高一化学专题3《有机化合物的获取与应用》教材分析苏教版

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高一化学专题3《有机化合物的获取与应用》教材分析苏教版

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高一化学专题3《有机化合物的获取与应用》教材分析苏教版

一、课程标准内容
1、认识化石燃料综合利用的意义,了解甲烷、乙烯、苯等的主要性质,认识乙烯、氯乙烯、苯的衍生物等在化工生产的重要作用。
2、知道乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质,认识其在日常生活中的应用。
3、通过简单实例了解常见高分子材料的合成反应,能举例说明高分子材料在生活等领域中的应用。
4、了解有机化合物的成键特征。
5、能举例说明有机化合物的同分异构现象。
6.能说明合成新物质对人类生活的影响, 讨论在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性。
二、学习目标与教学要求
学习目标:
【知识与技能】
1、认识化石燃料综合利用的意义,了解甲烷、乙烯、苯等的主要性质,认识乙烯、氯乙烯、苯的衍生物等在化工生产的重要作用。
2、知道乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质,认识其在日常生活中的应用。
3、通过简单实例了解常见高分子材料的合成反应,能举例说明高分子材料在生活等领域中的应用。
4、了解取代反应、加成反应、酯化反应、皂化反应、水解反应、加聚反应的变化特征;理解取代反应、加成反应、酯化反应的概念;理解酯化反应、皂化反应、水解反应与取代反应的关系。
5、能根据元素的质量分数计算物质的化学式。
【过程和方法】
1、通过科学探究活动,进一步理解探究的意义,学习科学探究的方法,提高科学探究能力。
2、通过自主学习与合作学习,培养问题意识,培养思考能力,培养团队精神。
3、在各种学习活动中培养观察、比较、分类、归纳、想象等各种学习能力。
【情感态度与价值观】
1、提高学习化学的兴趣,体验科学探究的艰辛与喜悦,感受化学世界的奇妙与和谐。
2、培养参与化学科技活动的热情,培养将化学知识应用于生产、生活的意识,关注与化学有关的社会热点问题,培养可持续发展的思想。
3、培养辩证唯物主义世界观,培养求真务实的科学态度。
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教学要求:
第一单元、化石燃料与有机化合物
基本要求
①知道化石燃料的主要成分,认识综合利用化石燃料对于充分利用自然资源、环境保护及保障国民经济可持续发展等方面的意义。
②认识甲烷、乙烯、苯等的分子组成、结构特征、主要化学性质及应用,并比较它们在组成、结构、性质上的差异。
③能识别饱和烃和不饱和烃,判断取代、加成等基本有机反应类型。
④了解石油的分馏、裂化、裂解以及煤的气化、液化和干馏的主要原理及产物。
⑤了解有机化合物分子中基团的概念。
⑥以烷烃为例了解同系物的概念,知道烷烃的分子组成及简单命名。
⑦知道燃料(气、液)在保存、点燃中的安全问题。
发展要求
①碳原子数不大于6的烷烃的同分异构体的书写,乙炔的结构与性质。
②能根据有机化合物中各元素含量及相对分子质量确定其分子式。
③有机基团与性质的关系,简单有机分子的空间结构。
说明
不宜拓展:
①甲烷、乙烯、乙炔的实验室制法,烯烃、炔烃、苯的同系物。
②炔烃的性质。
第二单元、食品中的有机化合物
基本要求
①知道乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质,认识其在日常生活中的应用。
②判断酯化、水解、氧化等有机反应类型,了解皂化反应。
③了解氨基酸的结构特点。
④了解葡萄糖的检验原理和方法,了解几种常见糖类物质的组成及相互关系。
⑤了解有机物中特殊的基团—官能团。
发展要求
①能看懂有机物的结构模型,并引导学生从官能团变化的角度,用结构简式规范书写有机化学方程式。
②乙醇在不同温度下的脱水反应。
③适当归纳总结有机化学中各类物质之间的转化关系。
说明
不宜拓展:
①卤代烃、酚、醛、酮等的性质
②皂化反应等实验细节。
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第三单元、人工合成有机化合物
基本要求
①通过乙烯制备乙酸乙酯的可能合成路线的设计,了解确定实际生产中最佳合成路线的方法。
②以聚乙烯的合成为例,了解通过加聚反应合成有机高分子的途径。
发展要求
①能正确书写加聚反应和缩聚反应的有关反应式。
②能依据简单有机合成高分子的结构分析其链节和单体,能依据单体书写常见高分子的结构等。
说明
不宜拓展:
较为复杂的结构分析及有机合成问题。
三、教材分析及教学建议
教材分析
苏教版化学必修2专题3《有机化合物的获取与应用》共分成三个单元:第一单元化石燃料与有机化合物;第二单元 食品中的有机化合物;第三单元 人工合成有机化合物。
第一单元 化石燃料与有机化合物从天然气、石油、煤等化石燃料在人们生产、生活、经济发展中的重要意义入手,引导学生认识甲烷、乙烯、苯等重要且简单的有机物的组成、结构、性质、用途;并从石油的炼制、煤的综合利用、天然气的开发利用让学生认识获取这些有机物的途径。在上述有机物的组成、结构学习中加深对同分异构体概念的理解;在性质学习中认识取代反应、加成反应等重要反应类型;在交流与讨论的课堂学习过程中学习有机物化学式的推算方法;在观察、探究、讨论、练习中培养学生的各种能力、培养学生的各种科学素养,使三维目标能顺利达成。
第二单元 食品中的有机物知识呈现方式与第一单元很相近,首先让学生了解酒精、醋酸、葡萄糖、油脂、淀粉、蛋白质与食品的关系,然后再学习酒精、醋酸、葡萄糖、油脂、淀粉、蛋白质的组成、结构、性质、来源、用途;在性质学习中认识酯化、皂化、水解等重要反应的变化特征、规律;在观察、探究、讨论、练习中培养学生的各种能力、培养学生的各种科学素养。
第三单元 人工合成有机化合物首先让学生认识人工合成有机化合物的意义,然后以乙酸乙酯的合成途径为线索,让学生在合作学习过程中形成绿色化学的思想,培养学生的综合分析能力,帮助学生形成关心生活、关爱社会的理念;在此基础上进一步学习与日常生活密切相关的几种高分子材料的合成原理,并从中认识加聚反应的变化特征。
本专题教学内容建议
【各单元具体教学内容】
第一单元  化石燃料与有机化合物:
1. 介绍确定有机物分子式的一般方法。
2. 掌握甲烷的光照卤代和可燃性。(甲烷的制备和用途在课程标准中并未提及。)
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3. 确立烃和烷烃的概念、通式、状态、密度。联系前面所学的碳原子的成键特征和同分异构现象让学生理解直链和支链的不同,从而介绍直链烷烃的简单命名、烷烃的通性。(会书写烃和烷烃的燃烧反应方程式)
4. 掌握乙烯的分子结构,与溴水、水、氢气、卤化氢的加成反应方程式,与高锰酸钾溶液的反应现象,乙烯的可燃性,乙烯的用途。
5. 掌握乙炔的分子结构,与溴水和氯化氢的加成反应方程式。
6. 掌握苯的结构,物理性质,苯与液溴、浓硝酸、浓硫酸反应的化学反应方程式(实验不做要求)。
7. 掌握典型的有机反应类型:取代反应、加成反应、氧化反应。
8. 了解石油炼制的过程,重点掌握蒸馏的操作,了解煤的综合利用,知道煤焦油和焦炉煤气的主要成分。
9. 补充基的概念。有关混合烃的计算题不做要求。
第二单元  食品中的有机化合物:
1. 掌握乙醇的分子结构、物性、用途,掌握乙醇和钠的反应现象和化学反应方程式,乙醇的催化氧化实验现象和化学反应方程式。 乙醇的制备和脱水反应不要求。
2. 作为同类物质补充甲醇和丙三醇的分子结构
3. 掌握乙醛的分子结构和被氧化成酸的化学反应方程式。
4. 掌握乙酸的分子结构、乙酸的酸性(乙酸与钠、碳酸钠、氢氧化铜的反应)、乙酸的酯化反应实验和方程式。
5. 补充甲酸、高级脂肪酸如硬脂酸软脂酸的结构简式。
6. 在补充酯的概念及水解反应的基础上讨论油脂的分子结构和水解反应。有关混甘油酯单甘油酯、油脂的氢化不做要求。
7. 关于糖类,重点掌握其分子组成、二糖和多糖的水解、葡萄糖的检验。葡萄糖的结构不做要求。
8. 关于蛋白质,掌握其盐析和变性的不同条件及利用该原理解释生活中的一些现象。
9. 关于氨基酸,熟悉甘氨酸、丙氨酸的分子结构,理解其两性,可以补充羧基和氨基间的脱水反应。
10. 建议不要随意补充有机物类别、官能团通性和相互转化。烃的含氧衍生物的燃烧规律在选修模块中讨论。
第三单元  人工合成有机化合物:
1. 能区分加聚反应和缩聚反应。了解高聚物的一般特点。(混合物、链节、单体、聚合度等)
2. 对于加聚反应,能由单体写出高聚物(可以补充不同种单体间的加聚,但不建议补充二烯烃的加聚)。对于缩聚反应,能写出酚醛树脂的制取方程式,可以补充氨基酸缩聚成蛋白质的反应。
【本专题的学习重点】
1、了解甲烷、乙烯、苯等的主要性质,认识乙烯、氯乙烯、苯的衍生物等在化工生产的重要
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作用。
2、知道乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质。
3、了解常见高分子材料的合成反应及乙酸乙酯最佳合成途径的选择。
4、了解取代反应、加成反应、酯化反应、皂化反应、水解反应、加聚反应的变化特征。
5、能根据元素的质量分数计算物质的化学式。
【本专题的学习难点】
1、甲烷、乙烯、苯、乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质的组成结构和主要性质。
2、根据元素的质量分数计算物质的化学式。
3、乙酸乙酯最佳合成途径的选择。
4、取代反应、加成反应、酯化反应、皂化反应、水解反应、加聚反应的变化特征。
本专题教学方法建议
(1)在初中《科学》学科中,学生对一些简单有机物如甲烷、乙炔、糖类、蛋白质、脂肪等已有初步了解,通过本专题的教学,让学生进一步感受化学与生活、生产的密切关系,感觉化学“有用”、“有趣”。教学中应注意与初中相关知识的衔接,同时要把握好教学深广度,确保学生的可接受性。
(2)第一单元教材是以三种化石燃料的存在、加工和利用为线索,学习相关的有机化合物,把STS教育与烃的基本知识教学有机结合起来;应用化学实验探究甲烷、乙烯、乙炔、苯的主要性质,初步认识有机反应类型;通过对比和分析认识它们的组成、结构和性质的差异;由于化石燃料是不可再生的资源,使学生理解化石燃料综合利用的途径与意义。教学中联系“西气东输”的成就,使教学内容贴近生活和生产实际。
(3)第二单元以食品中的有机化合物为线索,用对比、归纳等方法学习乙醇、乙酸、糖类(葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素)、油脂、氨基酸、蛋白质的组成、主要性质和转化关系,了解它们的结构特点等。
本单元学习的有机化合物都是学生身边的化学物质,能引起学生的兴趣,若教学时间及学校条件允许,可将教材中的实验作为学生实验。第一,可消除学生对探究活动的神秘感,体验学习成功的乐趣。第二,能进行基本实验操作的训练。第三,能进行实验成功与否的反思、实验的改进。第四,本单元的实验相对较为安全。如让学生了解怎样用油脂制得肥皂;淀粉的水解和水解产物的检验等。
(4)第三单元初步学习简单有机物和高分子化合物的合成反应,了解合成有机化合物的重要意义及其在生产和科技领域的地位。通过对比乙酸乙酯、乙酸、乙醇分子结构,理解设计合成有机物的思考方法;通过由乙烯合成乙酸乙酯的合成路线的讨论,了解选择最佳合成途径的依据和方法。
关于高分子化合物的教学:①使学生知道高分子化合物与小分子化合物有何不同。②使学生了解天然高分子材料(如棉花、羊毛、蚕丝、天然橡胶等)和合成高分子材料(如塑料、合成橡胶、合成纤维及涂料、黏合剂等)。③明确高分子化合物是小分子化合物通过聚合反应制得的。④会写加聚反应的化学方程式,并能根据高分子化合物的结构分析其链节和单体。
本专题的教学过程应努力创设学生自主学习、主动探究的学习情景,结合学生已有的知识和生活经验,让他们在学习活动中学习一些新知识。如认识食品中常见的化学物质,学习重要的化学概念,形成基本的化学观念和科学探究能力,从而使他们体验探究活动过程的乐趣,进一步提高学生
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的科学素养。了解化学在解决能源危机中的重要作用,树立可持续发展的观念并使他们在学习过程中充分体验化学与生活、生产的密切关系,感受化学对推动人类社会进步所起的重要作用。
本专题实验教学建议
教科书中的实验不分演示实验和学生实验,目的是让教师根据学校的具体条件尽可能多地开设学生实验。对于实验室条件已具备、学生能在课内完成、能培养学生操作能力、而且比较安全的实验,要尽可能地让学生去完成。教师要努力改进实验,使实验现象更明显、成功率更高。
(1)甲烷气体的燃烧,建议教学时用干燥的锥形瓶罩在火焰的上方,这样对CO2气体的检验,实验效果将更加明显。建议做CH4气体与酸性KMnO4溶液反应的实验,以便让学生更加直观地了解CH4气体的稳定性。
甲烷与氯气的取代反应受气体的纯度、体积比和光的强度等因素的影响。使用排饱和食盐水法收集CH4和Cl2可除去HCl、丙酮等杂质。实验时CH4与Cl2以体积比为1:4进行混合,效果比较佳。这个实验不能用日光直接进行照射,以防止引起爆炸。如果用室内光照射,反应约须10~15分钟,在距离反应器15cm左右处点燃镁条进行照射,反应大约在2~3分钟内完成,如果采用高压汞灯作为光源,效果也很好。教学时可根据各自的实际情况,采用适宜的光源进行实验。
(2)建议增加乙烯、乙炔的燃烧实验,增加乙炔使酸性KMnO4溶液、Br2的CCl4溶液褪色的实验。
(3)石油的分馏实验教学,可简要地向学生介绍该实验主要仪器的构造与功能,逆流的原理。安装时要注意装置的气密性,以保证气化的烃全部通过冷凝管。实验时如果没有原油,可以由汽油、煤油和柴油等量混合来代替。
(4)苯具有较强的挥发性,有毒,使用苯时应注意防护,并保持良好的通风条件。苯的溴代反应实验不宜在此拓展。
(5)乙醇性质的实验探究分实验1和实验2,建议在教师引导下让学生自主探究为主。实验1可根据钠在煤油、乙醇不同的现象,引导学生分析比较乙烷、乙醇分子结构差异得出乙醇跟钠的反应原理。实验2,可让学生根据实验现象分两步写出化学方程式“2Cu O22CuO、CuO CH3CH2OHCu CH3CHO H2O”再让学生合并成总的化学反应方程式,得出乙醇在铜催化作用可被氧气氧化成乙醛。
(6)乙酸性质实验探究中,实验1可以学生探究为主,最终得出醋酸的酸性比碳酸强的结论;实验2建议由教师演示。实验2要强化新物质——有香味的乙酸乙酯的生成,并讲清乙酸、乙酸和浓硫酸的混合方法,以及从反应混合物中分离出乙酸乙酯的方法等。
(7)糖类性质的实验探究分实验1、实验2、实验3,这些实验操作简单、现象明显,且反应物为日常生活中常见的物质,可引起学生的浓厚兴趣,建议让学生自主探究为主。本实验要求学生熟练直接加热、水浴加热等基本操作方法。
(8)用动物脂肪制肥皂实验主要是帮助学生了解油脂是怎样转化成肥皂的化学过程,理解油脂易溶于乙醇、不溶于水等性质,由于实验时间较长,可放到课外进行。
(9)蛋白质性质的实验探究分实验1、实验2,主要目的是帮助学生认识蛋白质的某些性,建议在教师指导下,采用边讲边实验的形式进行。通过加硫酸铵后蛋白质凝聚、再加蒸馏水蛋白质又溶解,但加硫酸铜、甲醛凝聚的蛋白质不能再溶解于蒸馏水等现象,让学生理解蛋白质变性这一性质。
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四、课时分配建议
单元名称
内容
建议课时
第一单元、化石燃料与有机化合物
天然气的利用  甲烷
1
石油炼制  乙烯
2
煤的综合利用  苯
1
第二单元、食品中的有机化合物
乙醇
1
乙酸
1
酯  油脂
1
糖类
1
蛋白质和氨基酸
1
第三单元、人工合成有机化合物
简单有机物的合成
1
有机高分子的合成
1
专题回顾和小结
1
合计
12

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