甲烷 乙烯 乙炔.doc

甲烷 乙烯 乙炔

课目 化学教学论 2013年11月24日
Ⅰ．教学目标
一、知识与技能
1、了解甲烷、乙烯和乙炔实验室制备和收集方法；
2、掌握甲烷、乙烯和乙炔制备的实验操作和典型的化学性质。
二、过程与方法
1、通过甲烷、乙烯、乙炔的制取及其性质的研究实验，学习科学探究的方法，发展科学探究能力。
2、通过探究实验，培养学生的实验能力和思维能力。
三、情感、态度与价值观
1、通过实验，激发学生的创新意识，培养学生严谨 、求实、勇于探索的科学态度。
2、结合三种气体实验室制法条件的选择控制，使学生领悟到化学现象与化学本质的辩证关系。
3、引导学生关心社会、环境、能源等问题，并培养学生的安全意识。
Ⅱ、教学重、难点
一、教学重点
甲烷、乙烯和乙炔的实验室制法
二、教学难点
1、甲烷、乙烯和乙炔的典型化学性质；
2、制备甲烷、乙烯和乙炔的反应机理（供学有余力的学生选择）。
Ⅲ、教学方法
实验探究法：提出问题 → 建立假设 → 设计方案 → 动手实验 → 观察记录 → 分析现象 → 得出结论。
Ⅳ、教学过程
生活
化学
思路： 走向
↓↓ ↓↓
创设情境，提出问题 合作讨论，猜想假设
实验探究，解决问题
一、甲烷
【引入】展示矿山瓦斯爆炸的新闻消息,提出疑问，引入新课。
新闻中的瓦斯就是甲烷，那么怎么来制取甲烷呢？甲烷又有那些性质呢？下面我们通过实验来探究
甲烷的实验室制法：
【讲解】所用药品为无水醋酸钠和碱石灰（NaOH与CaO的混合物）。
【展示】药品：结晶醋酸钠、无水醋酸钠和碱石灰
【学生】观察颜色状态
【板书】
【提问】为什么一定要在无水条件下进行呢？CaO参与反应吗？仅使用NaOH可以吗？
【学生】讨论，并回答问题
【讲解】CaO的作用：①稀释混合物浓度，使生成的甲烷易于外逸；②可吸湿；③减少固体NaOH在高温时与玻璃作用，防止试管破裂。
【强调】因为有机反应比较复杂，常伴有副反应发生，所以在书写有机反应方程式时一般用箭头而不用等号。
设计意图：帮助学生整理思路，初步掌握学习有机化学的方法，了解科学研究的一般方法。
【展示】制气装置并强调重点
【提问】甲烷可用什么方法收集？
【学生】讨论，并回答
【讲解】排水法和向下排空气法，本实验收集纯净甲烷用排水法
甲烷的化学性质和用途
【演示】向酸性高锰酸钾溶液和溴水中通入甲烷气体
【学生】观察现象：两种溶液均不褪色
得出结论：没有发生反应
【提问】通常情况下，甲烷除了不与高锰酸钾溶液、溴水等强氧化剂反应外，一般也不与强酸、强碱反应，因此甲烷的化学性质比较稳定。这是什么原因呢？你能从结构上予以解释吗？
【回答】：甲烷为正四面体结构，比较稳定
【讲解】但任何物质的稳定性都是相对的，而它的变化是绝对的，内因是变化的根据，外因是变化的条件，一旦外部条件发生变化，甲烷也能发生反应。
【讲解】甲烷燃烧放出大量的热，因此甲烷是一种很好的气体燃料，可以造福于人类。但必须注意，如果空气中甲烷含量达到5%-15%时，遇到火花就会立即爆炸，所以煤矿矿井里必须采取安全措施，如通风、严禁烟火等，以防止甲烷与空气混合物的爆炸事故发生。
【学生】回忆实验现象
领悟安全的重要性
【板书】方程式：
【过渡】甲烷除了在点燃条件下与氧气反应外，还可在光照条件下与氯气发生反应。
【演示】甲烷与氯气的反应
【演示】提前做好的甲烷与氯气反应的结果
【提问】此反应有什么物质生成呢？
【回答】现象：氯气的黄绿色逐渐消失，瓶壁上有黄色、无色油状液滴生成。

【提问】常温下，除了CH3Cl是气体外，其他三种都是无色液体，为什么我们看到黄色油珠呢？
【学生】讨论后得知：氯仿、四氯化碳都是好的有机溶剂，其中溶解了未反应完的氯气而显色。
设计意图：引导学生发现问题、分析问题、解决问题
二、乙烯
【引入】工业上所用的乙烯，主要是从石油化工厂所生产的气体产品中分离出来的。
那么在实验室中，则通常通过加热酒精和浓硫酸的混合物，使酒精分解而制得乙烯。我们一起来看看实验室制备乙烯的原理。

【讲解】接着，我们来分析实验装置，液体加热制气体，还设计到浓硫酸，所以用圆底烧瓶；加热——酒精灯；固定装置——铁架台；控制温度——温度计（还要插入到反应液中）；用排水法收集气体，——导气管、水槽、集气瓶。
【演示实验】制取乙烯
【提问】在刚的乙烯制备实验中，大家观察到什么？
【回答】有气体产生；烧瓶内的液体变黑。
【讲解】在这个实验中，需要大家注意几个问题：
1、浓硫酸做催化剂与脱水剂，较长时间加热，混合液会变黑，这是因为乙醇被浓硫酸碳化生成单质碳。
C+2H2SO4(浓)=CO2+2SO2+2H2O
2、乙醇和浓硫酸体积比为1：3，反应物混合时，应将浓硫酸缓慢注入到乙醇中，边加边轻轻摇动，浓硫酸过量的原因是促使反应向正方向进行。
3、加入碎瓷片目的在于防止爆沸。
4、温度计要插入到液体中，并且要迅速加热到170℃，因为在130℃-140℃时，分子间脱水，生成乙醚。
这就是实验室制备乙烯的过程。下面我们来学习它的性质实验，首先就是氧化反应中的可燃性。大家根据对甲烷的学习，推测一下乙烯燃烧生成了什么？
【回答】完全燃烧生成CO2与H2O。
【提问】那刚观察到的现象是什么？
【回答】明亮的白烟，伴有黑烟。
【提问】那谁能解释。
【回答】因为乙烯的碳含量较高，碳燃烧不完全，所以有黑烟产生；明亮的
火焰则是碳微粒受灼热发光。
【讲解】大家注意了在这个反应中，生成的CO2与H2O的物质的量是相
的，如果是100℃以上，反应前后气体体积还是不变的。
【提问】在将气体通入到酸性高锰酸钾溶液中，观察到什么现象？
【回答】观察到高锰酸钾溶液紫红色褪去。
【讲解】这是因为乙烯被高锰酸钾酸性溶液氧化，而有色的高锰酸根离子变成了无色的锰离子，而乙烯变为CO2。
【提问】将乙烯通入到溴的四氯化碳溶液中，有什么现象？
【回答】橙色褪去
【讲解】乙烯与溴水的加成反应就可以表示为

三、乙炔
【引入】 大家看过气焊工焊接金属吗？焊接金属发出的火焰很明亮，有谁知道这明亮的火焰是怎样产生的吗？这种火焰叫做氧炔焰，它是由乙炔在氧气中燃烧产生的。那乙炔怎样制取，乙炔有什么化学性质？下面，我们就一起设计制取乙炔的实验，并探究乙炔的化学性质。
【讲解】 制取乙炔，首先，我们就要了解它的实验原理。制取乙炔的化学方程式是：
【板书】CaC2 + 2H2 O==C2 H2 ↑+Ca（OH）2
【引导】知道了实验原理，那么我们怎样根据反应物的状态和反应条件来选取发生装置呢？首先，观察化学方程式，找出该反应的特征：固体与液体反应，不加热。
【讲解】根据反应特征，我们本实验选择的发生装置所用仪器有：圆底烧瓶、分液漏斗、双孔胶塞。
【提问】CaC2和水反应很快，为使反应缓慢地进行，我们可采取什么措施？
【讲解】 用饱和食盐水代替水 CaC2、NaCl（aq）
【提问】实验制得的乙炔有何杂质？怎样除杂？
【讲解】电石中含有少量的硫化钙、磷化钙、砷化钙等杂质，它们与水反应生成对应的氢化物H2S、PH3、AsH3混在乙炔中，可用CuSO4溶液除去。 除杂装置： CuSO4（aq）、洗气瓶。
【提问】用什么方法收集乙炔？
【回答】排水法
【讲解】检查装置气密性，制取乙炔
【提问】溴水和酸性高锰酸钾溶液有什么变化？
【回答】溴水褪色、酸性高锰酸钾溶液褪色。
【讲解】溴水褪色，发生加成反应：CH≡CH+2Br2─→CH Br2 CH Br2
酸性高锰酸钾溶液褪色，发生氧化反应。
【实验探究】收集乙炔，验纯无尖锐爆鸣声，点燃乙炔。
【提问】乙炔的燃烧有什么特点？与乙烯的燃烧有什么不同？在实验中还发现了什么？讨论其原因。
【回答】 乙炔燃烧，火焰明亮并伴有浓烈的黑烟，试管里有黑色的物质生成。
【讲解】明亮是因为燃烧时，一部分碳氢化合物裂化成细微分散的碳颗粒，这些碳粒受灼热而发光，因此乙炔曾作为照明气使用；黑烟是因为乙炔含碳量高，燃烧不充分造成的。乙炔焰的温度很高，可达30000C以上，现在，大家应该明白，实验前我们说用氧炔焰来切割或焊接金属的原因了。
结论：总结实验室制取甲烷、乙烯和乙炔的方法，归纳甲烷、乙烯和乙炔的化学性质。了解甲烷、乙烯和乙炔的制取反应机理和典型化学性质的反应机理。
布置作业：
1、复习今天所学知识；
2、请同学们课外查找文献，了解甲烷、乙烯和乙炔的用途，寻找可以改进实验的方法。
Ⅴ、板书设计
实验十一 甲烷 乙烯 乙炔

一、 实验目的
1、 了解甲烷、乙烯、乙炔的实验室制法和性质，饱和烃与不饱和烃的共性
与特性；
2、 掌握三种气体制备的实验演示操作。
二、 实验原理
1、 甲烷：

2、 乙烯：
3、 乙炔：
CaC2 + 2H2 O==C2 H2 ↑+Ca（OH）2
三、 实验用品
四、 实验内容
1、甲烷
（1） 试剂的预处理
（2） 加入药品：无水乙酸钠6g,碱石灰3g，氢氧化钠3g
（3） 加热
（4） 收集：排水法
（5） 验证甲烷性质
2、乙烯
（1）检查装置气密性
（2）加入5mL乙醇，15mL浓硫酸，并放入几片碎瓷片
（3）加热，迅速升温至1700C
（4）收集：排水法
（5）验证乙烯性质
（6）拆卸装置：先撤导管，后熄灯
3、乙炔
（1）检查装置气密性
（2）试管中加入电石，分液漏斗中加入饱和食盐水：滴/s
（3）收集：排水法
（4）验证乙炔性质
五、 注意事项
1、点燃甲烷、乙烯、乙炔时一定要验纯
2、制备甲烷时试剂都要进行预处理
3、乙烯的制取关键是控制好温度
4、制备乙炔时，碳化钙最好用蚕豆大小，也可将水用饱和食盐水代替
Ⅵ、课后总结
通过这节课，我们知道了甲烷、乙烯、乙炔的实验室制法，并且通过实验和理论相结合，可以知道甲烷、乙烯、乙炔的一系列现象，从而使学生从抽象的理论中，以实验为辅助，更加了解甲烷、乙烯、乙炔的化学性质，由此类比饱和烃与不饱和烃的化学性质。