乙酸乙酯的制備與性質

教學設計

課程基本信息學科化學年級高三學期秋季課題實驗活動1乙酸乙酯的制備與性質教學分析本課時作為選擇性必修3《有機化學基礎》第三章烴的衍生物的結尾環(huán)節(jié)，同時也可以乘坐第四章有機大分子的銜接環(huán)節(jié)，是學生從有機理論學習過渡到有機合成的緩沖階段。在這個重要的階段，學生應該通過對已學理論知識和實驗操作知識的整合，對典型的簡單有機物合成有一個全面的了解。為后續(xù)《有機合成》做好能力上的鋪墊。其中乙酸乙酯的制備部分已經在必修第二冊第七章第三節(jié)《乙酸》的學習中出現(xiàn)過，對應掌握要求是學考水平，具體包括了解乙酸乙酯反應的斷鍵機理、會書寫乙酸與乙醇酯化反應的方程式，并能夠說出實驗過程中重要實際的作用，了解實驗裝置的用途等。乙酸乙酯的水解部分則是在剛剛結束的選擇性必修3《有機化學基礎》第三章烴的衍生物第四節(jié)《羧酸及羧酸衍生物》第二課時出現(xiàn)，對應掌握要求是選靠難度。具體包括酯類的水解的斷鍵機理、水解反應方程式的書寫、能夠說出不同酸堿性條件下水解反應的在速率和程度上的差異并解釋原因。雖然兩次學習乙酸乙酯的時間節(jié)點相差較遠，但是恰恰體現(xiàn)了人教版教材對有機體系螺旋上升編排的理念，讓學生在學考和選考兩個不同的水平高度上對乙酸乙酯的性質有逐步加深逐漸全面的了解。因此對兩個反應的原理、斷鍵機理的探討并不是本課時的主要任務。本課時屬于實驗活動課，通過對實驗操作的回顧，喚醒學生對乙酸乙酯制備的記憶，整合乙酸乙酯水解的實驗。同時對實驗裝置進行大膽改良，并大方闡述自己的改良思路，體驗科學態(tài)度提升社會責任感和學習化學使世界更美好的使命感。更加重要的是，利用在選擇性必修2《化學反應原理》中所學化學反應速率影響因素和平衡移動的知識對酯化反應和酯類水解反應進行調控，從而達成“在真實情境中解決問題”這一能力。學情分析學生剛剛結束本章節(jié)的學習，在本章第四節(jié)《羧酸及羧酸衍生物》第二課時中，從酯類這一類別的高度學習了酯類的水解反應斷鍵機理、水解反應方程式的書寫、能夠說出不同酸堿性條件下水解反應的在速率和程度上的差異。為學生學習本課時的內容提供了最近發(fā)展區(qū)的落腳點。在高一時，通過必修第二冊第七章第三節(jié)《乙酸》的學習，基本掌握了乙酸和乙醇的酯化反應中學考水平的內容。但是對酯化反應是個可逆反應，可以通過改變條件對其實現(xiàn)調控這一點，學生需要結合選擇性必修2《反應原理》中的知識。像這樣跨書本的結合應用，是學生在學習有機合成常見的難點。同時結合對實驗裝置的改進，加深對有機實驗儀器的了解，有助于學生適應有機合成的真實情境，提高綜合分析的能力。設計思路整個教學設計基于三個“序”，即：知識序、認知序和教學序。并且，在教學設計過程中，努力追求“三序”的融合統(tǒng)一。從知識序來看，本節(jié)課遵循“實驗現(xiàn)象-分析推理-模型建構-模型檢驗”這樣一條線。從認知序來看，遵循從從感知到理解、從具體到抽象、從易到難等。從教學序來看，以情境為依托，以實驗為基礎，以問題為載體，即采用“情境激疑、合作探究，交流評價”的教學策略。教學目標根據(jù)高中化學課程標準中核心素養(yǎng)（宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認知、科學探究與創(chuàng)新意識、科學態(tài)度與社會責任）的要求，制定如下的教學目標：宏觀辨識與微觀探析：知道實驗現(xiàn)象和實驗結論，了解試劑和儀器的作用變化觀念與平衡思想：以化學平衡移動原理作為依據(jù)調控酯化反應證據(jù)推理與模型認知：對實驗試劑和操作進行改良，建立提高轉化率和產率的認知模型科學探究與創(chuàng)新意識：改進乙酸乙酯制備的實驗裝置科學態(tài)度與社會責任：闡述對裝置改良的思路教學內容教學重點：乙酸乙酯制備與水解實驗的現(xiàn)象、結論與操作細節(jié)教學難點：對乙酸乙酯制備裝置的改進以化學平衡移動原理作為依據(jù)調控酯化反應教學流程教學過程【環(huán)節(jié)一】乙酸乙酯的制備實驗1介紹實驗用品和實驗流程為了使現(xiàn)象更明顯，參考必修第二冊當中的反應物用量，將乙醇的用量由2毫升調整到3毫升，將濃硫酸的用量由0.5毫升調整到2毫升，其它保持不變。2通過視頻展示實驗操作過程和實驗現(xiàn)象。3歸納實驗原理，并書寫方程式。4問題與討論依次提出實驗操作中的細節(jié)問題①試劑添加順序、碎瓷片和濃硫酸作用，②飽和碳酸鈉的作用和導管位置，③實驗所得油狀液體含有雜質，如何進一步分離提純，過程中穿插學生回答，實現(xiàn)課堂互動的同時進一步明確每種藥品在實驗中的作用。通過飽和碳酸鈉的作用引出本實驗中乙酸和乙醇轉化率較低和乙酸乙酯產率較低。進一步提出問題④“用化學反應平衡移動的原理如何提高乙酸乙酯的產率”，通過學生回答“增加反應物用量或減少生成物使平衡正向移動”來引出在本實驗中的具體做法，并提醒控制實驗溫度來控制副反應程度從而也能提升乙酸乙酯產率的視角。穿插學生回答，實現(xiàn)課堂互動。提出問題⑤“簡要繪制理想裝置”從裝置改良角度來解決乙酸乙酯產率。穿插學生回答，實現(xiàn)課堂互動。5酯化反應小結是從知識點落實角度進行的歸納總結。【環(huán)節(jié)二】乙酸乙酯的性質1介紹實驗用品和實驗流程由于乙酸乙酯、稀硫酸溶液、氫氧化鈉溶液都是無色的液體，不便于我們觀察，所以將實驗改為用甲基橙溶液來標記，中性環(huán)境A試管標記為黃色，酸性環(huán)境B試管標記為紅色，堿性環(huán)境C試管標記為黃色。最后，向三支試管中各加入2毫升乙酸乙酯。2通過視頻展示實驗操作過程和實驗現(xiàn)象。明確與前序課時的關系3歸納實驗原理，并書寫方程式。4問題與討論依次提出實驗中的幾個細節(jié)問題，①控制總體積不變來理解實驗設計中試劑用量不同的問題②通過實驗現(xiàn)象得出的結論③比較乙酸乙酯水解反應速率的其他方法。④用化學反應平衡移動的原理解釋在不同酸堿性條件下水解反應速率和程度的差別。穿插學生回答，實現(xiàn)課堂互動。5酯化反應小結是從知識點落實角度進行的歸納總結?！经h(huán)節(jié)三】總結在有機化學實驗的學習中，我們通過簡易裝置做實驗來了解實驗現(xiàn)象，但是會發(fā)現(xiàn)原料轉化率和生成物產率較低的問題。在本實驗中我們以酯化反應是可逆反應為切入點，以化學平衡移動原理作為依據(jù)，通過調整原料的用量和改進實