第一篇:【鼎尖教案】高中化学(大纲版)第二册第八章合成材料第二节合成材料(第一课时)
第二节合成材料 ●教学目标
1.使学生对常见的合成材料的品种、性能和用途有大致的印象; 2.使学生树立环境保护观念、培养环境保护意识。●教学重点
三大合成材料的性能、用途。●教学难点
培养学生环保意识。●课时安排 一课时 ●教学用具
投影仪、胶片、蚊帐、床单、地毯、塑料袋、洗衣盆、轮胎、腈纶上衣、缆绳、降落伞绳等。●教学过程
[引言]请同学们观看以下几幅图片。[图片展示]图片1,一个解放前的家庭 图片2,一个解放后的家庭 图片3,一个改革开放后的家庭 图片4,一个现代化的家庭
[问]大家看了这几幅图片后有何感想? [生]甲:人类的生活水平越来越高。乙:人类智慧的力量真是无穷呀!
丙:人类所使用的材料,好多已看不出它的真面目。
[师]对,天然材料已远不能满足人类的需求,人类在改造自然的过程中充分发挥自己的聪明才智,已经人工合成了多种高分子材料。
合成高分子材料被广泛应用于人们的衣、食、住、行、工农业生产等各个方面。[过渡]本节课,我们来了解传统的三大合成材料。[板书]第二节合成材料 [师]合成材料的品种很多。塑料、合成纤维、合成橡胶就是我们通常所说的三大合成材料。[板书]
一、塑料
[师]请各组展示课下准备的塑料制品。[展示]塑料袋、洗衣盆、牙筒、牙刷等。
[问]塑料制品广泛应用于我们的日常生活、生产和工作中,究竟什么是塑料?其主要成分是什么?如何分类和具有什么样的性能和用途呢?请大家阅读教材内容,回答问题。[学生阅读教材后回答]
塑料的主要成分是合成树脂,塑料就是树脂和添加剂的混合物。
分类:按受热的特征分,可分为热固性塑料和热塑性塑料;按应用范围及性能分,可分为通用塑料和工程塑料。
[投影展示]几种常见塑料的性能和用途(见资料1)[师]请大家展示课下准备的纤维制品。[展示]地毯、床单、手套、蚊帐等。[问]这些制品的原材料是否完全一样呢?
[生]不一样,有的属于天然纤维制品,有的属于化纤制品,包装盒上都标明了。[师]看来,大家在下面调查得非常认真。
不经过化学加工的纤维叫天然纤维。如棉花、木材、羊毛等。那什么是化纤呢?大家调查清楚了吗?
[生]调查清楚了。化纤是化学纤维的简称,包括人造纤维和合成纤维。[问]人造纤维是天然纤维经化学加工得到的,合成纤维又是怎样得到的呢?也是由天然纤维经加工得到的吗? [师]对,不是的。
合成纤维是利用石油、天然气、煤和农副产品作原料制成单体,再经聚合反应制成的。[过渡]下面,我们来了解合成纤维的性能和用途。[展示]腈纶上衣、缆绳、降落伞绳。
[师]这些都是合成纤维,它们的制作原料就是石油、煤、天然气和农副产品。[板书]
二、合成纤维
[生]惊讶(原来生活中的好多用品是由石油、煤等制成的,真看不出来)[问]天然纤维、人造纤维既透气又保暖,为什么还要广泛使用合成纤维呢?合成纤维与天然纤维、人造纤维比较性能怎样呢?请大家根据生活经验及调查结果讨论并总结。[生]讨论、总结。
合成纤维具有比天然纤维和人造纤维更优异的性能。
天然纤维和人造纤维虽保暖、透气,但弹性差,不耐磨,易发霉,易被虫蛀等。而合成纤维弥补了天然纤维和人造纤维的不足。[师]合成纤维的性能在许多方面的确优于天然纤维和人造纤维,但由于合成纤维也有其缺点,如吸水性和透气性差,穿着不够爽滑,外观不够高雅华贵等。针对这些缺点,人类又一次利用自己的聪明才智,推出新的“绿色面料”——天丝和牛奶丝。现已有天丝和牛奶丝制品上市。同学们在调查过程中见到了吗?
[生]见到了。但是,老师,牛奶丝真的是以牛奶为原料制造出来的吗? [师]向学生介绍天丝和牛奶丝(见资料2)[问]现在市场上的衣物面料品种繁多,要选择自己想要的面料,就需要会识别。大家现在已知道的识别面料的方法有哪些呢? [生]讨论回答。
点一下,闻气味,有烧焦羽毛气味的为纯毛,否则不是。
[师]这样可以粗略地辨认。下面咱们来了解一下纤维和织品的鉴别。(见资料3)[放录像]纤维制品在生产和国防上的用途。
[过渡]接下来,我们再来认识第三大合成材料——合成橡胶。[板书]
三、合成橡胶
[师]结合大家的调查情况,阅读P209内容,总结橡胶的性能及分类。[生]认真阅读,结合调查结果总结。分类:橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶。性能:天然橡胶性能全面但易老化。
合成橡胶性能不及天然橡胶全面,但其具有弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或低温等性能。
[问]天然橡胶的主要成分是什么? [生]聚异戊二烯。
[师]写出其结构简式,其单体的结构简式。[一同学板演,其他同学在下面写出] [问]天然橡胶为何容易老化?
[生]天然橡胶分子中含有双键,易起加成反应和易被氧化,所以易老化。
[师]很好。所以,在实验室盛装KMnO4溶液、液溴、浓HNO3、汽油、苯、四氯化碳等试剂瓶不宜用橡胶塞。为了改善天然橡胶的性能,工业上用硫化措施使线型结构的双键发生加成反应后变成相互交联的体型结构。[问]常用的合成橡胶有哪几种?
[生]丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶。
[投影展示]常用橡胶的性质和用途(见资料4)[过渡]合成材料在我们的日常生活、工农业生产、国际上都起着重要的作用,但同时也带来了很大的污染。
[板书]
四、合成材料与白色污染
[放录像]画面1:北风呼啸,农田里的地膜在风中狂舞;
画面2:一旅游景点旁的一条小河上漂着食品袋、一次性塑料餐具、饮料瓶等。[师]以上两个画面展现的就是塑料制品废弃物造成的污染——白色污染。[问]为什么塑料制品会造成污染呢?
[生]在地下经久不烂,破坏土壤结构,使土地变得贫瘠;燃烧时,发出难闻的令人恶心的气味,污染空气,损害人体健康。
[问]面对目前的情况,我们应采取哪些措施呢? [生]讨论、回答。
减少使用塑料制品;回收、再利用。
[师]对,目前主要从减少使用和加强回收利用开始,直到研制出各种类型的自毁塑料。“拯救环境,就是拯救人类自己”,这是人类共同的呼唤。那么作为人类的一员,一名中学生,我们该有何思考,作何行动呢? [生]第三组代表发言,“保护环境,人人有责,从我做起;从身边做起。”
[总结]一九九九年“地球日”环境宣传活动的主题是“消除白色污染,倡导绿色消费”,这是社会对我们提出的要求。环境保护这一千秋大业是地球上每一个公民应尽的义务。作为肩负新世纪历史重任的青年一代,我们应从现在做起,从身边做起,树立环保意识,增强环境保护的社会责任感和紧迫感,自觉投入到保护环境的行动中去。[作业]调查本地“白色污染”物的种类、危害、处理办法和回收价值。●板书设计 第二节合成材料
一、塑料
二、合成纤维
三、合成橡胶
四、合成材料与白色污染 ●教学说明
合成材料广泛应用于日常生活的衣、食、住、行,利用这一点,课前安排学生搜集样品,了解相关知识,上课时将样品带上课堂,结合教材内容,认识合成材料的性能和用途。合成材料与白色污染的教学,要让学生认识白色污染已经成为困扰人类社会的一大公害,减少白色污染是每一个公民的义务。使学生树立环境保护意识。
第二篇:【鼎尖教案】高中化学(大纲版)第二册 第八章 合成材料 第二节合成材料(备课资料)
●备课资料
1.常见塑料的性能和用途
(1)聚苯乙烯
最早开发并商品化,硬,有热塑性和热固性,制作梳子、牙刷柄、肥皂盒、包装材料等;(2)聚乙烯
1933年开发,软,可成膜,制作农用薄膜、雨衣、牛奶袋、导线绝缘材料、口杯;(3)聚氯乙烯
分软、硬两类,前者增塑剂多,适合制软材,如塑料布、软管等;后者可制硬质品,如塑料凉鞋、水桶、盆、棍、板;(4)聚丁二烯
丁二烯在金属钠作用下聚合,或与其他含双键的化合物如苯乙烯共聚而得的聚合物,构成了一类合成橡胶,可制轮胎、软管等;(5)聚甲基丙烯酸甲酯
硬,异常坚固,透明,俗称有机玻璃,可制眼镜、假牙、牙托、灯具、盆;(6)聚碳酸酯俗称玻璃钢,强度高,硬,透明,像钢板一样坚韧,3厘米厚的板材可阻挡4米近处射来的38口径步枪子弹,适宜制作防弹玻璃、宇航头盔;(7)有机硅烷
系硅—铜合金与有机氯化物反应产物水解得的分子量约100万的聚合物,主要用作硅油、硅橡胶等,特点是耐高温;(8)聚四氟乙烯
耐各种酸、碱及化学试剂的进攻,并能耐300℃的高温,有“塑料之王”的美称,且强度高,用于制不粘锅、坩埚、烧杯、轴承、绝缘材料等;(9)酚醛树脂
俗称电木,系苯酚在稀碱或酸的作用下和甲醛发生缩聚反应,形成立体网状结构的高聚物,坚牢而耐腐蚀,绝缘性好,常用作灯头和插座;它还可以和玻璃纤维牢固粘合加工成增强塑料,也称为“玻璃钢”,可部分代替钢材;(10)泡沫塑料
当树脂加入发泡剂成型时,固体塑料中含有很多细气泡,比重为0.02~0.03,它兼有塑料柔软、防水、绝缘性好及气体保暖、隔音功能强的优点,可制鞋垫、坐垫、床垫,柔软而轻便;也可代替棉花、丝棉和驼毛做棉衣和背心,挺括而富有弹性,硬质的聚苯乙烯泡沫塑料多用于制救生圈及包装材料。
2.天丝和牛奶丝
天丝
TENCEL是英国ACORDIS公司近年开发的新一代纺织纤维,其注册名“TENCEL”,中文以“天丝”命名,已在中国通过注册。天丝的制作过程并没有在溶液中形成纤维素衍生物,而是单纯的物理性理解,溶解它的溶剂是NMMO,即N—氧化呜啉,其分子式为:C5H11O2N。它是一种极性极大的非质子性溶剂,无毒,纤维溶于它,只是纤维之间的氢键被解开,纤维素不变。但经过这种溶解后,得到的再生纤维的晶体结构更为有序,更结实、牢固。
生产天丝的原料是木材,是由木浆经过溶液纺丝所产生出的百分之百的天然面料,所用溶剂也几乎可以完全回收,其生产属于绿色化学工艺,成品在自然界中可降解,对社会环境和人体无污染。因此,它被称为21世纪的环保纤维。
天丝可与丝、毛、棉或一些合成纤维混纺,特别是与丝光毛混纺,其产品易于加工,易于着色,吸水性强,透气性好,用它加工成的衣料牢固、柔软,色彩艳丽,悬垂感好,尽显高雅华贵之本色。它与聚酯或尼龙的混纺品除了制服装外,还有更广泛的用途,例如,制滤纸、钞票、高级装饰品或高级食品包装袋等。
牛奶丝
即牛奶纤维,是纺织品中特殊的“后现代”新颖纤维,是继第一代天然纤维与第二代合成纤维后的最新一代。上海正家牛奶丝服饰有限公司的科技人员经过五年的攻关,终于在国内率先研制,开发出“正家牌”牛奶丝及其系列服饰产品,这种完全由牛奶制成的牛奶丝,看似真丝,胜过真丝,集高级衣料的美丽、舒适、方便及功能型于一体,使每一个穿过的人都能亲身体验到牛奶服饰全新的酷爽感觉。其生产方法:牛奶去水、脱脂,加上揉合剂制成牛奶浆,再经湿纺工艺及科技处理成牛奶长丝,由牛奶长丝即可加工成面料,最终制成各种纺织制品。
牛奶丝织物的特点是润肌养肤、纤巧爽滑,具有特殊的生物保健功能。因为牛奶丝的重要原料是牛奶蛋纤维,含有17种氨基酸,通过保湿因子作用,对皮肤的保养与改进皮肤的美嫩有着神奇的效果。因为保湿因子的分子结构中含有多个羟基,像“小手一样抓住水分子”,能保持皮肤最外面角质层的水分含量,使皮肤柔软、光滑、皱纹减少,至善至美。这正如20世纪50年代皮肤专家指出,柔软皮肤的关键是水分而不是油脂;且牛奶丝也具有生物保健功能,即具有天然持久的抑菌功能,对杆菌、球菌、霉菌均有功效。
由牛奶丝制成的面料,质地轻盈、柔软、滑爽、飘逸、悬垂;穿着透气、导湿、爽身;外观光泽优雅、华贵、色彩艳丽,牛奶丝比棉、丝的强度高;比羊毛防霉、防蛀,故耐穿、耐洗,易贮藏。在不同的季节穿牛奶丝织物有不同的感觉:在夏季,它有透气、导湿、爽身、汗出而无味的体会;特别是内衣外穿,适度的弹性更能重塑人体的曲线美和色彩美,使人体的曲线美与色彩美融为一体,更显华丽高贵的气质。在冬季,它有沉稳、滑爽、保暖、轻身的感觉;特别是在肌肤与保暖内衣之间起到滑膜作用,使人整个身体感到轻松舒展,有减轻层层保暖内衣捆绑之感。在春、秋天,它有轻盈、柔软、飘逸、宁静的美观,若外衣单穿,更显潇洒大方。
天丝和牛奶丝织物,质地娇贵,洗涤应注意:①须用中性肥皂或中性洗涤剂手洗,水温宜常温;②洗后用衣架凉干,不宜在阳光下曝晒;③如有轻度叠痕、皱折,可用衣架挂起,也可直接贴身穿着自然复原,如有重度叠痕、皱折需复原,可衬布熨烫,但温度不可大于120℃,不能蒸气熨烫。
3.纤维和织品的鉴别
有感官法、化学法和溶解法。
(1)感官鉴别法。①光泽
涤棉光亮,富纤色艳,维棉暗,丝织品有丝光;②挺括
用手攥紧布迅速松开,毛纤混纺品一般无皱折且毛感强,涤棉皱折少,复原快,富棉和粘棉皱折多,恢复慢,维棉则不易复原且留有折痕;③纤维长短
可抽出观看,并在润湿后试验,粘胶湿处易拉断,蚕丝干处断,锦丝或涤丝干、湿处都不断;短丝则为羊毛或棉花,粗的为毛,细的为棉,如较长且均匀,则为合成短纤维。
(2)化学法。观察燃烧方式和烟、焰、灰味。①棉
燃烧快,黄色火焰及蓝烟,灰少,灰末细软呈浅灰色(主要成分为二氧化硅),味似纸;②麻
有烧草味,其余与棉同;③丝
燃烧慢且缩成一团,灰呈黑褐色小球,易压碎,有臭味(硫);④羊毛
燃烧时徐徐冒黑烟,显黄焰,起泡,灰多,为发光的黑色脆块(碳化物),燃烧发臭;⑤粘胶纤维
燃烧快,与棉同;⑥乙酸纤维
燃烧慢,边烧边熔,灰为黑色闪光块状物,有刺鼻的醋酸味;⑦涤纶
燃烧慢,卷缩,熔化,有黄焰,灰呈黑色硬块,易捻碎,有芳香味;⑧锦纶
燃烧慢,熔化,无烟,浅褐色灰块,不易捻碎,有芹菜香味;⑨维纶
烧时纤维迅速收缩,小焰火呈红色,为灰褐色块,可捻碎,有特臭;⑩腈纶
边烧边熔化,略有黑烟,火焰白而亮,灰为黑色球状,有11丙纶
烧时边卷缩边熔,灰为硬块,能捻碎,有烧腊气味;12氯纶
难燃,近焰鱼腥臭;○○时收缩,离火即熄灭,灰为不规则的黑块,有氯的刺激味。
(3)溶解法。均基于形成纤维的单体的化学结构,有的机制尚不清楚。①棉
易溶于浓硫酸(脱水及脂化作用)、铜氨溶液(羟基及醛基的络合及还原作用);②麻
铜氨;③丝
酸、碱(氨基酸的两性)、铜氨;④羊毛
氢氧化铜(脂层破坏后进攻蛋白质);⑤粘胶纤维
同棉;⑥涤纶
苯酚(缩合);⑦锦纶
苯酚及各种酸(酰胺的碱性);⑧腈纶
硫氰化钾溶液、11氯纶
二甲基甲酰胺、二甲基甲酰胺;⑨维纶
酸;⑩丙纶
氯苯;○四氢呋喃及氯苯等。
4.常用橡胶的性能和用途
①丁苯橡胶
热稳定性、电绝缘性和抗老化性好。可制轮胎、电绝缘材料,一般橡胶制品等;②顺丁橡胶
弹性好、耐低温、耐热、粘结性差,可制轮胎、运输带、胶管等;③氯丁橡胶
耐日光、耐磨、耐老化、耐酸、耐碱、耐油性好,耐寒性差。可制电线包皮、运输带、化工设备的防腐衬里、胶粘剂等;④丁腈橡胶
抗老化性和耐油性好,耐高温,弹性和耐寒性较差,可制耐油、耐热的橡胶制品,飞机和油箱衬里等;⑤聚硫橡胶
耐油性和抗老化性很好,耐化学腐蚀,弹性较差。可制耐油、耐苯胶管、胶辊、耐臭氧制品、储油及化工
设备衬里等。⑥硅橡胶
耐低温(-100℃)和高温(300℃),抗老化和抗臭氧性好,电绝缘性好,机械性能差,耐化学腐蚀性差。可制各种在高温、低温下使用的衬垫以及绝缘材料、医疗器械及人造关节等;⑦丁基橡胶
气密性好,耐热、耐老化、电绝缘性好,柔顺性较小,弹性较差。可制汽车内胎,探空气球、汽艇、防毒面具、化工设备衬里等;⑧异戊橡胶
与天然橡胶相似,粘结性良好。适用于使用天然橡胶的场合,可制汽车内外胎、胶管、胶带、飞机轮胎等。
5.为什么聚乙烯的软膜是透明的?
为什么有些物质透明,有些则不透明?如果一束可见光通过薄膜,这束光完全不受任何影响,如入“无人之境”,就称这薄膜是透明的;但如果有一部分入射光被反射或者改变方向,使前进方向光线减弱、模糊,则这薄膜就不透明了。玻璃、食盐和明矾的晶体、许多宝石以及水和油等液体都透明。透明这一物理特性与物质的结构有关。同是聚乙烯,软的透明而硬的则不透明,这是为什么呢?同是软的薄膜,但聚丙烯就不透明,这又是为什么呢? 透明的聚乙烯薄膜主要用于农村温室或食品包装,柔软而易被拉伸。红外光谱剖析表明:其分子中的主链,每1000个亚甲基(—CH2—)大约连接20~30个甲基;但不透明且较硬的聚乙烯,则只连接3个甲基。1 g透明物结晶部分约0.4 g~0.5 g,密度小;而1 g不透明物结晶部分0.6 g~0.9 g,密度大;熔点分别为115℃和135℃,由于有支链,故熔点下降。对于聚合物,由于结晶好,分子排列紧密,质点尺寸超过可见光波长的1/20以上,引起光散射,因而失去透明性。对于无机盐晶体,虽然也排列规整,但颗粒尺寸小,间距足够大,故仍然透明。聚丙烯的结晶部分为0.6~0.7 g(相对于1 g材料),形成带状和微丝状紧密排列的结构,并且内部还存在很多空隙,对光散射,因而透明性差。
6.“不粘锅”与“塑料王”
如果有人问你,世界上什么东西最光滑?也许你会回答说:玻璃。是的,在日常所见的各种材料中,玻璃的确是相当光滑的了。可是如果将玻璃的表面放大几千倍,那么你就会发现,玻璃的表面实际上也还是毛糙的。后来发现,某些硅树脂形成的薄膜,它的光滑程度远胜过玻璃,在玻璃上涂上一层硅树脂,就可以使玻璃的表面变得更光滑。
不过还有比硅树脂更光滑的材料,那就是大名鼎鼎的聚四氟乙烯塑料。这种塑料被誉为“世界上最光滑的材料”。它究竟光滑到什么程度呢?一块用聚四氟乙烯塑料制成的织物,如果将它放在桌上,只要有一小角悬出,那么整块织物就会慢慢地滑到地上。织物的小角悬出所产生的重力原是微不足道的,可是它已经能够战胜织物和桌面之间的摩擦力,使织物“溜”到地上了。
这种光滑非凡的塑料,有许多巧妙的用途。比如它可以做成不需要加润滑油的轴承。又如面粉、化肥、砂糖等通过管道装入袋中时,如果在管道的内部贴上一层用这种塑料制成的织物,那么这些粉状或粒状的物质就会流动得更快。滑雪爱好者也看上了这种塑料,它们在滑雪板上贴一层这种塑料,滑雪时就会变得更轻松,速度也大大提高。
市场出现的一种所谓“不粘锅”,其实就是在铝锅的内部敷上一层聚四氟乙烯塑料。这种锅的最大优点是,用它煎烤食物时,你绝不会担心食物会粘在锅上,用完之后,只要用水一冲洗,它就光洁如新了。
也许有人会担心,这种塑料能经受得起煎烤食物的高温吗?它会不会和食物中的某些成分发生化学变化?这种担心是多余的。原来聚四氟乙烯塑料除光滑外,稳定和耐热也是十分著名的,不要说食物,就是许多活泼非凡的化学试剂,它都“不加理睬”。普通塑料在120℃左右就会软化,可是聚四氟乙烯塑料却能耐200℃以上的温度,它还耐-260℃低温,因此用它做锅的内垫是完全可以胜任的。
由于聚四氟乙烯既耐较高温度,又耐低温,既耐化学腐蚀,又光滑有一定机械强度,性能优良,被称为“塑料之王”。因此在化学工业,半导体工业,超低温研究,火箭技术等领
域都有广泛的应用。
第三篇:【鼎尖教案】高中化学(大纲版)第二册 第五章 烃 第五节苯芳香烃(第一课时)
第五节
苯
芳香烃
●教学目标
1.使学生了解苯的组成和结构特征,掌握苯的主要性质; 2.使学生了解芳香烃的概念;
3.使学生了解甲苯、二甲苯的某些化学性质;
4.通过苯及其同系物性质的对比,对学生进行“事物是相互影响、相互联系的”辩证唯物主义教育。
●教学重点
1.苯的主要化学性质以及分子结构的关系。2.苯的同系物的主要化学性质。●教学难点
苯的化学性质与结构的关系。●课时安排 二课时 ●教学方法
1.以凯库勒与苯分子结构的故事引入课题;
2.通过观察实物和实验验证探究得出苯的物理性质和化学性质; 3.实验验证和类比分析得出苯的同系物的化学性质。●教学用具
投影仪、试管若干、苯分子的比例模型;
苯、甲苯、二甲苯、酸性KMnO4溶液、溴水、冰块、乒乓球碎片、蒸馏水等。●教学过程
第一课时
[引言]著名的科学家巴斯德曾经说过一句名言:机会偏爱有准备的头脑。这一名言的最佳实例莫过于德国科学家凯库勒。当他每天苦思冥想某一个问题而又不得其解时,一天晚上他做了个梦才使其豁然开朗,使问题得到较圆满地解决。他思考的问题就是关于苯分子的结构问题,这节课我们就来学习有关苯的知识。
[板书]第五节
苯
芳香烃
[实物展示]装在无色试剂瓶中的苯
[生]观察苯的颜色状态:是一种无色的液体。
[补充演示]在一干净的试管中倒入少量的苯,将试管放入盛有冰水混合物的烧杯中。[生]观察并记录现象:当试管从冰水混合物中拿出时,液体变成无色固体。[师]这一现象说明了什么?
[生]由于冰水混合物的温度为0℃,此时能将苯由液体冷却为固体,表明苯的熔点高于0℃。
[补充演示]在一试管中加入1 mL 苯,另外加3 mL 水,振荡之后静置。
[生]观察现象:振荡时溶液混浊,静置后分层,在液面下1 mL 处有一明显界面。[师]这又说明了什么?
[生]说明苯不溶于水;所加的1 mL 苯在上层,3 mL水在下层,又表明苯的密度比水小。
[师]由于苯是有毒的,所以才没让大家嗅闻其气味,苯具有特殊的气味,由此可见,苯的主要物理性质有哪些?
[生]归纳总结:苯是一种无色、有特殊气味的液体,有毒、不溶于水、密度比水小,熔点大于0℃。
[板书]
一、苯的物理性质
[补充演示]将一些乒乓球碎片置于由固体已恢复成液体的苯的试管中(培养学生节约药品的良好习惯)[生]观察现象:片刻后碎片溶解。[设疑]苯有哪些重要用途?
[生]自学,结合苯溶解乒乓球碎片的事实,归纳总结:苯是一种重要的化工原料,它广泛地用于生产合成纤维、合成橡胶、塑料、农药、医药、染料和香料等,也常用作有机溶剂。
[板书](附于物理性质之后)(一、苯的物理性质)和重要用途。
[师]苯的分子式为C6H6,请大家根据所学的烷烃、烯烃和炔烃的通式,分析苯该属于哪种烃?具有什么样的结构?
[板书]
二、苯的结构
[生]分别用CnH2n+
2、CnH2n以及CnH2n-2试探,均不符合,而且从碳、氢原子的个数比来看,苯中的碳远没有达到饱和,故苯应该属于与烷烃、烯烃、炔烃不同类的另一种不饱和烃。
[问]不饱和烃的特征反应有哪些? [生甲]能使酸性KMnO4溶液褪色。[生乙]补充说明:还能使溴水褪色。
[师]苯是否能发生不饱和烃的这两个特征反应,下面我们通过实验验证。
[演示实验](由一名学生完成)在两支试管中分别加入适量苯,然后向一试管中滴加酸性KMnO4溶液,向另一试管中滴加溴水,振荡试管,静置观察:两试管中溶液均分层,滴酸性KMnO4溶液的试管上层为无色的苯,下层为紫色的KMnO4酸性溶液,另一试管上层苯中呈橙色,下层变为无色。
[设疑]两支试管中的现象说明了什么?为什么苯和溴水混合振荡后苯层变为橙色? [生]两试管中的颜色均没有褪去,说明苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,既不能被酸性KMnO4溶液氧化,也不能和溴发生加成反应,不符合不饱和烃的特点。至于溴水和苯混合后苯层变为橙色是由于苯将溴从溴水中萃取出来的结果。
[师]从分子组成上看苯应该为一种不饱和烃,但苯又不能使酸性KMnO4溶液以及溴水褪色,这和烷烃的性质比较相符,那么苯分子该是一种什么样的结构呢?这也正是困扰了德国科学家凯库勒很长时间的一个难题,我们已经知道,他后来从一次梦中得到启发意识到苯分子应该是一个环状结构。下面就是经过演变后的凯库勒提出的苯的结构式。
[师]这种结构式称为凯库勒式。那么这种结构式是否能真实地反应出苯的结构呢? [生]结合刚才的实验现象分析、思考:如果苯分子真如凯库勒式这样的结构,那么就应该能使两种溶液褪色,很显然与实验结果不符,所以凯库勒式不能真实地反应苯分子的结构。
[师]可以肯定,苯分子为环状结构,这也正是凯库勒的贡献,但碳原子之间不是以单、双键交替结合的,那么又是怎样结合的呢?
[生]自学、讨论、归纳:对苯分子结构的进一步研究表明,苯分子里不存在一般的碳碳双键,苯分子里6个碳原子之间的键完全相同,这是一种介于单键和双键之间的独特的键。
[模型展示]苯分子的比例模型
[师]不难看出,苯分子里的6个碳原子和6个氢原子都在同一平面上。为了表示苯的分子结构特点,常用下列结构式表示苯分子。
[设疑]什么叫芳香烃?芳香烃真的芳香吗?
[生]自学、归纳后回答:芳香烃是指分子里含一个或多个苯环的碳氢化合物,简称芳烃。芳香烃只是沿用名而已,因大多数芳香类的化合物并没有芳香味,因此该名称没有实际意义。
[过渡]我们经常强调结构决定性质,那么苯分子的这种环状结构会使苯有什么样的化学性质呢?
[板书]
三、苯的化学性质
[师]苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,表明苯不能被酸性KMnO4溶液氧化;也不能使溴水褪色,表明一般情况下也不能与溴发生加成反应,其化学性质比烯烃、炔烃稳定。但在一定条件下苯也能发生一些化学反应。首先,苯如大多数有机物一样可以燃烧,即可以发生氧化反应。
[副板书]苯的氧化反应
[问]苯分子中碳元素的质量分数为多少?
[生]计算:由分子式C6H6知:碳元素的质量分数为
612×100%=92.3%。
61261[问]这么高的质量分数会导致苯燃烧时有何现象?
[生]燃烧时火焰明亮,伴有浓烈的黑烟。因为碳的质量分数大,燃烧不充分。[师]请大家写出苯燃烧的化学方程式。
点燃[生]书写苯燃烧的化学方程式,并由一名学生上前板演:2C6H6+15O212CO2 +6H2O。[师]苯分子的环状结构使得环上的氢原子容易被其他原子或原子团所取代,因此使其具有了和烷烃相似的重要性质——取代反应。
[板书]1.取代反应
(1)苯与溴的反应
[投影显示](1)苯与溴的反应 反应物:苯和液溴(不能用溴水)反应条件:催化剂、温度(该反应是放热反应,常温下即可进行)。
[师](说明)在苯与溴的取代反应中,影响反应发生的主要因素有①溴应为纯的液态溴,溴水不反应;②要用催化剂。另外苯分子中的六个氢原子是等同的,在上述条件下,一般是苯分子中的一个氢原子被取代。在催化剂存在时,苯也可以与其他卤素发生取代反应。
[设疑]溴苯是不溶于水、密度比水大的无色油状液体,溴苯中溶解了溴时显褐色,那么如何除去溴苯中溶解的溴?
[生]用NaOH溶液洗涤,然后用分液漏斗分液,下层液为较纯的溴苯,上层液为NaOH吸收了溴的混合液。
[板书](2)苯的硝化反应 [投影显示](2)苯的硝化反应 反应物:苯和浓硝酸(HO—NO2)反应条件:催化剂浓硫酸,温度55℃~60℃
[设疑]反应所需的55℃~60℃如何实现?
[生]用水浴加热的方法控制,当然需用温度计来指示。
[问]在往反应容器中添加反应物和催化剂时,顺序有无要求?应该怎样加? [生](讨论、分析后回答):有。添加试剂的顺序应该是浓硝酸、浓硫酸、苯。
[师](提示)苯应等到浓硝酸与浓硫酸混合液冷却后再逐滴加入,以防浓硫酸溅出,且可以防止副反应发生。
[问]NO2、NO
2、—NO2有何区别?
[生]讨论后请代表回答:NO2是一种具体的物质,可以独立存在;NO2是亚硝酸根原子团,带一个负电荷;—NO2是一个中性的原子团,不带电,但不能独立存在。
[师]由于苯分子中的氢原子被硝基取代,所以称为硝化反应,当然在上述条件下,硝基也只取代苯分子中的一个氢原子,硝化反应符合取代反应的定义,因而也属于取代反应。
[板书](3)苯的磺化反应 [投影显示](3)苯的磺化反应 反应物:苯和浓硫酸(HO—SO3H)反应条件:温度70℃~80℃,不必加催化剂
[生]由于H2SO4属于二元强酸,两个H均可以电离为H,而—SO3H中还有一个H,因此它还可以电离出一个H+,表现一元强酸的性质。
[师]硫酸分子中的—SO3H原子团叫做磺酸基,由磺酸基取代了苯分子中氢原子的反
+
应称为磺化反应,同样在上述条件下苯分子也只有一个氢原子被取代,磺化反应也属于取代反应,与溴苯、硝基苯相比,苯磺酸易溶于水且显酸性。
[过渡]我们从苯分子的结构可以知道苯环上的碳原子之间的化学键是一种介于C—C单键和CC双键之间的一种特殊的键,既然它能像烷烃那样发生取代反应,那么它也应该能像烯烃那样发生加成反应。前边已经证实其不能使溴水发生化学褪色,即一般不易加成,但在特殊的条件下,苯仍能发生加成反应。
[板书]2.苯的加成反应 [投影显示]苯的加成反应 反应物:苯和氢气
反应条件:催化剂镍、温度180℃~250℃ 反应产物:环己烷(C6H12)[学生活动]分组讨论、分析苯与氢气的加成产物环己烷的结构特点并写出化学方程式,由一名学生板演于板书2.下面:
[师]从结构上不难看出,环己烷像烷烃一样饱和,故其化学性质与烷烃相似。至此,我们可以这样来归纳苯的化学性质:易燃烧,但其他氧化反应一般不能发生;易取代、难加成。
[投影练习]将溴水和苯混合振荡,静置后分液分离,让分离出的苯层置于一试管中,加入某些物质后可以在试管口产生白雾。这种物质是
A.亚硫酸钠
B.溴化铁
C.锌粉
D.铁粉
[思路分析]苯萃取了溴,分离出来的上层是溴和苯的混合物,只要加入催化剂FeBr3或Fe(会与Br2反应生成FeBr3)即可使它们相互反应生成HBr放出,遇空气中的水蒸气而产生白雾。
[答案]BD [本节小结]本节课我们通过观察分析认识了苯的物理性质,了解了苯的组成和结构特征,苯分子中碳碳原子结合是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键,所以其化学性质就既能像烷烃那样易发生取代反应如与溴的取代、硝化反应、磺化反应等,也能像烯烃那样发生加成。大家在学习时应重点掌握苯的主要化学性质及其与苯的结构的关系。
[作业]P135~136
一、1、2;
二、1、2、3;
三、1;
四、1、2、3。●板书设计
第五节
苯
芳香烃
一、苯的物理性质和重要用途
二、苯的结构
三、苯的化学性质 1.取代反应
2.苯的加成反应
●教学说明
有道是“实践出真知”对于苯的物理性质要靠教师讲述或学生自学印象都不会很深,所以在教学中将苯放入无色试剂瓶中,让同学们亲自观察:实践后得出苯的物理性质,这样既可以加深对知识的理解,同时从能力上也得到发展。苯的化学性质没有要求做演示实验,教学中为提高学生的分析判断能力,在每一个性质前先给出相关信息,然后组织学生讨论、分析写出化学方程式,并通过设疑加深对相关知识的理解和掌握。苯分子的结构教学中结合了凯库勒探究苯分子结构的动人故事,使同学们在了解苯的结构特征的同时增强学习的自信心和兴趣。
●参考练习
1.可用分液漏斗分离的一组混合物是 A.硝基苯和酒精
B.溴苯和溴
C.苯和水
D.硝基苯和水 答案:CD 2.比较下列化学键①烷烃中的C—C ②烯烃中的CC ③炔烃中的CC ④苯环中的碳碳键,其键长由长到短的顺序是
A.①②③④
B.①②④③
C.①④②③
D.④①③② 答案:C 3.某烃分子结构中含有一个苯环,两个碳碳双键和一个碳碳三键,它的分子式可能为 A.C9H1
2B.C17H20
C.C20H30
D.C12H20
答案:B 4.能说明苯分子中的碳碳键不是单、双键交替的事实是 A.苯的一元取代物没有同分异构体
B.苯的邻位二元取代物只有一种 C.苯的间位二元取代物只有一种
D.苯的对位二元取代物只有一种 答案:B
第二课时
[引言]上节课我们学习和讨论了苯的物理性质及重要用途、苯分子的结构特点和苯的主要化学性质,本节课我们来学习苯的同系物的相关知识。
[板书]
四、苯的同系物 [复习提问]什么叫芳香烃?
[生]分子里含有一个或多个苯环的碳氢化合物叫做芳香烃。[问]苯的主要物理性质有哪些?
[生]苯是一种无色、带有特殊气味的、有毒的液体,密度比水小、熔点比水高。[问]苯分子的结构有什么特点? [生]苯分子是一个环状结构,在苯环中碳碳原子之间以介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键结合,且苯分子里的6个碳原子和6个氢原子共平面。
[问]苯分子的这种特殊结构导致其具有什么样的化学性质?
[生]由于苯环中碳碳原子间的这种独特键,使其能像烷烃那样发生取代反应,如可以与溴取代、可以发生硝化反应、可以发生磺化反应等,加成反应虽不如烯烃那样容易但在特殊条件下也能进行加成,如与氢气的加成。当然作为有机物,苯还易燃烧,但会有浓烟,而其他氧化反应不易进行,如不能使酸性KMnO4溶液褪色。
[问]什么叫同系物?
[生]结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。[师]苯是最简单的最基本的芳香烃,按照同系物的定义,若在苯分子中增加一个CH2和两个CH2原子团,其分子式将会变成什么?
[学生活动]将一个CH2加在苯分子式C6H6上,分子式变为C7H8;将两个CH2加在C6H6上,分子式变为C8H10。
[问]分子C7H8和C8H10与苯应该为什么关系? [生]互为同系物。
[师]不错。甲苯的分子式就为C7H8,二甲苯的分子式为C8H10,它们分子里就都含有一个苯环结构,它们都是苯的同系物。当然由于同分异构体的因素,二甲苯的分子式为C8H10,但分子式为C8H10的物质不一定为二甲苯,如乙苯的分子式也为C8H10,也是苯的同系物,那么苯的同系物存不存在一个通式呢?
[学生活动]运用数学思想,将分子式中碳原子数设为n,观察、分析,讨论苯(C6H6)、甲苯(C7H8)、二甲苯(C8H10)中氢原子数与对应碳原子数(n)的关系,并得出氢原子数为2n-6。因此,苯及其同系物的通式为CnH2n-6。
[师]作为苯的同系物分子中必须含有苯环,这就意味着碳原数n必须不小于6即n≥6。
[板书]1.苯的同系物的通式为CnH2n-6(n≥6)
[师]从形式上看苯分子里的1个氢原子被甲基取代后生成甲苯(副板书)
,若2个氢原子被甲基取代后,生成二甲苯。那么大家从同分异构体的角度分析,二甲苯的结构是不是唯一的?
[学生活动]分组讨论后得出:如果1个甲基取代1个氢原子,由于六个氢原子的位置是等同的,所以甲苯只有一种结构;而2个甲基取代2个氢原子时,两个甲基的位置就有差异了,有相邻、相间、相对三种位置关系,所以二甲苯的结构有三种。由一名学生板演三种
二甲苯的结构简式:
[师]这三种不同结构的二甲苯是什么关系? [生]互为同分异构体。
[师]何以区分不同的二甲苯呢?
[生]根据两个甲基的位置关系来区分,处于邻位关系的称为邻—二甲苯;处于间位关系的称为间—二甲苯;处于对位关系的称为对—二甲苯。
[投影显示]
二甲苯的三种同分异构体
邻—二甲苯
间—二甲苯
对—二甲苯 沸点:144.4℃
沸点:139.1℃
沸点:138.4℃ [师]从甲苯以及二甲苯的三种同分异构体可以看出苯的同系物的结构有何特点? [生]分子中都含有一个苯环,侧链的取代基为烷基。[板书]2.苯的同系物的分子结构特点
[师]苯的同系物分子与苯相比,分子中增加了侧链,且全为烷基,那么这些侧链对其化学性质有什么影响呢?我们通过下面的实验来共同分析。
[演示实验5—10](由三名同学操作)每一位同学各取一支试管,其中一个加2 mL 苯,另一个加2 mL 甲苯,第三个中加2 mL 二甲苯,然后各加入3滴酸性KMnO4溶液,用力振荡,然后面向大家展示,观察现象:在苯中酸性KMnO4溶液未褪色,在甲苯、二甲苯中酸性KMnO4溶液褪色。
[问]该现象说明了什么?
[生]苯不能被酸性KMnO4溶液氧化,而甲苯、二甲苯能被酸性KMnO4溶液氧化。[师]这表明苯环和侧链的相互影响使苯的同系物的性质发生明显的变化。应该注意甲苯、二甲苯被酸性KMnO4溶液氧化,被氧化的是侧链,即甲基被氧化。类似的氧化反应,都是苯环上的烷基被氧化,这也是苯环对烷基影响的结果。
[板书]3.苯的同系物的化学性质(1)氧化反应
[设疑]甲苯、二甲苯能否燃烧?燃烧有何现象?
[生]易燃烧,燃烧时现象也应与苯相似,因其碳元素质量分数也很大,故燃烧时一定会火焰明亮且伴有浓烟。
[问]苯的同系物甲苯、二甲苯能被酸性KMnO4溶液氧化的现象有何用途? [生]可以用来鉴别苯的同系物和苯,或者苯的同系物与烷烃。
[师]苯的同系物分子中,通过上述实验表明苯环对侧链上的烃基产生了明显的影响,使其易被酸性KMnO4溶液氧化,而我们知道作用是相互的,反过来侧链上的烃基对苯环会不会有什么影响呢?答案是肯定的,由于侧链烃基的影响,使得苯环上的氢更容易被取代了,如甲苯易发生硝化反应。
[板书](2)取代反应
[学生活动]自学、讨论有关甲苯发生硝化反应的情况。反应物:甲苯和浓硝酸
反应条件:催化剂浓硫酸,加热 主要产物:三硝基甲苯
化学方程式(由一名学生板演)
[问]三硝基甲苯,按系统命名法应叫2,4,6—三硝基甲苯,它的俗名是什么?有何重要用途?
[生]三硝基甲苯俗称梯恩梯(TNT),是一种淡黄色的晶体,不溶于水,它是一种烈性炸药,广泛用于国防、开矿、筑路、兴修水利等。
[师]苯的同系物也能像苯那样发生加成反应,但较困难。[过渡]上边我们了解了苯及其同系物的主要性质,下面就苯及其同系物的性质的一些应用通过几个典型例题来进行分析。
[板书]
五、典型例题分析
[投影显示]例1.下列物质不能使酸性KMnO4溶液褪色的是 A.SO
2B.苯
C.丙烷
D.甲苯
[学生活动]思考、分析在所提供的物质中,SO2具有还原性,能与酸性KMnO4溶液反应而使其褪色。苯的同系物甲苯也能被酸性KMnO4溶液氧化而使其褪色。苯和丙烷不与之反应,不能使其褪色。(回答)应选B、C。
答案:BC [师]评价学生的回答。
[投影显示]例2.分子式为C10H14的芳香烃,在它的分子中只有一个烷基。其苯环上的一溴代物有12种,则此烷基的结构有
A.2种
B.3种
C.4种
D.5种(学生讨论、分析后回答)[生甲]由于为芳香烃,且只有一个烷基,其烷基的化学式为—C4H9,这种烷基可能的结构为:
每种烃基连接在苯环后,苯环上有3种一溴代物,则共有12种,故烷基的结构有4种。[生乙]还可根据每一个烃基使苯环上有3种一溴代物计算,其烃基数为12÷3=4。[师]评价学生的回答。答案:C [投影练习]下列各烃与氯气发生取代反应后,生成的一氯取代物可能的同分异构体共
有三种的是
A.丙烷
B.戊烷
C.2—甲基丙烷
D.邻—二甲苯
答案BD [本节小结]本节课,我们在复习苯的性质的基础上探究了苯的同系物的通式、结构特点及主要的化学性质,认识了苯环与侧链的相互影响,进一步理解了结构决定性质的辩证关系。
[作业]P135~136
一、3、4;
二、4;
三、2、3;
四、4。●板书设计
四、苯的同系物
1.苯的同系物的通式:CnH2n-6(n≥6)2.苯的同系物的分子结构特点 3.苯的同系物的化学性质(1)氧化反应(2)取代反应
五、典型例题分析 ●教学说明
本节课的内容是在系统学习了苯的结构和主要化学性质的基础上展开的,所以在教学中先以复习提问的形式回顾了苯的相关知识,然后引导启发学生由同系物的概念过渡到苯的同系物的知识,通过实验验证、比较分析等手段使同学们了解了苯的同系物——尤其是甲苯和二甲苯的主要化学性质,同时在教学中还注意培养学生树立结构决定性质,事物是相互联系相互影响的辩证唯物主义观念。
●参考练习
1.结构不同的二甲基氯苯的数目有 A.4种
B.5种
C.6种
D.7种 答案:C 2.下列说法正确的是
A.芳香烃的通式为CnH2n-6(n≥6)B.从苯的分子组成看远没有达到饱和,所以它应能使溴水褪色
C.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 D.己烯和乙苯都能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色 答案:C 3.已知二甲苯的同分异构体有三种,从而可推知四氯苯的同分异构体数目是 A.1
B.2
C.3
D.4 答案:C 4.下列有机分子中,所有的原子不可能处于同一平面的是
答案:D(提示:—CN为—CN,属直线型结构)
第四篇:【鼎尖教案】高中化学(大纲版)第二册 第四章 几种重要的金属 第二节铁和铁的化合物(第一课时)
第二节
铁和铁的化合物
从容说课
本节教材可以分为两部分,即铁的性质和铁的重要化合物。
本节教材从人类使用铁的历史开始,简单介绍我国古代人民用铁、冶铁的成就及现代我国钢铁工业的发展。以激发学生热爱社会主义祖国、献身科学的热情。
教材的第一部分是铁的性质,着重介绍铁的化学性质。教材引导学生从铁在元素周期表中的位置、铁在地壳中的含量等知识,引申到铁的重要性。
对于铁的化学性质。结合铁原子的电子构型、失电子情况和金属活动顺序,共介绍了4条主要性质,并安排了两个演示实验。
在教材的第二部分铁的重要化合物中,介绍了三种氧化物、两种氢氧化物和两种铁盐,其中较难理解的是二价铁和三价铁的相互转化关系。
在学习铁的化学性质时,结合讨论,边讲边实验。首先要求学生回忆铁在金属活动性顺序中的位置,根据铁在金属活动性顺序中的位置可初步判断铁是一种比较活泼的金属。然后讨论铁跟非金属以及跟化台物的反应,进一步得出铁是一种比较活泼的金属的结论。
在进行铁的氧化物的教学时,可展示氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁的样品.通过观察、讨论,比较这三种氧化物的组成和性质。
铁的氢氧化物的教学采用边讲边实验的形式。重点放在氢氧化亚铁的制备和性质上。
铁化合物和亚铁化合物间的相互转化是本节教学的难点。在前面教学的基础上,学生对Fe2+和Fe3+问的相互转化已有了一定的认识,基于此补充两个演示实验。(1)在一支试管里加入2 mL新制备的l mol·L-1。的FeCl2。溶液,逐滴加入新制备的饱和氯水,溶液颜色由浅绿色变成黄色。(2)在一支试管里加入2 mL,1 mol·L-1的FeCl3溶液.加入2 mL 2 mol·L-1的盐酸酸化后,再加入少量还原铁粉或新的铁钉,溶液颜色由黄色逐渐变成浅绿色。
通过观察溶液颜色的变化,使学生更直观地了解到Fe2+和Fe3+间的相互转化.然后进一步引导学生运用氧化还原反应的知识分析Fe2+和Fe3+相互转化的内因和外因。
3+ Fe的检验.采用边讲边实验的方法。要求学生观察分析[实验4一11]后.预测[实验4一12]和[实验4一13]可能发生的现象,再用实验证明预测是否正确.然后用铁化合物和亚铁化合物相互转化的知识进行分析和解释,以培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。
●教学目标
1.使学生掌握铁的化学性质。
2.使学生理解铁盐和亚铁盐的相互转变。3.使学生了解铁的氧化物和氢氧化物。4.使学生掌握铁离子的检验方法。●教学重点
铁的化学性质;铁盐和亚铁盐的转变;铁离子的检验。●教学难点
二价铁和三价铁的相互转化。●课时安排 二课时 ●教学方法 1实验法。2.对比法
3.归纳法 ●教具准备
铁丝、Cl2、H2O、铁粉、FeO、Fe2O3、Fe3O4、FeCl3溶液、NaOH溶液、盐酸、稀H2SO4、FeCl2溶液、KSCN溶液。
2酒精灯、酒精喷灯、干燥管(装有干燥剂)、试管若干、胶头滴管。3.投影仪、胶片若干。●教学过程
★第一课时
[导入](教师举起用钢锯锯开的粗铁丝)
[师]请同学们迅速传着看一下,要注意它的横断面,并且能说出它的颜色。[生]银白色,具有金属光泽。
[师]好,这是铁的真面目,可我们对人类使用铁的历史又知道多少呢?请同学们阅读投影内容。
[投影]铁是在自然界中广泛存在、在生活中应用极为普遍、在现代工业中最重要和应用最多的金属。铁和碳元素的合金(即钢和生铁)在人类生产及生活中起着极为重要的作用。历史上,把广泛使用铁制生产工具的时代称为“铁器时代”,以标志生产力的发展水平。现代,生铁和钢已成为用量最多的金属材料。1980年世界生产生铁5.05亿吨,钢7.18亿吨。我国是世界上最早使用铁的国家之一,1996年,我国钢产量超过1亿吨,跃居世界首位。从公元1世纪起铁便成了我国最主要的金属。钢铁的生产和使用是人类文明和社会进步的一个重要标志。
[师]看来,铁是非常重要的一种金属,那么,我们就来学习一下铁及其化合物的性质。[板书]第二节
铁和铁的化合物
一、铁的性质
[师]请同学们打开元素周期表,要能够说出Fe元素在周期表中的位置及在地壳中的含量。
[学生看书后回答]Fe位于第四周期Ⅷ族,最外层有2个电子,容易失去最外层电子显+2价,次外层的一个电子也经常参加反应,故也常表现+3价。Fe元素在地壳中含量居第4位,仅次于铝。
[师]铁是一种历史悠久、应用最广泛、用量最大的金属。下面我们来学习它的性质。铁的物理性质我们早已在初中学习过,现在我们来共同回忆一下。
[板书]1.物理性质:纯净的单质铁为银白色,具有金属光泽,密度较大,熔点较高,易导电、导热,有良好延展性,质地较软的固体。可被磁化。
[师]铁的化学性质非常活泼,它能跟许多物质发生化学反应。下面我们着重学习Fe跟非金属单质、水、酸、盐溶液的反应。
[板书]2.化学性质(1)铁跟非金属的反应
[师]在初中时,我们曾学过,灼热的铁丝在氧气里燃烧,生成黑色的四氧化三铁。那么,铁还能跟其他非金属反应吗?下面让我们共同做一个实验。
[演示实验4—7]指导同学们观察实验现象。
[生]我们可以观察到,铁丝在Cl2中燃烧,生成棕黄色的烟。加水振荡后,生成黄色溶液。
[思考]:燃烧是否必须有氧气参加?
答案:不一定。像Cu、Fe均可以在Cl2中燃烧,Mg可以在CO2中燃烧
[师]铁丝在Cl2中燃烧生成的棕色烟,是FeCl3的小颗粒,溶于水形成黄色溶液。请
同学们写出化学反应方程式。
点燃[板书]2Fe+3Cl22FeCl3
[投影练习]下列各离子组成在无色溶液中能大量共存的是()3++A.NO3、NH
4、Fe、Na
B.NO3、Ag+、Cl、K+
-C.Cu2+、SO24、H、Cl+
-
D.H+、Na+、Cl、Ba2+
-
-解析:Fe3+呈黄色,Cu2+呈蓝色,Ag+能与Cl形成沉淀 答案D [师]除此之外,Fe还能跟S、I2等非金属发生反应。我们在高一课本氧族元素的内容中学过Fe跟S的反应,请同学们给出反应方程式。
[生]Fe+SFeS [师]请同学们标出Fe跟Cl2、S反应时化合价的变化情况,并讨论这两种非金属单质的氧化性的强弱。
[生]Fe与这两种物质发生化学反应时,化合价的变化不同。在Fe跟Cl2的反应里,Fe原子失去3个电子变成+3价的Fe。在Fe跟S的反应里,Fe原子失去2个电子变成+2价的Fe。
[讲述]在这两个反应中,Cl2、S是氧化剂,Cl2夺电子的能力强,它的氧化性强,S的氧化性相对较弱。
[问题探究]:O2跟Cl2、S相比,氧化性如何呢?
[生]因为Fe在O2中燃烧生成的是Fe3O4,Fe有两种价态,所以,O2的氧化能力较Cl2弱,而较S强。
[小结并板书]Fe与强氧化剂反应生成Fe3+,与弱氧化剂反应生成Fe2+,与中等能力的氧化剂反应生成Fe3O4。
[板书](2)铁跟水的反应
[师]在常温下,Fe跟H2O不起反应。但我们知道,在潮湿的地方铁制品易生锈。那是水和空气里的O2、CO2等共同作用的结果,其原理将在本章第四节学习。
那么,在高温下,Fe能不能跟水反应呢?下面,我们来共同完成一个实验。[演示实验5—8]
[师]活泼金属与水作用时,生成对应的氢氧化物和H2,如:2Na+2H2O====2NaOH+
H2↑,若高温时则生成金属氧化物和氢气。铁与水反应生成的是Fe3O4。请同学们写出化学反应方程式,并指出氧化剂。
(学生回答,教师补充并板书)
3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2↑,H2O为氧化剂。
[师]你们在初中还学过铁的哪些性质? [生]与酸反应
[板书](3)铁与酸的反应
[师]我们知道,酸有非氧化性酸和氧化性酸,这两种类型的酸与铁反应情况是不一样的。
[板书]①与非氧化性酸反应
[师]我们早已学过铁与稀盐酸及稀硫酸的反应,请同学们写出这两个化学方程式。[生]Fe+2HCl====FeCl2+H2↑
Fe+H2SO4====FeSO4+H2↑ [板书]其反应实质是:Fe+2H+====Fe2++H2↑ [板书]②与氧化性酸反应
[师]Fe与氧化性酸(如稀HNO3)反应生成Fe3+,但如果Fe过量,Fe3+会与Fe反应生成Fe2+。其反应的化学方程式是:
[板书]Fe+4HNO3(稀)====Fe(NO3)3+NO↑+2H2O(Fe不足)3Fe+8HNO3(稀)====3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O(Fe过量)
[讲解]分析铁与酸的反应,虽然酸都是作为氧化剂反应的,但稀盐酸、稀硫酸中起氧++-化性的是H(2H+2e====H2↑),而氧化性的酸则不同(如浓H2SO4起氧化性的是+6价的S),一般与金属反应不产生H2。有关这部分内容,我们在学习硫酸时已详细地介绍过,这里就不再重复了。需要强调的一点是,铁遇冷的浓硝酸、浓硫酸会发生钝化,即在铁表面生成致密的氧化物薄膜,阻止内部的金属进一步被氧化。因此常用铁制容器装运浓H2SO4、浓HNO3。
[板书](4)铁跟盐溶液的反应
[师]铁跟比它活动性弱的金属的盐溶液起反应时,能置换出这种金属。请同学们写出Fe放入CuSO4或CuCl2溶液中的离子方程式。
[板书]Fe+Cu2+====Fe2++Cu [投影练习]将质量为m g的铁片放入CuSO4溶液中,过一会儿取出干燥,铁片质量变为n g,被氧化铁片的质量是()A.8(m-n)
B.8(n-m)
C.7(m-n)
D.7(n-m)解析:Fe与CuSO4反应析出的铜将覆盖在铁的表面使其增重,从反应Fe+CuSO4====FeSO4+Cu来看,有56 g Fe被氧化,则增重64-56=8 g,现已知增重(n-m)g,则被氧化的铁片的质量是:
56(nm)8答案:D.[师]Fe还可以与铁盐溶液发生反应,根据同种元素不同价态间的氧化还原反应,我们写出离子方程式。
[板书]Fe+2Fe3+====3Fe2+
[投影练习]在氯化铁和氯化铜的混合溶液中,加入过量的Fe粉,若充分反应后溶液的质量没有改变,则原混合溶液中Fe3+和Cu2+的物质的量之比为()A.14∶5
B.5∶14 C.7∶2
D.2∶7 答案:D [小结]本节课重点讲铁的化学性质。
[布置作业]1.举例说明铁有哪些化学性质? 2.课本92页
一、1;
二、1、4 ●板书设计
第二节
铁和铁的化合物
一、铁的性质
1.物理性质:纯净的单质铁为银白色,具有金属光泽,密度较大,熔点较高,易导电、导热,有良好延展性,质地较软的固体。可被磁化。
2.化学性质:
(1)与非金属反应:与强氧化剂反应生成Fe3+,与弱氧化剂反应生成Fe2+。
3Fe+2O2Fe3O4 2Fe+3Cl22FeCl3
Fe+SFeS 点燃点燃(2)与水蒸气反应
3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
(3)与酸反应
a.与非氧化性酸反应 Fe+2H+====Fe2++H2↑ b.与氧化性酸反应
Fe+4HNO3(稀)====Fe(NO3)3+NO↑+2H2O(Fe不足)3Fe+8HNO3(稀)====3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O(Fe过量)(4)与某些盐溶液反应 Fe+Cu2+====Fe2++Cu Fe+2Fe3+====3Fe2+ ●教学说明
学生在初中阶段曾学过一些铁的知识,如铁的性质、几种铁合金、生铁和钢的冶炼等。本节是在这些知识的基础上,结合高一学的元素周期律、氧化还原反应的知识,进一步介绍铁的化学性质。教学过程中,要注意新旧知识的衔接,并通过采用边讲边练的教学手段,使本节课的知识得以巩固,可收到较好的效果。
参考练习
1.将适量铁粉放入三氯化铁溶液中,完全反应后,溶液中的Fe3+和Fe2+浓度相等,则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比是()
A.2:3
B.3:2
C.1:2
D.1:1 答案A 2.将20g铁放入一定量的稀HNO3中,充分反应后放出气体2.24L(标况),铁粉有剩余,则剩余的铁粉质量为()
A.14.4g
B.11.6g C.8.8g
D.3.2g 解析:因铁剩余,所以反应后生Fe2+、NO,据化合价升降守恒:n(Fe)×2=n(NO)×3, 所以n(Fe)=高温0.1mol3 =0.15mol, m(Fe)=0.15mol-1=8.4g.2所以剩余m(Fe)=20g-8.4=11.6 答案:B 3.两种金属粉末的混合物30g,投入足量的稀H2SO4中,在标况下得到11.2L H2,该混合的可能是()
A.Fe+Zn B.Mg+Al
C.Mg+Fe D.Fe+Cu 答案:AD
4.把铁片分别放入下列物质的溶液中,充分反应后,溶液质量比反应前减少的是()A.CuSO4
B.Fe2(SO4)3 C.HCl
D.FeSO4
解析:Fe从溶液中置换出来的物质应大于Fe溶解的质量。答案:A 5.下列各组物质间不能发生化学反应的是()A.铁和FeCl3溶液
B.铁和溴水 C.铁和浓硝酸
D.铁和Ca(OH)2
解析:A反应是Fe+2FeCl3====3FeCl2,B反应是2Fe+3Br2====2FeBr3,C.Fe被钝化,但也是由于与浓HNO3反应而产生致密氧化膜。
答案:D
第五篇:【鼎尖教案】高中化学(大纲版)第二册 第一章 氮族元素 第三节硝酸(第一课时)
第三节 硝 酸
从容说课
硝酸在初中知识已作为一种常见常用酸介绍过其具有酸的通性,并简单地提及其氧化性,本节就是在此基础上进一步介绍有关硝酸的一些性质。教材从硝酸与金属反应主要不生成氢气引入,介绍了硝酸的两种特性即氧化性和不稳定性。
硝酸的氧化性是全章的重点内容,也是教学的难点。由于硝酸是我们研究了浓硫酸后,又一次接触到的一种具有强氧化性的强酸。因此在教学中应在复习浓硫酸物理性质、特性的基础上,找出硝酸和浓硫酸性质上的相同点和不同点,从而使学生更易接受和掌握硝酸的知识。教材在处理这部分内容时从实验入手,通过引导学生观察铜跟浓硝酸和稀硝酸反应时的不同现象,加深学生对硝酸氧化性的认识及时反应产物的记忆;并且,还从反应中氮元素的化合价变化和电子得失,来简单分析硝酸与金属发生的反应,使学生理解反应的实质,同时也复习了氧化还原反应的知识。
教材通过介绍市售的浓硝酸为什么有时呈黄色从而与硝酸的不稳定性联系起来,使学生学会利用所学的知识解释日常见到的现象,学以致用。当然在教学中可以就一些学生容易混淆的问题适当作出解释,如硝酸的氧化性强弱取决于得失电子的多少还是得失电子的难易,硝酸与金属反应时为什么不直接或不主要生成氢气等。本节教材中还安排了适合于爱国主义教育的阅读材料。
●教学目标
1.使学生掌握硝酸的物理性质和化学性质(酸性、不稳定性、强氧化性)通过探究硝酸的性质,培养学生的动手、动脑和运用知识的能力、观察能力。
2.通过介绍硝酸的用途和我国硝酸工业的情况,使学生认识到硝酸对国民经济所起的重大作用。从而对学生进行爱国主义教育,激发学生的学习兴趣。
3.掌握有关硝酸的计算。●教学重点
硝酸的特性——不稳定性,强氧化性
●教学难点
硝酸的强氧化性;有关硝酸的计算技巧 ●课时安排 一课时
●教学方法
1.利用实验的手段,对比的方法,使学生掌握硝酸的强氧化性。
2.通过讨论、分析、对比的方式,使学生掌握浓硝酸的氧化性强于稀硝酸的氧化性。3.利用影像资料介绍硝酸的用途和我国的硝酸工业情况。●教具准备
投影仪、录像机、试管、试管夹、无色透明气球、铜片、浓(稀)HNO3、酒精灯、石蕊试液、胶头滴管
●教学过程
●教学过程
[引言]硝酸是我们中学常见的三大强酸之一,那么它具有酸的通性应在情理之中,除此以外,硝酸会不会也像硫酸一样也有自身的某些特性呢?通过今天的学习,我们就会对硝酸有一个更全面的认识。
[板书]第三节 硝 酸
一、硝酸的物理性质 [展示]硝酸样品。
(让学生观察硝酸样品并阅读课文后,总结硝酸的物理性质)
[学生口述]纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体,密度为1.5027g·cm,沸点是83℃,常用浓硝酸质量分数约为69%,98%以上的硝酸叫发烟硝酸。
[设疑]刚才同学们看到硝酸保存在棕色瓶中,我们学过的保存在棕色瓶中的试剂有哪些?它们具有什么共同特点?从硝酸用棕色瓶保存,我们可推测硝酸具有什么性质? [生]回答:我们学过的氯水,以及常见的AgNO3、AgCl等均用棕色瓶保存,它们的共同特点是见光易分解,因此我们可推测硝酸具有不稳定性。
[板书]
二、硝酸的化学性质 1.不稳定性
[展示]装在无色试剂瓶中的浓硝酸。
[讲述]硝酸以见光和受热时均易分解,而且越浓越易分解。我们看到装在无色试剂瓶中的浓硝酸变黄色,就是因为硝酸分解产生的NO2又溶于硝酸中的缘故。
△
[板书]4HNO3========4NO2↑+O2↑+2H2O 或光照
[设问]在浓硝酸中滴加石蕊试液,应该看到什么现象? [生]变红色。
[师]下面我们来做一个实难,看是不是这样呢。
[演示]在浓硝酸中滴加石蕊试液,变红后微热,红色消失。[师]在浓硝酸中滴加石蕊试液,为什么会变红? [生]因为硝酸有酸的通性,能电离出H+。
[设问]那么为什么又会褪色呢?请同学们从硝酸中N元素的化合价变化来分析原因。[生]因为硝酸具有强氧化性。
[师]对。请同学们讨论一下,将浓HCl、浓H2SO4、浓HNO3分别滴在三块蓝色石蕊试纸上,预计会出现什么现象。为什么?
[学生讨论后回答]浓HCl滴在石蕊试纸上只变红,因为浓HCl有酸性。浓H2SO4滴在石蕊纸上先变红后变黑,因为浓H2SO4具有酸性和脱水性,可以使试纸碳化。浓HNO3滴在石蕊试纸上先变红后变白,因为浓HNO3具有酸性和强氧化性。
[师]对。我们知道浓H2SO4除了有酸性和脱水性外,也具有强氧化性。浓硫酸的强氧化性都表现在哪些方面。
[学生思考,教师板书] 2.强氧化性
[师]请同学们回忆一下浓硫酸的氧化性表现在哪些方面。
[生]常温下使Fe、Al钝化;加热时和铜等不活泼金属反应,和非金属反应;和硫化氢等还原性化合物反应。
[讲述]浓硝酸常温下也可使Fe、Al钝化,因此也可用铁或铝容器盛放或运输硝酸。
[板书](1)常温下使铁、铝钝化
[过渡]硝酸能不能和铜反应呢?下面我们来做一个实验。
[演示实验1—7]在实验时,用两个无色透明的气球替代塑料袋,在将稀硝酸反应的试管上的气球松开时让学生代表操作。
(现象:浓HNO3和Cu反应剧烈,生成红棕色气体,溶液变蓝色;稀HNO3和Cu反应缓慢,生成无色气体,当气球松开后,瓶口处变为红棕色,溶液变蓝色)
[师]通过刚才的反应可以看到硝酸不仅能与金属反应,而且能与不活泼的金属Cu反应,足以说明其氧化性之强。浓HNO3和Cu反应生成红棕色的NO2气体,稀HNO3则被还原为
-无色的NO气体,但遇氧后很快又变成NO2。
[板书](2)与金属的反应
Cu+4HNO3(浓)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O [讨论]在上述反应中,浓硝酸与铜反应N元素只得到1个电子,而稀硝酸与Cu反应N元素得到3个电子,能否由此说明稀硝酸氧化性比浓硝酸强?为什么?
学生讨论后得出结论:①不能说明。因为浓硝酸和铜反应比稀硝酸剧烈。②氧化性强弱取决于得电子的难易而不是多少。
[师]硝酸不仅可以氧化金属,还可以氧化非金属。它可以和C、P、S等多种非金属及某些有机物发生氧化还原反应。
[板书](3)和非金属的反应 △
4HNO3(浓)+C====2H2O+4NO2↑+CO2↑
[过渡]HNO3遇到指示剂使之氧化褪色,遇到金属放出的气体也不是H2,HNO3都表现的是强氧化性,那么HNO3的酸性表现在哪些方面?
[板书]3.酸的通性
学生讨论后回答:硝酸可与碱反应生成盐和水,与碱性氧化物反应生成盐和水,与盐反应成另一种盐和酸,都是硝酸酸性的表现。
[讲述]金和铂不能被浓H2SO4溶解,也不能被浓HNO3溶解,那么有没有可以溶解金和铂的溶液呢?有。那就是王水。什么叫王水?请同学们阅读教材后回答。
[生]浓HCl和浓HNO3体积比为3:1的混合液叫王水。
[师]硝酸是重要的化工原料,在工农业生产中有重要的用途。下面我们来看录像,了解硝酸的用途。
[板书]
三、硝酸的用途
[播放录像]小专辑:硝酸的用途和我国的硝酸工业。[投影练习] 为了测定某铜银合金的成分,将30.0 g合金溶于80 mL 13.5 mol·L-1的浓HNO3中,待
+-1合金完全溶解后,收集到气体6.72 L(标准状况),并测得溶液中的c(H)=1 mol·L。假设反应后溶液的体积仍为80 mL,试计算:
(1)被还原的硝酸的物质的量。(2)合金中银的质量分数。
解析:(1)硝酸被还原生成NO或NO2气体,因此产生的气体物质的量即是被还原的硝酸的物质的量。n=6.72 L/22.4 L·mol-1=0.3 mol(2)c(H+)=1 mol·L-1,说明HNO3过量。参加反应的硝酸为13.5 mol·L-1×0.080 L-1 mol·L-1×0.080 L=1 mol,设合金中Ag为x mol,Cu为y mol,则有
108x64y30x2y0.31 解得1x0.1moly0.3mol w(Ag)=0.1mol108gmol30g100%36%答案:(1)0.3 mol(2)36% [小结]本节课的重点内容是硝酸的特性即不稳定性和强氧化性。其不稳定性决定了硝酸的存放应在棕色瓶中,也是造成浓硝酸显黄色的原因。其强氧化性与浓H2SO4的强氧化性很类似,主要的也是表现在与不活泼金属铜的反应、与金属Fe、Al的钝化现象,以及与非
金属碳的反应,所以大家将硝酸的强氧化性与浓H2SO4的强氧化性对比来理解和掌握就容易得多了。
●板书设计
第三节 硝 酸
一、硝酸的物理性质
二、硝酸的化学性质 1.不稳定性
△
4HNO3=======4NO2↑+O2↑+2H2O 或光照
2.强氧化性
(1)常温下使铁、铝钝化
(2)与金属反应
Cu+4HNO3(浓)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O(3)与非金属的反应
△
4HNO3(浓)+C====2H2O+4NO2↑+CO2↑
3.酸的通性
三、硝酸的用途
●教学说明
本节教材不仅是本章重点,也是整个高二教材的重点之一,在学习时,抓住硝酸的强氧化性和不稳定性,熟悉硝酸与金属反应的规律,并与以前学过的浓H2SO4进行联系和对比。在教学中还适度地启发同学浓HNO3与非金属单质S和P的反应,以及硝酸的实验室制法和工业制法。
[参考练习]
1.下列对于硝酸的认识,不正确的是()A.浓NHO3和稀HNO3都具有氧化性 B.铜与HNO3的反应属置换反应 C.金属与HNO3反应一定不产生氢气 D.可用铁或铝制品盛冷的浓HNO3
答案:BC 2.在某稀溶液中含1mol KNO3和4 mol H2SO4,向其中加入1.5mol Cu粉,充分反应后产生的气体在标准状况下的体积为()A.11.2 L
B.22.4 L C.33.6 L
D.22.4 L~33.6 L之间
答案:B 3.在铁与铜的混合物中,加入一定量的稀HNO3,充分反应后剩余金属m1 g,再向其中加入一定量的稀H2S4,充分振荡后,剩余金属m
2g,则m1与M2之间的关系是()
A.n1,一定大于m2
B.ml可能等于m2
C.ml一定等于m2
D.ml可能大于m2
答案:A
4.将浓盐酸、浓硫酸、浓硝酸分别滴在三张蓝色的石蕊试纸上,片刻后可观察到三张试
纸的颜色是()
A.红、黑、红
B.红、黑、蓝
C.红、黑、白
D.红、红、红 答案:C