“苯”的教学设计

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1、“苯”的教学设计摘要：利用化学史进行“苯”的教学设计，在实施教学活动过程中让学生置身于苯分子研究的历史进程中，将苯分子结构和性质的学习融入探索过程。在选择化学史材料的时候更加注重真实性，同时吸收最新的科学研究成果。　　关键词：苯；化学史；分子结构；化学实验；教学设计　　：1005–6629（2014）1–0040–04中图分类号：G633.8文献标识码：B　　1对教学内容的思考　　如果说C60是20世纪末乃至当代化学界的“明星分子”，那么在19世纪上半叶发现的苯则因其对称性的结构和特殊的性质，成为人们关注了一个多世纪并应用于多个领域的、有点被熟视

2、无睹的“明星分子”[1]。借助于结构与性质的相互关系，科学家花了漫长的时间、设计了许多巧妙的实验、利用众多的科学仪器对苯分子的结构进行研究。因此在必修2关于苯的教学中，利用化学史进行教学，把学生置身于苯分子研究的历史进程中，将苯分子结构和性质的学习融入探索过程中，让学生感受科学家探究的艰辛、出色的想象力、高超的实验技巧以及严密的逻辑推理是本节课的教学设计主要思想。　　搜索相应的文献，发现已有一些教师利用化学史进行苯的教学[2][3]。本节课的教学吸收了他们的优点，同时笔者也在思考：（1）实验技术在苯分子结构的研究过程中起到了至关重要的作用，因此在

3、利用化学史进行教学时除了体现科学家在研究过程中的思辨和实验研究方法，是否也应突出技术对于科学研究的重要性。（2）有文献指出第一个提出苯的环状结构的并非众所周知的德国化学家凯库勒，而是奥地利一位中学化学老师约瑟夫·劳施密特，并对凯库勒所做的关于蛇头咬住蛇尾的梦提出了质疑[4][5][6]。在进行教学设计的时候应如何处理这些化学史材料？带着对以上教学问题的思考，笔者进行了相关教学实践，下文记录了主要教学过程。　　2教学流程　　[引入]“有人说我笨，其实并不笨，脱去竹笠换草帽，化工生产逞英豪”，猜一字。（苯）　　在上节课的学习中我们已经知道从煤中可以提

4、取出苯，它是一种重要的化工原料，其产品在今天的生活中可以说是无处不在，应用广泛。苯的发现距今188年，这期间，科学家们花了漫长的时间、设计了许多巧妙的实验、利用众多的科学仪器才研究出苯分子的结构，而苯分子完美的结构引起了有机化学理论上的重大飞跃。今天就让我们一同穿越时空，重温苯分子结构的发现历程。　　[化学史料1]　　19世纪初，英国和其他欧洲国家一样，城市的照明已普遍使用煤气。从生产煤气的原料中制备出煤气之后，剩下一种油状的液体长期无人问津。法拉第是第一位对这种油状液体感兴趣的科学家。他花了五年的时间将剩余的油状液体蒸馏，最后在80℃左右时分离

5、得到了一种新的液体物质。1825年6月1日，他向伦敦皇家学会报告，发现一种新的碳氢化合物。当时，法拉第将这种无色的液体称之为“氢的重碳化合物”。　　[教师]展示一瓶苯，这就是法拉第千辛万苦才分离出的物质，请大家通过观察和实验来推测苯的物理性质。　　[学生活动]　　分组实验1：向试管中滴入3～5滴苯，观察苯的颜色与状态。再向试管中加入少量水，振荡后静置，观察发生的现象。　　分组实验2：向试管中加入5mL苯，然后将试管放入冰水混合物中。　　[交流讨论]　　苯和水混合会出现分层现象，苯在上层，说明苯不溶于水，密度比水小。　　苯在常温下是液体，而在较低的

6、温度下凝结成冰一样的晶体。　　教师引导学生讨论问题，小结苯的物理性质。　　[化学史料2]　　1834年，德国科学家米希尔里希通过蒸馏苯甲酸和石灰的混合物，得到了与法拉第所制液体相同的一种液体，并命名为苯。待有机化学中的分子概念和原子价概念建立以后，法国化学家日拉尔等人又确定了苯的相对分子质量为78，仅有碳、氢两种元素组成。　　[问题探究]　　（1）根据苯的相对分子质量和组成元素推测苯的分子式。　　（2）通过比较苯和乙烯的分子式中碳元素的质量分数，预测苯在空气中燃烧的现象。　　[交流讨论]　　（1）苯在常温下是液体，因此分子中碳原子个数应大于4，如

7、果碳原子数为5的话，则氢原子数为18，超过饱和时所需的12。所以苯的分子式应为C6H6。　　（2）苯分子中碳的质量分数大于乙烯，因此其在空气中燃烧时黑烟应该更浓。　　[演示实验]用玻璃棒蘸一些苯，在酒精灯上点燃。　　现象：明亮火焰，浓烈黑烟。（学生书写苯燃烧的化学方程式）　　[提问]苯的含碳量高达92.3%，令科学家们震惊。C6H6与同碳原子数的烷烃C6H14相比，少了8个氢原子。它的结构如何？当时的有机化学刚刚开始萌芽，支撑有机化学理论的只有化学家凯库勒和古柏尔提出的“碳四价学说”和“碳链学说”。你能根据当时的理论写出符合C6H6的可能的结构简

8、式吗？每人写出2～3种结构。提示：一个碳原子上同时连两个双键的结构是不稳定的[3]。　　[学生]CH2=CH-CH=CH-CH=CH2，