有机化学中的氧化反应苏州工业园区第二高级中学陶兴学教学目标:1.知识与能力:进一步加深对有机化学中氧化反应的认识,初步构建有机化学中氧化反应的知识网络,体会有机化学中氧化反应的具体应用;学习分类在化学复习中的应用,提高分类整理的意识和能力;通过师生交流,特别是生生交流,提高相互交流、相互学习的技巧和水平。
2.过程与方法:通过学生与学生之间的交流,学习同伴交流的技巧;通过开展教师指导下有机化学中氧化反应的知识构建,学习分类在知识学习过程中的应用,同时体会知识构建的基本过程;通过对比、推理,对某些有机物的氧化反应提出合理的猜想并进行实验验证,开展课堂教学中的研究性学习,提高研究性学习的水平。
3.情感态度与价值观:通过联系实际生产、生活中存在的有机化学中的氧化反应,认识有机化学中氧化反应的重要应用,体会化学知识在现代生活中的重要性,培养正确、积极的学习态度,同时提高学生的化学学习兴趣,全面提升学生的化学科学素养。
教学重点:构建有机化学中氧化反应的知识网络教学过程:第一环节:课前展示本堂课主要的学习方法。
展示PPT1分类的基本解释第二环节:引导学生对有机化学中的氧化反应进行分类,构建有机化学氧化反应的基本框架。
上课后PPT2呈现一张西气东输的线路图引入新课。
教师讲述:首先我们来看一幅地图,可以看到在我国的地图上有一条纵贯东西的线,它西起新疆塔里木盆地的轮南油田,东至我国的大都市上海,中间穿过了11个省和区,蜿蜒4200公里,一线二线工程总计划投资2900亿元人民币,这就是我国著名的西气东输工程。
它把西部盛产的天然气主要成分甲烷源源不断输送到东南沿海,为东南沿海经济持续的快速发展提供了坚实的能源保障。
这里利用的就是甲烷和氧气完全反应生成二氧化碳和水的反应,它是有机化学中最基本的、最简单的氧化反应。
有机化学中的氧化反应在生产生活中还有很多的案例。
比如(PPT3)将汽油或者乙醇汽油燃烧产生的能量作为汽车行驶的动力,这里的汽油或者乙醇汽油燃烧都是有机化学中的氧化反应;又如交警测试驾驶员是否酒驾(PPT4)时,就让驾驶员对着盛有硫酸酸化的三氧化铬酒精测试仪吹气,也是利用了有机化学中的氧化反应。
(删掉,减少课堂引入时间)所以,本节课我们就复习有机化学中的氧化反应。
(板书放在学生开始讨论后,减少不必要的时间浪费)首先,请同学们完成《有机化学复习讲义》上的自主讨论:学过的哪些典型有机物能和哪些物质发生氧化反应?将同一个氧化反应涉及到的典型有机物、氧化剂和反应条件填在同一横线上。
注意点:1.只写化学式和反应条件,不要求写化学方程式。
2.请同学们按有机物从简单到复杂的顺序或按有机物学习的先后顺序,将典型有机物进行逐个排查,尽可能把所有学过的有机化学中的氧化反应的情况全部罗列出来。
3.隔壁班的同学一开始就找出了10个氧化反应,其实还不止10个,你能找到几个呢?学生自主整理:学过的哪些典型有机物能和哪些物质发生氧化反应?教师活动:1.巡视,要求有困难的学生在回忆的基础上结合教材、笔记进行知识整理,甚至进行个别辅导,体现差异教学。
2.将电脑切换到实物投影仪,准备展示学生思考的结果。
当学生自主整理基本完成后,进入下一环节。
教师活动:展示1个整理较为完整的学生讲义,引发学生思考。
再留一段时间供学生整理和思考,然后再展示1个整理更为完整的学生讲义,为所有学生顺利完成有机化学中的氧化反应的整理提供范本,讲义留在实物投影仪上为后续教学服务。
如果学生基础相对较差,本环节还可由教师引导,将所有学过的典型有机物的化学性质用PPT 进行逐个呈现,请同学选出其中的氧化反应,这样也能顺便完成典型有机物化学性质的系统复习。
将必修2学过的氧化反应全部整理后,请学生对有机化学中的氧化反应进行自主分类,填在知识网络栏中。
友情提醒:1.例如我们可以根据不同的依据,将化合物分成有机化合物、无机化合物,也可以将化合物分成离子化合物、共价化合物等。
2.分类没有标准答案,只要能将这些反应按一定的依据且符合自己的喜好进行分类,这样的分类都可以。
3.要求学生按有机物由简单到复杂的顺序进行思考,训练思维的有序性,提高思维结果的完整性。
学生的自主分类可能会有多种,有的会按反应条件进行分类,有的会按生成物进行分类,有的会按氧化剂进行分类。
根据课堂复习的需要,选用按氧化剂种类的不同进行分类,将结果进行如下板书:(一)与O 2反应(留空白)(二)与酸性KMnO 4反应乙烯(CH 2=CH 2)、乙炔(CH=CH )(三)与新制Cu(OH)2悬浊液、银氨溶液反应葡萄糖(C 6H 12O 6)(四)与CrO 3/H 2SO 4反应乙醇(CH 3CH 2OH )这样分类后可以清楚地看到,根据氧化剂的不同,可将有机物中的氧化反应分成四类,其中和氧气的反应还是比较多,请同学们继续将和O 2发生的氧化反应进行分类。
等学生有了思考结果后,教师展示1~2个学生的讲义,选择按反应条件进行的分类进行板书,板书内容填在留下空白之处。
(一)与O 2反应1.点燃2.催化氧化请同学们分别写出以C x H y O z 为代表的有机物和氧气发生完全燃烧以及乙醇、乙醛催化氧化时发生的化学方程式,且将反应式分别写在板书“1.点燃”和“2.催化氧化”的下方。
C x H y O z +(x+y/4—z/2) O 2 xCO 2+y/2H 2O第三环节:引导学生对原有知识进行反思,发展并完善有机化学中氧化反应的知识结构。
催化剂 2CH 3CHO +O 2 2CH 3COOH教师引导:请同学们仔细阅读上述已经整理好的有机化学中的氧化反应,你能发现什么新的需要研究的问题吗?换句话就是说:你能发现上述哪个有机物可能会被上述的哪个氧化剂氧化呢?说出你的猜想依据。
更可请同学们类比氯气、溴、碘单质之间的相互转换进行推理。
学生回答可能有很多,选取葡萄糖可能会被酸性KMnO4氧化进行下面的教学。
请一个学生上台进行实验:向葡萄糖溶液中滴加少量酸性KMnO4溶液,溶液褪色,得出结论:葡萄糖能被酸性KMnO4氧化,完成板书。
乙烯、乙炔能被酸性KMnO4氧化是因为其中含有碳碳双键、碳碳叁键,那么葡萄糖分子中是因为含有什么官能团而能被酸性KMnO4氧化的呢?教师展示葡萄糖的结构(展示PPT5):看了葡萄糖的结构,你又能提出什么需要研究的问题呢?葡萄糖分子中有羟基和醛基,需要讨论是葡萄糖中的哪个官能团被酸性KMnO4氧化了。
那么,又需要进行怎样的实验呢?说出可能的实验结论。
学生交流:至少需要进行两个实验:一是向乙醇溶液中滴入酸性高锰酸钾溶液,观察溶液是否褪色。
若溶液褪色,则说明羟基能被酸性高锰酸钾氧化,但不能说明醛基不能被酸性高锰酸钾氧化;若不褪色,则说明羟基不能被酸性高锰酸钾氧化,但不能说明醛基就能被酸性高锰酸钾氧化(可以以二烯烃的性质进行类比)。
二是向乙醛溶液中滴入酸性高锰酸钾溶液,观察溶液是否褪色。
若溶液褪色,则说明醛基能被酸性高锰酸钾氧化;若不褪色,则说明醛基不能被酸性高锰酸钾氧化。
若向乙醇溶液、乙醛溶液中滴入酸性高锰酸钾溶液都不褪色,则说明需要羟基和醛基共同作用才能被酸性高锰酸钾溶液氧化,需要补做一个既有羟基又有醛基的物质和酸性高锰酸钾溶液反应的实验进行确认。
请三位学生上台进行学生实验。
【学生实验1】将乙醇滴入酸性高锰酸钾溶液,振荡。
——溶液从紫色变成无色【学生实验2】将乙醛滴入酸性高锰酸钾溶液,振荡。
——溶液从紫色变成无色【学生实验3】将与乙醇、乙醛等量的水滴入等量的酸性高锰酸钾溶液,振荡。
——溶液变浅紫色由此引导学生得出结论:乙醇、乙醛也能被酸性高锰酸钾氧化,即羟基和醛基都能被酸性高锰酸钾氧化。
完成板书“乙醇、乙醛”板书在“(二)与酸性KMnO4反应”的下面。
研究到这里,你又觉得有什么需要研究的新问题了吗?请继续围绕葡萄糖进行思考。
可以由老师提出问题,最好能由学生提出:葡萄糖能被酸性KMnO4氧化是因为其中羟基、醛基的作用,那么葡萄糖能被新制的碱性的Cu(OH)2悬浊液、银氨溶液氧化,这又是葡萄糖分子中的醛基的作用还是醇羟基的作用或者是两者共同的作用呢?请同学们设计实验进行验证,并说出可能的实验结论。
请学生交流实验方案:将乙醇、乙醇分别滴入新制的碱性Cu(OH)2悬浊液,加热。
观察哪支试管出现砖红色沉淀。
若砖红色沉淀出现在加乙醇的试管中,则说明能被新制的碱性Cu(OH)2氧化的是醇羟基;若砖红色沉淀出现在加乙醛的试管中,则说明能被新制的碱性Cu(OH)2氧化的是醛基;若在两个试管中都出现砖红色沉淀,则说明醇羟基和醛基都能被新制的碱性Cu(OH)2氧化;若在两个试管中都不出现砖红色沉淀,则说明醇羟基和醛基共同作用才能被新制的碱性Cu(OH)2氧化。
实验方案讨论结束后,请二位同学上台进行实验:【学生实验5】将乙醇滴入新制的碱性Cu(OH)2悬浊液,加热。
——产生黑色沉淀。
【学生实验6】将乙醛滴入新制的碱性Cu(OH)2悬浊液,加热。
——产生砖红色沉淀。
由此得出结论:被新制的碱性Cu(OH)2悬浊液氧化的是醛基,可以通过类似的实验证明:被银氨溶液氧化的也是醛基。
然后完成板书:将“乙醛”板书在“(三)与新制Cu(OH)2悬浊液、银氨溶液”的下面。
请学生分析【学生实验5】得到的黑色沉淀的成分:黑色沉淀为CuO,由Cu(OH)2受热分解形成。
第四环节:引导学生对所学知识和学习方法进行总结,努力达成知识与方法的共同进步。
教师讲述:本节课我们将有机化学中的氧化反应根据氧化剂的不同进行了分类,通过分类和进一步的对比分析,发现了新的有机化学中的氧化反应:能被酸性高锰酸钾氧化的还有醇、醛、葡萄糖等,含醛基的物质能被新制的碱性Cu(OH)2悬浊液、银氨溶液氧化。
可见分类在学习中十分重要,老师送大家两句话:(展示PPT6):第五环节:引导学生应用所学知识和学习方法进行当堂巩固练习,巩固获得的知识与方法。
引导学生进行巩固练习:练习1.下列能发生银镜反应的物质是()A.乙醇B.乙醛C.葡萄糖D.硝酸练习2.下列不能使酸性高锰酸钾溶液褪色的物质是()A.乙醛B.葡萄糖C.乙苯D.已烷练习3.已知某有机物A的分子式为C3H6O2,在一定条件下能发生下列转化:(1)若上述物质中的E不能被银氨溶液氧化,则上述物质中能被新制的碱性Cu(OH)2悬浊液氧化的物质有(写出代号及相应物质的结构简式)。
(2)若上述物质中的E能被银氨溶液氧化,则上述物质中能被新制的碱性Cu(OH)2悬浊液氧化的物质有(写出代号及相应物质的结构简式)。
练习4.运用本节课类似的分类归纳的思想和方法,将有机化学中的取代反应进行归纳整理,构建取代反应的知识网络,并通过对比提出需要探究的相关问题。