高中化学《重要的氧化剂和还原剂》教案
1.使学生了解氧化剂和还原剂是性质相反的一对物质。
3.对学生进行矛盾的对立统一等辩证唯物主义观点教育。
氧化剂、还原剂与元素化合价的关系,重要氧化剂和还原剂的常见反应。
【教具准备】
试管、胶头滴管、滤纸。
饱和氯水、饱和NaBr溶液、饱和KI溶液、铁粉、浓硫酸、稀硫酸、溪水、KSCN溶液、浓硝酸。
复习、归纳法及实验、分析、总结法。
【课时安排】
2课时。
第一课时
【引言】同学们,你们还记得氧化还原反应、氧化剂和还原剂等有关知识是在什么时候开始学习的吗?通过高一的学习,大家对氧化剂和还原剂的知识已经有了较好基础,今天我们将进一步学习重要的氧化剂和还原剂。
【提问】氧化还原反应中物质变化的特征是什么?实质是什么?什么物质是氧化剂?什么物质是还原剂?
【投影】(师生共同完成)
【练习】在 3Cu+8HNO3(稀)= 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O的反应中,还原剂是 ,氧化剂是 ,还原产物是 ,氧化产物是 ,4 mol HNO3参加反应,其中被还原的是 mol。用“双线桥”表示该反应。
【过渡】在氧化还原反应方程式里,除了用箭头表明反应前后同一元素原子的电子转移外,还可以用箭头表示不同元素原子的电子转移,即“单线桥”。
【板书】一、电子转移的表示方法
(1)双线桥法:
(2)单线桥法:
【讲述】单线桥表示反应过程中,电子由还原剂转移给氧化剂的情况,从失电子的原子出发,箭头指向得电子的原子,箭头上标出电子转移总数,不需标明“失去”或“得到”字样。
【练习】用单线桥表示下列氧化还原反应中电子转移的方向和数目,并指出氧化剂和还原剂。
(1)2KClO3 2KCl+3O2
(2)Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
(3)4NH3+6NO=5N2+6H2O
【投影】展示学生上述练习,并进行讲评。
【讨论】物质在反应中是作为氧化剂还是作为还原剂,与元素的化合价有什么关系?
【小结】元素处于最高价态,反应中该物质只能得电子作氧化剂;处于最低价态,只能失电子作还原剂;元素处于中间价态,它的原子随反应条件不同,既能得电子,又能失去电子,因此,物质既能作氧化剂,又能作还原剂。如硫元素。
【投影】
-2 0 +4 +6
S S S S
【过渡】为了更好地了解氧化还原反应规律,根据我们已有知识把常见的重要氧化剂和还原剂进行归纳总结。
【投影】(由学生写出化学式)
【练习】1.对于反应NaH+NH3=NaNH2+H2的说法正确的是()。
B.H2既是氧化产物又是还原产物
C.电子转移数为2
2.高锰酸钾溶液与氢澳酸可发生反应:KmnO4+HBr = Br2+MnBr2+KBr+H2O,其中还原剂是 。若消耗0.1 mol氧化剂,则被氧化的还原剂的物质的量是 mol。
3.在一定条件下,NO与NH3可发生反应生成N2和H2O。现有NO和NH3的混合物 lmol,充分反应后,所得产物中,若经还原得到的N2比经氧化得到的N2多1.4 g。
(1)写出反应的化学方程式,并标明电子转移的方向和数目。
(2)若以上反应进行完全,试计算原反应混合物中 NO与 NH3的物质的量可能各是多少?
【点评】正确分析化合价的升降情况,确定氧化剂和还原剂,利用得失电子数相等,解有关氧化还原反应的计算题。
【小结】1.氧化剂和还原剂是性质相反的一对物质,在反应户是作氧化剂还是作还原剂主要取决于元素的化合价。
氧化还原反应中电子转移的方向和数目的表示。
【思考】重要氧化剂和还原剂的常见反应有哪些?
【作业】教材习题一、二,2;二、三。
【板书设计】
一、电子转移的表示方法
第二课时
【引言】上节课我们总结了一些重要的氧化剂和还原剂,了解了它们与元素化合价之间的关系。这节课我们将进一步总结这些重要的氧化剂和还原剂的常见反应。
【学生实验】【实验3-l】
【提问】请同学叙述上述实验现象,解释原因并写出反应的方程式。
【投影】2NaBr+Cl2 = 2NaCI+Br2 2KI+Cl2 = 2KCl+I2 2KI+Br2 = 2KBr+I2
【设疑】通过以上反应说明了什么问题?
【讲述】通过卤素单质间的置换反应,说明单质的氧化性不同,按F2、Cl2、Br2、I2顺序逐渐减弱。
【板书】1.对于氧化剂,同主族的非金属原子随原子半径增大,单质的氧化性逐渐减弱。
【设疑】若是金属间的置换反应呢?
【板书】2.对于还原剂,金属单质的还原性强弱一般与金属活动性顺序一致。
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
还原性逐渐减弱
【说明】一般元素的金属性越强,单质的还原性越强,对应形成金属阳离子的氧化性越弱。
【设疑】高价物质具有氧化性,低价物质具有还原性,通过实验如何验证呢?
【演示】【实验3—2】
引导学生对实验过程进行分析,观察实验现象。
【提问】产生上述现象的原因是什么?写出对应的化学方程式。
【投影】Fe+H2SO4(稀)=FeSO4+H2↑
6FeSO4+3Br2 = 2Fe2(SO4)3+2FeBr3
2FeSO4+2HNO3(浓)+H2SO4 = Fe2(SO4)3+2NO2+2H2O
Fe3++3SCN- = Fe(SCN)3
【补充对比实验】FeCl3溶液中滴加KSCN溶液;FeCl3溶液中先加足量Fe粉后,再加KSCN溶液。
【提问】通过上述实验进一步说明了什么问题?(学生回答后归纳)
【板书】3.元素处于高价态的物质具有氧化性。如:CO2、FeCl3、MnO2。
4.元素处于低价态的物质具有还原性。如:CO、FeSO4。
5.具有多种可变价态的金属元素,一般高价态时氧化性强,随着化合价的降低,氧化性减弱,还原性增强。
Fe3+ Fe2+ Fe
氧化性较强 氧化性较弱 无氧化性,还原性较强
【练习】书写下列反应的方程式。
1.C+CO2 2.FeCl3+Fe 3.FeCl2+Cl2 4.MnO2+HCl 5.CO+CuO
【提问】回忆Fe与浓硫酸、稀硫酸反应现象;Cu与浓硫酸反应现象;Cu与浓硝酸、稀硝酸反应现象,写出对应的化学反应方程式,并分析起氧化作用的元素。
+6
【板书】6.浓硫酸是强氧化剂,起氧化作用的是 S,反应后一般生成SO2。
稀硫酸与活泼金属反应放出H2,起氧化作用的是H+。
+5
7.浓硝酸、稀硝酸均是强氧化剂,反应时主要是N得电子,被还原成NO2、NO等。
【说明】氧化性酸和酸的氧化性不同,氧化性酸是指酸根部分的某元素易于得电子的酸,如浓硫酸、硝酸等;而酸的氧化性是指H+得电子形成H2,酸都有氧化性是指H+的氧化性。
【小结】通过以上重要的氧化剂和还原剂的常见反应,可归纳出发生氧化还原反应的一般规律。
【板书】四、发生氧化还原反应的一般规律:
【讲述】在适当的条件下,可用氧化性强的物质制取氧化性弱的物质;也可用还原性强的物质制取还原性弱的物质。如:Cl2 + 2KI = ZKCl+I2
2Al + 3CuCl2
= 2AlCl3 + 3Cu
【讨论】已知在常温时能发生下列反应:
Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu
2Fe2+ + Br2 = 2Fe3+ + 2Br-
2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+
根据上述实验事实,分析Fe3+、Fe2+、Cu2+、br2作为氧化剂时,其氧化能力的强弱顺序。
【板书】根据方程式判断氧化和还原能力的相对强弱:
【强调】根据氧化剂和还原剂的相对强弱,我们不但可判断某些氧化还原反应能否发生和反应的难易,而且还能判断反应进行的程度以及氧化产物、还原产物。
【练习】已知I-、Fe2+、SO2、Cl-和H2O2均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为:Cl-<H2O2<Fe2+<I-<SO2,判断下列反应不能发生的是()。
A.2Fe3+ + SO2 + 2H2O = SO42- + 4H+ + 2Fe2+
B.I2 + SO2 + 2H2O = H2SO4 + 2HI
C.H2O2 + 2H+ + SO42- = SO2↑ + O2↑ + 2H2O
D.2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I2
【小结】本节重点要掌握重要氧化剂和还原剂的常见反应,并能分析判断氧化性、还原性的强弱。
【作业】教材习题一、3;四。
【板书设计】
1.对于氧化剂,同主族的非金属原子随原子半径增大,单质的氧化性逐渐减弱。
2.对于还原剂,金属单质的还原性强弱一般与金属活动性顺序一致。
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
还原性逐渐减弱
3.元素处于高价态的物质具有氧化性。如:CO2、FeCl3、MnO2。
4.元素处于低价态的物质具有还原性。如:CO、FeSO4。
5.具有多种可变价态的金属元素,一般高价态时氧化性强,随着化合价的降低,氧化性减弱,还原性增强。
Fe3+ Fe2+ Fe
氧化性较强 氧化性较弱 无氧化性,还原性较强
+6
6.浓硫酸是强氧化剂,起氧化作用的是 S,反应后一般生成SO2。
稀硫酸与活泼金属反应放出H2,起氧化作用的是H+。
+5
7.浓硝酸、稀硝酸均是强氧化剂,反应时主要是N得电子,被还原成NO2、NO等。 四、发生氧化还原反应的一般规律:
根据方程式判断氧化和还原能力的相对强弱:
拓展阅读
1、“乙烯利催熟香蕉过程中探究还原糖含量的变化”的教学案例
文件编号: 1003 - 7586(2016)11 - 0018 - 04
1 教学指导思想
《普通高中生物课程标准(实验)》提出(以下简称《标准》),生物科学是自然科学中的一门基础学科,是研究生命现象和生命活动规律的科学。生物科学的研究经历了从现象到本质、从定性到定量的发展过程。《标准》注重引导学生在现实生活的背景中学习生物学,倡导学生在解决实际问题的过程中,深入理解生物学的核心概念,并能运用生物学的原理和方法。
基于《标准》的这一理念,本节课将学生熟悉的水果催熟问题与教科书中还原糖的检测实验相结合,定量测定实验数据。学生亲眼观察到香蕉由绿色变为黄色的生命现象,并透过现象研究本质,测定还原糖含量的变化。在《全民科学素质行动计划(2049计划)》的科学概念中列出了“测量”“实验”“模型”等,本实验以此为启发,着力于定量实验与模型建构。在定量测定数据过程中,学生学会原始数据的处理与转换、标准曲线的分析与比较、异常数据的分析等,制备各种模型的建立。学生运用已有的生物学知识解决问题时,并深刻理解植物生长调节剂、酶、基因表达等生物学概念,培养了生命观念、社会责任、理性思维、科学探究等核心素养。
本节实验课的教学思路如图1所示。
2 实验教学分析
2.1 教材分析
本实验是基于浙科版必修1第一章第三节“检测生物组织中的还原糖”实验的拓展,教科书实验是定性分析,本实验进行量化,采用定量分析的数据更具说服力。本实验教学也依据《标准》必修3第一章具体内容标准“评述植物*的应用价值”,融入香蕉业普遍采用的乙烯利催熟香蕉的操作。测定还原糖的方法则借鉴生物技术实践模块中选修一第三部分泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定中的活动建议:尝试用比色法测定其亚硝酸盐含量的变化。本实验采用本尼迪特试剂作为显色剂,反应并比色,采用分光光度计精确测定数据。本实验既源于课本,也是课本实验的融会贯通与升华,是对教材实验的再处理。
2.2 学生分析
本实验的操作者是高二选考班学生,已经学习了高中生物全部的必修知识,完成必修模块要求的所有实验,具备较强的实验操作能力;初步学习了生物技术实践模块的部分知识,具备一定的知识储备;经过初中和高中的学习,学生的科学思维能力有了较大提升,有初步科学探究的能力。
2.3 教学重难点
(1) 分析实验原理,实施可行的实验方案;
(2) 利用数学方法处理、分析数据,联系相关生物学知识。
(1) 处理数据,将实验数据转换成坐标系。突破策略:教师引导学生理解制备标准曲线的原理,将实验数据对比标准曲线进行计算。为了降低学生处理数据的难度,用办公软件Excel设计好实验数据的转换函数公式。建立坐标系时,引导学生用描点连线法,使实验结果更加直观。
(2) 有效组织课堂教学。突破策略:用比色法定量测定还原糖的含量,学生操作起来费时。教师可以在课前培训实验操作,培养教学小助手来操作电动离心机和分光光度计,节约部分时间。同时注意加强各小组内学生的合作,如研磨时,要求每个学生研磨一组,加强学生对实验的参与度。
知识目标:简述乙烯的作用与产生部位;辨别实验的自变量、因变量、无关变量;评述与实验相关的酶的知识、基因表达、植物*相互作用。
能力目标:运用分光光度计测定测定生物组织中的还原糖含量;运用数学方法处理、分析实验数据;尝试建立还原糖含量与时间、不同乙烯利浓度的坐标系。
情感、态度与价值观目标:体验用乙烯利催熟香蕉的过程,培养数据分析、转换能力;关注社会生活热点,植物生长调节剂在水果行业的运用;养成合作探究、交流的学习习惯。
4.1 学生方面
收集有关植物*在生产、生活中的用途;查阅有关比色法测定还原糖的方法与步骤;学会设计实验步骤;学会操作分光光度计和电动离心机等设备。
4.2 教师方面
多次摸索实验过程,将繁琐的还原糖测定流程简化,并与学生已学的知识结合,便于学生理解、运用知识;绘制相关指数极高的标准曲线(R2=0.998),供学生计算样品中的还原糖含量。
4.3 仪器与材料方面
准备好电动离心机、分光光度计、恒温水浴锅、电子天平、计算机分析软件、试管、容量瓶、研钵、量筒、移液管、洗瓶、纱布等。
5.1 情境导入
教师展示图片及资料,并提出问题:由于成熟的香蕉软熟易损,香蕉一般都是采摘青果以便于长途运输后销售。青果很难完成自熟过程,在上市前往往都要人工催熟。用什么物质进行人工催熟?
学生充满好奇,积极思考,归纳。
设计意图:利用学生非常熟悉的香蕉催熟,激发他们的学习热情,培养学生用生物学知识联系实际的社会责任意识,培养核心素养。
5.2 复习知识
教师设置问题串:什么是植物生长调节剂?乙烯的作用与产生部位是哪里?香蕉成熟过程中外形会发生什么变化?测定香蕉中还原糖的方法是什么?
学生根据教师的提问,层层递进,复习关于植物*的知识。
设计意图:采用问题串的形式递进复习知识,顺利引出本尼迪特试剂测定还原糖,做好本课铺垫。
5.3 针对假设,设计方案
教师展示两个课题:① 探究乙烯利催熟香蕉过程中还原糖含量随时间的变化;② 探究不同浓度乙烯利催熟香蕉过程中还原糖含量的变化。课前,学生自主分组,提出探究的问题,作出实验假设,设计实验方案,课堂展示。
学生根据兴趣自主分组,填写相关内容。
设计意图:课前让学生填写,节约课堂时间,也让学生有充足的时间思考。
5.4 评价实验方案
教师展示学生设计的实验方案,让其他学生评价,并引导学生分析实验的自变量、因变量、无关变量。教师自制Flash动画展示实验原理,引导学生理解实验原理。实验原理:样液中的还原糖与Cu2+反应,生成Cu2O红黄色沉淀。蓝色的本尼迪特试剂因此会失去部分Cu2+而脱色。在590 nm波长光下比色测定吸光度。随着还原糖含量升高,Cu2+与还原糖反应形成红黄色沉淀越多,离心后残留在上清液中的Cu2+越少,吸光度值越小。
学生评价同学的实验方案,归纳出实验设计遵循的对照原则、单一变量原则、等量原则、科学性原则等,并学会分析变量。
设计意图:教师以生为本,培养学生分析、归纳的科学思维,注重理性思维核心素养的培养。
教师引导学生从外形上分析各组香蕉的变化,补充测定还原糖含量实验的步骤,并自制PPT提示电动离心机的使用要点。
学生根据观察,比较香蕉在硬度上与颜色上的变化,并根据实验步骤仔细操作实验,定量测定还原糖含量变化。
设计意图:引导学生严谨地操作实验、学会合作。培养学生科学探究的核心素养。
5.6 收集数据
教师讲授标准曲线的制备过程,分为5组,如表1所示。测得的吸光度值的差值(表2)即是Cu2+的减少量,与还原糖含量呈正比关系。在590 nm波长光下比色测定吸光度,脱色程度就是吸光度差值,因此可建立如图2所示的标准曲线,推算出样品中还原糖含量。
教师分析还原糖含量计算公式:还原糖含量=(样品浓度×样品总体积)/样品总质量(g/Kg)。
学生理解标准曲线的意义,收集实验数据,计算还原糖含量。
设计意图:分析化学实验中,常用标准曲线法进行定量分析。一般用葡萄糖标准曲线计算还原糖的含量。教师已经设计好Excel的输入模式,便于学生计算。
5.7 分析结果
两大组各派一个代表上黑板建立还原糖含量与时间或乙烯利浓度的坐标系,进行数据转换。教师要求学生分析自己组的实验结果,并得出结论;对两组数据进行横向对比,分析数据差异的原因;对异常数据进行重点分析。
学生自主分析,讲述给全班同学听。有学生对两组数据的差异展开分析,产生疑惑:
① 为什么不同浓度乙烯利处理的那组数据上升明显?
② 乙烯利越高催熟效果越好吗?
……
设计意图:教师创造平台,让学生在课堂上动手动脑,培养学生组内合作探究、分析问题的能力,不断将问题深化。教学过程注重学生建立模型、分析模型等理性思维核心素养的培养。
5.8 交流总结
教师设置问题串,总结本实验:香蕉匀浆为什么要在热水中加热?香蕉在自然状态下也能成熟的原因是什么?根本原因是什么?植物*之间的相互作用是什么?这样引导学生提出想继续探究的课题。
学生回忆酶、细胞膜的选择透性、植物*的相互作用等相关知识,并说出自己想继续探究的课题。
设计意图:教师引导学生分析实验,使学生对实验有更深入的理解,拓展思维,促进学生进一步探究。教师引导学生运用结构与功能相适应的观点看待生物体,培养生命观念的核心素养。
6.1 本实验具有以下创新之处
(1) 密切联系生活。本实验将教材中“生物组织中还原糖的检测实验”、评述植物*的应用、“亚硝酸盐的定量测定实验”进行综合拓展,将社会生活热点“植物*催熟水果”融入课堂,让学生在与生活密切联系的情境中,带着极强的求知欲展开实验。本实验既有乙烯利的催熟实验,也有还原糖的测定。教材中关于还原糖的测定实验是定性实验,只是让学生观察有没有红黄色沉淀。而本实验改进为量化实验,引导学生观察了实验现象后,测量其中的还原糖的含量,用数据证明实验预想。这也体现生物学科由现象到本质的科学思维。
(2) 选用新的材料。还原糖在生物组织中普遍存在。教材实验时,一般采用还原糖含量高,但是颜色较浅的生物组织,高中生物实验常用的材料是苹果、梨子、白萝卜。本实验采用的是香蕉。香蕉比苹果和梨子更易研磨,也更易催熟。研磨时加入少量的二氧化硅,可以使研磨更加充分。
(3) 运用先进仪器。分光光度计的使用虽然在生物技术实践模块中提到,但是很少有学校开展该实验。学生感觉这么“高端”的仪器离自己很遥远,操作的时候非常兴奋。其实分光光度计的操作比较简单,如果教师应用于高中生物实验教学,可以将许多学生实验定量化,比如测生物组织中蛋白质的含量、叶片中叶绿素的含量等,可拓宽学生的思维,也让生物课堂更加有趣、严谨。
6.2 实验需要教师不断提高自身素养
实验是学生非常重要的技能,也是教师的重要技能。本实验操作非常繁琐,量化实验比较精确。教师有必要在学生实验前积极探索,发挥先行者作用,摸索出最适合学生实验的方案。比如本实验中还原糖的提取,教师尝试多种方案,将香蕉在榨汁机中榨汁,在搅拌机中搅拌,虽然能得到匀浆,但是还原糖流失严重。最后,采取让学生研磨的方式,尽量减少还原糖的流失。同时为了让细胞中还原糖释放,让学生研磨时加入少量的二氧化硅,并放在90℃水浴锅中水浴加热,以破坏细胞。加热时,锥形瓶易倾倒,笔者自制“固定装置”,能稳定加热锥形瓶。离心时间、转速的控制、标准曲线的制作等都需要教师在课前摸索出最佳方案,以减少课堂上学生的实验误差。
6.2 实验注重学生核心素养的提升
生物学科的核心素养包括生命观念、理性思维、科学探究、社会责任等方面。本实验让学生体验香蕉由青果转变为成熟的过程,形成生命观念。理性思维崇尚能够运用归纳与概括、模型与建模等方法探讨生命现象及规律。本实验基于学生定量实验再建模,将知识点概括形成概念图。整个实验的研究遵循科学探究的思路展开。学生通过实验关注涉及生物学知识的水果催熟,作出理性解释,体现了培养学生社会责任核心素养的理念。
2、高中化学教案
一、教材分析:
1.本节课在教材的地位和作用
乙醇人教版必修2第三章“有机化合物”的第三节常见的两种有机物.学好这一节,可以让学生掌握在烃的衍生物的学习中,抓住官能团的结构和性质这一中心,确认结构决定性质这一普遍性规律,既巩固了烷、烯、炔、芳香烃的性质,又为后面的酚、醛、羧酸、酯和糖类的学习打下坚实的基础,使学生学会以点带面的学习方法,提高了学生思维能力,带动了学生学习素质的提高。
根据教学大纲的要求,结合本课的特点和素质教育的要求,确定以下教学目标:
(1)认知目标 :
掌握乙醇的结构,物理性质和化学性质 。
(2)能力目标:
①培养学生科学的思维能力。
②培养学生实验观察能力和对实验现象的分析能力。
(3)德育目标:培养学生求真务实的精神。
3.教学重点、难点
(1)乙醇是醇类物质的代表物,因而乙醇的结构和性质是本节的重点,同时也是本节的难点。
(2)重点、难点的突破,可设计两个突破点:
①乙醇结构的特点可通过问题探究、化学计算和分子模型来推导,电脑展示来确定,充分地调动学生的课堂积极性,参与到课堂活动中来,使学生在掌握乙醇结构的同时,也学会逻辑推理的严密性;
②通过实验探究和电脑多媒体动画演示的办法认识和掌握乙醇的化学性质。
二、教法活用
教学活动是教和学的双边活动,必须充分发挥学生的主体作用和教师的主导作用,使之相互促进,协调发展,根据这一基本原理我采用了如下教学方法:
1.情境激学法,创设问题的意境,激发学习兴趣,调动学生内在的学习动力,促使学生在意境中主动探究科学的奥妙。
2.实验促学法:通过教师演示,学生动手操作,观察分析实验现象,掌握乙醇的化学性质。
3.计算机辅助教学法:运用先进的教学手段,将微观现象宏观化,瞬间变化定格化,有助于学生掌握乙醇化学反应的本质。
4.归纳法:通过学生的归纳和逻辑推导,最终确定乙醇的分子结构。
三、教学辅助手段
1、说实验:
① 乙醇与钠反应,可作金属钠与水反应的对比实验,且取用的金属钠尽量大小一致,表面积相差不大。
② 乙醇氧化,铜丝一端卷成螺旋状,以增大催化剂的表面积,使反应速度加快。
2、说现代化教学手段: 乙醇主要化学性质可用以下两个方程式作代表:
(1)2Na + 2CH3CH2OH → 2CH3CH2ONa + H2↑
(2)2CH3CH2OH + O2 →2CH3CHO +2H2O
以上二个反应的过程可用电脑动画模拟,以便让学生深刻了解、掌握各反应的本质及断键的部位,让微观反应宏观化。(四)教学程序引入课题:
富有感情的朗诵唐朝诗人杜牧的诗句:“借问酒家何处有,牧童遥指杏花村。” [讲述]:从杜牧的诗句中可知,我国古代劳动人民就已经掌握了酿酒的方法。酿酒在我国已有两千多年的历史了。[设问]:同学们可知酒的主要化学成分是什么?它的分子式如何写?它有哪些主要化学性质?
通过诗歌引入可以使学生感受诗境美,了解乙醇的化学发展史,激发爱国主义热情。
1.乙醇的分子结构的探究:
投影一道简单的试题:某有机物4.6克,完全燃烧后生成0.2mol二氧化碳和5.4克水,且此有机物的蒸气的相对密度是相同状况下氢气的23倍,求此有机物的分子式。 通过试题引出乙醇的分子组成C2H6O,(意在培养学生综合运用知识,解决问题的能力,同时为醇的同分异构体教学做铺垫)。继续引导学生将乙烷(C2H6)与乙醇进行比较,根据碳四价,氧两价引导学生探究出以下两种可能的结构式:
通过观察讨论让学生判断出(A)式中有1个氢原子与其它5个氢原子不一样,而(B)式中的6个氢完全相同。
继续探究,投影练习:已知乙醇跟钠反应放出氢气,现有 1 mol无水乙醇与足量的金属钠反应可得到0.5 mol H2,根据这个实验数据,你可以得出结论了吗?1 mol乙醇可得到0.5 mol H2,即1 mol H,得出乙醇中一定有一个氢原子与其他5个氢原子不同,进而让学生判断出乙醇的结构式为(A)式。展示乙醇的球棍模型。小结得出乙醇分子是乙基CH3CH2-结合着羟基-OH。羟基是官能团,决定乙醇的化学性质。(以上是对
学生的书写,概括、观察等各项能力进行训练,达到掌握知识,开发智力,培养能力的目的。)
2.分析乙醇的物理性质 :
首先取出一瓶无水乙醇,请学生观察颜色、状态,并闻其气味,然而让学生归纳出一部分物理性质。最后通过演示:乙醇与水,乙醇与碘单质,乙醇与苯的溶解实验,总结出乙醇的溶解性。其中穿插茅苔酒故意碎瓶获国际金奖的故事及山西朔州假酒案,帮助同学理解性地记忆乙醇的易挥发性和水溶性。(以上是通过对实验的操作、观察、分析,学生自己得出结论,培养学生求真务实的科学品质和优良的习惯,同时激发学生的爱国热情。)
3.分析乙醇的化学性质 :
结构决定着化学性质,首先可以从结构上来认识乙醇的化学性质。讲解:在乙醇分子中,由于O原子的吸引电子能力比C、H强,使得C-O键,O-H键均具有极性,在化学反应中均有可能断裂。
(1)与活泼金属Na反应 :
首先,做无水乙醇与钠反应和水与钠反应的对比实验,请同学们通过实验现象的剖析,在教师的引导下,学生主动思维得出乙醇羟基上的氢原子没有水中的氢原子活泼的结论。然后用电脑模拟出乙醇与钠反应的本质,最后请同学们写出反应方程式,讨论其反应类型并推广到乙醇与其它活泼金属K、Mg、A1等与乙醇的反应。
(2)氧化反应 :
首先,拿起一个点燃的酒精灯,请学生写出燃烧的化学方程式。教师接着讲解,乙醇除可被O2直接完全氧化生成CO2和H2O外。分子中的-CH2OH在催化剂(如Cu、Ag)作用下也可被氧化成-CHO,同时生成水。教师演示实验,并引导学生观察铜丝表面颜色的变化来判断反应是否已经发生。接着用电脑显示,乙醇的断键部位和已形成的乙醛的结构式,让学生掌握反应的本质是与醇羟基相连的碳原子有氢才能被局部氧化形成碳氧双键。最后让学生判断以下几种醇能否被局部氧化CH3CH2CH2OH、(CH3)2CHOH。让学生真正掌握并巩固醇被局部氧化的本质。从而达到以点带面的目的,减轻的学生的负担。
归纳小结
乙醇化学性质主要与官能团-OH有关。 从结构上看:都涉及到-OH。
从反应类型看:取代反应、氧化反应、消化反应。从反应条件看:不同条件、产物不同。
3、高中化学教案
第一单元
第3课时 氧化还原反应
一、学习目标
1.学会从化合价升降和电子转移的角度来分析、理解氧化还原反应。
2.学会用“双线桥”法分析化合价升降、电子得失,并判断反应中的氧化剂和还原剂。
3.理解氧化还原反应的本质。
4.辨析氧化还原反应和四种基本反应类型之间的关系,并用韦恩图表示之,培养比较、类比、归纳和演绎的能力。
5.理解氧化反应和还原反应、得电子和失电子之间相互依存、相互对立的关系。
二、教学重点及难点
重点:氧化还原反应。
难点:氧化还原反应中化合价变化与电子得失的关系,氧化剂、还原剂的判断。
三、设计思路
由复习氯气主要化学性质所涉及的化学反应引入,结合专题1中的氧化还原反应和非氧化还原反应对这些反应进行判断,从而分析氧化还原反应和非氧化还原反应的本质区别,并从电子转移等角度进行系统分析,再升华到构建氧化还原反应和四种基本反应类型之间关系的概念。
四、教学过程
[情景引入]由复习上节课氯气有关反应引入本节课的研究主题。先由学生书写氯气与钠、铁、氢气和水,次氯酸分解、此氯酸钙和二氧化碳、水反应的化学方程式。
[练习]学生自己书写方程式,并留待后面的学习继续使用。
[过渡]我们结合在第一章中学过的氧化还原反应的定义,来判断一下这些化学反应应属于氧化还原反应,还是非氧化还原反应。。
[媒体]
2Na+Cl2=2NaCl
2Fe + 3Cl2 2FeCl3
H2 + Cl2 2HCl
Cl2+H2O HCl+HClO
Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCl2+2HClO
2HClO O2↑+ 2HCl
[练习]学生自己进行判断,或可小组讨论、分析。
[叙述]现在请大家在氯气与钠反应的方程式上,标出化合价发生改变的元素,在反应前后的化合价。
[思考与讨论]学生解决下列问题:
1.元素的化合价是由什么决定的呢?
2.元素的化合价在何种情况下会发生变化?
3.在同一个化学反应中,元素化合价升高和降低的数目有何关系?
4.在同一个化学反应中,元素得电子数和失电子数有何关系?
[叙述]讲述如何用“双线桥”法表示上面所得到的信息。
[板书]
[叙述] 氧化还原反应是有电子转移的反应。
氧化还原反应的方程式的系数是与反应过程中得失电子的数目相关的。
在氧化还原反应中,失去电子的物质叫做还原剂,还原剂发生氧化反应,表现还原性。可以这样记忆:还原剂化合价升高、失电子、具有还原性,被氧化。
[思考与讨论]辨析在2Na+Cl2=2NaCl的反应中,氧化剂和还原剂分别是什么?
怎样判断元素在氧化还原反应中是被氧化还是被还原呢?
[板书]
还原剂 氧化剂
有还原性 有氧化性
被氧化 被还原
[思考与讨论]
1.元素处于不同的化合价在氧化还原反应中可能表现哪些性质?并以氯元素的不同价态的代表物质进行分析。
2.氧化还原反应与四种基本类型反应的关系如何呢?用图形方式表示它们之间的关系。
3.分析一下前面的几个反应中电子的转移情况,找出每个反应的氧化剂和还原剂。
4、高中化学《钠》优秀教案
知识目标
了解钠的物理性质;
掌握钠的化学性质;
了解钠的存在和用途。
能力目标
透过事物的表面现象,分析其产生的内在原因,以提高自身观察能力和分析问题的能力。
情感目标
培养学生分析问题的能力和其科学方法,激发学生学好文化知识,报效祖国的→**←神圣的责任感。
教材分析
本节教材包括三部分,钠的物理性质、化学性质及钠的存在和主要用途。其中钠的化学性质是本节的重点,在钠的化学性质中重点讨论了钠与氧气及钠与水的反应。难点就是对实验现象的观察和分析。在钠的存在和用途中,首先介绍了自然界里元素存在的两种形态,游离态和化合态,然后结合钠的化学性质很活泼,引导学生得出在自然界中钠只能以化合态存在。教材对钠的用途只作简单介绍。
教法建议
1.采用实验探究法,按照问题——实验——观察——分析——结论的程序进行教学。具体建议如下:
(1)尽可能地通过实验和观察得出结论。
(2)创造条件采用边讲边做实验的教学方法。
(3)最大限度地发挥学生的主体作用,让学生边实验、边观察、边分析,最后自己得出结论。
(4)钠和氧气的反应可由[实验2-2]钠的表面在空气中的变化而引入。
2.深入挖掘知识之间的联系,使新知识纳入学生已有的知识结构中形成新的优化的知识结构。
(l)虽然碱金属单质在日常生活中并不常见,但它们的某些化合物却与我们的生活密不可分。
(2)可让学生标出与反应的电子转移的方向和数目,巩固氧化还原反应的知识。
(3)应将的结构、性质、保存、存在、用途紧密联系起来,形成主线。充分体现结构决定性质、存在、用途以及保存方法取决于性质这一思想。
(4)学习了钠与水的反应后,紧接着可让学生讨论“钠与硫酸铜溶液反应会有什么现象发生?生成什么物质?”再做钠与硫酸铜溶液反应的实验来验证。使学生对初中学习的金属活动性顺序有一个更深入、更全面、更科学的认识,从而使学生认识到任何规律都不是*的,而是有条件的这一辩证唯物主义的观点。使学生树立普遍性中存在特殊性的科学思想。
教学设计示例
课题:钠
重点:从钠的原子结构特征认识钠的化学性质
难点:对实验现象的观察和分析
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