葡萄糖结构的探究教学设计 完整版.docx
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葡萄糖结构的探究教学设计完整版
糖类(第一课时)——葡萄糖结构的探究
沈阳市第五中学田爽
教材分析
1教学内容
葡萄糖是新课标人教版高中化学选修5第四章第二节《糖类》的重要内容。
2地位和作用
在必修2中已经介绍过糖类,但还不足以从结构角度认识糖类的性质。
选修5将糖类安排在烃的衍生物的学习之后,教材已对官能团及其性质作了详细的介绍。
葡萄糖是由多个官能团构成的复合物质,与单官能团物质相比有所不同,在教学中必须让学生理解,且本节知识与生活实际联系紧密,也为高分子化合物的学习作了铺垫。
学生分析
1.知识与技能
学生在日常生活中已经对葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素有感性认识,已经学习了醛类、醇类等知识,具有一定的基本理论。
2.思维特点
经过必修二以及前三章的学习,学生对有机物结构的研究具有一定的方法和理论基础,一般能够运用理论与实验相结合的方法对有机物结构进行研究。
处于本阶段的学生,正处于感性向理性过渡的阶段,正从直觉型经验思维向抽象型思维过渡,本节课正是针对学生这种“过渡”的特点,引导学生进行主动思考和构建,对有机物结构的探究方法有更深刻的理解。
教学目标
根据课程标准对本部分的教学要求、教材的地位和作用以及学生的学习特点,确定本节教学内容目标如下:
知识与技能
1掌握葡萄糖的结构和重要性质,了解其在人体内的储存方式和氧化分解的生理意义。
2能举例说明糖类在食品加工和生物质能源开发上的应用。
过程与方法
1掌握研究有机物结构的一般方法。
2学会评价和反思,提高独立思考及解决问题的能力。
情感态度与价值观
1.形成结构决定性质科学意识。
2.通过探究葡萄糖结构中展示的矛盾冲突,增强其层层递进及缜密的科学思维。
3.形成将生产、生活实践与所学的化学知识相联系的意识。
教学重点
葡萄糖的结构、性质。
教学难点
葡萄糖结构的确定。
教学过程
教学行为
学生活动
设计意图
【引入】葡萄糖对大家来说其实并不陌生,今天我们来研究葡萄糖。
[视频]葡萄糖酸钙口服液的广告
葡糖糖实物展示
听讲,观察,总结其物理性质
从现实出发,来激发学生的学习兴趣
【讲述】葡萄糖对于每个同学来说并不陌生。
葡萄糖结构的测定是Ficher完成的,历时7年。
1902年获得诺贝尔化学奖。
探究一个化合物的结构是一个非常复杂的过程。
那葡萄糖的结构是怎样的今天我们就来研究这种有机物。
[引导思考]
对于一个未知的有机物,如何确定该有机物的分子式和结构呢
1测定分子式或结构简式(确定不饱和度和可能的类别)
2特征反应(判断官能团的种类)
3据现代分析仪器测定的谱图(判断官能团的种类及位置)
学生观看、聆
听,思考
总结研究有机物的规律,为本节课学习提供思路。
特别强调谱图的研究方法,为后续的认知冲突铺设触发点。
【讲述】
一、确定分子式
[资料信息]称量1.8克的葡萄糖晶体,在燃烧炉中加热,其完全燃烧生成二氧化碳和水蒸气,使生成的气体依次通过盛有CaC2和盛有碱石灰的干燥管,气体全部被吸收。
测得两瓶分别增重1.08g和2.64g。
又测得该晶体的相对分子质量为180,请推断该化合物的组成。
1根据题目信息,定性判断出该葡萄糖的元素组成
2如何确定葡萄糖的分子式
3根据有机物的分子式和该分子的不饱和度,结合我们前两章的学习,推测葡萄糖中能含有的官
能团。
回答:
根据有机物燃烧生成二氧化碳和水,判断一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素。
回答:
根据葡萄糖的质量,计算葡萄糖中氧元素的质量求解分子式。
学生计算得葡萄糖的分子式为C6H12O6
可能一个不饱和度,可能含有羟基,醛基,羧基。
增强学生的定性分析和定量分析的能力
【引导探究】
确定分子式完成了研究有机物的第一步。
根据有机物分子式确定有机物的结构简式。
二:
特征反应,判断官能团
如何通过实验验证上述官能团
[实验探究]
实验1:
用洁净干燥的玻璃棒蘸取葡萄糖溶液,滴到L10%的氢氧化钠溶液,滴加10滴5%的硫酸铜溶液,加入2mL10%葡萄糖溶液加热。
实验3:
在试管中加入1mL2%的硝酸银溶液,滴加2%的氨水溶液,沉淀恰好溶解。
加入1mL-2mL10%葡萄糖溶液放入水浴中加热。
[提问]
葡萄糖有醛基是否属于醛类,有没有可能属于酯类或者醚类
葡萄糖中有几个羟基呢
[提供资料]
资料1:
葡萄糖与氢气反应彻底还原后可以生成己
六醇
资料2:
一般来说一个碳上连两个羟基是不稳定的。
[实验并讨论]
学生探究实验方案并分组进
[讨论]
看,不显酸性或酸性很弱。
2从向新制氢氧化铜中滴加葡萄糖溶液后,生成砖红色沉淀,说明含有醛基
3从能发生银镜反应看,有醛基。
(根据不饱和度,只能有一个醛基,没有羧基。
其他O可能是羟基可能是醚键)
[讨论]
可能属于甲酸酯或醚
资料1
否定了甲酸酯,因
为酯很难与氢气加
成。
也不是醚键,加成之后不能成为醇
资料2
说明羟基在不同的
碳原子上。
葡萄糖
的结构式:
CH2OH—CHOH4
—CHO
引导学生发散思维,
大胆猜想,并通过实验验证,得出结论。
培养学生层层递进的逻辑推理能力
【质疑】
我们探究并得出了葡萄糖的结构,让我们来看看葡萄糖的谱图,结构与葡萄糖的谱图是否符合
红外图:
3300cm-1左右为羟基吸收峰葡萄糖在红外光谱中无羰基吸收峰
查核磁共振图知:
查核磁共振图没有醛基质子吸收峰。
这是为什么我们推导过程错了吗
资料1葡萄糖中醛基与醇羟基易形成半缩醛的形式。
资料2葡萄糖分子中有一个六元环。
根据以上信息建议确定葡萄糖的结构式
[展示]葡萄糖环式结构的形式及链式结构
在溶液中葡萄糖的很多化学行为是通过链式结构进行的,链式结构是由环状结构通过平衡移动转化而来的。
葡萄糖分子中有醛基有羟基,这两种官能团相互作用形成了葡萄糖的环式结构。
多官能团物质官能团的化学性质与单官能团有所不同,同一分子中多官能团之间能够相互影响。
【讨论】
葡萄糖的链式结构和环式结构
发生认知上冲突,激发学生进一步探究的兴趣
【总结】
一、葡萄糖的结构
二、葡萄糖的性质
1、酯化反应
2、还原反应:
葡萄糖与氢气成变为己六醇
3、氧化反应:
(1)与新制氢氧化铜溶液与银氨溶反应
(2)生理氧化
C6H12O66O2→6CO26H2O放热
3在酒化酶的作用下生成乙醇和二氧化碳
人生病不能正常饮食时,医生一般会注射葡萄糖水溶液这是为什么
对于糖类,除了葡萄糖以外,还包括其他的单糖,双糖和多糖,它们对生产生活也产生着重要影响,我们下节课在做研究。
【讨论】
醇羟基的性质:
与金属钠反应、与氢卤酸反应、酯化反应
醛基性质:
还原反应、氧化反应
生理氧化反应
对结构讨论过程中涉及到的葡萄的性质进行小结,掌握有关葡萄糖的知识。
再设计疑问,为下节课做下伏笔。
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