专题3有机化合物的获得与应用

浙江省普通高中新课程实验化学学科教学指导意见专题3有机化合物的获得与应用一、课标内容1.认识化石燃料综合利用的意义，了解甲烷、乙烯、苯等的主要性质，认识乙烯、氯乙烯、苯的衍生物等在化工生产中的重要作用。2.知道乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质，认识其在日常生活中的应用。3.通过简单实例了解常见高分子材料的合成反应，能举例说明高分子材料在生活等领域中的应用。二、教学要求第一单元、化石燃料与有机化合物基本要求①知道化石燃料的主要成分，认识综合利用化石燃料对于充分利用自然资源、环境保护及保障国民经济可持续发展等方面的意义。②认识甲烷、乙烯、苯等的分子组成、结构特征、主要化学性质及应用，并比较它们在组成、结构、性质上的差异。③能识别饱和烃和不饱和烃，判断取代、加成等基本有机反应类型。④了解石油的分馏、裂化、裂解以及煤的气化、液化和干馏的主要原理及产物。⑤了解有机化合物分子中基团的概念。⑥以烷烃为例了解同系物的概念，知道烷烃的分子组成及简单命名。⑦知道燃料（气、液）在保存、点燃中的安全问题。发展要求①碳原子数不大于6的烷烃的同分异构体的书写，乙炔的结构与性质。②能根据有机化合物中各元素含量及相对分子质量确定其分子式。③有机基团与性质的关系，简单有机分子的空间结构。说明不宜拓展：①甲烷、乙烯、乙炔的实验室制法，烯烃、炔烃、苯的同系物。②炔烃的性质。第二单元、食品中的有机化合物基本要求①知道乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质，认识其在日常生活中的应用。②判断酯化、水解、氧化等有机反应类型，了解皂化反应。③了解氨基酸的结构特点。④了解葡萄糖的检验原理和方法，了解几种常见糖类物质的组成及相互关系。⑤了解有机物中特殊的基团—官能团。发展要求①能看懂有机物的结构模型，并引导学生从官能团变化的角度，用结构简式规范书写有机化学方程式。②乙醇在不同温度下的脱水反应。③适当归纳总结有机化学中各类物质之间的转化关系。说明不宜拓展：①卤代烃、酚、醛、酮等的性质②皂化反应等实验细节。第三单元、人工合成有机化合物基本要求①通过乙烯制备乙酸乙酯的可能合成路线的设计,了解确定实际生产中最佳合成路线的方法。②以聚乙烯的合成为例，了解通过加聚反应合成有机高分子的途径。发展要求①能正确书写加聚反应和缩聚反应的有关反应式。②能依据简单有机合成高分子的结构分析其链节和单体，能依据单体书写常见高分子的结构等。说明不宜拓展：较为复杂的结构分析及有机合成问题。三、本章教学建议1、课时分配建议单元名称内容建议课时第一单元、化石燃料与有机化合物天然气的利用甲烷1石油炼制乙烯2煤的综合利用苯1第二单元、食品中的有机化合物乙醇1乙酸1酯油脂1糖类1蛋白质和氨基酸1第三单元、人工合成有机化合物简单有机物的合成1有机高分子的合成1专题回顾和小结1合计122、本专题教学方法建议（1）在初中《科学》学科中，学生对一些简单有机物如甲烷、乙炔、糖类、蛋白质、脂肪等已有初步了解，通过本专题的教学，让学生进一步感受化学与生活、生产的密切关系，感觉化学“有用”、“有趣”。教学中应注意与初中相关知识的衔接，同时要把握好教学深广度，确保学生的可接受性。（2）第一单元教材是以三种化石燃料的存在、加工和利用为线索，学习相关的有机化合物，把STS教育与烃的基本知识教学有机结合起来；应用化学实验探究甲烷、乙烯、乙炔、苯的主要性质，初步认识有机反应类型；通过对比和分析认识它们的组成、结构和性质的差异；由于化石燃料是不可再生的资源，使学生理解化石燃料综合利用的途径与意义。教学中联系“西气东输”的成就，使教学内容贴近生活和生产实际。（3）第二单元以食品中的有机化合物为线索，用对比、归纳等方法学习乙醇、乙酸、糖类（葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素）、油脂、氨基酸、蛋白质的组成、主要性质和转化关系，了解它们的结构特点等。本单元学习的有机化合物都是学生身边的化学物质，能引起学生的兴趣，若教学时间及学校条件允许，可将教材中的实验作为学生实验。第一，可消除学生对探究活动的神秘感，体验学习成功的乐趣。第二，能进行基本实验操作的训练。第三，能进行实验成功与否的反思、实验的改进。第四，本单元的实验相对较为安全。如让学生了解怎样用油脂制得肥皂；淀粉的水解和水解产物的检验等。（4）第三单元初步学习简单有机物和高分子化合物的合成反应，了解合成有机化合物的重要意义及其在生产和科技领域的地位。通过对比乙酸乙酯、乙酸、乙醇分子结构，理解设计合成有机物的思考方法；通过由乙烯合成乙酸乙酯的合成路线的讨论，了解选择最佳合成途径的依据和方法。关于高分子化合物的教学：①使学生知道高分子化合物与小分子化合物有何不同。②使学生了解天然高分子材料（如棉花、羊毛、蚕丝、天然橡胶等）和合成高分子材料（如塑料、合成橡胶、合成纤维及涂料、黏合剂等）。③明确高分子化合物是小分子化合物通过聚合反应制得的。④会写加聚反应的化学方程式，并能根据高分子化合物的结构分析其链节和单体。本专题的教学过程应努力创设学生自主学习、主动探究的学习情景，结合学生已有的知识和生活经验，让他们在学习活动中学习一些新知识。如认识食品中常见的化学物质，学习重要的化学概念，形成基本的化学观念和科学探究能力，从而使他们体验探究活动过程的乐趣，进一步提高学生的科学素养。了解化学在解决能源危机中的重要作用，树立可持续发展的观念并使他们在学习过程中充分体验化学与生活、生产的密切关系，感受化学对推动人类社会进步所起的重要作用。3．实验教学建议教科书中的实验不分演示实验和学生实验，目的是让教师根据学校的具体条件尽可能多地开设学生实验。对于实验室条件已具备、学生能在课内完成、能培养学生操作能力、而且比较安全的实验，要尽可能地让学生去完成。教师要努力改进实验，使实验现象更明显、成功率更高。（1）甲烷气体的燃烧，建议教学时用干燥的锥形瓶罩在火焰的上方，这样对CO2气体的检验，实验效果将更加明显。建议做CH4气体与酸性KMnO4溶液反应的实验，以便让学生更加直观地了解CH4气体的稳定性。甲烷与氯气的取代反应受气体的纯度、体积比和光的强度等因素的影响。使用排饱和食盐水法收集CH4和Cl2可除去HCl、丙酮等杂质。实验时CH4与Cl2以体积比为1：4进行混合，效果比较佳。这个实验不能用日光直接进行照射，以防止引起爆炸。如果用室内光照射，反应约须10～15分钟，在距离反应器15cm左右处点燃镁条进行照射，反应大约在2～3分钟内完成，如果采用高压汞灯作为光源，效果也很好。教学时可根据各自的实际情况，采用适宜的光源进行实验。（2）建议增加乙烯、乙炔的燃烧实验，增加乙炔使酸性KMnO4溶液、Br2的CCl4溶液褪色的实验。（3）石油的分馏实验教学，可简要地向学生介绍该实验主要仪器的构造与功能，逆流的原理。安装时要注意装置的气密性，以保证气化的烃全部通过冷凝管。实验时如果没有原油，可以由汽油、煤油和柴油等量混合来代替。（4）苯具有较强的挥发性，有毒，使用苯时应注意防护，并保持良好的通风条件。苯的溴代反应实验不宜在此拓展。（5）乙醇性质的实验探究分实验1和实验2，建议在教师引导下让学生自主探究为主。实验1可根据钠在煤油、乙醇不同的现象，引导学生分析比较乙烷、乙醇分子结构差异得出乙醇跟钠的反应原理。实验2，可让学生根据实验现象分两步写出化学方程式“2Cu+O22CuO、CuO+CH3CH2OHCu+CH3CHO+H2O”再让学生合并成总的化学反应方程式，得出乙醇在铜催化作用可被氧气氧化成乙醛。（6）乙酸性质实验探究中，实验1可以学生探究为主，最终得出醋酸的酸性比碳酸强的结论；实验2建议由教师演示。实验2要强化新物质——有香味的乙酸乙酯的生成，并讲清乙酸、乙酸和浓硫酸的混合方法，以及从反应混合物中分离出乙酸乙酯的方法等。（7）糖类性质的实验探究分实验1、实验2、实验3，这些实验操作简单、现象明显，且反应物为日常生活中常见的物质，可引起学生的浓厚兴趣，建议让学生自主探究为主。本实验要求学生熟练直接加热、水浴加热等基本操作方法。（8）用动物脂肪制肥皂实验主要是帮助学生了解油脂是怎样转化成肥皂的化学过程，理解油脂易溶于乙醇、不溶于水等性质，由于实验时间较长，可放到课外进行。（9）蛋白质性质的实验探究分实验1、实验2，主要目的是帮助学生认识蛋白质的某些性，建议在教师指导下，采用边讲边实验的形式进行。通过加硫酸铵后蛋白质凝聚、再加蒸馏水蛋白质又溶解，但加硫酸铜、甲醛凝聚的蛋白质不能再溶解于蒸馏水等现象，让学生理解蛋白质变性这一性质。4、教学案例：乙醇（一）教学目标1、掌握乙醇的分子组成、分子结构，了解日常生活中的乙醇。2、认识乙醇的主要性质。3、引导学生体会-OH对有机化合物性质的影响。（二）教学重点1、乙醇的分子结构2、乙醇的化学性质（三）教学方法“实验-探究”法（四）教学过程设计［引入］让学生讲述课前准备的有关酒的知识，指出各类酒都含有一种共同的主要成分酒精，酒精的化学名称为乙醇，也是一类重要有机化合物。［实验观察］让学生观察实验桌上的无水酒精，总结物理性质(可通过一些小实验判断)。［讨论归纳］乙醇的物理性质：无色有特殊香味的液体，密度比水小，易挥发，易溶于水，沸点比水低，能溶解多种有机物和无机物。［补充说明］无水酒精、工业酒精、医用酒精的有关知识。［设计提问］由乙醇中各元素的质量分数及相对分子质量来计算推出乙醇的分子式。［计算结论］分子式为C2H6O［设计提问］由碳原子的成键特征可推测C2H6O的可能的同分异构体的结构简式？［讨论归纳］CH3CH2OH与CH3-O-CH3［介绍说明］现代化学测定有机化合物结构的方法较多，由仪器测得乙醇的结构简式为CH3CH2OH，结构式为：[微机演示]乙醇分子的比例模型和球棍模型［实验探究］乙醇的化学性质（1）燃烧（在蒸发皿中放一团棉花，加入少量乙醇）观察现象并写出有关的化学方程式。［实验探究］乙醇的化学性质（2）取三支试管分别各加入2mL水、无水乙醇和煤油，再分别投入颗粒大小相同的金属Na，观察反应现象并记录。［问题讨论］钠与乙醇的反应有什么现象？与Na在水、煤油中的现象有什么不同？可以得出什么结论？①煤油与金属Na不反应，说明C—H键上的氢原子不能被Na原子所取代。②乙醇和水均与金属Na反应并放出氢气，说明O—H键上的氢原子能被Na原子所取代。③由于CH3CH2—和H原子对O—H键的影响不同，故它们反应的剧烈程度有明显不同。又由于乙醇与水的密度不同，故钠沉于乙醇试管底部，而浮于水面。④写出有关的化学方程式。［实验探究］乙醇的化学性质（3）在试管中加入2～3mL的无水乙醇，将红热的铜丝迅速插入乙醇中，反复多次，观察铜丝颜色和乙醇气味的变化，分析铜丝在此实验中的作用。［观察讨论］①黑色的氧化铜变成亮红色的铜②在试管口可以闻到刺激性气味③红色铜丝先变黑又变为红色，铜参与了该反应，但反应前后质量和性质均不变，故铜丝作催化剂①写出有关的化学方程式。[小结]乙醇的化学性质（部分）：乙醇与金属Na反应放出氢气乙醇的氧化反应（燃烧、催化氧化）等