老師:我們這節課通過討論氫氧化鋁的製法,深入研究了它的兩性。無論製法和性質,實際上都是圍繞著人這三者之間的轉化進行的,下麵有一個思考題,來檢測大家掌握的程度。
我做一個實驗,請大家分析,每一階段所發生的反應。用一個試管取少量鋁鹽溶液,向溶液中逐滴加堿;向最終所得的溶液中逐滴加酸。
[教師演示實驗]
[學生觀察實驗,預測反應現象]
老師:請你們用簡單的圖示來表示這三者之間的轉化關係。學生用圖示來表示轉化關係。
下麵有一個思考題:每個同學的托盤裏有兩瓶沒有貼標簽的試劑,一瓶是氯化鋁溶液,另一瓶是氫氧化鈉溶液。現在沒有其他任何試劑,隻有試管和滴管,想辦法把這兩種試劑區分出來。
―、教學目標
初步掌握乙烯分子的組成和結構,初步掌握乙烯的化學性質和用途。
培養學生的觀察能力、思維能力、分析問題和解決問題的能力。
結合“結構決定性質,性質決定用途”的教學過程,對學生進行事物聯係和發展的普遍規律的觀點的教育。
二、教學重點、難點
乙烯的化學性質。
三、教學過程
老師:前麵我們以甲烷為代表學習了烷烴,現在我們來研究另一類重要的有機物一煉烴。我們以乙烯為代表,來研究這類物質的結構、性質和用途。科學家最初是從煉製石油的副產品中得到了一種無色稍有氣味的氣體,經過定量分析後得到一些數據,請大家根據這些數據確定乙烯的分子式。
[投影]某氣體在標準狀況下的密度為125克,其中碳元素質量分數為85,氫元素質量,試確定該物質的化學式。
學生甲:敘述計算過程:先由氣體標準狀況下的密度,求出氣體的摩爾質量為28克摩爾,然後求出其中含2個碳原子,4個氫原子,從而確定化學式為仏私。
老師:同學經過計算確定該氣體的分子式為(紮,是含2個碳原子的烴。含2個碳原子的烴我們學過的有什麼呢?學生眾:乙烷,02壓。
老師:這種物質比少兩個隻,碳原子沒有被氫原子飽和,我們把它命名為乙烯。接下來人們想知道:乙烯和乙烷的結構、性質相似嗎?為了比較它們的性質,我們來做個實驗。我們在研究烷烴的性質時,曾將它通入酸性高錳酸鉀溶液和溴水中,現在我們將乙烯也通人這兩種溶液中,請大家觀察現象。
[演示乙烯通入溴水和酸性高錳酸鉀溶液的實驗]這是儲氣瓶,請同學觀察乙烯的顏色、狀態。學生眾:無色氣體。
老師:將乙烯通入到酸性高錳酸鉀和溴水中,觀察到什麼現象了?
學生眾:溶液退色了。老師:實驗說明什麼?學生眾:乙烯和乙烷性質不同。老師:乙烯弓乙烷誰更活潑?學生眾:乙烯。
老師:什麼原因導致它們性質上的不同?學生眾:應該是結構上的不同。
[板書畫出乙烷的結構式]
老師:乙烯與乙烷相比,碳原子間的結合方式有什麼不同?乙烯與乙烷相比,去掉2個氫原子,則每個碳原子還有1個電子,若要保持每個碳原子4個價鍵,應該怎樣結合?學生眾:碳原子之間再形成一條鍵,形成雙鍵。老師:科學實驗證明,碳原子之間確實形成了雙鍵,碳原子的其他價鍵跟氫原子結合。乙烯分子中有)還有一隻鍵,那麼,它是否也跟乙烷一樣,在化學反應中一隻鍵容易斷裂呢?
[學生討論]
老師:請大家考慮,能不能根據你學過的知識,設計實驗來證明呢?
[投影顯示考慮問題的提綱]
(1)如果碳氫鍵斷裂,發生的是什麼反應?
如果要發生這個反應,應選擇什麼試劑?
根據什麼現象來判斷反應是否發生?從實驗現象可以得到什麼結論?
[學生討論,提方案]如果碳氫鍵斷裂,發生取代反應。我們可以考慮選擇鹵素單質溴與乙烯反應。如果發生取代反應的話,會有鹵化氫生成,我們可以設法檢驗生成的溴化氫氣體。老師:那麼你們打算怎樣檢驗溴化氫氣體呢?學生甲:可以用硝酸銀溶液或濃氨水。老師:用硝酸銀溶液好嗎?如果有溴蒸氣剩餘是不是一樣也會有沉澱生成呢?
學生甲:用硝酸銀溶液確實不能肯定一定是取代反應生成的溴化氫產生的沉澱,用濃氨水可以,它遇到溴化氫會有白煙。老師:根據同學剛才的回答,我們做一連串的假設:如果0——11鍵斷裂,發生取代反應,選擇溴蒸氣,若發生取代反應,一定會有溴化氫生成。我們可以用濃氨水檢驗,若集氣瓶中有白煙,說明有溴化氫生成,說明確實發生了取代反應,0——11鍵確實斷裂了。
[演示實驗]
老師:這是一瓶紅棕色的溴蒸氣,我們用排水取氣的方法收集一瓶乙烯氣體,將它們混合,觀察現象。(在反應前後用白紙襯底對比)
學生眾:氣體顏色很快退去。老師:能否說明一定是取代反應?
學生眾:還需要用濃気水檢驗。
【實驗】用玻璃棒蘸濃氨水檢驗。老師:最終沒有白煙,說明什麼?學生眾:我們最初的假設是錯誤的。一鍵沒有斷裂。老師:在發生化學反應時,什麼鍵斷裂了呢?學生眾:乙烯分子中碳碳鍵更容易斷裂。老師:那麼,碳碳鍵斷裂是2個鍵都斷裂,還是隻有其中1個鍵斷裂呢?這個問題無法從實驗現象分析,隻能對它的主要產物的成分進行分析,發現得到的是含2個碳原子的鹵代烴。這說明碳碳鍵斷裂了幾個?學生眾:1個。
老師:這是我們從實驗分析得到的結論,還需要從理論上加以證明。結構化學研究成果表明:乙烯分子中碳原子之間確實形成碳碳雙鍵,其他價鍵跟氫原子結合。
[展示模型】
老師:在乙餘分子中,6個原子共平麵,這一點與乙烷有明顯差別。乙烯與乙烷結構上最大的差異在哪?學生眾:碳原子之間的化學鍵。
[投影顯示碳碳雙鍵和碳碳單鍵的鍵能】
老師:從鍵能來看,乙烯分子中碳原子之間的2個鍵不一樣。乙烯分子中還有其他的化學鍵嗎?
學生眾丄一鍵,鍵能為451千焦乂摩爾。
老師:現在請大家試著解釋為什麼乙烯跟溴的反應不是取代反應。
學生眾:因為碳艦鍵中有1雜的能量約為267千焦7摩爾,遠遠小於碳氫鍵的鍵能。
老師:非常好,一般來說,鍵能比較小的鍵在化學反應中比較容易斷裂。我們先從實驗現象推測,又從理論上加以證明,最
終得到乙烯分子的結構特點。乙烯與溴的反應充分體現了乙烯的結構特點。這個反應的曆程人們已經認識得很清楚,我們借助錄像,從微觀的角度演示乙烯分子與溴分子的反應是怎樣發
生的。
[板書】乙烯分子中有1個碳碳鍵容易斷裂。
[錄像演示乙烯與溴的加成反應】
老師:這是乙烯分子,這是溴分子。溴分子接近乙烯分子時,溴原子間距離增大,共價鍵逐漸減弱、斷裂,溴原子進攻乙烯分子,乙烯分子中較弱的碳碳鍵斷裂,碳原子之間距離增大,為什麼呢?