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2019-2020年高一化學《第一單元 化石燃料與有機化合物》教案 【教材分析】 本單元教材以三種化石燃料的存在、加工和利用為線索，講解人們從化石燃料中可以獲得哪些重要的有機化合物。例如，以甲烷的利用，石油的分餾、裂化、裂解，煤的干餾、液化和氣化為重點，介紹人們怎樣進行石油、煤的綜合利用，獲得高質(zhì)量的燃料和有機化工原料。與此同時，指導學生學習甲烷、乙烯、乙炔、苯的組成、結(jié)構(gòu)特征和主要化學性質(zhì)，幫助學生理解取代、加成反應的特點和應用。教材還在學習這些基本的知識之后，適當延伸，簡單地介紹烷烴、烯烴、苯的取代物及其在有機化工中的應用。 教材把STS教育與烴的基本知識（組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途）的教學有機地結(jié)合起來。幫助學生在學習有關(guān)烴的基礎(chǔ)知識的同時，了解化學的幫助人類合理利用自然資源方面所起的作用。以甲烷、乙烯、苯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系為例，引導學生認識物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。有機化合物在高中化學必修模塊的學習，為選修模塊《有機化學基礎(chǔ)》的學習打基礎(chǔ)。 【學情分析】 智力因素： 在初中化學的學習中，學生對有機物、化石燃料、淀粉、維生素、油脂、蛋白質(zhì)等有了非常粗淺的了解。 非智力因素: 高一新學期，上了幾節(jié)課時間了，上課和作業(yè)的情況，再加上本人建立了學生的作業(yè)及成績檔案記錄，給學生施加了一些壓力，現(xiàn)在的學習氛圍還不錯。高一學生學習知識的態(tài)度很認真、渴望知識，并且會主動提前預習。教學過程主要采取循循善誘的方法。并且對高一學生充滿希望，只要一直認真學下去，前途無量。 【教學目標】 1、知識與能力： C類：知道乙烯是石油的煉制的主要產(chǎn)物。 B類：了解乙烯組成及其結(jié)構(gòu)特點；認識乙烯的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)及其重要作用。 A類：了解石油的組成；了解石油的分餾原理及分餾產(chǎn)品及用途了解石油的裂化和裂解。 2、情感態(tài)度價值觀： 1．通過相關(guān)資料介紹激發(fā)學生的興趣和增強學習的自信心和責任感； 2．通過啟發(fā)、誘導、設疑、自學討論等方法使學生了解石油的煉制措施和原理通過對乙烯分子結(jié)構(gòu)的推理過程，使學生從中體會到嚴謹求實的科學態(tài)度。從而提高學化學、愛化學的自覺性。 【教學重點】乙烯化學性質(zhì) 【教學難點】加成反應原理的理解 【教學過程】 [引言] 在二十世紀九十年代，在中東地區(qū)爆發(fā)了名為“沙漠風暴”的海灣戰(zhàn)爭，以美國為首的盟國部隊對伊拉克進行了嚴厲的軍事打擊；另一方面美國和沙特兩國保持特殊的“友好”關(guān)系；直到現(xiàn)在美國在中東地區(qū)仍駐扎著大量的軍隊，牢牢地控制著海灣的局勢。為什么美國會投入大量的兵力把持中東的局勢呢？其中一個最主要的原因就是即將學習的主題之一——石油。 師：石油是怎樣形成的？石油中有哪些元素？ 生：各種有機物特別是低等動植物如藻類、細菌、蚌殼、魚類等死后埋藏在不斷下沉的缺氧的海灣、瀉湖、三角洲、湖泊等地下，經(jīng)過許多物理化學作用，最后逐漸形成為石油。 板書：一．石油的煉制 1． 組成：主要由分子中含不同數(shù)目碳原子的組成 含C、H，還含少量S、N、O等元素 師：其實直接從礦井開采出來的應該叫原油，除了含有機物外，還含有無機物水、鹽等，先要脫水、脫鹽，但原油直接利用的價值不高，為了提高其利用率，必須將石油中各成分進行一定程度分離，使它們各盡其用因為石油是由不遄碳原子數(shù)烴組成，碳原子數(shù)不同，結(jié)構(gòu)不同，其沸點均不同。所以可以根據(jù)石油中烴類混合物的各種成分的沸點不同這一特點來分離他們。加熱他們，沸點低的烴（即分子數(shù)碳原子數(shù)少）的烴先汽化，其蒸氣經(jīng)冷凝后變?yōu)橐后w首先分離出來。這種方法叫蒸餾。隨著溫度升高，沸點較高的烴再汽化，經(jīng)冷凝也分離出來。像這樣，通過加熱和冷凝，把汽油分成不同沸點的產(chǎn)物，這種方法叫分餾。 問：分餾是物理變化還是化學變化？ 生：物理變化。 板書： 2．石油的煉制 （1）分餾：利用各組分沸點不同進行分離（物變） 師：工業(yè)分餾石油的主要設備叫做分餾塔，大家看到課本P67圖3-2-5，工業(yè)分餾產(chǎn)物主要有石油氣—C4以下；汽油—C5—C10；煤油—C11-C16、柴油C15—C18、重油——C20以上，它們?nèi)允腔旌衔铩? 師：汽油、煤油、柴油等產(chǎn)量較高點占1/4左右，而社會需求量大的正是這些輕質(zhì)油，那如何得到，更多輕質(zhì)油，工業(yè)上怎樣充分利用重油？ 師：工業(yè)上主要通過裂化和裂解重油來實現(xiàn)，裂化就是在一定條件下，將相對分子質(zhì)量較大、沸點較高的烴斷裂為相對分子質(zhì)量較小、沸點較低的烴的過程。 板書： （2）裂化： M大 M小（化變） C16H34 C8H18+C8H16 主要原料：重油 目的：提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量和質(zhì)量。 師：而有些裂化產(chǎn)物還可以繼續(xù)分解，生成飽和的不飽和的小分子氣態(tài)烴，這種方法叫做裂解，其實就是更深度的裂化。 板書： （3）裂解： M大 M?。ɑ儯? 主要原料：石油分餾產(chǎn)品（包括石油氣） 目的：得到氣態(tài)短鏈烴——主要是乙烯 師：剛才我們說了乙烯是石油煉制的重要產(chǎn)物之一。目前，世界上已將乙烯的產(chǎn)量作為衡量一個國家石油化工發(fā)展水平的標志。以乙烯為原料制取的化工產(chǎn)品越來越多，用途也越來越廣泛，可以制殺蟲劑、塑料、布料、酒精等等。接下來，我們就一起來學習乙烯的性質(zhì)及作用。 板書： 二、乙烯 師：乙烯分子式為C2H4，能否根據(jù)其分子式寫出電子式、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡式。 板書： 1．組成與結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)式: 空間結(jié)構(gòu)：飽和烴、烷烴）CnH2n+2) 平面結(jié)構(gòu)，6原子處于同一平面，鍵角120（雙鍵不能旋轉(zhuǎn)） 不飽和烴：烯烴（CnH2n，n≥2） 師：把青桔子、熟蘋時放在同一個塑料袋里，系緊袋口，這樣一段時間后青桔子就可以變黃，成熟。這是因為熟蘋果不斷釋放放出催熟劑，催熟桔子，而這種催熟劑就C2H4。 那大家能從熟蘋果上看見什么有色物質(zhì)揮發(fā)出來嗎？ 生：沒有。 板書： 2．物性：無色，稍有氣味，難溶溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有機溶劑。 ρ≈ρ空氣，不能用排空氣法收集，可用排水法。 師：前面我們學習了烷烴，知道烷烴化學性質(zhì)穩(wěn)定，不易與酸堿、鹽、強氧化劑等反應，比如乙烷，那乙烯與乙烷一樣都具有2個碳原子，但是一個是碳碳雙鍵，一個是復鍵，其化學性質(zhì)會有差異嗎？ [觀察思考] P59 師：因為制備C2H4時間較長，所以這些實驗我們留到下次實驗室去做。我們先來說下它們的現(xiàn)象。 板書： 3．化性 （1）氧化反應 a. 燃燒：CH2=CH2+3O2 2CO2+2H2O 師：乙烯在空氣中爆炸極限是3.4%--34$，故點燃之前須同H2、CH4一樣驗純） 乙烯燃燒時，火焰比甲烷燃燒更明亮，并伴有黑煙，這是因為乙烯中碳質(zhì)量分數(shù)更高，不完全燃燒有炭黑。甲烷中含碳量75%，而乙烯的約占86%。 b. 使酸性KMnO4溶液褪色 C2H4 CO2 師：若在無機反應中，該反應的反應類型應該是氧化還原反應。但在有機化學反應中，我們只說有機物的反應類型。比如，乙烯燃燒乙烯發(fā)生了氧化反應，所以我們就說該反應屬于氧化反應；以此類推乙烯使高錳酸鉀溶液褪色也是氧化反應。 師：乙烯可以使KMnO4溶液褪色，也可以使溴水褪色，原理一樣的？ 生：不是。 師：我們來看下乙烯與溴水反應的機理 Br Br H—C—C—H+Br—Br → H—C—C—H（1，2-二溴乙烷） H H H H 板書： （2）加成反應：有機物分子中雙鍵（或叁鍵）兩端的碳原子成原子團直接結(jié)合生成化合物的反應。 CH2=CH2+Br2 → CH2Br—CH2Br 問：加成反應與前面學的烷烴的取代反應有何不同？ 生：加成反應比較像加成反應，取代反應比較像置換反應，但都所不同。 [遷移應用]寫出C2H4與HCl、H2、H2O反應的化學方程式。 師：乙烯易發(fā)生加成生應，除與溴水外，還可以與Cl2、HCl、H2、H2O等許多物質(zhì)在一定條件下加成）。 如：CH2=CH2+H2 CH3—CH3 CH2=CH2+HCl CH3—CH2Cl CH2=CH2+H2O CH3—CH2OH 【作業(yè)布置】 1、學海導航P56 2、預習烯烴 【分層練習】 1．鑒別乙烯與甲烷，可用什么辦法：①用溴水；②用酸性KMnO4溶液。 2．除甲烷中的C2H4 ①用溴水；CH2=CH2 CO2，引入新雜質(zhì)。 注：不能用KMnO4溶液。 3．制備較純凈一氯乙烷，可用什么方法？ ①CH3CH3與Cl2發(fā)生取代，但是連鎖以應，氯化物不只一種，制得CH3CH2Cl不純。 ②C2H4與HCl一定條件下加成。 4．如何驗證CH3CH3與Cl2是發(fā)生取代，CH2=CH2與Cl2是加成？（注意Cl2的量） 【板書設計】 一、石油的煉制 1．組成 2．煉制 二、乙烯 1．組成與結(jié)構(gòu) 2．物理性質(zhì) 3．化學性質(zhì)