芳香烴性質(zhì)

彭高輝

摘要：實(shí)驗(yàn)探究是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成，本文將實(shí)驗(yàn)探究在課堂上運(yùn)用，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，進(jìn)而提高學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，注重探究式、問題式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的求知欲。

關(guān)鍵詞：化學(xué)核心素養(yǎng);科學(xué)探究;芳香烴性質(zhì);課例分析

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)高度重視學(xué)生“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”素養(yǎng)的培養(yǎng)。核心素養(yǎng)是指學(xué)生應(yīng)具備的適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。[1]核心素養(yǎng)的習(xí)得與養(yǎng)成具有過程性、整體性、綜合性、和系統(tǒng)性。[2]本文結(jié)合實(shí)驗(yàn)探究與芳香烴性質(zhì)學(xué)習(xí)，通過探究性學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究、創(chuàng)新能力，同時(shí)學(xué)習(xí)掌握芳香烴的性質(zhì)。

一、教學(xué)目標(biāo)：

1.知識(shí)與技能目標(biāo)

（1）掌握苯和苯的同系物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、化學(xué)性質(zhì)。

（2）以芳香烴的典型代表物苯為例，理解芳香烴的主要性質(zhì)。了解苯的物理性質(zhì)和分子組成以及芳香烴的概念。

（3）了解芳香烴分子中基團(tuán)間存在的相互影響。

2.過程與方法目標(biāo)

能舉例說明苯及其同系物與鹵素單質(zhì)、硝酸、硫酸、氫氣等的反應(yīng);能從結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析、比較和歸類，初步建立有機(jī)基團(tuán)間會(huì)產(chǎn)生相互影響的觀點(diǎn)。

3.情感、態(tài)度、價(jià)值觀目標(biāo)

通過苯的結(jié)構(gòu)建立的過程，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度和對(duì)科學(xué)探究的興趣。

二、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)：

苯和苯的同系物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、化學(xué)性質(zhì)是教學(xué)重點(diǎn)，苯的同系物中支鏈與苯環(huán)的相互影響是教學(xué)難點(diǎn)。

三、教學(xué)方法：

探究式教學(xué)、問題教學(xué)法

四、教學(xué)過程：

【教師活動(dòng)】：

講述：苯的分子組成為C6H6，從分子組成上看，苯分子具有很大的不飽和性，根據(jù)化學(xué)《必修2》中學(xué)習(xí)的有關(guān)苯的知識(shí)，請(qǐng)同學(xué)們回憶苯分子具有什么樣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

板書：一、苯的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)

【學(xué)生活動(dòng)】

回答：苯是平面形分子，分子中的6個(gè)碳原子和6個(gè)氫原子都在同一平面內(nèi)，苯分子中的6個(gè)碳原子構(gòu)成一個(gè)正六邊形，碳碳鍵長相等，介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間，是一種特殊的化學(xué)鍵。

【教師活動(dòng)】：

評(píng)價(jià)：回答得非常好！引導(dǎo)同學(xué)們閱讀“科學(xué)視野”介紹苯分子σ鍵和大π鍵。多媒體PPT展示苯分子模型

板書：1.苯的結(jié)構(gòu)

追問：我們知道有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)決定了它的性質(zhì)，既然苯有這種特殊的結(jié)構(gòu)，苯具有哪些化學(xué)性質(zhì)呢？請(qǐng)大家填寫屏幕上的表格，待會(huì)請(qǐng)一位同學(xué)來回答。

板書：2.苯的化學(xué)性質(zhì)

【學(xué)生活動(dòng)】

填寫表格并回答

【教師活動(dòng)】

講述：同學(xué)們剛才對(duì)苯的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了回憶，并對(duì)的與烷烴、烯烴、炔烴的性質(zhì)進(jìn)行了對(duì)比。接下來請(qǐng)同學(xué)們書寫以下幾個(gè)化學(xué)方程式，進(jìn)一步鞏固苯的化學(xué)性質(zhì)。

PPT展示：

【學(xué)生活動(dòng)】

填寫表格。

【教師活動(dòng)】

歸納評(píng)價(jià)：寫得很好！從化學(xué)反應(yīng)條件，我們可以看出苯的結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，但在一定條件下，如在催化劑作用下，苯可以發(fā)生取代和加成反應(yīng)。

過渡練習(xí)：請(qǐng)同學(xué)們看屏幕上一系列物質(zhì)，分析它們的結(jié)構(gòu)有哪些特點(diǎn)，并寫出它們的通式。

板書：二、苯的同系物

【學(xué)生活動(dòng)】：

填寫表格。總結(jié)得出苯的同系物是苯環(huán)上的氫原子被烷基取代的產(chǎn)物。

【教師引導(dǎo)】：

我們知道同系物的化學(xué)性質(zhì)是相似的，苯的同系物具有哪些化學(xué)性質(zhì)呢？

PPT展示：請(qǐng)根據(jù)提供的試劑設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究苯的同系物性質(zhì)有哪些共同點(diǎn)和不同點(diǎn)。

試劑：苯、甲苯、酸性KMnO4溶液、濃硝酸、濃硫酸。

備注：實(shí)驗(yàn)探究是一種重要的科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。為落實(shí)該核心素養(yǎng)，我們應(yīng)圍繞探究活動(dòng)提出明確探究問題，創(chuàng)設(shè)探究活動(dòng)教學(xué)情境，引導(dǎo)學(xué)生觀察并分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從中獲取證據(jù)，經(jīng)過分析得出結(jié)論。[3]

【學(xué)生活動(dòng)】：

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并提出方案：

1.苯+酸性KMnO4溶液;?2.甲苯+酸性KMnO4溶液;

3.苯+濃硝酸+濃硫酸;?4.甲苯+濃硝酸+濃硫酸;

【教師活動(dòng)】：

評(píng)價(jià)：同學(xué)們提出來的實(shí)驗(yàn)方案都很好，但是考慮到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)一般是要科學(xué)、安全易操作、現(xiàn)象明顯特點(diǎn)，我們現(xiàn)在以同學(xué)們提出的前兩個(gè)方案進(jìn)行探究。指導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，同時(shí)強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范性。

【學(xué)生活動(dòng)】：

進(jìn)行苯、甲苯性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)。記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，但是甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色。

【教師活動(dòng)】：

點(diǎn)評(píng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中操作不規(guī)范的地方，讓學(xué)生描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并引導(dǎo)學(xué)生從結(jié)構(gòu)上思考為什么苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，但是甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色的現(xiàn)象？

【學(xué)生活動(dòng)】：

思考并回答：甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色，是由于甲苯上的甲基被酸性KMnO4溶液氧化的結(jié)果，也就是苯環(huán)和烷基相互作用，增大了活性。

【教師活動(dòng)】：

點(diǎn)評(píng)：同學(xué)們歸納總結(jié)和很好！不僅如此，甲苯還能與濃硝酸和濃硫酸的混合酸在一定條件下反應(yīng)生成三硝基甲苯，俗稱TNT，一種淡黃色晶體，烈性炸藥。請(qǐng)同學(xué)們?cè)噷懗龃嘶瘜W(xué)方程式。

板書：3.苯的同系物的化學(xué)性質(zhì)

氧化反應(yīng)、取代反應(yīng)、加成反應(yīng)

【學(xué)生活動(dòng)】：

書寫化學(xué)方程式。

【教師活動(dòng)】：

同學(xué)們寫得很好！引導(dǎo)學(xué)生閱讀芳香烴的來源，講述人芳香烴的用途。

接下來我們一起回顧本節(jié)課的內(nèi)容。小結(jié)：

課堂練習(xí)

1.下列事實(shí)中，能說明苯與一般烯烴在性質(zhì)上有很大差別的是（?）

A、苯不能與溴水發(fā)生加成反應(yīng);

B、苯不能被酸性KMnO4溶液氧化;

C、1mol苯能夠與3molH2發(fā)生加成反應(yīng);

D、苯能夠燃燒產(chǎn)和濃煙;

板書設(shè)計(jì)

三、芳香烴的來源

教學(xué)后記

《芳香烴》是化學(xué)人教版選修5《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》第二章第二節(jié)的內(nèi)容。苯是最簡單的芳香烴，也是重要的化工原料。教科書在復(fù)習(xí)苯的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)后，重點(diǎn)介紹了苯的同系物。因此，在這節(jié)內(nèi)容的教學(xué)上，要重點(diǎn)把握好將前面學(xué)過的烷烴、烯烴、炔烴的方法，遷移到苯及其同系物的學(xué)習(xí)中，培養(yǎng)學(xué)生以代表物為例進(jìn)而觀測同類物質(zhì)性質(zhì)能力。另外，在教學(xué)中要突出有機(jī)化學(xué)“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的這條主線索。

本節(jié)課采用了探究式教學(xué)。探究教學(xué)是指在教師引導(dǎo)下，學(xué)生主動(dòng)參與到發(fā)現(xiàn)問題，尋找答案的過程中，以培養(yǎng)學(xué)生解決問題能力的教學(xué)活動(dòng)。苯的同系物化學(xué)性質(zhì)，既是本節(jié)課的重點(diǎn)，又是難點(diǎn)之一。先設(shè)置了表格對(duì)苯及其同系物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了探討，緊接著根據(jù)“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”提出了苯與苯的同系物在結(jié)構(gòu)上相似，那它們就有相似的化學(xué)性質(zhì)，提供試劑，讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件的可行性，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)，這不僅解決了難點(diǎn)問題，還提高了學(xué)生科學(xué)探究水平及實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

參考文獻(xiàn)：

[1]鐘啟泉.基于核心素養(yǎng)的課程發(fā)展：挑戰(zhàn)與課題[J].全球教育展望，2016（1）：3-25

[2]林崇德.21世紀(jì)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)研究[M].北京：北京師范大學(xué) 出版社，2016.

[3]周業(yè)虹.核心素養(yǎng)視角下的教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2019（4）：29-33.