《基于化学键视角的卤代烃教学实施》
本文是卤代烃类有关自考开题报告范文与化学键方面电大毕业论文范文.
摘 要：从化学学键的认识视角探讨“卤代烃”教学实施的具体过程：从键的饱和度、键的极性、化学键之间的相互影响等方面引导学生认识溴乙烷的结构和化学性质,发展学生从化学键角度认识有机物的能力.引领学生在探索、体验中理解宏观现象背后的微观本质和规律,从而渗透有机物学习的一般程序和思维方法.
关键词：化学键;极性键;溴乙烷
文章编号：1008-0546（2020）11-0062-05 中图分类号：G632.41 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.11.016
揭示宏观现象的微观本质是化学学科的核心任务之一,宏微结合与转换是化学学科核心素养的学科特征.零散的学科知识、化学概念是容易被遗忘的,学生能够内化的是具有学科特征的认识事物的视角和解决问题的方法.特别是选修5“有机化学基础”的教学,只有引领学生从化学键的微观角度认识有机物的性质,让学生深刻理解有机反应的本质和规律,才能形成迁移应用能力和创新能力.
一 教学主题内容
1、卤代烃的功能地位
《普通高中化学课程标准（2017年版）》要求“认识卤代烃的组成和结构特点,认识取代反应和消去反应,知道卤代烃与烃的衍生物之间的转化关系”.可见卤代烃在有机物教学中起到承上启下的作用,其在有机合成中也是重要的桥梁,是连结烃与烃的衍生物的纽带.在高考中,卤代烃也是个有机大题里的常客,回顾2019年、2018年、2017年全国1卷第36题,卤代烃均是合成线路设计里的核心中间体.
2、从化学键视角认识溴乙烷
学生对有机物的认识有基于典型代表物、基于官能团和基于化学键三个层次.基于典型代表物的视角往往导致学生学一个会一个,没学的就完全不会;基于官能团认识有机物的学生在遇到陌生物质时一般会从官能团上进行性质的加和,却不能对含陌生官能团的物质加以分析;很显然从化学键角度认识有机物是更加切近实质的.形成这种认识方式的学生能从化学键的断裂和形成的角度对有机物的性质进行预测和论证,对陌生有机物也能明确分析方向,具备自主分析的能力.现行考试评价也需要学生建立基于化学键的认识方式,进而提高解决问题的能力.要达到这种水平,就要强化学生在认识物质时从基于官能团看结构转变为基于化学键看结构.而对化学键的认识又可以从键的饱和度、键的极性和化学键之间的相互影响等方面着手分析.
在溴乙烷中,由于溴的电负性大于碳,电子对偏移,溴原子带负电荷,碳原子带正电荷,容易吸引带负电荷的原子或基团进攻取代溴,因而C-Br键具有较强的极性,易断裂.溴原子的吸电子作用传递到a碳和B碳上,也使得a碳氢键和B碳氢键极性增强,进而表现出相当的反应活性.
按照有机反应发生时化学键的断裂方式,有机反应可分为均裂反应（自由基反应）和异裂反应（离子型反应）.异裂反应断键时原来的一对电子被某一原子或某一基团占有,异裂反应通常在酸、碱或极性物质催化下进行,大部分卤代烃发生的就是异裂反应.
二 教学目标
（1）通过介绍生活中的卤代烃材料的使用性能或制备原理、用溴乙烷做物理性质的小实验,帮助学生自主归纳卤代烃的概念及一般物理性质,了解溴乙烷在生活生产中的重要应用,形成对卤代烃客观全面的认知.
（2）引导学生对比溴乙烷和乙烷的结构,从化学键视角认识溴乙烷的结构特点,并依据数据支持预测溴乙烷的化学性质且对溴乙烷的取代反应和消去反应进行化学键的断键位置和成键位置分析,进而形成从化学键视角认识有机物的一般思路.
（3）通过“科学探究”活动设计溴乙烷的取代和消去反应实验并对反应产物进行验证,发展学生设计实验方案、排除干扰因素、综合考虑问题的能力,体验自主探究的乐趣和喜悦,形成学习有机化合物的一般方法.
三 教学流程（图3）
四 教学实施
1、片段一：情景创设——初识卤代烃
人教版選修5“有机化学基础”中对卤代烃的介绍包括：卤代烃的概念、种类以及卤代烃的物理性质和应用,呈现方式以符号、文字为主.在实际教学中,广泛引入生活中的各种卤代烃材料,如聚氯乙烯PVC管、水立方充气薄膜ETFE、不粘锅涂层、修正液主要成分三氯乙烷C2H3CI3、常见萃取剂CCh、1211灭火器CF2CIBr、干洗剂全氯乙烯C2Cl4,并简单介绍其分子组成、使用性能或制备原理.引导学生从以上素材中了解卤代烃的物理性质和用途,并从分子组成角度自主形成卤代烃的概念,渗透科学精神和社会责任,激发学生学习兴趣,引出典型代表物溴乙烷.
[实验]
（1）展示一瓶溴乙烷,倒出少量于试管中,观察其颜色、状态、气味.（溴乙烷是一种无色液体,沸点低易挥发,有特殊气味）
（2）溴乙烷的溶解性如何?取2mL溴乙烷和3mL蒸馏水于试管中,振荡,静置,观察现象.（液体分层说明溴乙烷不溶于水,且溴乙烷在下层说明其密度比水大）另取2mL溴乙烷和3mL乙醇于试管中,振荡,静置,观察现象.（液体不分层说明溴乙烷能溶于有机溶剂）
（3）溴乙烷能否像四氯化碳一样做萃取剂?向3mL溴水中加人1mL溴乙烷,振荡,静置,观察现象.（液体分层,上层颜色变浅,下层橙色,说明溴乙烷可以萃取溴水中的溴,但因溴乙烷毒性较大、较贵,一般不用作萃取剂）
2.片段二：模型建构和证据推理——溴乙烷的结构和性质
学生对于乙烷的结构和性质已经很熟悉,根据卤代烃的概念也会自然而然地建立乙烷和溴乙烷的联系,因此将乙烷与溴乙烷进行对比是溴乙烷学习的重要生长点.
[学生活动1]依据有机物中碳原子的成键特点,拼出溴乙烷的球棍模型,并与已学过的乙烷结构对比思考：溴乙烷与乙烷的化学键种类、极性、化学键之间的相互影响,并预测溴乙烷的化学性质.
共价键的极性随着共用电子对偏移程度的增大而增强;极性强弱可以用电负性来判断：电负性越大,该原子在化合物中吸引电子的能力越强,电负性差值越大,共价键的极性越强.根据学生层次不同,也可引导学生从非金属性比较的角度进行分析,即：溴原子的非金属性强,它对电子对的吸引力也强（表1）.
以共价键结合的双原子分子,分解成原子时所吸收的能量称为该种共价键的键能,键能越大,化学键越稳定,反之键能越小,化学键越易断裂（表2）.
从以上数据可以看出：乙烷分子中碳的电负性大于氢而使氢原子带正电荷,所有C-H键的极性相同;当一个溴原子代替一个氢原子后,由于溴的电负性大于碳或者溴的非金属性大于碳,电子对偏移,碳原子带正电荷,溴原子带负电荷,C-Br键具有较强的极性,易断裂,反应活性增强,从表2键能数据亦可佐证,C-Br键因具有较强的极性而不稳定（表3）.
带负电荷的溴原子易被同样带负电荷的原子或基团取代.溴原子的吸电子作用传递到a碳和β碳上,也使得a碳氢键和β碳氢键极性增强,进而表现出相当的反应活性.可见,化学键之间相互影响的实质就是共用电子对的偏移或电子云的重新分布（表4）.
[学生活动2]用球棍模型模拟取代反应和消去反应过程中的断键位置和成键位置,教师通过系列追问引导学生从化学键角度分析反应本质.学生用化学方程式（符号表征）来表达溴乙烷的取代反应和消去反应,并体会反应条件对化学反应的影响.
（1）取代反应：
[师]：从化学键视角认识有机物的结构并预测性质更切近反应的本质,请大家总结一下我们又是从化学键的哪几个方面着手分析的?
[生]：化学键的极性、不饱和度、化学键之间的相互影响等.
3、片段三：科学探究——设计实验并检验反应产物
[学生活动3]参考沸点数据设计实验方案并探讨优劣,选择合理实验装置,引导学生进一步设计如何检验反应产物Br-、乙醇、乙烯等的实验方案（表5）（图4）.
選择水浴加热装置更便于控制温度,经学生讨论还可采用长导管冷凝回流,避免反应物大量挥发提高产率,也可增加磁力搅拌器等搅拌装置以使反应物接触更充分等等.
《有机化学》（第4版）对卤代烃的消去反应有这样的叙述：“卤代烷与氢氧化钠（或氢氧化钾）的乙醇溶液作用时,卤代烷最容易脱去卤化氢,二级次之,一级最难.”因此可以用2一溴丙烷来做消去反应的实验.另外,溴乙烷在氢氧化钠醇溶液中的消去反应实验现象不明显,可以从增大碱的溶解度方面着手改进,若用氢氧化钾代替氢氧化钠,则有明显的实验现象,也有研究表明乙二醇更适宜用于配制饱和KOH溶液.再者,控制消去反应的水浴温度在85°C左右,对装有酸性高锰酸钾溶液的试管进行适当水浴加热（70°C左右）等也有利于加快反应速率,缩短演示实验所需时间.
在取代反应的产物检验设计时,笔者认为无需刻意强调反应前溴乙烷中溴原子的检验.因为卤代烃在水中也能发生微弱的取代反应：R-X+H--OH→ROH+HX,若加入AgNO3溶液,反应时间足够充分,也会看到有沉淀产生的现象.况且,如果只是为了检验卤代烃中的卤素原子,只要与AgNO3的醇溶液混合,观察是否有沉淀即可,这是大学有机化学中进行卤代
五 结语与反思
长期以来,高中有机物化学性质教学一直强调“结构决定性质”,但结构到底是怎样决定性质,结构与性质之间存在怎样的关系恐怕我们并没有讲清,学生对有机物化学性质缺乏预见性,遇到陌生情境的问题时束手无策.本文从化学键的角度层层推进展开溴乙烷的结构决定性质教学,立足科学本质,让学生“知其然且知其所以然”,最终建立起有效分析有机物结构号性质的思维模型.
球棍模型模拟反应过程,实验设计打开学生脑洞,整节课的教学给学生提供了充分的动手实践体验的机会,把学生学习兴趣的激发从形式落到实质,课堂气氛活跃、轻松.从学生的认识点出发,多次采用问题链,以启发学生的思维为核心,调动了学生思维的主动性和积极性.结构人手,预测性质,设计实验验证产物,引领学生在探索、体验中理解宏观现象背后的微观本质和规律,渗透有机物学习的一般程序和思维方法.
汇总:该文是关于卤代烃相关专业的经典范文,可作为化学键方面的大学硕士与本科毕业论文写作参考和卤代烃论文开题报告和职称论文论文写作参考文献.
卤代烃引用文献:
[1] 化学键电大毕业论文范文 卤代烃类有关硕士学位论文范文2万字
[2] 代做计算机专业论文题目 代做计算机专业论文题目怎样拟
[3] 货代论文题目大全 货代毕业论文题目怎么定
