《第三节 醛和酮 糖类》教学案

《第三节   醛和酮   糖类》教学案

【课标研读】

     1、认识醛、酮和糖类的组成和结构特点；

2、认识糖类的组成和性质特点，能举例说明糖 类在食品加工和生物质能源开发上的应用。

3、了解醛、酮对环境和健康可能产生的影响，关注有机化合物的安全使用问题。

【考纲解读】

     1、了解醛、酮和糖类的组成和结构特点

     2、了解醛的化学性质及确定醛基的化学方法

     3、结合实际了解糖类的组成和性质特点，举例说明糖 类在食品加工和生物质能源开发上的应用。

【教材分析】

醛和酮是含有羰基的两类重要化合物，在官能团的转化和有机合成中占有核心地位，是有机合成的“中转站”。学生已对有机物结构与性质的关系有所了解，故要应用结构推测性质的思想方法研究醛和酮的化学性质。本节教材选取的反应依据两个方面：一与生产、生活相关；二与有机化合物的相互转化有关。糖类与生命现象、人类生活相关，而结构与醛、酮相关，故放在本节中介绍，这样可以使学生更深刻地认识糖，也加深对羰基的认识。

【学情分析】

通过前面的学习，对醛和酮的官能团、部分化学性质及乙醛和和丙酮的分子结构有了初步的认识；在必修2的学习过程中初步认识了糖的分类及葡萄糖的分子结构。

【教学重点、难点】

重点：1、醛和酮的主要化学性质；

  2、醛、酮、羧酸、醇等烃的衍生物之间的相互转化；

难点：醛的化学性质，尤其是醛与弱氧化剂银氨溶液、新制氢氧化铜悬浊液的实验及化学方程式书写。

【教学计划】

第一课时：醛和酮的官能团及常见醛酮的分子组成与结构；醛酮的命名；醛酮的同分异构现象；羰基加成反应；

第二课时：醛酮的氧化反应和还原反应；

第三课时：糖类

【教学过程】

第一课时

[教学目标]：

知识与技能：

    1、了解醛和酮在结构上的特点；醛和酮的命名与同分异构现象；

    2、掌握醛和酮的化学性质----羰基的加成反应。

过程与方法：

    了解有机化合物结构与性质的关系，应用结构推测性质的思想方法研究醛和酮的化学性质。

 情感态度与价值观：

     了解醛、酮在实际生产和生活中的应用，了解对环境及健康可能产生的影响，增强环保意识。

[重点、难点]：

醛和酮的化学性质-----羰基的加成反应。

[课堂引入]我们都知道新装修的房子不能立即住进去，要开窗通几天风，因为从装修材料中挥发出来的甲醛等有机物是致癌的；在生物实验室很多形像逼真的生物标本是浸泡在甲醛的水溶液（福尔马林）中；学校里，整齐的楼房，洁白的墙壁，粉刷的非常漂亮，这主要是由于涂了一层用丙酮做原料制造的涂料。从本节课我们就来认识、学习下醛和酮的知识。

{板书}第三节 醛和酮  糖类

[引导]醛和酮有着重要应用，那醛和酮的结构是什么样子的呢？先学习一下醛和酮的结构。

[板书]一、常见的醛、酮

1、醛和酮的分子结构与组成

 [展示]甲醛、乙醛、丙醛、丙酮、丁酮的球棍模型，

 [提出问题]根据其球棍模型，醛和酮在结构上有什么相同点和不同点呢？甲醛、乙醛、丙醛的分子式是什么？它们之间是什么关系呢？醛类的通式是什么呢？

 [学生分析]引导学生回答它们有着共同的原子团，一端与H相连为醛基。甲醛、乙醛、丙醛互为同系物，引导得出醛类组成通式C_nH_2nO。 学生填写学案。

 [学生活动]阅读课本

 [教师强调]①醛：分子里由烃基跟醛基相连而构成的化合物叫做醛，通式为RCHO，饱和一元醛通式为C_nH_2nO(n=1、2…），最简单的醛是甲醛HCHO。

      ②酮：分子中与 相连的均为烃基，其通式为R  R′，饱和一元饱和酮通式为C_nH_2nO(n=3、4、5…）。最简单的酮是丙酮CH₃CCH₃.

[说明]   注意：

      ①醛与酮结构中都存在着  (羰基），醛中为醛羰基简称为醛基，酮中为酮羰基简称为酮基。

      ②醛基要写成-CHO，而不能写成-COH。

      ③醛一定含有醛基，含有醛基的物质未必就是醛。但它们都具备醛基的化学性质。举例：我们前面学习的葡萄糖。

[针对练习]：以下属于醛的有________，以下属于酮的有_________

      A、CH₃CHO     B、HCHO

      C、CH₃-C=O    D、CH₃ -CH₂-C-CH₃

             CH₃                 O

[过渡]醛、酮的命名原则与醇的命名相似。

[板书]2、醛酮的命名

[学生活动]完成课本69页“知识支持”两种有机物的命名。

[过渡]醛、酮的种类很多，我们来认识一些最简单的醛、酮。最简单的脂肪醛就是羰基两边都连接上氢基-----甲醛，而乙醛是有着重要应用的，最简单的芳香醛是苯甲醛，丙酮是最简单的脂肪酮。

[板书]3、醛和酮的同分异构现象

[例]C₅H₁₀O的同分异构体的书写

[提示]书写规律

①碳骨架异构  ②官能团类别异构  ③官能团位置异构

 [板书]4、常见的醛和酮的物理性质和用途

[学生活动]对照表格阅读课本P70页，并填表

[过渡]根据醛和酮的组成通式可知，饱和的一元脂肪醛和一元脂肪酮分子式的通式相同，那么他们在C原子数相同时，其之间可形成-----同分异构体。

 [过渡]自然界的醛、酮结构复杂，它们可能有哪些性质呢？

[板书］二、醛 酮的化学性质

[过渡]醛和酮分子中都存在着官能团------羰基，官能团中C原子有没有饱和？

学生答：没有

[引导]根据有机物的结构，用部分带正电荷和部分带负电荷描述电荷的分布情况。

[思考]：可能发生哪些反应？----加成反应。

[回顾]加成原理是醛和酮结构中带正电荷的部分加上了试剂中带负荷的原子或原子团，结构中带负电荷的部分加上了试剂中带正荷的原子或原子团。

[板书]1、羰基的加成反应

      根据加成反应的原理，以CH₃ CHO和丙酮为例，试写出以下加成反应的方程式。

      (1)与HCN的加成反应

      (2)与NH₃的加成反应

      (3) 与CH₃OH的加成反应

[说明与氨的衍生物加成]甲醛有毒，就是分子中的羰基与蛋白质分子中的氨基发生加成反应，从而失去原有的生物活性，引起人体中毒。甲醛能够防腐，也是就用这个原因。

[小结]

      1、认识醛酮的结构及简单醛酮的性质和应用

      2、简单醛的同分异构的书写

      3、醛的化学性质-加成原理。

[课堂检测]

1．饱和一元醛分子里含碳的质量是氧的质量的3倍，此醛可能是             （　 ）

A．CH₃CH₂CHO         B.CH₃(CH₂)₃CHO　　C．CH₃CH₂CH₂CHO  D.HCHO

2．甲醛、乙醛、丙醛组成的混合物中，氢元素的质量分数是9%，则氧元素的质量分数是    

A．16%   B．37%   C．48%   D．无法计算

3．写出分子式为C₄H₈O同分异构体，并指出哪些是醛？哪些是酮？

4．化合物 是一种取代有机氯农药DDT的新型杀虫剂，它含有几种官能团(     )

A．5种     B．4种     C．3种     D．2种

5．乙醛蒸气与乙炔蒸气的混合气aL，当其完全燃烧时，消耗相同状况下氧气的体积是     

A．2a　　　B．2.5a　　 C．3a　    D．无法计算

第二课时

[教学目标]：

知识与技能：1、掌握醛和酮的氧化反应和还原反应；

            2、培养化学实验的基本技能；

过程与方法：分析醛和酮的分子结构的特点，判断官能团与主要化学性质的关系。

情感态度与价值观：从在玻璃上镀银和检验糖尿病的方法，体验化学与生活的密切联系。

[重点、难点]：

醛和酮的化学性质-----氧化反应和还原反应

[课堂引入]通过化学2的学习，我们已经知道葡萄糖能与新制氢氧化铜悬浊液反应产生砖红色氧化亚铜沉淀，这其实就是葡萄糖分子中醛基上的氧化反应。

2、氧化反应和还原反应

[板书]（1）氧化反应

①与O₂

[引导]醛酮都能发生氧化反应，空气中的氧气就能氧化醛。

[学生活动]写出乙醛催化氧化的化学方程式。

 [板书]2CH₃CHO + O₂             2CH₃COOH

②与酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂

[实验探究]在一支洁净的试管中加入2mL酸性高锰酸钾溶液，边振荡边滴加乙醛，观察现象，并作好实验记录。

现象：乙醛使酸性高锰酸钾溶液褪色。

[知识归纳]：能使酸性高锰酸钾溶液褪色的有机物有哪些？

能使酸性高锰酸钾溶液褪色的物质有：烯烃、炔烃、裂化汽油、裂解气、苯的同系物、醇、醛等。

③与银氨溶液、新制氢氧化铜悬浊液的反应

[实验探究]乙醛与银氨溶液的反应

●银氨溶液的配制：在一支洁净的试管中，加入1mL3%AgNO₃溶液，边振荡边滴加2%氨水，直至最初产生的沉淀恰好消失，便得到银氨溶液。

●注意事项：银氨溶液现用现配；

           试管要洁净；

           水浴加热；

           加热时不能摇动试管；

           实验结束后用稀硝酸洗涤试管。

●水浴加热的优点：受热均匀，便于控制温度

●[板书]化学方程式：

CH₃CHO + 2[Ag(NH₃)₂]OH         CH₃COONH₄ + 2Ag↓ + 3NH₃ + H₂O

●实验现象：在试管内壁形成光亮的银镜

●用途：醛基的定性及定量检验

[学生活动]观察演示实验，并且填写学案。

[实验探究]乙醛与新制氢氧化铜悬浊液的反应。

●新制氢氧化铜悬浊液的配制：取一支洁净的试管，加入2mL10%NaOH溶液，滴加2%的CuSO₄溶液至产生大量沉淀。

●注意事项：

          要用新制氢氧化铜悬浊液；

          用酒精灯直接加热至沸腾，产生砖红色沉淀为止。

●化学方程式：CH₃CHO + 2Cu(OH)₂         CH₃COOH + Cu₂O↓ + 2H₂O

●实验现象：产生砖红色沉淀。

●用途：用于醛基的检验

[学生活动]观察演示实验，填写学案。

[过渡]以上我们研究的醛的氧化反应，酮的氧化涉及到分子中碳碳键的断裂，高中阶段一般不研究。醛和酮能不能发生还原反应呢？请同学们想一想。

（2）还原反应

[引导]醛和酮的羰基可以发生多种还原反应，还原产物一般是醇。

[学生活动]在学案上写出乙醛、丙酮与氢气的反应方程式。

[板书]CH₃CHO + H₂            CH₃CH₂OH

   

 [课堂检测]

1. CH₃CH(CH₃)CH₂OH是某有机物的加氢还原产物，该有机物可能是    (    )

A．乙醛同系物      B．丙醛的同分异构体

C．CH₂=C(CH₃)CH₂OH  D．CH₃CH₂COCH₃

2. 已知柠檬醛的结构简式为

　　

根据已有知识判断下列说法不正确的是                    

A．它可使酸性高锰酸钾溶液褪色   

B．它可与银氨溶液反应生成银镜

C．它可使溴水褪色 

D．它被催化加氢的最后产物的结构简式是C₁₀H₂₀O

3．下列物质中，不能把醛类物质氧化的是

A．银氨溶液              B．金属钠         

C．氧气             D．新制氢氧化铜

4．有机物在一定条件下既可以氧化成羧酸，又可以还原成醇，该酸和该醇反应可生成分子式为C₄H₈O₂的酯，则下列说法错误的是：     （   ）

A．该有机物既有氧化性又有还原性　　

B．该有机物能发生银镜反应；　　

C．将该有机物和分子式为C₄H₈O₂的酯组成混合物，只要总质量一定无论怎样调整二者的物质的量之比，完全燃烧时得到二氧化碳的量必定相等；

D．该有机物是乙酸的同系物。

5．在烧瓶中盛有10g11.6%的某醛溶液，加足量的银氨溶液充分混合后，放在水浴中加热，完全反应后，倒去烧瓶中的液体，仔细洗净烘干后，烧瓶质量增加了4.32g，该醛是：          

A．CH₃CH₂CHO　　 B．HCHO　　 C．CH₃OH          D．C₃H₇CHO

6．有机物A的分子式为C₃H₈O，它能氧化成B也能与浓H₂SO₄共热生成C。根据条件写结构简式：　　

①若B能发生银镜反应，C能使溴水褪色；　

　A．______________　 B．_____________　 C．_____________　　

②若B不能发生银镜反应，C不能使溴水褪色

A．___________　 B．___________C．___________

第三课时

[教学目标]：

知识与技能：

认识核糖、脱氧核糖与核酸的关系及其在生命遗传中的作用

过程与方法：

结合葡萄糖醛基的检验、蔗糖及纤维素水解实验培养学生的实验技能。

情感态度与价值观：

充分结合学生已有的生物学知识及有关核酸的资料，激发学生的学习兴趣。

[重点、难点]：几种单糖的分子结构；淀粉的特性及纤维素分子结构的特点。

[课堂引入]通过化学2的学习我们知道葡萄糖、蔗糖、淀粉和纤维素都是糖类，糖类是人体所需要的重要营养物质之一。糖类的分子组成与结构与生命活动有什么关系呢？本节课我们就来学习这一问题。

[教师引导]请同学们阅读课本75页相关内容，填写学案。

[学生活动]阅读课本填写学案

[板书]三、糖类

[强调]糖类：分子中有两个或两个以上羟基的醛或酮及水解后可以生成多羟基醛或酮的有机化合物。

[过渡]想一想，在化学2中我们学习了哪些糖类的知识，完成学案相关内容。

[知识回顾]

[过渡]下面，我们来认识几种常见的糖。

[板书]1、单糖

葡萄糖的结构简式：CH₂OH—(CHOH)₄—CHO

果糖的分子式：C₆H₁₂O₆

[思考]（1）蔗糖与麦芽糖的关系

（2）如何检验葡萄糖中含有醛基。

[学生活动]仔细阅读课本76页，在学案上写出核糖和脱氧核糖的结构简式。

[过渡]葡萄糖或果糖可以通过双糖的水解得到。

[板书]2、双糖

[实验探究]蔗糖的性质

在两支洁净的试管中各放入1mL20%的蔗糖溶液，分别标为1号和2号。向1号试管中加入3滴稀硫酸（1：5）。把两支试管都放在水欲中加热5min。然后向1号试管中滴加10%的NaOH溶液，至溶液呈碱性，最后向两支试管里各加2mL新制银氨溶液，在水浴中加热3—5分钟，观察现象。

[学生活动]观察并记录实验现象。

实验现象：1号试管的内壁出现一层光亮的银镜，2号试管没有银镜产生。

实验结论：蔗糖的分子结构中不含醛基，蔗糖的水解产物中含有醛基。

[板书]

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O       2C₆H₁₂O₆

麦芽糖              葡萄糖

 

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O       C₆H₁₂O₆  + C₆H₁₂O₆

蔗糖               葡萄糖     果糖

[过渡]单糖也可以通过多糖的水解制得。

[板书]3、多糖：组成通式为(C₆H₁₀O₅)_n

（1）纤维素

[实验探究]纤维素的水解

把一小团棉花放入一支干净的试管中，加入几滴90%的浓硫酸，用玻璃棒把棉花搅成糊状。小火微热（注意不要使溶液溅出），得到亮棕色溶液。稍冷，滴入3滴2%CuSO₄溶液，并加入过量NaOH溶液中和硫酸至出现氢氧化铜沉淀。

[板书]   (C₆H₁₀O₅)_n + H₂O        nC₆H₁₂O₆

         纤维素                葡萄糖

[学生活动]观察实验，填写学案。

[强调]实验现象：生成砖红色沉淀。

     实验结论：水解产物中含有醛基。

纤维素分子结构的特点：每个葡萄糖单元中含有3个醇羟基。

[学生活动]阅读课本78页，填写学案。

[板书]（2）淀粉

[过渡]淀粉也可以发生水解。

[板书]   (C₆H₁₀O₅)_n + H₂O        nC₆H₁₂O₆

          淀粉                 葡萄糖

[强调]淀粉遇到碘溶液时会显蓝色，利用这一性质可以鉴定淀粉的存在。

[思考]淀粉和纤维素是不是同分异构体？

[过渡]下面来认识糖类与生命活动有什么关系。

[板书]4、糖类和生命活动

[学生活动]阅读课本，填写学案。

[小结]糖类的定义

     糖的分类

     常见单糖的分子结构

     双糖的水解

     多糖---淀粉和纤维素的特性及分子结构特点。

[课堂检测]

1．下列对葡萄糖的叙述正确的是    （   ）

①葡萄糖分子中具有醛基，所以是醛类化合物

②葡萄糖分子中具有羟基，所以是醇类化合物

③葡萄糖是多羟基醛结构，属于糖类化合物

A．①②          B．②③ 

C．①②③        D．③

2．葡萄糖属于单糖的原因是      （   ）
A．在糖类物质中含碳原子数最少     

B．不能再水解成更简单的糖
C．分子中醛基较少                  

D．结构最简单

3．把氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液加入某病人的尿液中,微热时如果发现有红色的沉淀产生,说明该尿液中含有           （   ）
A．醋酸         B．酒精      C．食盐   D．葡萄糖

4．下列各组物质中，相互间一定互为同系物的是（   ）    

A．葡萄糖和蔗糖   B．C₂₀H_{4 2}和CH₄   C．C₄H₆和C₂H₂      D．蔗糖和麦芽糖

5．下列物质中既不能发生水解反应，也不能发生还原反应的是                (   )Ａ．葡萄糖      Ｂ．纤维素  Ｃ．乙醇        Ｄ．蔗糖

6．下列关于纤维素的说法中，不正确的是(  )　

Ａ．纤维素是由很多单糖单元构成的，每一个单糖单元有3个醇羟基
Ｂ．纤维素是不显示还原性的物质
Ｃ．纤维素不溶于水和一般的有机溶剂
Ｄ．纤维素可以发生水解反应，水解的最后产物是麦芽糖