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标题:
石油化工的兴起
关键词:
石油裂化、乙烯
描述:
根据学生的知识储备──对石油加工的初步认识以及刚刚建立起来的四价碳思想,提出石蜡催化裂化反应中有机物结构变化的探究小课题,创设探究性学****的空间;根据学****烷烃时已经初步了解的学****有机化合物的一般方法:典型性、相似性、递变性,引导学生迁移运用学****烯烃,提高运用已有知识解决问题的能力。
学科:
化学高中二年级第二学期试用本>上科版>第十一章>第二节>第一课时
张国华
单位:
徐汇教师进修学院
地址:
上海市中山南二路800号
Email:
──乙烯(共2课时)
第1课时 石油化工的兴起
一、设计思想
本节课的教学理念,主要是针对学生的最近发展区设计问题和教学活动,在新旧知识关系的建立过程中发展学生的联想和迁移能力,为学生体验科学探究过程提供时空。根据学生对石油加工的初步认识以及刚刚建立起来的四价碳思想,提出石蜡催化裂化反应中有机物结构变化的探究小课题;根据学****烷烃时已经初步了解的学****有机化合物的一般方法:典型性、相似性、递变性,引导学生迁移运用学****烯烃。在所有知识迁移运用的过程中都指导学生在相似性中关注差异性,强化求同思维和求异思维。
二、教学目标
(1)石油的裂化(A)
(2)不饱和烃(A)
(3)乙烯的分子结构(B)
以石蜡的催化裂化反应为载体经历“问题→猜想→实验验证→结论”的科学探究过程。
通过石油炼制过程分析烯烃的结构特征和获取方法,感受化学知识在实际生产中的指导作用。
三、重点和难点:
教学重点:烯烃的结构特征和乙烯的分子结构
教学难点:推导石蜡裂化产物的结构特征
四、教学用品
投影仪、有机分子球棍模型
五、教学流程:
小结
引入
学生活动II
师生活动I
师生活动II
学生活动I
石蜡的催化裂化演示实验
教师活动I
引入:复****石油的加工过程,引出课题。
学生活动I:回忆石油的炼制方法和加工产物。
师生活动I:在教师的问题引导下,借助分子的球棍模型探究长链烃断裂为短链烃时结构发生的变化。
演示实验I:石蜡的催化裂化
学生活动II:分析实验现象,讨论石蜡裂化后所得到产物的结构特征,得出产物中含有C=C的结论。
师生活动II:运用学****烷烃时的思想方法推测烯烃的物理性质递变规律、强化有机物学****的一般方法。
教师活动I:介绍乙烯的工业制法
小结与反馈:回顾学****内容,提出延伸性的问题:为什么烯烃比烷烃活泼?
六、教学案例
教学内容
教师活动
学生活动
说明
复****br/>我们学****过石油组成和加工,
?得到的产物是什么
,又以什么为原料进行怎样的加工来获取汽油?
【板书】一、石油化工
石油裂化——获得裂化汽油
回忆并阐述:
分馏的目的是获取轻质燃料。汽油、柴油、重油等,成份都是烷烃、环烷烃、芳香烃等。
以分馏得到的重油为原料进行裂化,使长链分子变成短链分子。
复****旧知,同时把乙烯的学****置于工业生产的背景之下,突出知识的价值。
探究长链烃断裂为短链烃时结构发生的变化
【问题】当长链的烷烃分子碳链断裂成为短链分子时,分子的结构会发生怎样的变化呢?我们用一个比较简单的分子为例进行一个推测:出示戊烷的球棍模型,请一学生上讲台构建断裂为C2、C3时形成的小分子的结构。
【问题】可以发现,当长链的烷烃分子断裂为短链分子时,氢原子不够用了,或者说其中一种分子中碳原子有剩余的价键。这种分子是否依然属于烷烃?
不属于烷烃,性质与烷烃是否会有差异?
思考,观看分子模型的构建过程。
依据烷烃的定义进行判断。
思考:结构不同,必然有差异。
在学科逻辑关系的指导下提出有依据的猜想,感受化学学科的研究过程
实验验证猜想
【演示实验】石蜡的催化裂化。
【问题】哪些实验现象说明石蜡已经发生了裂化?
观察现象。
石蜡常温下呈固态,说明其分子中碳原子数较多。反应后的生成物在经过冷凝之后,有气态物质和液态物质存在,说明生成了碳链较短的分子,由此可证明石蜡发生了裂化。
【问题】根据刚才的推测,在得到的产物中有一种碳的价键没有被氢原子饱和的物质,如何验证这种物质的存在呢?【引导】可以这样想,烷烃在一般情况下很稳定,与强酸、强碱和强氧化剂都不反应,这是因为C-C、C-H键都比较强。结构变了,稳定性是否会变呢?
【演示实验】取冷凝后得到的液体于试管,滴加溴水。
【问题】解释这个实验现象。
思考
思考讨论:
可以用酸性高锰酸钾溶液进行检验。
观察现象:溶液退色。
讨论:
溶液退色,说明确实有结构不同于烷烃的物质生成。碳原子的剩余价键不能结合氢原子,只能相互结合,形成C=C。
初步认识烯烃
【讲解】这种分子中含有C=C的不饱和链烃被称为烯烃。C=C叫不饱和键,与不饱和键相连的碳原子叫不饱和碳原子。
【板书】一、烯烃:分子中含有C=C的不饱和链烃
【构建乙烯、丙烯分子的球棍模型】请写出这两种分子的结构式、结构简式和分子式。
【讲解】根据烷烃命名的经验,可推测,
叫乙烯,叫丙烯。
【问题】丙烯和乙烯的关系?
【问题】写出丁烯的结构简式和分子式。推测分子中碳原子数为n的烯烃的分子式。
【板书】:CnH2n(n≥2)
倾听
书写:
C2H4C3H6
同系物
思考、书写结构简式、推导
运用学****烷烃的的方法初步认识烯烃,巩固有机化学的学****方法:相似性、递变性。
【问题】写出戊烷裂化的化学方程式
【讲解】这两种反应都可能进行,所以生成的C2、C3产物可能有四种。
书写:
运用前面学****的知识解决问题。
分馏汽油与裂化汽油的性质差异
【过渡】刚才我们用石蜡做了催化裂化的实验。石蜡中烃分子中的碳原子数大约在20~30之间,所以石蜡属于重油中的一种成份,常温下呈固态。但我们构建分子模型的时候选择了戊烷,主要是因为构建分子模型时比较方便。虽然分子中碳原子数不同,但原理是相同的。
【问题】如何鉴别分馏汽油和裂化汽油?
思考:用溴水鉴别。
乙烯的工业制法
【过渡】通过石油催化裂化的实验,我
们认识了一种新的有机物——烯烃。最
简单的烯烃是乙烯。
【讲解】乙烯是一种十分重要的化工原料,应用十分广泛。为了获取更多的乙烯,科学家对重油进行深度裂化,就是进行裂解,使重油转化为乙烯,这是石油化工的基础。请阅读教材P21“乙烯”,了解乙烯在生产生活中的重要性。
【板书】石油深度裂化(裂解)——获取乙烯。
倾听、阅读。
了解乙烯的工业制法,深化对“石油是碳氢化合物宝库”的认识。
小结
通过对石油加工过程中的分析,不仅明确了石油加工过程中发生的变化以及得到的主要产物,也初步了解了不饱和烃烯烃,并且了解了乙烯的实验室制法和工业制法。从石蜡的裂化产物能使溴水退色可以知道,烯烃比烷烃活泼。为什么?请回去思考。
一、石油化工
石油裂化——获得裂化汽油
石油深度裂化(裂解)——获取乙烯
二、烯烃:分子中含有C=C的不饱和链烃
乙烯丙烯
结构式
结构简式
分子式C2H4C3H6
烯烃的通式:CnH2n(n≥2)
七、教学反思
本节课的教学理念,主要是针对学生的最近发展区设计问题和教学活动。根据学生对石油加工的初步认识以及刚刚建立起来的四价碳思想,提出了石蜡催化裂化反应中有机物结构变化的探究小课题;根据学****烷烃时已经初步了解的学****有机化合物的一般方法:典型性、相似性、递变性,引导学生迁移运用学****烯烃;引导学生运用已经具备的关于实验室制备气体的一般方法,分析推导实验室制取乙烯的实验装置以及注意事项。在所有知识牵引运用的过程中都指导学生在相似性中还要关注差异性,增强了学生的求同思维和求异思维。使学生感受到有机化学知识具有比较强的逻辑性,与生产生活有着密切的联系,激发学生的学****兴趣。