高中化学人教版全套教师用书选修5有机化学基础 72页

说明 ‎    本书根据教育部制订的《普通高中化学课程标准（实验）》和人民教育出版社、课程教材研究所化学课程教材研究开发中心编著的《普通高中课程标准实验教科书有机化学基础（选修5）》的内容和要求编写的，供使用该书的高中化学教师教学时参考。‎ ‎    全书按教科书的章节顺序编排，每章包括本章说明、教学建议和教学资源三个部分。‎ ‎    本章说明是按章编写的，包括教学目标、内容分析和课时建议。教学目标指出本章在知识与技能、过程与方法和情感态度与价值观等方面所要达到的目标要求；内容分析从地位和功能、内容的选择与呈现以及内容结构等方面对全章内容做出分析；课时建议则是建议本章的教学课时。‎ ‎    教学建议是分节编写的，包括教学设计、活动建议、问题交流和习题参考答案。教学设计对各节的内容特点、重点和难点等作了较详细的分析，并提供了一些教学方案供参考。活动建议是对“科学探究”“实验”等学生活动提出具体的指导和建议。问题交流是对“学与问”“思考与交流”等栏目所涉及的有关问题给予解答或提示。习题参考答案则是对各节后的习题和每章的复习题给予解答或提示。‎ ‎    教学资源是按章编写的，主要编入一些与本章内容有关的教学资料、疑难问题解答，以及联系实际、新的科技信息和化学史等内容，以帮助教师更好地理解教科书，并在教学时参考。‎ ‎    由于时间仓促，本书的内容难免有不妥之处，希望广大教师和教学研究人员提出意见和建议，以便修订改进。‎ ‎    本书编写者：杜宝山、王磊、李俊、孙京、刘斌、姚驰、丁激扬（按编写顺序）‎ ‎    本书审定者：李文鼎、王晶 ‎    责任编辑：李俊 ‎    责任绘图：李宏庆、张傲冰 人民教育出版社    课程教材研究所 化学课程教材研究开发中心 ‎2005年1月  ‎ 第一章 认识有机化合物 本 章 说 明 一、教学目标 ‎1认识常见的官能团；了解有机化合物的分类方法，并体会科学分类法在认识事物和科学研究中的作用。‎ ‎2进一步认识有机化合物的成键特点；通过有机化合物常见的同分异构现象（碳链异构、位置异构、官能团异构）的学习，体会物质结构的多样性决定物质性质的多样性。‎ ‎3初步学会应用系统命名法命名简单的烃类化合物（烷、烯、炔和苯的同系物）。‎ ‎4初步了解研究有机化合物的一般步骤；初步学会分离、提纯有机物的常规方法（蒸馏法与重结晶法）。知道现代物理方法在测定有机物的元素组成、相对分子质量和分子结构中的重要作用。感受现代物理学及计算机技术对有机化学发展的推动作用，体验严谨、求实的有机化合物研究过程。‎ 二、内容分析 ‎1地位与功能 本章是在学生已具备了有机化学初步知识的基础上，概括、小结有机化合物的分类、同分异构现象与命名方法。进而，让学生初步了解研究有机化合物的步骤和方法，从中体验研究或生产有机化合物（药物、试剂、染料、食品添加剂等）的过程。‎ 有机化合物的分类、结构特点和命名是学生学习后续章节的基础；研究有机化合物的一般步骤和方法可以对学生以后的探究性学习活动奠定一定的基础。‎ ‎2内容的选择与呈现 在学习了甲烷、乙烯、苯、乙醇、乙酸等典型有机化合物代表物的结构与性质的基础上，本章一开始便引出官能团的概念，介绍有机化合物的分类方法。在分类表中增加了卤代烃、酚、醚、醛、酮、酯等各类有机化合物的官能团及其代表物。其中，酮类化合物是课程标准不要求的内容，将其列入表中是为了在后续课程中理解酮糖──果糖的结构特点。‎ 有机化合物的同分异构现象与碳原子的成键特点和成键方式有关。本章学习碳链异构、位置异构及官能团异构。从复习烷烃的碳链异构开始，延伸出烯烃的碳链异构和官能团（双键）的位置异构，并以乙醇和二甲醚为例说明官能团异构的涵义。由此揭示出：同分异构现象是由于组成有机化合物分子中的原子具有不同的结合顺序和结合方式产生的，这也是有机化合物数量庞大的原因之一。除此之外的其他同分异构现象，如顺反异构、对映异构将分别在后续章节中介绍。‎ 数目庞大的有机化合物，需要有专有的名称与之一一对应。所以，有机化合物的命名原则是学习、交流和研究有机化学必备的工具。通过本章的学习，应掌握有机化合物的习惯命名法（即普通命名法）与系统命名法。学会应用命名原则命名简单的烃类化合物──烷烃、烯烃、炔烃与芳香烃等，并了解烃类化合物的命名是有机化合物命名的基础。‎ 至今，从天然产物中发现及人工合成的有机化合物已逾2 000多万种，而新的化合物仍在不断地发现与合成。这些新化合物发现或合成，及分子结构的确定需要经过一定的步骤和方法。研究一个有机化合物，不论这个有机化合物是天然存在的，还是人工合成的，第一步就是通过分离、提纯，得到纯净的有机化合物。分离、提纯有机化合物是正确测定其元素组成和结构的基础，是进行现代物理方法测试前必须要做好的准备工作。随着科学技术的进步与发展，分离、提纯的方法也逐渐增多。我们仅介绍最常用的基本方法──蒸馏法和重结晶法，并初步学会这两个最基本的实验操作。蒸馏可用于液体有机化合物的提纯；重结晶可用于固体物质的提纯。色谱法既适用于液体有机化合物，也适用于可溶性固体有机化合物的分离提纯，按课程标准此法不作要求，仅作为知识扩展，供学生课外活动参考。研究有机化合物的第二步是将分离后得到的纯净有机化合物，利用元素分析仪进行元素组成的定量分析。了解燃烧分析法的基本原理，即通过定量测定有机化合物氧化分解的CO2、H2O等小分子的无机化合物，给出该未知有机物组成元素的质量分数，求出组成该分子的各元素原子的整数比──‎ 即实验式。第三步是测定未知物的相对分子质量，给出分子式。测定相对分子质量的方法也有很多，但目前被广泛采用的、最准确、迅速的微量方法是质谱法。第四步是在测定了分子的实验式和相对分子质量，确定了其分子的组成以后，通过红外光谱与核磁共振氢谱鉴定有机化合物的结构。按课程标准的要求，使学生粗浅的了解由红外光谱与核磁共振氢谱谱图能获得哪些结构信息即可，避免谱学原理和名词术语对学生的困扰。‎ 关于章图和节背景图的说明：①本章章图由一幅主图和三幅小图组成，主图为有机化合物的球棍模型；三幅小图分别是：塑料键盘、光盘等，药物胶囊及药物分子模型，以及蔬菜、食用油等常见有机化合物。②节背景图为卷心菜。‎ ‎3内容结构 三、课时建议 第一节    有机化合物的分类      1课时 第二节     有机化合物的结构特点  1课时 第三节    有机化合物的命名    1课时 第四节    研究有机化合物的一般步骤和方法  2课时 复习与机动    2课时 第一节 有机化合物的分类 一、教学设计 学生已经学习了甲烷、乙烯、苯、乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质等典型的有机化合物，了解了它们的主要性质以及在人们生活、化工生产中的作用；重点学习了取代反应、加成反应的反应特点；初步了解了有机化合物分子结构对其性质的影响，认识了一些有机物对于人类日常生活、身体健康的重要性，初步形成了对有机化学的学习兴趣。‎ 在此基础上，本节教学设计主要是从学生已有的知识水平出发，学习有机化合物的分类方法。有机化合物有两种分类方法，一种是根据有机物分子中碳原子的连接方式（碳骨架）分类，另一种则是按照决定有机物分子化学性质的特殊原子或原子团（官能团）分类。通过分类方法的学习，认识分类思想在有机化合物研究中的重要意义。‎ 教学重点：了解有机化合物的分类方法，认识一些重要的官能团。‎ 教学难点：分类思想在科学研究中的重要意义。‎ 教学方案参考 ‎【方案Ⅰ】情景创设，类比推理 通过教师的启发，引出生活中常见的分类方法，引导学生认识有机化合物分类的必要性。例如，生物的树状分类图，表明生物间的区别和联系；计算机资源管理器中分类整理各种不同的文件，保证计算机的正常运行；医院按人体发病的器官或部位，分科室医治病人……让学生体会分类思想对保证人类社会正常运转、人们有条不紊地生活具有重大意义。从而引出要想研究2 000多万种有机化合物，必须对有机化合物分门别类才能有效地对其进行研究，才能使研究有机物简约化，触类旁通，达到事半功倍的效果，使有机化学学科得以迅速地发展。‎ 利用投影、动画、多媒体等教学手段，演示多种重要的有机化合物的结构简式或分子模型，让学生了解有机化合物结构的相似性。‎ ‎【方案Ⅱ】小组合作学习 教师给出一定数量的、学生比较熟悉或不熟悉的简单有机化合物的结构简式（烃及烃的衍生物），表示出数以万计的有机物，研究起来是相当困难的。为使研究工作顺利进行，必须对有机物进行分类。让学生熟悉典型的有机物分子，以及典型官能团的结构。也可以利用球棍模型，让学生以小组为活动单位，动手插接、组装有机物分子模型，并将组装好的有机物分子模型，按不同的结构特点进行分类。‎ 引导学生依据有机物分子中碳原子的数目、连接方式（成链或成环），以及决定有机物分子化学性质的官能团的不同，提出有机物分类的几种可行的方法，进行充分讨论。并在小组之间进行交流与评价，指出各种分类方法的特点，讲清自己的分类依据，结合学生的多种形式的分类（按碳的骨架分类、按官能团分类，按碳原子数，按环状或链状，按成环的原子数……）。通过比较、评价，分析何种分类方法更能体现有机物的结构与性质相似的关系，从而归纳出常见的两种分类的方法。应用分类方法对有机物进行分类练习，反思怎样进行分类能更好地体现出有机化合物结构与性质的关系。‎ ‎【方案Ⅲ】上网，自主、互动学习 教师利用信息技术与化学教学整合的手段，在学校的校园网上，为学生设计提供可以自主学习的网页。学生在教师布置的自主学习任务的指导下，明确要完成的任务，并根据自己的实际情况，打开网页浏览各种有机化合物分类方法，并完成对网页中提供的有机物进行分类的任务，同时可以给学有余力的学生提供更多的阅读资源。最终通过人机对话、师生互动、生生互动等多种形式，交流有机物分类的心得。‎ 二、问题交流 ‎【学与问】‎ 按官能团的不同可以对有机物进行分类，并指出有机物的结构可以有多种形式表达──结构式、结构简式等，注意分析在学习有机物分类时往往做出的错误判断。教师在教学中应注意展示一种官能团的多种书写形式，帮助学生灵活地找出有机物分子中原子之间的连接顺序与连接特点，确认有机物分子中官能团类别，也为学习有机物的结构特点和命名作好知识和能力的准备。‎ 三、习题参考答案 ‎1A、D2D3（1）烯烃（2）炔烃（3）酚类（4）醛类（5）酯类（6）卤代烃 第二节 有机化合物的结构特点 一、教学设计 学生已经了解了有机化合物的概貌，对甲烷、乙烯、苯、乙醇、乙酸等典型有机物的结构特点也有所认识，知道了有机物分子中碳原子呈四价，碳原子既可以与其他原子形成共价键，又可以相互成键；碳原子之间可以形成碳碳单键、碳碳双键、碳碳三键等；有机物可以形成链状分子，也可以形成环状分子。学生也了解了同系物和同分异构体的概念。‎ 在此基础上介绍有机物的结构特点，要从学生熟悉的几种有机物的主要类别、官能团、代表物中，深化碳原子的成键特点和碳原子之间的结合方式。复习甲烷、乙烯、苯、乙醇、乙酸的结构特点，加深对饱和烃、不饱和烃、烷烃、烯烃等概念的理解。从而进一步认识有机物的成键特点，认识同分异构现象──‎ 碳链异构、位置异构、官能团异构，为下一步学习“系统命名法”做准备。‎ 教学重点：有机物的成键特点，同分异构现象。‎ 教学难点：正确写出有机物的同分异构体。‎ 教学方案参考 ‎【方案Ⅰ】小组合作学习 学生分小组依据碳价四面体理论，运用球棍模型制作有机化合物分子的结构。由两个碳原子开始逐渐递增，当尝试含四个碳原子有机化合物时，会遇到第四个碳原子连接在哪个碳原子上的问题。从C4H10存在着两种不同的空间结构中，理解同分异构现象，认识C4H10的两种同分异构体。通过练习制作C5H12的分子结构模型，进一步巩固同分异构体的概念。并在制作过程中小组内讨论书写同分异构体方法，重点讨论如何避免同分异构体的“重写”和“漏写”问题。由小组代表汇报本小组的讨论结果，并进行小组间的互相质疑、补充、完善，最终研究出大家认同的书写同分异构体的方法。在此基础上进一步练习书写C6H14的同分异构体。‎ 引导学生用球棍模型制作C3H6、C4H8、C2H6O的分子模型，找出这些有机物的同分异构体。强化书写同分异构体时，应考虑三种异构形式──碳链异构、官能团位置异构、官能团异构，在书写练习中掌握书写同分异构体的方法。‎ ‎【方案Ⅱ】上网，自主、互动学习 教师利用信息技术与化学教学整合的手段，在学校的校园网上，为学生设计、提供可以进行自主学习活动的网页。在教师指导下，明确自主学习的任务。确认网页中提供的有机化合物分子，哪些属于同分异构体？哪些属于同一种有机化合物？哪些属于同系物？从而认识有机物存在同分异构现象，领会有机物数目繁多的原因。学生可以通过网页进行无纸化练习，可以用鼠标拖动取代基，尝试取代基与主碳链上碳原子几种连接方式，在练习中进一步体会“减碳法”书写同分异构体的基本思路和方法。最终，学生通过在网上点击的形式完成学习任务，并将学生学习及练习情况反馈至网络中心存储，教师利用反馈信息及时对学生的学习情况进行客观的评价。‎ 二、问题交流 ‎【思考与交流】‎ 书写C5H12的三种同分异构体，复习有关同分异构现象和同分异构体的知识。教师应引导学生巩固同分异构体的书写规律，强调碳链异构体的书写方法，即先写出直链烃，然后应用“减碳法”，从主碳链的末端减一个碳原子，减去的碳原子作为甲基支链，尝试着连接在除端碳原子外的主链的每一个碳原子上，用排除法将重复出现的结构式删除；再减少主链两个碳原子，分别以两个甲基、一个乙基作为支链连接在除端碳原子外的主链碳原子上……体现出思考问题的有序和严密性，避免学生书写同分异构体时，出现“漏写”或“重写”的错误。‎ ‎【学与问】‎ 在练习书写己烷C6H14的5种同分异构体的结构简式时，由于己烷是饱和烃，因此书写时只考虑碳链异构。可以视学生的实际情况，继续练习书写丁基（—C4H9）的同分异构体。而在学生写出C3H6的同分异构体时，C3H6属于不饱和烃，首先引导学生判断是否存在碳链异构，其次思考是否存在官能团的位置异构，最后再考虑丙烯还存在着类别异构，即环丙烷的可能。‎ 教师将解决问题的重点放在书写同分异构体时的思维有序性上。必要时，可根据学生的实际情况，书写C4H8的同分异构体，进一步掌握书写规律，体会思维有序性对书写同分异构体的影响。‎ 三、习题参考答案 ‎1.4    4    共价  单键  双键  三键    2.3  3.B    4.C(CH3)4‎ ‎5.CH3CH=CH2    ‎ 第三节 有机化合物的命名 一、教学设计 学生已经学习了有机物的分类、结构特点，以及同分异构体的书写，知道有机物由于碳原子的成键特点与连接方式不同，有机物分子中普遍存在着同分异构现象。‎ 通过本节的学习，学生能初步应用有机化合物系统命名法，命名简单的烃类化合物──烷、烯、炔和苯的同系物。‎ 教学重点：有机物的系统命名法。‎ 教学难点：系统命名法的几个原则（选主链、碳编号、写支链或取代基名称等）。‎ 教学设计参考 ‎【方案Ⅰ】创设情景，引入新课 情景一：13亿中国人的姓名中出现重名现象时有发生，有时会给生活和工作带来不便。而电子邮箱中的用户名绝不能出现重名，可以使用十几位字母和数字，防止出现重名。‎ 情景二：从有机物C5H12或C6H14的同分异构体中，名称用正、异、新的习惯命名法是远远不够的，迫切需要一种更完善、更科学的命名方法。‎ ‎【方案Ⅱ】指导自学 自学提纲参考：‎ ‎1在有机物戊烷C5H12、戊烯C5H10的同分异构体中，有几种共价键？‎ ‎2什么叫“直链”？什么是“主链”？什么是“支链”？‎ ‎3在烷烃中怎样选择“主链”？怎样确定“支链”的位置、种类和数目？‎ ‎4写出戊烷C5H12的同分异构体，并分别进行命名。‎ ‎5在烯烃中怎样选择“主链”，怎样确定“支链”的位置、种类和数目？‎ ‎6写出C5H10的同分异构体，并分别进行命名。‎ ‎7写出C4H6的同分异构体，并分别进行命名。‎ ‎8写出乙苯的同分异构体与名称。‎ 学生参照自学提纲，自己阅读教科书相关的内容，逐一地解决提纲中的问题，初步掌握系统命名法。学习过程大致如图所示：‎ 在学习中，学生可以借助教师提供的多媒体动画、电脑图片、有机物分子模型、列举有机物结构式的图表等多种形式，练习烷、烯、炔和苯的同系物等同分异构体书写和命名，初步学会有机物的系统命名法。‎ 二、问题交流 ‎【学与问1】‎ 烷烃同分异构体的数目随着组成烷烃的碳原子数目的增多而迅速增大，并且烃基数目也会增多。引导学生书写丙烷CH3CH2CH3分子失去一个氢原子后形成的两种不同烃基的结构简式，同时引导学生体会碳原子数目越多，结构越复杂，同分异构体数目也越多，让学生体会习惯命名法在应用中的局限性，激发学习系统命名法的热情。‎ ‎【学与问2】‎ 应用系统命名法命名新戊烷时，要注意系统命名法的原则，即选主链，给主链碳原子编号，定支链或取代基的位序、种类、个数。考虑学生的接受能力，可以拓展练习书写C6H14、C6H12‎ 的同分异构体，并采用系统命名法逐一命名，既做了同分异构体的书写练习，又加深了对系统命名法的理解和应用。‎ 三、习题参考答案 ‎1.B  2.（1）3,3,4-三甲基己烷  （2）3-乙基-1-戊烯  （3）1,3,5-三甲基苯 ‎3.‎ 第四节 研究有机化合物的一般步骤和方法 一、教学设计 本节通过解决实际问题的形式，让学生初步了解怎样研究有机化合物，应该采取什么步骤和常用方法等，从中体验研究一个有机化合物（药物、试剂、染料、食品添加剂等）的过程和科学方法。‎ 由于中学的教学条件所限，对现代物理方法只要求初步概略地了解，不涉及过多的名词术语，通过多种教学媒体了解质谱、红外光谱、核磁共振氢谱的用途。‎ 教学重点：有机物的分离和提纯的一般方法，鉴定有机化合物结构的一般过程与方法；对学生的科学方法教育，提高学生的科学素养。‎ 教学难点：鉴定有机化合物结构的物理方法的介绍。‎ 教学方案参考 ‎【方案Ⅰ】归纳概括，实验操作 ‎1研究有机化合物的一般步骤和方法 ‎（1）分离、提纯（蒸馏、重结晶、升华、色谱分离）；‎ ‎（2）元素分析（元素定性分析、元素定量分析）──确定实验式；‎ ‎（3）相对分子质量的测定（质谱法）──确定分子式；‎ ‎（4）分子结构的鉴定（化学法、物理法）。‎ ‎2有机物的分离、提纯实验 组织学生完成或演示【实验1-1】和【实验1-2】。‎ 物质的提纯的基本原理是利用被提纯物质与杂质的物理性质的差异，选择适当的实验手段将杂质除去。去除杂质时要求在操作过程中不能引进新杂质，也不能与被提纯物质发生化学反应。‎ ‎【方案Ⅱ】情景创设，实验探究 从公元八世纪起，人们就已开始使用不同的手段制备有机物，但由于化学理论和技术条件的限制，其元素组成及结构长期没有得到解决。直到19世纪中叶，李比希在拉瓦锡推翻了燃素学说，在建立燃烧理论的基础上，提出了用燃烧法进行有机化合物中碳和氢元素定量分析的方法。准确的碳氢分析是有机化学史上的重大事件，对有机化学的发展起着不可估量的作用。随后，物理科学技术的发展，推动了化学分析的进步，才有了今天的快速、准确的元素分析仪和各种波谱方法。‎ 定性检测物质的元素组成是化学研究中常见的问题之一，如何用实验的方法探讨物质的元素组成？‎ 图1-1  碳和氢的鉴定 实验探究：葡萄糖分子中碳、氢元素的检验 原理：碳、氢两元素通常采取将有机物氧化分解，使碳氧化生成二氧化碳，使氢氧化生成水的方法而检出。例如：‎ C12H22O11+24CuO12CO2+11H2O+24Cu 实验：取干燥的试样──蔗糖0.2 g和干燥氧化铜粉末1 g，在研钵中混匀，装入干燥的硬质试管中。如图1-1所示，试管口稍微向下倾斜，导气管插入盛有饱和石灰水的试管中。用酒精灯加热试样，观察现象。‎ 结论：若导出气体使石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，表明试样中有碳元素；试管口壁出现水滴（让学生思考：如何证明其为水滴？），则表明试样中有氢元素。‎ ‎【方案Ⅲ】参观学习，交流提高 根据学校的条件，可以组织学生到有条件的大学或科研单位的化学实验室参观，或派遣学生实验小组将参观过程录制后回来观看。主要参观内容为质谱、红外光谱、核磁共振谱仪器及其实验操作过程。‎ 参观或观看实验录像后，学生分小组交流心得。‎ 二、活动建议 ‎【实验1-1】含有杂质的工业乙醇的蒸馏 ‎1工业乙醇可以从化工原料商店或有关工厂购买，但由于来源不同，品质上会有差异。‎ ‎2蒸馏装置及蒸馏操作请参考有关“有机化学实验”书，此处简单说明如下：‎ ‎（1）安装蒸馏仪器时要注意先从蒸馏烧瓶装起，根据加热器的高低确定蒸馏瓶的位置。然后，再接水冷凝管、尾接管、接受容器（锥形瓶），即“先上后下”“先头后尾”；拆卸蒸馏装置时顺序相反，即“先尾后头”。‎ ‎（2）若是非磨口仪器，要注意温度计插入蒸馏烧瓶的位置、蒸馏烧瓶接入水冷凝器的位置等。‎ ‎（3）蒸馏烧瓶装入工业乙醇的量以1/2容积为宜，不能超过2/3。不要忘记在蒸馏前加入沸石。如忘记加入沸石应停止加热，并冷却至室温后再加入沸石，千万不可在热的溶液中加入沸石，以免发生暴沸引起事故。‎ ‎（4）乙醇易燃，实验中应注意安全。如用酒精灯、煤气灯等有明火的加热设备时，需垫石棉网加热，千万不可直接加热蒸馏烧瓶！‎ ‎（5）学生做蒸馏实验，必须在教师指导下进行实验。‎ ‎【实验1-2】苯甲酸的重结晶 ‎1粗苯甲酸可到化工原料商店或有关工厂购买，也可人为地在苯甲酸中适当加入少量砂子或泥土。‎ ‎2结晶苯甲酸的滤出应采用抽滤装置，没有抽滤装置可以玻璃漏斗代替。滤出的纯净苯甲酸由教师统一收集处理。‎ ‎【实践活动】‎ 除“用粉笔分离菠菜叶中的色素”外，还可参考教学资源中提供的补充实践活动中的其他实验。‎ 三、问题交流 ‎【学与问1】‎ 温度过低，杂质的溶解度也会降低，部分杂质也会析出，达不到提纯苯甲酸的目的；温度极低时，溶剂（水）也会结晶，给实验操作带来麻烦。‎ ‎【学与问2】‎ C8H10N4O2‎ 四、习题参考答案 ‎1.重结晶（1）杂质在此溶剂中不溶解或溶解度较大，易除去（2）被提纯的有机物在此溶剂中的溶解度，受温度的影响较大蒸馏‎30 ℃‎左右 ‎2. C10H8NO2    348  C20H16N2O4‎ ‎3. HOCH2CH2OH 部分复习题参考答案 ‎4.（1）2，3，4，5-四甲基己烷  （2）2-甲基-1-丁烯 ‎（3）1，4-二乙基苯或对二乙基苯  （4）2，2，5，5-四甲基庚烷 ‎5. （1）20  30  1  （2）56%‎ 教 学 资 源1-2‎ ‎1有机化合物的命名法 有机化合物命名有俗名、习惯命名法（又称普通命名法）和系统命名法，其中系统命名法最为通用，最为重要。‎ ‎（1）俗名根据有机化合物的来源、存在与性质而得到的名称。例如，甲烷又称坑气、沼气；甲醇又称木醇等。‎ ‎（2）普通命名法用天干即甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示碳原子数在10以内的简单有机化合物，碳原子数在10以上的用汉字数字表示，如十一、十二、十三……异构体以“正”“异”“新”等词区分。如：‎ 直链烷烃或其直链烷烃的衍生物用“正”字表示，如“正己烷”“正戊醇”等。‎ 在烃的碳链末端带有甲基支链的用“异”字表示，如“异己烷”“异丁烯”等。‎ 限于含有五、六个碳原子的烷烃或其衍生物中，具有季碳原子(即连接四个烃基的碳原子)的用“新”字表示，如“新己烷”“新戊醇”等。‎ 上述习惯命名法仅适用于结构简单的有机化合物，结构复杂的有机化合物需用系统命名法。在介绍系统命名法之前，先熟悉基的命名。‎ ‎(3)基名一个化合物失去一个一价原子或原子团，余下的部分称为“基”。如烷烃（RH）失去一个氢原子即得到烷基(R-)，常见的烷基有：‎ 此外，还有一些常见的烃基：‎ ‎（4）系统命名法 随着有机化合物数目的增多，有必要制定一个公认的命名法。1892年在日内瓦召开了国际化学会议，制定了日内瓦命名法。后由国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)作了几次修订，并于1979年公布了《有机化学命名法》。中国化学会根据我国文字特点，于1960年制定了《有机化学物质的系统命名原则》，1980年又根据IUPAC命名法作了增补、修订，公布了《有机化学命名原则》。‎ 本章第三节就是根据我国《有机化学命名原则》，介绍了烷烃的命名法，也介绍了烯、炔的命名法。其他官能团化合物命名的基本方法可分为以下四步：‎ ‎① 选取含官能团的最长碳链为主链；‎ ‎② 从靠近官能团的一端开始给主链碳原子编号，得出主链上支链或取代基的位次号。编号要遵循“最低系列原则”，即从不同方向给碳链编号时，得到不同的编号系列，比较各系列的位次，最先遇到最小位次者，为最低系列。例如：‎ ‎    1，3，5-三氯己烷                    2，3，5-己三醇 ‎  （不是2，4，6-三氯己烷）            （不是2，4，5-己三醇）‎ ‎③ 确定支链或取代基列出顺序。当主链上有多个不同的支链或取代基时，应先按“顺序规则”排列支链或取代基的优先次序，命名时“较优”基团后列出。“顺序规则”要点如下：‎ a.比较主链碳原子上所连各支链、取代基的第一个原子的原子序数的大小（同位素按相对原子质量的大小），原子序数较大者为“较优”基团。例如：‎ I>Br>Cl>F>O>N>C>D>H b.第一个原子相同时，则比较与第一个原子相连的原子的原子序数，以此类推直到比较出大小。例如：‎ ‎-CH2Br>-CH3‎ 这两个基团的第一个原子相同（均为C原子）,则比较C原子上所连的原子，分别是Br,H,H(按原子序数由大到小排列)与H,H,H，因为Br>H,所以-CH2Br>-CH3。‎ 同样道理，下列烷基的较优顺序为：‎ ‎④ 写出化合物的全称。例如：‎ ‎      4-甲基-2-羟基戊酸                   3-甲基-5-氯庚烷 在教科书中仅要求学生掌握简单烃类化合物与简单官能团化合物的命名方法，支链、取代基在化合物命名时，仅要求按“简单在前，复杂在后”的顺序排列，不要求“顺序规则”的内容。这里介绍“顺序规则”仅为便于理解“由简到繁”的列出顺序。‎ 如果在教学中遇到问题可根据“最低系列原则”和“顺序规则”予以处理。‎ ‎2有机化合物的同分异构现象 有机化合物有着非常丰富的同分异构现象，概括如下：‎ 有机化合物的分子结构包括三个层次，即构造、构型、构象。‎ 构造是指有机物分子中各原子或原子团之间的结合顺序或排列顺序；‎ 构型是指有机物分子中的各个原子或原子团在空间的排列方式；‎ 构象是指在有机物分子中，由于围绕单键旋转而产生的原子或原子团在空间的不同排列形象。‎ ‎（1）构造异构    构造异构就是指那些具有相同的分子式，而分子中的原子或原子团相互结合的顺序不同而产生的异构现象。构造异构主要有碳链异构、位置异构与官能团异构。‎ ‎① 碳链异构由于碳链骨架不同而产生的异构现象。例如：‎ ‎         与   ‎ ‎  环己烷            甲基环戊烷 ‎② 位置异构    由于取代基或官能团在碳链或碳环上的位置不同而产生的异构现象。例如：‎ CH3CH2CH2CH2OH     与CH3CH2CHCH3OH ‎    1-丁醇          2-丁醇 ‎                ‎ ‎    邻溴甲苯           间溴甲苯        对溴甲苯 ‎   或2-溴甲苯         或3-溴甲苯      或4-溴甲苯 ‎③ 官能团异构具有相同的分子组成，由于官能团不同而产生的异构现象，例如：‎ 具有相同分子式的烯烃与环烷烃之间也存在异构现象：‎ CH3CH=CH2  （丙烯）与  环丙烷 此外，还有一种可以互相转变的特殊的官能团异构即互变异构现象，例如乙酰乙酸乙酯存在着酮式与烯醇式两种互变异构体的平衡体系：‎ ‎             酮式                                     烯醇式 ‎（2）构型异构    构型异构是指分子中的原子或原子团在空间的排列方式不同而产生的异构现象，有顺反异构和对映异构两类，将分别在第二章与第四章教学资源中介绍。‎ 教 学 资 源3-4‎ ‎3鉴定有机物分子结构的物理方法 有机化学研究的一项重要工作就是确定有机化合物的分子结构。确定分子结构有化学方法与物理方法，化学方法是利用有机物官能团的特征反应，以确定该化合物所含官能团，还可以利用化学反应进行衍生化，通过确定衍生物的结构进一步推断原分子的结构。化学方法比较麻烦、耗时、消耗样品较多。而现代物理方法因所需样品量少、速度快、准确，甚至可以确定分子的三维空间结构，而显出较大的优越性，是化学方法所不能比拟的。‎ ‎（1）质谱分析法简介 质谱分析法是一种通过测量化学物质分子或分子碎片的质量进行分析的方法，所用的仪器称为质谱仪，所得的谱图称为质谱图。由于质谱法能够提供被测物质分子或分子碎片的质量信息，所以它不但能够给出被测物质的相对分子质量，还通过分子碎片的质量信息，推测分子的结构。‎ 图1-2  质谱仪工作原理示意图 质谱仪的工作原理（如图1-2）并不复杂。试样分子由探头进入高度真空的电离室后，在电子束的轰击下，分子失去电子（通常是1个电子）变为正离子，同时也有一部分分子中的共价键被打断，变成若干碎片（包括不带电荷的自由基和带正电的正离子）。它们经过外磁场加速后，经由飞行管道通过狭缝进入离子捕集器。质点的飞行轨迹与其m/z（质荷比，通常z=+1）有关，也可以简单地认为与质点的质量直接相关。通过改变外磁场的强度，可以精密地控制正电荷质点的飞行轨迹，从而能够严格地控制通过狭缝并到达捕集器的质点质量。质点数则以信号强度的方式记录下来。通过逐步改变外磁场，就可以改变进入捕集器的质点的质量。并以谱图形式得到所有质点的质量和它们在体系中所占据比重的信息。纯净化学物质分子的相对质量信息(m/z)可以从谱图的最右方（即m/z值最大者）找到。大量已知化合物的质谱已编成数据库，并已赋予计算机辅助查对的功能，从而使得质谱分析方法成为一种方便而可靠的仪器分析方法。‎ 图1-3为丙酸甲酯的质谱图。A、B、C、D、E等峰中，E为分子离子峰，由此可知，丙酸甲酯分子的相对分子质量为88。其他的峰为碎片离子峰，它们附近的强度很小的离子峰和样品分子中所包含的同位素（如13C、18O）有关，它们的强度由样品分子中的同位素丰度所决定。‎ 图1-3丙酸甲酯的质谱图和主要碎片的归属 ‎（2）红外光谱 在鉴定有机化合物结构的工作中，红外光谱是一种重要的手段，它可以确定有机化合物中存在何种官能团，也可以用来推测物质的纯度。‎ 分子中的原子总是处在不断地振动中，包括伸缩振动与弯曲振动，这两种振动的频率正好位于红外区。‎ ‎① 伸缩振动组成化学键的原子沿着键轴发生伸长和缩短的运动，分对称伸缩振动与不对称伸缩振动（如图1-4），振动时键长变化，键角不变。伸缩振动的振动频率较高。一些化学键（如C—H键）和官能团(如C=O、O—H等)的伸缩振动频率在1 600～3 650 cm-1范围间，这一区间叫做化学键和官能团的特征频率区。‎ 图1-4分子伸缩振动示意图 ‎② 弯曲振动分为面内弯曲振动与面外弯曲振动，面内弯曲振动又分剪式振动与平面摇摆，面外弯曲振动又有非平面摇摆与扭曲振动（如图1-5）。弯曲振动的特点是键长不变，键角有变化。弯曲振动的振动频率较低，均在1 600 cm-1以下，叫做指纹区，例如C—H键的面内弯曲振动在1 300～1 475 cm-1。‎ 图1-5  分子弯曲振动示意图 当一束红外光通过有机物时，只有那些偶极矩发生变化的振动才能吸收红外光，产生振动能级跃迁。例如，结构对称的乙炔及2-丁炔等中的碳碳三键就没有共振吸收。与分子中化学键振动频率相同的红外光引起共振吸收后，在红外光谱仪的记录仪上便可以看到共振吸收峰，吸收峰的频率与化学键的强度及成键原子的质量有关。化学键越强，成键原子的质量越小，吸收峰的频率就越高，例如O—H键、N—H键与C—H键的伸缩振动频率分别在2 500～3 650 cm-1与2 870～3 300 cm-1；反之，则吸收峰的频率就低，例如C=C、C=N的伸缩振动频率位于1 590～1 690 cm-1范围内。‎ 红外光谱仪的结构与工作原理如图1-6所示：‎ 图1-6  简易红外光谱仪的结构示意图 两束相同的红外光，分别通过样品池和参比池（空白或纯溶剂）后，经由旋转分隔器使它们交替通过，先后进入单色器。单色器将入射光按频率展开，使探测器能够检测到按照频率高低顺序透射过样品池和参比池的红外光的强度。然后将它们在同一频率下的透射强度之差作为信号传递给记录仪。记录仪以波数（cm-1）或以波长（μm）为横轴，透射率（T%）为纵轴，同步地将所获得的信号记录下来，便成为与样品相对应的红外光谱。大多数已知化合物的红外谱图已建成数据库，通过对比便可以得到确认。‎ 例举醇、酮、羧酸及羧酸酯的红外光谱图如下页图所示。‎ 使用红外光谱仪测定的样品可以是固体、液体或溶液。‎ 图1-7  乙醇红外光谱图 图1-8  丙酮的红外光谱图 图1-9  乙酸的红外光谱图 图1-10  乙酸乙酯的红外光谱图 ‎（3）核磁共振氢谱 核磁共振谱学是一门发展极为迅速的科学。因为质量数为奇数的原子核，如1H、13C、15N、19F和31P的核自旋所产生的弱磁场，在强外磁场中可以对某个特定频率的电磁波发生共振吸收，吸收频率和吸收强度可以提供分子结构的重要信息，从而发展成为核磁共振谱学。在所有的核中，以1H的核磁矩最大，吸收信号最强。1H的天然丰度很大，又是有机物的重要元素组分，而且12C和16O恰好核质量数为偶数，没有磁矩，所以1HNMR（质子核磁共振谱或核磁共振氢谱）已经成为测定有机分子结构时所不可或缺的一种技术，并在医学诊断技术中获得应用。‎ 图1-11是简易核磁共振谱仪的结构示意图：‎ 图1-11简易核磁共振谱仪的结构示意图 简易核磁共振谱仪由以下。几个部分组成：‎  a. 配有精密调控装置的高质量磁铁，使场强能够精密地调制。‎  b. 射频发生器（RF）。发射频率固定的电磁波。‎  c. 测量样品对所吸收的RF能量的探测器。‎  d. 记录仪。X轴为场强，Y轴为吸收强度。场强高的一方称为高场，低的一方称为低场 ‎① 核的自旋与核磁共振现象 带正电荷的氢核自旋后产生磁矩（如图1-12）。在没有外磁场作用时，它是任意排列的，但在外磁场作用下，它可有两种取向，与外磁场方向一致或与外磁场方向相反（如图1-13）。前者是低能态，后者是高能态。若给外磁场中的质子辐射一定频率的电磁波，可以使低能态的质子跃迁到高能态（如图1-14）。这种在外磁场作用下，质子吸收一定频率的电磁辐射，使其从核自旋的低能态跃迁到高能态的现象，称为核磁共振。质子跃迁所需电磁波频率的大小与外磁场强度成正比。‎ ‎   ‎ 图1-12  质子自旋产生的磁矩     图1-13  核磁矩在外磁场作用下的取向 ν=rH0/(2π)‎ ν为电磁辐射的频率（赫，兆赫），r为磁旋比（质子为26 750），H0为外磁场强度（高斯）‎ 如  H0=14 092高斯 ‎    ‎ ‎  图1-14核磁矩的能级跃迁               图1-15   核磁共振信号 只有外磁场强度与电磁辐射的频率相匹配时，才产生核磁共振现象。由于技术上的原因，现在核磁共振仪采用固定电磁辐射的频率，逐渐改变外磁场强度，即扫场的方法来获得核磁共振，而不采用扫频的方法。‎ 当把样品管放到仪器中，以固定频率的电磁波辐照它，并逐渐由低场向高场改变磁场强度，当改变到磁场强度与电磁波的频率相匹配时，就产生核磁共振。若以吸收强度为纵坐标，磁场强度为横坐标作图，就可以记录到共振信号（如图1-15）。‎ ‎② 化学位移 图1-16  氯乙烷核磁共振（低分辨）‎ 氢的磁旋比是一常数，按照扫场的方法产生核磁共振，则有机化合物中所有的氢原子都应当在同一磁场强度下产生信号，那就没有任何鉴定结构的价值了。实则不然。从核磁共振谱图可以看出，处在有机物分子中不同环境的氢原子会在不同的磁场强度下发生共振，给出信号。例如，氯乙烷（CH3CH2Cl）有两种类型氢原子，一是甲基上的三个氢原子，二是亚甲基上的氢原子，在化学上把它们称做两种等性氢（equivalent hydrogen），它们在核磁共振仪上可以得到两个信号，甲基信号在较高场，亚甲基信号在较低场（如图1-16）。‎ 这是由于氢核外围还有电子云。在变化外磁场作用下，核外电子云被诱导产生环电流即感应电流，有电流就有磁场，伴随此感应电流又有一个感应磁场。根据楞次定律，其方向与外磁场相反。因此，感应磁场的产生会削弱外磁场强度，使质子实际感受到的磁场强度减弱， 也就是质子受到了核外电子的屏蔽（如图1-17），受屏蔽的质子要在稍高的外加磁场强度下才能发生共振。在氯乙烷分子中，亚甲基受氯原子电负性影响较大，质子外围电子云密度降低较多，因此产生的感应磁场小，受屏蔽就小，在稍低场就可以发生共振。而甲基上的质子受氯原子电负性影响较小，外围电子云密度较大，产生的感应磁场较大，屏蔽作用也较大，需在稍高场才发生共振。于是，氯乙烷的核磁共振谱就有两个信号。‎ 图1-17  核外电子的屏蔽作用 但是，乙烯和苯中的质子与氯乙烷中的质子不同，它处于乙烯和苯的π电子环流感应磁场的顺磁方向，质子的实受磁场比外磁场强度略大一些，也就是在较低场就能发生共振，此质子受到的是去屏蔽作用（如图1-18）。‎ 图1-18  苯的去屏蔽作用 这种由于核外电子的屏蔽和去屏蔽作用，引起质子的核磁共振吸收位置发生移动的现象称为化学位移。在一个分子中，不同环境的质子有不同的化学位移，环境相同的质子有相同的化学位移。等性氢就是化学位移相同的质子。‎ ‎③ 化学位移的表示方法 由于核外电子的屏蔽与去屏蔽效应引起的化学位移值相差很小，只有几个ppm（百万分之一），磁场强度如此微小的变化难以精确测定。现在都用相对化学位移来表示。通常以四甲基硅烷（TMS-Tetramethylsilane的缩写）作为标准物质，其他物质以其作为标准。‎ ‎  四甲基硅烷 化学位移常以δ值来表示，δ是样品信号与TMS信号频率之差与所用核磁共振仪的电磁辐射频率之比，它的单位为ppm。‎ ν为样品信号频率，νTMS为TMS信号频率、定为0，ν0为仪器电磁辐射频率 如某样品在60 MHz核磁共振仪中，测得的信号频率比TMS低60 Hz，则 一般有机物的δ值比TMS大，即在比TMS较低的磁场发生共振。常见各类氢的δ值可参见表1-1和图1-19。‎ 表1-1  常见基团的质子化学位移δ值 图1－19 质子化学位移简图 核磁共振谱除了有表明氢的类型的δ值外，也可说明各种氢的数目，因为吸收峰的面积与所含氢的数目成正比。如1，2，2－三氯丙烷的核磁共振图（如图1－21），由仪器作出吸收峰的积分曲线，比较各吸收峰积分曲线的高度，就可以得到它们各自所含氢的数目。‎ ‎④ 自旋—自旋偶合 对比氯乙烷分别在高分辨（如图1－22）与低分辨（如图1－16）核磁共振仪得到的图谱，不难发现原来的两个峰都分别成了多重峰，甲基峰裂分成三重峰，亚甲基峰裂分成四重峰，这种峰的裂分现象是相邻氢核自旋产生的磁场相互作用的结果，人们称此为自旋—自旋偶合，或称自旋偶合。‎ 我们以H0表示外磁场，H′表示氢核自旋磁场，H表示氢原子实受磁场，可以将氯乙烷分子中相邻氢的自旋偶合图示如下：‎ 图1－20  相邻氢自旋偶合示意图 从图1－20所示可以看出，由于相邻氢核自旋组合方式不同，可以增强外磁场或减弱外磁场，使质子实受磁场发生变化，造成该质子在稍稍不同的磁场强度下产生共振，出现了峰的裂分。一般说来，只有相邻碳上的氢才发生自旋裂分现象。若间隔一个碳原子便无此现象，如1，2，2－三氯丙烷只有两个单峰（如图1－21），因为自旋偶合是沿着成键电子传递的。若以n代表相邻氢的数目，则该质子的裂分峰数为n+1。‎ 图1－21  1，2，2－三氯丙烷核磁共振谱 图1－22  氯乙烷的核磁共振图谱 综上所述，从一张核磁共振图谱可以得到有机物分子结构的如下信息：‎ ‎① 由峰的组数可知有几种类型的氢。‎ ‎② 由峰的强度（峰面积或积分曲线的高度）可知各类氢的相对数目。‎ ‎③ 从峰的裂分数可知相邻氢的数目。‎ ‎④ 从峰的化学位移δ值可知各类型氢可能所属的化学构造。‎ 要分析清楚一个有机物的分子结构，还要结合其他图谱（如红外光谱等），甚至它的元素分析、物理常数、化学性质等进行综合判断，才能获得正确的结果。‎ 核磁共振图谱简析举例 C8H10的1HNMR图谱如图1-23所示，试推断其结构。‎ 图1-23  C8H10核磁共振图谱 按不饱和度计算公式：‎ u=1+n4+(n3-n1)/2  (n1,n3,n4分别为一价，三价，四价原子数)‎ ‎=1+8+(-10)/2‎ ‎=1+8-5=4‎ C8H10不饱和度为4，它可能含苯环，也可能为多烯、炔烃。但从它的1HNMR图可见：有三组吸收峰，表明有三种类型的氢，积分曲线a‎.6 cm，b‎.4 cm,c‎.10 cm,其氢原子数比例为：a∶b∶c=3∶2∶5。‎ c峰（δ7.15）为芳氢吸收峰，按积分曲线计算其芳氢若为5个，则该化合物为一元取代苯。除去苯环后剩下的应为乙基，可知a峰（δ1.25）为甲基峰，含三个氢原子，b峰（δ2.6）为亚甲基峰，含两个氢原子。‎ 按n+1规则，甲基被亚甲基裂分为三重峰，亚甲基被甲基裂分为四重峰。‎ 所以C8H10应为乙基苯CH2CH3‎ ‎4补充实践活动参考──色谱实验 ‎（1）教师可用新鲜蔬菜为原料进行色谱实验，如辣椒、胡萝卜、西红柿、绿叶菜等，根据自己学校的实际情况，有效的使用纸色谱、柱色谱等不同的分离方法。‎ ‎（2）粉笔上做实验 ‎① 蓝墨水中有几种染料？‎ 取一支粉笔，在距离粗的一头1 cm的地方点上一点蓝墨水(最好使用毛细玻璃管蘸上蓝墨水轻轻一点)，不要使蓝墨水的点太大，蓝墨水点的直径约为1 mm为宜。‎ 在培养皿内加入酒精作为展开剂，液面高度达0.5 cm左右。然后将粉笔的大头朝下，竖立在酒精中，注意酒精的液面不可与蓝墨水点接触。‎ 随着酒精沿着粉笔向上展开，蓝墨水也在向上移动。最后，可以看到粉笔上半部的墨水是蓝色的，下半部的墨水是紫色的。说明在蓝墨水中存在着两种染料，一种是紫色的，另一种是蓝色的。‎ ‎② 红墨水中有几种染料？‎ 取一支粉笔，在粗的一头点上一点红墨水(位置和蓝墨水点相同)，然后把它竖立在酒精中，红墨水也会随着酒精慢慢向上展开。最后，你会看到，粉笔上半部的墨水是橙红色的，下半部的墨水是红色的，说明红墨水中也有两种染料。‎ ‎③ 分离甲基橙和酚酞 在试管中加入2 mL浓氨水和18 mL蒸馏水，混匀。再加入10 mL丁醇，管口用橡皮塞塞紧，充分摇动试管，然后将试管静置。等溶液分层后(上层是氨的丁醇溶液，下层是氨水)，用滴管取出上层溶液放在培养皿内。‎ 将0.5 mL甲基橙指示剂和0.5 mL酚酞指示剂混合均匀，备用。取一支粉笔，在粗的一头点上一点混合指示剂(位置和实验①中相同)，然后把粉笔竖立在培养皿内的氨的丁醇溶液中。不久混合指示剂慢慢向上展开。最后，粉笔的上半部是红色的，下半部是橙黄色的。原来，酚酞和甲基橙在粉笔上的展开速度是不同的，酚酞往上爬得快，甲基橙爬得慢。所以粉笔上半部是酚酞，它遇到氨水显红色，粉笔的下半部是甲基橙，遇到氨水显橙黄色。‎ 第二章 烃和卤代烃 本章说明 一、教学目标 ‎1了解烷烃、烯烃、炔烃物理性质的变化与分子中碳原子数目的关系。‎ ‎2能以典型代表物为例，理解烷烃、烯烃、炔烃和卤代烃等有机化合物的化学性质。‎ ‎3能根据有机化学反应原理，初步学习实验方案的设计、评价、优选并完成实验。‎ ‎4在实践活动中，体会有机化合物在日常生活中的重要应用，同时关注有机物的合理使用。‎ 二、内容分析 ‎1地位和功能 烃和卤代烃是有机化学中的基础物质。本章既是第一章内容的具体化，也是学习后续各章内容的基础。本章在复习的基础上，进一步学习烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃和卤代烃等5类有机物的结构和性质及其应用，使第一章中的比较概念化的知识内容结合了具体物质而得到提升和拓展。‎ 结合烃和卤代烃的性质，进一步学习取代反应、加成反应、聚合反应及消去反应等有机反应，为后续各章内容的学习奠定基础。‎ ‎2内容选择与呈现 根据课程标准对“有机化学基础”的要求，本章充分考虑了化学2中的有机化学的知识基础，注意知识的衔接与提升。化学2中介绍了甲烷、乙烯、苯等烃的代表物，以及煤、石油的综合利用。为了避免重复而又要体现课程标准的内容要求，本章采取了“复习与提升”相结合的编写策略。例如，在化学2中介绍了甲烷、乙烯、苯等烃的典型代表物，但没有涉及有机物类别的概念，而本章在复习典型代表物的性质的基础上，将内容提升到了类别的性质。‎ 烷烃和烯烃的性质在化学2中介绍的较多，本章通过“思考与交流”的方式，让学生归纳整理。教科书中对烷烃和烯烃的性质也有简要的陈述，但陈述角度不同。如从认识分子组成及结构变化的角度来陈述烷烃和烯烃的化学性质，突出取代反应、加成反应及聚合反应等有机化学反应类型。结合烯烃的结构特点，作为烯烃知识的提升，介绍了顺反异构现象。炔烃是以前未介绍过的知识，教科书中通过实验的引导，较详细地介绍了乙炔的性质。脂肪烃的来源及其应用也是通过“思考与交流”的方式，让学生自主学习。‎ 在芳香烃中，通过“思考与交流”让学生自主学习苯的化学性质，并让学生自主设计制备溴苯和硝基苯的实验方案。选择甲苯作为苯的同系物的代表物，比较苯和苯的同系物的性质差异，并以此通过“学与问”让学生领悟有机化合物分子中基团之间存在相互影响。‎ 学习烃的知识不可避免地涉及到卤代烃的内容，所以教科书将烃和卤代烃安排在同一章。溴乙烷是卤代烃的典型代表物之一，通过溴乙烷的学习，可以了解卤代烃的取代反应和消去反应等性质。‎ 本章内容的选取也注意了联系生活实际，并对学生进行环境教育和健康教育。例如，通过“实践活动”了解苯、苯的同系物以及卤代烃等在生产、生活中的应用，以及不合理使用对健康的危害。‎ 关于章图和节背景图的说明：①本章章图由一幅主图和三幅小图组成，主图为铺设于灌木丛林中的输油管线；三幅小图分别是：采油机、燃烧的蜡烛和乙炔及苯分子的比例模型。②节背景图为炼油厂厂景。‎ ‎3内容结构 在本章教学中应注意运用灵活多样的教学策略。如通过形象生动的实物、模型、课件、图片及生活中的化学等创设问题，通过情景激发学生的学习兴趣和学习欲望；要注意充分体现有机化学的基本思想──“结构决定性质，性质反映结构”；要注意学习自然科学基本思维方法──“归纳推理、演绎推理、类比推理”；要注意充分发挥学生在课堂学习活动中的主体性，让学生“在做中学”，给予学生更多的活动、研究、讨论的时间和空间。‎ 三、课时建议 第一节    脂肪烃    2课时 第二节    芳香烃    1课时 第三节    卤代烃    2课时 复习与机动    1课时 第一节 脂肪烃 一、教学设计 烷烃、烯烃、炔烃是三类重要的脂肪烃，教科书在呈现方式上突出了类别的概念。由于在化学2中已经介绍了烷烃和烯烃的典型代表物──甲烷和乙烯，本节重点介绍了炔烃的典型代表物乙炔。教学时要注意引导学生掌握学习有机化学的基本方法──“结构决定性质，性质反映结构”‎ ‎；要注意培养学生的演绎思维、迁移能力，从甲烷、乙烯、乙炔的结构和性质，迁移到烷烃、烯烃、炔烃的结构和性质；要注意不同类型脂肪烃的结构和性质的对比；要善于运用形象生动的实物、模型、计算机课件等手段帮助学生理解概念、掌握概念、学会方法、形成能力；要注意充分发挥学生的主体性，培养学生的观察能力、实验能力、探究能力等。在课时分配上，建议“烷烃、烯烃同系物的结构和性质及烯烃的顺反异构”“乙炔的结构、性质、实验室制法和脂肪烃的来源及其应用”各1课时。‎ 教学重点：烯烃、炔烃的结构特点和主要化学性质；乙炔的实验室制法。‎ 教学难点：烯烃的顺反异构。‎ 教学方案参考 ‎1烷烃、烯烃同系物的结构和性质 在化学2中学生已经学习了甲烷、乙烯的结构和性质。因此，本节的教学重点是帮助学生将甲烷、乙烯的结构和性质迁移到烷烃和烯烃。同时对比烷烃、烯烃同系物的结构和性质的相似性、递变性和差异性，从而培养学生的演绎思维、类比推理和迁移能力。‎ ‎【方案Ⅰ】复习再现，学习迁移，对比提高 复习再现：复习甲烷、乙烯的结构和性质──通过计算机课件、立体模型展示甲烷、乙烯的结构；通过实验录相再现甲烷、乙烯的燃烧，以及它们与溴的四氯化碳溶液和高锰酸钾酸性溶液的反应；引导学生讨论甲烷、乙烯的结构和性质的相似点和不同点，列表小结。‎ 学习迁移：根据“结构决定性质”的基本观点，首先提示讨论烷烃和甲烷的结构的相似性，进而使学生通过甲烷的性质推出烷烃的基本性质和规律；其次，联系教科书中烷烃的沸点、密度数据，让学生讨论得出烷烃同系列物理性质的递变规律；第三，开展联系实际的探究活动，查找液化石油气、汽油、煤油、柴油等石油产品的碳原子数和沸点范围的数据，巩固烷烃同系列物理性质的递变规律。‎ 关于烯烃结构和性质，可采用类似烷烃的教学思路。所不同的是，要通过反应的化学方程式的书写练习，帮助学生掌握烯烃的性质和反应规律，强调烯烃的反应实质是碳碳双键官能团的反应。可以以乙烯的聚合反应迁移到丙烯的聚合反应为例：‎ 首先让学生观察讨论两个反应的化学方程式的异同点。相同点：反应前都有碳碳双键，反应后都变成了碳碳单键；不同点：丙烯有甲基、乙烯没有。其次，让学生观察讨论两个反应中乙烯、丙烯发生变化之处。变化点：双键消失；不变点：丙烯中的甲基没有变。通过讨论、对比的方式帮助学生理解官能团决定烯烃的化学性质，理解烯烃反应的实质就是碳碳双键官能团的变化，从而将乙烯的性质迁移到烯烃的性质。‎ 对比提高：通过让学生讨论、填表小结的方式，进一步对比烷烃、烯烃的结构和性质，从而帮助学生深入掌握烷烃、烯烃的结构和性质。‎ ‎【方案Ⅱ】资料展示，研究讨论，交流提高 资料展示（情景创设）：教师展示有关烷烃和烯烃的相关学习资料。如小分子烷烃和烯烃的结构模型；甲烷、乙烯的燃烧及甲烷、乙烯与溴的四氯化碳溶液、高锰酸钾酸性溶液反应的实验录像；烷烃、烯烃同系物的沸点、密度数据等。‎ 提示讨论问题，如甲烷、乙烯结构和性质有什么相似点和不同点？乙烷、丙烷与甲烷结构有什么相似点和不同点，导致它们的物理性质和化学性质有什么规律？丙烯、丁烯与乙烯结构有什么相似点和不同点，导致它们的物理性质和化学性质有什么规律？‎ 研究讨论：学生分组研究有关学习资料，讨论上述提示问题，归纳总结有关规律。‎ 交流提高：各组选派同学代表交流研究结果，教师进行评价和点拨，并进一步提出问题；根据甲烷、乙烯的反应规律书写乙烷与氯气的反应，丙烯聚合反应、丁烯与溴的加成反应等化学方程式，以达到落实巩固提高的教学目的。‎ ‎2烯烃的顺反异构 与以前的教科书相比，此部分内容是新增加的，难度相对较大，在教学中只要求讨论教科书中的有关内容，不宜扩展。‎ ‎【方案Ⅲ】活动探究，对比思考，总结巩固 情景创设：用多媒体课件展示乙烷和乙烯分子的立体结构模型。‎ 活动探究：让学生分组插接乙烷、乙烯的球棍分子模型。‎ 对比思考：如果将乙烷、乙烯的立体分子模型，沿碳碳键轴的方向旋转，有什么不同？‎ ‎（学生很容易发现乙烷的单键很容易旋转，而乙烯的双键不能旋转）‎ 活动探究：将乙烯分子中的两个不同碳上的一个氢原子用甲基取代，试看能得到几种不同结构的分子？‎ ‎（由于乙烯的双键不容易旋转，因此，学生很容易就能插出两种不同结构的分子模型）‎ 总结巩固：展示学生们插出的两种不同结构的分子模型，讲解顺反异构。并用计算机课件展示顺反异构体的球棍模型和三维比例模型，使学生加深对产生顺反异构条件的理解。‎ ‎【方案Ⅳ】讲解讨论，迁移提高 情景创设：用多媒体课件展示2-丁烯分子的立体结构模型。‎ 讲解讨论：讲解碳碳双键为何不能旋转，展示2-丁烯两种顺反异构体的立体模型。‎ 迁移提高：通过讨论类似下面的题目，达到迁移提高的目的。‎ 讨论题：下列有机分子中，可形成顺反异构的是 ACH2＝CHCH3    BCH2＝CHCH2CH3　　　　‎ CCH3CH＝C(CH3)2DCH3CH＝CHCl 答案：D 总结巩固：讲解形成顺反异构体的关键在于有阻碍碳碳键旋转的双键和碳碳双键两端连接的原子或基团不相同。‎ ‎3乙炔的结构、性质和实验室制法 ‎【方案Ⅴ】结构演绎，观察思考，书写巩固 结构演绎（情景创设）：对比乙烷、乙烯和乙炔的分子式、结构简式、计算机三维立体模型、实物球棍模型，讨论分析它们结构的异同点：‎ 通过结构对比得出：乙炔的结构更相似于乙烯，具有不饱和性，因此其性质应该与乙烯相似。‎ 观察思考：完成【实验2-1】通过观察乙炔的制取和燃烧、乙炔与溴的四氯化碳溶液和高锰酸钾酸性溶液反应的实验，归纳乙炔的化学性质，理解“乙炔的结构决定其化学性质”。‎ 书写巩固：学生书写乙炔燃烧、乙炔与溴的加成、乙炔与氯化氢加成的化学方程式，掌握乙炔的化学性质。‎ ‎【方案Ⅵ】实验探究，交流讨论 实验探究：学生分组设计制取乙炔的实验，并探究乙炔的化学性质。包括：乙炔与溴的四氯化碳溶液和高锰酸钾酸性溶液的反应以及乙炔的燃烧反应。‎ 提示讨论问题：乙炔、乙烯与溴的四氯化碳溶液和高锰酸钾酸性溶液的反应有什么相似之处？为什么？乙炔的燃烧有什么特点？在实验中还能发现什么？并讨论其原因。‎ 交流讨论：学生交流实验中观察到的现象及对现象的分析，由教师进行评价和点拨，并进一步提出问题。‎ ‎4脂肪烃的来源及其应用 ‎【方案Ⅶ】自学阅读，讨论提高 自学阅读：教师提出相关问题，指导学生阅读。‎ 提示问题：石油的主要成分是什么？石油加工的主要方法及其产品是什么？天然气的主要成分是什么？为什么说天然气是清洁燃料？‎ 阅读讨论：阅读教科书，讨论相关问题 小结提高：交流各小组讨论结果，联系生活实际，提高同学对石油产品及其应用的认识。‎ ‎【方案Ⅷ】利用网络，自主学习 情景创设：教师提出相关问题，并提供网络教学资源，指导学生通过网络自主学习。‎ 提示问题：石油的主要成分是什么？石油加工的主要方法及其产品是什么？天然气的主要成分是什么？为什么说天然气是清洁燃料？‎ 阅读学习：阅读网络教学资源，分析相关问题。‎ 小结提高：在教师的指导下交流学习体会，共同提高。‎ 课外实践：通过互联网调查有关石油产品在实际生产、生活中的应用。‎ 二、活动建议 ‎【实验2-1】‎ 因电石中常含有金属硫化物等杂质，生成的乙炔中会混有H2S等杂质而有臭味。使用硫酸铜溶液洗气的目的在于除去H2S杂质，反应的化学方程式为：‎ H2S+CuSO4=CuS↓+H2SO4‎ 反应开始时，反应速率较大，会产生大量的气体，因此要注意控制滴入水的速度。乙炔与高锰酸钾酸性溶液的反应褪色较慢，通入气体的时间需要长一些。点燃乙炔要注意，如乙炔气体中混有空气，容易发生爆炸！所以做乙炔的燃烧反应实验，应在做完乙炔与高锰酸钾酸性溶液和溴的四氯化碳溶液褪色的实验后进行。此时，经过一定时间以后，可以认为装置内的空气已排净，再点燃乙炔气体。为安全起见，最好用小试管收集乙炔气验纯后，再点燃。‎ 三、问题交流 ‎【思考与交流1】‎ 烷烃、烯烃的沸点随碳原子数的变化曲线参考图2-1。‎ 图2-1烷烃、烯烃的沸点随碳原子数变化曲线 烷烃、烯烃同系物的相对密度随碳原子数的变化曲线参考图2-2和图2-3。‎ ‎  ‎ ‎   图2-2烷烃的相对密度                              图2-3烯烃的相对密度 ‎    随碳原子数变化曲线                             随碳原子数变化曲线 ‎【思考与交流2】‎ 无机反应与有机反应类型的对比 化学反应──无论是无机化学反应和有机化学反应，其本质是相同的，都是构成分子的原子之间的重新组合或排列，在这一过程中必然伴随着旧化学键的断裂和新化学键的形成过程。通过无机反应和有机反应不同反应类型反应规律的对比，可以帮助学生减少对有机反应的陌生，迅速理解有机反应的基本规律。‎ ‎【学与问1】（略）‎ ‎【学与问2】‎ ‎1含有不饱和键的烯烃、炔烃能被高锰酸钾氧化，其结构特点是具有碳碳双键与碳碳三键。‎ ‎2炔烃中不存在顺反异构，因为炔烃是线型结构分子，没有构成顺反异构的条件。‎ ‎【学与问3】‎ 石油分馏是利用石油中各组分的沸点不同而加以分离的技术。分为常压分馏和减压分馏，常压分馏得到石油气、汽油、煤油、柴油和重油；重油再进行减压分馏得到润滑油、凡士林、石蜡等。减压分馏是利用低压时液体的沸点降低的原理，使重油中各成分的沸点降低而进行分馏，避免了高温下有机物的炭化。‎ 石油催化裂化是将重油成分（如石蜡）在催化剂存在下，在460～520 ℃及100 kPa～200 kPa的压强下，长链烷烃断裂成短链的烷烃和烯烃，从而大大提高汽油的产量。如C16H34→C8H18+C8H16。‎ 石油裂解是深度的裂化，使短链的烷烃进一步分解生成乙烯、丙烯、丁烯等重要石油化工原料。‎ 石油的催化重整的目的有两个：提高汽油的辛烷值和制取芳香烃。‎ 四、习题参考答案 ‎1.D  2.C  3.D ‎4.‎ ‎5. 没有。因为顺-2-丁烯和反-2-丁烯的碳链排列是相同的，与氢气加成后均生成正丁烷。‎ 第二节 芳香烃 一、教学设计 苯是最简单的芳香烃，也是重要的化工原料。教科书在复习苯的结构和性质后，重点介绍了苯的同系物。教学时，要注意引导学生从苯的结构和性质，迁移到苯的同系物的结构和性质；从烷烃的同分异构体的规律和思考方法，迁移到苯的同系物的同分异构体问题。要注意脂肪烃和芳香烃的结构和性质的对比；要善于通过实验培养学生的能力。‎ 教学重点：苯和苯的同系物的结构特点和化学性质。‎ 教学难点：苯的同系物的结构和化学性质。‎ 教学方案参考 ‎1苯的结构与化学性质 学生已经了解了苯的结构和性质，因此教学的重点是帮助学生复习再现苯的结构和化学性质，并将苯的结构和化学性质与脂肪烃进行对比，通过对比找出苯的结构和化学性质的特点，从而帮助学生掌握苯的结构与化学性质。‎ ‎【方案Ⅰ】复习再现,对比思考,学习迁移 复习再现：复习苯的结构和性质。通过计算机课件、立体模型展示苯的结构，通过实验录相再现苯的燃烧、苯与溴的四氯化碳溶液及高锰酸钾酸性溶液的反应。引导学生讨论甲烷、乙烯、乙炔、苯的结构和性质的相似点和不同点，并列表对比小结。‎ 提示：从苯的分子组成上看，具有很高的不饱和度，其性质应该同乙烯、乙炔相似，但实际苯不能与溴的四氯化碳溶液、高锰酸钾酸性溶液反应，说明苯的结构比较稳定。这是苯的结构和化学性质的特殊之处──“组成上高度不饱和，结构比较稳定”。‎ 学习迁移：‎ ‎（1）苯燃烧有浓厚的黑烟，同乙炔类似，因为苯（C6H6）和乙炔（C2H2）分子中C、H的原子个数比相同，含碳的质量分数相同，均为92.3%，高于甲烷和乙烯。‎ ‎（2）取代反应，类似于烷烃的反应，重点讨论苯的溴代和硝化反应，与甲烷氯代的反应进行对比。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎（3）加成反应，由于苯属于不饱和烃，因此也能发生类似烯烃、炔烃的加成反应，苯与氢气催化加成生成环己烷（环状饱和烃），不同的是苯不能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎【方案Ⅱ】资料展示，研究讨论，交流提高 资料展示（情景创设）：教师展示有关苯的各种学习资料。如苯的样品，苯的结构模型，苯的燃烧、苯与溴的四氯化碳溶液及高锰酸钾酸性溶液反应的实验录像，苯发生溴代、硝化反应的实验录像等。‎ 提示讨论问题：从苯组成上看，苯属于饱和烃、还是不饱和烃？苯和乙烯、乙炔都属于不饱和烃，为什么它不与溴的四氯化碳溶液、高锰酸钾酸性溶液反应？苯的结构上有什么特点，对其性质有何影响？‎ 研究讨论：学生分组研究有关学习资料，讨论上述提示问题，归纳总结有关规律。‎ 交流提高：由同学代表交流研究结果，教师进行评价和点拨，并进一步指导学生书写苯与溴在催化剂存在下发生取代反应、与浓硝酸浓硫酸即混酸发生硝化反应、与氢气发生催化加成反应的化学方程式。‎ ‎2. 苯的同系物 ‎【方案Ⅲ】活动探究，对比思考，总结讲解 活动探究：讨论对比苯和甲苯结构的相似点和不同点，实验探究苯、甲苯分别与溴的四氯化碳溶液、高锰酸钾酸性溶液的反应，思考有机化合物基团间的相互影响。‎ 通过活动探究，填写下表：‎ 总结讲解：甲苯发生取代反应时取代基的定位，甲苯被氧化的原因是苯环与甲基的相互作用使甲基变得活泼。‎ ‎【方案Ⅳ】结构演绎，观察思考，迁移提高 结构演绎（情景创设）：对比苯、甲苯、甲烷的分子式、结构简式，讨论分析它们结构的异同点：‎ 观察思考：完成【实验2-2】，通过观察苯、甲苯与高锰酸钾酸性溶液的实验，认识甲苯性质的特点，理解甲苯与苯性质的不同。‎ 总结讲解：通过苯与甲苯、甲苯与甲烷的性质差异，讲解有机分子中基团之间存在着相互影响。‎ 迁移提高：通过甲苯的性质，讨论分析乙苯、二甲苯可能的化学性质。‎ ‎3. 芳香烃的来源及其应用 ‎【方案Ⅴ】自学阅读，讨论提高 情景创设（教师也可提供网络教学资源，指导学生通过网络自主学习）：教师提出相关问题，指导学生阅读。‎ 问题提示：芳香烃的主要来源是什么？芳香烃的主要用途是什么？‎ 阅读讨论：阅读教科书，讨论相关问题 小结提高：交流各小组讨论结果，联系生活实际，提高对石油产品及其应用的认识。‎ 二、活动建议 ‎【实验2-2】由于高锰酸钾酸性溶液的颜色较深，甲苯与高锰酸钾酸性溶液反应较慢，本实验颜色变化观察较困难。一方面要加入硫酸改变溶液的酸碱性，另一方面，高锰酸钾溶液不能加入太多，几滴即可，并可用蒸馏水稀释试管中的溶液，以便于观察颜色变化和分层情况。‎ ‎【实践活动】‎ 可以把实践活动设计成一次课题研究活动。‎ 课题：苯对人体健康的危害 通过查阅有关书籍了解苯的毒性，了解苯对人体的危害主要会导致再生障碍性贫血等疾病。‎ 知道工业生产中常用苯作溶剂。如油漆稀料、某些品牌的涂改液也用苯作溶剂等。通过互联网调查发生的苯中毒事件。‎ 通过研究，提出有关苯的安全使用，防止中毒事件发生的建议。‎ 三、问题交流 ‎【思考与交流】‎ ‎1在乙烯、乙炔、苯分子中，含碳的质量分数较甲烷等烷烃高，乙炔、苯分子中含碳的质量分数又比乙烯高。乙烯、乙炔、苯在空气中燃烧不完全，易产生黑烟，乙炔、苯的黑烟更浓。‎ ‎2 ‎ ‎ ‎3 （1）由于制取溴苯需要用剧毒试剂──液溴为原料，因此不宜作为学生操作的实验，只要求学生根据反应原理设计出合理的实验方案。下面是制取溴苯的实验方案与实验步骤的参考方案：‎ 把苯和少量液态溴放在烧瓶里，同时加入少量铁屑作催化剂。用带导管的瓶塞塞紧瓶口（如图2-4），跟瓶口垂直的一段导管可以兼起冷凝器的作用。在常温时，很快就会看到，在导管口附近出现白雾（由溴化氢遇水蒸气所形成）。反应完毕后，向锥形瓶内的液体里滴入AgNO3溶液，有浅黄色溴化银沉淀生成。把烧瓶里的液体倒在盛有冷水的烧杯里，烧杯底部有褐色不溶于水的液体。不溶于水的液体是溴苯，它是密度比水大的无色液体，由于溶解了溴而显褐色。‎ ‎      ‎ ‎    图2-4  溴苯的制取                   图2-5硝基苯的制取 ‎（2）制取硝基苯的实验方案与实验步骤参考 ‎① 配制混和酸：先将1.5 mL浓硝酸注入大试管中，再慢慢注入2 mL浓硫酸，并及时摇匀和冷却。‎ ‎② 向冷却后的混酸中逐滴加入1 mL苯，充分振荡，混和均匀。‎ ‎③ 将大试管放在50~60 ℃的水浴中加热约10 min，实验装置如图2-5所示。‎ ‎④ 将反应后的液体倒入一个盛有冷水的烧杯中，可以观察到烧杯底部有黄色油状物生成，用分液漏斗分离出粗硝基苯。‎ ‎⑤ 粗产品依次用蒸馏水和5%NaOH溶液洗涤，最后再用蒸馏水洗涤。若将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏，可得纯硝基苯。蒸馏应在通风柜或通风良好处进行。‎ 纯硝基苯为无色、具有苦杏仁气味的油状液体，其密度大于水。‎ ‎【学与问】‎ 甲苯能被高锰酸钾酸性溶液氧化，而苯不能；甲苯的硝化反应条件与苯的硝化反应的条件也不一样。从中我们可以想到由于苯环上的氢原子被甲基取代，在甲苯分子中存在甲基与苯环之间的相互作用，从而导致苯与甲苯在性质上存在差异。‎ 四、习题参考答案 ‎1. 4，  2. B ‎3己烷既不能使溴的四氯化碳溶液褪色，也不能使高锰酸钾酸性溶液褪色；1己烯既能使溴的四氯化碳溶液褪色，也能使高锰酸钾酸性溶液褪色；邻二甲苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色，但能使高锰酸钾酸性溶液褪色；因此用溴的四氯化碳溶液和高锰酸钾酸性溶液可鉴别己烷、1己烯和邻二甲苯。‎ 第三节 卤代烃 一、教学设计 卤代烃属于烃的衍生物，它是重要的化工原料。教学中要注意“结构决定性质”的思想，即卤代烃中的官能团──卤素原子（－X）决定了卤代烃的化学性质。要注意有机物“官能团转化”的基本规律，分析有关卤代烃所发生的化学反应的反应类型和反应规律，培养学生逻辑思维能力与进行科学探究的能力。在课时分配上，建议“溴乙烷的结构和性质”“有关卤代烃的应用”各1课时。‎ 教学重点：溴乙烷的结构特点和主要化学性质。‎ 教学难点：溴乙烷发生取代反应和消去反应的基本规律。‎ 教学方案参考 ‎1溴乙烷的结构和性质 在化学2的学习中，学生已经了解了乙醇、乙酸的结构和性质，对有机物的官能团也有了初步了解。因此，本节教学的重点是帮助学生认识溴乙烷的结构特点，及官能团对其化学性质的决定作用，并使学生进一步树立“结构决定性质”的基本思想。‎ ‎【方案Ⅰ】对比思考，讲解提高 对比思考：复习乙烷、乙醇的结构和性质，并对比溴乙烷的结构，讨论它们结构上的异同，并推测溴乙烷可能的化学性质。通过计算机课件、分子立体模型展示甲烷、乙醇、溴乙烷的结构，讨论思考、列表小结。‎ 讲解提高：‎ ‎（1）讲解溴乙烷的化学性质取决于官能团-Br的原因：由于溴原子吸引电子能力较强，使得C—Br键的极性较强，因此反应活性增强。‎ ‎（2）简介溴乙烷结构的研究方法──核磁共振氢谱（1HNMR）。在核磁共振氢谱中，同一类型的氢原子为一组峰，如CH3—CH2—Br中有两种类型的氢原子，因此有两组峰。‎ ‎（3）讲解消去反应的概念。‎ ‎（4）讲解溴乙烷发生取代反应和消去反应的基本规律，列表小结。‎ 巩固提高：指导学生进行溴乙烷取代、消去反应的化学方程式的书写练习，帮助学生进一步掌握其反应规律。‎ ‎【方案Ⅱ】实验探究，交流讨论，迁移提高 实验探究：学生分组设计并完成溴乙烷的水解实验，并检验水解产生的Br-。‎ 提示讨论问题：溴乙烷水解反应的条件是什么？如何检验水解产生的Br-？从结构上分析为什么溴乙烷能发生水解？水解反应中，化学键是怎样断裂和形成的？‎ 交流讨论：在教师的指导下，学生间交流实验中观察到的现象及结果分析，教师进行评价和点拨。‎ 讲解讨论：（1）讲解溴乙烷的化学性质取决于官能团-Br的原因：由于溴原子吸引电子能力较强，使得C—Br键的极性较强，因此反应活性增强。‎ ‎（2）简介溴乙烷结构的研究方法──核磁共振氢谱。在核磁共振氢谱中，同一类型的氢原子为一组峰，如CH3—CH2—Br中有两种类型的氢原子，因此有两组峰。‎ ‎（3）溴乙烷按照另一种方式脱去Br-，即溴乙烷的消去反应，讲解消去反应的概念。‎ ‎（4）讨论溴乙烷发生取代反应和消去反应的基本规律，并列表小结（同【方案Ⅰ】中表格）。‎ 迁移提高：根据溴乙烷发生水解反应的规律，讨论2溴丁烷发生水解、消去反应的可能产物是什么？‎ 讨论题：下列卤代烃中，不能发生消去反应的是 A. CH3Cl  B. CH3CH2Cl  C. (CH3)2CHBr  D.(CH3)‎3C-CH2Br 答案：A、D ‎2生活中的卤代烃 ‎【方案Ⅲ】利用网络，自主学习 情景创设：教师提出相关问题，提供网络教学资源，指导学生通过网络自主学习。‎ 提示问题：与人类生活密切相关的卤代烃有哪些？其用途是什么？卤代烃的物理性质是什么？长期接触卤代烃对人体会有何危害？对环境有何危害？‎ 阅读学习：阅读网络教学资源，分析相关问题。‎ 小结提高：在教师的指导下交流学习体会，共同提高。‎ 二、活动建议 ‎【科学探究】‎ ‎1溴乙烷取代反应产物的探究：溴乙烷在碱性条件下水解生成乙醇和NaBr，检验Br-可用AgNO3溶液，需要注意的是加入AgNO3溶液之前必须用稀硝酸酸化水解后的溶液，否则将生成棕黑色的Ag2O沉淀，而不能观察到淡黄色的AgBr沉淀。‎ ‎2溴乙烷的消去反应产物探究：气体通入高锰酸钾酸性溶液之前通入水中，其目的是除去挥发出来的乙醇，因为乙醇也能使高锰酸钾酸性溶液褪色，干扰乙烯的检验。此外，检验乙烯还可将乙烯通入溴的四氯化碳溶液，此时乙醇将不会干扰其检验，因此不需要将乙烯气体通入水中的操作。‎ ‎【实践活动】‎ 除组织学生参与教科书上的实践活动外，还可以组织学生完成下列课题。‎ 课题：氟利昂的使用及其对大气臭氧层的破坏 ‎（1）查找资料，了解大气臭氧层被破坏的情况。‎ ‎（2）调查生活中使用氟利昂的情况（发胶、冰箱、空调等），了解市场上有哪些品牌的冰箱和空调是无氟利昂的？无氟利昂冰箱和空调使用的是何种致冷剂？‎ 三、问题交流 ‎【思考与交流】‎ 溴乙烷的取代和消去反应 四、习题参考答案 ‎1A、D ‎2 ‎ ‎ 复习题参考答案 ‎1.C  2. B、D  3. B  4. D  5. A、C  6. A ‎7.CH3CCl＝CHCl或CH3CH=CH2  CH‎3C≡CH     8. C2H‎6C2H2CO2‎ ‎9. 2-甲基-2-戊烯  10. ‎14 L  ‎6 L    ‎11. 2.3‎ t    12. ‎‎160 g 教 学 资 源1-5‎ ‎1σ键和π键的区别 由于σ键和π键的形成方式不同，所以大致有如下的区别：‎ ‎2顺反异构 由于分子中存在阻碍单键旋转的因素（例如双键或脂环），使双键两端或脂环上所连接的不同的原子或原子团，在空间会有不同的排列方式，产生顺反异构现象。例如：‎ 从上列烯烃的顺反异构体可以看出，必须具备两个条件才能存在顺反异构现象：一是具有碳碳双键，因为双键不能像单键那样可以围绕键轴旋转，否则就意味着双键的断裂；二是要求在组成双键的每个碳原子上必须连接两个不同的原子、原子团，如果双键的一端连接的是相同的原子、原子团就不复存在顺反异构体。‎ 脂环烃与烯烃相似，只要有两个或两个以上的环碳原子上连接的是不同的原子、原子团，也会存在顺反异构现象。例如：‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 顺-1，3-二甲基环己烷    反-1，3-二甲基环己烷 在上述顺反异构体中，双键两端或脂环上均有相同的原子或原子团，命名时将相同的原子或原子团位于双键或脂环平面同一侧的称为顺式，相同的原子或原子团位于双键或脂环平面两侧的称为反式。‎ 如果双键两端碳原子上连接四个不同的原子或原子团，顺反异构体命名法就有局限了。需要用“顺序规则”，分别比较、确定每个双键碳原子上连接的两个原子或原子团，哪一个为“较优”原子、原子团，双键的两个碳原子分别连接的“较优”原子或原子团位于双键同侧的称为Z型（Z是德文Zusammen的缩写，意为“在一起”），位于双键两侧的称为E型（E是德文Entgegen的缩写，意为“相反”）。例如：‎ Cl优于H，I优于Br，较优原子Cl、I位于双键同侧，为Z型 ‎（Z）-1-氯-2-溴-2-碘乙烯 较优原子Cl、I位于双键两侧，为E型 ‎（E）-1-氯-2-溴-2-碘乙烯 Z、E命名法是普遍适用的顺反异构体命名法。‎ ‎       反-2-甲基-2-戊烯                   顺-2-甲基-2-戊烯 ‎      或（Z）-2-甲基-2-戊烯             或（E）-2-甲基-2-戊烯 顺反命名法与Z、E命名法是依据不同原则制定的命名方法，它们之间没有对应的关系。‎ ‎3乙烯工业 ‎（1）乙烯的工业来源 乙烯的工业来源主要是烷烃的裂解。烷烃的主要工业来源是石油。各地生产的石油，成分不尽相同，但其主要成分均是烷烃和环烷烃的混合物。原油从油田中开采出来，首先分离出溶解其中的天然气（气态烃），随后分馏出沸程不同的各种石油产品。为提高石油产品的质量可采用热裂化（500~700 ℃，加压）与催化裂化（400~500 ℃，常压，催化剂）的方法，不仅使较高级烷烃的碳碳键断裂，而且发生脱氢、环化、异构化。例如：‎ 异构化CH3CH2CH2CH2CHCH3CH3目的在于解决人类的能源之需。为了获得更多的化工原料，人们常在700 ℃以上的高温条件下将烷烃进行裂解，即深度的裂化以获得三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）、三苯（苯、甲苯、二甲苯）、乙炔和萘这8种最基本的化工原料，其中产量最大的就是乙烯，见表2-1。‎ 表2-1石油原料裂解所得乙烯和丙烯的收率（重量%）‎ 此外石油炼厂气（炼油厂炼油时产生气体混在一起的总称）中含有少量的乙烯及相当量的丙烯、丁烯。炼焦工业的副产物──炼炉气中约有4%的乙烯。‎ ‎（2）乙烯工业概况 乙烯工业是由乙烯做起始原料，合成其他有机化工原料、中间体及产品（俗称下游产品），尤其是各类高分子聚合物产品是石油化工产业中极其重要的组成部分。由乙烯合成的各类化工产品琳琅满目，种类繁多。‎ 乙烯的主要用途：‎ ‎41，3-丁二烯的结构 在常见的烯烃中，除了具有一个碳碳双键的烯烃外，还有一类在分子中具有两个碳碳双键的烯烃，这类分子中具有两个碳碳双键的烯烃叫做二烯烃。‎ 二烯烃有多种结构。一类结构具有聚集双键，如H2C=C=CH2；另一类结构具有隔离双键，如H2C=CH—‎ ‎（CH2）n—CH=CH2（n>0）。具有聚集双键的二烯烃比较少见。当n≥1时，具有隔离双键的烯烃的性质与一般烯烃是相同的；但当n=0时就形成一种具有共轭双键H2C=CH—CH=CH2的烯烃。目前，在生产上作为重要合成原料而引起特别注意的就是具有共轭双键的二烯烃，如1，3-丁二烯等。‎ 经物理方法测定表明：在丁二烯分子中，4个碳原子和6个氢原子都处在同一个平面上，键角接近于120°。因此，碳原子是以sp2杂化轨道形成σ键的。‎ 每个碳原子上都剩下一个没有杂化的p轨道，它们的对称轴都与10个原子所在的平面垂直，因此它们之间是彼此相互平行的。相邻的p轨道在侧面可以相互重叠，也就是说，不仅C1和C2，C3和C4之间的p轨道相互重叠，而且C2和C3之间的p轨道也在一定程度上相互重叠。这样重叠的结果，就形成了一个包括共轭体系中所有4个碳原子在内的大π键。‎ ‎         图2-6  1，3-丁二烯共轭双键的电子云图示 可以看出，1，3-丁二烯分子中π键电子云的分布与乙烯不同。它们不是局限于某2个碳原子之间，而是分布在包括4个碳原子的分子轨道中。这种分子轨道叫做离域轨道，这样形成的键叫做离域键或大π键。‎ 由于大π键的形成，产生了电子云密度平均分布的情况，结果使1，3-丁二烯的键长和氢化热的数据都与单烯烃、隔离双烯不同。‎ 键长：1，3－丁二烯   乙烯    乙烷 氢化热：1－丁烯  CH3CH2CH=CH2    氢化热为126 kJ·mol-1‎ ‎1,4－戊二烯CH2=CH—CH2—CH=CH2    氢化热为254 kJ·mol-1‎ ‎1，3－丁二烯CH2=CH—CH=CH2    氢化热为239 kJ·mol-1‎ ‎1，3－丁二烯加氢时释放的氢化热比2个孤立双键要小，说明了共轭二烯烃的能量比较低。同时，从键长也可以看出，1，3-丁二烯中的单键和双键发生了一定程度的平均化，双键键长比乙烯的双键键长略长，而单键键长比乙烷的单键键长略短。‎ ‎5乙炔 ‎（1）乙炔的气味 纯净的乙炔是无色、无臭的气体。但用电石在一般情况下制取的乙炔，常带有一种令人极不愉快的恶臭，这是由于在电石中含有少量硫化钙、砷化钙、磷化钙等杂质的缘故。当这些杂质与水作用时，生成了带有特殊臭味的硫化氢、砷化氢和磷化氢气体。‎ 将用电石制取的乙炔气体通入盛有重铬酸钾的浓硫酸溶液，或氯化汞的稀盐酸溶液，或碱溶液的洗气瓶，都可以除去这些带有臭味的气体，得到较纯净的乙炔。‎ ‎（2）乙炔的爆炸 乙炔与空气能形成爆炸性的混合物。乙炔在空气中的爆炸极限是3%~81%（体积分数）。从乙炔的爆炸极限中可以看出，乙炔构成的爆炸混合物的组成范围比其他烃类要大得多。乙炔不仅能与空气形成爆炸混合物，在受到外界的压力时也不稳定。液态乙炔受到震动时就会分解，发生爆炸，并放出大量的热。‎ 乙炔在燃烧时发出明亮的火焰，这是由于在燃烧时有一部分乙炔裂化成细微分散的炭颗粒，这些微小的炭粒受到灼热而发出光。所以，乙炔曾作为照明气使用。‎ ‎（3）乙炔与高锰酸钾溶液的反应 乙炔与乙烯一样，都能被高锰酸钾等氧化剂所氧化，氧化的最终产物是二氧化碳。‎ ‎（4）电石和电石气的发现和发展 距今160年前，1836年，英国著名化学家戴维·汉弗莱（1778—1829）的堂弟，爱尔兰港口城市科克（Cork）皇家学院化学教授戴维·爱德蒙德（1785—1857）在加热木炭和碳酸钾以制取金属钾过程中，将残渣（碳化钾）投进水中，产生一种气体，发生爆炸，分析确定这一气体的化学组成是C2H（当时采用碳的相对原子质量等于6计算），称它为“一种新的氢的二碳化物”。原因是早在1825年他的同国化学家法拉第（1791—1867）从蒸馏鲸鱼油获得的气体（供当时欧洲人照明用）中获得一种碳和氢的化合物，分析测定它的化学组成是C2H，已经命名它为“氢的二碳化物”了。实际上法拉第发现的是苯C6H6，戴维·爱德蒙德发现的是乙炔C2H2。‎ ‎1867年德国有机化学家埃伦迈尔（1825—1909）确定乙炔的分子式；并指出碳碳原子间存在三键HC≡CH。‎ ‎1895年法国巴黎矿业学院化学教授勒夏特利埃（1850—1936）向法国科学院提交一篇论述，指出等体积乙炔和氧气燃烧产生的火焰温度超过3 ‎000 ℃‎，比其他任何气体燃烧产生的温度都高，可以利用。‎ 但是乙炔在压缩下被利用是危险的，因为会发生爆炸。‎ ‎1897年法国化学家克洛德（1870—‎ ‎1960）发现乙炔很容易被丙酮吸收溶解，盛装在钢瓶中可以安全使用。接着1901年法国弗塞兄弟两人完成气炬的设计制造。于是氧炔焰开始应用于金属切割和焊接中，使工业生产中许多零部件除了利用电弧切割和焊接外又有了简易的方法，碳化钙和乙炔有了用武之地。各国纷纷建立制造碳化钙的工厂，利用强大的电力，在电炉中使氧化钙和焦炭进行反应，生成炭化钙和一氧化碳气。‎ 到20世纪20年代，乙炔的应用开始大显身手。首先应用在聚乙烯醇的制造中。‎ 早在1931年，人们已经开始掌握用聚乙烯醇纺制纤维的技术。可是这种纤维具有很大亲水性，易溶于水，用它纺制成的纤维在水中一洗不见了，因而不能作为纺织纤维。经过日本、朝鲜几位化学家们的研究，到1939年开始，将聚乙烯醇与甲醛进行缩醛化处理，得到聚乙烯醇缩甲醛纤维。‎  这就是我们今天称为维纶的合成纤维。‎ 接着乙炔又用于制造另一合成纤维──聚丙烯腈，我们称它为腈纶，又称人造毛。这是40年代美国杜邦（Do Pont）公司研制成功的。乙炔先与氰化氢气反应，生成丙烯腈，然后再进行聚合。‎ 在30年代里，美国杜邦公司还研制成氯丁橡胶，也是以乙炔为原料，先制成乙烯基乙炔，然后与氯化氢作用，再进行聚合。‎ 乙炔也可以直接与氯化氢反应，生成氯乙烯。氯乙烯聚合生成聚氯乙烯塑料。于是乙炔成为制造合成纤维、人造橡胶、塑料的基石。‎ 单靠电炉里生产的电石来取得乙炔已经供不应求了，何况还要消耗大量电力能源。随着石油化学工业裂解反应的发展，开始利用石油和天然气裂解制取乙炔。‎ 石油裂解制取乙炔同时还生成乙烯、丙烯。天然气裂解很少有烯烃出现，裂解中除乙炔外，还有氢气、一氧化碳和少量甲烷。‎ 裂解天然气制取乙炔需要在短时间内进行高温加热，然后急骤冷却。时间短是防止乙炔本身继续裂解生成炭，急骤冷却是使乙炔迅速脱离继续裂解的条件。目前国外有些国家电石乙炔路线已被淘汰，我国正在向石油、天然气路线转换。‎ 电石和电石气在19世纪30年代里开始出现，它们相互依赖生存发展，经历了一百年后，电石趋于死亡，电石气却欣欣向荣，壮大发展。‎ ‎（资料（4）摘编自《化学教育》1997年第12期）‎ 教 学 资 源6-8‎ ‎6 苯 ‎（1）苯的用途 苯的最主要的用途是制取乙苯，其次是制取环己烷和苯酚。苯经取代反应、加成反应、氧化反应等生成的一系列化合物可以作为制取塑料、橡胶、纤维、染料、洗涤剂、杀虫剂等的原料。大约10%的苯用于制造苯系中间体的基本原料。此外，苯有良好的溶解性能，可作为化工生产中的溶剂。‎ 下页表中给出了苯的主要用途。‎ ‎（2）苯的毒性 苯有毒，对中枢神经和血液有较强的作用。严重的急性苯中毒可以引起抽搐，甚至失去知觉。慢性苯中毒能损害造血功能。长期吸入苯及其同系物的蒸气，会引起肝的损伤，损坏造血器官及神经系统，并能导致白血病。空气中苯蒸气的容许量各国都有不同的规定，从每立方米几毫克到几百毫克不等。‎ ‎（3）苯环上取代基的定位规律（定位效应）‎ 一元取代苯()在进行亲电取代反应时，第二个基团B取代环上不同位置的氢原子，则可得到邻、间和对三种二元取代的衍生物：‎ 在任何一个具体反应中，这些位置上的氢原子被取代的几率不是均等的，第二个取代基进入的位置，常决定于第一个取代基，也就是第一个取代基对第二个取代基有定位的作用。‎ 根据大量实验结果，可以把一些常见的基团按照它们的定位效应分为两类。‎ ‎（1）邻、对位定位基（第一类定位基）属于这类基团的有：‎ 如苯环上已有上述基团之一，则再进行取代反应时，第二个基团主要进入它的邻位和对位，产物主要是邻和对两种二元取代产物，如前面讲到的溴苯的溴代及甲苯的硝化产物主要是邻、对位异构体的混合物。‎ ‎（2）间位定位基（第二类定位基）属于这类基团的有：‎ 若苯环上连有上述基团之一时，再进行取代反应，则第二个基团主要进入它的间位。如硝基苯的硝化产物主要为间二硝基苯。‎ 由上面两类基团的结构，可以归纳出如下的经验规律：一般说来，如果基团中与苯环直接相连的原子带有不饱和键或正电荷，这个基团就是间位定位基。反之，则是邻、对位定位基。但有例外，如—CHCH2为邻、对位定位基而—CCl3则为间位定位基。‎ 邻、对位定位基导入苯环以后，能使苯环变得更容易进行亲电取代反应，也就是它们对苯环有致活作用，例如，甲苯比苯更容易硝化，就是由于甲基的致活作用。间位定位基则对苯环的亲电取代有致钝作用，当这些基团连在苯环上以后，则使苯环较难进行亲电取代反应，如硝基苯继续进行硝化反应，就比苯要求更高的反应条件。卤素虽属邻、对位定位基，但它们对苯环却是致钝的。‎ ‎7卤代烃 ‎（1）1-氯丁烷中氯元素的检验 图2-71氯丁烷与NaOH溶液的反应 在大试管中加入5 mL 1 mol·L-1NaOH溶液和5 mL的1-氯丁烷（1-氯丁烷的沸点为77~78 ℃，密度为0.886 g·cm-3，易燃）。水浴加热该试管10 min以上，并控制加热温度在70~80 ℃（如图2-7）。取2支小试管，各加入约1 mL由2%的AgNO3和3 mol·L-1硝酸按1∶1比例组成的混合溶液（使用硝酸酸化AgNO3溶液的目的，是中和待测液中的NaOH，防止NaOH与AgNO3反应出现棕色沉淀，影响实验效果）。用胶头滴管吸取加热后大试管内的上层溶液，将此待测液逐滴加入其中一支小试管中，与另一支未加待测液的小试管内溶液相比，有白色的浑浊物出现，说明1-氯丁烷与NaOH溶液反应有Cl-生成，从而证明了1-氯丁烷中含有氯元素。‎ ‎（2）哈龙灭火系统 什么是哈龙？所谓哈龙（Halon的音译），就是我们平常所说的1211（CF3Cl）和1301（CF3Br）的商品名称，它属于一类卤代烷灭火药剂。在消防灭火药剂中，哈龙灭火剂因其灭火效果好曾被人们广泛使用。哈龙灭火后不留痕迹，且对人毒性小，特别是哈龙1301，能使用在有人工作的场所。它通过终止燃烧或爆炸的复杂的链式反应来达到灭火的目的。因此被广泛地应用在各宾馆、饭店、工业建筑以及精密仪器、通讯系统等处。‎ 但是，消防行业广泛使用的哈龙灭火剂是损耗臭氧的物质。人们用哈龙灭火器救火或训练时，哈龙气体就自然排放到大气中。哈龙含有氯和溴，在大气中受到太阳光辐射后，分解出氯、溴自由基，这些自由基与臭氧结合夺去臭氧分子中的一个氧原子，引发一个破坏性链式反应，使臭氧遭到破坏，从而降低臭氧浓度，产生臭氧空洞。哈龙在大气中的存活寿命长达数十年，它在平流层中对臭氧层的破坏作用将持续几十年甚至更长时间。因此哈龙对臭氧层的破坏作用是巨大的。科学研究证明，哈龙是破坏臭氧层的主要元凶之一。我国根据《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》已制定了哈龙淘汰计划，分别于2006年将哈龙1211，2010年将哈龙1301停止生产，禁止使用。‎ ‎（3）服装干洗 服装干洗就是用非水溶剂来去除衣服上的油渍及污垢。由于溶剂中几乎不含水分，所以称之为“干洗”‎ ‎。干洗的实质就是化学清洗，它是利用化学洗涤剂能溶解脂肪等污物来清洗掉纺织物上的油渍、油漆等污垢的一种方法。它最早大约出现在19世纪中期，当初法国巴黎有人不慎弄翻了煤油桶，浸湿了衣物，被煤油浸湿的脏衣物反而变干净了，自此人们发明了干洗方法。‎ ‎① 干洗剂的变化 据历史记载，在19世纪60年代，英国已较普遍使用汽油作干洗剂。为了彻底解决汽油溶剂安全性差的问题，在20世纪初期，开发出了卤代烃溶剂，首先使用的是CCl4，不久因为它有毒、腐蚀性强而逐渐被其他卤代烃溶剂代替。‎ ‎1918年，欧洲开始使用三氯乙烯，但它脱脂力太强，已不使用。后来使用最多的氯代烃溶剂是四氯乙烯，它安全性好，脱脂去污能力强，但它存在着对金属材料的腐蚀作用，特别是对环境造成污染，此溶剂水解的产物有毒，会对土壤和水质造成污染。‎ ‎20世纪60年代以来又开发出以三氯三氟乙烷为代表的氟里昂溶剂。氟里昂溶剂无毒、不可燃，对橡胶、金属和化纤无腐蚀性，洗净度又比四氯乙烯更好，因而受到好评。但由于氟里昂有破坏大气臭氧层的问题，已被禁止使用。‎ 由于环保法规日趋严厉，发达国家对环保型干洗剂的要求越来越多，目前，干洗业越来越多地采用石油溶剂。石油溶剂是石油在160~210 ℃分馏得到的烃类溶剂，有烷烃、环烷烃和芳香烃三类化合物，溶剂的相对密度为0.77。石油干洗机在整个操作过程中，几乎听不到机器噪声，更没有四氯乙烯溶剂洗完衣服后所常有的异味，洗涤效果也非常好，石油干洗剂将成为干洗业的最佳选择。现在也有人推出超临界CO2干洗剂，据说效果不错，已用于航天洗衣。‎ ‎② 干洗对服装的选择 水洗容易使一些服装缩水变形及掉色，但用溶剂干洗能清除油渍污垢，又不缩水变形。但是，也并不是所有的服装都适合干洗。‎ a适合干洗的服装 ‎·西服、大衣等有衬料、里料和垫肩的衣服要干洗，否则会影响穿着效果；‎ ‎·缩水很严重的麻织类衣服；‎ ‎·易掉色的衣服；‎ ‎·真丝类和羊绒类等质地精细、易受损的衣服；‎ ‎·裘皮必须干洗；‎ ‎·套装要干洗，而且忌上衣干洗，裙、裤水洗。否则易出现颜色差异，就无套装的效果了。‎ b不适合干洗的服装 ‎·有涂层化纤质地的服装不能干洗。因高温和有机溶剂可使涂层变硬。‎ ‎·羽绒服类服装不可干洗。羽绒服装干洗会使羽绒脱脂，所以水洗为好；‎ ‎·染色不牢、色差对比较大的条格服装，干洗过程中易串色，不适合干洗；‎ ‎·贴身的衣服不适合干洗，以免衣物上残留的干洗剂对人体造成不良影响。‎ ‎（4）有机玻璃的溶解与粘接 有机玻璃是聚甲基丙烯酸甲酯的俗称，英文缩写名称为PMMA，其结构简式为,它是一种具有透明度优良（透明度92%，比硅酸盐玻璃好）的热塑性塑料，密度为1.180 kg·m-3，为硅酸盐玻璃的1/2，热分解温度达200 ℃，机械强度比硅酸盐玻璃大10倍以上，具有优良的绝缘性能，光洁透明，耐气候性能，可定向拉伸，能耐酸（除王水）碱及一般化学物品的腐蚀，可溶于芳烃、卤代烃等有机溶剂，使用温度80 ℃以下，表面硬度不高，容易加工为各种制品。‎ 有机玻璃适合于车、刨、锯、铣、钻、磨、雕刻及手工和机械加工。加热后可以粘合、冲压成各种制品。有机玻璃的用途非常广泛，可以用于建筑材料、仪表工业、车辆制造、化学工业、医疗器械、教学仪器、工艺美术和生活用品制造等。‎ 有机玻璃能溶于芳烃、卤代烃等有机溶剂。在生产生活中，常利用有机玻璃的溶解特性进行粘接或一些其他工艺的处理。常用的有机溶剂有三氯甲烷、三氯乙烷、二氯乙烷等。‎ 有机玻璃的粘接利用了它能溶于有机溶剂的特性。它的原理是先配制有机玻璃胶，再用有机玻璃胶进行粘接处理，处理后放置一段时间，待有机溶剂挥发后有机玻璃就粘接上了。‎ 有机玻璃胶的配制如下：以三氯乙烷或二氯乙烷作溶剂，把有机玻璃碎屑溶解在溶剂中，便制成了无色透明的有机玻璃胶。下面是两个粘接实例。‎ ‎·有机玻璃眼镜架的粘接 可用三氯乙烷点在有机玻璃眼镜架的断口处，使有机玻璃稍溶胀，叠合压紧，固化42 h后便可粘接牢固。‎ ‎·有机玻璃板的粘接 如果粘接的有机玻璃面积很小，先用手轻轻按住有机玻璃，用一次性注射器将三氯甲烷注射到欲粘接的有机玻璃的接缝中，几秒钟以后，两块有机玻璃就很牢固的粘好了。如果粘接的有机玻璃面积较大，首先要按上述方法配制有机玻璃胶，然后把一块有机玻璃放置好，在上面涂上有机玻璃胶，再把另一块有机玻璃压紧，放置一段时间后，两块有机玻璃板便粘接牢固了。‎ ‎8不粘锅涂层──聚四氟乙烯（特氟隆）‎ ‎① 不粘锅何以不粘？‎ 由四氟乙烯聚合成的聚四氟乙烯（PTFE）分子外围是氟原子，它是造成特氟隆光滑表面的秘密，氟原子几乎对所有的物质都产生排斥，即使黏合剂也很难与其粘附。PTFE之所以难粘，可以从以下几个方面进行分析：①结构高度对称，属于非极性高分子。黏合剂吸附在PTFE表面是由范德华力所引起的，范德华力包括取向力、诱导力和色散力。对于非极性高分子材料表面，不具备形成取向力和诱导力的条件，而只能形成较弱的色散力，因而粘附性能较差。②表面能低，接触角大，黏合剂不能充分润湿PTFE，从而不能很好粘附。③化学稳定性好，当黏合剂涂在PTFE表面时，很难发生高聚物分子互相扩散和缠结，不能形成较强的粘附力。‎ ‎② 不粘涂层是怎样涂在锅上的？‎ 既然任何黏合剂对特氟隆的粘附性都很差，那么特氟隆涂料是怎样粘在不粘锅上呢？目前有两种技术可以让特氟隆附着在各种锅的表面：一是“高温烧结法”，也就是将特氟隆加热到很高的温度，然后将其结实的压在有待附着的表面；二是先将涂料喷涂在锅的表面，再加热固化。后一种方法的缺点是不粘涂层附着不牢靠。‎ 还有方法就是对特氟隆材料的表面进行处理，以增加该材料的粘附性，主要的处理技术有以下几种：‎ a在高温下，使PTFE表面的结晶形态发生变化，嵌入一些表面能高、易粘接的物质，如SiO2、Al粉等。这样冷却后就会在PTFE表面形成一层嵌有可粘物质的改性层。‎ b在高度真空的电场中，以离子撞击PTFE准备进行粘合的一面，将上面的氟原子撞开，然后用其他原子（比如氧）来取代，以产生能够强力粘合的表面。‎ c通过腐蚀液与PTFE膜表面发生化学反应，以某些极性基团换掉表面上的部分氟原子，增加粘合性。‎ d把PTFE膜置于苯乙烯、反丁烯二酸、甲基丙烯酸酯类等可聚合的单体中，以60Co辐射使单体在PTFE膜表面发生化学接枝聚合，从而使PTFE膜表面形成一层易于粘接的接枝聚合物。‎ e将含氟材料放在辉光放电管或等离子体发生器中，抽真空后通入微量惰性气体。当通电激发高频线圈时，活化的惰性气体与聚合物表面作用生成坚韧的可粘接的表皮层。‎ ‎③ 聚四氟乙烯的用途 PTFE是综合性能非常优良的塑料，用途非常广泛。它有极好的耐热、耐寒和耐化学腐蚀性，即使在高温下也不和浓酸、浓碱或强氧化剂作用，因此常用作各种耐腐蚀性的密封垫片和垫圈、填密料、阀门、反应釜或大型储罐的衬里。PTFE管主要用作高温下腐蚀性气体、液体、蒸气或化学药品的输送。‎ PTFE具有不粘性和低摩擦性，是制造阀门和旋塞十分理想的材料。PTFE在机械领域应用的主要产品是轴承、活塞环以及机械设备中需要不粘和减磨的部件。由PTFE纤维制成的赛车手或运动员的袜子，能减轻袜子与脚之间的摩擦，避免脚部红肿。‎ PTFE具有良好的绝缘性，可用作绝缘薄膜或电线电缆的包覆层。PTFE膜具有高强度、柔软耐弯曲、能透射可见光、不燃、耐久性等优点，可作为室外球场、竞技场、体育馆、滑冰场、游泳池、大型展览馆、动植物园等的屋顶材料。‎ 在医疗上PTFE还可作为缝合线、人工血管等用途。还有研究报道可由PTFE复合膜与其他织物层压制成具有过滤隔离、防油、防水、透湿、抗菌、防静电、阻燃等集多功能于一身的耐久性防护服装面料，既可以有效的阻隔病毒，同时具有良好的穿着舒适性。‎ 总之，PTFE的应用不仅仅局限于炊具的不粘涂层，它的优异特性使其应用涵盖了工业及民用领域的各个方面。‎ ‎（摘编自《中学化学教学参考》2004年第12期）‎ 第三章 烃的含氧衍生物 本 章 说 明 一、教学目标 ‎1认识醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的组成、结构特点及性质，并根据典型代表物,认识上述各类物质的结构特点和性质。‎ ‎2了解逆合成分析法，通过简单化合物的逆合成分析，巩固烃、卤代烃、烃的含氧衍生物的性质和转化关系，并认识到有机合成在人类生活和社会进步中的重大意义。‎ ‎3能结合生产、生活实际了解烃的含氧衍生物对环境和健康可能产生的影响，讨论烃的含氧衍生物的安全使用，关注烃的含氧衍生物对环境和健康的影响。‎ ‎4进一步学习科学探究的基本方法，初步学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息及加工信息的能力。‎ 二、内容分析 ‎1地位和功能 本章结合烃的含氧衍生物的结构特点和性质，进一步加深认识有机化合物的加成、取代、氧化和消去反应。通过烃、卤代烃及烃的含氧衍生物等有机物间的相互转化，使学生对所学知识进行综合应用。通过学习有机合成与逆合成分析法巩固烃、卤代烃、烃的含氧衍生物的性质和转化关系，并认识到有机合成在人类生活中的重大意义，体会新化合物的不断合成使有机化学具有特殊的科学魅力。教科书通过贴近生活实际等内容，体验烃的含氧衍生物的广泛应用，激发和保持学生学习的兴趣和热情。‎ 本章介绍的酯的水解反应、银镜反应和酯化反应是学习后续两章内容的基础。如第四章中的油脂的水解反应、葡萄糖和麦芽糖的银镜反应及第五章中的聚酯等，都是本章内容的拓展与应用。‎ ‎2内容选择与呈现 在课程标准中对烃的含氧衍生物的要求是以类别的概念出现。因此，本章在内容选择上重视类别的概念的引入，并将前三节的节名依此冠以“醇酚”“醛”“羧酸酯”。在这5类含氧衍生物中，通过典型代表物的组成和结构特点，介绍各类含氧衍生物的性质和应用。本章的第四节结合实例具体讲述了有机合成的过程和逆合成分析法，并通过逆合成分析，复习、巩固烃、卤代烃和烃的含氧衍生物等各类有机物的相互转化。‎ 化学2中已介绍了典型的一元醇──乙醇的一些性质，本章在此基础上，还是以乙醇为典型代表物，结合醇的结构特点，介绍了醇的消去反应、取代反应和氧化反应；在一元醇的基础上简单介绍了乙二醇、丙三醇，并以图片的形式例举了它们的应用；通过“思考与交流”和“学与问”的方式，以表格的形式列举了部分醇的沸点;介绍了醇分子间的氢键。‎ 苯酚是酚类化合物中最典型的一元酚，本章介绍了苯酚的酸性和取代反应，在呈现方式上主要是归纳推理式，通过实验现象归纳苯酚的性质；教科书中通过“学与问”比较苯、苯酚和乙醇的性质，要求学生自主说明有机分子中基团之间存在相互影响。‎ 认识醛类的结构特点和性质主要通过醛类的典型代表物──乙醛，介绍了乙醛的氧化反应和加成反应，主要通过实验来归纳乙醛的性质；教科书中通过两个“学与问”‎ ‎，一个结合乙醛的结构特点，复习和应用了核磁共振氢谱图；另一个结合乙醛的加成反应，进一步认识有机化学中的氧化反应和还原反应。‎ 化学2中介绍了乙酸的性质和乙酸乙酯的水解，本章又选取了乙酸和乙酸乙酯作为羧酸和酯的代表物，为了避免重复，同样采取了“复习与提升”的编写策略，通过“科学探究”复习了乙酸的酸性和酯化反应;而乙酸乙酯水解的学习是通过“科学探究”探索在不同介质和条件下的水解速率。既体现课程标准提倡的探究性学习方式，又深化了学习内容及化学不同分支之间的联系。‎ 根据课程标准的要求，本章设计了“有机合成”一节，介绍了有机合成的过程和逆合成分析法。‎ 另外，本章内容的选取同样注意了联系生活实际及对学生进行环境和健康教育，主要通过图片把联系生活的内容与化学知识有机结合，通过一些“实践活动”了解某些有机物对环境和健康的影响。‎ 关于章图和节背景图的说明:①本章章图由一幅主图和三幅小图组成，主图为一有机反应装置；三幅小图分别是：玫瑰花、葡萄酒及香水。②节背景图为乙醇和苯酚分子的比例模型。‎ ‎3内容结构 三、课时建议 第一节    醇酚    2课时 第二节    醛    1课时 第三节    羧酸酯    2课时 第四节    有机合成    2课时 复习与机动    2课时 第一节 醇酚 一、教学设计 醇和酚是重要的烃的含氧衍生物，它们共同特点是都含有羟基（—OH）官能团。进行教学时，要注意根据“结构决定性质”的基本思想方法，研究羟基官能团的结构特点及其化学性质，对比醇和酚的结构和性质；要注意从乙醇的结构和性质迁移到醇类的结构和性质，从苯酚的结构和性质迁移到酚类的结构和性质；要注意运用多种教学手段帮助学生对知识的理解，培养学生的能力。在课时分配上，建议“醇的结构和性质”“酚的结构和性质”各1课时。‎ 教学重点：乙醇、苯酚的结构特点和主要化学性质。‎ 教学难点：醇和酚结构的差别及其对化学性质的影响。‎ 教学方案参考 ‎1．乙醇的结构和性质 学生已经了解了乙醇的结构和性质，因此教学的重点是在复习乙醇的结构和化学性质的基础上，深入研究羟基官能团的结构特点，深入研究乙醇的取代、消去、氧化反应的基本规律，并将乙醇的结构和性质迁移到醇类化合物。‎ ‎【方案Ⅰ】复习再现，探究、接受、迁移学习 复习再现（情景创设）：复习乙醇的结构和性质，通过计算机课件、立体模型展示乙醇的结构，深入认识羟基官能团。‎ 探究学习：根据“结构决定性质”的基本观点，首先讨论乙醇和水结构的相似点，进而根据金属钠与水的反应推测乙醇与金属钠反应的规律。然后开展讨论，对比乙醇、水与金属钠反应的实验现象，书写乙醇与水反应的化学方程式；实验探究乙醇的还原性──乙醇被重铬酸钾酸性溶液，或高锰酸钾酸性溶液氧化的反应，讨论小结实验现象。‎ 接受学习：演示乙醇的消去反应实验，讲解乙醇的消去反应规律；讲解乙醇的取代反应规律；讲解乙醇催化氧化生成乙醛的反应规律。‎ 迁移学习：根据乙醇与金属钠的反应规律，推测甲醇、正丙醇、乙二醇、丙三醇与金属钠反应的产物；根据乙醇与浓硫酸加热反应可能生成乙烯或乙醚的反应规律，推测2丙醇可能的反应产物；根据乙醇与氢溴酸反应的规律，推测1-丙醇与氢溴酸反应的产物；根据乙醇的催化氧化反应的规律，推测1丙醇的催化氧化反应的产物。‎ 小结提高：分析乙醇的催化氧化反应中，变化的基团和不变的基团，归纳反应中“官能团转化”的规律。‎ 例如，乙醇（CH3—CH2OH）→乙醛（CH3—CHO），变化的是—CH2OH→ —CHO，不变的是CH3—，规律小结：醇→醛，即R—CH2OH→R—CHO。‎ ‎【方案Ⅱ】资料呈现，探究学习，交流提高 资料呈现（情景创设）：教师展示有关乙醇的各种学习资料，如乙醇的样品，乙醇的结构模型，乙醇的燃烧、与重铬酸钾酸性溶液的反应的实验录像，乙醇消去反应制乙烯的实验录像，探究实验用的实验仪器、药品（如高锰酸钾酸性溶液、铜丝、硫酸铜溶液、NaOH溶液、锥形瓶、试管、酒精灯等）。‎ 提示研究问题：观察记录乙醇的物理性质；为什么乙醇能与高锰酸钾酸性溶液反应？乙醇的催化氧化的产物是什么？如何检验乙醇催化氧化产物？人喝酒后，脸红、发热的原因？（注：这是因为乙醇被氧化生成乙醛刺激人体表面毛细血管引起血管扩张）‎ 探究学习：学生分组研究有关学习资料，讨论上述提示问题，设计并完成探究实验，归纳总结有关结论。‎ 交流提高：各组同学选派代表交流探究结论，教师进行评价和点拨，并进一步要求学生书写乙醇与钠的反应、消去反应、与氢溴酸的取代反应的化学方程式。‎ ‎2．苯酚的结构和性质 ‎ ‎【方案Ⅲ】实验探究，对比思考，总结提高 情景创设：用计算机课件展示苯酚的分子结构模型。‎ 实验探究：学生分组开展实验探究，了解苯酚的性质。‎ 对比思考、讨论提高：‎ ‎（1）苯酚、乙醇均有羟基，为什么苯酚能与NaOH溶液反应，而乙醇不能反应？‎ ‎（原因：苯酚中苯环使羟基O—H键极性变大，可以部分解离出氢离子而表现出酸性）‎ ‎（2）苯酚能与溴水发生取代反应，而甲苯不能反应，为什么？‎ ‎（原因：羟基使苯环变得活泼，易在邻、对位发生取代反应）‎ 小结：有机物分子中基团之间是相互影响的。‎ 学习迁移：认识其他酚类，如甲酚的三种结构，推测甲酚可能的性质。‎ 交流提高：了解酚类物质在生活中的应用（如药皂中加入苯酚消毒，医院消毒用来苏水的主要成分是甲酚肥皂溶液等）。‎ 二、活动建议 ‎【实验3-1】‎ 乙醇与浓硫酸混合液加热会出现炭化现象，因此反应生成的乙烯中含有CO2、SO2等杂质气体。SO2也能使高锰酸钾酸性溶液和溴的四氯化碳溶液褪色，因此要先将反应生成的气体通过NaOH溶液洗气，以除去CO2‎ 和SO2。为降低炭化程度，减少副反应，反应温度要控制在170 ℃左右，不能过高。‎ 将反应生成的乙烯气体通入高锰酸钾酸性溶液和溴的四氯化碳溶液，观察到褪色现象后，可更换尖嘴导管，将乙烯点燃，观察乙烯燃烧现象。‎ ‎【实验3-2】‎ 重铬酸钾酸性溶液是K2Cr2O7晶体溶于水、再加入稀硫酸配制而成。实验时建议做空白对比实验，以便更好地观察其颜色的变化。‎ ‎【实验3-3】‎ 苯酚溶于水形成的浑浊液，实际上是乳浊液，苯酚呈油状，不是沉淀。因此苯酚钠与盐酸反应的化学方程式中生成的苯酚后不写“↓”。实验时，为了使实验现象更加明显，建议使用较大的试管，苯酚用量稍多一些，开始时加入水的量不要太多。‎ ‎【实验3-4】‎ 苯酚溶液一定要较稀，可将配制好的苯酚溶液稀释后使用，否则不易出现沉淀。溴水量较少时，可能生成一溴苯酚或二溴苯酚而不沉淀。因此，溴水浓度一定要大，应选用橙红色的饱和溴水，如果加入少量溴水后不出现沉淀，可继续加入溴水直至出现沉淀。‎ ‎【实践活动】‎ 组织学生查阅有关资料，让学生通过自己的实践活动，了解含酚工业废水的危害及含酚工业废水处理的基本方法。‎ 含苯酚的工业废水处理的参考方案如下：‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）设备①进行的是操作____________(填写操作名称)，实验室这一步操作所用的仪器是：____________；‎ ‎（2）由设备②进入设备③的物质A是____________，由设备③进入设备④的物质B是____________；‎ ‎（3）在设备③中发生反应的化学方程式为________________________；‎ ‎（4）在设备④中, 物质B的水溶液和CaO反应，产物是______、______和水，可通过________操作(填写操作名称)分离产物；‎ ‎（5）上图中，能循环使用的物质是C6H6、CaO、______、______。‎ 参考答案：(1)萃取； 分液漏斗(2)C6H5ONa；NaHCO3‎ ‎(3) C6H5ONa+CO2+H2O→ C6H5OH+NaHCO3 ‎ ‎(4) CaCO3、NaOH；过滤  (5)NaOH水溶液、CO2‎ 三、问题交流 ‎【思考与交流1】‎ 某些分子（如HF、H2O、NH3等）之间，存在一种较强的分子间相互作用力，称为“氢键”。以水分子间的氢键为例，由于氧吸引电子能力较强且原子半径较小，因此氧原子上有很大的电子云密度，而由于H—O键的共用电子对偏向于氧原子，氢原子接近“裸露”的质子，这种氢核由于体积很小，又不带内层电子，不易被其他原子的电子云所排斥，所以它还与另一个分子中的氧原子中的孤对电子产生相互吸引力。这种分子间的作用力就是氢键，如图3-1所示。‎ ‎  ‎ ‎    图3-1  水分子中的氢键示意图 形成氢键的条件是:要有一个与电负性很强的元素(如F、O、N)以共价键结合的氢原子，同时与氢原子相结合的电负性很强的原子必须具有孤对电子。在常见无机分子中，氢键存在于HF、H2O、NH3之间，其特征是F、O、N均为第二周期元素，原子半径较小，同时原子吸引电子能力较强（电负性强）。因此电子云密度大，具有较强的给电子能力，是较强的电子给体。‎ 在有机化合物中，具有羟基（—OH）、氨基（—NH2）、醛基（—CHO）、羧基（—COOH）等官能团的分子之间，也能形成氢键。因此，与相对分子质量相近的烷烃相比，醇具有较高的沸点；同时，这些有机分子与水分子之间也可以形成氢键，因此含有这些官能团的低碳原子数的有机分子，均具有良好的水溶性。‎ ‎【思考与交流2】‎ 处理反应釜中金属钠的最安全合理的方法是第（3）种方案，向反应釜中慢慢加入乙醇，由于乙醇与金属钠的反应比水与钠的反应缓和，热效应小，因此是比较安全可行的处理方法。‎ ‎【学与问1】‎ 乙二醇的沸点高于乙醇、1,2,3-丙三醇的沸点高于1,2-丙二醇，1,2-丙二醇的沸点高于1-丙醇，其原因是：由于羟基数目增多，使得分子间形成的氢键增多增强。‎ ‎【学与问2】‎ 乙醇在铜催化下，可被氧气氧化成乙醛。实验方法如下：‎ ‎（1）将铜丝卷成螺旋状，在酒精灯氧化焰中灼烧至红热，将铜丝移出酒精灯焰，可观察到铜丝表面生成一层黑色的氧化铜。反应的化学方程式为：‎ ‎（2）将表面有黑色氧化铜的铜丝再次灼烧至红热，迅速插入盛有无水乙醇的锥形瓶中，可观察到铜丝迅速恢复红色，说明氧化铜被还原成铜，反应是放热的。如此反复操作几次，可闻到锥形瓶中的液体有不同于乙醇气味的刺激性气味。如取少量锥形瓶中的液体，加入新制氢氧化铜加热，可观察到有红色沉淀生成，说明乙醇被氧化生成乙醛。反应的化学方程式为：‎ ‎（3）上述两个反应合并起来就是 可以看出，反应前后铜没有变化，因此铜是催化剂。即 ‎【学与问3】‎ ‎【学与问4】‎ 由于苯酚羟基氧上的孤电子对与苯环之间的相互作用，使得羟基氧上的电子云向苯环转移，其结果是增强了苯环的活性，尤其是苯酚的邻、对位电子云密度增加较间位多，邻、对位的活性较大；同时也使苯酚羟基易离解出H+，增强了酸性。‎ 因此苯酚（C6H5OH）较乙醇（C2H5OH）更易于电离，这是苯酚有酸性，能与NaOH发生中和反应，而乙醇不能与NaOH发生中和反应的原因。‎ 另一方面，苯酚的邻对位的氢变得活泼。因此苯不能与溴水发生取代反应，而苯酚很容易与溴水发生取代反应，生成三溴苯酚白色沉淀。‎ 四、习题参考答案 ‎1．C ‎2. ‎ ‎3．醇分子间可形成氢键，增强了其分子间作用力，因此其沸点远高于相对分子质量相近的烷烃。甲醇、乙醇、丙醇能与水分子之间通过氢键结合，因此水溶性很好；而碳原子数多的醇，由于疏水基烷基较大，削弱了亲水基羟基的作用，水溶性较差。‎ ‎4．C6H6O     OH 第二节 醛 一、教学设计 醛是由烃基和醛基相连而构成的烃的含氧衍生物（R—CHO），其官能团为醛基（—CHO）。最简单的一类醛是饱和一元醛，是由烷基和醛基相连而构成，可用通式CnH2n+1CHO表示，如甲醛（HCHO）、乙醛（CH3CHO）等。醛基与芳香环相连而构成的醛称为芳香醛，如苯甲醛（C6H5CHO）等。进行教学时，要注意研究醛基官能团的结构特点及其化学性质；要注意对比羟基和醛基、乙醇和乙醛的结构和性质的差别；要注意乙醇和乙醛之间的联系，培养学生学会用变化的观点去思考问题，掌握醇和醛之间官能团转化的基本规律；要注意从乙醛的结构和性质迁移到醛类化合物，培养学生的能力。‎ 教学重点：乙醛的结构特点和主要化学性质。‎ 教学难点：乙醛与银氨溶液、新制Cu(OH)2反应的化学方程式的正确书写。‎ 教学方案参考 学生已经掌握了乙醇的结构和性质，掌握了羟基官能团的结构特点及其在化学反应中可能的变化，因此教学的重点是帮助学生在对比羟基和醛基官能团结构的基础上，运用“结构决定性质”的观点，推测乙醛可能的化学性质；再通过实验，探究乙醛的化学性质，落实“性质反映结构”的观点；最后通过小结醛基的结构和性质，帮助学生迁移到醛类化合物，并掌握醛基发生氧化、还原反应的基本规律。‎ ‎【方案Ⅰ】类比推理，探究学习，迁移提高 类比推理（情境创设）：复习乙醇的结构和性质，通过计算机课件、立体模型展示乙醛的结构，对比乙醇和乙醛的结构，并预测乙醛的化学性质。‎ 探究学习(根据实际情况，此活动也可以改为演示实验)：根据“结构决定性质”的观点，首先提示讨论乙醛的结构特点，推测乙醛可能的化学性质，然后开展实验探究，探究乙醛的还原性。探究乙醛与高锰酸钾酸性溶液、与银氨溶液、与Cu(OH)2反应的实验现象和反应规律。讨论小结实验现象，书写反应的化学方程式。‎ 讨论学习：边讲、边讨论乙醛与银氨溶液、新制Cu(OH)2反应的化学方程式的书写。‎ 讨论反应规律，1 mol 醛基（—CHO）可还原2 mol Ag+或2 mol Cu(OH)2，醛基（—CHO）转化为羧基（—COOH）。‎ 迁移提高：根据乙醛与银氨溶液、新制Cu(OH)2反应的规律，写出甲醛、丙醛与银氨溶液、新制Cu(OH)2反应的化学方程式。‎ 讨论题：下列有机物中，不能发生银镜反应的是（）。‎ A．HCHO  B．CH3CH2CHO  C．HOCH2CH2OH  D．CH3COOH 答案：C、D 小结：乙醛的反应中“官能团转化”的基本规律：‎ ‎【方案Ⅱ】结构演绎，观察演示，迁移提高 结构演绎（情境创设）：首先通过计算机课件、立体模型展示乙醛的结构，再通过分析乙醛的结构特点，推测其可能的化学性质。‎ 观察演示：演示【方案Ⅰ】中的探究实验。‎ ‎“讨论学习”“迁移提高”“小结”等设计思路同【方案Ⅰ】。‎ 二、活动建议 ‎【实验3-5】‎ 为使生成的银能很好地附着在试管壁上，可先在试管中加入NaOH溶液，加热煮沸1‎ ‎ min，以除去试管壁上的油污；硝酸银溶液要新配制的，若放置太久或酸性太强实验效果都不佳；氨水要稍过量一点，保证反应在弱碱性条件下进行。配制银氨溶液时，向硝酸银溶液中滴加氨水的过程中，应先产生白色略带棕色的沉淀，然后再继续滴加氨水使沉淀溶解；若溶液始终澄清，则说明药品的浓度、用量有问题，或试剂放置太久不宜再用。‎ ‎【实验3-6】‎ 乙醛与新制Cu(OH)2的反应，需要在较强的碱性条件下进行。因此，NaOH要大大过量于CuSO4。试剂要用新制的Cu(OH)2，否则Cu(OH)2悬浊液会吸收空气中的CO2转化为碱式碳酸铜而影响实验效果。‎ 三、问题交流 ‎【学与问1】‎ 乙醛（CH3CHO）分子结构中含有两类不同位置的氢原子，因此在核磁共振氢谱中有两组峰，峰的面积与氢原子数成正比。因此峰面积较大或峰高较高的是甲基氢原子，反之，是醛基上的氢原子。‎ ‎【学与问2】‎ ‎1甲醛氧化后生成的甲酸（HCOOH）还含有醛基，因此在碱性条件下，还能发生与银氨溶液、新制Cu(OH)2的反应，最终甲醛将被氧化成碳酸（HOCOOH即H2CO3），因此1 mol甲醛相当于含有2 mol醛基，能还原4 mol Ag+或4 mol Cu(OH)2。‎ ‎2．在无机化学中是通过化合价的变化，或者说是通过原子的电子的得失，来判断氧化还原反应的。而在有机化学中是以组成中氢原子或氧原子数目的变化来判断氧化还原反应的。在有机化学反应中加氧去氢为氧化；去氧加氢为还原。在乙醛与氢气的加成反应转变为乙醇的反应中，乙醛中羰基的碳氧双键断开，每个原子上各连接一个氢原子，属于加氢反应，也是还原反应。‎ ‎3．结合乙醛的结构特点，从得失氧或得失氢的角度，分析分子中哪些部位易发生反应。乙醛能被氧化生成乙酸，也能被还原生成乙醇，说明乙醛既有还原性、又有氧化性，根据乙醛发生氧化、还原反应的条件可以确定，乙醛还原性强而氧化性弱。‎ 四、习题参考答案 ‎1．有浅蓝色絮状沉淀产生；有红色沉淀产生；‎ ‎2．D ‎3．‎ ‎ ‎  第三节 羧酸酯 一、教学设计 羧酸是由烃基和羧基相连而构成的烃的含氧衍生物（RCOOH），其官能团为羧基（—COOH）。最简单的一类羧酸为饱和一元羧酸，是由烷基和羧基相连而构成，可用通式CnH2n+1COOH，如甲酸（HCOOH）、乙酸（CH3COOH）等。含有碳原子数较多的链状羧酸，称为高级脂肪酸，如硬脂酸（十八碳酸，C17 H35 COOH）、软脂酸（十六碳酸，C15H31COOH）和油酸（十八碳烯酸，C17H33COOH）等。此外，还有含苯环的芳香羧酸，如苯甲酸（C6H5COOH）等；含有两个羧基的二元羧酸，如乙二酸（草酸，HOOC—COOH）等。‎ 酯可用RCOOR′表示，是酸和醇脱水缩合形成的产物，其官能团是—COOR′。最简单的一类酯是由饱和一元羧酸和饱和一元醇脱水缩合后生成的酯。如乙酸乙酯（CH3COOC2H5）等。此外，还有含苯环的芳香酯，如苯甲酸甲酯（C6H5COOCH3）等。‎ 进行教学时，要注意根据“结构决定性质”的基本观点，研究羧基、酯基官能团的结构特点及其化学性质；要注意对比羟基、醛基、羧基和酯基的结构差别，对比乙醇、乙醛、乙酸和乙酸乙酯的性质差别；要注意乙醇、乙醛、乙酸和乙酸乙酯之间的联系，培养学生学会用变化的观点去思考问题，掌握醇、醛、羧酸和酯之间官能团转化的基本规律；注意从乙酸的结构和性质迁移到含羧基的有机物的性质，从乙酸乙酯的结构和性质迁移到其他酯类有机物的性质。在课时分配上，建议“羧酸的结构和性质”“酯的结构和性质”各1课时。‎ 教学重点：乙酸的结构特点和主要化学性质，乙酸乙酯的结构特点和主要化学性质。‎ 教学难点：乙酸的酯化反应、乙酸乙酯水解反应的基本规律。‎ 教学方案参考 ‎1．乙酸的结构和化学性质 在化学2中学生已经了解了乙酸的结构和性质，因此教学的重点是帮助学生在复习乙酸的结构和化学性质的基础上，深入研究羧基官能团的结构特点，深入研究乙酸的酯化反应的基本规律，并将乙酸的结构和性质迁移到羧酸类化合物。‎ ‎【方案Ⅰ】复习再现，研究学习，迁移提高 复习再现：复习乙酸的结构和性质，通过计算机课件、立体模型展示乙酸的结构，深入认识羧基官能团。讨论小结，观看演示，总结列表。‎ 演示实验：（1）醋酸溶液中加入石蕊指示剂；‎ ‎（2）醋酸溶液中加入镁条；‎ ‎（3）硫酸铜溶液中加入NaOH溶液，再向生成的Cu(OH)2悬浊液中加入醋酸；‎ ‎〔可观察到Cu(OH)2溶解，以此对比Cu(OH)2与乙醇、乙醛的反应〕‎ ‎（4）碳酸钠溶液中加入醋酸。‎ 录像演示：观看乙酸、乙醇发生酯化反应的实验录像。‎ 研究学习：乙酸、乙醇发生酯化反应中化学键的断裂方式 利用乙酸和乙醇的球棍模型，（其中乙醇中的氧原子用与乙酸中氧原子不同的颜色球代替，表示18O）分组插接乙酸乙酯的球棍模型，研究酯化反应时断键方式的不同对产物的影响。‎ 讨论小结：酯化反应断键方式与产物 讲解：事实上，科学家在乙酸乙酯中检测到了放射性同位素18O，证明方式①是正确的，即乙酸与乙醇在浓硫酸作用下发生酯化反应的机理是“酸脱羟基，醇脱氢”。放射性同位素示踪法可用于研究化学反应机理，是匈牙利科学家海维西(G.Hevesy)首先使用的，他因此获得1943年诺贝尔化学奖。‎ 动画演示：用3D动画演示乙酸与乙醇发生酯化反应的过程，使学生加深对反应机理的认识。‎ 迁移提高：根据乙酸的反应规律，推测甲酸、丙酸、乙二酸、苯甲酸等发生酯化反应的产物，书写反应的化学方程式。‎ ‎【方案Ⅱ】实验复习，学习讨论，迁移提高 实验复习：复习乙酸的结构和性质，通过计算机课件、立体模型展示乙酸的结构，深入认识羧基官能团。小组合作设计实验，研究乙酸的酸性，并填写研究实验报告。参考实验报告如下：‎ 实验演示：观看乙酸、乙醇发生酯化反应的演示实验 讲解讨论：乙酸、乙醇发生酯化反应中化学键的断裂 ‎“讲解”“动画演示”“迁移提高”等设计思路同【方案Ⅰ】。‎ ‎2．乙酸乙酯的结构和化学性质 ‎【方案Ⅲ】实验探究，对比思考，迁移提高 情景创设：用计算机课件展示乙酸乙酯的分子结构模型。‎ 实验探究：学生分组开展探究实验，探究乙酸乙酯的水解反应规律(根据学校条件，此探究实验也可改为演示实验)‎ 对比思考、讨论提高：‎ ‎（1）对比乙酸和乙酸乙酯的物理性质差异，为什么会有这些差异？‎ ‎（羧基—COOH为亲水基，乙酯基—COOC2H5‎ 为疏水基，所以乙酸易溶于水，乙酸乙酯微溶于水、密度比水小）‎ ‎（2）乙酸乙酯在酸性、碱性条件下的水解有什么不同，为什么？‎ ‎（乙酸乙酯在酸性条件下的水解反应为可逆反应、水解速率较慢；而在碱性条件下水解反应为不可逆反应，水解速率较快。因为在碱性条件下水解生成的羧酸与碱发生中和反应，使酯水解的化学平衡向正反应方向移动）‎ 学习迁移：根据乙酸乙酯水解反应的规律，讨论其他酯类水解反应的产物。‎ 讨论题：某酯在酸性条件下水解得到相对分子质量相等的两种产物， 该酯可能是 （）。‎ A．甲酸甲酯  B．乙酸乙酯  C．甲酸乙酯  D．乙酸甲酯 答案：C 交流提高：了解酯类物质在生活中的应用（如做鱼时放入食醋和料酒既可产生香味、又能消除鱼腥等）。‎ 二、活动建议 ‎【科学探究1】‎ 参考如图3-2所示的实验装置。乙酸与碳酸钠反应，放出CO2气体，根据强酸制弱酸的原理，说明乙酸的酸性比碳酸强；将产生的CO2通入苯酚钠溶液中，生成苯酚，溶液变浑浊，说明碳酸的酸性比苯酚强。反应的化学方程式如下：‎ ‎2CH3COOH+Na2CO3→2CH3COONa + CO2↑+ H2O CO2+H2O+C6H5ONa→NaHCO3+C6H5OH 图3-2乙酸、苯酚和碳酸酸性强弱比较实验 ‎【科学探究2】‎ 乙酸乙酯在H+、OH-催化下，均能发生水解反应，其中在酸性条件下的水解是可逆的，在碱性条件下水解是不可逆的。‎ 选取3支大小相同的试管（可选用细一些的试管，便于观察），在试管壁上用透明胶带贴上毫米刻度纸。分别向其中加入5 mL 0.1 mol·L-1 H2SO4、 5 mL 蒸馏水和5 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液，再用滴管分别加入1 mL 乙酸乙酯（约20滴）。将3支试管放在同一烧杯中水浴加热，并记录下反应温度（一般控制在70 ℃左右）。‎ 数据记录：每隔1 min记录一次酯层的高度，以此确定水解反应的速率，至酸溶液催化的试管中酯层消失时结束。‎ 结果分析：比较乙酸乙酯在酸性、中性、碱性条件下水解的速率差异。‎ 三、问题交流 ‎【思考与交流】‎ 根据化学平衡原理，提高乙酸乙酯产率的措施有：①‎ 由于乙酸乙酯的沸点比乙酸、乙醇都低，因此从反应物中不断蒸出乙酸乙酯，可提高其产率；②使用过量的乙醇，可提高乙酸转化为乙酸乙酯的产率。‎ 四、习题参考答案 ‎1．A、C 第四节 有机合成 一 、教学设计 在前三节中，教科书以乙醇、苯酚、乙醛、乙酸、乙酸乙酯为例，介绍了醇、酚、醛、羧酸、酯等含氧衍生物的结构特点、物理性质、化学性质以及用途等方面的知识。有机合成是本章的最后一节，在以往的教科书中没有专门讲解，是新增加的一节内容。通过复习再现、资料给予、课件激发、课题探究等形式，分析有机合成过程，复习各类有机物的结构、性质、反应类型、相互转化关系。教学时通过典型例题的分析，使学生认识到合成的有机物与人们生活的密切关系，对学生渗透热爱化学、热爱科学的教育；通过有机物逆合成法的推理，培养学生逻辑思维能力以及信息的迁移能力。在课时分配上，建议“有机合成的过程”“逆合成分析法”各1课时。‎ 教学重点：在掌握各类有机物的性质、反应类型、相互转化的基础上，初步学习设计合理的有机合成路线。‎ 教学难点：初步学习逆向合成法的思维方法。‎ 教学方案参考 学生已初步掌握了烃及卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯等含氧衍生物的结构、性质，为有机合成的学习奠定了理论基础。本节教学要在帮助学生复习再现烃以及烃的衍生物结构、性质、相互转化的基础上，初步学习有机合成的过程：即目标化合物分子骨架的构建和官能团的转化。理解有机合成遵循的基本原则，初步学会使用逆推法合理地设计出有机合成的路线。‎ ‎【方案Ⅰ】复习再现，研究学习，迁移提高 复习再现：复习重要的烃的衍生物的结构、性质、相互转化关系，可借助计算机课件，让学过的有机化学知识形成知识网，为合成指定结构的有机产物打下基础。‎ 烃和烃的衍生物的相互转化以及反应类型 研究学习：典型例题分析 例题1教科书中“学与问”栏目中的问题解答 解析：‎ ‎1．教科书所列举的合成药品──卡托普利，用于治疗高血压和充血性心力衰竭。这样安排，呼应了本节开篇所讲的有机合成“甚至可以合成具有特定性质的、自然界并不存在的有机物，以满足人类的特殊需要”，以体现有机合成的重要性。‎ ‎2文献共报道了10条合成路线，其中最有价值的是以2甲基丙烯酸为原料，通过4步反应得到目标化合物。通过这个实例，让学生理解确定合成路线的基本原则：即各步反应的条件必须比较温和、具有较高的产率、所用的基础原料和辅助原料应该是低毒性、低污染、易得和廉价的。‎ ‎3多步递进反应的总体利用率等于各步反应利用率的乘积。总产率=93.0%×81.7%×90.0%×85.6%=58.5%。‎ ‎4．教学中只进行总产率的计算。教师不要将具体的过程展开，以免加重学生的负担。‎ 例题2  由乙烯合成草酸二乙酯，请写出各步合成的方程式。‎ 解析：本题可用逆合成分析法解答。其思维过程概括如下：‎ 答案：（注意反应条件的书写、反应方程式的配平）‎ 讲解、分析：‎ 设计有机合成路线时，主要考虑如何形成目标化合物的分子骨架，以及它所含有的官能团。首先将原料与产品的结构从以下两方面对照分析：①分子骨架有何变化；②官能团有何变更。能否直接引入官能团，间接引入的方法是什么？参考“思考与交流”栏目，总结官能团引入和转化的一些技巧和方法。 ‎ 迁移提高：典型例题分析 例题3  已知下列两个有机反应：‎ R—Cl+NaCN→R—CN+NaClR—CN+2H2O+HCl→RCOOH+NH4Cl，‎ 现以乙烯为惟一有机原料（无机试剂及催化剂可任选），经过6步化学反应，合成二丙酸乙二醇酯，设计出正确的合成路线，写出相应的化学方程式（可以不注明反应条件）。‎ 分析：略 答案：‎ 总结、提高：有机合成遵循的原则 ‎（1）起始原料要廉价、易得、低毒性、低污染。通常采用四个碳以下的单官能团化合物和单取代苯。‎ ‎（2）应尽量选择步骤最少的合成路线。为了减少合成步骤，应尽量选择与目标化合物结构相似的原料。步骤越少，总产率越高。‎ ‎（3）合成路线要符合“绿色、环保”‎ 的要求。高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标化合物中，达到零排放。‎ ‎（4）有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现。‎ ‎（5）要按一定的反应顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应事实。综合运用有机反应中官能团的衍变规律及有关的提示信息，掌握正确的思维方法。有时则要综合运用顺推或逆推的方法导出最佳的合成路线。‎ ‎【方案Ⅱ】小组复习，学习讨论，迁移提高 小组复习：各小组分别总结有机反应的主要类型（取代反应、加成反应、氧化反应、还原反应、消去反应、酯化反应），从有机化学反应的反应类型角度对前面学过的有机化学知识进行归纳总结。通过小组交流，复习烃的衍生物的结构、官能团的性质，熟悉常见的有机反应。‎ 学习讨论：学生完成【方案Ⅰ】中的例题1、2，请同学们注重思考设计有机合成路线的关键是什么？应从哪些方面入手？根据学生发言，师生分析、归纳有机合成的方法。‎ 迁移提高：学生完成【方案Ⅰ】中的例题3，老师引导学生总结逆合成分析法思路及有机合成遵循的原则。通过学生评价（自评和小组互评）、师生评价（教师向学生质疑、学生向教师质疑）、教师评价（教师给学生评价并进行点拨）、练习检测评价（客观检查学习效果）等手段，充分发挥学生在课堂学习活动中的主体性，给予学生更多的活动、研究、讨论的时间和空间。‎ 二、问题交流 ‎【思考与交流】‎ 教师在课上可围绕教科书提出的三个问题，引导学生展开讨论，复习不同有机物的特征反应，归纳总结不同官能团引入和转化的方法，使学生掌握一定的合成技巧。‎ 引入碳碳双键的三种方法是：卤代烃的消去、醇的消去、炔烃的不完全加成。‎ 引入卤原子的三种方法是：醇（或酚）的取代、烯烃（或炔烃）的加成、烷烃（或苯及苯的同系物）的取代。‎ 引入羟基的四种方法是：烯烃与水的加成、卤代烃的水解、酯的水解、醛的还原。‎ 另外，根据学生知识水平的不同，可适当拓宽内容，如可提出问题：有机物成环的方法有哪些？（加成法、酯化法、消去法等）‎ ‎【学与问】‎ 答案详见【方案Ⅰ】中例题1。‎ 三、习题参考答案 ‎1.‎ ‎2.‎ ‎3．（1）二烯烃与Cl2的1,4-加成 ‎（2）卤代烃在NaOH水溶液中的取代反应 ‎（3）烯烃与HCl的加成反应 ‎（4）醇在浓硫酸存在下的消去反应 复习题参考答案 ‎1．D  2．B  3．A、B  4．A  5．B  6．C ‎7． （1）先分别加入Cu(OH)2,加热，有红色沉淀生成的为甲醛溶液；取另四种物质，通入或加入溴水，褪色的为乙烯，出现白色沉淀的为苯酚；余下的加入重铬酸钾酸性溶液，振荡后变色的为乙醇，不变的为苯。‎ ‎（2）方程式略。‎ ‎8．CH2=CH-COOH ‎9．② 的产物为：CH2=CH-CH2Cl④ 的产物为：甘油CH2OH-CHOH-CH2OH 各步变化的化学方程式：‎ 如果在制取丙烯时所用的1－丙醇中混有2－丙醇，对所制丙烯的纯度没有影响。因为二者在发生消去反应时的产物都是丙烯。‎ ‎ ‎ ‎10．A:CH3CH2OH 乙醇    B：CH2=CH2 乙烯   C：CH3CH2Br  溴乙烷