主要含有乙醇,其中还溶有丙酮、乙酸和乙酸乙酯。
根据各物质的性质(如下表),确定通过下列步骤回收乙醇和乙酸。
物质
丙酮
乙酸乙酯
乙醇
乙酸
沸点(℃)
56.2
77.06
78
117.9
①向废液中加入烧碱溶液,调整溶液的pH值=10
②将混和液放入蒸馏器中缓缓加热
③收集温度在70~85℃时的馏出物
④排出蒸馏器中的残液。
冷却后向其中加浓硫酸(过量),然后再放入耐酸蒸馏器蒸馏,回收馏出物
请回答下列问题:
(1)加入烧碱使溶液的pH值=10的目的是;
(2)在70—85℃时的馏出物的主要成份是;
(3)在步骤④中,加入过量浓硫酸的目的是(用化学方程式表示):
.
(4)当最后蒸馏的温度控制在85—125℃一段时间后,残留液中溶质的主要成份是。
师:
这是一道图表信息阅读题,找到图表所提供的信息的内涵和外延,是解决问题的关键。
大家可以讨论一下,看有没有什么好思路。
生1:
加入烧碱使溶液的pH值=10就是为反应退稿一个碱性环境,其目的是将乙酸中和成乙酸钠,使乙酸乙酯在蒸馏时水解成乙酸钠和乙醇。
生2:
因为乙醇的沸点是78℃,乙酸乙酯的沸点虽然在77.06℃,但已经在碱性环境水解,所以在70—85℃时的馏出物的主要成份是乙醇。
生3:
过量的浓硫酸主要作用是和乙酸钠反应,重新生成CH3COOH,反应的化学方程式为:
2CH3COONa+H2SO4=Na2SO4+2CH3COOH,最后蒸馏的温度控制在85—125℃一段时间后,残留液中溶质的主要成份只能是Na2SO4。
【答案】
(1)将乙酸中和成乙酸钠,使乙酸乙酯在蒸馏时水解成乙酸钠和乙醇
(2)乙醇(3)2CH3COONa+H2SO4=Na2SO4+2CH3COOH(4)Na2SO4
例2.A、B、C、D四种有机物均由碳、氢、氧三种元素组成,物质A能溶于水,它的式量是60,分子中有8个原子,其中氧原子数与碳原子数相等,A能与Na2CO3反应。
B分子中有9个原子,分子内原子的核电荷数之和为26,1molB充分燃烧时需消耗3molO2。
C与H2可
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