第一单元 化石燃料与有机化合物教学评价实录

第二届高师化学教学设计作品

徐州师范大学化学化工学院

潘娇设计

“煤的综合利用 苯”设计思路

作者：

潘娇

徐州师范大学化学化工学院

江苏徐州221116 指导教师：刘翠

一、

教材内容、学生基础分析

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。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，而且能根据有机结构理论写出简单的同分异构体。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。

二、

教学设计的重点及基本思路

本课程为学生设计了一个时空穿越的大背景，学生乘着时空穿越机，回到几亿年前，随着时间的推移，开始了对煤的利用及苯的性质的探究：

环节

时空之旅第一站：煤的形成[几亿年前] 设计内容

学生回到几亿年前，通过观看视频，了解煤的形成过程，接着顺其自然地联系到煤的综合利用这一内容。

煤的综合利用的方法，让学生自己阅读材料，填写表格，归纳知识点。

作用

创造教学情景，“媒的形成”这一内容的插入，丰富学生的知识，使得教学内容衔接自然，符合学生认识事物规律。

阅读材料，整理归纳，有利于学生科学素养的培养。通过表格的呈现，学生能够清晰地掌握煤的综合利用的原理及产品。

创设发现未知事物的情景，激发起学生的求知欲，通过学生实验，观察现象，有利于学生更牢固地掌握苯的物理性质。

由一组实验测得的数据，计算出苯的分子式，在猜想苯的分子式时，联系了前面所学的知识；经过自我验证，与化时空之旅第二站：苯的发现[十九世纪初]

时空转换至十九世纪初，随着欧洲工业的发展，法拉第的研究，一起发现了苯。

通过自己动手做实验，了解苯的物理性质。

由分子式让学生推断苯的结构，通过实验验证推断的正确性；利用凯库勒的梦的启示揭示苯的结构的初步探究。

时空之旅第三站：苯的结构[十九世纪中期]

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学史相联系，加强了苯的结构式的理解。

时空之旅第四站：苯的进一步研究

[现代]

利用新的科技手段，向学生呈现苯的结构，键长、键角的数据，更说明了，苯环结构的特殊化；根据结构特点，学习化学性质；反应机理用动画呈现。

学生通过苯分子的扫描图、软件制作的模型，进一步了解苯的结构。

化学反应的机理应用动画呈现，直观而易懂。

经过这次“旅行”，学生不仅掌握了知识，而且体会科学研究的过程和乐趣，训练科学方法。本课采用化学史和科学探究相结合的教学方式，把演示实验、探究实验、苯分子结构假说的提出和证实（或发展）串联起来，按科学发现基本过程的顺序设计教学程序。

三、

创新点

1、教学情景、化学史实贯穿本课教学始终。

由一条穿越线贯穿，教师带领学生回到几亿年前，认识媒的形成；来到十九世纪初的欧洲国家，在此发现了苯的存在；再到十九世纪中期，凯库勒的苯的结构式的出现

；最后回到现代，随着现代科学技术的发展，学生进行进一步的苯的结构及性质的探究。这次穿越之旅是跟随化学科学发展的“苯的探究之旅”，在这一系列的过程中，学生不仅经历了知识的学习过程，同时也经历了一种未知物的探究过程，充分培养了学生的科学探究能力。

2 、教学过程中，教学方法手段多样化。

营造一个生动形象的穿越情境，使学生身临其境，跟随化学家的步伐一起研究苯的性质；让学生自己做实验，利用所得的实验现象来推断实验的猜想是否正确，让学生了解探究未知事物的方法，培养科学探究能力；在反应机理的教学中应用了动画视频，将抽象的机理具体化，更直观，更易于学生接受，而且应用动画能够激发学生的学习兴趣，使学生始终处于思维集中活跃的状态，提高课堂效益。通过这几方面的设计，让学生的探究意识变得非常强烈，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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“煤的综合利用 苯”教学设计方案

作者：潘娇

徐州师范大学化学化工学院 江苏徐州 221116 指导教师：刘翠

一、

教学目标

1、知识与技能目标： ⑴了解煤综合利用的方法、原理及产物。

⑵知道苯的主要物理性质、结构特征、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、情感态度与价值观目标：

⑴体会科学解释必须与实验证据、自然观察相一致的实证精神。

⑵体会想象力和创造力在科学研究中的重要意义。

⑶认识技术的更新对科学发展的推动作用。

二、

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。

三、

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。

四、

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。

五、

教学过程

教师活动

1、利用多媒体课件，营造时空穿越的氛围：

激发学生的兴趣，让学生踏上“苯的发现之旅”，融入课堂学习之中。

设计说明

学生活动

发挥想象，跟随动态课件，进入时空穿梭。

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时空之旅第一站：煤的形成[几亿年前]

[播放视频]“煤的形成”

利用视频，让学生了解媒的形成过程，生动形象。

[提问]煤被称为“工业的粮食”，那么在工业中人们是

用什么样的方法来利用媒的？（让学生阅读书本材料锻炼学生归纳后填表）

能力，利用表格形式，直观地向学生呈现媒的综合利用的主要方法。并由煤焦油的分离物，引出本课学习内容“苯”。

苯、甲苯、二甲苯等有机化合物。

以史为鉴,渗透化学史教育，让学生了解化学家对于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。

认真阅读书本材料，归纳三种方法的原理、产品，填写表格。

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。

时空之旅第二站：[19世纪初→1825年] [阅读材料]（由大屏幕展示历史背景）

苯的发现：

19世纪初，英国和其他欧洲国家一样，城市的照明已普遍使用煤气。在将这种气体加压到13个大气压，储存在容器中备用时，在加压的过程中产生了一种副产品——油状液体。

1825年，英国科学家法拉第(Michael Faraday，1791——1867 )首次发现苯。

[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、酒精、水、冰水

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]

了解苯的发现过程。

学会观察，学会发现。

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：

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实验现象

结论

实验一

实验二

教师对苯的物

实验三

理性质进行书写，

实验四

有利于学生反复记[板书]㈠苯的物理性质：

忆。

1.无色、有特殊气味的油状液体。

及时应用所学

2.比水轻，不溶于水；易溶于有机溶剂。

知识，进行课堂巩

3.沸点是80.1℃（易挥发）；熔点低。

[思考]有三只失去标签的试剂瓶,装有苯、水、酒精,固。

不用其它试剂,你能鉴别它们吗？

时空之旅第三站：[十九世纪中期]

苯的结构：

选择“分子组[阅读材料]

成—元素含量——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分子结构”这样的的组成进行测定，他发现苯仅有碳、氢两种元素组成,顺序，让学生进一其中碳元素的质量分数为92. 3 % ，苯蒸气的密度为同步体会研究有机物温同压下乙炔的3 倍，你能确定苯的分子式吗？利用的一般过程，为后续有机物的学习打苯的分子式，我们能否猜想一下苯的结构？

下基础。

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 通过实验使学

生对苯的链状结构[教师提问]

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

生产生认知冲突，激起学生的探究欲[学生实验设计小组活动2] 望。

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) 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）

(3) 往另一支试管中加入2mL 酒精,振荡,溶液不分层,说明了什么?（易溶于有机溶剂）

(4) 苯放入冰水混合物中，观察现象？（结晶，熔点低）

苯的性质实验

分组实验、观察——将苯与水混合，总结出苯的密度和水溶性。

学生活动3：

学生归纳、总结苯的物理性质并进行小组交流，完成表格。

思考并回答问题

学生活动4：

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。

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

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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溴水，振荡后静置。（溴水分两层，上层橙红色，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，偎炉休息。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。

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。

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：

利用学生新旧知识学习过程中的矛盾，让学生积极

[教师提问] 思考；提供史实材

刚才通过实验证明，苯分子中不含碳碳双键，但料，让学生学会在凯库勒式中我们能明显看出其具有不饱和键，这是为探究新知识的过程什么？

中要勇敢假设，大

胆猜想。

时空之旅第四站：[回到现在]

随着科技的发展，苯的结构及化学性质的进一步

探究。

⑴苯的结构的进一步探究：

现代物理方法（射线法、光谱法、偶极距的测定）苯分子结构的合理。

学生经过教

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表明，苯分子是一个平面正六边形构型，键角都是为120°，碳碳键长都是0.1397nm。图示如下：

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

用电子显微镜：

补充、运用科技新信息，以丰富学生的视野，开阔他们的思路。在新技术的支持下，我们可

以更加真切地看到

应用化学软件制作的苯分子模型：

分子的结构，之前种种的猜测都在这里揭晓；学生可以更好地感悟世界的美好与神奇，不断

[板书]苯分子中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键探索自然的奥秘。

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。

苯的结构简式：

⑵苯的化学性质：

[学生实验设计小组活动3]

实验成员准备：将班级学生分为二大组，两大组中再

将学生分成4—6人一小组，第一小组：做苯在空气中

燃烧的反应；第二小组，做苯与液溴在溴化铁催化下

的反应；

实验药品：苯、液溴、溴化铁、硝酸银、澄清石灰水、

稀硝酸等。

实验要求：要求设计实验方案，仔细观察反应现象，

写出实验方程式。

[教师归纳]

燃烧反应：

取代反应：

硝化反应：

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1：

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2：

书写相应的化学方程式。

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[实验]苯的燃烧：

[播放动画]苯的取代机理反应：

利用动画视频，使学生更易于理解反应机理。

学习活动3：

观察实验现象；观看多媒体动画给出苯的溴代反应和硝化反应

学习活动4：

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。

苯的硝化反应机理：

３、练习与巩固

已知化合物B3N3H6（硼氮烷）与C6H6（苯）的分子结构相似，如下图：则硼氮烷的二氯取代物B3N3H4Cl2的同分异构体数

（

C

）

HH

HBHHHNN

BBHH

HHNHH

A．2

B．3

C．4

D．6 精心设置练习，以巩固概念，丰富概念的内涵与外延，并在练习中将知识迁移创新。

４、苯的应用的介绍

苯属芳香烃类化合物，是煤焦油蒸馏或石油裂解简要的概括一的产物，在常温下为带特殊芳香味的无色液体，极易下苯的某些应用，挥发。苯在工业上用途很广，接触的行业主要有染料使学生能够理论联工业，用于农药生产及香料制作的原料等，苯又作为系实际。

溶剂和粘合剂用于造漆、喷漆、制药、制鞋及苯加工业、家具制造业等。但因为其有毒，要注意安全使用。

５、作业布置。

书后题目；

巩固学生所学的知识。

查阅苯的应用相关资料，将理

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写一篇关于苯的应用的科普论文。

拓展学生知识面。

论联系到实际中去。

六、

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

燃烧反应：

取代反应：

硝化反应：