化学卤代烃教案

化学卤代烃教案

‎ ‎ 第三节 卤代烃 教 学 目 的 知识与 技能 ‎1、了解卤代烃的概念和溴乙烷的主要物理性质。‎ ‎2、掌握溴乙烷主要化学性质，理解溴乙烷发生水解反应的条件和共价键的变化。‎ 过程与 方法 ‎1、通过溴乙烷的水解实验设计，培养学生的实验设计能力；‎ ‎2、通过学习溴乙烷的物理性质和化学性质，培养学生使用化学平衡知识认识溴乙烷水解反应的能力；‎ ‎3、由乙烷与溴乙烷结构异同点引出溴乙烷可能具有的化学性质，再通过实验进行验证的假说方法。‎ 情感 态度 价值观 ‎1、通过卤代烃中如何检验卤元素的讨论、实验设计、实验操作，尤其是两组不同意见的对比实验，激发同学兴趣，使其产生强烈的好奇心、求知欲，急切用实践来检验结论的正误。实验成功的同学，体会到劳动的价值，实验不成功的同学，经过了困难的磨炼，通过独立思考，找出存在的问题，既锻炼了毅力，也培养了严谨求实的科学态度。‎ ‎2、从溴乙烷水解实验的设计体会到严谨求实的科学态度和学习乐趣。通过用化学平衡知识认识溴乙烷水解反应，使学生体会到对化学反应规律的理解与欣赏；‎ 重 点 ‎1．溴乙烷的水解实验的设计和操作；‎ ‎2．试用化学平衡知识认识溴乙烷水解反应 难 点 由乙烷与溴乙烷结构异同点引出溴乙烷可能化学性质，再通过实验进行验证的假说方法。‎ 知 识 结 构 与 板 书 设 计 H H—C—C—Br H H H 第三节 卤代烃 一、溴乙烷 ‎ ‎1.溴乙烷的结构 分子式 结构式 结构简式 官能团 C2H5Br CH3CH2Br或C2H5Br —Br ‎2. 物理性质：无色液体，沸点比乙烷的高，难溶于水，易溶于有机溶剂，密度比水大 。‎ ‎3.化学性质 ‎ ‎(1) 水解反应：CH3CH2Br+H2O CH3CH2OH+HBr ‎(2).消去反应：CH3CH2Br CH2＝CH2+HBr 消去反应(elimination reaction)：有机化合物在一定条件下，从分子中脱去一个小分子（如H2O、HX等）而生成不饱和（含双键或叁键）化合物的反应，叫消去反应.一般来说，消去反应是发生在两个相邻碳原子上.‎ 7‎ ‎ ‎ 二、卤代烃.‎ ‎1.定义和分类.‎ ‎(1).定义：烃分子中的氢原子被卤素原子取代后所生成的化合物.一卤代烃的通式：R—X.‎ ‎(2).分类：‎ ‎①．按分子中卤原子个数分：一卤代烃和多卤代烃.‎ ‎ ②．按所含卤原子种类分：氟代烃、氯代烃、溴代烃.‎ ‎ ③．按烃基种类分：饱和烃和不饱和烃.‎ ‎④．按是否含苯环分：脂肪烃和芳香烃.‎ ‎2.物理通性:‎ ‎(1).常温下，卤代烃中除一氯甲烷、氯乙烷、氯乙烯等少数为气体外，其余为液体或固体.‎ ‎(2).所有卤代烃都难溶于水，易溶于有机溶剂.‎ ‎(3)互为同系物的卤代烃，如一氯代烷的物理性质变化规律是：随着碳原子数（式量）增加，其熔、沸点和密度也增大.（沸点和熔点大于相应的烃）‎ ‎(4).卤代烃的同分异构体的沸点随烃基中支链的增加而降低。‎ ‎(5)同一烃基的不同卤代烃随卤素相对原子质量的增大而增大。‎ ‎3.化学性质：与溴乙烷相似.‎ ‎(1).水解反应. (2).消去反应.‎ 教学过程 教学步骤、内容 方法、手段、活动 ‎［引言］我们对一氯甲烷、1、2-二溴乙烷、氯乙烯、溴苯等名称已经不陌生了。它们结构的主体是烷、烯、苯，但已经不属于烃了。这是因为其分子的组成除了碳、氢原子以外，还包括了卤素原子。这些都可看作是烃分子中的氢原子取代后生成的化合物。我们将此类物质称为卤代烃。‎ ‎［讲］结合日常生活经验说明卤代烃的用途，以及DDT禁用原因和卤代烃对大气臭氧层的破坏原理.‎ ‎［投影］1.卤代烃的用途：致冷剂、灭火剂、有机溶剂、麻醉剂，合成有机物.‎ ‎ 2.卤代烃的危害： ‎ ‎ (1).DDT禁用原因:相当稳定，在环境中不易被降解，通过食物链富集在动物体内，造成累积性残留，危害人体健康和生态环境. ‎ ‎ (2).卤代烃对大气臭氧层的破坏原理：卤代烃释放出的氯原子对臭氧分解起到了催化剂的作用.‎ ‎ [过渡]卤代烃化学性质通常比烃活泼，能发生很多化学反应而转化成各种其他类型的化合物.因此，引入卤原子常常是改变分子性能的第一步反应，在有机合成中起着重要的桥梁作用.下面我们以溴乙烷作为代表物来介绍卤代烃的一些性质. ‎ 7‎ ‎ ‎ ‎［板书］第三节 卤代烃 一、溴乙烷 ‎1.溴乙烷的结构 ‎［讲］溴乙烷在结构上可以看成是由溴原子取代了乙烷分子中的一个氢原子后所得到的产物。其空间构型如下：‎ ‎［投影］（投影球棍模型和比例模型）‎ ‎ ‎ ‎［讲］请同学们写出溴乙烷的分子式、电子式、结构式、结构简式。‎ ‎［板书］分子式 结构式 结构简式 官能团 H H—C—C—Br H H H C2H5Br CH3CH2Br或C2H5Br —Br ‎［投影］‎ ‎［引导探究］溴乙烷在核磁共振氢谱中应如何表现？（两个吸收峰，且吸收峰的面积之比应该是3：2，而乙烷的吸收峰却只能有1个。）‎ ‎［小结］溴乙烷与乙烷的结构相似，区别在于C—H键与C—Br的不同。‎ ‎［引言］溴原子的引入对溴乙烷的性质有什么影响？就是我们这节课研究的重点。让我们先来研究其物理性质。‎ ‎［板书］2. 物理性质 ‎［问］已知乙烷为无色气体，沸点-88.6 ℃，不溶于水。对比乙烷分子的结构，你能知道溴乙烷分子中引入了Br原子后，在相同条件下，溴乙烷分子间的作用力大小如何变化？熔沸点、密度呢？‎ ‎［科学推测］溴乙烷的结构与乙烷的结构相似，但相对分子质量大于乙烷，导致C2H5Br分子间作用力增大，其熔点、沸点、密度应大于乙烷。‎ ‎［学生探究实验1］‎ 试剂和仪器：试管、溴乙烷、蒸馏水、酒精 ‎（1）用试管取约2mL的溴乙烷，观察溴乙烷在常温下的颜色和状态。（2）将2mL的溴乙烷分放在两支试管中，往其中一只中加入2mL的水，振荡，静置。往另一支试管中加入 7‎ ‎ ‎ ‎2mL酒精，振荡，静置。‎ ‎［板书］无色液体，沸点比乙烷的高，难溶于水，易溶于有机溶剂，密度比水大 。‎ ‎［问］你能否根据所学知识推测：氯乙烷的沸点比溴乙烷的沸点是高还是低？为什么？‎ ‎［讲］低，有可能是常温下是气体，因为氯乙烷与溴乙烷的结构相似，而相对分子质量小于溴乙烷，分子间作用力小，故沸点低。‎ ‎［小结］烷烃分子中的氢原子被卤素原子取代后，其相对分子质量变大，分子间作用力变大，卤代烃溶沸点升高，密度变大。所以卤代烃只有极少数是气体，大多数为固体或液体，不溶于水，可溶于大多数的有机溶剂。溴原子的引入能使溴乙烷具有什么样的化学性质呢？‎ ‎［板书］3.化学性质 ‎ ‎［讲］化学变化的实质是旧键的断裂和新键的形成。溴原子作为溴乙烷的官能团，发生化学变化应围绕着C—Br键断裂去思考。 C—Br键为什么能断裂呢？在什么条件下断裂？‎ ‎［讲］在溴乙烷分子中，由于Br的吸引电子的能力大于C，则C-Br键中的共用电子对就偏向于Br原子一端，使Br带有部分负电荷，C原子带部分正电荷。当遇到－OH、－NH2等试剂（带负电或富电子基团）时，该基团就会进攻带正电荷的C原子，－Br则带一个单位负电荷离去。 ‎ ‎［问］已知：CH3CH3与氢氧化钠溶液不能反应，CH3CH2Br能否与氢氧化钠溶液反应? 若反应，可能有什么物质产生？‎ ‎［科学推测］若反应，则生成乙醇和溴化钠，发生如下反应 ：‎ 水 CH2CH2Br＋NaOH → CH3CH2OH+NaBr ‎ ‎ ‎［讲］以上所述，均属猜测，但有根有据，属于科学猜测。很多伟大的科学理论都是通过科学猜测、实验验证得出的。如果让你设计实验证明溴乙烷能和氢氧化钠溶液发生反应。你如何解决以下两个问题： ‎ ‎（1）如何用实验证明溴乙烷的Br变成了Br-?‎ ‎（2）该反应的反应物是溴乙烷和氢氧化钠溶液，混合后是分层的，且有机物的反应一般比较缓慢，如何提高本反应的反应速率？‎ ‎ 充分振荡：增大接触面积；加热：升高温度加快反应速率。‎ ‎［问］能不能直接用酒精灯加热？如何加热？ ‎ ‎ 不能直接用酒精灯加热，因为溴乙烷的沸点只有38.4℃，用酒精灯直接加热，液体容易暴沸。可采用水浴加热。‎ ‎［讲］水浴加热时就不可能振荡试管，为了使溴乙烷和和氢氧化钠溶液充分接触，水浴的温度应稍高于溴乙烷的沸点，为什么？‎ 使处于下层的溴乙烷沸腾汽化，以气体的形式通过NaOH溶液与其充分接触。‎ ‎［讲］可同学想过吗？溴乙烷是大气污染物，汽化出来的溴乙烷不可能完全与NaOH溶液反应，散失到大气中就会污染空气，你想如何解决本问题？‎ 学生回答密度比水在时，提问：为什么？你怎么知道水层在上方？ ‎ 7‎ ‎ ‎ 试管上加一个带长玻璃导管的橡皮塞，起冷凝回流的作用，既能防止溴乙烷的挥发，又提高了原料的利用率。‎ ‎［探究实验2］请同学们利用所给仪器和试剂，设计实验方案验证溴乙烷能否在NaOH溶液中发生取代反应。‎ 实验用品：大试管（配带直长玻璃管的单孔橡皮塞）2只、试管夹、小试管10只，长胶头滴管（能从大试管中取液体）、250mL烧杯。溴乙烷、10%NaOH溶液、稀硝酸、2%硝酸银、稀溴化钠溶液、稀氯化钠溶液。‎ ‎［投影］提示：‎ ‎ （1）可直接用所给的热水加热 ‎ （2）溴乙烷、10%NaOH溶液的用量约为2mL ‎（3）水浴加热的时间约为3分钟 ‎［问］加入NaOH溶液加热，冷却后直接加AgNO3为什么不可以？检验卤代烃中含有卤元素的程序如何？‎ ‎［讲］结论：CH3CH2Br能与氢氧化钠溶液反应，发生取代反应，反应方程式如下：‎ ‎［板书］(1) 水解反应：CH3CH2Br+H2O CH3CH2OH+HBr ‎［讲］该反应可理解为:溴乙烷发生了水解反应，氢氧化钠的作用是中和反应生成的HBr，降低了生成物的浓度，使反应正向进行。 （该反应是可逆反应）‎ ‎［小结］由此可见，水解反应的条件是NaOH水溶液。溴乙烷水解反应中，C—Br键断裂，溴以Br-形式离去，故带负电的原子或原子团如OH-、HS-等均可取代溴乙烷中的溴。‎ ‎[过渡]实验证明CH3CH2Br可以制乙烯，请考虑可能的断键处，以及此反应的特点.‎ ‎［板书］(2).溴乙烷的消去反应.‎ ‎[投影实验]按图2－18组装实验装置，①.大试管中加入5mL溴乙烷.②.加入15mL饱和KOH乙醇溶液，加热.③.向大试管中加入稀HNO3酸化.④.滴加2DAgNO3溶液.‎ 现象：产生气体，大试管中有浅黄色沉淀生成.‎ ‎ ‎ ‎［板书］CH3CH2Br CH2＝CH2+HBr 消去反应：有机化合物在一定条件下，从分子中脱去一个小分子（如H2O、HX等）而生成不饱和（含双键或叁键）化合物的反应，叫消去反应.一般来说，消去反应是发生在两个相邻碳原子上.‎ 学生讨论后回答，教师总结，得出正确的实验操作方法 ‎ 巡视，组织教学，及时点拨，结合不同方案组织讨论：‎ 7‎ ‎ ‎ ‎[思考与交流]为什么不用NaOH水溶液而用醇溶液？‎ 用NaOH水溶液反应将朝着水解的方向进行.‎ ‎ ②．乙醇在反应中起到了什么作用？‎ 乙醇在反应中做溶剂，使溴乙烷充分溶解.‎ ‎③．检验乙烯气体时，为什么要在气体通入KMnO4酸性溶液前加一个盛有水的试管？起什么作用？‎ 除去HBr，因为HBr也能使KMnO4酸性溶液褪色.‎ ‎④.C(CH3)3－CH2Br能否发生消去反应？‎ 不能.因为相邻碳原子上没有氢原子.‎ ‎ ⑤.2－溴丁烷 消去反应的产物有几种？‎ CH3CH == CHCH3 (81%) CH3CH2CH == CH2 (19%)‎ ‎［讲］札依采夫规则：卤代烃发生消去反应时，消除的氢原子主要来自含氢原子较少的碳原子上.‎ ‎[小结]-Br原子是CH3CH2Br的官能团，决定了其化学特性.由于反应条件（溶剂或介质）不同，反应机理不同.（内因在事物的发展中发挥决定作用，外因可通过内因起作用.）‎ ‎［板书］二、卤代烃.‎ ‎1.定义和分类.‎ ‎(1).定义：烃分子中的氢原子被卤素原子取代后所生成的化合物.‎ 一卤代烃的通式：R—X.‎ ‎(2).分类：‎ ‎①．按分子中卤原子个数分：一卤代烃和多卤代烃.‎ ‎ ②．按所含卤原子种类分：氟代烃、氯代烃、溴代烃.‎ ‎ ③．按烃基种类分：饱和烃和不饱和烃.‎ ‎④．按是否含苯环分：脂肪烃和芳香烃.‎ ‎2.物理通性:‎ ‎(1).常温下，卤代烃除一氯甲烷、氯乙烷、氯乙烯等少数为气体外，其余为液体或固体.‎ ‎(2).所有卤代烃都难溶于水，易溶于有机溶剂.‎ ‎(3)互为同系物的卤代烃，如一氯代烷的物理性质变化规律是：随着碳原子数（式量）增加，其熔、沸点和密度也增大.（沸点和熔点大于相应的烃）‎ ‎(4).卤代烃的同分异构体的沸点随烃基中支链的增加而降低。‎ ‎(5)同一烃基的不同卤代烃随卤素相对原子质量的增大而增大。‎ ‎［讲］比相应烷烃沸点高.例如：C2H6和C2H5Br，由于①分子量C2H5Br > C2H6，②C2H5Br的极性比C2H6大，导致C2H5Br分子间作用力增大，沸点升高..随C原子个数递增，饱和一元卤代烷密度减小，如ρ(CH3Cl) > ρ(C2H5Cl) > ρ(CH3CH2CH2Cl).‎ 小组汇报实验结果，教师评价得出结论 7‎ ‎ ‎ 原因是C原子数增多，Cl%减小.随C原子数增多，饱和一氯代烷沸点升高，是因为分子量增大，分子间作用力增大，沸点升高.相同碳原子数的一氯代烷支链越多沸点越低，可理解为支链越多，分子的直径越大，分子间距增大，分子间作用力下降，沸点越低.‎ ‎［板书］3.化学性质：与溴乙烷相似.‎ ‎(1).水解反应.‎ ‎[课堂练习]试写出1-氯丙烷和2-氯丙烷分别发生水解反应的化学方程式.‎ ‎［板书］(2).消去反应.‎ ‎[课堂练习]试写出1-氯丙烷和2-氯丙烷分别发生消去反应的化学方程式.‎ ‎［小结］这节课我们在知识方面主要学习了溴乙烷的物理性质、结构和化学性质中的取代反应，在今后的学习中，同学们要有意识地去运用。如果把这个分析过程倒过来，对一个实验的现象进行分析就可推出它的性质，进而判断出它的鸨，这也是分析问题常用的方法。‎ 教学回顾：‎ ‎1、课堂引入能贴进生活，从生活实际中去找素材，充分挖掘教材中的有效资源，引导学生关注有机物的合理使用。‎ ‎2、能够注重有机化学重要思想方法的引导，尤其在体现“结构决定性质”的思想方法时，能够从溴乙烷的结构中碳溴键的极性去引导学生假设可能反应活性也会增强，从而引导学生用科学探究的方法去验证这一假设。‎ 以后还需要注意的是：‎ ‎1、尊重教材及教材体系的编排。如关于卤代烃的水解反应与必修2所学的乙醇内容联系，理解溴乙烷和NaOH的反应实际上可与乙醇和溴化氢的反应互为可逆。‎ ‎2、教学设计中要尊重科学探究的本意。即“提出问题”比解决问题更重要，这是培养学生的意识；“形成假设”是一种思想方法形成，这是让学生学会提炼；“制定方案”应当允许学生设计方案的多元化，但要培养学生实验操作的规程(科学性、合理性、可操作性、安全性)；“进行实验、收集证据、讨论交流”要注重过程性体验，强调体验比有结果显得更为重要；“得出结论、科学评价”不一定要多完整，重要的是学会表达与交流。‎ 7‎