2019-2020年高中化学 5.5《苯 芳香烃》教案 旧人教版必修2.doc

2019-2020年高中化学 5.5苯 芳香烃教案 旧人教版必修2教学目标1、使学生了解苯的组成和结构特征，掌握苯的主要性质；2、使学生了解芳香烃的概念；3、使学生了解甲苯、二甲苯的某些化学性质；4、通过苯及其同系物性质的对比，对学生进行“事物是相互影响、相互联系的”辩证唯物主义教育。教学重点1、苯的主要化学性质以及分子结构的关系。2、苯的同系物的主要化学性质。教学难点苯的化学性质与结构的关系。课时安排三课时教学方法1、以凯库勒与苯分子结构的故事引入课题；2、通过观察实物和实验验证探究得出苯的物理性质和化学性质；3、实验验证和类比分析得出苯的同系物的化学性质。教学用具试管若干、苯分子的比例模型；苯、甲苯、二甲苯、酸性KMnO4溶液、溴水、冰块、乒乓球碎片、蒸馏水等。教学过程第一课时引言著名的科学家巴斯德曾经说过一句名言：机会偏爱有准备的头脑。这一名言的最佳实例莫过于德国科学家凯库勒。当他每天苦思冥想某一个问题而又不得其解时，一天晚上他做了个梦才使其豁然开朗，使问题得到较圆满地解决。他思考的问题就是关于苯分子的结构问题，这节课我们就来学习有关苯的知识。板书第五节 苯 芳香烃实物展示装在无色试剂瓶中的苯生观察苯的颜色状态：是一种无色的液体。补充演示在一干净的试管中倒入少量的苯，将试管放入盛有冰水混合物的烧杯中。生观察并记录现象：当试管从冰水混合物中拿出时，液体变成无色固体。师这一现象说明了什么？生由于冰水混合物的温度为0，此时能将苯由液体冷却为固体，表明苯的熔点高于0。补充演示在一试管中加入1mL苯，另外加3mL水，振荡之后静置。生观察现象：振荡时溶液混浊，静置后分层，在液面下1mL处有一明显界面。师这又说明了什么？生说明苯不溶于水；所加的1mL苯在上层，3mL水在下层，又表明苯的密度比水小。师由于苯是有毒的，所以才没让大家嗅闻其气味，苯具有特殊的气味，由此可见，苯的主要物理性质有哪些？生归纳总结：苯是一种无色、有特殊气味的液体，有毒、不溶于水、密度比水小，熔点大于0。板书一、苯的物理性质补充演示将一些乒乓球碎片置于由固体已恢复成液体的苯的试管中（培养学生节约药品的良好习惯）生观察现象：片刻后碎片溶解。设疑苯有哪些重要用途？生自学，结合苯溶解乒乓球碎片的事实，归纳总结：苯是一种重要的化工原料，它广泛地用于生产合成纤维、合成橡胶、塑料、农药、医药、染料和香料等，也常用作有机溶剂。板书（附于物理性质之后）（一、苯的物理性质）和重要用途。师苯的分子式为C6H6，请大家根据所学的烷烃、烯烃和炔烃的通式，分析苯该属于哪种烃？具有什么样的结构？ 板书二、苯的结构生分别用CnH2n+2 、CnH2n以及CnH2n2试探，均不符合，而且从碳、氢原子的个数比来看，苯中的碳远没有达到饱和，故苯应该属于与烷烃、烯烃、炔烃不同类的另一种不饱和烃。演示实验（由一名学生完成）在两支试管中分别加入适量苯，然后向一试管中滴加酸性KMnO4溶液，向另一试管中滴加溴水，振荡试管，静置观察：两试管中溶液均分层，滴酸性KMnO4溶液的试管上层为无色的苯，下层为紫色的KMnO4酸性溶液，另一试管上层苯中呈橙色，下层变为无色。设疑两支试管中的现象说明了什么？为什么苯和溴水混合振荡后苯层变为橙色？生两试管中的颜色均没有褪去，说明苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，既不能被酸性KMnO4溶液氧化，也不能和溴发生加成反应，不符合不饱和烃的特点。至于溴水和苯混合后苯层变为橙色是由于苯将溴从溴水中萃取出来的结果。师从分子组成上看苯应该为一种不饱和烃，但苯又不能使酸性KMnO4溶液以及溴水褪色，这和烷烃的性质比较相符，那么苯分子该是一种什么样的结构呢？这也正是困扰了德国科学家凯库勒很长时间的一个难题，我们已经知道，他后来从一次梦中得到启发意识到苯分子应该是一个环状结构。下面就是经过演变后的凯库勒提出的苯的结构式。副板书师这种结构式称为凯库勒式。那么这种结构式是否能真实地反应出苯的结构呢？生结合刚才的实验现象分析、思考：如果苯分子真如凯库勒式这样的结构，那么就应该能使两种溶液褪色，很显然与实验结果不符，所以凯库勒式不能真实地反应苯分子的结构。师可以肯定，苯分子为环状结构，这也正是凯库勒的贡献，但碳原子之间不是以单、双键交替结合的，那么又是怎样结合的呢？生自学、讨论后归纳：对苯分子结构的进一步研究表明，苯分子里不存在一般的碳碳双键，苯分子里6个碳原子之间的键完全相同，这是一种介于单键和双键之间的独特的键。模型展示苯分子的比例模型师不难看出，苯分子里的6个碳原子和6个氢原子都在同一平面上。为了表示苯的分子结构特点，常用下列结构式表示苯分子。副板书设疑什么叫芳香烃？芳香烃真的芳香吗？生自学、归纳后回答：芳香烃是指分子里含一个或多个苯环的碳氢化合物，简称芳烃。芳香烃只是沿用名而已，因大多数芳香类的化合物并没有芳香味，因此该名称没有实际意义。第二课时过渡我们经常强调结构决定性质，那么苯分子的这种环状结构会使苯有什么样的化学性质呢？板书三、苯的化学性质师苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，表明苯不能被酸性KMnO4溶液氧化；也不能使溴水褪色，表明一般情况下也不能与溴发生加成反应，其化学性质比烯烃、炔烃稳定。但在一定条件下苯也能发生一些化学反应。首先，苯如大多数有机物一样可以燃烧，即可以发生氧化反应。副板书苯的氧化反应问苯分子中碳元素的质量分数为多少？612612+61生计算：由分子式C6H6知：碳元素的质量分数为 100%=92.3%问这么高的质量分数会导致苯燃烧时有何现象？生燃烧时火焰明亮，伴有较浓的黑烟，因为碳燃烧不充分。师请大家写出苯燃烧的化学方程式。点燃生书写苯燃烧的化学方程式，并由一名学生上前板演：2C6H6+15O212CO2+6H2O。师苯分子的环状结构使得环上的氢原子容易被其他原子或原子团所取代，因此使其具有了和烷烃相似的重要性质取代反应。板书1、取代反应 （1）苯与溴的反应板书（1）苯与溴的反应反应物：苯和液溴（不能用溴水）反应条件：催化剂、温度（该反应是放热反应，常温下即可进行）。主要生成物：溴苯（ Br）学生活动分组讨论，根据烷烃取代反应的特点、结合提供的信息，写出该反应的化学方程式，并由一名学生将化学方程式板演于板书（1）的下面：催化剂 +Br2 Br+HBr师在苯与溴的取代反应中，影响反应发生的主要因素有溴应为纯的液态溴，溴水不反应；要用催化剂。另外苯分子中的六个氢原子是等同的，在上述条件下，一般是苯分子中的一个氢原子被取代。在催化剂存在时，苯也可以与其他卤素发生取代反应。设疑溴苯是不溶于水、密度比水大的无色油状液体，溴苯中溶解了溴时显褐色，那么如何除去溴苯中溶解的溴？生用NaOH溶液洗涤，然后用分液漏斗分液，先流下的是较纯的溴苯，后流下的为NaOH吸收了溴的混合溶液。板书（2）苯的硝化反应反应物：苯和浓硝酸（HONO2）反应条件：催化剂浓硫酸，温度5560主要生成物：硝基苯（ NO2）学生活动分组讨论，分析得出硝酸分子中参加取代的是NO2，从而写出二者反应的化学方程式，并由一名学生板演于板书（2）下面：浓硫酸 +HONO2 NO2+H2O设疑反应所需的5560如何实现？生用水浴加热的方法控制，当然需用温度计来指示。问在往反应容器中添加反应物和催化剂时，顺序有无要求？应该怎样加？生（讨论、分析后回答）：有。添加试剂的顺序应该是浓硝酸、浓硫酸、苯。师（提示）苯应等到浓硝酸与浓硫酸混合液冷却后再逐滴加入，以防浓硫酸溅出，且可以防止副反应发生。问NO2、NO2、NO2有何区别？生NO2是一种具体的物质，可以独立存在；NO2是亚硝酸根原子团，带一个负电荷；NO2是一个中性的原子团，不带电，但不能独立存在。师由于苯分子中的氢原子被硝基取代，所以称为硝化反应，当然在上述条件下，硝基也只取代苯分子中的一个氢原子，硝化反应符合取代反应的定义，因而也属于取代反应。板书（3）苯的磺化反应反应物：苯和浓硫酸（HOSO3H）反应条件：温度7080，不必加催化剂主要生成物：苯磺酸（ SO3H）学生活动分组讨论、分析硫酸分子中参与取代反应的原子团应为SO3H，从而写出浓硫酸与苯反应的化学方程式，并由一名学生板演于板书（3）下面： +HOSO3H SO3H+H2O师硫酸分子中的SO3H原子团叫做磺酸基，由磺酸基取代了苯分子中氢原子的反应称为磺化反应，同样在上述条件下苯分子也只有一个氢原子被取代，磺化反应也属于取代反应，与溴苯、硝基苯相比，苯磺酸易溶于水。过渡我们从苯分子的结构可以知道苯环上的碳原子之间的化学键是一种介于CC单键和C=C双键之间的一种特殊的键，既然它能像甲烷那样能发生取代反应，那么它也应该能像烯烃那样发生加成反应，前边已经证实其不能使溴水褪色，即一般不易加成，但在特殊的条件下，苯仍能发生加成反应。板书2、苯的加成反应反应物：苯和氢气反应条件：催化剂镍、温度180250反应产物：环己烷（C6H12）学生活动分组讨论、分析苯与氢气的加成产物环己烷的结构特点并写出化学方程式，由一名学生板演于板书2.下面：师从结构上不难看出，环己烷像烷烃一样饱和，故其化学性质与烷烃相似。至此，我们可以这样来归纳苯的化学性质：易燃烧，但其他氧化反应一般不能发生；易取代、难加成。练习将溴水和苯混合振荡，静置后分液分离，让分离出的苯层置于一试管中，加入某些物质后可以在试管口产生白雾。这种物质是( )A.亚硫酸钠 B.溴化铁 C.锌粉 D.铁粉思路分析苯萃取了溴，分离出来的上层是溴和苯的混合物，只要加入催化剂FeBr3或Fe（会与Br2反应生成FeBr3）即可使它们相互反应生成HBr放出，遇空气中的水蒸气而产生白雾。答案BD本节小结本节课我们通过观察分析认识了苯的物理性质，了解了苯的组成和结构特征，苯分子中碳碳原子结合是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键，所以其化学性质就既能像烷烃那样易发生取代反应如与溴的取代、硝化反应、磺化反应等，也能像烯烃那样发生加成，尽管很困难，大家在学习时应重点掌握苯的主要化学性质及其与苯的结构的关系。作业P135136一、1、2；二、1、2、3；三、1；四、1、2、3。第三课时板书四、苯的同系物复习提问1、什么叫芳香烃？ 2、苯的主要物理性质有哪些？ 3、苯分子结构有什么特点？ 4、苯分子的特殊结构导致其具有什么样的化学性质？ 5、什么叫同系物？学生回答1、分子里含有一个或多个苯环的碳氢化合物叫芳香烃 2、苯是一种无色带有特殊气味、有毒的液体，密度比水小、熔点比水高。3、苯分子是一个环状结构，在苯环中碳碳原子之间以介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键相结合，且苯分子里的6 个碳原子和6 个氢原子共平面。4、可以发生取代如与溴、硝酸等反应，加成、燃烧等反应，但不能使溴水、高锰酸钾溶液褪色5、结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物学生活动将一个CH2加在苯分子式C6H6上，分子式变为C7H8；将两个CH2加在C6H6上，分子式变为C8H10，分子C7H8和C8H10可能是什么关系？推出它们的通式。板书苯的同系物的通式：CnH2n-6(n6)学生活动分析C7H8和C8H10分子结构各有几种同分异构体？其中C8H10的同分异构体的沸点高低顺序是怎么样的？提问1、从甲苯及二甲苯的的三种同分异构体可以看出苯的同系物有什么结构特点？2、苯的同系物与苯在性质上有无差异？实验取三支试管，分别加入2mL苯、甲苯、二甲苯，然后分别加入3滴酸性高锰酸钾溶液，用力振荡，观察现象： 。结论： 。 3、苯的同系物的化学性质：氧化反应 燃烧：都有明亮火焰带有浓烟。能使酸性高锰酸钾溶液褪色（用于区别苯及其同系物、烷烃、烯烃等）取代反应甲苯与浓硝酸反应：浓硫酸作催化剂，加热与氯气反应：光照：甲基上取代，催化剂时，苯环上取代加成反应：与氢气加成。但比苯困难。4、用途：板书设计第五节 苯 芳香烃一、苯的物理性质和重要用途二、苯的结构三、苯的化学性质1.取代反应（1）苯与溴的反应催化剂 +Br2 Br+HBr（2）苯的硝化反应浓硫酸 +HONO2 NO2+H2O（3）苯的磺化反应 +HOSO3H SO3H+H2O2.苯的加成反应四、苯的同系物教学说明有道是“实践出真知”对于苯的物理性质要靠教师讲述或学生自学印象都不会很深，所以在教学中将苯放入无色试剂瓶中，让同学们亲自观察：实践后得出苯的物理性质，这样既可以加深对知识的理解，同时从能力上也得到发展。苯的化学性质没有要求做演示实验，教学中为提高学生的分析判断能力，在每一个性质前先给出相关信息，然后组织学生讨论、分析写出化学方程式，并通过设疑加深对相关知识的理解和掌握。苯分子的结构教学中结合了凯库勒探究苯分子结构的动人故事，使同学们在了解苯的结构特征的同时增强学习的自信心和兴趣。参考例题1、可用分液漏斗分离的一组混合物是A、硝基苯和酒精 B、溴苯和溴 C、苯和水 D、硝基苯和水2、某烃分子结构中含一个苯环，两个碳碳双键和一个碳碳三键，它的分子式可能为A、C9H12B、C17H20C、C20H30D、C12H203、下列物质不能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是A、SO2B、苯C、丙烷D、甲苯4、分子式为C10H14 芳香烃，在它的分子中只有一个烷基，其苯环上一溴代物有12 种，则此烷基的结构有A、2 种B、3 种C、4 种D、5种5、下列各烃与氯气发生取代反应，生成的一氯代物可能的同分异构体共有三种的是A、丙烷B、戊烷C、2甲基丙烷D、邻二甲苯6、结构不同的二甲基氯苯的数目有A、4种B、5种C、6种D、7种7、下列说法正确的是A、芳香烃的通式为CnH2n-6(n6)B、从苯的分子组成看远没有达到饱和，所以在它能使溴水褪色。C、由于苯分子组成的含碳量高，所以在空气中燃烧时会产生明亮并带有浓烟的火焰D、已烯和乙苯都能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色。8、已知二甲苯的同分异构体有三种，从而推知四氯苯的同分异构体有A、1种B、2种C、3种D、4种9、下列有机分子中，所有的原子不可能处于同一平面的是A、CH2=CHCNB、CH2=CHCH=CH2C、 CH=CH2D、CH2=CCH=CH2 CH3