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研究有機化合物的一般步驟和方法 教學設計2

一、學習目標分析

1、制定依據:

主題1 有機化合物的組成與結構

內容標準

學習要求

補充說明

1.通過對典型實例的分析,初步了解測定有機化合物元素含量、相對分子質量的一般方法,并能根據其確定有機化合物的分子式。

1.1初步了解測定有機化合物元素含量、相對分子質量的一般方法。

1.2能根據有機化合物元素含量、相對分子質量確定其分子式。

可介紹質譜法與李比希法相結合,確定有機物分子式的方法。

3.知道通過化學實驗和某些物理方法可以確定有機化合物的結構。

3.1知道有機化合物某些物理性質(如溶解性、熔沸點等)與其結構的關系。

3.2知道可運用紅外光譜、核磁共振氫譜及化學實驗方法確定有機化合物的分子結構。

可引導學生觀察同分異構體的紅外光譜和核磁共振圖譜。

關于質譜、紅外光譜和核磁共振氫譜,只要求知道質譜圖是實驗測定相對分子質量的一種方法,不要求會讀質譜圖;只要求知道紅外光譜圖和核磁共振譜圖可以確定有機化合物的官能團及某些確定原子的分布情況,不要求通過譜圖寫出相應的基團。

2、具體目標:

知識與技能

(1)初步了解研究有機化合物的一般步驟;初步學會分離、提純有機物的常規方法(蒸餾法與重結晶法)

(2)知道如何確定有機物的元素組成,學會運用最簡式法和直接法確定有機物分子式,并

評價方法的特點。

(3)知道現代物理方法在測定有機物的元素組成、相對分子質量和分子結構中的重要作用。

過程與方法

(1)通過研究有機化合物的一般步驟和方法的學習,進一步掌握學習物質及其化學性質的一般方法,提高自主學習能力。

(2)體驗有機物組成的研究過程,學習科學探究方法,提高科學探究能力,逐步形成獨立思考的能力,善于與人合作,具有團隊精神。

(3)在探究中,嘗試運用觀察、實驗與查閱資料等手段獲取信息,并運用比較、歸納等方法對信息進行加工,能對自己的學習過程進行計劃、反思、評價和調控,提高自主學習能力。

情感態度與價值觀

(1)從科學家探索組成的過程,體驗科學探究的艱辛和喜悅,養成良好的科學態度和形成正確的價值觀。

(2)感受現代物理學及計算機技術對有機化學發展的推動作用,體驗嚴謹、求實的有機化合物研究過程。

(3)體會邏輯嚴謹的思維美、解題的格式美。

二、教學重難點分析

面對種類繁多的有機物,學生應該初步了解怎樣研究有機化合物,應該采取什么步驟和常用方法等,從中體驗研究一個有機化合物的過程和科學方法。通過分離提純有機物的常用方法以及燃燒法測定有機物的元素組成和分析有機物的方法的學習,使學生進一步掌握學習物質及其化學性質的一些方法,提高自主學習能力和科學素養。實驗是進行科學研究的重要方法,而基本實驗方法是對化學感興趣的學生學習化學的必需掌握的技能。現代物理儀器技術是全新的內容,對學生來說非常陌生,而且也難于理解原理、也難以見到實物,使學生感到接受起來感覺困難。

基于上述分析本章的教學重點和難點確定如下:

1、 教學重點:

①蒸餾、重結晶等分離提純有機物的實驗操作

②通過具體實例了解某些物理方法如何確定有機化合物的相對分子質量和分子結構

③確定有機化合物實驗式、相對分子質量、分子式的有關計算

2、教學難點:確定有機物相對分子質量和鑒定有機物分子結構的物理方法的介紹

三、教學內容安排

至今,從天然產物中發現及人工合成的有機化合物已逾3 000多萬種,而新的化合物仍在不斷地發現與合成。這些新化合物發現或合成,及分子結構的確定需要經過一定的步驟和方法。研究一個有機化合物,不論這個有機化合物是天然存在的,還是人工合成的,第一步就是通過分離、提純,得到純凈的有機化合物。分離、提純有機化合物是正確測定其元素組成和結構的基礎,是進行現代物理方法測試前必須要做好的準備工作。隨著科學技術的進步與發展,分離、提純的方法也逐漸增多。我們僅介紹最常用的基本方法──蒸餾法和重結晶法,并初步學會這兩個最基本的實驗操作。蒸餾可用于液體有機化合物的提純;重結晶可用于固體物質的提純。色譜法既適用于液體有機化合物,也適用于可溶性固體有機化合物的分離提純,按課程標準此法不作要求,僅作為知識擴展,供學生課外活動參考。研究有機化合物的第二步是將分離后得到的純凈有機化合物,利用元素分析儀進行元素組成的定量分析。了解燃燒分析法的基本原理,即通過定量測定有機化合物氧化分解的CO2、H2O等小分子的無機化合物,給出該未知有機物組成元素的質量分數,求出組成該分子的各元素原子的整數比──即實驗式。第三步是測定未知物的相對分子質量,給出分子式。測定相對分子質量的方法也有很多,但目前被廣泛采用的、最準確、迅速的微量方法是質譜法。第四步是在測定了分子的實驗式和相對分子質量,確定了其分子的組成以后,通過紅外光譜與核磁共振氫譜鑒定有機化合物的結構。按課程標準的要求,使學生粗淺的了解由紅外光譜與核磁共振氫譜譜圖能獲得哪些結構信息即可,避免譜學原理和名詞術語對學生的困擾。

學時建議:

第四節 研究有機化合物的一般步驟和方法 2課時

一、分離、提純 1課時

二、元素分析與相對分子質量的測定

三、分子結構的鑒定及本節復習 1課時

四、教學資源建議

1、充分利用教材中的圖片。上網收集關于現代儀器的資料,制作成課件資源。

課本圖片色彩明朗、圖像清晰,是學生學習的有效手段,應充分利用好。

2、充分利用教材中的欄目。例如,組織學生完成粉筆分離菠菜中的色素實驗,使學生體會有機分離方法在生活中的應用。

3、充分利用網絡資源。查找資料、視頻等。

五、教學方法與學習指導策略建議

本節教材為課程標準新增的章節,內容全新。教師要注意領會教材的編寫思路和邏輯

結構:首先介紹人們研究有機化合物的一般步驟和方法,使學習者有個總體的認識;然后再分步按順序介紹具體的研究內容和研究方法;從介紹元素分析開始以未知物A(乙醇)為例介紹運用化學和物理方法確定有機物結構的一般步驟:有機物最簡式相對分子質量官能團分子結構。整體邏輯結構如下圖:

步驟方法

1、充分利用化學史,從中體驗科學方法與學科思想。

教學時可以適當引入有機化學發展簡史(山東與江蘇的版本都有這方面的內容)來展現人類認識、使用和合成有機物的過程,引出研究有機化合物的一般步驟,并為后面介紹用物理方法鑒定分子的結構作鋪墊。

2、充分做好教師演示實驗、學生實驗、探究實驗,分析實驗要點,養成嚴謹求實的實驗態度,學會基本實驗操作方法。

學生進行分組實驗,進行蒸餾、重結晶實驗。將粉筆層析可隨堂進行,增強興趣。

分離、提純的實驗在操作前要做好實驗前的準備工作,必須培養學生做實驗預習的習慣(填寫實驗報告),明確實驗目的、原理和操作關鍵等。教學時,教師應介紹分離和提純的區別,并在實驗關鍵操作上提出思考題(如重結晶中為什么要趁熱過濾,如何趁熱過濾等),引導學生帶著問題實驗、觀察和思考,發現異常現象,組織學生進行討論和原因分析。課后還可以把分離和提純的幾個操作:過濾、萃取、分液、蒸餾和重結晶進行比較,區別這些操作的原理、適用范圍、注意事項等。

3、利用網絡資料、圖片、視頻資料使學生對現代實驗技術儀器有所了解

對于質譜、紅外光譜和核磁共振氫譜等物理分析方法的教學,只需要學生了解,不要深究其原理。在教學中可充分利用教材的圖文對學生進行閱讀訓練,教會學生如何讀圖、提取所需信息,明確每種圖譜能解決什么問題。也可以事先由學生收集有關這些物理分析方法的電子資料(圖片或視頻錄像等),在課堂上利用多媒體進行簡單的介紹。其中核磁共振氫譜在后續“烴的含氧衍生物”一章中多次出現,也是學生解題時判斷同分異構體、確定有機物結構的一個重要依據,教學時可以多舉兩個例子讓學生在理解的基礎上加以應用。

4、講解依據元素組成確定分子式的方法,要求計算思路清楚、書寫規范

對于燃燒法確定元素的實驗式的計算,建議增加一課時專門講有機物相對分子質量和分子式的計算,彌補新教材對計算的削弱,加強訓練以減少學生對計算題的畏懼心理。

5、加強小組合作學習,充分討論

對于老師演示實驗或學生實驗,建議組織小組討論,對于實驗要點、注意事項充分討論,得出結論。對于現代技術,建議學生課下上網查資料,有所了解交流。組織學生閱讀教材,交流討論,增強學生學習的主動性。

六、課堂評價建議

1、實驗評價表(相應項打√)

實驗名稱

實驗儀器

實驗原理

實驗操作情況

成功與否及分析

蒸餾

理解 ( )

明白 ( )

不明白 ( )

理解 ( )

明白 ( )

不明白 ( )

理解 ( )

明白 ( )

不明白 ( )

重結晶

理解 ( )

明白 ( )

不明白 ( )

理解 ( )

明白 ( )

不明白 ( )

理解 ( )

明白 ( )

不明白 ( )

萃取

理解 ( )

明白 ( )

不明白 ( )

理解 ( )

明白 ( )

不明白 ( )

理解 ( )

明白 ( )

不明白 ( )

粉筆分離菠菜成分

理解 ( )

明白 ( )

不明白 ( )

理解 ( )

明白 ( )

不明白 ( )

理解 ( )

明白 ( )

不明白 ( )

2、關于“李比希元素測定法”小論文

進行論文評比展示

3、相應習題評價學習效果:

(1)對于實驗的理解

例:下列混合物,可用蒸餾法分離的是( )。

A.酒精和水 B.石油 C.食鹽和純堿 D.粗鹽

(2)有機物分子式確定

實驗測得某碳氫化合物A中,含碳80%、含氫20%求該化合物的實驗式。又測得該化合物的相對分子質量是30,求該化合物的分子式。

答案:實驗式是CH3,分子式是C2H6

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常用成語

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