人教版必修2第三章有机化合物.docx
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人教版必修2第三章有机化合物
人教版必修2第三章《有机化合物》
教材分析与教学建议
广州七中方巧玲
一、本章内容的地位和功能
必修模块的有机化学内容,是以典型有机物的学习为切入点,让学生在初中有机物常识的基础上,能进一步从结构的角度,加深对有机物和有机化学的整体认识。
选取的代表物有甲烷、乙烯(制品)、乙醇(酒)、乙酸(醋)、糖、油脂、蛋白质等,这些物质都与生活联系密切,是学生每天都能看到、听到的,使学生感到熟悉、亲切,可以增加学习的兴趣与热情。
必修模块的有机化学具有双重功能,即一方面为满足公民基本科学素养的要求,提供有机化学中最基本的核心知识,使学生从熟悉的有机化合物入手,了解有机化学研究的对象、目的、内容和方法,认识到有机化学已渗透到生活的各个方面,能用所学的知识,解释和说明一些常见的生活现象和物质用途;另一方面为进一步学习有机化学的学生,打好最基本的知识基础、帮助他们了解有机化学的概况和主要研究方法,激发他们深入学习的欲望。
二、内容结构与特点分析
本章的内容结构可以看成是基础有机化学的缩影或概貌,可表示如下:
这些典型代表物,基本涵盖了基础有机化学的各类物质,以期使学生能从中了解有机化学的概貌。
根据课程标准和学时要求,本章没有完全考虑有机化学本身的内在逻辑体系,主要是选取典型代表物,介绍其基本的结构、主要性质以及在生产、生活中的应用,较少涉及到有机物的类概念和它们的性质(如烯烃、芳香烃、醇类、羧酸等)。
为了学习同系物和同分异构体的概念,只简单介绍了烷烃的结构特点和主要性质,没有涉及烷烃的系统命名等。
教材特别强调从学生生活实际和已有知识出发,从实验开始,组织教学内容,尽力渗透结构分析的观点,使学生在初中知识的基础上有所提高。
为了帮助学生理解内容,教材增加了章图、结构模型、实验实录图、实物图片等,丰富了教材内容,提高了教材的可读性和趣味性。
为了帮助学生认识典型物质的有关反应、结构、性质与用途等知识,教材采用了从科学探究或生活实际经验入手,充分利用实验研究物质的性质与反应,再从结构角度深化认识。
如:
甲烷、乙烯的研究,乙醇结构的研究,糖和蛋白质的鉴定等,都采用了较为灵活的引入方式。
同时特别注意,动手做模型,写结构式、电子式、化学方程式;不分学生实验和演示实验,促使学生积极地参与到教学过程中来。
总之,本章教学中应该主要把握以下三点:
1.教材的起点低,强调知识与应用的融合,以具体典型物质的主要性质为主;
2.注意不要随意扩充内容和难度,人为增加学生的学习障碍;
3.尽量从实验或学生已有的生活背景知识出发组织或设计教学,激发学习兴趣,使学生感到有机化学就在他们的实际生活之中。
三、内容与教学目标要求
第一节最简单的有机化合物——甲烷
基本的要求
1.会写甲烷的分子式、结构式、电子式,知道甲烷的结构特点。
2.知道甲烷能发生氧化反应和取代反应,会写化学方程式。
3.知道取代反应的概念和甲烷发生取代反应时的断键和成键情况。
4.了解烷烃的组成、结构和通式,类推烷烃的主要性质(物理性质和化学性质)。
5.知道同系物、同分异构体的概念,能根据结构式或结构简式判断它们是否为同分异构体和同系物。
6.归纳以碳为骨架的有机物种类繁多的原因。
弹性的要求
能根据一些具体的烷烃的化学式推出烷烃的通式。
发展的要求
1.掌握烷烃同分异构体的书写(碳原子数在5个以内)。
2.烷烃燃烧的通式。
根据燃烧产物确定烷烃的分子式。
暂不宜拓展
烷烃的系统命名。
第二节来自石油和煤的两种基本化工原料
基本的要求
1.会写乙烯的分子式、结构式、结构简式、电子式,知道乙烯的结构特点,了解烯烃的概念。
2.知道乙烯能够发生氧化反应(燃烧及与酸性高锰酸钾溶液)和加成反应。
3.知道乙烯发生加成反应时的断键和成键情况,会写乙烯与H2、HCl、Cl2、H2O发生加成化学方程式。
4.会写苯的分子式、结构式、结构简式。
知道苯分子中的碳碳键是一种介于单键与双键之间的独特的键;
5.知道苯能够发生氧化反应、加成反应、取代反应。
并会写相应的化学方程式。
弹性的要求
发展的要求
石油的炼制;煤的干馏、综合利用(下一章将学习);居室中苯污染。
暂不宜拓展
1.烯烃、苯的同系物的命名以及同分异构体的书写。
2.烯烃的通式、苯的同系物的通式。
3.烯烃、芳香烃的类别通性。
第三节生活中两种常见的有机物
基本要求
1.会写乙醇和乙酸的分子式、结构式、结构简式;知道官能团的概念,知道乙醇的官能团是—OH,乙酸的官能团是—COOH。
知道乙醇是由—CH3和—OH组成;乙酸是由—CH3和—COOH组成。
2.知道乙醇中的—OH上的氢可以被金属置换,会写化学方程式。
3.知道乙醇催化氧化生成乙醛以及反应中的断键和成键情况,会写相关反应的化学方程式。
4.知道乙酸具有酸的通性:
能使紫色石蕊试液变红,能与活泼的金属、与碱性氧化物、与碱、与某些盐发生反应,并知道乙酸的酸性比碳酸强。
会写乙酸与Na、NaOH、Na2CO3、NaHCO3反应的化学方程式。
5.了解酯化反应的概念,会写乙酸与乙醇发生酯化反应的化学方程式。
6.知道乙酸与乙醇发生酯化反应时是乙酸脱去—OH、乙醇脱去—OH上的H而结合成水,其余部分结合成乙酸乙酯。
7.知道酯化反应实验中试剂的加入顺序,加热及浓硫酸的作用,饱和碳酸钠溶液的作用。
弹性要求
知道乙醛的官能团是醛基。
发展要求
乙酸乙酯的水解、与第四章合成材料部分进行教材重组,学习缩聚反应
暂不宜拓展
1.知道官能团—OH、—COOH具有哪些性质。
2.乙醇的消去反应。
第四节基本营养物质
基本要求
1.掌握糖类和蛋白质的特征反应、糖类和蛋白质的检验方法。
2.掌握糖类、油脂和蛋白质的水解反应,反应条件对水解反应的影响。
3.糖类、油脂和蛋白质的简单分类、主要性质和用途。
弹性要求
蛋白质的盐析和变性。
发展要求
暂不宜拓展
1.对蔗糖、麦芽糖和油脂的结构。
2.对淀粉、纤维素、油脂的水解的条件。
四、课时安排
第一节最简单的有机化合物2课时(甲烷1课时;烷烃1课时)
第二节来自石油和煤的两种基本化工原料2课时(乙烯1课时;苯1课时)
第三节生活中两种常见的有机物2课时(乙醇1课时;乙酸1课时)
第四节基本营养物质2课时(糖类和蛋白质1课时;油脂1课时)
单元复习2课时
测验与讲评2课时
总共12课时
五、教学建议
结构主线:
本章学习的是有机化学中最基本的核心知识,学生从熟悉的有机化合物入手,选取的典型代表物有甲烷、乙烯(制品)、乙醇(酒)、乙酸(醋)、糖、油脂、蛋白质等,以这些与生活联系密切的物质为切入点,从实验出发组织教学内容,贯穿“结构、性质与用途”的有机教学主线。
从而了解有机化学研究的对象、目的、内容和方法,认识到有机化学已渗透到生活的各个方面。
1.对课本上的不同栏目的使用建议
本章课本上的2个【实践活动】、3个【科学探究】、4个【学与问】、2个【思考与交流】、6个【实验】、2个【科学视野】、1个【科学史话】等等栏目。
充分利用各种典型代表物和烷烃的球棍模型及比例模型,利用图表、图片和多媒体动画来展示有机物的结构,尽量让学生先有感性认识,增强学生的空间想象能力和抽象思维能力,还可增加模型制作的实践活动。
落实书写各种典型代表物的分子式、电子式、结构式和有关性质的化学方程式,是帮助学生理解结构和性质的重要环节。
例如:
课本第60页的【实践活动】甲烷的模型制作,建议在预习时做,如果学校有可以插拔的结构模型,效果会更好;如果没有可以让学生自己用橡皮泥、木棒等代用品制作简易模型。
教师可以让学生对自己的作品进行评价,在活动中加深学生对空间模型的认识,同时也教给学生学习有机物分子结构的简单方法。
课本62页的【学与问】重点研究3个和4个C的连接情况,引导学生思考,是否为直线结构?
键是否可以旋转?
C原子有没有其他连接方式?
由于不必涉及烷烃命名和同分异构体的书写,这部分教学可以在学生制作活动中一起完成。
归纳出烷烃分子的结构特点是:
不是直线而是锯齿形的链状;不是平面而是多个四面体的结合;碳原子剩余的价键都与氢原子结合;单键之间可以旋转。
课本64页的【思考与交流】有机物中碳原子成键特点可以让学生自己猜想,分析碳原子可能的连接方式,为第二节学习乙烯打下伏笔。
同时,从C原子的四价原则、同分异构体等角度理解、归纳出有机物种类繁多的主要原因是:
碳碳原子之间可以以单键、双键、三键的形式结合;碳碳原子之间可以形成链状(直链和支链)及环状。
碳原子的成键特征和有机物的立体构型是第一节难点的突破口。
课本66页的【思考与交流】,乙烯和苯的应用十分广泛,可以呈现实物样品,也可以放多媒体资料,最好要求学生自己参与活动,按小组寻找乙烯和苯的化学制品,体会它们在社会经济生活中的重要性。
课本68页的【实践活动】(水果的催熟实验)提前布置学生预习,或网上查阅水果催熟的相关资料。
水果催熟实验也可以设计成实验条件控制的系列实验,让学生归纳出乙烯的主要性质。
实验Ⅰ:
集气瓶中放青色、未熟的水果(蔬菜),在空气中盖上玻璃片;实验Ⅱ:
集气瓶中放青色、未熟的水果(蔬菜),通入一定量的乙烯;实验Ⅲ:
集气瓶中放青色、未熟的水果(蔬菜),瓶底放少量KMnO4固体,通入一定量的乙烯;在实验中,让学生总结实验的设计方案,使学生在知识学习的过程中,更关注过程与方法的形成与训练。
课本68页的【科学史话】网上有苯结构发现史视频。
2.严格控制必修课程知识内容的深广度
新旧教材内容的对比,从新教材的篇幅内容上看,精简了以下内容:
①烷烃的命名烯烃的性质。
②乙烯的实验室制法、乙炔的性质。
③乙醇的消去反应、苯酚的性质。
④乙醛和甲醛的性质。
⑤蛋白质的盐析和变性。
⑥对蔗糖、麦芽糖和油脂的结构要求降低了要求。
⑦对淀粉、纤维素、油脂的水解降低了要求。
教学中要特别注意不盲目扩充代表物的性质和内容,尽量不涉及类物质的性质,注意从结构角度适当深化学生对甲烷、乙醇、乙酸的认识,建立有机物“结构—性质—用途”的认识关系,使学生了解学习和研究有机物的一般方法,形成一定的分析和解决问题能力。
电子式虽然高考不要求写,但对每个具体的有机物,特别是代表物,书写它们的分子式、电子式、结构式及性质的化学方程式都是必不可少的。
学生要真正理解了它们的结构和反应机理,才能写好它们。
本章的重点难点如下:
第一节《最简单的有机化合物——甲烷》
[教学重点]:
1.甲烷的结构特点和甲烷的取代反应;
2.同分异构体和同系物。
[教学难点]:
1.如何在学生心中建立立体结构模型,将甲烷和从实物模型转换为学生的思维模型,帮助学生从化学键的层面认识甲烷的结构和性质。
2.烷烃的结构特点、有机物的成键特点。
第二节《来自石油和煤的两种基本化工原料》
[教学重点]:
1.乙烯的加成反应,让学生从实验了解有机反应类型。
2.苯的取代与加成反应。
形成对有机反应特殊性的认识,开始认识从结构推测性质的特点。
[教学难点]:
1.有机物结构和性质的关系。
2.苯的取代与烷烃的取代的区别。
第三节《生活中常见的有机物》
[教学重点]:
1.官能团的概念、乙醇的组成结构、乙醇的取代反应与氧化反应。
2.乙酸的组成和结构、乙酸的酸性和酯化反应。
[教学难点]:
1.使学生建立乙醇分子的立体结构模型,并能从结构的角度初步认识乙醇的氧化反应。
2.建立乙酸分子的立体结构模型,并能从结构的角度初步认识乙酸的酯化反应。
第四节《基本营养物质》
[教学重点]:
1.糖类和蛋白质的特征反应;糖类和蛋白质的检验方法。
2.糖类、油脂和蛋白质的水解反应。
[教学难点]:
1.葡萄糖与弱氧化剂氢氧化铜的反应。
2.油脂的水解反应。
3.挖掘教材中隐含的科学方法,渗透过程与方法教学
本章没有完全考虑有机化学本身的内在逻辑体系,主要是选取典型的代表物,通过对几种重要有机物结构合性质的学习,初步学会化学中队有机物进行科学探究的基本思路和方法,因此教学中要充分挖掘本章教材中隐含的科学方法。
例如第一节的科学方法有实验条件控制,抽象、归纳等方法,可以在【科学探究】甲烷取代反应学习中进行渗透,教学中可以引导学生分析,运用了对比和实验条件控制的方法,对比甲烷与氯气在有光照和黑纸包的条件下的反应。
比较实验条件、实验现象,从中抽取出取代反应的反应条件、反应特点。
课本P63表3-1中,要指导学生学会从《正丁烷与异丁烷的某些物理性质》的表格上的数据中,获取“同分异构体的支链越多,其溶沸点越低,相对密度越小”的信息;
P64【思考与交流】从图3-6学会从《4个碳原子互相结合的方式》的图形中,获得“碳原子可以有单键、双键、三键、链状、环状等等结合方式”的信息,归纳出有机物种类繁多的原因;此内容中隐含的有机化合物中碳的成键特征、结构决定性质及官能团决定有机物化学特性等概念和思想,也为学生后继的学习和探究活动提供了理论和方法的指导。
第二节中教材把两种结构特点不同的物质乙烯和苯放在一起,在教学时要注意挖掘结构和性质的内在规律,加强知识前后的联系,提高横向比较,根据事实归纳总结的能力;
通过模型对比,感受乙烯的结构特点“C=C”与“C-C”的不同,进一步强化结构决定性质的观念。
明确“C=C”中的两个化学键的性质不一样,认识加成反应的本质,及与取代反应的区别。
渗透对有机物进行科学探究的基本思路和方法,
P68的【实践活动】苹果与催熟剂,是强化学生实验条件控制和对比实验的观念的一个很好的素材,可以让学生分组合作学习,设计实验方案、记录实验过程、展示实验结果,最后通过分析、比较实验方案的科学性,强化实验条件控制和对比实验的观念。
第2节另一个重点是引导比较苯的取代与甲烷取代的不同,苯的加成与乙烯加成的不同,强调苯环结构的独特性。
苯的结构的教学渗透了“对立统一”的辩证方法。
P73【实验3-2】,通过对比水、乙醇与金属钠反应的现象,及金属钠可以保存在煤油中,得出乙醇与水结构的相似性,应用结构决定性质,引出官能团的概念,通过对比水和乙醇的结构,初步了解基团间的相互影响会引起性质改变的现象。
同时要结合乙醇三种条件下的氧化(燃烧、铜的催化氧化、重铬酸钾的氧化),再次强化实验条件控制的观点。
第四节对葡萄糖的氧化反应与蔗糖的水解的实验探究,应着重从实验条件控制的角度出发,探究实验成功的条件。
【实验3-6】建议增加一个后续的探究实验,如何检验淀粉的水解程度,通过实验过程中溶液酸碱性的调节,加强实验条件控制的意识。
4.发挥实验功能,帮助学生建构化学核心观念
本章的实验是使到学生认识和理解本章内容的最好手段。
本章共有3个【科学探究】和6个【实验】。
这些实验对学生建构知识体系很有帮助,要求留给学生有足够的时间和空间。
课本61页的【科学探究】甲烷在常温下稳定,但当条件改变时,甲烷与氯气在光照条件下可以反应。
这个实验比较难做,可以用视频代替。
课本67页的【科学探究】石蜡的裂解——制得乙烯,乙烯的化学性质。
加热分解石蜡油,观察现象?
→将产生的气体通入溴的四氯化碳溶液、高锰酸钾溶液→观察现象。
讨论交流:
溶液褪色的原因?
这种物质的可能结构?
与烷烃结构的差异性?
得出结论:
石蜡油分解的产物中含有与烷烃性质不同的烃。
实验中要注意防止倒吸;最好是教师演示实验;没有条件做实验的学校,可以放录像或其他多媒体资料。
这个实验可以将石蜡油改为碎蜡烛,加氯化铝催化,可以成功裂化制得乙烯,但不主张用乙醇脱水制乙烯代替石蜡油的分解,完成实验。
课本73页的【实验3-2】金属钠分别与乙醇和水反应对比实验所取的金属钠颗粒要大些,实验前吸干钠表面的煤油;也可以在表面皿中进行反应,表面皿上盖一干燥的玻璃片,放在实物投影台上,以便于学生观察对比。
课本75页的【科学探究】
(1)用食醋来浸泡有水垢的暖瓶或水壶,可做家庭小实验;
(2)设计实验,比较醋酸与碳酸的酸性强弱。
设计思路:
大理石与醋酸反应、碱面与醋酸反应。
根据学校的情况,可以补充乙酸酸性的其他实验。
如乙酸与金属、乙酸与金属氧化物、乙酸与碱的反应等。
课本75页的【实验3-4】乙醇与乙酸的酯化反应,可以将吸收装置改为导管连接干燥管,干燥管下端插入液面以下防止倒吸,在饱和碳酸钠中加几滴酚酞,便于观察。
课本79页的【实验3-5】
(1)葡萄糖的特征――菲林反应,也可以用银镜反应来代替。
只要求观察实验现象,不要求书写反应有关的化学方程式;
(2)淀粉的特征反应,可以设计不同的含淀粉食品,从未加工的土豆到加工过的面包等,加深学生对特征反应的认识;也可以用相同浓度的淀粉溶液,控制不同的温度(冷淀粉溶液和热淀粉溶液),让学生归纳总结特征反应的适用范围。
至于其中原因,可作为课外拓展性课题,让学生自主学习,寻找答案。
课本79页的【实验3-6】可以设计成探究实验。
如何证明淀粉已开始水解?
如何证明淀粉已水解完全?
注意检测时溶液酸碱性的调节。
其他活动建议:
(1)有关糖类、油脂和蛋白质的小论文评选;
(2)有关糖类、油脂和蛋白质的专题演讲;(3)可放油脂水解的录像,或实验室中制取肥皂的录像;也可以将制取肥皂作为研究性学习的内容,在课外进行。
附件:
以“乙烯”为例,设计以下教学设计片段供参考。
(培正中学张友如提供)
教学设计思路:
情景创设:
从生活实际入手,用学生熟悉的的素材激发学生的兴趣,引入乙烯。
探究实验:
如何得到乙烯?
演示分解石蜡油的实验,共同探究其现象与烷烃的异同。
讨论交流:
从现象进入性质的讨论,并遵循“结构决定性质”的原则,从结构入手,利用动手制作模型,flash动画和表格等方式比较烷烃和乙烯结构的异同,再围绕探究实验比较性质的异同。
其中为了突破对加成反应实质的理解,采用学生活动、多媒体动画等方式,变抽象为形象,帮助学生理解和掌握。
【情景】水果催熟剂,引入乙烯,录像视频:
乙烯的用途
【实验探究】乙烯的工业来源:
石蜡高温裂化――A通入酸性高锰酸钾――B通入溴的四氯化碳溶液――C收集气体点燃
仔细观察实验,思考,并填写在课本
1.实验现象?
2.哪些现象证明生成物具有与烷相同的性质烃?
哪些不同?
3.相同的现象说明以什么相同的性质?
4.推测:
你认为生成的气体中都是烷烃吗?
说明理由。
表一:
实验现象
实验内容
实验现象
原理
1.将生成的气体通入盛有酸性高锰酸钾溶液的试管中
2.将生成的气体通入盛有溴的四氯化碳溶液的试管中
3.用排水法收集气体,点燃
可燃性,被氧气氧化
【结合模型演示过程】
为什么会有不同现象?
从结构入手。
乙烯在分子组成上与乙烷相似,请做出乙烷的球棍模型,并描述乙烷的结构特点。
如果去掉2个氢原子,能否稳定存在?
为什么?
不加任何原子,如何变成稳定?
【练习】填写课本67页【学与问】补充写结构简式
表二:
乙烯与乙烷的分子结构比较
乙烷
乙烯
分子内个原子的相对位置
电子式
结构式
结构简式
碳碳键类型
【结论】乙烷与乙烯在结构上的最大不同点是:
碳碳原子的结合方式,与乙烷的碳碳单键相比,乙烯的碳碳双键,比较“脆弱”,容易断裂,所以乙烯的性质比乙烷的性质活泼。
(结构决定性质)
【回归实验】如何解释乙烯使酸性高锰酸钾和溴的四氯化碳溶液褪色?
实验内容
实验现象
原理
1.将生成的气体通入盛有酸性高锰酸钾溶液的试管中
紫红色变浅,最后褪为无色
乙烯被酸性高锰酸钾氧化
2.将生成的气体通入盛有溴的四氯化碳溶液的试管中
橙色变浅,最后褪为无色
加成反应
3.用排水法收集气体,点燃
火焰明亮,有黑烟产生
可燃性,被氧气氧化
【板书】乙烯使酸性KMnO4溶液褪色, 利用此反应可以鉴别甲烷和乙烯。
【过渡】乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色,又属于什么反应类型?
【讨论】加成反应的实质是什么?
【学生活动】模拟加成反应过程中化学键的变化――体验打开“C=C”双键
【投影flash动画】微观过程(强调键的变化)
【板书】反应方程式是:
【结论】乙烯的加成反应定义:
有机物分子中的不饱和键(双键或叁键)两端的碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应。
(强调关键词)
【练习】乙烯不仅可与溴单质发生加成反应,在一定条件下,还能与Cl2、H2、HCl、H2O等物质发生加成反应。
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