第一单元 糖类 油脂PPT配套优秀教学设计内容

有

机

化

学

基

础

《葡萄糖结构的探究》教学设计

沈艳明

河北省承德市第二中学

专题五 生命活动的物质基础

第一单元 糖类、油脂

第一课时

葡萄糖结构的探究

一、教学背景

（一）课标要求

（1）了解糖类的组成和性质特点，能举例说明糖类在食品加工和生物质能源开发上的应用。

（2）能根据有机化合物的元素含量、相对分子质量确定有机化合物的分子式。

（3）了解常见有机化合物的结构、分子中的官能团以及确定有机化合物结构的化学方法和某些物理方法。

（二）教材分析

葡萄糖是苏教版高中化学有机化学基础专题5第一单元第1课时。从教材编排体系来看，本课时是烃的衍生物知识的深化和发展：即从单官能团物质深化到多官能团物质，从简单有机物发展到复杂有机物。

本课时安排在烃衍生物之后，通过烃和烃的衍生物的学习，学生对常见官能团（如碳碳双键、—CHO、—COOH、—OH等）结构的性质已有一定认识，对研究有机物的一般方法和步骤也有一定了解，这是本课学习研究的基础。本课又是后续课程学习多糖、油脂、蛋白质、高分子化合物知识的准备。通过本课时的学习，为后续课程学习做铺垫，起到了承前启后的作用。

（三）学情分析

学生分析：经过高中一年多的严格要求，绝大部分学生学习自觉性较高，已经养成了课前研读教材、查阅相关资料，自主预习的好习惯。课上思维敏捷，小组内团结奋进、互帮互助，具有很强的小组集体荣誉感。这样使得课上以小组为单位的讨论、展示、质疑和点评流程能够很顺畅的进行。

知识基础：在必修二中已经介绍过糖类，但由于必修二学习时已学的有机物相关知识以及研究有机物的一般方法还不够全面，不足以从结构的角度认识糖类的性质。选修五已经学了烃以及烃的衍生物的有关知识，葡萄糖结构中所包含的官能团醛基及醇羟基的性质学生都已经掌握。在此基础上进行葡萄糖结构的探究可以说是水到渠成。

能力起点：学生已经具备设计和评价实验方案的能力，分析实验现象、处理实验数据得出合理结论的能力，接受吸收整合新知识的能力。这将有助于他们设计出即合理又简单可靠的测定葡萄糖结构的实验方案，并能从中得出正确信息。

二、教学目标

根据新课程标准要求，结合学生学情分析，确定本节课的教学目标如下：

1．知识和技能目标

（1）掌握探究葡萄糖分子结构的方法，了解实验方案设计的一般思路。

（2）会写葡萄糖的结构简式，掌握葡萄糖的化学性质。

（3）了解葡萄糖的环式结构及其在生产生活中的重要应用。

2.过程和方法目标

（1）通过计算、讨论、逻辑推理推导出葡萄糖的分子式、结构简式，再根据葡萄糖的结构推测出它的化学性质。

1

（2）学生在老师的指导下通过讨论、猜想、设计实验、实验验证、素材分析确定葡萄糖分子中的官能团种类和数目，使学生树立起多能团物质的研究意识。

（3）学生能运用所学知识解决身边与化学有关的问题即学以致用。

3.情感、态度和价值观目标

（1）体验结构决定性质，性质体现结构；性质决定用途，用途体现性质的认识事物的辨证方法。

（2）通过实验探究和小组讨论，增进学生的学习兴趣，体会严谨的实验科学态度和合作学习的乐趣。

（3）从葡萄糖的热化学方程式中体会其作为人体能源物质的价值。

三、教学重点难点

结构决定性质，性质决定用途。多官能团有机化合物的性质必然成为本节课的重点，官能团性质的探究则成为本节课的难点。

教学重点：葡萄糖的结构和性质。

教学难点：葡萄糖结构的探究。

四、教学方法

以研究有机物的一般方法和步骤作为课堂的教学主线，通过展现葡萄糖结构探究中的矛盾冲突引导学生层层递进的认识葡萄糖的结构以达到突破难点的目的。在结构的推导中，使学生树立起多官能团物质的研究意识。本节课主要采用以下方法来突破难点：

1、问题驱动法

2、实验探究法

3、类比迁移法

4、小组合作法5、多媒体辅助教学法

五、学法指导

由于葡萄糖是学生接触到的第一类多官能团有机物，官能团以及结构的确定难于理解和准确把握，在教学时通过提出问题——猜想假设——实验探究——提出新问题——解决问题——得出结论等过程，促进学生积极的自主学习、合作学习、探究学习，将难点逐层击破。

六、教学流程与教学设计

1．教学流程

2．教学环节设计

课堂逻辑主线及教师活动

[创设情境]播放视频：原安徽省卫生厅厅长保健专家戴光强教授的一段视频“高考保持好精力，葡萄糖摄入最关键”。

2 创设

情境

观察

实物

数据

分析

实验

探究

课堂

小结

史实

介绍

引入

新课

讨论

自学

求分

子式

确定

结构

总结

提升

情感

升华

学生活动

观看视频，认真倾听。

设计意图

以高中生和家长们都极其关心的问题高考引入，从生活中走进化学，让学生知道葡萄糖对于

课堂逻辑主线及教师活动

学生活动

设计意图

生命活动的重要性，激发探究葡萄糖结构和性质的兴趣，直接引出主题。

[讨论展示]请同学们观察瓶中的葡萄糖，结合生活经验总结其在自然界的存在及物理性质（色、态、味、溶解性）。

根据葡萄糖的溶解性，请同学们用蒸馏水配置10mL的葡萄糖溶液待用。

[数据分析]称量1.80g的葡萄糖在燃烧炉中加热，其完全燃烧生成CO2和水蒸气，使生成的气体依次通过盛有CaCl2和盛有碱石灰的

存在于葡萄汁、蜂蜜、带甜味的水果等。

物理性质：白色粉末、有甜味、易溶于水。

学生分组配制溶液。

1、由完全燃烧产物只有CO2和H2O，可以

培养学生的认真观察能力和实验操作能力，激发学习兴趣。

定性分析知：葡萄糖中一定有C、H元素，

可能含有O元素。

2、定量计算：

m(H2O)=1.08g m(CO2)=2.64g -1

巩固燃烧法测定物质的元素组成，复习有机物分子-1 干燥管，气体全部被吸收。n(H2O)=m(H2O)/M(H2O)=1.08g/18g·mol测得两瓶分别增重1.08g和2.64g。分析讨论上述实验数据，定性判断出葡萄糖的组成元素，并列式计算求出葡萄糖的实验式。

请学生投影学案中本部分内容。

[提出问题]要想知道其分子式还需要什么条件？PPT展示葡萄糖的质谱图，确定分子式？

[猜想预测]请同学们根据分子式，从不饱和度和含有氧元素两个角度，推测可能含有哪些官能团。

=0.06mol n(CO2)=m(CO2)/M(CO2)=2.64g/44g·mol=0.06mol n(H)=2 n(H2O)=0.12mol n(C)= n(CO2)=0.06mol 式的计算方法,同时培养学生观察分析图谱的能力。

n(O)=(1.8g-0.12mol×1g/mol-0.06mol×12g/mol)/16g·mol=0.06mol n(C):n(H): n(O)=1:2:1 所以葡萄糖实验式为CH2O 3、还需要知道葡萄糖的相对分子质量。

4、观察质谱图得出葡萄糖的M=180，由此确定其分子式为C6H12O6。

不饱和度为1可能含有：碳碳双键、醛基、羰基、羧基、酯基、成环，但只可能含有其中一种且1个。

含氧角度可能还含有：醚键、羟基

引导学生大胆猜想，发散思维，提高学生的综合分析能力。

-1

3

课堂逻辑主线及教师活动

[实验设计]根据我们已学的知识，你能检验哪些官能团？分别可以用哪些试剂进行检验？

[提出问题]请同学们回忆评价实验方案的依据是什么，我们应该选择哪些试剂更好，检验顺序如何？

[实验探究]请同学们用葡萄糖溶液，以小组为单位进行实验，记录实验现象。要求操作要标准，迅速。注意配置银氨溶液时试剂加入的先后顺序及量的控制。

[得出结论]请各小组汇报实验现象及结论。

这时学生的思维自然的转移到葡萄糖分子的另外5个O上来。产生疑惑：剩下的5个O是什么结构呢？

学生活动

学生经过小组讨论，整理归纳后得出：

通过已学知识，我们可以用试剂对碳碳双键、醛基、羧基、酯基进行检验：

碳碳双键：溴水、酸性高锰酸钾溶液 设计意图

复习常见官能团的性质及检验方法。

醛基：银氨溶液、新制Cu(OH)2悬浊液

羧基： NaHCO3溶液、石蕊试液、PH试纸

酯基：滴有酚酞的NaOH溶液（加热）

小组讨论后，得出评价实验方案的依据为：原理正确、操作简单、现象明显、由简到繁、安全可行。

检验顺序①羧基②醛基③碳碳双键④酯基

检验试剂或用品依次为:PH试纸、银氨溶液和新制Cu(OH)2悬浊液、溴水、滴有酚酞的NaOH溶液（加热）

小组长先给组员进行分工，做到人人都参与，大家井然有序的进行实验。

实验①：用洁净而干燥的玻璃棒蘸取葡萄糖溶液滴在PH试纸上，发现试纸不变色。说明不含羧基。

实验②：银镜反应：

向洁净的试管里加入2mL2%的AgNO3溶液，边振荡试管，边逐滴加入2%的稀氨水，至产生的沉淀恰好完全溶解，再加入1mL葡萄糖溶液，振荡后把试管在热水浴中加热2-3分钟。观察并记录实验现象。

现象：水浴后发现试管内壁出现一层光亮的银镜。

新制Cu(OH)2悬浊液反应：

向试管里加入2mL10%的NaOH溶液，滴入5滴5%的CuSO4溶液，振荡后加入8滴葡萄糖溶液，振荡，观察并记录现象。

培养学生的思维能力和实验设计及评价的能力。

在实验中，学生能从中体验到成就感。人人都参与，可以让每位学生发现自己的价值所在，激发学习兴趣，培养学生的合作意识，团结意识。

培养学生的归纳整理及语言表达能力。

问题从学生中来，又由学生给以解答。使学生加深对官能团性质的理解。

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将试管在酒精灯上加热至沸腾，观察并记录实验现象。

[结论]葡萄糖中含有醛基，所以葡萄糖一定为醛。

[学生提出问题]有醛基不一定是醛，还有可能是甲酸酯。

[类比迁移]对照实验：向新制的Cu(OH)2悬浊液中依次分别滴加乙醛、乙醇、乙二发现前两支试管无明显现象，后三支试管中浊液均变为绛蓝色透明溶液。说明葡萄糖应该具有有多个羟基。

通过对比实验，可以使学生更直观的由现象推出结论，锻炼学生的类比迁

移能力。

培养学生接受、吸收、整合新知识的能力。

醇、丙三醇和葡萄糖溶液。

[补充信息]实验事实：

1.8g葡萄糖在铜作催化剂的条件下充分进行催化氧化，可得到对应的有机物1.7g。问题1：1个葡萄糖分子中含有几个-OH？问题2：你能写出葡萄糖分子的结构吗？ 请同学们分析并写出葡萄糖可能的结构简式。

[知识拓展]葡萄糖的分子结构你认识清楚了吗？

资料1：红外光谱：找不到C=O的特征峰

。

核磁共振氢谱：没有醛基质子吸收峰。 资料2：乙醛与无水乙醇在干燥HCl催化下，发生亲核加成反应生成不稳定的半缩醛。

资料3：葡萄糖中-CHO与醇-OH易形成稳定的六元环状半缩醛结构，较之游离醛更为稳定。

学生根据资料1、2、3认识葡萄糖的环状结构。

学生根据信息，结合实验结论，分析讨论后得知1个葡萄糖分子中含有五个羟基和一个醛基。

共写出六种结构简式。

学生最终确定葡萄糖为直链结构，从而确定其结构简式。

培养学生分析新信息，并结合信息解题的能力。

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[学以致用]请同学们根据葡萄糖的性质结合生活实际，讨论总结葡萄糖的用途，并指出其利用了葡萄糖的什么性质。

1.制镜、暖壶内胆：银镜反应。2.医疗上检验是否患糖尿病：新制Cu(OH)2反应3.糖果：有甜味。4.营养物质，提供生命活动所需能量。5.酿酒。写出葡糖糖酿酒方程式。6.制药葡萄糖酸钙（广告语提示）。

让学生树立起结构决定性质，性质决定用途的研究有机物的一般方法。体会化学就在我们身边，增强对化学学习的兴趣。

[情感升华]介绍葡萄糖的结构是由Fischer完成的，历时7年，因此也获得1902年的诺贝尔化学奖。所以探究一个化合物的结构是一个非常复杂的过程，科学每前进一步，需要科学家付出不懈的努力，化学前辈用生命和汗水创造的知识无偿地传授给我们，我们应该怀着虔诚的心学习化学知识，让生活因化学而更美好。

[当堂检测] 1.下列关于葡萄糖的性质叙述中，错误的是（

）

A.葡萄糖具有醇羟基，能跟酸起酯化反应。B.葡萄糖能使溴水褪色。C.葡萄糖能被硝酸氧化。D.葡萄糖能水解生成乙醇。 2.下列哪些变化中葡萄糖发生的是还原反应（ ）

A.葡萄糖变成葡萄糖酸。B.葡萄糖变成六元醇。C.葡萄糖变成CO2和H2O。D.葡萄糖变成某种酯。

3.下类物质中，即能发生氧化反应，又能发生还原反应的是（ ）

A.乙醛 B.葡萄糖C.丙酮

倾听。

对学生进行化学史的教育，提升学生科学精神和探究意识。

学生进行限时训练。

检测题注重了由易到难，由本节基础知识到有机物知识的融合，层次性较强。

使学生明确本节课的重难点，训练学生思维，检测学生知识掌握程度。体现了“以学定教”的价值理念。

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D.甲酸

4.酒精、乙酸、葡萄糖三种溶液，只用一种试剂就能区别开来，该试剂是（ ）

A.金属钠 B.石蕊试液 C.新制的氢氧化铜悬浊液

D.NaHCO3溶液

七、板书设计

1.物理性质：白色粉末、有甜味、易溶于水

2.实验式：CH2O 分子式：C6H12O6

3.含有的官能团：—CHO、—OH 4.结构简式：CH2OH(CHOH)4CHO 5.化学性质

6.用途

7.了解葡萄糖的环式结构（视野拓展）

八、授后反思

在本课时的教学中，设计运用了“问题驱动法”和“实验探究法”以及“类比迁移法”等。通过一连串精心设计的问题，引导学生不断地去思考、去探究、去发现。问题的产生自然流畅，学生探究的欲望很强烈。学生在推测→实验→观察→讨论→得出结论的过程中，理解并掌握了葡萄糖的结构，充分体现了学生的主体性，教师的主导性。在实验中培养了学生的操作能力，在问题中培养了学生的思维能力，在过程中培养了学生的学习能力，在交流中培养了学生的合作能力，最终落实了三维教学目标。但也有一定不足，如一个葡萄糖分子中—OH的个数，仍需要加以探究。

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