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中五化学|醇、羧酸与酯(官能基反应与酯化产率)备课指引(导师用)|60 分钟由结构推到计算

中五化学|醇、羧酸与酯(官能基反应与酯化产率)备课指引(导师用)|60 分钟由结构推到计算

  • 2026-11-06

学生看到 C2H5OH 与 CH3COOH 都叫“有氧的碳化合物”,于是考试一问测试方法就乱。这三个官能基要用“有没有 C=O、有没有 O–H、O–H 接在哪个碳”三条线分开,分清楚之后,氧化、酯化、测试全部顺着走。

本堂目标 学生能够:① 由结构式辨认一级醇、羧酸与酯,并写出所属官能基;② 写出一级醇氧化成醛再氧化成羧酸的两步反应,讲出所用试剂与观察;③ 用 NaHCO3 测试分辨羧酸,用酸碱滴定或质量法计酯化产率,至少两题计算全对。

01 先备知识(开课前 3 分钟快检)

以下任何一项未过关,本堂就会卡住,先补该项:

技能 快检题 过关标准
官能基概念 C=O 这个双键叫什么官能基 羰基(carbonyl)
氧化还原 氧化在电子层面是得还是失电子 失电子
摩尔与质量 0.10 mol 乙醇(Mr 46)质量是多少 4.6 g
同系物 甲醇与乙醇相差什么 一个 CH2

02 课堂流程(60 分钟)

时间 环节 导师做什么 学生做什么
0–15 分 入场:三个结构式并排 给 C2H5OH、CH3COOH、CH3COOC2H5,要学生圈官能基并讲分别 圈出 O–H 与 C=O 位置
15–28 分 醇的氧化两步 示范一级醇→醛→羧酸,用酸化重铬酸钾,讲颜色由橙变绿 写两条方程式并标观察
28–38 分 羧酸的测试 示范加 NaHCO3 起泡、加碳酸盐、与醇成酯的分别 四支试管预测结果
38–50 分 酯化与产率 示范可逆反应、浓硫酸催化、产率=实际/理论,计 0.10 mol 乙醇 68% 产率 计出 3.13 g 并写单位
50–57 分 误差与改良 讲为何产率低于 100%(可逆、挥发、转移损失) 写三个原因
57–60 分 离场检查 三题快问:官能基、试剂、产率公式 独立作答

03 讲解脚本(照着说就可以)

第一幕:三条线分清三个官能基

第一条线:有没有 C=O。没有就是醇或醚;有就是醛、酮、羧酸或酯。第二条线:有没有 O–H。有 O–H 又接在链末端碳上,是一级醇;接在 C=O 同一碳上,是羧酸。第三条线:C=O 旁边接的是 H、碳,还是 O–R。接 O–R 就是酯。
三条线要在同一张纸上一齐画,学生用删去法就能定位,不必死记名字。

要学生做:给六个结构式,逐个回答三条线的是/否,最后写官能基名称。

第二幕:氧化不是“加氧”,要讲试剂与颜色变化

一级醇氧化用酸化重铬酸钾(K2Cr2O7/H+),橙变绿;醛再氧化成羧酸,条件较温和时可停在醛。二级醇氧化成酮,三级醇不氧化——这一点最常被忽略。
教的时候把三种醇并排,问“哪个有两个 H 接在带 O–H 的碳上”,答案是只有一级醇,所以只有它能氧化成醛。颜色变化要学生讲出口,因为实验题就是考这一句。

要学生讲:为何三级醇不氧化——用“带 O–H 的碳上没有 H”作答。

第三幕:酯化产率要由摩尔比推到质量

酯化是平衡反应,产率不会 100%。题目通常给醇的摩尔数与产率,要求酯的质量。步骤:写平衡方程式→看 1:1 摩尔比→计理论摩尔数→乘产率→乘酯的 Mr。
例如 0.10 mol 乙醇、68% 产率、乙酸乙酯 Mr 88:0.10 × 0.68 = 0.068 mol,质量 5.98 g。学生最常错的是把产率乘在质量之后却忘记单位,或把水也算进产物质量。

要学生做:同一题改为 0.25 mol 乙醇、55% 产率,重新计一次并写齐单位。

04 必教题型与步骤

题型 例子 步骤 答案
官能基辨认 CH3CH(OH)CH3 属哪类化合物 三条线:有 O–H、无 C=O、OH 在中间碳→二级醇 丙-2-醇(二级醇)
氧化反应 一级醇氧化的两步产物 第一步醛、第二步羧酸,写试剂与颜色 醛→羧酸,橙变绿
羧酸测试 如何分辨乙酸与乙醇 加 NaHCO3,起泡者为羧酸 乙酸起泡,乙醇不起泡
酯化产率 0.10 mol 乙醇、68% 产率,酯质量 摩尔比 1:1→乘产率→乘 Mr 88 5.98 g
合理性检查(一定要教):合理性检查:每个答案都要指出官能基,不可只写化合物名;氧化步骤必须写试剂与颜色变化;酯化方程式要写可逆箭头与浓硫酸条件;产率必须 ≤100%,质量单位必须是 g;计摩尔时不可把催化剂算入反应物;测试题要写观察(起泡)而非只写“有反应”。

05 独立练习三题

题目 答案 想观察什么
六个结构式分类 逐个走三条线并写官能基 看能否用删去法而非死记
两步氧化方程式 写试剂、条件、颜色变化 看有无漏写 H+ 或颜色
酯化产率两题 一题求质量、一题求产率百分比 看摩尔比与单位是否正确

06 学生常见错误与纠正句

错误 学生通常这样写 导师这样说
把二级醇当一级醇氧化 答“丙-2-醇氧化成丙醛” “OH 个碳上面得一个 H,氧化只会停在酮,不会变醛。”
测试只写“有反应” 答“加 NaHCO3 有反应” “要写观察:有气泡放出,因为放 CO2。没有观察就没有分。”
酯化产率乘错位置 把 68% 乘在质量之后再加 “产率先乘摩尔,再乘 Mr。次序错,数字一定错。”
忘记酯化是可逆 写单箭头并写产率 100% “酯化系平衡,要可逆箭头。写 100% 代表你未明什么叫产率。”

07 家课建议(直接指到练习卷题号)

08 离场检查(最后 5 分钟)

题目 答案 判定
羧酸独有的官能基组合 C=O 与 O–H 接同一碳 答“有 O–H”=回到第一幕
一级醇氧化第二步产物 羧酸 答“醛”=回到第二幕
酯化产率公式 实际/理论 ×100% 答“实际/反应物”=回到第三幕
NaHCO3 测试观察 有气泡(CO2) 答“变色”=回到第二幕

09 导师常问

要记红外光谱吗?

DSE 课程只需认官能基的典型吸收位置,重点仍在化学反应与计算。

酯化为何用浓硫酸?

催化兼吸水,令平衡右移;要讲两件事才算完整。

产率可以大于 100% 吗?

实验上不会;若计出大于 100%,通常是有杂质或未干燥。

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