高中化学必修2第二节来自石油和煤的两种基本化工原料（2）教学设计

 高中化学必修2第二节来自石油和煤的两种基本化工原料（2）教学设计  三维目标：     ①了解苯的组成和结构特征，理解苯环的结构特征。 知识与技能： ②掌握苯的卤代反应、硝化反应、磺化反应等性质。   ③通过苯的化学性质的学习，掌握研究苯环性质的方法。 过程与方法： ①通过解析推测苯的结构，提高根据有机物性质推测结构的能力。   ②通过苯的主要化学性质的学习，掌握研究苯环性质的方法。 情感、态度 通过发现苯环结构的介绍，体验科学家艰苦探究、获得成功的过程，培养用科学观点看待事物的观点。对学生进行“事物是相互影响、相互联系的”辩证唯物主义教育。 与价值观 教学重点： 苯的主要化学性质 教学难点： 苯分子结构的理解 教学方法： 分析比较法 教学准备： 多媒体课件、实验用品 教学过程： 第二课时 【引言】苯是一种重要的化工原料，也是重要的有机物，所以我们本节来学习。二、苯苯的发现：1825年英国科学家法拉第首先发现苯。1、苯的物理性质    【学生活动】①展示苯的实物，让学生直接观察苯的颜色和状态。②阅读课本69页有关内容。    【实验1】：将装有苯的试管放入到冰水混合物中，观察试管中的变化。【实验2】：将苯与水混合于试管，振荡、静置后观察现象，认识苯的溶解性。【归纳总结】苯是一种无色、有特殊气味的有毒液体，不溶于水且比水轻、熔沸点低。2、苯的分子结构（1）分子式C6H6（2）结构式：  或  凯库勒式特别说明：苯环上的12个原子全部位于同一平面上，为一平面型分子。分子中不存在凯库勒式所反映的单双键交替结构，苯环上的键为介于C—C和C=C之间的一种特殊的键。※【科学视野】苯的分子结构的推测过程：让学生书写符合C6H6的可能链烃结构简式，  根据学生书写的结构简式作出判断：    假设：此物质具有双键或三键.因此，它具有双键或三键的特性。    实验：通过实验证明苯没有双键或三键。    分析：苯分子到底是什么样的结构呢？这在十九世纪是一个很大的化学之迷。德国化学家凯库勒由于揭开这个迷而名垂青史。凯库勒1866年提出两个假说： 苯的六个碳原子形成环状闭链，即平面六边形。 各碳原子之间存在单双键交替形式。从苯的分子式，凯库勒结构式和结构简式预测苯可能具有的化学性质。（从凯式来看，苯应是不饱和的烃，可能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色。）；将苯加入到酸性KMnO4溶液和溴水中，检验上述推论。（均不褪色，但苯加到溴水中后发生分层，溴水褪色，原因发生了萃取）。推论与实验结果不符，对苯分子结构的凯式理论的准确性提出质疑。   解释：①苯不与酸性KMnO4和溴反应，说明苯环结构稳定。分子中不存在凯库勒式所反映的单双键交替结构。②苯在一定条件下既可发生取代反应又可与H2发生加成反应，说明苯既表现出C=C的性质也表现出C—C的性质，事实上苯环上的键为介于C—C和C=C之间的一种特殊的键。因此苯的结构简式写为 更为科学。③苯环上的12个原子全部位于同一平面上，为一平面型分子。科学研究的方法：提出假设→实验验证→总结分析→得出结论【科学史话】课本71页科学史话详细介绍了苯的发现和苯分子结构的确定过程，请同学们课后自己阅读。【阅读材料】凯库勒是德国化学家。19世纪中期，随着石油、炼焦工业的迅速发展，有一种叫做“苯”的有机物的结构成了许多化学家面临的一个新的难题，凯库勒就是其中的化学家之一。为了探求谜底，他每天只睡三四个小时，工作起来就忘记了休息，黑板、地板、笔记本，甚至是墙壁上，到处都是他写下的化学结构式，但一直没有什么结果。一天，困顿至极的凯库勒，恍惚见到一条首尾相衔的蛇在眼前飞舞，心神领会中一下悟到了苯的结构式。他事后叙述了这段梦境：“事情进行得不顺利，我的心想着别的事了。我把坐椅转向炉边，进入半睡眠状态。原子在我眼前飞动：长长的队伍，变化多姿，靠近了，连接起来了，一个个扭动着回转着，像蛇一样。看，那是什么？一条蛇咬住了自己的尾巴，在我眼前旋转。我如从电掣中惊醒。那晚我为这个假说的结果工作了一整夜。”在德国化学会成立25周年庆祝大会上，凯库勒报告了自己发现的经过，开玩笑地对人们说：“先生们，让我们学会做梦吧！”课堂练习：能说明苯分子苯环的平面正六边形结构中, 碳碳链不是单双键交替排布的事实是(A)苯的一元取代物没有同分异构体     (B)苯的间位二元取代物只有一种(C)苯的邻位二元取代物只有一种       (D)苯的对位二元取代物只有一种【过渡】在学习了苯的结构之后我们来学习苯的化学性质和用途。     3、苯的化学性质【学与问】请同学们阅读69页，解决学与问中的问题。【演示实验】实验3-1，观察苯分别与溴水和酸性高锰酸钾的反应。【实验现象】苯不能使溴水褪色，但可以分层；苯不能被酸性高锰酸钾氧化。【实验结论】苯既不属于烷烃，也不属于烯烃。（1）苯的氧化反应①苯的燃烧：       2C6H6 + 15O2   12CO2 + 6H2O    【现象】火焰明亮，放出黑烟，与乙炔燃烧现象相同。【思考题】苯燃烧的现象是火焰明亮，放出黑烟，你能解释原因吗？②苯不能使被酸性高锰酸钾氧化，而发生褪色现象。【结论】苯不能使酸性高锰酸钾溶液和溴水发生反应，进一步证实了苯分子中没有双键，它的性质不同于烷烃和烯烃。（2）苯的取代反应在一定条件下，苯易与液溴、硝酸和硫酸发生取代反应，部分具备饱和烃的性质。①苯与溴的取代反应        说明：①苯环具有饱和链烃的性质，反应了苯的独特结构（碳碳键的特性）。②苯只能与液溴发生取代，不能与溴水发生取代。此取代反应需要使用铁粉或溴化铁作催化剂。③生成的溴苯为无色不溶于水的液体，比水重。但实验中由于溴苯中混有溴而带有颜色。④分离提纯溴苯的方法：向反应混合物中加入NaOH溶液，充分振荡静置后分液，取下层溶液。⑤解释苯溴代反应装置中长导管的作用：冷凝回流。使蒸发的苯与溴冷凝回流到容器中。②苯的硝化反应+  HO-NO2       -NO2  + H2O                          硝基苯（无色）硝化反应：苯环上的氢原子被硝基（-NO2）取代的反应，叫做硝化反应。    注：①此反应中反应物是苯和浓硝酸，反应条件是：浓硫酸作催化剂，温度55—60℃。②试剂加入顺序是：先硝酸，再硫酸，冷却后再滴苯。③要用水浴加热，使水控制温度，温度计放在水中；④配制混酸时，要将浓硫酸逐滴加入到浓硝酸中去，且边加边搅拌；向冷却后的混酸中滴加苯，且边加边振荡，以防产生大量的热，造成苯的蒸发而损失。⑤实验制得的硝基苯有一定黄色，是浓硝酸分解生成的NO2溶于其中所致，可用碱洗除去。（3）苯的加成反应苯部分表现出碳碳双键的性质，在特定条件下仍能发生加成反应，如与氢气的加成。反应条件：镍作催化剂，温度180－250℃之间。4、苯的同系物（1）苯的同系物概念：分子中有苯环，且侧链上只连接饱和烃基的烃。    芳香烃概念：凡分子中含有苯环的烃。     关系：苯的同系物属于芳香烃。（2）苯的同系物的通式：CnH2n-6（3）常见苯的同系物甲苯、二甲苯（对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯）、乙苯（4）苯的同系物的化学性质①苯的同系物的氧化反应：燃烧氧化时，现象同苯的燃烧，火焰明亮，放出浓烟。苯的同系物可被氧化剂如KMnO4(H+)所氧化，不论侧链多长，均被氧化为苯甲酸。但苯不能被氧化。②苯的同系物与苯一样可发生取代反应，如卤代、硝化等。③加成反应：苯的同系物与苯一样可发生加成反应，生成饱和物质。〖板书设计〗二、苯 1、苯的物理性质    2、苯的分子结构 3、苯的化学性质    4、苯的同系物〖教后记〗        【知识拓展】1、有机物分子式的确定①实验式法：由各元素的质量分数→求各元素的原子个数之比(实验式)→相对分子质量→求分子式。分子式＝(最简式)n②原子个数法：若已知有机物的相对分子质量和各元素的质量分数，可以直接计算出各原子的数目，从而写出分子式。                                        例题：  某烃的含氧衍生物可以作无铅汽油的抗爆震剂，它的分子量为88.0，含C的质量分数为68.2%，含H的质量分数为13.6%，请写出其分子式：                  。                                                       【科学视野】人造血液苯是一种无色具有特殊芳香气味的液体，沸点为80.1℃，甲苯、二甲苯属于苯的同系物，都是煤焦油分馏或石油的裂解产物。目前室内装饰中多用甲苯、二甲苯代替纯苯作各种胶.油漆.涂料和防水材料的溶剂或稀释剂。因为苯具有易挥发、易燃、蒸气有爆炸性的特点。人在短时间内吸入高浓度的甲苯、二甲苯时，可出现中枢神经系统麻醉作用，轻者有头晕、头痛、恶心、胸闷、乏力、意识模糊，严重者可致昏迷以致呼吸、循环衰竭而死亡。如果长期接触一定浓度的甲苯、二甲苯会引起慢性中毒，可出现头痛、失眠、精神萎靡、记忆力减退等神经衰弱样症候群。苯化合物已经被世界卫生组织确定为强烈致癌物质。