【矩道化学虚拟实验室】乙醇的结构和性质
教学目标
知识与技能:
1.了解乙醇的物理性质及用途。
2.掌握乙醇的分子结构和化学性质——与钠的反应、氧化反应。
过程与方法:
1.通过仿真实验探究,获得乙醇的结构、性质之间的关系。
2.通过有关乙醇的实验,提高观察化学实验现象、分析实验结果的能力。
3.从观察实验现象入手,分析产生现象的因果关系和本质联系,从而了解学习和研究化学问题的一般方法和思维过程。
情感态度与价值观:
1.学会由事物的表象分析事物的本质、变化,进一步培养综合运用知识、 解决问题的能力。
2.通过新旧知识的联系,培养知识迁移、扩展的能力,进一步激发学习的兴趣和求知欲望。
教学重点与难点:
教学重点:乙醇的结构与性质
教学难点:乙醇的催化氧化
教学过程
环节一:导入新课
防疫之战正在进行,大家除了戴口罩、勤洗手、少出门外,还不忘进行酒精消毒。国家卫健委高级别专家组成员李兰娟院士在接受采访时表示:新型冠状病毒怕酒精,不耐高温。相信很多人家里都备了75%浓度的酒精预防病毒。酒精是乙醇的俗称,今天我们就一起来深入了解一下乙醇,看一看乙醇除了可以消毒外,在生活中还有哪些应用。
环节二:学习新知
一、乙醇的物理性质
【实验探究1】将学生分组,观察乙醇样品。并根据给出的药品,完成表格,记录乙醇的物理性质。
实验药品:乙醇,蒸馏水,碘单质,苯。
小组内交流结束后,请学生汇报结果,针对不同意见,予以点拨,让学生对乙醇的物理性质有一个系统的认识。
二、乙醇的分子结构:
【活动】请根据乙醇的分子式 C2H6O ,结合C、 H、O三种元素的成键数目,小组讨论推测乙醇可能的结构,并动手组装所有可能结构的球棍模型,并写出可能的结构式。
【小结】请小组学生代表展示讨论结果,并予以反馈,得到最终的两种结构及结构式。
【思考】
1.这两种分子里的氢跟烃分子(如:甲烷、乙烷、煤油)里的氢以及水分子里的氢有什么异同吗?
2.乙醇分子可能是哪一种结构呢?如何设计实验推测乙醇的结构?
提示:
(1)Na和H2O反应可以生成氢气。
(2)Na保存在煤油中不能反应生成氢气。煤油的主要成分是低级烃。
【方案】由学生思考后发言,老师进行关键细节补充。从而确定实验方案。将金属钠放入无水乙醇中,观察现象;若产生气体,用干燥的冷烧杯和澄清石灰水检验是否为氢气。从而确定乙醇中是否含有直接与氧原子连接的氢原子,继而确定乙醇的分子结构。
【实验】学生利用矩道VR/3D融合创新实验室进行乙醇与金属钠的反应,记录实验现象。
【结论】通过实验确定乙醇分子中含有与氧直接相连的羟基氢,从而确定乙醇的分子结构。
乙醇的结构式:
结构简式:CH3CH2OH或C2H5OH。
【观察】学生利用矩道VR/3D融合创新实验室观察乙醇分子的球棍模型和比例模型。
三、乙醇的化学性质:
1.与钠反应
【实验】通过刚才的实验,已知乙醇可以和金属钠发生反应。学生利用矩道VR/3D融合创新实验室进行钠与水的反应,并对比钠分别被放入水和乙醇中的现象。比较乙醇和水与钠发生反应的异同,并尝试写出乙醇与钠反应的方程式。
【讲解】在学生交流现象与方程式的过程中,教师分析断键方式(断开O-H键)。
【结论】乙醇可以和金属钠发生化学反应,生成乙醇钠和氢气。且乙醇中羟基氢的活泼性不如水中的羟基氢。
2.氧化反应
(1)燃烧。
实验室加热经常会使用酒精灯,就是利用乙醇的可燃性。生活中也有用酒精加热的例子,比如有些小火锅就是燃烧固体酒精来加热的。此外,乙醇作为一种新型可再生的清洁燃料,越来越受到重视,例如乙醇汽油已被广泛应用。
(2)乙醇的催化氧化。
【实验】学生利用矩道VR/3D融合创新实验室进行乙醇的氧化反应。
【分析】学生表达观察到的现象,分析铜在实验中的催化作用。老师讲解刺激性气味的由来,分析乙醇在铜的催化作用下被氧气氧化的过程。并分析乙醇氧化过程中断键方式,与乙醇和钠的反应作比较。乙醇与钠反应断①,乙醇的催化氧化反应断①和②。
【结论】
(3)被强氧化剂氧化。
【资料拓展】乙醇能与酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液反应,被直接氧化成乙酸。
四、乙醇的用途:
【活动】学生来讲一讲生活中哪些地方用到乙醇,体现出乙醇的哪些性质,老师做总结。
溶剂、饮品、消毒、燃料等。
1.物理降温。
2.灭菌消毒。
3.实验室及汽车燃料。
4.工业原料。
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