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9.苯 说课稿



《来自石油和煤的两种基本化工原料——苯》说课
一、教材分析 (一)教材的地位和作用: 苯是新课程人教版高中化学必修 2 第三章《有机化合物》第二节《来自石油 和煤的两种基本化工原料》 第二课时的内容。 初中化学简单介绍了解甲烷、 乙醇、 乙酸等有机化合物, 在高一也刚刚重点学习了饱和烃代表物甲烷和不饱和烃烯烃 的代表物乙烯的结构和性质。 可以说苯是高中化学必修阶段有机化

合物的学习由 链烃向环烃的的转折,学习了本节内容之后,有机化合物烃的知识将较为完整。 苯分子结构的研究发现是科学史上的重要一页, 是进行科学探究很好的素材因而 在整个教学中我将充分发挥这一优势。 首先在课堂中, 有两个基本方面需要学生掌握。 1、 苯的物理性质和组成。 2、 苯的结构特点。 (二)教学目标 通过以上两个基本要求以及探究时的有趣教学,我想达到的教学目标是: 1、知识与技能目标: 了解苯的物理性质和用途,理解苯独特的分子结构 2、过程与方法目标: 引导学生以科学假说的方法研究苯分子的结构,了解科学研究所应遵循的一 般方法。 3、情感态度与价值观: 学生在问题解决的探究过程中,体会丰富的想象力、创造力在科学研究中的 重要作用。培养学生以科学事实为依据,逐步养成严谨求学、勇于创新的科学态 度和科学精神。 (三)教学重点、难点 (1)重点:苯分子的结构特点,苯的主要化学性质 (2)难点:理解苯环上碳碳之间的化学键是一种介于单键和双键之间的独特 的化学键。 二、学情分析 我所教班级是高一年级, 学生通过初中阶段化学的学习,已经简单地了解少 数有机物的部分性质、存在和用途,具备一定的有机化学基础知识。并且在初步 学习了甲烷和乙烯的性质之后, 学生已具备了学习有机化合物的基本能力。可以 根据分子式的特点, 推断出可能的结构简式;并能够根据实验验证结构简式的正 误。由学生自己推断、实验、验证等。不但发挥了学生的主动性,而且还使他们 养成了严谨求实的科学态度。 但是对于苯以及与苯相关物质的性质和用途学生知 之甚少, 因为苯的主要用途在于它是基础化工原料,日常生活中直接接触和了解 苯和苯的化合物的机会不多。

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三、教法分析 爱因斯坦曾说“提出一个问题比解决一个问题更重要。” 本堂课的重要内容在于探究苯分子的结构特点, 整个教学过程是一个问题解 决的探究过程, 通过精心设计的多个科学探究系列活动,让学生不断地走进苯的 世界。首先将苯的发现之旅融入到课堂学习中。创设一个学生感兴趣的情境,激 发学生的学习热情,增强学生的求和欲,提高化学课堂的趣味性。然后,借鉴建 构主义理论,按照“提出假设→实验探究→得出结论→应用”,引导学生以类似 科学家研究的方式发现问题,大胆推测,围绕苯的物理性质、苯的组成、苯分子 的结构设计问题的情景,从多方面探究苯,学习苯。在突破苯分子的结构这一重 点和难点内容的教学过程中, 试图将科学家的经典实验设计成学生课堂上能够完 成的探究活动,充分发挥学生主体作用,调动学生的内在动力,让学生沿着科学 家的探究思路, 领悟科学家的思维过程, 使这些知识成为学生再发现和再创造的 过程。激发学生并且促使其主动探索知识,主动建构知识,了解科学家怎样发现 问题、分析问题和解决问题,领会科学研究的一般方法。使学生认识到科学家和 同学们一样也会犯错误;通过探究活动实现观念转变,形成正确的科学观念,从 而有利于培养学生的解决问题能力和创新能力。 我们在实际开展教学活动时力求把教师的讲授转变为启发诱导, 把学生的被 动接受转化为主动探索, 以教师为主导, 学生为主体, 促使学生动眼看、 动手做、 动口说、动脑想,使学生的学习过程和认识过程统一为一个整体。 具体做法如 下: 在本节课中采用了以下学法指导: (1)观察分析:通过药品和模型展示,使学生对苯的性质、结构有直观印 象。 (2)初步推断:在已有知识的基础之上让学生初步推断苯的可能结构,这 样既复习了旧知识,又对新知识进行了探索。 (3)实验验证:在初步推断出苯的可能结构之后,学生通过实验进一步验 证,结构是否正确,这样既提高了动手能力,又获得了新知识。 (4) 总结归纳: 在探索出苯的分子结构之后,再由学生总结归纳出苯分子 的结构特点, 从而使学生对苯分子结构真正理解并为苯的化学性质的学习打下坚 实基础。 四、教学流程 首先我会以一个谜语作为课题导入(猜字谜) “有人说它笨, 其实不是笨; 脱去竹笠换草帽, 化工生产逞英豪”。 打一字。 【设计意图】 引出本节课题,激发学生学习的兴趣,苯到底什么样?在化工生产中有什么 重要用途?同时提醒学生苯的写法。 (苯的发现简介) 19 世纪初,英国和其他欧洲国家一样,城市的照明已普遍使用煤气。当时
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伦敦为了生产照明用的气体(也称煤气),通常用鲸鱼和鳕鱼的油滴到已经加温 的炉子里以产生煤气, 然后再将这种气体压缩在桶里贮运。人们发现这种桶里总 有一种油状液体, 但长时间无人问津。 英国科学家法拉第对这种液体产生了兴趣, ——苯。 英国化学家法拉第(Machael Faraday,1791—1867)对这种油状物产生了浓 厚兴趣,他花了整整五年时间,用蒸馏的方法在 80℃左右将这种油状液体进行 分离,提取这种液体,当时法拉第将此称为“碳氢化合物”。 1834 年法国化学家米希尔里希(E.F. Mitscherlich,1816-1856)通过蒸 馏苯甲酸和石灰的混合物得到了法拉第所制液体相同的一种液体,并命名为苯。 [探究活动一] 认识苯的物理性质 [展示]一瓶纯净的苯。 [分组实验](二人一组): 1.观察苯的色、态,并小心闻味。 (友情提醒:对于未知性质或已知有毒的液体、气体,在闻其气味时,要 用手在瓶口轻轻煽动,让少量的分子飘进鼻孔——招气入鼻) 2.将 2mL 液态苯放入试管,然后将试管放在冰水混合物中冷却。 3.试管中盛 2mL 苯,然后加入 4mL 水振荡,观察溶解情况及苯层位置。 4.试管中盛 4mL 苯,加入少量碘晶体振荡,观察溶解情况。 【设计意图】让学生直观感知苯,通过自己动手做实验,了解苯的物理性质。引 导学生学会归纳,整理。 [探究活动二] 确定苯的分子组成 法拉第发现苯以后,法国化学家热拉尔等人立即对苯的组成进行测定。他们 发现苯仅由碳、氢两种元素组成,其中碳的质量分数为 92.31%. (1)试确定苯的实验式 (2)苯蒸气密度为同温、同压下乙炔(C2H2)气体密度的 3 倍,试确定苯的分子 式。 【设计意图】 检查学生对有机物分子组成的基本计算方法的掌握情况。 [探究活动三] 探究苯分子可能的结构 苯分子的结构如何,这在十九世纪是个很大的化学之谜。英国的《Nature》 杂志曾评选出了科技史上的四大梦中发现, “凯库勒和苯分子的结构” 名列其中。 下面就让我们沿着化学家的足迹去探索苯的奥秘吧! 苯中碳的质量分数为 92.31%,分子式 C6H6,碳氢比值如此之大,使化学家们 感到惊讶。根据饱和烃的通式,与相同碳原子的烷烃(C6H12)比较,你认为它属 于饱和烃还是不饱和烃?试猜想苯可能的结构简式。 [分类展示] 科学家曾经预测的苯分子的结构及学生写出的结构。 [科学史话]
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苯的结构到底是什么样的呢?19 世纪科学家做了许多关于苯的性质实验,力 图从性质出发推导出苯的结构。但上述这些链状结构又被实验一一推翻了,直到 1865 年德国化学家凯库勒终于发现了苯的结构。凯库勒是一位极富想象力的学 者。他在苯分子结构的研究过程中,充分发挥了他的“建筑学”特长和“灵感” 之验。他是这样描述他的发现的:有次在书房中打瞌睡,梦见碳原子的长链像蛇 一样盘绕卷曲,忽见一个抓住自己的尾巴,这幅图像在眼前嘲弄般地旋转不已。 这就是著名的“苯环结构”:苯分子中的六个碳连成环状,碳碳之间以单、双键 交替结构,每个碳与一个氢相连,这样既满足了碳四价,又符合分子式 C6H6.。凯 库勒发现苯分子是环状结构的过程, 富有传奇色彩。 凯库勒能够从梦中得到启发, 成功地提出结构学说,并不是偶然的,这与他本人具有广博而精深的化学知识、 勤奋钻研的品质和执着追求的科学态度是分不开的。正如他说的:到达知识高峰 的人,往往是以渴求知识为动力,用毕生精力进行探索的人,而不是那些以谋取 私利为目的的人。 [探究活动四]探究苯分子结构 问题提出:根据苯分子凯库勒式,苯分子是碳碳单键和碳碳双键交替的环状结 构吗? 1.提出假设: 从苯的分子式看,C6H6 具有不饱和性;从苯的凯库勒结构式看,分子中含有 碳碳双键。所以,推测苯一定能使酸性高锰酸钾溶液褪色(发生氧化反应);使 溴水褪色 (发生加成反应) 2.实验探究: (1)2mL 苯中加入 1mL 酸性高锰酸钾溶液,观察现象。 (2)2mL 苯中加入 1mL 溴水,观察现象。 [思考交流] 1865 年距今约有多少年?同学们站在化学家的肩膀上应该看得更远。对照 刚才的实验现象,关于苯的分子结构与现有实验事实是否完全吻合? 苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,也不能使溴水褪色。苯分子结构中应该没 有碳碳双键。 3.得出结论: 凯库勒式有局限。 ①苯的凯库勒结构式中的双键跟烯烃双键不同。 苯的化学性质没有表现出不 饱和性, 其结构稳定,说明苯分子不具有一般的碳碳单键和碳碳双键交替的环状 结构。 分析事实:根据苯的凯库勒式,假如苯分子结构是一个正六边形的碳环,碳碳 原子间以单、双键交替的形式连接,那么,请同学们预测:苯的一氯代物种类? 苯的邻—二氯代物种类? 研究发现: 苯的一氯代物是一种; 苯的邻—二氯代物只有一种, 而不是三种。 1935 年,詹斯用 x 射线衍射法证实苯环是平面的正六边形,测得苯的碳碳键长
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都相等。 问题出现:苯的分子结构与现有实验事实矛盾。 ②经科学测定,现代化学认为苯分子结构特点: a、苯分子为平面正六边形结构,苯分子中 6 个碳原子之间的键完全相同, 6 个碳原子和 6 个 H 原子都位于同一平面上。键角为 120° b、苯分子中碳碳键键长为 1.40×10-10m,介于单键(1.54×10-10m )和双 键(1.33×10-10m )之间。碳碳键是一种介于单键和双键之间的独特的键。 4.应用: 为了表示苯分子的结构特点, 结构式常用 表示。 用凯库勒式表示苯分 子结构是不太确切的,但为了纪念凯库勒, 仍会沿用。 【设计意图】 今天我们已经能应用现代物理技术测定苯分子的结构。但在 19 世纪,化学家 只能大胆假设,然后反复进行实验验证。在教学过程中,引导学生以事实为依据 提出假说、验证假说,出现矛盾,再重新假设……。让学生感受科学创造过程的 艰辛,教育学生科学研究应不畏艰辛,品味科学中的灵感美,激励学生参与科学 研究的兴趣。体会物质结构决定性质,性质又反映结构的辩证关系。 [过渡] 苯的化学性质如何?根据讨论, 苯分子中的碳碳键是介于单键和双键之间的 独特的键。推测:苯具有独特的化学性质,既能发生取代反应,又可以发生加成 反应。 [探究活动五] 苯的化学性质 [讨论]在化学反应中苯分子的化学键可以断开的方式有几种可能? 三种可能 1、苯分子中碳氢键断开 2、苯分子中碳碳键完全断开,成链状结构 3、苯分子中碳碳键不完全断开,六碳环仍存在 【设计意图】 引导学生分析,从化学键的角度理解化学反应的发生,反应可能的产物。 培养学生发散思维能力。 1.苯的取代反应: (1) 卤代反应: (2) 硝化反应: 动画演示---苯的硝化反应 2.苯的加成反应 3.氧化反应 演示实验:用粉笔蘸取少量苯,在空气中燃烧 现象:产生明亮带有浓烟的火焰。 结论:说明苯分子中含碳量很高。 [归纳]苯的化学性质比较稳定。易取代,难加成,难氧化(但可燃)。
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【设计意图】 通过动画模拟化学反应时苯分子结构的变化, 进一步加深对苯分子 的认识,理解反应类型与化学键的关系,突出结构决定性质。 [总结]研究苯分子结构的方法 发现问题、提出问题 ,搜索事实或文献,提出假设(可以多种),实验验证 假设 ,形成理论,发展理论。 判断:1.苯主要是以石油为原料而获得的一种重要化工原料 2.苯环中含有碳碳双键,所以苯的性质与烯烃相同 3.苯分子中 6 个碳碳键完全相同 4.从苯的分子组成来看远没有达到饱和,所以它能使溴水褪色 5.由于苯分子组成的含碳量高,所以在空气中燃烧时,会产生明亮并带 浓烟的火焰 6.苯的一氯取代物只有一种 7.能说明苯分子中碳碳键不是单双键相间交替的事实是 ①苯不能使 KMnO4 溶液褪色; ②苯环中碳碳键的键长均相等; ③邻二氯苯只有一种; ④在一定条件下苯与 H2 发生加成反应生成环己烷。

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