羧酸 酯
一、教学设计理念
本节教学设计基于科学取向教学论的理论指导,针对本节教材内容与学生学习能力起点、教学目标(终点)等进行任务分析,力图帮助学生在获取有机物的组成、结构、性质、用途等知识的同时建立学习系统有机物的认知图式,通过类比、迁移等训练发展学生头脑中的认知结构和认知模式。
二、教学背景分析: 教材分析:
本节选取了乙酸和乙酸乙酯作为羧酸和酯的代表物,为了避免重复,采取了“复习与提升”的编写策略,通过 “科学探究”复习了乙酸的酸性和酯化反应;而乙酸乙酯水解的学习是通过“科学探究”探索在不同介质和条件下的水解速率来完成。既体现了课程标准提倡的探究性学习方式,又深化了学习内容及化学不同分支(有机化学与化学反应原理)之间的联系。通过资料卡片栏目等提供丰富图片联系实际,让学生感受身边的羧酸和酯,提高学习的兴趣。
学生情况分析:
在初中化学中,学生已知乙酸为酸性物质,但是没有从电离角度给予本质解释。在必修阶段,学生认识到乙酸中含有羧基,但是没有从官能团上升到物质分类高度,没有认识羧酸类物质的结构和性质,没有真正建立有机物的分类观。
( 1) 不能从物质分类角度深刻认识羧酸具有酸的通性
在教学实践中发现,许多学生虽然知道羧酸具有酸的通性,但是却不能顺利书写羧酸类物质与金属、金属氧化物、与碱或无机盐反应的化学方程式。有的学生虽然了解乙酸、碳酸和苯酚的酸性强弱不同,但也不能完全理解比较三者酸性强弱的实验的原理。学生不太清楚羧酸的酸性也是由于电离出的 H+造成的。从结构上来说,—COOH 中的 H是可以电离的,而烃基中的 H 是不能电离的。认识到这一点,学生书写羧酸与上述各物质间的化学反应便不再困难。可见,学生在认识有机酸与无机酸的本质问题上,还是存在障碍的。
( 2)不能从化学反应原理的深度来正确理解酯化反应的可逆特点
酯化反应也是可逆反应,也存在化学平衡。如何在反应中提高产物酯的产率? 如何提高酸的利用率? 如何从产物中高效地分离出酯类产物? 这些问题既是课本实验问题的延伸思考,其实也是工业生产中的实际问题,对于促进学生从可持续发展的角度来认识有机物和有机反应是有很大意义的。
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三、教学目标
1、通过观察乙酸样品及相关实验,能够有序说出乙酸的主要物理性质。知道乙酸有两种不同化学环境中的H原子。
2、以乙酸为代表物,建立乙酸的结构特点与性质之间的关系(羧基酸性、—OH被取代、α—H取代),通过观察实验现象及相关反应方程式,分析断键、成键位置,判断反应类型。并能运用“结构决定性质、性质反映结构”的学科思想预测陌生酸类典型化学性质。
3、通过对羧酸通性的回顾和验证,能够说出判断物质酸性强弱的原理和方法,可以设计实验方案并操作实验,探究乙酸、碳酸、苯酚的酸性强弱。 4、通过拼装酯化反应的模型,体验酸脱羟基醇脱氢的断键规律。
5、能够运用化学平衡移动原理分析乙酸与乙醇反应制备乙酸乙酯的实验条件。 教学重点
羧酸的结构特点和主要化学性质 教学难点
羧酸的结构特点和主要化学性质 教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 让学生认识到化学“有问1:你知道羧酸的代表物是什么吗? 问2:你可以列举出生活中有哪些羧酸吗? 环节一: 羧酸引入 酸、乳酸、酵母、含羧基的抗生素等 讲解:这些都是我们生活中必不可少的物质,这些物质中都有共同的官能团——羧基,今天我们就来学习由烃基和羧基构成的一类物质——羧酸 教师补充:PPT 图片展示:食品药品中的有机酸如食醋、柠檬用”,建构学生“化学价值观” 请按照有机物中碳原子的成键特点,用手中的材料组环节二:羧酸的结构 拼出甲酸、乙酸、丙酸的球棍模型。 请把甲酸与乙酸和丙酸对比,完成归纳表1: 2人一组拼接甲酸、乙酸、丙酸的借助自主组球棍模型 填写表格 拼模型建构“微粒观” 知道乙酸有两种不同化学环境中的H原子。 2
表1 甲酸与乙酸和丙酸对比 分子式 结构简式 官能团 甲酸 乙酸 丙酸 点评学生的完成情况,再点拨提升 【思考】总体来说:羧酸中哪里的键极性强些,易断键? 【结论】羧基中C—O、O—H键均有较强的极性,易发生断裂。 问1:物理性质一般研究哪些方面 环节三:乙酸的物理性质 问2:展示室温和冰水中放置的色、态、味、溶解性、熔沸点 无色、强烈刺激性气味液通过观察乙酸样品及相关实验,能够有序说出乙酸的主要物理性质。 乙酸样品,请同学说出其物理性体,熔点低 质 指导阅读P60乙酸物理性质 醇 自主阅读 问3:如何验证乙酸的溶解性? 实验:乙酸+水,乙酸+乙 3
问1:如何区分乙酸与乙醇? 通过对乙酸酸性的复习回顾,分析出乙酸分子中断键位置,类推到其他羧酸的酸性,建构“有机分类观” 通过对羧酸通性的回顾和验证,说出判断物质酸性强弱的原理和方法,设计实验方案并操作实验,探究乙酸、碳酸、苯酚的酸性强弱。 问2:请用方程式表示乙酸具有书写方程式 酸的通性。 问3:乙酸有酸性说明乙酸在水 溶液中可以电离出氢离子,乙 酸分子中有二种位置的氢,这 个氢离子是哪里的键断裂来的设计实验 呢?请设计实验证明你的推断 并写出乙酸的电离方程式 问4:其他酸是否也有酸的通实验验证 性?请用下面药品设计并验证 甲酸的酸性(甲酸、镁条、氧 环节四:羧酸的酸性 化铜粉末、氢氧化钠溶液、碳 酸钠溶液、硫酸铜溶液,石蕊) 问5:如何设计实验证明乙酸、设计实验 碳酸和苯酚的酸性强弱? 问6:若要验证乙酸、碳酸和苯设计实验,完成装置图 酚溶液的酸性强弱,预期的实验现象是什么? 问7:请比较乙醇、苯酚和乙酸中—OH中H的活泼型 代表结构简式 物 乙醇 CH3CH2OH 苯酚 C6H5OH 乙酸 CH3COOH 羟基氢的酸性 活泼性 与钠反与NaOH与Na2CO3的与NaHCO3的应 的反应 反应 反应 环节五:羧酸的酯化反应
1、乙酸与乙醇的酯化反应问1:请写出乙2人一组拼接球棍拼模型建构酸与乙醇发生酯化反应的化学方程式问2:模型 科学家利用同位素示踪法证明了酯化反应(红球表示16O,“微粒观”,由乙酸到羧酸,建构“分的断键方式是酸脱羟基,醇脱氢请先拼出绿球表示18O) 4
CH3CO16OH的球棍模型,再拼出C2H518OH 的球棍模型,然后拼出二者脱水生成的乙 酸乙酯的球棍模型。 2、羧酸的酯化反应 类观” 问3:根据乙酸的反应规律,推测出甲酸、 丙酸、乙二酸、苯甲酸分别与乙醇发生酯 化反应的产物,书写相应的化学方程式 3、乙酸乙酯制备条件探究 问4、该反应是放热反应还是吸热反应 ①加入浓H2SO4作 问5、影响化学平衡移动的因素有哪些?结吸水剂,使平衡正 合本反应思考有哪些因素可以使乙酸乙酯向移动(浓硫酸作 产率提高?下表是各物质的沸点 物质 乙醇 乙酸 乙酸乙酯 沸点℃ 78.5 117.9 77 催化剂和吸水剂) ②加入过量的乙 醇,提高乙酸乙酯运用化学平产率 衡移动原理③可用加热的方法 分析乙酸与讲解:注意本实验一般控制反应在110—及时分离出乙酸乙 乙醇反应制120℃。温度太低,反应速率太小,温度过酯和水,以打破平 备乙酸乙酯高,醋酸挥发损失太多,所以考虑到乙酸衡,使反应向着生 的实验条件。 乙酯和水的沸点,一般控制反应在110—成乙酸乙酯的方向 120℃ 进行。 总结:1、学习有机物的思维方法:“组成、总结乙酸的化学性从知识、方法环节六:结构决定性质,性质反映结构”有机化学质,并明确反应断维度进行本键和成键的位置。 节课的小结。 总结提升 的核心思维方法 2、问:如何鉴别甲酸、乙酸与乙醛?
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