书城教材教辅新课程师资培训教程-高三化学优秀课例
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第13章 乙酸、羧酸(1)

【教学目标】

一、知识目标

记住乙酸的物理性质和俗称;

理解乙酸的分子结构与其性质的关系;

掌握乙酸的结构式、化学性质和用途;

了解羧酸的一般性质。

二、能力目标

培养学生的观察能力、逻辑推理能力、实验操作技能以及运用实验探索解决新问题的能力;

通过对烃的衍生物的典型计算与推断的练习,培养学生的化学计算技能和综合能力;

适当提供自学素材,培养学生的自学能力;

通过以官能团的结构特点入手来学习烃的衍生物的“思路教学”,使学生学会研究有机化学的科学方法。

三、情感目标

要充分发掘教材的教育因素,自然、贴切、适时地进行德育、美育及环保意识等方面的渗透;

可通过本章的内在知识美、有机物的结构式及方程式的“形象美”,图文并茂的微机软件及教者的精湛教学艺术等诸多美育因素,培养学生的美育素质。

【教学建议】

一、教材分析

乙酸是羧酸的代表物,而羧酸又是本章知识链(醇-醛-羧酸-酯)中的一个重要环节,所以学好本节知识,可对以前学过的乙醛进行巩固提高,同时也为自学酯类打下基础。由于酯化反应既是羧酸的性质,又是醇的性质,所以学习乙酸的同时,也使学生对学过的乙醇的性质会进一步的认识。另外,通过对乙酸分子结构的学习,对学过的醛氧化成羧酸的反应会有深入的理解。因此,这节课具有承上启下的作用,是本章的重点内容之一。

学习乙酸的重要目的在于利用乙酸的化学性质进行有机合成,制取新的有机物,其前提是先弄清乙酸有哪些重要化学性质。所以教材接着重点介绍了乙酸的酸性及酯化反应。

乙酸的化学性质是本节知识的中心枢纽。由于教材对结构理论介绍的很少,仅从理论上认识乙酸的分子结构极为有限,更主要的是在学习乙酸的化学性质的过程中,借助它的性质反过来认识它的结构,同时,乙酸的性质又决定乙酸的用途。可见,乙酸的化学性质在整个知识体系中的地位和作用,决定了它是本节知识的重点。对酯化反应历程的认识。由于乙酸与乙醇的分子间脱水形式有两种可能,在酯化反应中究竟按哪种方式脱水,是无法在本节通过实验进行验证的,只能通过“示踪原子法”的讲解和微机模拟反应历程来说明。

教材在介绍了酯化反应的同时,也为酯的水解反应埋下伏笔。并利用化学平衡原理知识,对比实验,解决在酯水解时反应条件的选择对水解反应的影响。

对于羧酸内容,教材只是介绍了羧酸的类别、用途、通性。

在教材的最后,教材安排了一个家庭小实验:利用食醋除水垢。以此来揭示化学在日常生活中的应用。

二、教法建议

乙酸是日常生活中使用的食醋的重要成分,又是有机合成的重要原料。所以教学中要密切联系实际,激发学生的学习兴趣,在认识乙酸的分子结构和性质的过程中,要注意新旧知识的内在联系,以旧推新,以新带旧,并注意运用实验推理论证,培养学生的探索意识。本节教学的重中之重是乙酸的酯化反应,教学中要特别注意在这一概念的形成过程中,培养学生的思维能力,学会探索问题的科学方法。教材在编排上,选用了演示实验、示踪原子法来说明反应原理。为使教学更加生动直观,突破难点,可增加微机软件模拟反应历程。具体建议如下:

(一)导入新课

可由复习乙醛的化学性质引出乙酸,并明确乙酸是日常生活中食用的食醋的重要成分,是重要的有机合成原料,本节将重点学习乙酸的性质和用途。在明确学习目标的同时,注意新旧知识的衔接和联系实际。

(二)乙酸的分子结构

可借助乙酸的分子结构模型和微机软件,以生动的直观使学生认识乙酸的分子结构,并明确它的官能团是羧基(-COOH)。以达到在掌握知识的同时,培养学生的形象思维和美育素质。

(三)物理性质

要注重联系实际,鼓励学生主动获取知识,可通过联想生活中食用的食醋及展示实物,让学生归纳出乙酸的色、味、态、溶解性、挥发性。教师要适时为学生导向、评价、补充。

(四)化学性质

1.酸性

虽然学生在生活中对乙酸的酸性有一定的感性认识,但对纯的乙酸一般都没有见过。为了进一步认识乙酸的酸性,并充分调动学生的学习积极性和主动性,培养学生的操作技能及有运用实验分析问题、解决问题的能力,可增加必要的探索性实验,并由学生亲自设计操作。内容为:

(1)乙酸与碳酸钠溶液或碳酸氢钠溶液反应;或由生活常识入手,除水垢,用食醋除掉水垢。(检验其酸性强弱)

(2)乙酸溶液与镁条反应;

最后使感性上升到理性认识,明确乙酸的电离方程式。

2.酯化反应

可按下列程序,分层次展开教学。

联想设疑→实验探索→现象分析→形成结论→反应原理(微机模拟)→形成概念

首先,通过联想的方式,让学生思考:在学习乙醇的性质时,曾介绍在浓H2SO4的作用下,醇与醇分子之间(也就是羟基与羟基之间)可进行脱水反应,而乙酸的官能团也含有羟基,那么乙酸与乙醇能不能发生脱水反应呢?这样引入,不仅注重了新旧知识的内在联系,更重要的是培养了学生的创造性思维。同时,也符合从官能团的结构特点去掌握衍生物性质的认识方法。

按着教师演示:乙酸、乙醇、浓硫酸混合共热的实验,由学生观察生成的浮在饱和碳酸钠溶液上的油状液体,并闻其气味。再问:乙醇与酸分子间的脱水方式可能有哪几种?介绍“示踪原子法”说明反应历程,并演示微机软件模拟反应历程。明确反应原理,强调酯化反应特点(可逆性),引导学生分析实验中浓硫酸和饱和碳酸钠溶液的作用,使学生的认识得到升华,突破本节课的教学难点。

教学中要充分估计到学生可能存在的质疑:

(1)乙酸与乙酸分子之间能否发生脱水反应?

(2)羧基中的羰基能否像醛基中的羰基与氢气发生加成反应?

课堂上教师不宜用超纲的理论解释上述问题,以免加重学生学习负担,冲淡教学重点。

至此,羧基具有的两点特性(酸化、酯化)都已学完,应进一步小结乙酸的分子结构与性质的关系。

(五)学生阅读教材,了解乙酸乙酯的一些常识。然后学习酯的水解反应,在此过程中,注意对照乙酸的酯化反应,突出强调酯水解的机理,并配合使用多媒体教学,从而突破难点。

(六)在本节小结中,除对本节的重点知识归纳外,还要归纳出:

1.乙酸、碳酸、苯酚、乙醇的酸性强弱;

2.醇-醛-羧酸-酯的相互关系及转化。

【教学设计示例】

第一课时

教学重点:乙酸的化学性质,如弱酸性、酯化反应,酯的水解等。

教学难点:酯化反应的概念、特点及本质。

教学方法:实验及多媒体辅助教学。

教学手段:通过实验引导学生探究结构(官能团)与性质的关系。并对比醇(羟基)来学习乙酸的化学性质。

教学思路:仍采用“性质→结构”、“官能团决定化合物特性”的模式。从实验入手,来突出重点,用多媒体使学生易于理解,从而突破难点。

教学过程:

复习:请同学们根据信息写出各步转化的方程式(注R-部分相同)。

R—CH2OH(O)H2R—COH(O)R—COOH

引题:在上述反应中,醇氧化生成醛,醛再被氧化生成羧酸,那么什么是羧酸?

解答:分子烃基(或氢)和羧基相连而构成的有机化合物称为羧酸。本节将重点学习羧酸的代表物——乙酸。

板书:乙酸

一、乙酸的结构

讲解:乙酸又名醋酸,它是食醋的成分之一,是日常生活中经常接触的一种有机酸。

微机展示:乙酸分子的比例模型。

提问:请同学们归纳出乙酸分子的分子式、结构简式。

回答:分子式为C2H4O2,结构简式为:CH3COOH

学生练习:试写出乙酸的结构式。

分子式:C2H4O2;结构简式:CH3COOH;其结构简式:CH3COOH;其官能团:-COOH(羧基)。

展示:冰醋酸及食用醋的样品,让学生观察颜色状态,并闻气味。

二、乙酸的物理性质

乙酸又叫醋酸,无色冰状晶体(冰醋酸),溶点16.6℃,沸点117.9℃。有刺激性气味。易溶于水。

过渡:在日常生活中,我们常用少量的食醋除去在水壶里的水垢(CaCO3等杂质),请同学们试说出,这应用了哪一个化学原理。

学生回答:醋酸和水垢(CaCO3)反应生成二氧化碳,运用了强酸(醋酸)制弱酸(H2CO3)这一原理。

解答:这说明醋酸具有酸性,我们观察乙酸分子结构,可以发现在乙酸分子中存在羟基,由羟基电离出H+。

提问:请同学们试说出几种可以检验醋酸具有酸性的方法。

回答:用指示剂;用金属活动性顺序表中氢前的金属置换H+为H2性质。

演示实验6-1 7:可由学生演示。

讨论回答:溶液有气泡产生。说明乙酸溶液呈酸性,与碳酸钠反应生成二氧化碳气体。

三、化学性质

(一)酸性

1.与Na2CO3溶液反应。

2CH3COOH+Na2CO3=2CH3COONa+CO2↑+H2O

学生分组实验:向一支试管中滴加约3mL乙酸溶液,将表面用砂纸打磨过的镁条插入乙酸溶液。观察现象。

回答:溶液中有气泡产生。

2.与Mg反应

Mg+2CH3COOH→(CH3COO)2Mg+H2↑

提问:讲解乙酸是一种弱酸,请同学们试说出,如何证明乙酸是一种弱酸。

回答:选择CH3COONa,滴加酚酞试液,试液变红,说明醋酸钠水解呈碱性。

讲解:“弱”指“醋酸”的酸性弱。但用醋酸可以除去水垢,说明其酸性比碳酸的酸性强。碳酸的酸性比苯酚的酸性强。即醋酸的酸性比碳酸的酸性强,碳酸的酸性比苯酚的酸性强。

3.酸性比较:CH3COOH>H2CO3>C6H5OH

电离方程式:CH3COOHCH3COO-+H+

探讨:在学习乙醇的性质中,我们学习了乙醇和浓硫酸在140℃时发生分子间脱水,一个乙醇分子脱羟基,另一个乙醇分子脱羟基上氢原子,生成乙醚。在乙酸中也存在羟基,如果将乙醇、乙酸和浓硫酸共热能否发生反应。

演示实验6-1 8:可由学生操作。

(二)酯化反应

定义:醇和酸起作用,生成酯和水的反应叫做酯化反应。

回答:在液面上可以看到有透明的油状液体产生,并可闻到水果香味。

提问:根据酯化反应的定义,生成1个水分子需要一个氧原子及两个氢原子。根据以前我们所学的知识应该是一个羟基与一个氢原子生成一个水分子。请同学们试说出乙醇与乙酸发生酯化反应可能有几种可能?

微机演示:动画素材中多媒体乙酸的酯化反应。

讲解:在多媒体展示中,我们可以看到,在酯化反应中是羧酸分子里的羟基与醇分子里的氢原子结合成水分子,其余部分互相结合成酯。

1.反应机理:醇脱氢原子,羧酸脱羟基结合生成水。

2.酯化反应可看作是取代反应,也可看作是分子间脱水的反应。

3.饱和碳酸钠溶液的作用:

(1)中和挥发出来的乙酸,生成醋酸钠(便于闻乙酸乙酯的气味)。

(2)溶解挥发出来的乙醇。

(3)抑制乙酸乙酯在水中的溶解度。

(4)硫酸的作用:催化剂,吸水性,该反应是可逆反应,加浓硫酸可促进反应向生成乙酸乙酯的反应方向进行。

我们认识乙酸的化学性质是由羧基决定的。具有羧基的有机酸,都跟乙酸有相似的化学性质,下一节课我们将着重研究羧酸。

1.思考:为什么酒存放时间越久越香?

2.预习乙酸的用途。

板书设计

一、乙酸的结构

分子式:C2H4O2

结构简式:CH3COOH

结构简式:CH3COCH

其官能团:-COOH(羧基)

二、乙酸的物理性质

乙酸又叫醋酸,无色冰状晶体(所以又称冰醋酸),溶点16.6℃,沸点117.9℃。有刺激性气味。易溶于水。

三、化学性质

(一)酸性

1.与Na2CO3溶液反应。

2CH3COOH+Na2CO3=2CH3COONa+CO2↑+H2O

2.与Mg反应

Mg+2CH3COOH→(CH3COO)2Mg+H2↑

3.酸性比较:CH3COOH>H2CO3>C6H5OH

电离方程式:CH3COOH→CH3COO-+H+

(二)酯化反应

定义:醇和酸起作用,生成酯和水的反应叫做酯化反应。

CH3COOH+H—O—C2H5浓硫酸△CH3COOC2H5+H2O

1.反应机理:醇脱氢原子,羧酸脱羟基结合生成水。

2.酯化反应可看作是取代反应,也可看作是分子间脱水的反应。

3.饱和碳酸钠溶液的作用: