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2019-2020年高一化學(xué)《第一單元 化石燃料與有機(jī)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(jī)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(diǎn)，介紹人們怎樣進(jìn)行石油、煤的綜合利用，獲得高質(zhì)量的燃料和有機(jī)化工原料。與此同時(shí)，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)甲烷、乙烯、乙炔、苯的組成、結(jié)構(gòu)特征和主要化學(xué)性質(zhì)，幫助學(xué)生理解取代、加成反應(yīng)的特點(diǎn)和應(yīng)用。教材還在學(xué)習(xí)這些基本的知識之后，適當(dāng)延伸，簡單地介紹烷烴、烯烴、苯的取代物及其在有機(jī)化工中的應(yīng)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(xué)有機(jī)地結(jié)合起來。幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)有關(guān)烴的基礎(chǔ)知識的同時(shí)，了解化學(xué)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(dǎo)學(xué)生認(rèn)識物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。有機(jī)化合物在高中化學(xué)必修模塊的學(xué)習(xí)，為選修模塊《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》的學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)。 【學(xué)情分析】 智力因素： 在初中化學(xué)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生對有機(jī)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(xué)期，上了幾節(jié)課時(shí)間了，上課和作業(yè)的情況，再加上本人建立了學(xué)生的作業(yè)及成績檔案記錄，給學(xué)生施加了一些壓力，現(xiàn)在的學(xué)習(xí)氛圍還不錯(cuò)。高一學(xué)生學(xué)習(xí)知識的態(tài)度很認(rèn)真、渴望知識，并且會主動(dòng)提前預(yù)習(xí)。教學(xué)過程主要采取循循善誘的方法。并且對高一學(xué)生充滿希望，只要一直認(rèn)真學(xué)下去，前途無量。 【教學(xué)目標(biāo)】 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(diǎn)；認(rèn)識乙烯的物理性質(zhì)和化學(xué)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(jià)值觀： 1．通過相關(guān)資料介紹激發(fā)學(xué)生的興趣和增強(qiáng)學(xué)習(xí)的自信心和責(zé)任感； 2．通過啟發(fā)、誘導(dǎo)、設(shè)疑、自學(xué)討論等方法使學(xué)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(xué)生從中體會到嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。從而提高學(xué)化學(xué)、愛化學(xué)的自覺性。 【教學(xué)重點(diǎn)】乙烯化學(xué)性質(zhì) 【教學(xué)難點(diǎn)】加成反應(yīng)原理的理解 【教學(xué)過程】 [引言] 在二十世紀(jì)九十年代，在中東地區(qū)爆發(fā)了名為“沙漠風(fēng)暴”的海灣戰(zhàn)爭，以美國為首的盟國部隊(duì)對伊拉克進(jìn)行了嚴(yán)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(duì)，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(gè)最主要的原因就是即將學(xué)習(xí)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(jī)物特別是低等動(dòng)植物如藻類、細(xì)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(xué)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(shí)直接從礦井開采出來的應(yīng)該叫原油，除了含有機(jī)物外，還含有無機(jī)物水、鹽等，先要脫水、脫鹽，但原油直接利用的價(jià)值不高，為了提高其利用率，必須將石油中各成分進(jìn)行一定程度分離，使它們各盡其用因?yàn)槭褪怯刹诲滋荚訑?shù)烴組成，碳原子數(shù)不同，結(jié)構(gòu)不同，其沸點(diǎn)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(diǎn)不同這一特點(diǎn)來分離他們。加熱他們，沸點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)的產(chǎn)物，這種方法叫分餾。 問：分餾是物理變化還是化學(xué)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(diǎn)不同進(jìn)行分離（物變） 師：工業(yè)分餾石油的主要設(shè)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(diǎn)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(shí)現(xiàn)，裂化就是在一定條件下，將相對分子質(zhì)量較大、沸點(diǎn)較高的烴斷裂為相對分子質(zhì)量較小、沸點(diǎn)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(shí)就是更深度的裂化。 板書： （3）裂解： M大 M小（化變） 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(gè)國家石油化工發(fā)展水平的標(biāo)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(xué)習(xí)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(shí)放在同一個(gè)塑料袋里，系緊袋口，這樣一段時(shí)間后青桔子就可以變黃，成熟。這是因?yàn)槭焯O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(jī)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(xué)習(xí)了烷烴，知道烷烴化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易與酸堿、鹽、強(qiáng)氧化劑等反應(yīng)，比如乙烷，那乙烯與乙烷一樣都具有2個(gè)碳原子，但是一個(gè)是碳碳雙鍵，一個(gè)是復(fù)鍵，其化學(xué)性質(zhì)會有差異嗎？ [觀察思考] P59 師：因?yàn)橹苽銫2H4時(shí)間較長，所以這些實(shí)驗(yàn)我們留到下次實(shí)驗(yàn)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(yīng) 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(diǎn)燃之前須同H2、CH4一樣驗(yàn)純） 乙烯燃燒時(shí)，火焰比甲烷燃燒更明亮，并伴有黑煙，這是因?yàn)橐蚁┲刑假|(zhì)量分?jǐn)?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(jī)反應(yīng)中，該反應(yīng)的反應(yīng)類型應(yīng)該是氧化還原反應(yīng)。但在有機(jī)化學(xué)反應(yīng)中，我們只說有機(jī)物的反應(yīng)類型。比如，乙烯燃燒乙烯發(fā)生了氧化反應(yīng)，所以我們就說該反應(yīng)屬于氧化反應(yīng)；以此類推乙烯使高錳酸鉀溶液褪色也是氧化反應(yīng)。 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(yīng)的機(jī)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(yīng)：有機(jī)物分子中雙鍵（或叁鍵）兩端的碳原子成原子團(tuán)直接結(jié)合生成化合物的反應(yīng)。 CH2=CH2+Br2 → CH2Br—CH2Br 問：加成反應(yīng)與前面學(xué)的烷烴的取代反應(yīng)有何不同？ 生：加成反應(yīng)比較像加成反應(yīng)，取代反應(yīng)比較像置換反應(yīng)，但都所不同。 [遷移應(yīng)用]寫出C2H4與HCl、H2、H2O反應(yīng)的化學(xué)方程式。 師：乙烯易發(fā)生加成生應(yīng)，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(xué)海導(dǎo)航P56 2、預(yù)習(xí)烯烴 【分層練習(xí)】 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(yīng)，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(yàn)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(shè)計(jì)】 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(xué)性質(zhì)