高中化學《化石燃料與有機化合物》教案2蘇教版必修2

化石燃料與有機化合物煤的綜合利用苯第四課時【教學目標】1. 認識化石燃料煤與有機物的關系。2. 掌握苯的結構和化學性質。3. 認識綜合利用化石燃料對充分利用自然資源、防止污染、保障國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展等方面的意義?！窘虒W重點】苯的分子結構、苯的化學性質【教學難點】苯的分子結構、苯的化學性質【教學方法】實驗探究、歸納總結【教學工具】模型：苯分子的球棍模型和比例模型儀器：試管、滴管、玻璃棒、酒精燈藥品：苯、溴水、酸性高錳酸鉀溶液【課時安排】一課時【教學過程】【引入】上一節(jié)課我們學習了 “工業(yè)的血液 - 石油”的組成和煉制。 今天來學習被喻為 “工業(yè)的糧食 - 煤”的綜合利用的有關知識?！咀穯枴吭诖蟛糠秩说囊庾R中， “煤”就是“碳”的代名詞，都是黑黑的固體都可燃燒，那么煤是不是碳呢？【學生思考、回答】【講解】碳是單質， 煤是有機物和無機物組成的混合物。 煤是古代植物經(jīng)地殼下高溫、 高壓條件下復雜的物理、 化學變化而轉化得來的。 煤是寶貴的地下礦物資源， 它既是當今最主要的能源， 又是十分重要的化工原料， 但它是不可再生能源， 所以人們非常關注煤的綜合利用問題，即如何提高煤燃燒的熱效率？如何減少煤燃燒引起的污染？如何從煤中提取分離寶貴的化石原料？請同學們閱讀課本61 頁的相關內(nèi)容，回答下列問題：1. 煤的綜合利用的主要方法有哪些？2. 利用這些手段可以得到哪些重要的有機物？有什么重要意義？【學生閱讀、回答】1. 煤的氣化、液化和干餾是煤綜合利用的主要方法。2. 氣化可以得到可燃性氣體，作為燃料或化工原料氣；液化可以得到潔凈的燃料油和化工原料；同時可以用水煤氣合成液態(tài)碳氫化合物和含氧有機物；干餾得到煤焦油，從中可以提取出苯、二甲苯、甲苯等物質，這些都是重要的化工原料。【總結】 煤的干餾是把煤隔絕空氣加強熱使它分解的過程， 可得到固態(tài)的焦碳、 液態(tài)的煤焦油、氣態(tài)的焦爐煤氣。它是復雜的物理、化學變化?！究偨Y】比較“三餾”蒸餾分餾干餾操作方法 加熱和冷凝變化類型 物理變化應用 分離加熱和冷凝物理變化精練隔絕空氣加強熱化學變化加工煤【板書】一、煤的綜合利用1. 煤的氣化2. 煤的液化3. 煤的干餾【講述】從煤焦油中得到的苯是一種非常重要的化工原料，它是一種液態(tài)烴。19 世紀歐洲許多國家都使用煤氣照明，煤氣通常是壓縮在桶里貯運的，人們發(fā)現(xiàn)這種桶里總有一種油狀液體，但長時間無人問津。1825 年英國科學家法拉第對這種液體產(chǎn)生了濃厚興趣，他花了整整五年時間提取液體，從中得到了苯一種無色油狀液體。【展示】一瓶苯。觀察并敘述物理性質?！緦嶒炋骄?】向試管中滴入 3-5 滴苯，觀察苯的顏色與狀態(tài)。再向試管中加入少量水，振蕩后靜置，觀察現(xiàn)象。現(xiàn)象：無色液體，不溶于水，密度小于水?！景鍟慷⒈?. 苯的物理性質： 無色液體， 有特殊氣味， 有毒，易揮發(fā)， 不溶于水， 密度小于水。【講述】家里房子裝修時，在購買墻面的涂料、家具、地板的油漆時，首要考慮的是涂料和油漆含有對健康不利的化學物質。在劣質的油漆和涂料中，主要是含有一些含有苯環(huán)的有機化合物，這一類的物質是疑似的致癌物質?！菊故尽勘椒肿拥那蚬髂Ｐ秃捅壤Ｐ汀景鍟?2. 苯的分子結構分子式結構式結構簡式HCHCCHHCCHCHC6 H6【講解】 在苯分子中， 共有 6 個碳碳鍵和 6 個碳氫鍵， 從苯分子的比例模型球棍模型都可以看出這 6 個碳碳鍵的鍵長是一樣的， 6 個碳氫鍵的鍵長也是一樣的，但從凱庫勒式看出是單雙鍵交替出現(xiàn)的結構，如何可以證明呢【實驗探究2】 2 支試管中各加入2mL 苯，向其中一支試管中加入1 mL 溴水，向另一支試管中加入幾滴酸性高錳酸鉀溶液現(xiàn)象：苯不能使溴水褪色，也不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色。結論：苯分子中不存在碳碳雙鍵?！局v述】科學家測定了碳碳單鍵、碳碳雙鍵和苯分子中的碳碳鍵的鍵長-10-10-10碳碳單鍵： 1.54 × 10m；碳碳雙鍵： 1.33 × 10m；苯分子中的碳碳鍵：1.4 × 10m；【講解】這些數(shù)據(jù)說明苯分子中的碳碳鍵既不是單鍵也不是雙鍵，不存在單雙鍵交替的結構。苯分子中碳原子間的化學鍵是一種介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間的特殊共價鍵。在本分子中， 6 個碳原子連接成平面正六邊形，每個碳原子分別結合一個氫原子，但6 個碳原子和6個氫原子完全等價，人們稱苯的這種特殊結構為苯環(huán)結構?！締栴}解決】 二甲苯的這兩種結構是同一種結構還是同分異構體？苯的二元取代物有幾種結構？【學生思考、回答】 是同一種結構。 苯分子中不存在單雙鍵交替的結構，苯分子中碳原子間的化學鍵是一種介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間的特殊共價鍵?！窘Y論】苯的二元取代物只有一種結構。【過渡】常溫下，苯的化學性質穩(wěn)定，既不能與溴水也不能與酸性高錳酸鉀溶液反應。在一定條件下，苯能發(fā)生多種取代反應?！景鍟?3. 苯的化學性質【實驗探究3】用玻璃棒蘸一些苯，在酒精燈上點燃，觀察燃燒現(xiàn)象【講解】 苯可燃，完全燃燒時生成二氧化碳和水。苯在空氣中不易燃燒完全，【板書】點燃燃燒時冒濃煙。（ 1）氧化反應： a. 燃燒： 2C6 H6 + 15O 2 12CO2 + 6H2O b. 苯不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化濃 H2SO4（ 2）取代反應： C6H6 + HNO3 C 6 H5NO2 + H 2O50 60【講述】苯發(fā)生取代反應得到一系列生成物，如氯苯、溴苯、苯磺酸等，都是重要的有機化工原料。苯在金屬鎳做催化劑、加熱條件下可以與氫氣發(fā)生加成反應，生成環(huán)已烷?！咀穯枴勘侥芊袢紵?？【追問】苯的化學性質與烷烴、烯烴有何不同？【學生思考、回答】烷烴和苯都可以發(fā)生取代反應，但苯更容易一些；苯和烯烴都能發(fā)生加成反應，但苯比烯烴要難；烷烴、烯烴和苯都可以在空氣中燃燒；烯烴可以在高溫下被氧化劑氧化，而苯和烷烴卻很難被一般的氧化劑氧化?！究偨Y】苯的化學性質：易取代、能加成、難氧化【講述】苯是重要的化工原料，用于生產(chǎn)苯胺、苯酚、尼龍等。【板書】 4. 苯的用途【講解】信息提示：介紹有機化合物分子中的基團?！拘〗Y】 通過本節(jié)課的學習，我們知道了綜合利用煤的方法，用實驗探究法學習了苯的結構及性質。苯環(huán)中特殊的碳碳鍵決定了它有與烷烴、烯烴不同的化學性質。練習1.不能說明苯分子中的碳碳鍵不是單、雙鍵交替的事實是（）A、苯不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色B、苯環(huán)中的碳碳鍵的鍵長均相等C、鄰二甲苯?jīng)]有同分異構體D、苯的一元取代物沒有同分異構體2.下列關于苯分子結構的說法中，錯誤的是（）A、各原子均位于同一平面上，6 個碳原子彼此連接成為一個平面正六邊形的結構。B、苯環(huán)中含有3 個 C-C 單鍵， 3 個 C=C雙鍵C、苯環(huán)中碳碳鍵的鍵長介于C-C和C=C之間D、苯分子中各個鍵角都為120 °【作業(yè)】作業(yè)本“煤的綜合利用苯”【板書設計】一、煤的綜合利用1. 煤的氣化2. 煤的液化3. 煤的干餾二、苯1. 苯的物理性質：無色液體，有特殊氣味，有毒，易揮發(fā)，不溶于水，密度小于水。2. 苯的分子結構分子式結構式結構簡式HCHCCHHCCHCHC6 H63. 苯的化學性質點燃（ 1）氧化反應： a. 燃燒： 2C6H6 + 15O 2 12CO2 + 6H 2O b. 苯不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化濃 H2SO4（ 2）取代反應：C6H6 + HNO3C 6H5NO2 + H 2O50 60苯的化學性質：易取代、能加成、難氧化4. 苯的用途