有机化学复习教学中方法与能力的培养
2008-10-08李宗干
李宗干
在有机化学复习中,应该如何培养学生总结、归纳、整理知识网络的能力和举一反三的自学能力,这是许多化学教师都在关注、探讨的问题.
归类总结,有助于学生综合分析能力、自学能力的提高.“归类”,就是把所学的零碎知识进行归类整理,镶嵌到相应系统族谱中.在教学中,指导学生根据知识内容进行分类,然后按类型比较、综合、概括出各类内容的异同和内在联系.这样既便于比较,有利于记忆,又可以避免不必要的重复和疏漏,找出知识中的薄弱环节,以弥补不足.在复习教学中,教师要求学生对学过的每一章、每一节,有时甚至是每一课时的知识内容,都要进行归类总结,使学生在不断总结、归纳的过程中将知识系统化、网络化,提高自学能力.
按课本主干知识编排顺序,可以进行以下内容的复习,这样能比较有效地对学生实施方法与能力的培养.
一、甲烷(烷烃)的化学性质的复习
如果按课本顺序进行复习,学生必然会觉得枯燥和乏味,甚至厌倦,如果采用“查查、比比、写写”的归纳总结的方法,学生就会觉得趣味无穷,复习的积极性、主动性会极大地提高,方法和能力也会在复习过程中自然得到提高.
1.氧化反应
对该性质的复习,可以这样提问:有机氧化反应有几种情形?通过启发学生,讨论后会发现有以下几种:
(1)燃烧氧化;(2)酸性高锰酸钾溶液氧化;(3)催化氧化;(4)去氢;(5)得氧.
接着提问,是不是所有的有机物都可以燃烧氧化?启发引导学生思考,学生通过主动搜索,发现并非如此,只有以下物质具有这种性质:所有的烃类、醇、醛、酯、糖、油脂、蛋白质等.接下来对后面四种氧化反应的性质,学生很快就自己总结归纳完成了.至此,学生对有机化学复习的方法有了较深刻的体会,自学能力得到了初步的培养和提高.
这种方法,既提高了学生复习的积极性、主动性,又让学生学会了总结、归纳、整理知识网络的技巧和方法.
2.取代反应
有了上述复习的经验和技巧,学生很快就能找到具有取代反应特征的反应有:烷烃、芳香烃及其同系物、卤代烃水解、酸与醇的酯化等.
此时,学生会有“如此而已”的感觉,他们往往会忽略一个很重要的问题,即各类物质“发生取代反应的条件”,教师必须引导学生继续研究分析.
经对比分析,学生发现能发生取代反应的各类物质,其反应条件有明显的不同,并自主归纳、总结如下:
(1)烷烃(光照);
(2)芳香烃及其同系物:①苯环上的卤代(铁屑催化);②硝化、磺化(浓硫酸、加热);③侧链上取代(同烷烃);
(3)卤代烃水解(强碱水溶液、加热);
(4)酸与醇的酯化(浓硫酸、加热).
同理,对乙烯(烯烃)的化学性质的复习,学生很容易总结、归纳、整理得出,能发生“加成反应”的有机物有:烯、炔、芳香族化合物和醛类;能发生加聚反应的有:烯、炔.
二、卤代烃水解的复习
在教师的启发引导下,学生总结归纳出,能水解的一系列物质及其条件如下:
1.无机盐类常温
2.卤代烃NaOH、水、加热
3.酯 类浓硫酸,加热;稀酸或碱,加热
4.糖 类蔗糖,麦芽糖,淀粉:稀硫酸加热;纤维素:90﹪硫酸
5.油 脂稀酸或稀碱,加热
6.蛋白质稀酸或碱,加热
卤代烃能发生消去反应的只有两类:
1.卤代烃NaOH、醇、加热
2.醇 类浓硫酸,加热
三、从反应条件寻找物质性质规律
1.遇碱(△)水解的有机物有:①卤代烃;②酯类;③油脂;④蛋白质.
2.需用浓硫酸、加热作为反应条件的反应有:①苯环上的硝化、磺化;②醇的消去;③酸与醇的酯化;④纤维素的水解.
四、从官能团的重要性质上寻找规律
1.C=C:(1)加成(H2、X2或HX、H2O);(2)加聚(单聚、混聚);(3)氧化.
2.C≡C:同上
3.苯环:(1)取代(卤代、硝化、磺化);(2)加成(H2).
延伸:①引入氨基:先引入—NO2(还原剂是Fe+HCl)
②引入羟基:先引入—X
③引入烃基:—R
④引入羧基:先引入烃基—R
4.卤代烃R—X:(1)碱水解;(2)消去(碱醇解).
5.醇羟基:(1)与Na反应;(2)催化氧化;(3)酯化;(4)多个羟基遇Cu(OH)2溶液呈绛蓝色.
6.酚羟基:
(1)与Na、NaOH、Na2CO3反应
2C6H5—OH+2Na→2C6H5—ONa+H2↑
C6H5—OH+NaOH→C6H5─ONa+H2O
C6H5─OH+Na2CO3→C6H5─ONa+NaHCO3
注意:酚与NaHCO3不反应.
C6H5─ONa+CO2+H2O→C6H5─OH+NaHCO3
(2)苯酚在苯环上发生取代反应(卤代、硝化、磺化)的位置:邻位或对位.
(3)酚与醛发生缩聚反应的位置:邻位或对位.
检验:遇浓溴水产生白色浑浊或遇FeCl3溶液显紫色;
7.醛基:
氧化与还原 检验:①银镜反应;②与新制的〤u(OH)2悬浊液共热.
8.羧基:
(1)与Na、NaOH、Na2CO3、NaHCO3溶液反应;
(2)酯化反应;
(3)酰胺化反应:R─COOH+H2N─R→R─CO─NH─R+H2O
9.酯基:水解
R─CO─O─R+NaOH→RCOONa+R─OH
延伸:醇解
10.肽键:水解
应用:
(1)定性分析:性质坠倌芡牛
(2)定量分析:由反应中量的关系确定官能团的个数.
五、按照有机代表物的类别、反应类型、官能团分类进行整理
1.按照有机物的类别联网:按照饱和烃、不饱和烃、芳香烃、烃的衍生物的顺序,依次整理其结构特征、物理性质的变化规律、化学性质中的反应类型和化学方程式以及各种有机物的制取方法.学生在平时的学习过程中零散地掌握了相关知识,但不能形成知识体系.只有自己动脑、动手,边理解,边书写,边总结,才能深刻印入脑海,记在心中,形成知识系统,联成知识网络.
2.按照有机化学反应类型联网:让学生按照取代、加成、消去、氧化、还原、加聚、缩聚等七大基本反应类型,归纳出哪些有机物能发生相关反应,并且写出化学方程式.
3.按照官能团的体系联网:以碳碳双键、碳碳叁键、苯基、羟基、醛基、羰基、羧基等的顺序,列出各种官能团所具有的化学性质和反应.
4.根据有机物之间的相互关系,构建知识网络:要求学生建立知识系统图,将一个知识点写在中央,然后不看书,尽量去想,把与它有联系的知识点写上去,然后查书进行梳理,这样可以将所有的知识全部联系上去,遇到记不清或不懂的知识点要着重弄懂.
通过上面的系统交叉复习,使有机基础知识联结成网,如上图所示,实现知识点统摄整理,有序存储.检验是否达到上述要求的标准是:提到某种有机物,能否立刻列举出它的各项性质;提到某类有机特征反应,能否立即列举出是哪些有机物所具备的特性;提到某种官能团,是否能列举出相应的化学性质.
在掌握各类有机物通性的前提下,还要掌握部分有机物的特殊性质.例如乙烯的平面分子结构、甲苯的氧化反应、卤代烃的水解和消去反应、伯醇和仲醇氧化反应的区别、醛基既可被氧化又可被还原、苯酚与甲醛的缩聚反应、羧基中的碳氧双键不易断裂发生加氢反应、官能团相互影响引起该物质化学性质的改变等,这些有机物的特殊性质往往是考试命题的重要知识载体,必须引起足够的重视.