第三節主要介紹乙醇、乙酸這兩種常見的有機物的結構與性質。乙醇,俗稱酒精,同學們在日常生活中較為熟悉,要引導學生聯繫實際,了解其物理性質。
官能團,決定了有機物的主要性質,乙醇的官能團為羥基(—OH),要根據乙醇的結構式,根據—OH的特徵複習乙醇的化學性質,與Na、O2反應等。乙酸也是同學們在日常生活中較為熟悉的物質。它的官能團是,乙酸是一種典型的弱酸,屬於弱電解質,因此,要注意聯繫在無機化學中所學的相關知識:如酸的通性等。酯化反應,是新學習的有機反應,其本質屬於取代反應,要明確其脫水的機理,要指導學生認真研究實驗34酯化反應,啟發學生多問幾個為什麼。
第四節:基本營養物質。主要介紹糖類、油脂、蛋白質,這幾種物質與我們的生活密切相關,複習時,也要充分利用已有的實踐認識,比如:可以以熱鹼水洗碗為例,進一步理解油脂的水解,同時,也可以利用生物學上的相關知識,然後,再從化學的角度加入解析、學習。
抓住糖的多官能團進行學習,推測其可能有的性質,以培養學生的推理能力,探究能力。複習時,要組織學生多討論、多比較,充分發揮學生的主體作用。
三維目標
知識與技能
1.了解乙醇、乙酸的重要用途。
2.掌握乙醇、乙酸的化學性質。
3.了解糖、蛋白質的重要性質與用途。
過程與方法
1.引導學生採用歸納、比較法進行複習。
2.採用討論法複習,培養學生的參與意識。
情感、態度與價值觀
通過本節學習,培養學生的理論聯繫實際能力。
要點提示
教學重點
乙醇、乙酸的性質,糖、蛋白質的特徵反應。
教學難點
乙醇的催化氧化、酯化反應的機理。
教具準備
實物投影儀、鈉、乙醇、酚酞試液、水、試管。
[師]結構決定性質,化學反應的實質就是舊鍵的斷裂及新鍵的形成,從圖中所標出的①②③④處的化學鍵的斷裂,同學們能否判斷乙醇各發生了哪些反應?
[生1]斷①處鍵,可以發生酯化反應。
[師]如果①②處鍵斷裂,大家看看形成了什麼樣的物質?
[生]形成了乙醛。
[師]那麼發生了什麼反應?
[生]氧化反應。
[師]此時發生了催化氧化反應。
[師]如果是③④兩處鍵同時斷裂呢?又形成了什麼物質?
[生]乙烯!
(切換到幻燈片)
【例1】 某有機物X的蒸氣完全燃燒時需要3倍於其體積的氧氣,產生2倍於其體積的CO2和3倍於其體積的水蒸氣,有機物X在適當條件下能進行如下一系列轉化:
①有機物X的蒸氣在Cu或Ag的催化下能被O2氧化成Y。
②X能脫水生成烯烴Z,Z能和HCl反應生成有機物S。
試解答下列問題:
(1)寫出下列物質的結構簡式:X________;Y________;Z________;S________。
(2)用化學方程式表示①~②有關轉化反應方程式。
[師]請同學們先試著解析已知條件,找出解題思路。
[生]本題已知有機物燃燒時的耗氧量、生成CO2及水蒸氣的量,由此,可以求出X的分子式,再根據性質,就可以得出答案。
[師]解題時首先要審清題意,找出已知條件,弄清楚要求什麼。找出了已知和未知的關係,就可以找出解題的思路。
解析:由X燃燒的化學反應方程式:
CxHyOz+3O2―→2CO2+3H2O
根據質量守恆,可知:
x=2;y=6;z=1
即,X的分子式為C2H6O,由所給的性質可以得出:Y是乙醛,Z是乙烯,S是氯乙烷。
性質 | 現象及反應方程式 |
|
酸的通性[來源:Z§xx§k.Com][來源:學科網ZXXK][來源:學+科+網Z+X+X+K] | 紫色石蕊試液 |
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酚酞試液 |
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Mg粉 |
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Na2O |
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NaOH |
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CaCO3 |
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酯化反應 | 乙醇 |
|
[師]CH3COOH發生可逆電離,斷①處鍵;發生酯化反應,斷②處鍵。
[師]乙酸酯化反應的實驗,是一重要實驗,請同學們認真看書,並思考以下問題。
1.(2003江蘇高考)無水乙酸又稱冰醋酸(熔點16.6 ℃)(展示冰醋酸樣品)。在溫度較低時,無水乙酸就會凝結成像冰一樣的晶體。請簡單說明在實驗中若遇到這種情況時,你將如何從試劑瓶中取出無水乙酸?
2.實驗中「用酒精燈緩緩加熱」為什麼?
3.飽和Na2CO3溶液的作用是什麼?
4.導管口能否伸到Na2CO3飽和溶液的液面之下?
[生1]取冰醋酸可以用玻璃棒撬。
[生2]用鑷子撬。
[師]那就請你用玻璃棒或者鑷子撬一下看是否合適。
一同學上臺撬冰醋酸,結果很難撬動。
[師]大家集思廣益,到底該怎麼辦?
[生3]用酒精燈加熱。
[生4]放到熱水中浸泡一會。
[生5]可以用熱毛巾捂。
[師]能直接用酒精燈加熱嗎?
[生]不能。盛冰醋酸的是普通玻璃瓶,不能直接加熱。
[師]可以採取第4、5個同學所說的方法,用溫水或者熱毛巾捂。
[師]繼續回答第2個問題。
[生2]緩慢加熱是為了防止乙醇揮發,因為乙醇沸點低易揮發,從而造成反應物損失,乙酸乙酯的產率降低。
[生1]緩緩加熱是為了防止反應劇烈,引起暴沸。
[師]同學們的意見呢?哪個更合理?
[生]第2個!
[師]對!
[師]第3個問題。
[生1]Na2CO3溶液的作用是吸收揮發出的乙酸。
[生2]對不起!不知道。
[多媒體播放:參考答案——Na2CO3溶液的作用]
[師]最後一個問題。
[生1]便於觀察乙酸乙酯的生成:一滴一滴地滴下!
請完成下列問題:
(1)試管A內在60~80 ℃時發生的主要反應的化學方程式為(註明反應條件):________________________________________。
(2)如圖所示在實驗的不同階段,需要調整溫度計在試管A內的位置,在實驗開始時溫度計水銀球的位置應在____________________________;當試管A內的主要反應完成後溫度計水銀球的位置應在__________________,目的是______________________。
(3)燒杯B的作用是________________________________;燒杯B內盛裝的液體可以是__________________________________(寫出一種即可)。
(4)若想檢驗試管C中是否含有產物乙酸,請你在所提供的藥品中進行選擇,設計一個簡便的實驗方案。
所提供的藥品有:pH試紙、紫紅色的石蕊試紙、白色的醋酸鉛試紙、碳酸氫鈉粉末。實驗儀器任選。該方案為______________________________________________________。
[生1]本題的原理是乙醛氧化製備乙酸,然後驗證乙酸的性質。
[生2]A作為反應器,製備乙醛,B作為反應提供的條件——加熱,C用來收集乙酸。
[師]題中所給的幾種物質的沸點,這些數據的作用是什麼?
[生3]我認為,是加熱的溫度,因為乙酸的沸點是117.9 ℃,要想使乙酸順利蒸發出,選甘油為好。
[師]可不可以選乙二醇?
[生4]可以,只要溫度高於乙酸的沸點是117.9 ℃即可。
[師]正確。
[生5]檢驗乙酸,可以用pH試紙。
[生6]也可以用碳酸氫鈉。
[師]哪個方案最好呢?
[生]pH試紙簡單!
(實物投影儀投影幾份學生的答案)
[師]同學們解析得不錯。本題屬於實驗題,可以根據已知的條件,結合實驗裝置圖,解析其反應原理,然後,再依據原理,結合問題,得出答案。
(1)寫反應方程式時,要注意條件、配平。
(2)溫度計是用來指示溫度的,開始時是製備乙醛,溫度應該控制在60~80 ℃,反應完成後,需要蒸餾出乙酸,所以,溫度計應該是指示乙酸的沸點,所以,水銀球應該位於支管口。
(3)B的作用是加熱均勻,同時使生成的乙酸蒸餾出。
(4)可以用pH試紙檢驗乙酸。
答案:(1)2CH3CHO+O2
| 組成元素 | 代表物 | 代表物分子 | 性質 | 聯繫 |
單糖 | C、H、O | 果糖 | C6H12O6 | 酯化反應 | 互為同分異構體 |
葡萄糖 | C6H12O6 | 酯化反應 銀鏡反應 | |||
雙糖 | C、H、O | 蔗糖 | C12H22O11 | 水解,產物為葡萄糖、果糖 | 互為同分 異構體 |
麥芽糖 | C12H22O11 | 水解,產物為葡萄糖 | |||
多糖 | C、H、O | 澱粉 | (C6H10O5)n | 水解,遇碘水變藍 | 不是互為同 分異構體 |
纖維素 | (C6H10O5)n | 水解 |
請填空:
(1)過程①是__________反應,過程②是__________反應,過程③是__________反應。(填寫反應類型的名稱)
(2)過程④的另一種生成物是__________(填寫化學式)。
(3)上述物質__________和__________互為同分異構體。(填寫字母代號)
[師]請同學們先思考,可以討論。
[生1]①是消去反應,②是加成反應,③是氧化反應。
[生2]根據質量守恆可以知道,④的另一種產物應該是CO2。
[生3]A和C互為同分異構體。
[師]很好。
[師]本題看似較難,但是,起點高落點低,考查的是基本的概念,只要概念清晰,審題仔細,是可以做出的。
答案:(1)①消去 ②加成 ③氧化 (2)CO2 (3)A C
課堂小結
本節課我們大家通過討論的方法對所學過的內容進行了歸納、比較,既鞏固了知識,又訓練培養了大家的自主學習能力,一舉兩得。
布置作業
1.生活中的問題常涉及化學知識,下列過程不涉及化學變化的是( )
A.用食醋或醋精除去暖瓶內的水垢 B.用四氯化碳擦去原子筆油漬
C.用糯米飯、酒麴等自製甜酒釀 D.福馬林的稀溶液浸制生物標本
2.下列是某種高分子化合物的部分結構片斷。這種高分子化合物可能是( )
1.當下列物質:①大理石 ②鐘乳石 ③鍋垢 ④貝殼 ⑤蛋殼,分別滴加醋酸時,會產生相同氣體的有( )
A.①② B.④⑤
C.①②③ D.①②③④⑤
2.據報導,2002年10月26日俄羅斯特種部隊在解救人質時除使用了非致命武器芬太奴外,還使用了一種麻醉作用比嗎啡強100倍的氟烷,已知氟烷的化學式為C2HClBrF3,則沸點不同的上述氟烷有( )
A.1種 B.2種
C.3種 D.4種
3.近年來,建築裝潢裝飾材料進入家庭,調查發現若經過裝修的居室中由裝潢裝飾材料緩慢釋放出來的化學汙染物濃度過高,會影響健康。這些汙染物中最常見的是( )
A.CO
B.SO2
C.甲醛、甲苯等有機物蒸氣
D.臭氧
4.用硫酸酸化的CrO3遇酒精後,其顏色會從紅色變為藍綠色,用這個現象可以測得汽車司機是否酒後開車。反應的方程式為2CrO3+3C2H5OH+3H2SO4===Cr2(SO4)3+3CH3CHO+6H2O,此反應的氧化劑是( )
A.H2SO4 B.CrO3
C.Cr2(SO4)3 D.C2H5OH
5.下列實驗:①澱粉水解 ②纖維素水解 ③乙酸乙酯製取 ④由乙醇製取乙烯 ⑤用苯和硝酸製取硝基苯。實驗中用到濃硫酸的是( )
A.③④ B.③④⑤
C.②③④⑤ D.①②③④⑤
6.過氧乙酸(CH3COOOH)是一種高效消毒劑,具有很強的氧化性和腐蝕性,它可由冰醋酸與過氧化氫在一定條件下製得;還可以迅速殺滅多種微生物,包括多種病毒(如:SARS病毒)、細菌、真菌及芽孢,有關過氧乙酸的敘述正確的是( )
A.過氧乙酸與羥基乙酸(HOCH2COOH)互為同分異構體
B.過氧乙酸可與苯酚混合使用
C.由過氧化氫與醋酸製取過氧乙酸的反應屬於氧化還原反應
D.濃過氧乙酸中加入少許紫色石蕊試液,振蕩後試液一定呈紅色
7.據報導,某煤礦井下採煤面瓦斯突出,發生爆炸,當場造成56人死亡,92人生死不明。截至記者發稿時,經過全力搜救,目前又發現4名遇難礦工遺體,死亡人數增至60人。其中,55人系窒息死亡。目前,尚有88名礦工下落不明。根據以上信息完成下列問題:
(1)寫出瓦斯爆炸的化學方程式:______________________________________。
(2)可燃性氣體的爆炸都有一個爆炸極限,所謂爆炸極限是指可燃氣體(或蒸氣或粉塵等)與空氣混合後,遇火產生爆炸的最高或最低濃度(通常以體積百分數表示)。下表是甲烷在空氣和純氧氣中的爆炸極限。
| 空氣中 | 純氧氣中 |
甲烷的爆炸極限 | 5.0%~15% | 5.0%~60% |
下面是瓦斯和空氣組成的混合氣體中瓦斯的體積含量,從是否能夠爆炸方面考慮,請判斷哪些是不安全的________。
A.3% B.10%
C.30% D.60%
(3)請分析人為什麼在瓦斯爆炸的礦中會窒息死亡:______________________________。
(4)由礦井中的瓦斯爆炸,根據你的化學實驗經驗,你可以得出什麼啟示?(提示:對可燃性氣體的加熱、點燃操作應該注意的問題)___________________________________________。
8.有關催化劑的催化機理等問題可從「乙醇催化氧化實驗」得到一些認識,其實驗裝置如下圖所示,其實驗操作為:預先使棉花團浸透乙醇,並照圖安裝好裝置;在銅絲的中間部分加熱,片刻後開始(間歇性)鼓入空氣,即可觀察到明顯的實驗現象。
(2)穩定性和可燃性:多數有機物受熱容易分解,而且容易燃燒。
(3)熔沸點:多數有機物熔沸點低,很多物質常溫下為液態、氣態,且液態物質易揮發。
(4)導電性:多數有機物是非電解質,不易導電。
(5)化學反應:一般比較複雜,反應速率較慢,還常伴有副反應發生,所以常需加熱或使用催化劑以促進它們的進行。寫有機反應方程式時一般用「―→」,而不用「===」,但方程式必須配平。
有機物的簡單分類:
有機物可簡單分成烴和烴的衍生物兩大類。僅含碳和氫兩種元素的有機物稱為碳氫化合物,又稱烴。烴又可分為烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴等。
(二)
1.神奇的乙烯
在自然界,植物從發芽到落葉,開花到落花,結果到落果的這種自然現象對人們來說,已是習以為常了。但是,你是否想過為什麼會出現這種現象呢?
先說植物的葉子為什麼會脫落。樹木的嫩葉慢慢地長大,經過一段時間,綠葉便慢慢地變黃、衰老,最後脫落。這種落葉是一種自然衰老現象。它就像所有有生命的東西一樣,生長到一定時候便要衰老死亡。
另一種落葉現象就是秋天的落葉。這種落葉是自然條件變化引起的。實際上是由於秋天的日照時間縮短,葉片中有較多的乙烯和脫落酸造成的。乙烯和脫落酸有促進葉子脫落的作用,葉柄基部形成一個離層區,在酶的作用下細胞間的聯繫變得鬆弛,一遇風吹葉子便從離層區脫落。
花和果實的脫落與葉子脫落的道理是非常相似的。花在衰敗前常有較多的乙烯和脫落酸形成促使果柄產生離層區,引起果實脫落。
了解了葉、花、果脫落的原因,人們便可用科學方法來人為地控制它們的脫落,這對農業生產是很有意義的。
2.煤氣燈的秘密
1864年,美國人發現一件奇怪的事情,煤氣燈洩漏出的氣體可使附近的樹木提前落葉。
1892年,在亞速爾群島,有個木匠在溫室中工作時,無意中將美人蕉的碎屑當作垃圾燒了起來,結果美人蕉屑燃燒的煙霧瀰漫開來後,溫室中的菠蘿一齊開了花。
1908年,美國有些康乃馨的培育者將這種名貴的花卉移植到裝有石油照明燈的芝加哥溫室中,結果花一直未開。
針對上述事實,科學家們進行了大量的研究,結果發現原來這都是乙烯搗的鬼:
煤氣燈中漏出的是乙烯,它能使樹葉早落。
美人蕉碎屑燃燒後產生乙烯,它能促使花兒開放。
芝加哥溫室中石油照明燈放出的乙烯,它卻抑制了康乃馨花兒的開放。
看來,作為植物生長的調節劑,乙烯對不同的植物施展了不同的魔法。
3.石蠟油分解實驗的再探究
實驗裝置也可以改為右圖所示裝置:在試管①中加入石蠟油和氧化鋁;試管②放在冷水中;試管③中加入KMnO4溶液或溴水。
實驗要點:
(1)石棉要儘量多地吸收石蠟油。
(2)石蠟油分解反應的溫度要在500 ℃以上。
(3)實驗中要注意防止倒吸;最好是教師演示實驗;沒有條件做實驗的學校,可以放錄像或其他多媒體資料。
(4)KMnO4用稀溶液,3 mL該溶液中一般加入2~3滴稀H2SO4溶液,增加KMnO4溶液的氧化性。
(5)配製溴的四氯化碳溶液時,20 mL四氯化碳加1~2滴溴即可。