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2019-2020年高中化學 專題四第一單元 鹵代烴教案 蘇教版選修5 【教材分析和教學建議】 本專題是在學生對烴有了一定認識的基礎上展開的，通過本專題的學習，將為后期學習糖類、蛋白質(zhì)等有兩個官能團的有機物打下基礎。 本單元內(nèi)容是烴的衍生物的第一節(jié)，在知識體系上起了承前啟后的作用。鹵代烴是一類結構比較簡單的烴的衍生物，它往往是由烴合成其他衍生物的中間體，或由單官能團向多官能團轉(zhuǎn)變的中間體,在有機合成中起著橋梁作用 。 通過鹵代烴的學習將使學生進一步了解分子結構與性質(zhì)之間的關系，特別是官能團的影響而產(chǎn)生的特性反應。 通過烷烴、烯烴和炔烴的學習，學生已經(jīng)認識到它們的沸點和密度與分子中碳原子數(shù)目之間的關系。但在鹵代烴中，教材只講了鹵代烴的沸點隨碳原子數(shù)的增多而升高，沒有講密度與碳原子數(shù)變化的關系，學生極易認為它們的密度也隨烴基中碳原子數(shù)目增加而增大，但事實恰恰相反。產(chǎn)生這一問題的原因是對鹵代烴相對分子質(zhì)量的變化認識不足造成的。 因此，在講鹵代烴的物理性質(zhì)時，可從鹵原子比氫原子的相對原子質(zhì)量大，所以鹵代烴比相應烴的密度大；又由于鹵素原子的非金屬性強，鹵代烴分子的極性比烴大，分子間的范德華力大，所以鹵代烴的沸點也比相應的烴高，這樣講解學生是容易接受的。 鹵代烴的化學性質(zhì)是本單元教學的重點。講解時，應從分析C-X鍵的極性入手，以溴乙烷為例，重視實驗的作用，得出鹵代烴的水解反應和消去反應。至于鹵代烴發(fā)生的是那個反應，應從反應條件加以分析，使學生初步認識反應條件對反應產(chǎn)物的影響，為以后的學習奠定基礎。 為了強調(diào)條件對反應產(chǎn)物的影響，注意鹵代烴水解反應和消去反應兩種方程式的書寫：在水解反應中，鹵原子被-OH取代，可看作水是反應物，NaOH作反應條件；在消去反應中，NaOH看成反應物，醇作為反應條件。 在講性質(zhì)時，注意聯(lián)系用途，以便引起學生的重視。鹵代烴的水解反應，可作為工業(yè)上醇類生產(chǎn)的一種方法；鹵代烴的消去反應，工業(yè)上也可用來合成某種烯烴。 【教法設計】 1、采用“探究法”進行對溴乙烷性質(zhì)的教學 。 2、采用“閱讀、分析、討論、歸納”的方式進行對鹵代烴的教學。 3、采用“閱讀教材、課外查資料、演講”的方法進行鹵代烴對人類生活的影響的教學。 【學習目標】： 知識與技能： 1、了解鹵代烴對人類生活的影響和合理使用化學物質(zhì)的重要意義； 2、通過對溴乙烷主要化學性質(zhì)的探究，學習鹵代烴的一般性質(zhì)，了解鹵代烴的用途； 3、掌握消去反應，能判斷有機反應是否屬于消去反應。 過程與方法： 1、通過對溴乙烷的水解反應和消去反應的探究，了解反應條件對結果的影響，強化實驗操作能力，從而培養(yǎng)實驗觀察能力； 2、通過對“結構—性質(zhì)—用途”的關系及不同類型鹵代烴發(fā)生消去反應的可能性的學習，培養(yǎng)分析思維能力； 情感態(tài)度與價值觀： 1、通過溴乙烷在不同條件下發(fā)生水解反應和消去反應的實驗，認識有機化合物的化學行為的“多樣性”和不同條件下進行化學反應的“多面性”； 2、通過對氟里昂等鹵代烴對人類生存環(huán)境造成破壞的討論，對學生進行環(huán)境保護意識的教育。 【要點】： 1、鹵代烴的概念 2、鹵代烴在生活中的應用以及對人類生活的影響 3、鹵代烴的性質(zhì)：（1）物理性質(zhì)（2）化學性質(zhì)：鹵代烴的β消去反應、鹵代烴的取代反應 4、鹵代烴在有機合成中的應用（格氏試劑的應用） 【教學重難點】 1、溴乙烷的水解反應和消去反應。 2、鹵代烴的同分異構體及組成、結構、性質(zhì)的關系。 【教學過程】 第一課時 【復習】：寫出下列反應的方程式： 1. 甲烷與氯氣的反應 2.乙烯與氯化氫反應 3.苯與溴在催化劑條件下反應 4.甲苯與溴在催化劑和在光照條件下反應 【引入】：從結構上講，反應得到的產(chǎn)物都可以看成是烴分子里的氫原子被鹵原子取代后所生成的化合物，我們稱之為鹵代烴。 鹵代烴的分類： ①按照烴基結構不同，可分為：鹵代烷烴（CH3CH2Br）、鹵代烯烴（CH2 = CHCl）及鹵代芳香烴（C6H5Br）； ②按照取代鹵原子的不同，可分為：氟代烴、氯代烴、溴代烴、碘代烴； ③按照取代鹵原子的多少，可分為：一鹵代烴（CH3CH2Cl）和多鹵代烴（CH2Cl2）。 一、 鹵代烴對人類生活的影響 【學生活動】閱讀課本P60 “交流與討論”、P61“化學史話”、P62“交流與討論” 學生交流體會： （1）結合日常生活經(jīng)驗說明鹵代烴的用途，合成各種高聚物如：聚氯乙烯、聚四氟乙烯等； （2）DDT的“功與過”； （3）鹵代烴對大氣臭氧層的破壞（氟利昂）。 【過渡】：鹵代烴化學性質(zhì)通常比烴活潑，能發(fā)生很多化學反應而轉(zhuǎn)化成各種其他類型的化合物。因此，引入鹵原子常常是改變分子性能的第一步反應，在有機合成中起著重要的橋梁作用。下面我們以溴乙烷作為代表物來介紹鹵代烴的一些性質(zhì)。 二、溴乙烷 1、溴乙烷的結構： H H—C—C—Br H H H 分子式 結構式 結構簡式 官能團 C2H5Br CH3CH2Br或C2H5Br —Br 2、物理性質(zhì)：純凈的溴乙烷是無色的液體，沸點低，密度比水大，不溶于水。 對比：乙烷無色氣體，沸點-88.6 ℃，不溶于水 3、化學性質(zhì)： 【設問】由溴乙烷的結構可知：其中含有C-H鍵和C-Br鍵，分析可發(fā)生哪種類型的反應？【觀察與思考】P62實驗1、實驗2 實驗 實驗現(xiàn)象 結論 實驗1 產(chǎn)生無色氣體，能使酸性KmnO4溶液褪色；試管中有淺黃色沉淀生成。 實驗2 酸性KmnO4溶液不褪色，試管中有淺黃色沉淀生成 實驗1 實驗2 反應物 反應條件 生成物 化學方程式 【討論】： （1）溴乙烷的水解反應 NaOH ① 該反應屬于哪一種化學反應類型？取代反應 反應原理：CH3CH2Br +H-OH CH3CH2OH + HBr 或：CH3CH2Br +NaOH CH3CH2OH + NaBr ② 該反應比較緩慢，若既能加快此反應的速率，又能提高乙醇的產(chǎn)量，可采取什么措施？ 可采取加熱和氫氧化鈉的方法，其原因是水解反應吸熱，NaOH溶液與HBr反應，減小HBr的濃度，所以平衡向正反應方向移動，CH3CH2OH的濃度增大。 ③ 為什么要加入HNO3酸化溶液？ 中和過量的NaOH溶液，防止生成Ag2O暗褐色沉淀，防止對Br-的檢驗產(chǎn)生干擾. （2）溴乙烷的消去反應 ① 該反應屬于哪一種化學反應類型？ 消去反應：有機化合物在一定條件下，從分子中脫去一個小分子（如H2O、HX等）而生成不飽和（含雙鍵或叁鍵）化合物的反應，叫消去反應。一般來說，消去反應是發(fā)生在兩個相鄰碳原子上。 反應原理：CH3CH2Br + NaOH CH2＝CH2 ↑ + NaBr + H2O ② 為什么不用NaOH水溶液而用醇溶液？ 用NaOH水溶液反應將朝著水解的方向進行 ③ 乙醇在反應中起到了什么作用？ 乙醇在反應中做溶劑，使溴乙烷充分溶解. ④ 檢驗乙烯氣體時，為什么要在氣體通入KMnO4酸性溶液前加一個盛有水的試管？起什么作用？ 除去HBr，因為HBr也能使KMnO4酸性溶液褪色 【小結】： Br原子是CH3CH2Br的官能團，決定了其化學特性。由于反應條件（溶劑或介質(zhì)）不同，反應機理不同?！盁o醇生醇 ，有醇生烯” 【拓展視野】: 閱讀P63鹵代烴的消去反應 消去反應特點：脫去不同碳原子上的兩個原子或原子團，即β—H和C—X鍵的斷裂；形成了碳碳雙鍵或碳碳三鍵。 【鞏固練習】試設計以溴乙烷為原料制備1，2—二溴乙烷的方案，并寫出涉及到的化學反應方程式，指明反應所屬的類型。 【第二課時】 【復習提問】寫出溴乙烷發(fā)生取代反應、消去反應的方程式 三、鹵代烴 1、命名：將鹵素原子作為取代基 ⑴、飽和鏈狀鹵代烴的命名： ① 含連接 –X 的C原子在內(nèi)的最長碳鏈為主鏈，命名“某烷”。 ② 從離 –X 原子最近的一端編號，命名出-X原子與其它取代基的位置和名稱。 [練習]命名下列鹵代烴：(CH3)2CHBr (CH3)3CCHBrCH(CH3)2 CH2ClCHClCH2CH3 ⑵、不飽和鏈狀鹵代烴的命名： 含連接–X 的C原子在內(nèi)的最長不飽和碳鏈為主鏈，從離雙鍵或三鍵最近的一端編號，其他命名同飽和鏈狀鹵代烴。 [練習]命名下列鹵代烴： CH2＝CHCH2CH2Br CH2＝CHCH(CH3)CH2Br 2、鹵代烴的同分異構體 (1)、一鹵代烴同分異構體的書寫方法：等效氫問題（對稱軸） (2)、二鹵代烴同分異構體的書寫方法：“定一動一” (3)、多鹵代烴同分異構體的書寫方法（等效思想）：二氯代苯有三種同分異構體，四氯代苯也有三種同分異構體，即苯環(huán)上的二氯與四氫等效，可進行思維轉(zhuǎn)換。 [練習]： （1）請寫出C4H9Cl的各種同分異構體的結構簡式并命名。 （2）CH3CH（CH3）CH2CH3的一氯取代物有幾種？ （3）一氯代烴是否具有碳鏈異構、位置異構和類別異構？ 說明思路并總結出書寫的規(guī)律和技巧。 3、物理性質(zhì) （1）狀態(tài)：常溫下，鹵代烴中除CH3Cl、CH3CH2Cl、CH2＝CHCl等少數(shù)為氣態(tài)外，其余為液體或固體。 （2）沸點：高于相應的烴?；橥滴锏柠u代烴，它們的沸點隨碳原子數(shù)增多而升高。 （3）密度：大于相應的烴。一氯代烴相對密度均小于1，溴代烴、碘代烴的相對密度均大于1。鹵代烴的密度隨分子中碳原子數(shù)增多而減小，隨分子中鹵素原子數(shù)的增多而增大。 （4）溶解性：難溶于水，易溶于乙醚、苯、環(huán)己烷等有機溶劑。某些鹵代烴是很好的有機溶劑，如二氯甲烷、氯仿、和四氯化碳等。 4、鹵代烴的化學性質(zhì)： （1）水解反應： R－X＋H－OH R－OH＋H－X 一般情況下，若烴基為苯環(huán)，則該水解反應較難進行。 [課堂練習]: 寫出1-氯丙烷和2-氯丙烷分別發(fā)生水解反應的化學方程式。 （2）消去反應 R－CH2CH2X＋NaOH RCH=CH2＋NaOH [課堂練習]: 試寫出1-氯丙烷和2-氯丙烷分別發(fā)生消去反應的化學方程式 【問題】 （1）、是不是所有的鹵代烴都能發(fā)生消去反應？什么結構的不能發(fā)生消去反應？ 含一個碳原子的鹵代烴（如CH3Cl）無相鄰碳原子，不能發(fā)生消去反應；與連有鹵原子（-X）的碳原子相鄰的碳原子上沒有氫原子鹵代烴也不能發(fā)生消去反應。如：（CH3）3CCH2Cl (2)、什么結構的鹵代烴發(fā)生消去反應后的產(chǎn)物會出現(xiàn)同分異構現(xiàn)象？為什么？ 【總結】： 消去的一個HBr分子是從相鄰的兩個碳原子上脫下來的。所以鹵代烴發(fā)生消去反應的先決條件是鹵原子所連碳原子（習慣稱為α－C）的相鄰碳原子（習慣上稱為β－C）上必須要有可被脫去的氫原子（習慣稱為β－H）。若鹵代烴分子中有兩種不同位置的β－H原子，則消去反應生成的烯烴就應有兩種不同的結構，但常以消去含氫較少的碳原子上的氫原子為主要產(chǎn)物。 5、格氏試劑在有機合成中的應用介紹： 課本64[拓展視野] 6、鹵代烴的檢驗 △ ： 鹵代烴＋NaOH水溶液 加足量硝酸酸化 加入AgNO3溶液 白色沉淀（AgCl） 說明原鹵代烴中含有Cl原子 淺黃色沉淀（AgBr） 說明原鹵代烴中含有Br原子 黃色沉淀 （AgI ） 說明原鹵代烴中含有I原子 7、鹵代烴的制備： ⑴、烷烴和鹵素單質(zhì)在光照條件下取代 ⑵、芳香烴和鹵素單質(zhì)在催化劑作用下取代 ⑶、烯烴或炔烴等不飽和烴與HX、X2發(fā)生加成反應 【小結】鹵烯醇三角關系 R—X R-OH 烯烴