高中化学第三节 乙醇与乙酸公开课教案

这是一份高中化学第三节 乙醇与乙酸公开课教案，共17页。教案主要包含了课后巩固等内容，欢迎下载使用。
第三课时 官能团与有机物的分类及性质
课题： 7.3.3 官能团与有机物的分类及转化
课时
1
授课年级
高一
课标要求
认识乙醇、乙酸的结构及其主要性质及应用；认识官能团与性质的关系；知道氧化反应、取代反应等有机反应类型及有机化合物在一定条件下可以相互转化。
教材
分析
本节是人教版（1019版）必修第二册第七章第三节《乙醇与乙酸》的内容，主要包括乙醇和乙酸的组成、结构和性质，官能团与有机化合物的分类等内容。
有机物在生产和生活中不仅种类丰富,而且在衣、食、住、行等多方面应用广泛,其中,乙醇和乙酸是两种人类比较常见和较早发现、制备和应用的有机化合物。通过本节对乙醇、乙酸等内容的学习,学生可以进一步了解常见的有机反应类型,对有机物分子的结构特点和官能团有一定的认识,初步具备分析和探究有机物性质的一般思路方法。
从教材的知识结构上看,乙醇是醇类物质的代表物,乙酸是羧酸类物质的代表物。从教材的整体编排上看,乙醇和乙酸是很重要的烃的含氧衍生物，它和我们的生活、生产实际密切相关;从知识内涵和乙醇、乙酸的分子结构特点上看,乙醇是烃的延伸,乙酸是醇和酚、醛知识的巩固、延续和发展,又是学好酯(油脂)类化合物的基础,有着承上启下的作用。
在第二节学习了乙烯，同时反应产物中涉及卤代烃，学生已经初步接触了含有官能团的有机物。本节在此基础上，结合乙醇的实例给出官能团的概念，让学生从结构的角度理解决定有机物分类与化学性质的特征基团，并从官能团转化和物质类别变化的角度认识有机物之间的转化，初步认识有机合成。同时，教材在本节最后结合官能团的作用，从结构和性质的角度对常见有机物进行分类，通过“方法导引”栏目初步总结认识有机物的一般思路，使学生掌握方法，进一步强化有机物的认知模型。
本节教学的重点是乙醇、乙酸的结构和性质，教学难点是乙醇的催化氧化和乙酸的酯化反应。根据教学内容和课标要求，本节内容分三个课时完成。第一课时“乙醇”，第二课时“乙酸”第三课时“官能团与有机化合物的分类及转化”。
本课时为第三课时“官能团与有机化合物的分类及转化”。本节教材在学习了乙醇、乙酸的组成、结构及性质的基础上，认识了官能团的概念及官能团对有机物的性质具有决定作用，指出含有相同官能团的有机物性质相似。为此通过表7-2归纳总结出常见的有机化合物类别、官能团和代表物。再通过“方法引导”栏目，帮助学生分析有机化合物在转化过程中的官能团和物质类别变化，认识各类有机物在结构和性质上具有的明显规律性，深化其对有机物性质与转化关系的认识。
教学目标
1.通过旧知回顾、讨论交流，能结合实例认识有机物常见官能团，能从官能团类别的角度辨识各类有机化合物，深化“结构决定性质”的观念。
2.通过典例剖析、原理分析，了解官能团之间转化与物质类别和性质的关系，进一步理解氧化反应、取代反应、加成反应等常见有机反应类型。
3.通过归纳总结、整理提升，初步形成从烯烃（乙烯）到醇（乙醇）、醛（乙醛）、羧酸（乙酸）、酯（乙酸乙酯）的转化关系，认识多官能团有机物性质分析的基本方法。
教学重、难点
重点：根据官能团类别进行有机物分类及性质分析与判断
难点：官能团与有机物性质分析及官能团之间的转化
核心素养
宏观辨识与微观探析：能根据物质的组成与结构认识官能团，并探析它们的性质，从微观上认识氧化反应、取代反应、加成反应等有机反应类型的反应原理。
证据推理与模型认知：利用官能团与性质的关系，能根据有机物的组成与结构推测其性质，通过知识迁移、推理分析等方法，初步形成不同类别有机物转化关系的认知模型。
学情分析
从知识层面，学生已经具备官能团的概念，知道常见官能团与物质类别和性质的关系，但认识不够深入和全面，缺乏规律性认识。从能力层面，学生具备一定分析、推理能力，能根据官能团推测常见有机物的主要性质，但对概念适当拓展、根据组成和结构综合分析和解决问题的能力待进一步提高。
教学过程
教学环节
教学活动
设计意图
环节一、
情景导入
问题情境
【回顾1】人们常说“酒是陈的香”，而有的酒在存放过程中却会变酸．请查阅资料，结合所学内容解释上述现象可能的原因是什么？。
【学生】“酒是陈的香”，是因为酒中的乙醇被氧化为乙醛后进一步氧化得到乙酸，乙醇与乙酸在合适的条件下生成了乙酸乙酯，乙酸乙酯是具有特殊香味的物质，使陈酒飘香；若是条件不合适，乙醇与乙酸难以转化为乙酸乙酯，此酒就会存在乙酸的酸味。
【教师】评价、肯定。
【回顾2】以乙烷、乙烯、乙炔、乙醇、乙酸、乙酸乙酯为例，各类有机物分子结构的特点分别是什么？
【学生1】乙烷（烷烃）只含有C—C键，碳原子的剩余价键均与氢原子结合，使碳原子的化合价都达到“饱和”。
【学生2】乙烯（烯烃）含有C=C键，碳原子的价键没有全部被氢原子“饱和”，分子中的氢原子数比同数碳的烷烃（乙烷）少。
【学生3】乙炔（炔烃）含有C≡C键，碳原子的价键没有全部被氢原子“饱和”，分子中的氢原子数比同数碳的烯烃（乙烯）和烷烃（乙烷）都少。
【学生4】乙醇（醇）分子中含有原子团（—OH），且与脂肪烃基（乙基—CH2CH3)直接相连。
【学生5】乙酸（羧酸）分子中含有原子团（—COOH），可以看成是甲烷的一个氢原子被—COOH取代的产物。
【学生6】乙酸乙酯（酯）分子中含有原子团（—COOC2H5），可以看成是甲烷的一个氢原子被—COOC2H5取代的产物。
【教师】评价、强调：不同类别的有机物都有其独特的结构特征，大多数表现为有不同的官能团。
【预习1】请指出下列物质所含官能团的名称及官能团的结构简式分别是什么？它们分别属于哪类有机物？
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①CH3CH2CH2OH； = 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②H2=CHCH2CH3； = 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③CH3CH2CH2Br； = 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④
【学生】 = 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①（醇）羟基，—OH，属于醇; = 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②碳碳双键，，属于（单）烯烃； = 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③溴原子，—Br，属于溴（卤）代烃; = 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④（醇）羟基，—OH、羧基，—COOH、酯基，—COOR，属于醇、羧酸、酯。
【教师】评价、肯定。
【预习2】分子结构简式为有机物具有哪些主要的化学性质？
【学生1】该有机物中含有三种官能团：（醇）羟基—OH、羧基—COOH和酯基—COOR；
【学生2】（醇）羟基—OH可以发生氧化反应（燃烧、催化氧化、酸性高锰酸钾溶液等）；羧基—COOH具有酸的通性（弱酸性）和发生酯化反应；酯基—COOR可以发生水解（取代）反应等。
【教师】评价、肯定。
【导入】通过对乙烯、乙醇和乙酸性质的学习，我们认识到官能团对有机物的性质具有决定作用，含有相同官能团的有机物在性质上具有相似之处。因此我们可以根据有机物分子中所含官能团的不同，从结构和性质上对数量庞大的有机物进行分类。如：
回顾旧知，预习新知，结合学生的认知水平，创设问题情境，产生认知冲突。建立新旧知识的联系，激发学习兴趣和探究的欲望，激活学生的思维。
环节二、
氧有机物的官能团与物质类别的关系
活动一、有机物的主要类别、官能团和典型代表物
【过渡】通过对乙烯、乙醇和乙酸性质的学习，我们认识到官能团对有机物的性质具有决定作用，含有相同官能团的有机物在性质上具有相似之处。因此我们可以根据有机物分子中所含官能团的不同，从结构和性质上对数量庞大的有机物进行分类。
【问题1】阅读教材P81页内容，结合表7-2，思考常见有机物的类别与官能团的关系，填写表格内容。
【学生】官能团对有机物的性质具有决定作用，含有相同的官能团的有机物具有相似的性质，可以根据分子中官能团的不同对有机物进行分类。
【教师】评价、投影表格—常见的有机物类别、官能团和代表物，引导分析。
【学生】完成表格内容，展示交流：
【有机化合物类别
官能团
代表物
结构
名称
结构简式
名称
烃
烷烃
－
－
CH4
甲烷
烯烃
碳碳双键
CH2==CH2
乙烯
炔烃
－C≡C－
碳碳三键
CH≡CH
乙炔
芳香烃
－
－
苯
烃
的
衍
生
物
卤代烃
碳溴键
CH3CH2Br
溴乙烷
醇
—OH
羟基
CH3CH2OH
乙醇
醚
醚键
CH3CH2OCH2CH3
乙醚
醛
或—CHO
醛基
乙醛
羧酸
或—COOH
羧基
乙酸
酯
或—COOR
酯基
乙酸乙酯
【教师】评价、强调：并不是所有有机物都含有官能团，如烷烃，部分芳香烃等。一种有机物可含有一种官能团，也可以含有多种官能团。
【问题2】拓展探究：书写烃的衍生物同分异构体顺序基本思维模型是什么？
【学生】烃的衍生物同分异构体有三种基本类型：类别（官能团）异构、碳链异构、位置（官能团）异构。
【教师】评价、强调：官能团异构是指原子种类和原子个数相同（键数或饱和度相同），而结构不同。常见有一元醇与醚、醛与酮、羧酸与酯等。
【教师】讲解：书写烃的衍生物基本思维模型
第一步：判类别—根据有机物的分子组成判定其可能的类别异构；
第二步：写碳链—根据有机物的类别异构写出各类别异构的可能的碳链结构(先写最长的碳链，依次写出少一个碳原子的碳链，把余下的碳原子连到相应的碳链上去。
第三步：移官位—一般是先写出不带官能团的烃的同分异构体，然后在各条碳链上依次移动官能团的位置，有两个或两个以上的官能团时，先连一个官能团，再连第二个官能团，依此类推。
第四步：氢饱和—按“碳四键”的原理，碳原子剩余的价键用氢原子去填充饱和，就可得所有同分异构体的结构简式。
【学生】书写分子式为C4H10O的有机物所有的同分异构体的结构简式。并指出其种类。
【教师】评价、肯定。
【对应训练1】下列物质中含有两种官能团的烃的衍生物为（ ）
A．CH3CH2NO2 B．CH2=CHBr
C．CH2Cl2 D．
【答案】B
【解析】A．该有机物含有-NO2一种官能团，故A错误；B．该有机物存在碳碳双键、-Br两种官能团，故B正确；C．该有机物存在-Cl一种官能团，故C错误；D．该有机物存在-Br一种官能团，故D错误。故选B。
【对应训练2】下列关于官能团的判断中说法错误的是（ ）
A.醇的官能团是羟基(—OH) B.羧酸的官能团是羟基(—OH)
C.酯的官能团是酯基() D.烯烃的官能团是碳碳双键()
【答案】B
【解析】醇类的官能团为羟基（—OH），A项正确；羧酸的官能团为羧基（—COOH），且羧基是个整体，不能分开，B项错误；酯的官能团是酯基()，C项正确；烯烃的官能团是碳碳双键()，D项正确。故选B。
从物质的结构入手认识物质,分析碳骨架和官能团，并能结合常见有机物的性质推测陌生有机物的性质，形成宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知的化学核心素养。
创设深度问题，开展深度学习，进一步巩固同分异构体的概念及书写方法。
检测与评价，发现问题，调控课堂，提高教学的有效性和实效性。
活动二、几种重要有机物组成、结构及类别
【过渡】有机化合物的分子指出与结构有多种表示方法，但不同的表示方法意义不同。为了体现“结构（官能团）决定性质”，在表示有机化合物的组成与结构时，往往要明确其官能团。
【问题1】结合已有知识，思考几种常见烃、乙醇、乙酸、乙酸乙酯的分子组成和结构有何特点？填写表格内容。
【教师】投影表格，引导分析。
【学生】完成表格内容，展示交流：
物质
甲烷
乙烯
乙炔
乙醇
乙酸
乙酸乙酯
分子式
CH4
C2H4
C2H2
C2H6O
C2H4O2
C4H8O2
电子式
——
——
——
结构式
H—C≡C—H
结构简式
CH4
CH2==CH2
HC≡CH
CH3CH2OH或C2H5OH
CH3COOH
CH3COOCH2CH3
球棍模型
空间填充模型
官能团
——
—C≡C—
—OH
类别
烷烃
烯烃
炔烃
醇
羧酸
酯
【教师】评价、强调：虽然球棍模型、空间填充模型均能反映有机物分子真实的空间构型，但由于书写较复杂，所以通常用结构简式表示。
【问题2】结合教材P81页“方法引导”栏目，思考认识有机化合物的一般思路是什么？
【学生】认识一种有机物，可先从结构入手，分析其碳骨架和官能团，了解其所属的类别；再结合该类有机物的一般性质推测其可能具有的性质，并通过实验进行验证；在此基础上了解该有机物的用途，即“结构决定性质，性质决定用途”。
【对应训练1】某种食品防腐剂的结构简式如图所示，下列关于该物质的说法正确的是（ ）

A．分子式为 B．是一种有机高分子化合物
C．分子中含有三种含氧官能团 D．1ml该物质能与3ml NaOH反应
【答案】A
【解析】A．由结构简式可知该物质的分子式为：C7H10O5，故A正确；B．该物质分子式C7H10O5，相对分子质量较小，不属于高分子化合物，故B错误；C．由结构简式可知该物质含有碳碳双键，羟基，羧基三种官能团，其中含氧官能团只有羟基和羧基两种，故C错误；D．该物质中只有羧基能与NaOH反应，1ml该物质含有2ml羧基能与2mlNaOH反应，故D错误；故选：A。
【对应训练2】有机物M、N、Q之间的转化关系为，下列说法正确的是（ ）
A．M的同分异构体有3种(不考虑立体异构) B．N分子中所有原子共平面
C．Q的名称为异丙烷 D．M、N、Q均能与溴水反应
【答案】A
【解析】依题意，M、N、Q的结构简式分别为、、。求M的同分异构体可以转化为求丁烷的一氯代物，丁烷有2种同分异构体：CH3CH2CH2CH3、，它们的一氯代物均有2种，故丁烷的一氯代物共有4种，除M外，还有3种，A项正确；N分子可以看成乙烯分子中的2个氢原子被甲基取代，乙烯分子中所有原子共平面，甲烷分子中所有原子不可能共平面，所以N分子中所有原子不可能共平面，B项错误；Q的名称是异丁烷，C项错误；M、Q不能与溴水反应，N分子中含有碳碳双键，能与Br2发生加成反应，D项错误。
通过对比分析熟悉有机物的不同表示方法，巩固旧知，突出有机物结构中的官能团对物质类别及性质的影响。培养证据推理与模型认知的化学核心素养。
归纳总结，形成认识有机物的基本思维模型。
检测与评价，发现问题，调控课堂，提高教学的有效性和实效性。
环节三、
常见官能团与有机物性质的关系
活
活活动一、常见几种官能团的性质探究
【过渡】通过前面学习我们知道，不饱和烃（烯烃和炔烃）、醇、酸、酯等有机物，因其结构中具有不同的官能团，从而具有不同的性质。
【问题1】结合小表内容，归纳总结常见几种官能团分别具有哪些主要的化学性质？填写表格内容。
【教师】投影表格，引导归纳、总结。
【学生】完成表格内容，展示交流：
官能团
主要化学性质
（碳碳双键）—C≡C—（碳碳三键）
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①加成反应：与X2（制二卤代烃）、H2（制烷烃）、HX（制一卤代烃）、H2O（制一元醇）等。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②加聚反应：制高分子化合物。
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③氧化反应：燃烧、强氧化剂（酸性高锰酸钾溶液褪色）氧化。
—OH（醇羟基）
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①置换反应：与活泼金属（如钠）反应生成氢气
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②催化氧化：Cu或Ag作催化剂，加热，生成醛或酮
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③酯化（取代）反应：与酸反应生成酯，可逆。
—COOH（羧基）
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①弱酸性：R—COOHR—COO-+H+（R—烃基）
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②酯化（取代）反应：与醇反应生成酯，可逆。
（酯基）
水解（取代）反应：酸性条件，可逆，生成羧酸和醇；碱性（NaOH）条件，不可逆，生成羧酸钠和醇，且1ml消耗1mlNaOH
【教师】评价、强调：有机化合物之间的转化围绕着官能团的变化，转化过程中往往既伴随着碳骨架变化，也伴随着有机化合物的类别的变化。
【问题2】结合已有知识，比较水、乙醇、碳酸、乙酸四种含有羟基的物质性质的异同，可得出什么结论？填写表格内容。
【教师】投影表格—乙醇、水、碳酸、乙酸的比较，引导分析。
【学生】完成表格内容，展示交流：
乙醇
水
碳酸
乙酸
电离程度
不电离（非电解质）
微弱电离（极弱电解质）
部分电离（弱电解质）
部分电离（弱电解质）
酸碱性
中性
中性
弱酸性
弱酸性
与Na
反应
反应
反应
反应
与NaOH
不反应
不反应
反应
反应
与NaHCO3
不反应
不反应
不反应
反应
结论
羟基中氢原子的活泼性：乙醇