第三章《羧酸》教学设计

第三章第四节羧酸(第一课时)一、课标呈现羧酸是《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》选择性必修课程主题2“烃及其衍生物的性质与应用”的内容。1．内容要求认识羧酸的组成和结构特点、性质、转化关系及其在生产、生活中的重要应用。2．学业要求（1）能写出羧酸的官能团、简单代表物（乙酸、甲酸、苯甲酸、乙二酸）的结构简式和名称；能够列举简单代表物（乙酸、甲酸、苯甲酸、乙二酸）的主要物理性质。（2）能结合分子结构特点，运用类比迁移的方法分析和推断羧酸的化学性质，并根据有关信息书写相应的化学方程式。（3）能从官能团和结构变化的角度理解“醇、醛、酸、酯”的转化关系。能列举乙酸、甲酸、苯甲酸、乙二酸等代表物在生活中的应用，分析和探讨羧酸对环境和健康可能产生二、教学内容分析1.内容分析本节课本节内容的功能价值（素养功能）：能结合羧酸的官能团及化学键极性特点分析和推断羧酸的化学性质，培养学生类比迁移的能力。人教版新教材在旧教材的基础上增加常见羧酸在生产、生活中的重要应用以及羧酸的物理性质的内容。旧教材内容中仅在“资料卡片”栏目简单介绍甲酸、柠檬酸等自然界中常见的有机酸的结构和性质；也没有羧酸的酸性开展实验探究。新教材系统地介绍了羧酸代表物（甲酸、苯甲酸、乙二酸）的重要性质及应用，羧酸的物理性质，羧酸酸性的科学探究实验。2.素养呈现新教材内容的改变带来的教学启示：教学时不能仅停留于认识羧酸典型代表物乙酸的结构和性质，而应认识生活中常见的多种典型羧酸代表物，了解其在生产、生活中的重要应用;同时，结合前面已学过的“醇、醛、酸”的转化关系，建立更加完善的“醇、醛、酸、酯”的转化关系，重视与氧化反应和还原反应等化学知识关联的结构化设计，充分发挥结构化知识对学生核心素养发展的重要作用，同时也为第五节“有机合成”的学习和完成本章最后的“整理与提升”奠定基础。三、学情分析学生在必修第二册第七章第三节已经学习了羧酸的典型代表物乙酸的物理性质和化学性质，为羧酸有机物的学习奠定了一定的知识基础；同时，在选择性必修3第三章前三节对醇、醛已经有了系统学习，为羧酸的学习方法与思路提供了一定的借鉴，同时为建立“醇、醛、酸、酯”的转化关系做准备。但学生在设计实验方案等科学探究方面的能力、建立结构化知识的能力还有待加强。如根据提供的多种实验试剂，难以恰当地选择合适的试剂设计实验方案。对“醇、醛、酸、酯”的转化关系模型认识不够深入，应用该模型解决真实问题的能力还需要进一步培养。认识有机物的基本思路和方法（即基于官能团分析、预测、总结归纳物质性质）有待加强。四、教学目标（一）知识与能力1、了解羧酸酸的通用分子式和结构式，理解羧基的结构特点；2、理解酯化反应的概念；掌握乙酸的酸性和酯化反应等化学性质；3、理解酯化反应催化剂选择的相关知识（二）过程与方法1、通过展示乙酸分子的球棍模型及实物，进一步认识乙酸的分子结构及其物理性2、采用复习回忆法及实验探究法学习乙酸的酸性；3、由情景引入及实验探究学习乙酸的酯化反应，明确酯化反应的实质，理解酯化反应的催化剂；（三）情感﹑态度与价值观1、培养学生的观察能力，分析归纳思维能力，实验探究能力；2、能够通过乙酸用途等的学习，认识化学与生产生活的密切联系，从而激发学习化学的兴趣，提高学习化学的积极性。五、教学策略本节教学采用了探究学习的教学策略，创设教学情景来引入新课，学生小组设计实验并动手操作来探究乙酸的酸性，乙酸的结构和酯化反应发生时断键的过程（同位素示踪法)。从动手探究，观察实验现象，到揭示反应的本质，发现整个演示实验的局限性，从感性到理性，帮助学生发现问题，引导学生提出合理的方案，经过验证，真正理解知识,在头脑中构建新知识。乙酸，鹌鹑蛋，乙醇，浓硫酸，沸石，饱和碳酸钠七、教学重点、难点重点：1、乙酸的酸性；2、乙酸的酯化反应条件探究难点：酯化反应的概念、特点、实质及催化剂的选择优化环节一引用生活中的水垢处理场景，探究乙酸的酸性【讲解】乙酸是重要的有机酸，生活中我们常接触它，食醋是3%~5%的乙酸溶液，故乙酸也称醋酸。【板书】生活中两种常见的有机物——乙酸【提问】根据观察和查阅资料，请归纳乙酸的物理性质。【学生回答】1．无色有强烈刺激性气味的液体；2．易溶于水、乙醇等溶剂；3．沸点：117.9℃熔点：16.6℃。【板书】一、物理性质【讲述】当温度低于16.6℃时无水乙酸易凝结成冰一样的晶体，所以无水乙酸又称为冰醋酸。【过渡】刚才我们已经了解了乙酸的一些外观特征，那么乙酸分子的内部结构又是怎么样的呢？我们来看看乙酸分子的结构模型。【展示】乙酸分子的球棍模型和比例模型，让学生总结乙酸的化学式、结构式和结构简【板书】二、分子组成与结构化学式：C2H4O2结构简式：CH3COOH官能团：羧基（—COOH）【质疑】乙酸可以看作是甲基和羧基组成的，羧基决定了乙酸的化学性质。那乙酸具备什么化学性质呢？我们一起来探究一下。【板书】三、化学性质【实验探究一】设计实验来验证乙酸的酸性。【学生】可行方案：1、往乙酸溶液中加石蕊试液；2、将镁条插入乙酸溶液；3、将鹌鹑蛋加入乙酸溶液；4、往滴有酚酞的NaOH溶液加乙酸溶液；【学生实验】动手做上述第三个实验【提问】请一位同学叙述上述实验中观察到的现象，说明乙酸有什么性质。【学生】把鹌鹑蛋加入乙酸乙酸溶液中，蛋壳表面产生气泡。【师】这四个反应都是酸的通性的表现，所以乙酸有酸性的结论是正确的。【提问】那么乙酸发生化学反应可能在哪些部位断键？【讲述】断羟基中的氢氧键，羧基在水溶液中有部分电离产生H+CH3COOHCH3COO－+H+【实验探究二】设计实验来验证乙酸与碳酸的酸性强弱【学生】可行方案：向一盛有鹌鹑蛋的小烧杯里，加入乙酸溶液。【教师】观察到什么现象就可以说明乙酸的酸性强于碳酸？【学生】鹌鹑蛋蛋壳表面有无色、无味的气泡生成。【归纳】通过这几个小实验可以证明乙酸具有酸的通性：能使酸碱指示剂变色；能与活泼金属、碱、碱性氧化物、某些盐等物质发生反应。乙酸的酸性比碳酸的酸性强。【板书】1﹑酸的通性，酸性：CH3COOH>H2CO3【过渡】乙酸除了具有酸的通性外，还有什么其他化学性质呢？【教师】厨师煮鱼时经常加点醋和酒，这样做出来的鱼不腥，更香醇。那醋和酒能够反环节二：书本酯化反应的验证，发现问题【实验探究三】乙酸与乙醇的反应【提问】通过阅读教材实验，观察实验装置，总结思考下列问题。【学生归纳】乙酸乙酯的实验室制备的问题：1、反应装置的特点，反应物的加入顺序；2、浓硫酸的作用；3、饱和Na2CO3溶液有什么作用；4、导管不插入饱和Na2CO3溶液中的原因。【提问】装有碳酸钠的试管里有什么变化？生成物的色、态、味怎样？【学生】出现分层，有不溶于水，具有香味的无色透明油状液体生成。【讲述】实验证明：乙酸与乙醇在有浓硫酸存在并加热的条件可以发生反应，实验中生成的有香味的无色透明油状液体叫乙酸乙酯。像这种酸跟醇作用生成酯和水的反应叫酯化反应，且乙酸与乙醇的酯化反应是可逆的。【板书】2、酯化反应CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O【探究】酯化反应可能的脱水方式同位素示踪法：酯化反应的原理：酸脱羟基，醇脱氢。【提问】展示书本实验视频，观察实验现象，同学们归纳书本实验的局限性。【学生】1、使用浓硫酸的时候存在较多安全隐患2、副反应较多且产生污染性气体【提问】如何改进该演示实验？环节三：如何改进书本演示实验通过所学知识和查阅相关文献资料，发现酯化反应所需温度在80℃左右，理论上在水浴条件下可以生成大量的乙酸乙酯。沪科版教材在药品及用量均不变的情况下，选择水浴加热。认为可以有效缓解溶液的炭化以及副反应过多的问题。【学生】可以设计如下的实验装置图【讲述】针对沪科版实验装置改进问题，老师通过实际实验过程中发现，该实验耗时过多，一般要10min左右才会出现少许乙酸乙酯，并且试管内的分层现象也不明显，所以大部分课堂演示实验教师还是会采用直接加热的方式来进行该实验。【提问】那如何继续改进该演示实验？装置改进后作为演示实验任然存在局限性，同学们共同思考一下有没有别的路径？【学生】可以改进该反应的催化剂，因为引起这个反应碳化的原因有两种可能：1、实验直接加热温度过高导致碳化，但是改进后任然存在局限性。2、该反应使用浓硫酸作为催化剂，浓硫酸能否改成其他的催化剂代替呢？【讲述】查阅文献资料，提出可以采用六水合三氯化铁作为催化剂，催化酯化反应，通过实际实验现象和所得产物量的多少，多次尝试并改进方案，最后得出合理的改进实验方案,采用乙醇和36%的乙酸，在六水合三氯化铁的催化作用下实验现象明显，产物较多。【提问】通过改进实验相对书本实验有何优势？【学生】1、腐蚀性小，操作方便2、副反应相对较少3、同时也消除了实验的不安全隐患4、在相同时间段内得到更多的产物【小结】乙酸的思维导图九、课时作业设计1．热水瓶用久后，瓶胆内常附着一层水垢（主要成分是CaCO3和Mg(OH)2），此水垢可用一些酸来清除。下列家庭用品中，能用来清除水垢的是()A．酱油B．纯碱C．食盐D．食醋2．食物中常含有有机酸，如：柠檬酸()、乳酸(说法错误的是()A．柠檬酸和乳酸不是同系物B．二者均能发生酯化反应和氧化反应C．1mol乳酸最多与1molNa反应D．乳酸属于羟基羧酸对于教学目标1、2、3;目的是让学生认识羧酸类物质的化学性质，认识到羧酸类物质酸性和能够发生酯化反应的特性。初步认识羧酸类物质的通性，认识到化学学习的十、课时教学反思本节课学习羧酸的性质，以乙酸为代表物，了解羧酸的组成与结构，理解羧酸的化学性质及应用，培养“变化观念与平衡思想”的核心素养。学生能够基于官能团、化学键的特点分析羧酸的化学性质，能描述和分析羧酸的重要反应，能书写相应的化学方程式，逐渐形成宏观辨识与微观探析的学科素养。通过实验探究乙酸、碳酸的酸性强弱及乙酸乙酯的制备，认识反应条件控制的重要性，让学生学会发现问题，查阅文献，提出可行性方案并验证的科学思维方法，了解同位素示踪法在酯化反应反应机理分析中的应用，逐渐形成科学探究与创新意识的学科素养。通过结合生产、生活实际了解羧酸在生活和生产中的应用，形成科学态度与社会责任的学科素养。十一、课时教学评价本节课遵循深度学习基本教学模式：情境—问题/任务—活动—知识—素养。真实、具体的问题情境是学生化学学科核心素养形成和发展的重要平台，为学生化学学科核心素养提供了真实的表现机会。深度学习也始于情境，教学中创设了乙酸和鹌鹑蛋反应的实验情境、书本酯化反应现象，实验过程中学生们发现碳化的真实情境，并立足于这些真实情境,设置进阶性问题启迪学生全身心的投入学习，引发学生的认识冲突，引导学生深入思考、进行解释，促使学生反思书本酯化反应的局限性，在活动中重新认识酯化反应，体现了深度学习的活动与体验、联想与结构、本质与变式、迁移与应用、价值与评价的特征。活动是指主体通过行为与客观世界相互作用的实践过程。它是个体心理发展的基础，是意识能动性和个能动性的高级形式。本节课的整体思路由情境到问题或任务，再将问题的解决或任务的完成转化为学生的活动，活动是本节课的中心。学生化学学科核心素养的发展是在具体的活动中自我建构、不断提升的过程，而不是靠教师简单的教授。活动为学生主动建构知识、发展核心素养提供“场所”，促进了学生学习方式的改变。本节课注重引导学生开展论证与猜想、设计新实验和验证，查阅文献资料等形式多样的活动，在这些具休的活动中建构知识，让学生形成良好的科学态度，遇到问题，要想办法设计改进方案，方案设计好再加以验证，最终得出最优的方案。指向核心素养的课堂教学不能脱离核心知识，知识是发展核心素养的载体，而创