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研究有机化合物的一般步骤和方法 教学设计2

一、学习目标分析

1、制定依据:

主题1 有机化合物的组成与结构

内容标准

学习要求

补充说明

1.通过对典型实例的分析,初步了解测定有机化合物元素含量、相对分子质量的一般方法,并能根据其确定有机化合物的分子式。

1.1初步了解测定有机化合物元素含量、相对分子质量的一般方法。

1.2能根据有机化合物元素含量、相对分子质量确定其分子式。

可介绍质谱法与李比希法相结合,确定有机物分子式的方法。

3.知道通过化学实验和某些物理方法可以确定有机化合物的结构。

3.1知道有机化合物某些物理性质(如溶解性、熔沸点等)与其结构的关系。

3.2知道可运用红外光谱、核磁共振氢谱及化学实验方法确定有机化合物的分子结构。

可引导学生观察同分异构体的红外光谱和核磁共振图谱。

关于质谱、红外光谱和核磁共振氢谱,只要求知道质谱图是实验测定相对分子质量的一种方法,不要求会读质谱图;只要求知道红外光谱图和核磁共振谱图可以确定有机化合物的官能团及某些确定原子的分布情况,不要求通过谱图写出相应的基团。

2、具体目标:

知识与技能

(1)初步了解研究有机化合物的一般步骤;初步学会分离、提纯有机物的常规方法(蒸馏法与重结晶法)

(2)知道如何确定有机物的元素组成,学会运用最简式法和直接法确定有机物分子式,并

评价方法的特点。

(3)知道现代物理方法在测定有机物的元素组成、相对分子质量和分子结构中的重要作用。

过程与方法

(1)通过研究有机化合物的一般步骤和方法的学习,进一步掌握学习物质及其化学性质的一般方法,提高自主学习能力。

(2)体验有机物组成的研究过程,学习科学探究方法,提高科学探究能力,逐步形成独立思考的能力,善于与人合作,具有团队精神。

(3)在探究中,尝试运用观察、实验与查阅资料等手段获取信息,并运用比较、归纳等方法对信息进行加工,能对自己的学习过程进行计划、反思、评价和调控,提高自主学习能力。

情感态度与价值观

(1)从科学家探索组成的过程,体验科学探究的艰辛和喜悦,养成良好的科学态度和形成正确的价值观。

(2)感受现代物理学及计算机技术对有机化学发展的推动作用,体验严谨、求实的有机化合物研究过程。

(3)体会逻辑严谨的思维美、解题的格式美。

二、教学重难点分析

面对种类繁多的有机物,学生应该初步了解怎样研究有机化合物,应该采取什么步骤和常用方法等,从中体验研究一个有机化合物的过程和科学方法。通过分离提纯有机物的常用方法以及燃烧法测定有机物的元素组成和分析有机物的方法的学习,使学生进一步掌握学习物质及其化学性质的一些方法,提高自主学习能力和科学素养。实验是进行科学研究的重要方法,而基本实验方法是对化学感兴趣的学生学习化学的必需掌握的技能。现代物理仪器技术是全新的内容,对学生来说非常陌生,而且也难于理解原理、也难以见到实物,使学生感到接受起来感觉困难。

基于上述分析本章的教学重点和难点确定如下:

1、 教学重点:

①蒸馏、重结晶等分离提纯有机物的实验操作

②通过具体实例了解某些物理方法如何确定有机化合物的相对分子质量和分子结构

③确定有机化合物实验式、相对分子质量、分子式的有关计算

2、教学难点:确定有机物相对分子质量和鉴定有机物分子结构的物理方法的介绍

三、教学内容安排

至今,从天然产物中发现及人工合成的有机化合物已逾3 000多万种,而新的化合物仍在不断地发现与合成。这些新化合物发现或合成,及分子结构的确定需要经过一定的步骤和方法。研究一个有机化合物,不论这个有机化合物是天然存在的,还是人工合成的,第一步就是通过分离、提纯,得到纯净的有机化合物。分离、提纯有机化合物是正确测定其元素组成和结构的基础,是进行现代物理方法测试前必须要做好的准备工作。随着科学技术的进步与发展,分离、提纯的方法也逐渐增多。我们仅介绍最常用的基本方法──蒸馏法和重结晶法,并初步学会这两个最基本的实验操作。蒸馏可用于液体有机化合物的提纯;重结晶可用于固体物质的提纯。色谱法既适用于液体有机化合物,也适用于可溶性固体有机化合物的分离提纯,按课程标准此法不作要求,仅作为知识扩展,供学生课外活动参考。研究有机化合物的第二步是将分离后得到的纯净有机化合物,利用元素分析仪进行元素组成的定量分析。了解燃烧分析法的基本原理,即通过定量测定有机化合物氧化分解的CO2、H2O等小分子的无机化合物,给出该未知有机物组成元素的质量分数,求出组成该分子的各元素原子的整数比──即实验式。第三步是测定未知物的相对分子质量,给出分子式。测定相对分子质量的方法也有很多,但目前被广泛采用的、最准确、迅速的微量方法是质谱法。第四步是在测定了分子的实验式和相对分子质量,确定了其分子的组成以后,通过红外光谱与核磁共振氢谱鉴定有机化合物的结构。按课程标准的要求,使学生粗浅的了解由红外光谱与核磁共振氢谱谱图能获得哪些结构信息即可,避免谱学原理和名词术语对学生的困扰。

学时建议:

第四节 研究有机化合物的一般步骤和方法 2课时

一、分离、提纯 1课时

二、元素分析与相对分子质量的测定

三、分子结构的鉴定及本节复习 1课时

四、教学资源建议

1、充分利用教材中的图片。上网收集关于现代仪器的资料,制作成课件资源。

课本图片色彩明朗、图像清晰,是学生学习的有效手段,应充分利用好。

2、充分利用教材中的栏目。例如,组织学生完成粉笔分离菠菜中的色素实验,使学生体会有机分离方法在生活中的应用。

3、充分利用网络资源。查找资料、视频等。

五、教学方法与学习指导策略建议

本节教材为课程标准新增的章节,内容全新。教师要注意领会教材的编写思路和逻辑

结构:首先介绍人们研究有机化合物的一般步骤和方法,使学习者有个总体的认识;然后再分步按顺序介绍具体的研究内容和研究方法;从介绍元素分析开始以未知物A(乙醇)为例介绍运用化学和物理方法确定有机物结构的一般步骤:有机物最简式相对分子质量官能团分子结构。整体逻辑结构如下图:

步骤方法

1、充分利用化学史,从中体验科学方法与学科思想。

教学时可以适当引入有机化学发展简史(山东与江苏的版本都有这方面的内容)来展现人类认识、使用和合成有机物的过程,引出研究有机化合物的一般步骤,并为后面介绍用物理方法鉴定分子的结构作铺垫。

2、充分做好教师演示实验、学生实验、探究实验,分析实验要点,养成严谨求实的实验态度,学会基本实验操作方法。

学生进行分组实验,进行蒸馏、重结晶实验。将粉笔层析可随堂进行,增强兴趣。

分离、提纯的实验在操作前要做好实验前的准备工作,必须培养学生做实验预习的习惯(填写实验报告),明确实验目的、原理和操作关键等。教学时,教师应介绍分离和提纯的区别,并在实验关键操作上提出思考题(如重结晶中为什么要趁热过滤,如何趁热过滤等),引导学生带着问题实验、观察和思考,发现异常现象,组织学生进行讨论和原因分析。课后还可以把分离和提纯的几个操作:过滤、萃取、分液、蒸馏和重结晶进行比较,区别这些操作的原理、适用范围、注意事项等。

3、利用网络资料、图片、视频资料使学生对现代实验技术仪器有所了解

对于质谱、红外光谱和核磁共振氢谱等物理分析方法的教学,只需要学生了解,不要深究其原理。在教学中可充分利用教材的图文对学生进行阅读训练,教会学生如何读图、提取所需信息,明确每种图谱能解决什么问题。也可以事先由学生收集有关这些物理分析方法的电子资料(图片或视频录像等),在课堂上利用多媒体进行简单的介绍。其中核磁共振氢谱在后续“烃的含氧衍生物”一章中多次出现,也是学生解题时判断同分异构体、确定有机物结构的一个重要依据,教学时可以多举两个例子让学生在理解的基础上加以应用。

4、讲解依据元素组成确定分子式的方法,要求计算思路清楚、书写规范

对于燃烧法确定元素的实验式的计算,建议增加一课时专门讲有机物相对分子质量和分子式的计算,弥补新教材对计算的削弱,加强训练以减少学生对计算题的畏惧心理。

5、加强小组合作学习,充分讨论

对于老师演示实验或学生实验,建议组织小组讨论,对于实验要点、注意事项充分讨论,得出结论。对于现代技术,建议学生课下上网查资料,有所了解交流。组织学生阅读教材,交流讨论,增强学生学习的主动性。

六、课堂评价建议

1、实验评价表(相应项打√)

实验名称

实验仪器

实验原理

实验操作情况

成功与否及分析

蒸馏

理解 ( )

明白 ( )

不明白 ( )

理解 ( )

明白 ( )

不明白 ( )

理解 ( )

明白 ( )

不明白 ( )

重结晶

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 ( )

粉笔分离菠菜成分

理解 ( )

明白 ( )

不明白 ( )

理解 ( )

明白 ( )

不明白 ( )

理解 ( )

明白 ( )

不明白 ( )

2、关于“李比希元素测定法”小论文

进行论文评比展示

3、相应习题评价学习效果:

(1)对于实验的理解

例:下列混合物,可用蒸馏法分离的是( )。

A.酒精和水 B.石油 C.食盐和纯碱 D.粗盐

(2)有机物分子式确定

实验测得某碳氢化合物A中,含碳80%、含氢20%求该化合物的实验式。又测得该化合物的相对分子质量是30,求该化合物的分子式。

答案:实验式是CH3,分子式是C2H6

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