炔烴教學(xué)設(shè)計(jì)
教學(xué)目標(biāo)
1.使了解乙炔的重要性質(zhì)和主要用途;
2.使學(xué)生了解炔烴的結(jié)構(gòu)特征、通式和主要的性質(zhì);
教學(xué)重點(diǎn)
乙炔的結(jié)構(gòu)和主要性質(zhì)。
教學(xué)難點(diǎn)
乙炔分子的三鍵結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)的關(guān)系。
教學(xué)
1.通過(guò)制作乙炔的球棍模型認(rèn)識(shí)乙炔分子的碳碳叁鍵結(jié)構(gòu);
2.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證乙炔的化學(xué)性質(zhì)
3.類比、分析得出炔烴的結(jié)構(gòu)特征、通式和主要性質(zhì)。
教學(xué)過(guò)程
前面我們將C2H6分子的球棍模型中去掉兩個(gè)氫原子小球,在碳碳原子之間又連了一根小棍,得到了乙烯的含雙鍵的共平面結(jié)構(gòu),現(xiàn)在如果通過(guò)反應(yīng)使C2H4分子中再失去兩個(gè)氫原子,得到的這種C2H2分子的球棍模型。
碳碳原子以叁鍵形式結(jié)合。兩個(gè)碳原子和兩個(gè)氫原子在一條直線上。
這個(gè)分子就是乙炔分子。在該分子里兩個(gè)碳原子之間有3個(gè)共用電子對(duì),即以叁鍵形式結(jié)合,據(jù)此,請(qǐng)大家寫(xiě)出乙炔分子的分子式、電子式、結(jié)構(gòu)式。
按要求書(shū)寫(xiě)乙炔分子的`分子式、電子式、結(jié)構(gòu)式,并由一名學(xué)生上前板演:
一、乙炔分子的結(jié)構(gòu)和組成
分子式 電子式 結(jié)構(gòu)式
C2H2 H-C≡C-H 乙炔分子的比例模型
二、乙炔的實(shí)驗(yàn)室制法
CaC2+2H2O C2H2↑+Ca(OH)2
乙炔可以通過(guò)電石和水反應(yīng)得到。實(shí)驗(yàn)中又該注意哪些問(wèn)題呢?
[投影顯示]實(shí)驗(yàn)室制乙炔的幾點(diǎn)說(shuō)明:
�、賹�(shí)驗(yàn)裝置在使用前要先檢驗(yàn)氣密性,只有氣密性合格才能使用;
�、谑㈦娛脑噭┢恳皶r(shí)密封,嚴(yán)防電石吸水而失效;
�、廴‰娛描囎訆A取,切忌用手拿電石;
�、茏鳛榉磻�(yīng)容器的燒瓶在使用前要進(jìn)行干燥處理;
�、菹驘坷锛尤腚娛瘯r(shí),要使電石沿?zé)績(jī)?nèi)壁慢慢滑下,嚴(yán)防讓電石打破燒瓶;
⑥電石與水反應(yīng)很劇烈,向燒瓶里加水時(shí)要使水逐滴慢慢地滴下,當(dāng)乙炔氣流達(dá)到所需要求時(shí),要及時(shí)關(guān)閉分液漏斗活塞,停止加水;
電石是固體,水是液體,且二者很易發(fā)生反應(yīng)生成C2H2氣體。很顯然C2H2的生成符合固、液,且不加熱制氣體型的特點(diǎn),那是不是說(shuō)就可以用啟普發(fā)生器或簡(jiǎn)易的啟普 發(fā)生器來(lái)制取乙炔呢?
�、邔�(shí)驗(yàn)室中不可用啟普發(fā)生器或具有啟普發(fā)生器原理的實(shí)驗(yàn)裝置作制備乙炔氣體的實(shí)驗(yàn)裝置。主要原因是:
a.反應(yīng)劇烈,難以控制。
b.當(dāng)關(guān)閉啟普發(fā)生器導(dǎo)氣管上的活塞使液態(tài)水和電石固體分離后,電石與水蒸氣的反應(yīng)還在進(jìn)行,不能達(dá)到" 高中語(yǔ)文;關(guān)之即停"的目的。
c.反應(yīng)放出大量的熱,啟普發(fā)生器是厚玻璃儀器,容易因受熱不均而炸裂。
d.生成物Ca(OH)2微溶于水,易形成糊狀泡沫,堵塞導(dǎo)氣管與球形漏斗。
該如何收集乙炔氣呢?
乙炔的相對(duì)分子質(zhì)量為26,與空氣比較接近,還是用排水法合適。
熟悉和體會(huì)有關(guān)乙炔氣體制備的注意事項(xiàng)及收集方法,并由兩名學(xué)生上前按教材圖5-14乙炔的制取裝置圖組裝儀器,檢查氣密性,將電石用鑷子小心地夾取沿平底燒瓶?jī)?nèi)壁緩慢滑下,打開(kāi)分液漏斗的活塞使水一滴一滴地緩慢滴下,排空氣后,用排水法收集乙炔氣于一大試管中。
由幾個(gè)學(xué)生代表嗅聞所制乙炔氣的氣味。
請(qǐng)大家根據(jù)乙炔分子的結(jié)構(gòu)和所收集的乙炔氣來(lái)總結(jié)乙炔具有哪些性質(zhì)?
三、乙炔的性質(zhì)
1.物理性質(zhì)
無(wú)色、無(wú)味、ρ=1.16g/L、微溶于水、易溶于有機(jī)溶劑
實(shí)際上純的乙炔氣是沒(méi)有氣味的,大家之所以聞到特殊難聞的臭味是由于一般所制備得到的乙炔氣中常含有PH3、H2S等雜質(zhì)造成的。
根據(jù)乙炔、乙烯和乙烷的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn),預(yù)測(cè)乙炔該有哪些化學(xué)性質(zhì)?
[小組討論]乙烷分子中兩個(gè)碳原子的價(jià)鍵達(dá)到飽和,所以其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定;乙烯分子中含有碳碳雙鍵,而雙鍵中有一個(gè)鍵不穩(wěn)定,易被打開(kāi),所以容易發(fā)生加成反應(yīng)和聚合反應(yīng);乙炔分子中兩個(gè)碳原子以叁鍵形式結(jié)合,碳原子也不飽和,因此也應(yīng)該不穩(wěn)定,也應(yīng)能發(fā)生加成反應(yīng)等。
大家所推測(cè)的究竟合理不合理,下邊我們來(lái)予以驗(yàn)證。
[演示實(shí)驗(yàn)5-7](由兩名學(xué)生操作)將原反應(yīng)裝置中導(dǎo)氣管換成帶玻璃尖嘴的導(dǎo)管,打開(kāi)分液漏斗活塞,使水緩慢滴下,排空氣,先用試管收集一些乙炔氣驗(yàn)純,之后用火柴將符合點(diǎn)燃純度要求的乙炔氣體按教材圖5-14所示的方法點(diǎn)燃。觀察現(xiàn)象:點(diǎn)燃條件下,乙炔在空氣中燃燒,火焰明亮而伴有濃烈的黑煙。
乙炔可以燃燒,產(chǎn)物為H2O和CO2,在相同條件下與乙烯相比,乙炔燃燒的更不充分,因?yàn)樘荚拥馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)乙炔比乙烯更高,碳沒(méi)有得到充分燃燒而致。
(補(bǔ)充說(shuō)明)乙炔燃燒時(shí)可放出大量的熱,如在氧氣中燃燒,產(chǎn)生的氧炔焰溫度可達(dá)3000℃以上,因此可用氧炔焰來(lái)焊接和切割金屬。
2.乙炔的化學(xué)性質(zhì)
(1)氧化反應(yīng)
a.燃燒 2CH≡CH+5O2 4CO2+2H2O
檢驗(yàn)其能否被酸性KMnO4溶液所氧化。
[演示實(shí)驗(yàn)5-8](另外兩名學(xué)生操作)打開(kāi)分液漏斗的活塞,使水緩慢滴下,將生成的乙炔氣通入酸性KMnO4溶液中觀察現(xiàn)象:片刻后,酸性KMnO4溶液的紫色逐漸褪去。
由此可以得到什么結(jié)論?
乙炔氣體易被酸性KMnO4溶液氧化。
前邊的中提到由電石制得的乙炔氣體中往往會(huì)含有硫化氫、磷化氫等雜質(zhì),這些雜質(zhì)也易被酸性KMnO4溶液氧化,實(shí)驗(yàn)中如何避免雜質(zhì)氣體的干擾?
可以將乙炔氣先通過(guò)裝有NaOH溶液(或CuSO4溶液)的洗氣瓶而將雜質(zhì)除去。
b.易被酸性KMnO4溶液氧化
[演示實(shí)驗(yàn)5-9]打開(kāi)分液漏斗的活塞,使水緩慢滴下,將生成的乙炔氣體通入溴的四氯化碳溶液中,觀察現(xiàn)象:溴的四氯化碳中溴的顏色逐漸褪去。
溴的四氯化碳溶液褪色,說(shuō)明二者可以反應(yīng)且生成無(wú)色物質(zhì),那么它們之間的反應(yīng)屬于什么類型的反應(yīng)?(屬于加成反應(yīng))
從時(shí)間上來(lái)看是乙烯與溴的四氯化碳溶液褪色迅速還是乙炔與之褪色迅速?
(回答)乙烯褪色比乙炔的迅速。
這說(shuō)明了什么事實(shí)?乙炔的叁鍵比乙烯的雙鍵穩(wěn)定。
應(yīng)注意乙炔和溴的加成反應(yīng)是分步進(jìn)行的,可表示如下:
(2)加成反應(yīng)
乙炔除了和溴可發(fā)生加成反應(yīng)外,在一定條件下還可以與氫氣、氯化氫等發(fā)生加成反應(yīng)。
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