在实验中探究化学省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

在试验中探究化学在试验中探究化学通识教育关键课程通识教育关键课程化学化工学院大学化学教研室化学化工学院大学化学教研室化学化工学院基础化学试验中心化学化工学院基础化学试验中心第1页内容介绍内容介绍v课程设置目标、思想；课程设置目标、思想；v课程总体安排；课程总体安排；v课程选修要求；课程选修要求；v联络方法。联络方法。第2页课程设置目标、思想课程设置目标、思想v课程宗旨：经过与生活紧密相关综合设计性课程宗旨：经过与生活紧密相关综合设计性试验，让学生完成一个化学试验试验，让学生完成一个化学试验全过程全过程训练训练和体验；和体验；从学习化学试验原理从学习化学试验原理设计思绪设计思绪完成试验完成试验样品分析测试样品分析测试结果分析讨论等；结果分析讨论等；第3页v课程开设目标：课程开设目标：1.学会利用最基本化学原理来体会并设计试验，最学会利用最基本化学原理来体会并设计试验，最主要是学会化学领域科学研究方法和思想；主要是学会化学领域科学研究方法和思想；2.学会发觉问题以及学会尝试着用所学（包含自学）学会发觉问题以及学会尝试着用所学（包含自学）知识原理去发觉、分析和处理问题，总结并得到提知识原理去发觉、分析和处理问题，总结并得到提升；升；3.提升学生科学思维与科学实践相结合能力。在完提升学生科学思维与科学实践相结合能力。在完成整个过程同时，还能够到达提升试验技能、接触成整个过程同时，还能够到达提升试验技能、接触和了解基本化学仪器分析方法目标。和了解基本化学仪器分析方法目标。第4页从经典化学试验从经典化学试验了解化学分支学科发展了解化学分支学科发展了解学科科学思维方法了解学科科学思维方法探讨科学探讨科学方法论方法论第5页课程目标课程目标1科学技术科学技术2科学精神科学精神3科学思维科学思维熟悉熟悉了解了解养成养成第6页课程总体安排课程总体安排一、课程内容：一、课程内容：v与多项与多项Nobel奖紧密相关分离技术奖紧密相关分离技术v体会当代药品合成发展历程体会当代药品合成发展历程了解有机化学研究方法了解有机化学研究方法v色谱分离技术演变和发展色谱分离技术演变和发展v侯氏（德榜）联合制碱法侯氏（德榜）联合制碱法我国无机化学工业发展我国无机化学工业发展v电化学发展演绎电化学发展演绎自己动手设计和体验自己动手设计和体验v表面活性剂原理和应用表面活性剂原理和应用从简单中寻找科研方法从简单中寻找科研方法v改变有机分子结构改变有机分子结构Diels-Alder反应反应v人工合成高分子人工合成高分子PMMA合成合成高分子学科研究思高分子学科研究思绪绪第7页与多项与多项Nobel奖紧密相关分离技术奖紧密相关分离技术v与重结晶相关与重结晶相关Nobel奖奖 1903，1911居里夫人，居里夫人，1964Hodgkin 结晶牛胰岛素合成和提纯结晶牛胰岛素合成和提纯v重结晶从粗盐中提取重结晶从粗盐中提取KCl，KNO3与与NaNO3分分离提纯离提纯v对提纯物分析对提纯物分析XRDv对纯度分析对纯度分析测主、副产物含量，不一样测主、副产物含量，不一样产品不一样方法（分光光度、色谱）产品不一样方法（分光光度、色谱）第8页本实验目重结晶重结晶基本试验技能训练基本试验技能训练艰辛艰辛细致细致科学科学相关相关发展发展学科学科第9页色谱分离技术演变和发展色谱分离技术演变和发展v19 俄国植物学家 Tsweet 分离植物色素v1941，Martin和Synge提出液-液色谱,1952年诺贝尔化学奖v1951年提出气相色谱第10页三聚氰胺分析仪GC/MS11干蛋白原来添加0.1g/ml三聚氰胺及其同类物标准品色谱图三聚三聚氰胺胺第11页三聚三聚氰酸酸第12页三聚三聚氰胺与三聚胺与三聚氰酸酸第13页三聚三聚氰胺与三聚胺与三聚氰酸酸 当混在奶粉中这种网格结构被摄入当混在奶粉中这种网格结构被摄入人体后，因为胃液酸性作用，三聚氰人体后，因为胃液酸性作用，三聚氰胺和三聚氰酸相互解离，从而破坏了胺和三聚氰酸相互解离，从而破坏了这种复合物，三聚氰胺和三聚氰酸于这种复合物，三聚氰胺和三聚氰酸于是分别被吸收入血。是分别被吸收入血。因为人体无法转化这两种物质，因为人体无法转化这两种物质，最终三聚氰胺和三聚氰酸被血液运输最终三聚氰胺和三聚氰酸被血液运输到肾脏，准备随尿液排除体。然而，到肾脏，准备随尿液排除体。然而，就在肾脏细胞中，两种物质又一次相就在肾脏细胞中，两种物质又一次相遇，于是又进行了相互作用，以网格遇，于是又进行了相互作用，以网格结构重新形成不溶于水大分子复合物，结构重新形成不溶于水大分子复合物，并沉积下来，形成结石，结果造成肾并沉积下来，形成结石，结果造成肾小管物理阻塞，造成尿液无法顺利排小管物理阻塞，造成尿液无法顺利排除，使肾脏积水，最终造成肾脏衰竭。除，使肾脏积水，最终造成肾脏衰竭。第14页本试验目标本试验目标学会科学方法拓展学会科学方法拓展掌握各分离方法区分和联络掌握各分离方法区分和联络体会色谱分离技术发展历程体会色谱分离技术发展历程动手分离几个天然色素和有机物动手分离几个天然色素和有机物4321第15页体会当代药品发展历程体会当代药品发展历程乙酰水杨酸乙酰水杨酸水杨酸水杨酸Dr.Felix Hoffmann第16页本实验目v学会简单酯化反应学会简单酯化反应v产物重结晶（同产物重结晶（同1）v产物分析（红外，纯度检验）产物分析（红外，纯度检验）有机化学有机化学不一样于无机化学表征方法不一样于无机化学表征方法v物质结构与性质关系物质结构与性质关系为何要酯化？为何要酯化？第17页电化学发展演绎电化学发展演绎第18页本实验目v自主设计自主设计制作几个电化学反应装置制作几个电化学反应装置v掌握知识相关性掌握知识相关性v怎样利用化学能？防止、延缓金属腐蚀发生怎样利用化学能？防止、延缓金属腐蚀发生？v拓展到生活中应用（选做）拓展到生活中应用（选做）第19页表面活性剂原理和应用表面活性剂原理和应用v洗涤剂制备洗涤剂制备第20页表面活性剂用于介孔材料合成表面活性剂用于介孔材料合成二维六方（二维六方（p6mm）介孔材料）介孔材料SBA-3合成合成怎样设计合成产物？怎样设计合成产物？第21页本实验目v学会简单洗涤剂制备、无机合成学会简单洗涤剂制备、无机合成v生活中化学与科学发展前沿联络生活中化学与科学发展前沿联络第22页改变有机分子结构改变有机分子结构Diels-Alder反应反应第23页本实验目v学会学会Diels-Alder反应反应v有机化学分子设计有机化学分子设计由小分子直链到大分由小分子直链到大分子环转化，取代基团对分子性质影响子环转化，取代基团对分子性质影响v分子空间构型计算机绘图和分析分子空间构型计算机绘图和分析第24页人工合成高分子人工合成高分子PMMA合成合成vStaudinger,1953；Flory,1974；导电高分；导电高分子子,目标：目标：v从小分子到大分子人工转变从小分子到大分子人工转变v高分子与小分子性质差异（分子量）高分子与小分子性质差异（分子量）从量变到质变从量变到质变认识化学另一面认识化学另一面第25页课程总体安排课程总体安排二、讲课方式：二、讲课方式：v试验前讨论试验前讨论之前要查阅文件、相关书籍，做好之前要查阅文件、相关书籍，做好ppt，给出初步预案；，给出初步预案；v试验进行试验进行在教师指导下，利用指导过试验方案在教师指导下，利用指导过试验方案进行；进行；v试验完成后讨论试验完成后讨论就做过试验进行结果总结以及就做过试验进行结果总结以及分析，探讨能够改进步骤，总结该试验设计方法原分析，探讨能够改进步骤，总结该试验设计方法原理（理（能够在试验室或课堂进行能够在试验室或课堂进行）；）；v课程结束讨论课程结束讨论探究科学研究方法特点，总结课探究科学研究方法特点，总结课程实践体会。程实践体会。讨论讨论+试验试验+总结！总结！第26页课程总体安排课程总体安排下下-105第27页时间：下午：时间：下午：12：30；晚上：；晚上：17：30开始开始联络方式：联络方式：v陈虹锦陈虹锦v章烨章烨v马荔马荔v张卫张卫v梁竹梅梁竹梅v韩莉韩莉第28页相关每一个试验要求相关每一个试验要求v分组；分组；v准备准备ppt；v课堂讨论；课堂讨论；v试验；试验；v试验后讨论；试验后讨论；v撰写试验汇报。撰写试验汇报。试验前准备试验前准备试验后工作试验后工作第29页试验前准备试验前准备v分组：分组：5人一组人一组组长（联络方式）组长（联络方式）给助教给助教v讨论准备：每组做一个讨论准备：每组做一个ppt发给指导老师，由老师选择组别、发给指导老师，由老师选择组别、及宣讲人（随机）上台宣讲并进行讨论；（及宣讲人（随机）上台宣讲并进行讨论；（30人，人，3A+3B）vppt：作者、组员、上课时间、图文并茂：作者、组员、上课时间、图文并茂（主题：（主题：5甲甲A or 5甲甲B）v有效页有效页1520；v提前一周交发提前一周交发Email给相关老师；给相关老师；v参考各试验所列思索题（网站）；参考各试验所列思索题（网站）；vA组主要依据前组主要依据前1/2思索题准备，思索题准备，B组主要依据后组主要依据后1/2思索题准思索题准备。备。v思索题在课程中心网站上有！（一定要有思索题准备！）思索题在课程中心网站上有！（一定要有思索题准备！）第30页试验试验v要求独立完成！要求独立完成！v认真统计数据、现象；认真统计数据、现象；v在试验中重视观察试验现象，自己设计步骤在试验中重视观察试验现象，自己设计步骤来验证预期意外现象原因来验证预期意外现象原因探究、拓展探究、拓展！v主动进行课后讨论。主动进行课后讨论。第31页试验后讨论试验后讨论v经过实验总坚固验结果；v讨论实验现象；v提出改进方案；v拓展实验设计；v讨论时间由指导老师定，可以在实验课上（做完实验后），也可以在下一个实验讨论课前进行。第32页撰写试验汇报撰写试验汇报v手写！手写！v简单明了试验原理和步骤；简单明了试验原理和步骤；v重点在结果讨论以及现象解释；重点在结果讨论以及现象解释；v回答思索题：回答思索题：1.A组回答前组回答前1/2，B组回答后组回答后1/2；2.还有试验课上留思索题。还有试验课上留思索题。第33页关于讨论题关于讨论题荣获荣获Nobel化学奖有机反应化学奖有机反应Diels-Alder反应讨论题反应讨论题章烨章烨v什么是绿色化学？什么是绿色化学？v什么是原子经济反应？什么是原子经济反应？v微型试验量普通是多少？使用微型试验有什么好处？微型试验量普通是多少？使用微型试验有什么好处？v查阅双烯合成创造者查阅双烯合成创造者Diels和和Alder生平介绍？他们为何能取得生平介绍？他们为何能取得Nobel 大大奖？奖？v什么叫周环反应？包含哪几类反应？什么叫周环反应？包含哪几类反应？v举例说明什么叫双烯合成。本反应对反应物有什么要求？举例说明什么叫双烯合成。本反应对反应物有什么要求？v怎样才能提升双烯合成产率？怎样才能提升双烯合成产率？v为何大部分有机反应需要加热？为何大部分有机反应需要加热？v为何大部分有机反应需要溶剂？有机反应中溶剂应该怎样选择？本反应为何大部分有机反应需要溶剂？有机反应中溶剂应该怎样选择？本反应中溶剂是什么？假如要使反应在中溶剂是什么？假如要使反应在1100C进行，应该使用什么溶剂？进行，应该使用什么溶剂？第34页与诺贝尔相关化学试验讨论题与诺贝尔相关化学试验讨论题马荔马荔v 1、哪些诺贝尔化学奖与分离技术相关？、哪些诺贝尔化学奖与分离技术相关？v 2、化学中分离技术有哪些？、化学中分离技术有哪些？v 3、你生活中哪些用具是用分离技术得到？、你生活中哪些用具是用分离技术得到？v 4、以海盐提出为食用盐为例，回答以下问题：、以海盐提出为食用盐为例，回答以下问题：v（1）可溶性杂质有哪些？）可溶性杂质有哪些？v （2）用什么样化学试剂能够将其除去？其中用到了什么化学原理？）用什么样化学试剂能够将其除去？其中用到了什么化学原理？v （3）什么样操作能够将杂质分离开来？）什么样操作能够将杂质分离开来？v （4）K+可不能够除去？可不能够除去？H+怎样除去？怎样除去？v （5）怎样知道杂质已经除去了？）怎样知道杂质已经除去了？v 5、设计一个试验，选择生活中一个物品，用结晶提纯方法得到纯产品。（尽、设计一个试验，选择生活中一个物品，用结晶提纯方法得到纯产品。（尽可能详细！）可能详细！）v参考书：参考书：v试验化学（上册），陈虹锦主编试验化学（上册），陈虹锦主编v居里夫人传，第十二章、十三章。居里夫人传，第十二章、十三章。v3.图书馆中：无机化学试验、普通化学试验等等图书馆中：无机化学试验、普通化学试验等等第35页色谱分离技术演变和发展讨论题色谱分离技术演变和发展讨论题张卫张卫v(1)什么是色谱分离技术？它经历怎样发展、演变过程？什么是色谱分离技术？它经历怎样发展、演变过程？v(2)讨论讨论色谱分析方法基本原理。色谱分析方法基本原理。v(3)惯用色谱分析方法有哪些？分别有怎样特点及适用范围？惯用色谱分析方法有哪些？分别有怎样特点及适用范围？v(4)薄层色谱中，最惯用固定相（吸附剂）有哪些？其颗粒大小对于分薄层色谱中，最惯用固定相（吸附剂）有哪些？其颗粒大小对于分离效果有何影响？影响固定相活性主要原因有哪些？离效果有何影响？影响固定相活性主要原因有哪些？v(5)薄层色谱分离效果评价指标是什么？怎样进行计算？薄层色谱分离效果评价指标是什么？怎样进行计算？v(6)若化合物本身无色，薄层色谱色谱图中组分迁移产生展开斑点位置若化合物本身无色，薄层色谱色谱图中组分迁移产生展开斑点位置怎样确定？怎样确定？v(7)柱色谱色谱柱怎样进行填充？填充过程中需要注意哪些问题？柱色谱色谱柱怎样进行填充？填充过程中需要注意哪些问题？v(8)简述柱色谱惯用洗脱剂，怎样选择适当洗脱剂？简述柱色谱惯用洗脱剂，怎样选择适当洗脱剂？v(9)简明说明气相色谱法定性及定量分析原理。简明说明气相色谱法定性及定量分析原理。v(10)简述气相色谱法和高效液相色谱法主要区分。简述气相色谱法和高效液相色谱法主要区分。第36页人工合成高分子材料讨论题人工合成高分子材料讨论题梁竹梅梁竹梅v1.结构单元、聚合度以及高分子化合物定义什么？结构单元、聚合度以及高分子化合物定义什么？v2.人类在衣、食、住、行等方面对天然高分子简单利用有哪些？人类在衣、食、住、行等方面对天然高分子简单利用有哪些？v3.高分子（材料）科学是怎样建立与发展起来？高分子（材料）科学是怎样建立与发展起来？v4.高分子化合物特点以及与小分子化合物主要区分有哪些？高分子化合物特点以及与小分子化合物主要区分有哪些？v5.高分子化合物有哪些分类方法？是怎样分类？高分子化合物有哪些分类方法？是怎样分类？v6.怎样确定高分子化合物分子量及其分布？怎样确定高分子化合物分子量及其分布？v7.高分子化合物合成方法有哪些？自由基聚合反应机理是怎样？高分子化合物合成方法有哪些？自由基聚合反应机理是怎样？v8.自由基聚合四种实施方法及其优缺点分别是什么？自由基聚合四种实施方法及其优缺点分别是什么？v9.甲基丙烯酸甲酯本体聚合实施方法及注意事项有哪些？甲基丙烯酸甲酯本体聚合实施方法及注意事项有哪些？v10.有机玻璃应用及市场前景怎样？有机玻璃应用及市场前景怎样？第37页试验讲义试验讲义v取得取得Nobel化学奖合成试验化学奖合成试验Diels-Alder反应反应v 合成合成9,10-二氢蒽二氢蒽-9,10-,-马来酸酐马来酸酐v试验目标试验目标v1.经过马来酸酐与蒽经过马来酸酐与蒽Diels-Alder加成反应制备加成反应制备9,10-二氢二氢蒽蒽-9,10-,-马来酸酐。马来酸酐。v2学习用离心法分离产物学习用离心法分离产物v试验内容试验内容学习学习Diels-Alder加成反应，掌握其原理，学习微型仪器使用。加成反应，掌握其原理，学习微型仪器使用。掌握离心管使用。学习红外光谱测定。掌握离心管使用。学习红外光谱测定。v试验示意图试验示意图第38页v试验讲义和思索题在教务处课程中心课程网试验讲义和思索题在教务处课程中心课程网站上有。站上有。第39页其它问题其它问题v时间，讨论和试验均为：下午时间，讨论和试验均为：下午12：30，晚上，晚上17：30v第三周讨论第一个试验，第四面开始做第一第三周讨论第一个试验，第四面开始做第一个试验，后类推；个试验，后类推；v评分标准：评分标准：1.讨论，讨论，30%40%；2.试验，试验，30%40%；3.汇报，汇报，30%第40页完成一个试验全过程完成一个试验全过程（要完成（要完成5个才取得学分）个才取得学分）v分组，分组，5人一组，选出组长；人一组，选出组长；v小组组员每人选一个试验，依据思索题，做出讨论小组组员每人选一个试验，依据思索题，做出讨论ppt；v轮值组长（做轮值组长（做ppt人）召集小组同学开会，介绍人）召集小组同学开会，介绍ppt内容（以备老师随机抽选人上讲台演讲；内容（以备老师随机抽选人上讲台演讲；v试验前讨论课（一定要讲解相关思索题！）试验前讨论课（一定要讲解相关思索题！）v做试验，试验后总结与讨论；做试验，试验后总结与讨论；v写试验汇报写试验汇报第41页