第一单元 化石燃料与有机化合物教学实录及点评

第1单元

课时4

煤的综合利用

苯

教学设计

一、学习目标

1.了解煤的组成、煤的干馏原理及产物的用途，煤在国民经济中的重要作用，知道我国是煤藏量丰富的国家，增强对祖国的自豪感和对发展煤炭事业的责任感。

2.认识苯的分子组成和结构特点，能描述苯分子结构的特殊性。通过对苯物理性质的感性认识，能说出苯的主要物理性质。学会认识物质物理性质的一般方法—看、闻、验、查。

3.能以苯的反应事实为依据，归纳出苯的主要化学性质。认识物质结构决定性质，性质又反映结构的辨证关系。体会科学研究的一般方法。

4.通过对苯的性质的探究及苯的历史回顾，养成严谨求实勇于创新的科学精神，体验科学的灵感美。

二、教学重点及难点

苯的结构特点；科学研究的一般方法；结构决定性质，性质反映结构的化学思想, 其中煤的干馏原理、苯的分子结构及化学性质是教学难点。

三、设计思路

本节课主要介绍苯的物理性质、分子结构、化学性质中的燃烧性质，其重点和难点是苯的分子结构。我们以建构主义的学习理论为指导，采用自主探究教学的模式，通过学生已有的基础知识和学习方法来对苯分子的结构进行推断。根据学生已经学习的知识和在教师的引导下，掌握苯分子的发现过程。

四、教学过程

【引言】上节课我们学习了石油及其产品，知道了石油是“工业的血液”，本节我们研究人们称为“工业的粮食”——煤。

【指导阅读】请同学们阅读课本第61页第一自然段。（PPT2）

【设问】炭是黑黑的固体可燃烧，煤也是黑黑的固体可燃烧，那么煤是不是炭呢？

你能找出二者的区别吗？怎样通过实验证实它们的区别？大家可以议论议论。

你能找出煤的综合利用有那些主要方法吗？ 【讲述】煤是工业上得到焦炭和芳香烃的重要原料，这需对煤进行干馏。

【提问】谁能归纳一下煤的气化、干馏、液化的产物是什么？他们是怎么样进行的？（PPT3，4）

煤的综合利用

原理

干馏

气化

液化

使煤隔绝空气加强把煤中的有机物转把煤转化为液体燃热，使其分解的过化为可燃性气体的料的过程

程

过程

煤

煤

液体燃料（甲醇、汽油等）

原料

产品

煤

焦炭、煤焦油、焦氢气、一氧化碳

炉气

【综述】上面我们介绍了煤的干馏，也知道了干馏后的产物，请大家记住干馏的概念。

【板书】煤的干馏

把煤隔绝空气加强热使它分解的过程，叫做煤的干馏。

【提问】大家议论，前面讲的石油分馏和今天讲的煤的干馏有何区别？（PPT5）

【点题]：从煤焦油中分离得到一种重要的化工原料----苯。我们今天要来认识的一种新的烃——苯。

【板书】苯

【板书】一、苯的物理性质

【展示】苯样品

【演示实验] P66 观察与思考【实验1] 向试管中滴入3～5滴苯，观察苯的颜色与状态。再向试管中加入少量水，振荡后静置，观察发生的现象。（PPT6）

【板书】

1.无色、有特殊气味的液体。

【板书]

2.比水轻、不溶于水，易溶于酒精等有机溶剂

3.沸点是80.1℃，熔点是5.5℃

【过渡] 法拉第发现苯以后，法国化学家日拉尔立即对苯的组成进行测定，他发

现苯仅有碳、氢两种元素组成,其中碳元素的质量分数为92.3%。苯蒸气的密度为同温同压下乙炔的3倍，你能确定苯的分子式吗？

【板书]二、苯分子的结构

1.分子式：C6H6

【思考] 按照学习烷烃、烯烃和炔烃的经验，你能通过苯的分子式C6H6提出对苯分子结构的猜想假设吗？

【学生活动]

写出可能的几种链烃的结构简式

A．

CH≡C—CH2—CH2—C≡CH

B．

CH3—C≡C—C≡C-CH3

C．

CH2=CH-CH=CH-C≡CH

D．

HC≡C-CH2-C≡C-CH3

【凯库勒介绍]

凯库勒（1829－1896）是德国化学家，经典有机化学结构理论的奠基人之一，1847年，考入吉森大学建筑系，由于听了一代宗师李比希的化学讲座，被李比希的魅力所征服，结果成为化学家，他擅长从建筑学的观点研究化学问题，被人称为“化学建筑师”。

当时的凯库勒根据碳原子四价的理论和碳链学说，长时间苦苦思索，碳链的结构在脑海中跳动，纸上画出了6个碳原子和6个氢原子连成弯曲的蛇型、猴型、宝石型的几十种苯分子的结构图式，到底是什么呢？他百思不得其解，累极了，他半躺在安乐椅上，壁炉的温暖使他很快睡着了，他在睡梦中好像看到了6个碳原子连成了一条弯曲的蛇，每个碳原子上还带着一个氢原子的怪蛇，在慢慢蠕动，在爬，在摇头摆尾的跳摆舞，越跳越快，突然，不知为什么，怪蛇被激怒了，它竟然狠狠一口咬住了自己的尾巴，不动了，形成了一个环，一个蛇形的环，一个猴形的环。凯库勒睁眼一看，原来是一个梦，然而他把梦中的环迅速的记在了纸上——苯分子的环状结构。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。

凯库勒在1866年发表的一篇文章中提出了两个假说：

苯的6个碳原子形成环状闭链，即平面六角闭链

各碳原子之间存在单双键交替形式

【设问】如何通过实验来验证这些结构是否合理？

【学生回答】

含C＝C 或C≡C的物质可用溴水或酸性KMnO4溶液验

【演示实验] P66 观察与思考【实验2]（PPT7）

1.向1ml苯中滴加

1ml 酸性KMnO4溶液，振荡。

2.向1ml苯中滴加

1ml 溴水溶液，振荡。

【设问】你看到了哪些实验现象？通过对该现象的分析，你有什么结论? 【学生回答]苯不能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色。这说明

苯分子不存在碳碳双键，不存在碳碳单键和碳碳双键交替出现的结构。

【讲述】苯分子中碳原子间的化学键是一种介于单键与双键之间的特殊共价键

【投影】苯的比例模型

苯分子具有平面正六边形结构

（PPT8）

【板书】２.结构式

３.结构简式

【讲解】

苯分子的结构特点：（1）苯分子是平面六边形的稳定结构；（2）苯分子中碳碳之间的键是介于碳碳单键与碳碳双键之间的一种独特的键；（3）苯分子中六个碳原子等效，六个氢原子等效。

【问题解决】P67 【过渡】结构决定性质，苯具有哪些性质呢？

【板书】三、化学性质

【演示实验】观察与思考【实验3】

1.可燃性

明亮的火焰，有黑烟。

【学生阅读】

P63 【提问】看看苯还有什么化学性质？这是一个什么反应类型？

【学生回答】取代反应

【板书】2.取代反应（PPT9）

+

Br2

+ HO—NO2

浓H2SO4

50～60℃

FeBr3

Br +

HBr —NO2＋H2O 【学生活动】引导学生分析苯和硝酸、氯气、浓硫酸反应的实质，巩固取代反应的定义。

【说明】苯的特殊结构决定了苯的特殊的化学性质：既像烷烃一样可以取代，又像烯烃一样可以加成。关于苯的加成反应我们将在《有机化学基础》中学到。

【师生活动】共同得出本节课总结。