第一单元 糖类 油脂第一课时教学设计

《葡萄糖》教学设计

【教材分析】：

葡萄糖位于苏教版选修《有机化学基础》专题5生命活动的物质基础

第一单元，教材在前面已经对有机物的结构特点，有机物的命名，同分异构的书写以及研究有机物结构的一般步骤和方法都进行了系统的学习。并对烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃、卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯等进行了深入的学习，掌握了相应官能团的性质。葡萄糖的结构里有羟基和醛基，所以选择以葡萄糖为载体，可以采用不同的教学方法复习官能团的性质及其应用，同分异构体的书写，从而建立学习有机物结构的思维模型。

【学情分析】：

知识角度：学生已经学习了研究有机物的一般步骤和方法，以及常见官能团的性质，能书写常见物质的同分异构。

能力角度：学生已经具备了一定分析问题和解决问题的能力，但是，在能力上面还需要提升，学习物质的性质思维模型还没有建立起来，所以，可以葡萄糖为载体，建立学习有机物结构的思维模型。

【教学思路】：

前面四个专题已经将有机物的基础知识进行了系统学习，

建立了学习有机物的基本思路：结构------性质-----用途，

也学习了研究有机物结构的一般步骤和方法：有机物的分离提纯---元素定量分析测定实验室----测定相对分子质量确定分子式-----波谱分析测定结构式。

课前学生根据李比希燃烧法和质谱图可以确定葡萄糖的分子式，所以课内探究的重点落脚到如何根据有机物的分子式确定其结构。通过科学史话引出，以前的科学家运用的是化学实验和逻辑推理的方法确定葡萄糖的结构，今天我们也采用同样的方法葡萄糖的结构，从而引出

根据分子式确定结构的思维模型：

猜想----设计实验---实验检验或查阅资料-----确定分子结构

先根据葡萄糖分子的“不饱和度”，预测葡萄糖分子结构中可能存在的官能团。再根据预测葡萄糖的官能团，设计实验验证方案，在设计实验方案过程中，对官能团的性质掌握要求比较高，学生必须能排除官能团的相互干扰，在过程中学生的思维碰撞出火花，学逻辑推理能力得到很大的提升，然后操作实验进行验证。官能团推测出来，但是由于还存在碳链异构以及官能团的位置异构，所以在这里要求同学们写出可能的结构，复习同分异构的书写，再给出资料信息，最后确定出葡萄糖的结构式。

【学习目标】：

1、

通过葡萄糖分子式猜测可能的官能团，掌握有机物同分异构体之官能团异构的判断

2、根据已学官能团的性质设计、操作实验确定葡萄糖官能团，掌握官能团的性质；再结合信息，确定葡萄糖的分子结构

3、通过对葡萄糖分子结构的确定，建立研究有机物结构的思维模型，并体验科学的严谨性。

【学习重、难点】：

根据已学官能团的性质设计、操作实验确定葡萄糖官能团，建立研究有机物结构的思维模型，并体验科学的严谨性。

【教学过程】：

【课前准备】

一、

复习常见官能团的性质

二、

复习研究有机物的一般步骤和方法：

三、根据以下信息确定葡萄糖的分子式

实验事实

1.80g葡萄糖完全燃烧，得到2.64gCO2

和1.08gH2O 结论

实验式：

1

分子式

【课内探究】

活动形式

活动过程及结果

教师活动设计

实物展示

【引入】展示一串葡萄，同学们都吃过葡萄，吃起来是什么葡萄的实物展味道？

示，激发学生【学生】甜的

【追问】为什么是甜的呢？

的学习兴趣

【学生】因为里面有糖

【过渡】那里面含有什么糖呢 【学生】葡萄糖

【讲述】这就是我们这节课要学习的内容---葡萄糖

【追问】那葡萄糖又为什么是甜的呢？

【讲述】甜是葡萄糖的性质，之所以有这个性质是由什么决定的呢？

【学生】结构

【讲述、并板书】结构决定性质，性质反映结构，性质也决定了用途

这节课我们重点就来探究葡萄糖的结构，从而建立探究有机物结构的思维模型

复习回顾，建立根据分子式确定分子结构的请大家先回忆研究有机物的一般步骤和方法

【学生】分离、提纯---元素定量分析确定实验式-----测定相对分子质量-----波普分析确定结构式

【讲述】分离提纯在前面我们已经讲过了，每个小组都有一瓶已经提纯的葡萄糖，课前我们通过李比希燃烧法测得了其实验室，为CH2O,再根据质谱图得到其分子式C6H12O6

引导学生复习回顾，帮助学生建立研究有机物结构的思【过渡】如何根据分子式来确定其结构呢？以前的科维模型

学家运用了化学实验和逻辑推理测定了葡萄糖的结思维模型

构，今天我们运用和科学家一样的思路来探究葡萄糖的结构

【科学史话】1884年德国化学家费歇尔(Fischer) 开始对糖类化合物研究。他历经7年时间，完全运用化学实验方法与逻辑推理测定了葡萄糖的结构。1902年，费歇尔(Fischer) 因合成糖和嘌呤获得诺贝尔化学(Nobel)化学奖。

你们觉得科学家在研究有机物结构的时候，通常会采用怎样的思路呢？

【投影】猜测----设计实验----实验验证或查阅资料------确定结构

2

这节课我们就按照这四个步骤来探究葡萄糖的分子结构，通过这四个步骤的探究我们就可以确定这节课的学习目标了。

【学习目标】：

1、

通过葡萄糖分子式猜测可能的官能团，掌握有机物同分异构体之官能团异构的判断

2、

通过设计、操作实验确定官能团，掌握官能团的性质；再结合信息，确定葡萄糖的分子结构

3、通过对葡萄糖分子结构的确定，建立研究有机物结构的思维模型，并体验科学的严谨性。

【过渡】接下来我们用这种研究物质结构的科学的方法来探究葡萄糖的结构。要确定物质的结构，首先要确定官能团，请大家结合葡萄糖的分子式C6H12O6，从不饱和度和氧原子数目两个角度，小组讨论预测葡萄糖可能含有的官能团。

【探究一】请结合葡萄糖(C6H12O6)分子的“不饱和度”，预测葡萄糖分子结构中可能存在的官能团。

活动形式

小组合作

讨论，学生互评

活动过程及结果

C6H12O6可能

含有的

官能团

不饱和度

教师活动设计

剩余氧原子可能的结构及数目

倾听，点评，引导学生预测葡萄糖可能含有的官能团

【讨论并完善表格】

剩余氧原子可能的

不饱和度

结构及数目

环

醚键或羟基共6

C6H12O6可能

碳碳双键

醚键或羟基共6

含有的

醛基

醚键或羟基共5

官能团

羰基

醚键或羟基共5

羧基

醚键或羟基共4

酯基

醚键或羟基共4

【过渡】到底葡萄糖含有哪些官能团呢？请大家小组讨论设计实验来验证

【探究二】根据预测葡萄糖的官能团，请设计实验验证方案。

活动形式

活动过程及结果

教师活动设计

点评，引导学生用已知的官能团推测未知的结构

小组合作

讨论，根据官检验的官能团

能团的性质，设计实验

环

碳碳双键

醛基

羰基

反应试剂和条件

3 判断依据

羧基

酯基

羟基

醚键

【引导】这些官能团中有没有我们现在暂时还不能检验的官能团？

【学生】有：醚键、环、羰基

【师】所以我们可以先检验我们能检验的官能团。通过已知的知识去推测未知的知识，请大家小组讨论设计实验检验这些官能团

【讨论并完善表格】

检验的官能团

反应试剂和条件

判断依据

环

碳碳双键

醛基

羰基

羧基

酯基

羟基

醚键

？

溴水或酸性高锰酸钾（醛基和羟基可能会干扰）

新制Cu(OH)2、银氨溶液

? NaHCO3溶液

溶解性或者

NaOH溶液

Na或乙酸

?

溶液褪色

砖红色沉淀或银镜析出

CO2气体

溶于水有油状液体或者油状液体消失

氢气或油状液体产生

【过渡】：醛基和酯基会干扰碳碳双键的检验，如果分子中存在亲水基团并且所占比例较大的时候，那么酯基的检验就会受到干扰，我们能检验的官能团就是醛基、羧基、羟基，如果能检验出其中一种，其他的官能团就容易得多。接下来，我们就先来检验醛基。

【探究三】小组合作，实验验证。

活动

形式

操作实验

实验步骤

取少量葡萄糖与试管中，加适量水。

另取一支试管，加入2 mL 10％ NaOH溶液，滴加5％ CuSO4溶液5滴，再加入配好的葡萄糖溶液0.5mL，加热，观察现象。

活动过程及结果

教师活动设计

实验现象

结论

巡视，点评

【学生】根据实验现象，得出结论，溶液出现砖红色沉淀，说明葡萄糖中含有醛基

【思考】检验出来醛基是否就可以否定酯基了呢？

【引导】甲酸某酯，属于酯类但也有醛基，怎么办呢？

【学生】根据剩余氧原子的结构及数目确定，如果是醛基，余下氧原子是5个，如果是酯基，余下氧原子是4个。

【过渡】剩余氧原子是羟基还是醚键呢？有多少个呢？我们先来检验一下葡萄糖里面是否含有羟基? 【问】我们讨论官能团检验的时候，羟基有什么检验呢？

【学生】钠和乙酸

【讲述】这既是一个定性实验又是一个定量实验，课堂上时间有限4

我们可以查阅资料。

资料卡片：1mol葡萄糖能和5mol乙酸完全发生酯化反应，生成五乙酸葡萄糖酯；

根据分子式确定葡萄糖含有的官能团：一个醛基和和5个羟基

【过渡】确定了官能团是否就可以书写葡萄糖的分子结构了呢？

【学生】不能，因为有机物的结构除了官能团异构，还有碳链异构和官能团的位置异构。

活动

形式

书写同分异构

活动过程及结果

【提示】：碳骨架如何？醛基和羟基是如何连接在碳骨架上的呢？

已知：同一个C原子上连接2个羟基不稳定

试写出葡萄糖可能的结构

【学生】分析，书写，实物投影展示，讲解

教师活动设计

点评

【过渡】写出了6种结构，那么葡萄糖到底是哪一种结构呢？查阅资料

【探究四】确定葡萄糖的分子结构

活动

形式

活动过程及结果

教师活动设计

点评

书写结构

资料卡片：在一定条件下，葡萄糖(C6H12O6)可以加氢还原生成直链的己六醇。

试写出葡萄糖的结构：

【问】刚上课我们提到一个问题，葡萄糖为什么是甜的？

前后呼应

【学生】结构决定的

【追问】是羟基还是醛基决定了它的甜味呢？

【提示】在介绍醇的时候，教材有这样的描述：乙二醇和丙三醇都是无色、粘稠、有甜味的液体

【学生】所以是羟基决定了葡萄糖的甜味

【过渡】研究一种物质主要是研究其结构和性质，性质推测结构，结构决定性质，既然葡萄糖的结构已经确定了，它还有哪些化学性质呢？

预测

葡萄糖的化学性质和用途

【学生】醛基：1、氧化反应

2、还原反应 羟基：1、取代反应

2、与钠反应

3、催化氧化

4、消去反应

点评，总结

【小结】这节课我们一葡萄糖分子结构的探究为载体，复习了官能团的性质及其检验方法，以及同分异构的书写，并建立探究有机物结构的思维模型，大家注意的是，虽然我们可以同光谱分析得到有机物的结构，但是有的共价键在光谱图中的峰不明显，所以，我们还是要用实验的方法进行检验，一切推理都必须从实验和推理得到。

5

【板书设计】：

葡

萄

糖

1、学习有机物的基本思路：结构------性质-----用途，

2、研究有机物结构的一般步骤和方法：有机物的分离提纯---元素定量分析测定实验室----测定相对分子质量确定分子式-----波谱分析测定结构式。

3、根据分子式确定结构的思维模型：

猜想----设计实验---实验检验或查阅资料-----确定分子结构

【巩固练习】

1、请写出葡萄糖与新制Cu(OH)2和银氨溶液反应的方程式

2、请写出葡萄糖与乙酸反应的化学方程式

3、葡萄糖与Na反应方程式

4.下列关于葡萄糖的性质的叙述中不正确的是(

) A.葡萄糖能发生酯化反应

B.葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液加热时生成红色沉淀

C.葡萄糖充分燃烧的产物为CO2和H2O D.充分燃烧等质量的葡萄糖和甲醛(HCHO),所需氧气的物质的量不相同

5.口香糖中常用木糖醇作甜味剂,木糖醇可以防止龋齿,木糖醇的结构简式为下列有关木糖醇的说法中,正确的是 (

) A.木糖醇是一种单糖,不能发生水解反应

B.木糖醇易溶于水,能发生酯化反应

C.木糖醇在口腔中易被氧化为酸

,D.木糖醇脱去三分子水可得糠醛(结构如图) 6.下列物质间有如图所示转化关系,请按要求填空:

(1)工业上制镜和热水瓶胆镀银,常利用上述反应________(填序号)。

(2)①、②的反应类型为________(填字母)。

A.氧化反应

B.加成反应

C.水解反应

D.消去反应

(3)反应⑦可用于检验糖尿病病人尿液中的血糖含量,该反应的化学方程式为____________________________________。

(4)葡萄糖在细胞内彻底氧化分解的化学方程式为

________________________ 6