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1、苯的结构和性质临安昌化中学闫天宇K认知目标11.通过苯与浪的取代反应,理解苯的结构特点;2.理解苯的结构对化学性质的影响。K过程与方法目标】1 .培养学生自主学习的能力和科学探究的能力。2 .引导学生学习科学探究的方法,培养学生小组合作、交流表达的能力。K情感、态度、价值观目标培养学生重视实验的科学态度和对科学实验的兴趣,学习科学家的优秀品质。K教学重点苯的主要化学性质以及化学性质与分子结构的关系。K教学难点苯的化学性质与分子结构的关系。K教学方法教师引导、学生自主、探究、合作学习;多媒体辅助教学【引入】前面我们学习了脂肪烧,烧类中还有一类物质叫芳香烧。而芳香煌中最基本的就是苯。对于这种物质,
2、我们在化学必修2中己经有初步的了解。【展示】盛有苯的试剂瓶。【复习回顾】据你了解,苯有那些性质?1.苯是无色易挥发的液体,有毒。2 .苯不能使溟水褪色,也不能使酸性KMnO4溶液褪色。3 .【提出问题】苯不能使滨水褪色,那么它与液澳能不能反应?【实验】在分液漏斗中加入约5mL的苯,用胶头滴管向其中加入约ImL的液浪,振荡混合。【现象】两种液体混合在一起,并没有明显的反应迹象。【实验】我们把混合好的液体连接在如P50图39的实验装置中,打开分液漏斗的活塞,让混合液与铁粉接触,观察反应现象。【学生体验】混合液有轻微沸腾的现象,三颈烧瓶中充满红棕色的气体,用手触模烧瓶外壁能感觉到液体的温度明显升高,
3、在锥形瓶中可能会观察到有少量白雾。【实验分析】由以上现象能否确定苯与液溟发生了反应?怎样通过实验确定它们之间发生了反应?取锥形瓶中的液体,测量pH,发现酸性较强,与滨水的PH进行简单的比较。结论:该液体的酸性不是由于挥发出来的溟蒸气溶于水而引起的。那是什么原因哪?可能是HBr气体溶于水,得到的氢浪酸是一种强酸。实验证明,向剩余溶液中滴加硝酸银溶液,可见到生成浅黄色沉淀。通过我们的分析和实践,发现该过程中产生了新的物质HBr.【提出问题】L长导管末端不能深入水面以下,由此你能推测HBr气体应该具有什么性质?2.浪苯应该是无色、密度比水大的液体,但反应得到的浪苯却是褐色的液体,原因何在?【结论】苯
4、和液浪在该条件下发生了化学变化,进一步说是发生了取代反应。苯和澳在一定的条件下发生了取代反应而不是加成反应,这反映了苯的化学性质与饱和燃相似,而我们知道苯是一种不饱和度很高的物质,那么它为什么容易发生取代反应而较难发生加成反应哪?(激疑)【讲授】这个问题也是困扰化学家的一个世纪难题。十九世纪,欧洲的工业迅猛发展,并开始了对煤的综合利用。人们发现在盛放煤气的装置中,总会残留一些液体。1825年,英国科学家法拉第历时5年时间,从这种残留的液体中,提炼出了一种无色液体,并称之为“氢的重碳化合物工不久,法国化学家日拉尔等人测定了该烧的分子式:C6H6这种物质含碳量极高、而化学性质又很稳定,很多化学家对
5、它都产生了浓厚的兴趣。但是在接下来的40多年里,没有人能够解释它的性质。直到1866年,德国化学家凯库勒提出了6个碳原子成环的设想,这一创举将苯的结构的分析带入的一个新的境界。凯库勒按照碳原子的4价理论,画出了单、双键交替的六元环状结构。但这与该物质的化学性质不符,因此,他又修正了自己的假设,认为单、双键的位置是在不停的变换。二十世纪初叶,杂化轨道理论己经日渐成熟,该理论认为,每个碳原子都采取sp2杂化方式与一个氢原子和两个碳原子形成b键。六个碳原子除了通过0键连接成环外,还分别提供一个P轨道和一个电子,共同形成一个大乃键。所以,理想的苯环写法应该是正是这个大万键,使得苯分子的结构非常稳定,能
6、量很低,易于发生类似饱和煌的取代反应,难于发生类似于烯燃的加成反应。因为取代反应并不会破坏苯分子中的大乃键,而加成反应就一定会破坏大乃键。取代反应相对容易进行,在一定条件下,苯和多种物质都可以发生取代反应,比如:苯可以和浓硝酸在浓硫酸的催化作用下反应生成硝基苯和水。【结论】苯环是正六边形结构,其中的碳碳键是介于单、双键之间的一种特殊的化学键。【学生活动】请同学们从课本的48页到50页搜集相关的证据,证明苯的结构中不存在单、双键交替的结构。1 .六个氢原子化学环境完全相同。2 .平面的正六边形结构,键长相等。3 .12个原子共平面。4 .不能使溟水褪色,也不能使酸性KMnO4溶液褪色。5 .二元取代产物只有三种(邻位二元取代产物只有1种)6 .与氢气加成时,放出的热量比理论上少。【小结】苯具有介于单、双键之间的一种特殊的碳碳键,结构比较稳定。这决定了苯具有特殊的化学性质:发生取代反应相对比较容易,而发生破坏苯环的加成反应和氧化反应要困难的多。【练习】/某有机物A的结构为J(C8H8)分子中碳碳键的键长有两种,分别为1.33l1om(4)U1.4l-1om(4个)。请比较苯和A在化学性质上有何差异。