第一单元 化石燃料与有机化合物教学目标

《煤的综合利用

苯》课堂教学设计

【教材分析】

本课内容选自苏教版《化学2 (必修) 》中《煤的综合利用

苯》这一节，教材先简单介绍了煤综合利用的三种重要的方法：煤的干馏、气化、液化方法。由于苯是从煤经过干馏后的产物煤焦油中提取出来的成分，接下来很自然地介绍苯的相关内容。苯是一种重要的有机化工原料，苯又是芳香烃化合物中最简单、最基本的一个物质，掌握了苯的性质可以为后面《有机化学基础》系统的研究芳香烃及其衍生物打下良好的基础。教材先直接给出苯的物理性质，通过“观察与思考”栏目引入验证苯结构的实验;再给出苯的化学性质和苯的结构特征。并在这基础上指出苯的化学性质特点是：比烯烃稳定，但在一定条件下可与某些物质发生化学反应，其中列举了苯与溴、硝酸的反应；用文字介绍了苯与氢气能反应。从整体上看,教材内容虽然简单，但体现了新课标的要求和认识物质的规律。

在学习苯之前,学生已学习了饱和烃与不饱和烃典型代表物的性质，烷烃的代表物甲烷，不饱烃中以乙烯和乙炔为代表。知道烷烃的特征反应是: 与卤素单质发生取代反应。

官能团碳碳双健、碳碳叁键的特征反应是: 加成反应，

例如使溴水褪色，与氢气在一定条件下发生加成反应，

氧化反应，例如使酸性高锰酸钾溶液褪色。这为探究苯的结构并根据苯的结构推测苯的性质打下了基础。

同时，学习必要的化学实验技能，体验和了解化学科学研究的一般过程和方法，是新课标的要求，因此在这里有必要借助一些有关苯的性质的实验来讨论一些重要实验装置的作用，以培养学生的实验技能，但实验设计要考虑到苯的毒性。

【学情分析】

此时，学生刚学有机，有着强烈的好奇心和探索的欲望，我们应充分抓住这一点进行引导探究式教学，多做实验、多设计探究活动，充分激发学生自主学习的意识。

学生在学习“苯”之前已学习了烷烃——甲烷、烯烃——乙烯，初步掌握了碳碳单键、碳碳双键的一些特征反应，少部分学生甚至还有碳碳叁键及环的概念，具备了一定的“先备知识”，这正为“后续学习”奠定了必要的知识基础。我们应引导学生对比前面刚刚学过的甲烷和乙烯的性质得出苯的独特的性质，帮助他们建立有机物“结构——性质——用途”的认识关系，逐步熟悉研究有机物的一般方法。

【教学目标】

1、知识与技能目标：

1

（1）了解煤综合利用的方法、原理及产物。

（2）能例举苯的主要物理性质（颜色、状态、熔点、沸点）；掌握苯的分子结构并能够描述其结构特征；通过苯与溴、浓硝酸等反应，掌握苯能燃烧、易取代、难加成的化学性质。

2、过程与方法目标：

⑴通过对苯分子组成及结构、性质的探究加强观察、归纳、推理等方法及技能，进一步认识研究有机物的一般过程和方法。

⑵

以苯为例，论证物质结构决定性质、性质反映结构的辨证关系；参与苯分子结构的

探究过程，了解科学探究的基本过程，发展探究能力。

3、情感态度与价值观：

通过多样化的教学手段来激发学习兴趣，培养学生严谨求实、自主探究的科学精神；通过对

“谁发现了苯的结构？”史实真实性的追究，培养学生实事求是、诚实质朴的科学品质。

【教学内容】

煤的综合利用的方法；

苯的物理性质；苯的结构探究；苯的化学性质。

【教学重难点】

教学重点：苯分子的结构特点及化学性质。

教学难点：苯分子的结构特点。 【教学方法】

创设教学情景，结合化学史实，应用教学实验的探究教学法。

多媒体辅助教学。

2

【教学过程】

一、

教学过程

教师活动

利用多媒体课件

[播放视频]“煤的形成”

设计说明

学生活动

[提问]煤被称为“工业的粮食”，那么在工业中人们是

利用视频，让用什么样的方法来利用媒的？

学生了解媒的形成煤的组成：煤的组成元素有碳、

氢、氧、氮、硫、磷、过程，生动形象。

铁、铝、钙、

硅、镁；煤是多种 和

所组成的混合物。

煤的综合利用：

锻炼学生归纳1、煤的干馏：把煤 加 使它 的能力，利用表格形过程，叫做煤的干馏。

式，直观地向学生2、煤的气化：在高温下煤和水蒸气反应，使煤中的有呈现媒的组成和煤的综合利用的主要机物转化为 、 、

方法。

等气体物质。

3、煤的液化： ⑴、【小资料】：煤可以变成油吗？

“煤变油”是20世纪20年代德国的两位科学家发明的。即煤炭的液化，就是指以煤炭为原料制取汽油、柴油、液化石油气的技术。

目前，我国在建和拟建的“煤变油”项目已达1600万吨，计划投入的资金高达1200亿元。今年国家正着手制订“十一五”规划，很多省份都试图将“煤变油”项目列为重点发展项目。

⑵、煤的液化方式：煤的液化分直接液化和间接液化两种。

认真阅读书本材料，归纳煤的3种加工方法的原理和产品。

直接液化：直接液化就是煤在高温高压下加氢催化裂化，转变成油料产品

煤的液化

间接液化

间接液化就是先使煤转化为一氧化碳和氢气，然后在高温、高

压以及催化剂的作用下生成液态烃、甲醇等有机物

2、以化学史为教学线索，探究苯的物理性质、结构以

及化学性质。

[阅读材料]（PPT展示历史背景）

以药物盐酸普鲁卡因注射液引出苯是一种重要的化工

原料，广泛用于合成药物、燃料、香料、塑料等。

以史为鉴,渗透了解苯的发这一神奇物质苯的发现归功于物理学家法拉第：

化学史教育，让学现过程。

19世纪，欧洲许多国家都使用煤气照明。煤气通生了解化学家对于学会观察，学

3

常是压缩在桶里贮运的，人们发现这种桶里总有一种油状液体，但长时间无人问津。英国科学家法拉第对这种液体产生浓厚的兴趣，他花了整整五年时间提取这种液体，从中得到了苯：一种无色油状液体。

[教师提问] 我们发现了“苯”这种新物质，那么它到底有什么性质呢？请同学们思考我们要用什么方法来研究其性质？

[学生实验设计小组活动1] 实验人员准备：学生分成4—6人一小组，

实验试剂准备：苯、水、

实验要求：按实验步骤做实验，观察实验现象，得出实验结果。

[学生实验步骤]

(1) 在一试管中倒入1mL苯，观察苯的颜色与状态，认识苯在常温下的颜色和状态。

(2) 再向试管中加入3mL水，振荡后静置，观察发生的现象。振荡，发现溶液浑浊,静置分层。（说明苯不溶于水,密度比水小）

苯的性质实验

未知事物的探究过程，从而有利于培养学生对于未知事物的探究精神。

通过实验来探究苯的物理性质，这样更有利于学生实验能力的培养以及知识点的长久性记忆。

教师对苯的物理性

实验现象

结论

质进行书写，有利

实验一

于学生反复记忆。

实验二

及时应用所学[板书]一、苯的物理性质：

知识，进行课堂巩

1.无色、有特殊气味的油状液体。

固。

2.比水轻，不溶于水；易溶于有机溶剂。

3.沸点是80.1℃（易挥发）。

[练习]

可以用分液漏斗分离的一组混合物是

A.酒精和碘 B.苯和水

选择“分子组成—C.苯和四氯化碳 D.KMnO4溶液和水 元素含量——分子苯的结构：

结构”这样的顺序，[阅读材料]

让学生进一步体会苯的分子式：

法拉第发现苯以后，法国化学家日拉尔立即对苯研究有机物的一般的组成进行测定，他发现苯仅有碳、氢两种元素组成,过程，为后续有机其中碳元素的质量分数为92. 3 % ，苯蒸气的密度为同物的学习打下基温同压下氢气的39 倍，你能确定苯的分子式吗？利用础。

苯的分子式，我们能否猜想一下苯的结构？

在学生原有知识的基础上，可能有以下几种：

CH≡C－CH2－CH2－C≡CH

CH2＝C＝CH－CH2＝C＝CH2

CH2＝CH－CH＝CH－C≡CH

CH3－C≡C－C≡C－CH3

4 会发现。

学生活动1：

通过观察苯试剂，总结苯的颜色、状态等物理性质。

学生活动2：

分组实验、观察——将苯与水混合，总结出苯的密度和水溶性。

。

思考并回答问题

学生活动3：

根据这道题可得出分子式为C6H6，利用已学习的有机化学知识，建构苯的结构式。

[教师提问]

那么对于以上苯的结构，我们能用什么方法来验证其是否符合事实呢？请同学们讨论一下，并作答。

[学生实验设计小组活动2] 提示：如何检验碳碳双键和碳碳三键？

对于苯的分子式猜想的验证：

1、试管中加入2mL苯，滴几滴酸性高锰酸钾溶液，振荡后静置。（不褪色）

2、试管中加入2mL苯，加入1mL碘水，振荡后静置。（碘水分两层，上层紫红色，下层无色，发生了萃取现象）

[阅读材料]梦的启示：凯库勒式

凯库勒一直在想着怎样在教材中写苯的结构这一难题，然而百思不得其解，只好停笔，休息。他面对炉中飘忽不定的火苗陷入了沉思，不知不觉进入了梦乡。朦胧之中，凯库勒仿佛觉得有一些碳原子在自己的面前跳起舞来，它们排成蛇的形状，一会儿在火焰中翻滚，一会儿卷曲起来，突然，原子“蛇”的头咬住了自己的尾巴，形成一个环状，不停地旋转起来。凯库勒猛然惊醒，根据梦中受到的启示，他迅速画起苯的封闭式结构式来。经过若干次的修正，最后他决定用六角环状结构来描述苯的分子结构。德国化学家凯库勒由于揭开这个谜而名垂青史。

提示：1866年，凯库勒(F. A. Kelule)提出关于苯的两个假说：

①

苯的六个碳原子形成平面六角闭链；

②

各碳原子间存在着单双键的交替形式。

[板书]凯库勒式：

[教师提问] 刚才通过实验证明，苯分子中不含碳碳双键，说明凯库勒式存在一定缺陷。

5

通过实验使学生对苯的链状结构进行否定，并使学生产生认知冲突，激起学生的探究欲望。

通过化学史的介绍，让学生学会倾听，对重大化学成就进行情绪体验，对伟大的化学家杰出成就表示崇敬，激发学生崇尚科学的精神。

利用学生新旧知识学习过程中的矛盾，让学生积极思考；提供史实材料，让学生学会在探究新知识的过程中要勇敢假设，大胆猜想。

苯分子结构的现代解释过程涉及较多现代化手段和学生现阶段无法掌握的理论，为让学生对科学过程发展的技能有所认识，采用以教师指导下的定向探究。及时

学生活动4：

根据实验现象总结，

苯不能使酸性的KMnO4

溶液和溴水褪色,说明苯分子中不含C = C 和C ≡C ,上述结构都不合理。

学生经过教师引导得出结论：从现代科学对苯分子的结构研究可以得出：

苯分子里6个C原子之间的键完全相同，是一

随着科技的发展，苯的结构及化学性质的进一步探究。

实验测得苯中六个碳碳键的键长完全相等

－

苯中平均化的碳碳间键长：

1.4×1010 m －

烷烃碳碳单键键

键长：

1.54 ×1010 m －

烯烃碳碳双键键

键长:

1.33 ×1010 m

[板书]二、苯的分子结构

苯分子中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的碳碳键。所以凯库勒式仅有习惯性的纪念意义。

苯的分子式：C6H6

平面正六边形结构，介于单双键之间独特的键

苯的结构简式：

【问题解决】：下列两个结构简式所表示的有机物是同一种物质还是同分异构体？说明你的判断理由。

－CH3 CH3－

－CH3 CH3－

<过渡>：苯中键的特殊性导致了化学性质的特殊性……

三、苯的化学性质：

实验现象照片对比：苯在空气中燃烧的反应；利用模型展示苯的溴代反应。学习苯的硝化反应机理以及实验装置要求。

要求：仔细观察对比苯燃烧的实验现象，写出化学方程式。

[教师归纳] 1、氧化反应

燃烧反应：

2、取代反应：

6 补充、运用科技新信息，以丰富学生的视野，开阔他们的思路。

利用实验照片和模型，使学生更易于理解反应机理。

种介于单键和双键之间的特殊(独特)的键。应该既具有饱和烃的性质，又具有不饱烃的性质。

学习活动5：

学生采用讨论交流的方式，由苯分子的结构推测苯的化学性质

学习活动6：

书写相应的化学方程式。

学习活动7：

对比实验现象；利用模型组装苯的溴代反应

3、加成反应

[实验]苯的燃烧：

探究、验证苯与液溴的反应是取代反应，而非加成反应。

学习活动8：

在教师的指导下，归纳总结苯的化学性质——苯易燃、易取代、难加成、难被氧化。

1、说明苯和液溴发生取代反应的实验现象是：

2、四氯化碳溶液的作用：

四、苯的应用的介绍

苯是煤焦油蒸馏或石油裂解的产物，在常温下为带特殊芳香味的无色液体，极易挥发。苯在工业上用途很广，是重要的有机化工原料，用于合成纤维、合成橡胶、塑料、农药、医药、染料、香料等。苯也常用于有机溶剂但因为其有毒，要注意安全使用。

作业布置。

《煤的综合利用

苯课时练习》

简要的概括一下苯的某些应用，使学生能够理论联系实际。

巩固学生所学的知识。

拓展学生知识面。

查阅苯的应用相关资料，将理论联系到实际中去。

二、

形成性评价 1、有关苯的结构和性质，下列说法正确的是

CH3CH3A．CH3与CH3是同分异构体

B．苯在空气中不易燃烧完全，燃烧时冒浓烟

C．煤干馏得到的煤焦油可以分离出苯，苯是无色无味的液态烃

D．向2 mL苯中加入1 mL酸性高锰酸钾溶液，震荡后静置，可观察到液体分层，上层呈紫红色

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2、下列关于苯的性质的叙述中，不正确的是 A、苯是无色带有特殊气味的液体 B、常温下苯是一种不溶于水且密度小于水的液体 C、苯在一定条件下能与溴发生取代反应 D、苯不具有典型的双键所应具有的加成反应，故不可能发生加成反应

3、能够证明苯分子中不存在碳碳单、双键交替排布的事实是 A、苯的一溴代物没有同分异构体 B、苯的间位二溴代物只有一种 C、苯的对位二溴代物只有一种 D、苯的邻位二溴代物只有一种

三、板书设计

（一）苯的物理性质

1.无色、有特殊气味的液体。

2.比水轻，不溶于水；易溶于有机溶剂。

3.沸点是80.1℃（易挥发）；

熔点是5.5℃（苯放入冰水混合物中结晶）。

（二）苯分子结构

苯的分子式为C6H6 平面正六边形结构，介于单双键之间独特的键

结构简式：

凯库勒式

（三）苯的化学性质

1、氧化反应

燃烧反应：

2、

取代反应：

3、加成反应

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【教学反思】

为了体现知识体系的完整性，本节课的教学内容覆盖了苯的全部教学内容，既有苯的结构、性质的探究、讨论；又有实验的设计、实验装置的讨论；还有苯的用途介绍。

本节课的前三个环节设计基本按照“提出问题→分析问题提出科学假说→实验探究结合信息资料→解决问题、归纳总结”的线索进行实际教学，激发学生的学习兴趣，学生始终处于思维活跃的状态，探究意识非常强烈，学生的观察能力、逻辑思维能力和实验能力都得到了较好的训练，培养了学生以实验事实为依据、严谨求实、敢于创新的科学精神。

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