第3章第3節(jié) 羧酸酯教學(xué)設(shè)計(jì)

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第三章 第三節(jié) 羧酸 酯 一、教材分析 1．教材的知識(shí)結(jié)構(gòu)：本節(jié)是人教版高中《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》第三章第三節(jié)《羧酸 酯》，從知識(shí)結(jié)構(gòu)上看，包含了兩部分內(nèi)容即羧酸和酯，乙酸是羧酸類物質(zhì)的代表物，酯是羧酸與醇的衍生物。本節(jié)分兩課時(shí)完成，其中第一課時(shí)按教材的編排體系，包含乙酸概述、乙酸的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、乙酸的性質(zhì)研究、乙酸的用途。第二課時(shí)包含酯的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、存在。 2．教材的地位和作用：從教材整體上看，乙酸既是很重要的烴的含氧衍生物，又是羧酸類物質(zhì)的代表物，它和我們的生活生產(chǎn)實(shí)際密切相關(guān)，從知識(shí)內(nèi)涵和乙酸的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上看，乙酸既是醇、酚、醛知識(shí)的鞏固、延續(xù)和發(fā)展，又是學(xué)好酯（油脂）類化合物的基礎(chǔ)。 3．教學(xué)重點(diǎn)：根據(jù)教學(xué)大綱和以上的教材分析，乙酸和酯的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)是本課的教學(xué)重點(diǎn)，特別是酯化反應(yīng)的特點(diǎn)和過(guò)程分析即對(duì)酯化反應(yīng)演示實(shí)驗(yàn)的觀察和有關(guān)問(wèn)題及數(shù)據(jù)分析、推理又是性質(zhì)教學(xué)中的重點(diǎn)。 4．教材的處理：為了使教學(xué)具有更強(qiáng)的邏輯性，突出教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容，充分說(shuō)明物質(zhì)的性質(zhì)決定于物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，對(duì)教材的內(nèi)容在教學(xué)程序上進(jìn)行了調(diào)整：（1）將乙酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)放在乙酸的性質(zhì)之后去認(rèn)識(shí)。當(dāng)學(xué)生對(duì)乙酸的性質(zhì)有了感性認(rèn)識(shí)后，再提出為什么乙酸會(huì)有這些性質(zhì)呢？必然使學(xué)生聯(lián)想到它的結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)呢？這樣既加深了學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)觀點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，又能反映出化學(xué)思維的主要特點(diǎn)：由具體到抽象，由宏觀到微觀。（2）為了突出酯化反應(yīng)的過(guò)程分析和加深對(duì)酯化反應(yīng)的條件理解，將課本P.148的演示實(shí)驗(yàn)做了適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)（祥見教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)），增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析推斷能力，達(dá)到了“知其然，知其所以然”的教學(xué)效果。（3）添加乙酸乙酯的水解試驗(yàn)，讓學(xué)生感受酯在不同條件下只得水解程度 5． 教學(xué)目標(biāo)： 知識(shí)目標(biāo)： （1）.使學(xué)生掌握乙酸的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，主要物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和用途，初步掌握酯化反應(yīng)。 （2）.根據(jù)酯的組成和結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，認(rèn)識(shí)酯的水解反應(yīng)。 能力目標(biāo)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，加強(qiáng)基本操作訓(xùn)練，培養(yǎng)分析、綜合的思維能力和求實(shí)、創(chuàng)新、合作的優(yōu)良品質(zhì)。 情感、態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo)： （1）介紹同位素原子示蹤法在化學(xué)研究中的應(yīng)用，通過(guò)酯化反應(yīng)過(guò)程的分析、推理、研究、培養(yǎng)學(xué)生從現(xiàn)象到本質(zhì)、從宏觀到微觀、從實(shí)踐到理論的自然科學(xué)思維方法。 （2）通過(guò)課堂探究活動(dòng),發(fā)展學(xué)生的探究能力,學(xué)會(huì)與人合作與交流,共同研究，探討科學(xué)問(wèn) 題。 二、教學(xué)方法 ——研究探索式 在課堂教學(xué)構(gòu)成的諸多要素中，教學(xué)方法是靈活多變的，它是決定能否實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的重要途徑之一。教學(xué)活動(dòng)是師生互動(dòng)的一個(gè)過(guò)程，其學(xué)生的主體作用和教師的主導(dǎo)作用必須相互促進(jìn)，協(xié)調(diào)發(fā)展。根據(jù)教學(xué)任務(wù)和學(xué)生特征，為了最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課堂教學(xué)過(guò)程，使其真正成為課堂的主人，成為發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的高手，本課時(shí)主要采用研究探索式教學(xué)。過(guò)程可概括為：情景激學(xué)，實(shí)驗(yàn)促學(xué)，構(gòu)建導(dǎo)學(xué)，遷移博學(xué)。 三、學(xué)生分析和學(xué)法指導(dǎo) 1．學(xué)情分析：從知識(shí)結(jié)構(gòu)上看，學(xué)生已經(jīng)學(xué)完烴的基礎(chǔ)知識(shí)和乙醇、苯酚、乙醛等內(nèi)容，對(duì)有機(jī)化合物的學(xué)習(xí)特別是有機(jī)分子中的官能團(tuán)和有機(jī)物的化學(xué)性質(zhì)之間的相互聯(lián)系有了一定的認(rèn)識(shí)，能掌握常見的有機(jī)反應(yīng)類型，具備了一定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，渴望自己獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。有較強(qiáng)的求知欲，師生間彼此了解，有很好的溝通交流基礎(chǔ)。 2．學(xué)法指導(dǎo)：根據(jù)本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)特點(diǎn)，在教學(xué)中（1）通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)多種能證明乙酸酸性和酸性強(qiáng)弱的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力、分析比較能力和創(chuàng)新能力，使學(xué)生掌握如何通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)施化學(xué)實(shí)驗(yàn)達(dá)到研究物質(zhì)性質(zhì)的基本方法和技巧。（2）通過(guò)對(duì)酯化反應(yīng)演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，突出了酯化反應(yīng)過(guò)程、條件和實(shí)驗(yàn)裝置特點(diǎn)的分析推理和研究，使學(xué)生在課堂上通過(guò)教師創(chuàng)設(shè)的演示實(shí)驗(yàn)氛圍，潛移默化地受到自然科學(xué)方法論思想的熏陶。自然科學(xué)的研究過(guò)程是以自然現(xiàn)象、科學(xué)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，用提出問(wèn)題—探索分析—解決問(wèn)題—遷移發(fā)展（再提出問(wèn)題）的方法展開探索的過(guò)程。教會(huì)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和處理能力。 四、教學(xué)手段 教學(xué)中應(yīng)充分利用演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)物感知、圖表數(shù)據(jù)分析和多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)等手段，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與意識(shí)，共同創(chuàng)設(shè)一種民主、和諧、生動(dòng)活潑的教學(xué)氛圍，給學(xué)生提供更多的 “動(dòng)腦想”“動(dòng)手做”“動(dòng)口說(shuō)”的機(jī)會(huì)，使學(xué)生真正成為課堂的主人。 五、課時(shí)安排：2課時(shí) 第一課時(shí) [教學(xué)重點(diǎn)] 乙酸的化學(xué)性質(zhì)。 [教學(xué)難點(diǎn)] 乙酸的結(jié)構(gòu)對(duì)性質(zhì)的影響。 [教學(xué)用具] 試管、導(dǎo)管、酒精燈、Mg條、Na2CO3粉末、乙酸、冰醋酸、飽和Na2CO3溶液 [教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)] (一)新課引入 師：同學(xué)們走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，有沒(méi)有聞到什么氣味？什么物質(zhì)的氣味？ （二）新課進(jìn)行 師：這一節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)乙酸 一、 乙酸的分子結(jié)構(gòu) [演示]乙酸的分子比例模型和球棍模型 [提問(wèn)]寫出乙酸的分子式、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。介紹乙酸的官能團(tuán)——羧基。 O O ‖ ‖ 分子式：C2H402 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：CH3—C—O—H 官能團(tuán)：—C—OH（羧基） 二、乙酸的物理性質(zhì) 師：乙酸又叫醋酸和冰醋酸。為什么叫冰醋酸？ [指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)]觀察乙酸的顏色、狀態(tài)、氣味，觀察冰醋酸。并看書總結(jié)乙酸的物理性質(zhì)。 生：乙酸是無(wú)色液體，有強(qiáng)烈的刺激氣味。易溶于水和乙醇。 熔點(diǎn)：16.6℃ 沸點(diǎn)：117.9℃ [設(shè)問(wèn)]北方的冬天，氣溫低于0℃，保存在試劑瓶?jī)?nèi)的乙酸凝結(jié)成冰狀。 如何能安全地將乙酸從試劑瓶中取出？ 三、乙酸的化學(xué)性質(zhì) [探究]高一書上已簡(jiǎn)單介紹過(guò)乙酸是一種有機(jī)弱酸。請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)現(xiàn)有的化學(xué)藥品設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)方案：（1）證明乙酸確有酸性；（2）比較乙酸酸性的強(qiáng)弱。 [藥品]Mg條、Na2CO3粉末、乙酸、石蕊 [指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究] [學(xué)生活動(dòng)] 敘述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，講出設(shè)計(jì)方案。并寫出有關(guān)的化學(xué)方程式。 1．酸性 [科學(xué)探究] 利用講臺(tái)上提供的儀器與藥品，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的一次性完成的實(shí)驗(yàn)裝置，驗(yàn)證乙酸 、碳酸和苯酚溶液的酸性強(qiáng)弱: 結(jié)論： 酸性：乙酸>碳酸>苯酚 師：CH3CH2OH 、C6H5OH、 CH3COOH中都含有羥基 醇、酚、羧酸中羥基的比較 反應(yīng)物 反應(yīng)物 Na NaOH Na2CO3 NaHCO3 CH3CH2OH C6H5OH CH3COOH 2、酯化反應(yīng) CH3COOH + HOCH2CH3 ==== CH3COOCH2CH3 + H2O 乙酸乙酯 思考1：化學(xué)平衡移動(dòng)原理，可以采取什么措施提高乙酸乙酯的產(chǎn)率 ？ 方法： 1.加熱； 2.用無(wú)水乙酸與無(wú)水乙醇做實(shí)驗(yàn)； 3.加入濃硫酸做吸水劑 4. 思考2：這個(gè)酯化反應(yīng)中，生成物水中的氧原子是由乙酸的羥基提供， 還是由乙醇的羥基提供？ [演示課件] 酯化反應(yīng)機(jī)理 生理解：生成物水中的氧原子是由乙酸的羥基提供。 知識(shí)運(yùn)用：若乙酸分子中的氧都是18O，乙醇分子中的氧都是16O，二者在濃H2SO4作用 下發(fā)生反應(yīng)，一段時(shí)間后，分子中含有18O的物質(zhì)有（ ） A 1種 B 2種 C 3 種 D 4種 生成物中水的相對(duì)分子質(zhì)量為 。 （三）新課小結(jié) [小結(jié)] 酯化反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：酸脫去羥基，醇脫去羥基上的氫原子。 作業(yè)： 第二課時(shí) [教學(xué)重點(diǎn)] 酯的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 [教學(xué)難點(diǎn)] 酯的水解反應(yīng)。 [教學(xué)用具] 試管、燒杯、酒精燈、乙酸乙酯、稀硫酸、氫氧化鈉溶液、溫度計(jì) [教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)] (一)新課引入 師：同學(xué)們根據(jù)上一節(jié)的學(xué)習(xí)，請(qǐng)寫出乙酸與乙醇酯化的反應(yīng)方程式？注意觀察乙酸乙酯的結(jié)構(gòu) （二）新課進(jìn)行 [自學(xué)]P62第1自然段。 [投影] [試一試]3、填空： 酯的通式為： ，與 互為同分異構(gòu)體。分子式為 。核磁共振氫譜有 個(gè)吸收峰，面積比為： 。說(shuō)明乙酸乙酯中有 種H原子，數(shù)目比為： 。乙酸乙酯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為： 4、按溶解性和密度給乙酸、乙酸乙酯、乙醇、乙醛、苯酚、四氯化碳、苯分類？ [板書]二、酯 1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式通式：RCOOR′分子式通式：CnH2nO2與同碳原子羧酸同分異構(gòu)體。 [投影] 酯類化合物的存在： [填空]5、低級(jí)酯存在于______________，是有____________________氣味的液體。如梨中含有______________（其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_________________）蘋果和香蕉中含有_____________（其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_______________）。 [板書]2、酯類化合物的存在：水果、飲料、糖類、糕點(diǎn)等。 [設(shè)疑]（1）怎樣設(shè)計(jì)酯水解的實(shí)驗(yàn)？ （2）酯在酸性、堿性、中性哪種條件易水解呢？ 根據(jù)（1）、（2）兩個(gè)問(wèn)題，討論酯水解實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方案。 [評(píng)價(jià)]對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，并指導(dǎo)學(xué)生按以下方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 指導(dǎo)（1）溫度不能過(guò)高；（2）聞氣味的順序。 分組實(shí)驗(yàn) 聞氣味的順序及現(xiàn)象： Ⅳ中幾乎無(wú)氣味、Ⅲ中稍有氣味、Ⅱ中仍有氣味、Ⅰ中仍有氣味 推理出Ⅰ、Ⅱ中乙酸乙酯沒(méi)有反應(yīng)；Ⅲ、Ⅳ中乙酸乙酯發(fā)生了反應(yīng)。 [設(shè)問(wèn)]（1）酯的水解反應(yīng)在酸性條件好，還是堿性條件好？（堿性） （2）酯化反應(yīng)H2SO4和NaOH哪種作催化劑好？（濃H2SO4） （3）酯為什么在中性條件下難水解，而在酸、堿性條件下易水解？ 思考后回答并互相補(bǔ)充： （1）堿性條件好，堿作催化劑，它與生成的酸反應(yīng)減少生成物的量，使可逆反應(yīng)向右進(jìn)行的程度大。 （2）H2SO4作催化劑好，濃H2SO4不僅起催化劑作用，還兼起脫水劑作用，使可逆反應(yīng) 向右進(jìn)行。 （3）有機(jī)分子間的反應(yīng)進(jìn)行較慢，許多有機(jī)反應(yīng)需加熱和催化劑條件，與無(wú)機(jī)離子間反應(yīng)瞬間即可完成有區(qū)別。 [板書] 3．酯+水 酸+醇 CH3COO—CH2CH3＋H2O CH3COOH+CH3CH2OH H2O 讓學(xué)生寫出酯發(fā)生水解反應(yīng)的化學(xué)方程式（以通式表示羧酸和醇）。 [試一試]寫出C3H6O2有可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式？ 1、具有酸性的為： 2、能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的是： 3、能和氫氧化鈉反應(yīng)的有： 4、能和碳酸氫鈉反應(yīng)的是： [思考與交流]乙酸和乙醇的酯化反應(yīng)是可逆的，在制取的實(shí)驗(yàn)中如何提高乙酸乙酯的產(chǎn)率，你認(rèn)為應(yīng)當(dāng)采取那些措施？ [回答]（1）采取加入過(guò)量乙醇及不斷把反應(yīng)中生成的酯和水蒸出的方法。 （2）濃硫酸除催化劑外。還起吸水劑作用，吸收生成水，使平衡正向移動(dòng)，增大產(chǎn)率。 （3）用長(zhǎng)導(dǎo)管冷凝乙酸乙酯，使之盡快脫離原反應(yīng)體系，增大乙酸乙酯產(chǎn)率。 　 （4）導(dǎo)管口位于碳酸鈉液面上，防止倒吸。增大乙酸乙酯產(chǎn)率。 （5）飽和Na2CO3溶液作用：中和乙酸；吸收乙醇；降低乙酸乙酯的溶解度。增大乙酸乙酯產(chǎn)率。 六、學(xué)案設(shè)計(jì)(見下頁(yè))