乙酸乙酯合成实验探究论文

2022-04-26

摘要:2015年江苏高考化学试题尝试与核心素养的考查接轨,紧密结合实际考查化学素养、能力与观念,凸显实验探究与学科价值,体现开放思维和创新意识。中学化学教学要在基于核心素养的理念和框架下探究其与科学素养、化学素养、能力与观念培养的一致性统整,建立以学生化学核心素养、能力和观念为中心的高中化学课程、教学与评价体系,促进学生核心素养、能力与观念的提升。以下是小编精心整理的《乙酸乙酯合成实验探究论文(精选3篇)》的相关内容,希望能给你带来帮助!

乙酸乙酯合成实验探究论文 篇1:

高中化学实验“乙酸乙酯的制备”中存在的问题探究及绿色合成理念的引入

现行的人教版化学教材中乙酸乙酯的制备实验使用的催化剂为浓硫酸,存在着一定的弊端。例如浓硫酸具有极强的腐蚀性,对学生来说存在着一定的危险性,易使有机物发生碳化而影响实验现象观察,并且对环境造成很大的污染。因此,寻找一种安全、绿色化的催化剂是极其必要的。杂多酸可替代浓硫酸,是一种合适的催化剂。通过实验对硫酸为催化剂制备乙酸乙酯存在的问题进行了探究,评价了杂多酸催化剂用于中学教材中乙酸乙酯的制备的优越性。

一、实验原理

CH3COOH+CH3CH2OH酸110-120℃

CH3COOC2H5+H2O

二、实验方法

为了探讨反应时间、催化剂种类及用量对乙酸乙酯产率的影响,统一采用以下方法进行对比实验:在50 mL的三颈烧瓶中加入12 mL无水乙醇和7 mL冰醋酸(醇酸摩尔比为1.68∶1),再加入一定量的催化剂,混合均匀后加入沸石,用电热套加热回流一定时间后,取样、水洗,用气相色谱法测定上层有机相中乙酸乙酯的含量。

三、结果与讨论

1.浓硫酸为催化剂合成乙酸乙酯问题探究

按照人教版教材实验方法中的乙醇(3mL)冰醋酸(2mL)改变催化剂浓硫酸用量进行酯化反应实验。催化剂用量及乙酸乙酯产量和实验现象列于表1中。

从表1可以看出,按教材实验方案中的浓硫酸(2 mL,41.185%摩尔数)用量进行反应时,测得乙酸乙酯的产率为78.5%,但由于投加的催化剂用量过多,在加热条件下,有机物迅速被炭化,不但影响反应现象的观察,同时存在安全隐患;如果将浓硫酸的用量减少为1 mL(20.53%摩尔数)时,测得乙酸乙酯的含量为84.6%,而且炭化现象明显减轻。

2.杂多酸为催化剂合成乙酸乙酯

杂多酸作催化剂具有用量少、反应时间短且污染和腐蚀轻微及对学生无危险等优点,是学生实验更为理想的催化剂。此外杂多酸是一种高效催化剂,还具有绿色环保可重复使用的特点。

(1)回流时间对乙酸乙酯产率的影响

固定醇酸摩尔比为1.68∶1,杂多酸用量为2%,考察时间对该酯化反应的影响,其实验结果见表2。

(2)催化剂用量对乙酸乙酯产率的影响

固定醇酸摩尔比为1.68∶1,回流时间为1.5 h,改变杂多酸的用量,考察催化剂对反应的影响,其实验结果见表3。

作者:杨婷婷 张澜萃 玉占君

乙酸乙酯合成实验探究论文 篇2:

学科素养能力与观念的考查与导向

摘要:2015年江苏高考化学试题尝试与核心素养的考查接轨,紧密结合实际考查化学素养、能力与观念,凸显实验探究与学科价值,体现开放思维和创新意识。中学化学教学要在基于核心素养的理念和框架下探究其与科学素养、化学素养、能力与观念培养的一致性统整,建立以学生化学核心素养、能力和观念为中心的高中化学课程、教学与评价体系,促进学生核心素养、能力与观念的提升。

关键词:核心素养;学科素养;化学能力;观念

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2015.11.024

“核心素养”被置于进一步深化课程改革、落实立德树人目标的基础地位①。核心素养是“知识、能力、态度或价值观等方面的融合”②。学科素养、能力和观念是形成核心素养的基础,也是学科教学和评价的核心目标。2015年的高考化学试卷(江苏卷)以化学学科素养、能力和观念立意,紧密结合生产生活实际,注重“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度价值观”相融合,考查学生的化学素养、信息获取与加工、化学实验探究、从化学视角分析解决问题和化学思维等能力,渗透学科观念,凸显化学学科的价值和科学人文内涵,对中学化学教学重视学科核心素养、能力与观念的培养具有启示和导向作用。

一、考查学科素养、能力和观念

根据化学课程标准的基本理念,高中化学课程立足于适应学生现代生活和未来发展的需要,以提高学生的科学素养为宗旨③。试卷以课程标准所要求的化学基本思想、基本方法、基础知识和基本技能等为主要考查内容,注重考查学生的化学素养、观念和能力(见表1)。

由表1可见,试题考查的化学素养覆盖比较全面,重视考查学生对重要的化学基本概念与理论、元素化合物知识、有机化学、化学实验、化学计算的掌握情况,以及正确使用化学式、电子式、电子排布式、结构简式、化学方程式、离子方程式等化学用语的技能,尤其是突出考查学生在解决与化学相关的实际问题中的分析、概括、归纳、判断、推理的化学思维能力和综合运用化学知识的能力,同时渗透化学基本观念的考查。试卷十分重视考查学生学习和利用各种形式的化学信息分析解决化学问题的能力。试题以化学特有的多元信息形式(化学符号、图表、数据、流程等)提供了一些新的信息,例如,第16题的实验流程图、离子浓度与pH曲线,第17题的合成路线图和有机反应信息,第18题的溶解度曲线图、溶度积和化学方程式,第19题的实验装置图、被制备物质的性质,第20题的热化学方程式、反应物配比与剩余物质的量曲线图,第21B的实验装置图、步骤及有关物质的沸点。要求学生在有限的时间内读懂这些信息,提取有效信息,解答相关问题,对学生的化学素养和学习能力提出了较高的要求。这些化学素养、能力和观念的形成是中学化学教育和评价的核心目标,也是形成学生科学素养的重要组成部分,必须在教学中加以重视。

二、凸显实验探究与学科价值

实验是化学学科的基础,也是学生学习化学、进行科学探究和形成科学素养的重要途径。试卷既考查了学过的一些基本实验操作和重要实验,也考查了学生实验评价、实验分析与实验设计能力。例如,第7题考查了pH试纸、滴定管、分液、固体加热等实验技能,第13题考查了教材中的Al(OH)3制备、乙酸乙酯提纯、Fe2+检验、催化剂对反应速率的影响等实验方案正误的判断能力,第16题以制备轻质碳酸钙的流程和离子浓度变化曲线等新情境, 考查了学生对实验过程、实验条件、检验洗涤是否完全的实验方法等分析能力,第18题要求考生根据溶解度曲线选择 MnSO4·H2O结晶的温度范围,并根据氧化还原滴定实验数据计算MnSO4·H2O样品的纯度,考查学生的定量实验分析和数据处理能力, 第19题要求学生分析KMnO4与盐酸制氯气的实验装置和控温操作、 根据K2FeO4的性质设计其制备反应物的混合方式和提纯的实验方案,第21B题要求学生对磷酸铁的制备、滴定实验与杂质进行分析和探究。这些试题让学生在实验情境中应用化学知识、运用实验方法、体验实验探究过程,引导中学化学强化实验教学、进行实验探究、培养实证意识和科学探究能力。

“赞赏化学学科对个人生活和社会发展的贡献,关注与化学有关的社会热点问题,逐步形成可持续发展的思想”④,这是高中化学课程在情感态度价值观领域的重要目标。试卷继续保持试题情境的真实性和应用性特点,将化学素养、学科能力和观念融入真实的、具有应用背景的情境之中,考查学生应用化学知识、方法和观念解决与化学相关的实际问题的能力,引导学生关注化学科学对人类社会发展的积极作用,激发学生对化学学习的兴趣,培养正确的化学学科价值观。试题中的应用性情境案例见表2。

这些典型的化学应用案例在真实情境中有效地融合了化学素养、能力与观念的考查功能,体现了化学学科在现代社会各领域的应用价值,为化学教学联系实际创设情境、探究真实性问题提供了思路和范例。

三、体现开放思维和创新意识

主观性试题的解题思路和答案适度开放,有利于学生充分展示化学基础和能力水平,体现对学生个性发展的尊重和创新意识的引领;而分层次评分有利于提高试题对学生的化学素养、能力和观念的甄别功能。例如,第17题(4)要求考生设计一种有机物的合成路线,合理的答案不止一种,某种程度上体现了对学生知识结构差异性和思维多样化的尊重。第19题(4)要求考生根据K2FeO4的性质、实验中须使用的试剂与仪器等信息,写出提纯K2FeO4粗产品的实验方案,考查学生对实验原理和实验过程的综合理解能力和规范表达能力,答题思维有一定的开放性,在评分建议中对学生答案从方案完整性、步骤正确性,条件控制科学性,描述准确性给出了分层次评分的具体建议,这样使不同层次的学生得到合理的、科学的区分,从而提高试题的甄别功能,体现了对学生开放思维和创新意识的评价。这种尝试,对中学化学教学创设开放性问题、培养学生的发散思维能力和创新意识具有启示和引领作用。

题型的稳定性有利于教学的有序性,而适度创新的试题有利于提高考试的公平性。试卷非选择题在维持题型基本稳定的基础上对题目素材、情境、信息和设问进行变化和创新,并且试题背景均选自生产、生活、科学研究等领域的真实情境(见表2),这些新颖的原创试题考查学生在新情境下解决实际问题的能力,引导化学基础教育重视培养学生学以致用和勇于创新的意识。

四、对命题与教学的几点建议

控制好考点知识的选择范围。以考查能力为主的大题一般分值较多,考查的知识点应尽量选择核心和主干知识,以免非主干知识影响学生“能力”水平的发挥。例如第17题有机合成路线设计,醇变成醚的反应是关键的一步,而这一性质在人教版教材中是以“资料卡片”形式介绍的知识。许多学生因为对此性质不熟悉而陷入困境,不能正常发挥有机合成的水平。个别试题对一些“边缘内容”的考查令学生感到不适应,例如,第8题D选项蔗糖与银氨溶液反应,第12题D选项涉及一种陌生的酚与甲醛的缩聚反应。

控制好信息容量和题目难易顺序。使学生有足够的时间阅读和消化信息,思考和解题,充分发挥水平。据媒体报道,考生反映今年化学试卷“大题有些看不懂”,“时间有些来不及”,这可能与今年试题提供的新信息较多(如第19题K2FeO4的4条性质、砂芯漏斗、真空干燥箱等),陌生度较大,题目难度顺序安排等有关(如第一道非选择题即16题难度偏大,得分率为0.33,可能会影响学生进入非选择题后的答题信心和情绪)。

在江苏现有高考模式下,化学成绩是按照分数高低和人数比例划分等级,B以上等级一般要排名在前50%。由于选考化学的优秀学生相对比较集中,等级竞争压力相对也最大。如果学生再感到高考化学试题“太难”,会造成化学“难学难考”的印象,可能对选考化学的人数造成不利影响,近年来江苏选考化学人数比例逐年减少,其原因也值得从命题角度加以关注和研究。整卷协调处理好试题的知识点选择、信息量、难度、梯度,有利于转变学生“怕”化学的现象,在化学考试中取得与学习付出相匹配的成就感,有利于增强学生学习化学的信心,根据自己的兴趣特长正常地选学化学,从而使更多适合学化学的学生的化学素养、能力与观念得到提升。

从试题对学科素养、能力与观念的考查与导向,反思化学教学,要在基于核心素养的理念和框架下探究其与科学素养、化学素养、能力与观念培养的一致性统整,建立以学生化学核心素养、能力和观念为中心的高中化学课程、教学与评价体系,促进学生核心素养、能力与观念的提升。具体结合考生答卷中的典型错误来看,要进一步加强化学基础知识、基本技能、基本观点和基本方法的教学(如书写等电子体的思路),加强思维的全面性和严谨性训练,加强化学语言表达的准确性与规范性训练(例如对检验沉淀洗涤是否完全的方法:取样、试剂、现象、结论等关键表述要准确完整),重视化学用语的规范书写(特别是根据元素化合价、反应规律和题给信息,书写化学方程式和离子方程式),加强联系实际分析解决问题的能力和信息迁移能力的培养(如第16题中的流程信息和三坐标图、第17题有机合成路线中的信息迁移、第18题的溶解度曲线、第19题的实验装置图和有关K2FeO4性质的信息、第20题中的多坐标图等信息的理解能力),努力提高学生综合运用所学化学知识和信息、分析和解决化学问题、进行实验探究和化学计算等能力。

参考文献

[1] 人民教育编辑部社评.核心素养:重构未来教育图景[J].人民教育,2015,(7):5

[2] 施久铭. 核心素养:为了培养“全面发展的人”[J]. 人民教育,2014,(10):13~15

[3][4]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准(实验)[M].北京:人民教育出版社,2013:2,8

作者:刘江田

乙酸乙酯合成实验探究论文 篇3:

解析高中化学新课程教学要求

2018年1月,教育部颁布了《普通高中课程方案》和《普通高中化学课程标准(2017年版)》。新的课程方案和化学课程标准全面落实党的十九大精神,同时加强中华优秀传统文化教育,凝练提出化学学科的五大核心素养。普通高中化学课程是与九年义务教育《化学》或《科学》相衔接的基础教育课程,对于科学文化的传承和高素质人才的培养具有不可替代的作用;化学课程旨在帮助学生形成有化学学科特质的关键能力和必备品格,促进学生化学学科核心素养的形成和发展;化学课程反映了社会主义核心价值观,是学生终身发展的重要基础,能够有效落实立德树人的根本任务。

课程结构

普通高中化学课程由必修、选择性必修和选修共3类课程构成。

1.必修课程

必修课程是全体学生必须修习的课程,是普通高中学生发展的共同基础。必修课程努力体现化学科学的核心观念与发展趋势,促进全体学生化学学科核心素养的发展,以适应未来社会发展需求。必修课程内容包括“化学科学与实验探究”“常见的无机物及其应用”“物质结构基础与化学反应规律”“简单的有机化合物及其应用”“化学与社会发展”5个主题。这5个主题的设置旨在促进全体学生在“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”等化学学科核心素养的各个方面都有一定的发展。

必修课程不划分模块,共4学分。

2.选择性必修课程

选择性必修课程是学生根据个人需求与升学考试要求选择修习的课程,培养学生深入学习与探索化学科学的志向,引导学生更深入地认识化学科学,了解化学研究的内容与方法,提升学生化学学科核心素养。北京市高中化学选择性必修课程设置“化学反应原理”“有机化学基础”“化学与生活”3个模块。

选择性必修课程包括3个模块,每个模块2学分,共6学分。

3.选修课程

选修课程是学生自主选择修习的课程,面向对化学学科有兴趣和不同需要的学生,拓展化学视野,深化对化学科学及其价值的认识。选修课程设置“实验化学”“化学与社会”“发展中的化学科学”3个课程系列。

选修课程的学分认定应根据学生学习时间和效果进行评定,以0.5学分(9学时)为最小单位,学生可以在1个系列中或跨系列选择性修习9学时到72学时,可获得0.5-4学分。

教学建议

1.重视化学学科核心素养与三维目标的关系

新课程标准提出的5个方面的化学学科核心素养,是在“知识与技能”“过程与方法”“情感态度与价值观”三维目标的基础上进行了整合与提升,使素养内涵更加具体明确、更有学科性、更具功能性,能更好地体现学生核心素养的发展需要。

2.明确“内容要求”与“学业要求”的关系

“内容要求”板块是指课程内容,不作为评价学生学习该主题的学习目标。而“学业要求”则是通过学习该主题内容后的能力表现,是学生学习该主题内容后对学习目标进行评价的依据。

3.探索将必做实验融入课堂教学过程

实验是化学学科的重要特征之一,通过实验学化学是化学学习的基本方式。高中阶段,化学实验对于学生掌握知识、提高综合能力具有重要意义。在2017年版标准中,明确了必修部分9个学生必做实验(包括:配制一定物质的量浓度的溶液,铁及其化合物的性质,不同价态含硫物质的转化,用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子,同周期、同主族元素性质的递变,化学反应速率的影响因素,化学能转化成电能,搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点,乙醇、乙酸的主要性质)和选修部分9个学生必做实验(包括:简单的电镀实验,制作简单的燃料电池,探究影响化学平衡移动的因素,强酸与强碱的中和滴定,盐类水解的应用,简单配合物的制备,乙酸乙酯的制备与性质,有机化合物中常见官能团的检验,糖类的性质)。对于这些学生必做实验,不要机械地完成,而应创设问题情境,将必做实验融入获取知识的过程。

4.关注必修课程的几个变化

2017年版課标以化学学科核心素养为核心,与2003年版课标有了比较明显的调整与变化。2017年版课标的必修课程没有划分模块,由2003年课标实验版的化学1、化学2的6个主题变为了5个主题,重新整合了部分主题的内容,旨在促进全体学生在化学学科核心素养的各个方面都有一定的发展。

主题1:化学科学与实验探究

(1)将2003年课标实验版的该部分内容要求整合为化学科学的主要特征,表述更为详细明确。(2)强调科学探究过程的重要性,明确说明了对科学探究的认识、核心要素以及科学探究过程的重要方法等。(3)增加了物质的检验、分离、提纯和溶液配制等化学实验基础知识的要求。(4)增加了学生必做实验。

主题2:常见的无机物及其性质

(1)对元素与物质的关系进行更为详尽的说明,强调了物质的转化。(2)增加了“认识有化合价变化的反应是氧化还原反应”“知道常用的氧化剂和还原剂”。删去了“举例说明生产、生活中常见的氧化还原反应”。(3)由“酸、碱、盐在溶液中发生电离”调整为“酸、碱、盐等电解质在水溶液中或熔融状态下能发生电离”,表述更为准确。(4)强调结合真实情境中的应用实例了解元素化合物知识。(5)不对铝、铜、硅及其重要化合物作要求。(6)增加了学生必做实验。

主题3:物质结构基础与化学反应规律

(1)“以第三周期的钠、镁、铝、硅、硫、氯以及碱金属和卤族元素为例,了解同周期和主族元素性质的递变规律。”对于掌握元素的递变规律作了明确要求。(2)构建了“位-构-性”关系的认知模型,体现了“证据推理与模型认知”的化学学科核心素养。(3)“化学反应与能量转化”丰富了化学变化的认识角度,发展了对化学变化的微观认识,认识到化学反应有一定限度,可以通过运用变量控制方法调控化学反应,体现了“变化观念与平衡思想”的化学学科核心素养。(4)明确提出了“以原电池为例认识化学能可以转化为电能,从氧化还原反应的角度初步认识原电池的工作原理”。(5)“了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。”体会提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。(6)增加了学生必做实验。

主题4:简单的有机化合物及其应用

(1)降低了对甲烷、苯、糖类、油脂、蛋白质性质的要求,明确要求认识有机化合物中碳原子的成键特点。(2)明确提出了有机化学研究价值的重要性。(3)增加了学生必做实验。

主题5:化学与社会发展

(1)重新调整了2003年课标实验版“化学与可持续发展”主题的内容,强调了化学与社会发展的重要联系,体现了“科学态度和社会责任”的化学学科核心素养。(2)建立依据物质性质和化学反应,综合各个方面科学合理地选择和应用物质的意识,尽量减少对自然、环境、人体健康的影响,自主地将可持续发展、“绿色化学”观念用于实验探究活动和实际问题的解决中。(3)进一步强调了化学在环境保护中的作用,以及化学应用中的安全规则意识。

5.了解选择性必修课程的变化

模块1:化学反应原理

(1)新增内容:①学生必做实验。②内能的定义与影响因素,基于内能及内能的变化认识物质所具有的能量和化学反应中能量变化的本质。③了解电解在化工生产中的应用;讨论电镀工业對环境造成的影响。④浓度对氯化铁与硫氰化钾反应平衡的影响;温度对NO2—N2O4平衡的影响;测定某化学反应的速率。⑤查阅工业催化剂的用途;查阅工业生产条件优化的依据;讨论影响化学反应速率因素的理论解释;讨论影响化学平衡因素的理论解释。⑥对电离平衡常数含义的理解;对溶液酸碱性的认识。⑦沉淀的生成、溶解。⑧了解水溶液中的离子反应与平衡在物质检测、化学反应规律研究、物质转化中的应用。

(2)删减内容:①实验探究:不同催化剂对淀粉水解速率的影响;温度、浓度对溴离子与铜离子配位平衡的影响。②查阅资料:奇妙的化学振荡反应;讨论化学反应的趋势和速率。③能举例说明盐类水解在生产、生活中的应用。

(3)其他:①强化了能量守恒定律。②对探究外界因素对平衡的影响的要求有所降低,不再要求进行理论解释。③明确了浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系;对化学反应历程进行了强化。④沉淀转化的本质要求层次由“知道”变为“了解”。⑤溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的应用,要求层次由“知道”变为“了解”。

模块2:有机化学基础

(1)新增内容:①原子间的连接顺序、呈现方式和空间排布决定分子结构。②认识有机化合物中分子的共价键的类型、极性及其与有机反应的关系,知道有机化合物分子中基团之间的相互影响会导致键的极性发生改变,从化学键的角度认识官能团与有机化合物之间是如何相互转化的。③对图谱的解读分析能力。④认识卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯在生产生活中的重要应用;知道醚、酮、胺和酰胺的结构特点及其应用;认识加成、取代、消去反应及氧化还原反应的特点和规律。⑤了解淀粉和纤维素及其与葡萄糖的关系,了解葡萄糖的结构特点、主要性质与应用;知道氨基酸和蛋白质的关系;了解脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构特点和生物功能。⑥葡萄糖性质实验;氨基酸检验、蛋白质含量检测实验;蛋白质多样性的讨论;常见塑料、合成纤维和合成橡胶的应用与合成的交流与讨论。⑦“绿色化学”思想在有机合成中的重要意义。

(2)删减内容:①通过化学方法测定有机化合物元素的含量、结构的方法。②硬脂酸钠、烷基磺酸钠的结构特点及其乳化作用。③讨论有机合成在发展经济、提高生活质量方面的贡献。

(3)其他:①强调了构造异构的手性异构;手性化合物的合成与应用要求有所提高。②对有机化合物的命名要求有所降低。③强化了官能团在认识有机化合物中的重要作用。④实验中乙酸乙酯的水解调整为纤维素的水解,增强了与生产、生活的联系。⑤强化了对塑料、合成橡胶,合成纤维的组成和结构特点的要求。⑥对纤维素水解要求提高。

模块3:化学与生活

与以往教学要求一致。

作者:李伏刚

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