实验方案设计主讲人：吴跃华 耀华中学高三教学安排第一学期：8月20日：暑假验收考试10月12日：第一次月考（化学周课时：6节）12月2日：第二次月考（化学周课时：5节、一节练习课、补课一次）1月20日：第三次月考（化学周课时：5节、一节练习课、补课一次）寒假：放假14天无晚自习，学生一般5点5点半放学、 补课同学6点或6点半放学耀华中学高三教学安排第二学期：2月21日：第四次月考3月22、23、24日和平区结课考试（化学周课时：5节）（成立三个特别班级）4月20、21日和平区模拟考试5月份一般半日课，下午安排不同学科的讲座或个别补课耀华中学第一次、第二次校模拟考试使用的复习材料五年高考三年模拟天津教研室编的指导与实践金太阳试卷自己出的篇子一、基本合成方法一、基本合成方法1.官能团的引入和转换官能团的引入和转换 (1)C=C的形成的形成一元卤代烃在强碱的醇溶液中消去一元卤代烃在强碱的醇溶液中消去HX醇在浓硫酸存在的条件下消去醇在浓硫酸存在的条件下消去H2O烷烃的热裂解和催化裂化烷烃的热裂解和催化裂化 (2)CC的形成的形成 二元卤代烃在强碱的醇溶液中消去二元卤代烃在强碱的醇溶液中消去2分子的分子的HX 一元卤代烯烃在强碱的醇溶液中消一元卤代烯烃在强碱的醇溶液中消去去HX 实验室制备乙炔原理的应用实验室制备乙炔原理的应用 能否能否为二元醇脱水？二元醇脱水？(3)卤素原子的引入方法卤素原子的引入方法 烷烃的卤代（主要应用与甲烷）烷烃的卤代（主要应用与甲烷） 烯烃、炔烃的加成（烯烃、炔烃的加成（HX、X2） 芳香烃苯环上的卤代芳香烃苯环上的卤代 芳香烃侧链上的卤代芳香烃侧链上的卤代 醇与醇与HX的取代的取代 芳香烃与芳香烃与X2的加成的加成(4)羟基的引入方法羟基的引入方法 烯烃与水加成烯烃与水加成 卤代烃的碱性水解卤代烃的碱性水解 醛的加氢还原醛的加氢还原 酮的加氢还原酮的加氢还原 酯的酸性或碱性水解酯的酸性或碱性水解(5)醛基或羰基的引入方法醛基或羰基的引入方法 醇的催化氧化醇的催化氧化 烯烃的催化氧化烯烃的催化氧化 炔烃与水的加成炔烃与水的加成 烯烃的臭氧氧化分解烯烃的臭氧氧化分解(6)羧基的引入方法羧基的引入方法 醛的催化氧化醛的催化氧化 苯的同系物被酸性高锰酸钾溶液氧化苯的同系物被酸性高锰酸钾溶液氧化 酯的水解酯的水解 肽、蛋白质的水解肽、蛋白质的水解 (7)酯基的引入方法酯基的引入方法酯化反应的发生酯化反应的发生 酯交换反应的发生酯交换反应的发生(8)硝基的引入方法硝基的引入方法 硝化反应的发生硝化反应的发生2.缩短碳链的方法缩短碳链的方法 苯的同系物被酸性高锰酸钾溶液氧化苯的同系物被酸性高锰酸钾溶液氧化 烷烃的催化裂化烷烃的催化裂化 烯烃、炔烃被酸性高锰酸钾溶液氧化烯烃、炔烃被酸性高锰酸钾溶液氧化二、常用推断方法二、常用推断方法 1. 通式推断法：具有相同通式的物质通式推断法：具有相同通式的物质类别可以归纳如下：类别可以归纳如下：CnH2n：烯烃、环烷烃：烯烃、环烷烃CnH2n-2：炔烃、二烯烃、环烯烃：炔烃、二烯烃、环烯烃CnH2n+2O：醇、醚：醇、醚CnH2nO：醛、酮、烯醇：醛、酮、烯醇CnH2nO2：羧酸、酯、羟醛：羧酸、酯、羟醛CnH2n-6O：芳香醇、芳香醚：芳香醇、芳香醚化学实验方案包括化学实验方案包括 （1）实验名称；（2）实验目的；（3）实验原理；（4）实验用品（仪器、药品和规格）；（5）实验步骤（包括实验仪器装配和操作）；（6）实验现象及结果处理）；（7）问题与讨论。 化学实验设计的一般原则化学实验设计的一般原则 科学性科学性 、 安全性、安全性、 环保性、环保性、 简约性、简约性、 可行性、可行性、 经济性经济性 实验设计的一般思路实验设计的一般思路 实验的目的与原理：一般由化学方程式实验的目的与原理：一般由化学方程式去分析去分析反应物：所用反应物的名称状态及代替反应物：所用反应物的名称状态及代替物（据实验目的和相关的化学反应原理，物（据实验目的和相关的化学反应原理，进行全面分析比较和推理，并合理选择）。进行全面分析比较和推理，并合理选择）。实验设计的一般思路实验设计的一般思路 仪器装置：有关装置的性能、使用方法、仪器装置：有关装置的性能、使用方法、范围、注意的问题、是否有替代装置可使范围、注意的问题、是否有替代装置可使用并考虑仪器的规格是否适用于该实验。用并考虑仪器的规格是否适用于该实验。实验操作：相关技能、操作的顺序、注实验操作：相关技能、操作的顺序、注意事项等。意事项等。现象、结论：实验现象的观察、数据的现象、结论：实验现象的观察、数据的记录及处理等。记录及处理等。注重基础性近几年高考化学实验题大都是对教材实验的改进或教材实验的衍变，因此重视教材基础实验的复习，有助于全面提高学生的基础实验能力。（课（课本实验图）本实验图）实验设计的答题要点实验设计的答题要点 挖掘题示信息：在题目给出的提示中，一般暗含着解答本题的信息，要认真仔细地品味其中的关键字词，找出实验操作线索。划分操作步骤：考生要明确以后如何操作，关键是如何分割操作步骤精选语言文字：精心选择最准确简练的语言组织答案，切忌繁琐，抓不住要点。（1）药品和装置是部分或刚好给出还是有剩余。若药品和装置只部分给出，这需要作必要的补充，若有剩余，则进行合理的筛选和淘汰。（2）题目条件有无具体要求。如采用最简单或最合理的实验步骤，这些要求对考生考虑反应原理，药品和装置的选择，确定操作步骤都作了限定，必须高度重视。实验设计中应注意的问题（3）实验装置中的隐蔽性操作。实验装置中的隐蔽性操作。如对某些必要的干燥、除杂、冷凝等，这些都是实验中必不可少的，但容易被忽视。 例如：考虑干燥与除杂的顺序时，若要采用溶液除杂，则先要净化后干燥；若采用加热除杂，则干燥在前；实验设计中应注意的问题（4）药品的规格。有些题目要求指出药品的名称，这类题目考生往往最难准确回答，如有些药品的准确描述为：硫酸铜粉末；澄清石灰水；酸性高锰酸钾溶液；饱和碳酸氢钠溶液；氢氧化钠溶液等。 此外也要注意实验现象的准确描述，应该是感觉得到的（看到、闻到、触到）才是实验现象。还要注意某些仪器的规格。（5）会画简单的实验装置图。实验设计中应注意的问题（6）净化吸收气体及熄灭酒精灯是要防倒吸。（7）进行某些易燃易爆实验时要防爆炸 （如H2还原CuO应先通H2，气体点燃 先验纯等）。实验设计中应注意的问题（8）防氧化（如H2 、CO还原CuO后要“先灭灯后停氢”、白磷切割应在水中进行等）。 （9）防吸水（如实验、取用、制取易吸水、潮解、水解的物质应应在尾部加装干燥管，以防空气中的H2O蒸汽进入造成水解。采取必要的措施，以保证达到实验目的）。（10）冷凝回流。有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需要在反应装置上加装冷凝回流装置（如长玻璃管，竖装的干燥管及冷凝管等）。实验设计中应注意的问题（11）易挥发的液体产物（导出时可为蒸气的 要及时冷却）。（12）仪器拆卸的科学性和安全性（也要从防 污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄 漏等角度去考虑）。（13）其他（如实验操作顺序、试剂加入顺序、 实验方法的使用顺序等）实验设计中应注意的问题（14）实验装置气密性的检查 无论采取哪一种装置制取气体，成套装置 组装完毕，装入反应物之前，必须检查装置的气密性，以确保实验的顺利进行。 液面差 实验设计中应注意的问题（15）气体体积的测量装置实验设计中应注意的问题化学实验设计的一般类型有制备实验的设计；性质型实验设计；验证型实验设计；计算型实验设计；结合课本实验的拓展；典型例题分析及答案1。设计实验：比较下列各物质分子中OH上氢原子的活动性顺序。（可不填满）HOH，CH3COOH，CH3CH2OH，H2CO3，苯酚操 作现 象结论OH中氢原子活泼性顺序操 作现 象结论OH中氢原子活泼性顺序1六种物质各取少量于试管中，各加入紫色石蕊试液2滴、变红，其它不变、2在、试管中各加入少量碳酸氢钠溶液中产生气体3在、中各加入少量氢氧化钠溶液由浑浊变澄清、4在、中各加入少量金属钠产生气泡，并有燃烧现象；产生气体，没有燃烧现象结论:。一、制备实验的设计一、制备实验的设计1 1讨论：设计制取苯甲酸甲酯与皂化的实验方案讨论：设计制取苯甲酸甲酯与皂化的实验方案15g苯甲酸与20ml甲醇混合后，小心加入3ml浓硫酸碎瓷片冷却 25ml水下层液移入干燥的锥形瓶移至分液漏斗，摇动分液过滤蒸馏产品1gNa2CO3萃取和分液实验1-4(必修一p9)液-液萃取是利用溶质在两种互不相溶的溶剂中的溶解性不同，将溶质从一种溶剂中转移到另一种溶剂中的过程。常用仪器是分液漏斗，常用有机溶剂从水中萃取溶质I2、Br2或其他有机物。有机溶剂大多为乙醚、石油醚、二氯甲烷、四氯化碳、苯等。步骤：(1)用量筒量取10mL碘的饱和水溶液，倒入分液漏斗，然后再注入4mL四氯化碳，盖好玻璃塞；(2)用右手压住分液漏斗口部，左手握住活塞部分，把分液漏斗倒转过来振荡，使两种液体充分接触；振荡后打开活塞，使漏斗内气体放出。(3)将分液漏斗放在铁架台上，静置。(4)待液体分层后，将分液漏斗颈上的玻璃塞打开，或使塞上的凹槽(或小孔)对准漏斗上的小孔，再将分液漏斗下面的活塞拧开，使下层液体慢慢沿烧杯壁流下。苯甲酸甲苯甲酸甲酯的水解的水解课本的拓展实验9乙醇的催化氧化实验的改进课本实验装置：优点：实验简单明了，同时 证实了催化剂是参加 反应的事实。缺点：未验证生成的产物课本的拓展实验课本实验习题：工业上利用乙醇在加热和有催化剂（Cu或Ag）存在的条件下被空气氧化生成乙醛的原理，由乙醇制备乙醛。请设计一个实验方案，既能进行上述反应，又能利用反应后得到的乙醛做银镜反应。苯的实验(苏教选修5 p50)观察与思考【实验1】在三颈瓶中加入少量铁粉，向三颈烧瓶上的一个滴液漏斗中加入5mL苯和1mL液溴的混合物，另一个滴液漏斗中加入30mL10%的氢氧化钠溶液，锥形瓶中注入蒸馏水，干燥管中加入碱石灰，连接好仪器，检查装置气密性。先向三颈烧瓶中加入苯和液溴的混合物，观察三颈烧瓶和锥形瓶中出现的现象。反应完毕后，向三颈烧瓶中加入氢氧化钠溶液，观察三颈烧瓶中生成物的状态。(1)将磁将磁铁铁用双面胶用双面胶带带固定在干燥管的球外固定在干燥管的球外顶顶部，取部，取0.1g还还原原铁铁粉置于干燥管球形内，粉置于干燥管球形内，转动转动干燥管使干燥管使铁铁粉被磁粉被磁铁铁吸于球内吸于球内顶顶端。用注射器加入溴和苯的混合液端。用注射器加入溴和苯的混合液约约1mL，塞上，塞上胶塞。胶塞。(2)在另一只干燥管的球内放一在另一只干燥管的球内放一团团蘸有蘸有浓浓氨水的棉氨水的棉团团，将另一，将另一团团蘸有苯的棉蘸有苯的棉团团松松地放松松地放置在干燥管的管口，塞上置在干燥管的管口，塞上带带有有导导管的胶塞。在尾部管的胶塞。在尾部连连上上导导气管，插入一支装有硝酸气管，插入一支装有硝酸银银溶液的溶液的试试管里。管里。(3)移去磁移去磁铁铁，铁铁粉自然落入溴和苯的混合液中，混合液开始粉自然落入溴和苯的混合液中，混合液开始处处于微混状于微混状态态，很快，很快转为转为沸沸腾腾，蘸有，蘸有浓浓氨水的棉氨水的棉团处团处有大量白烟生成有大量白烟生成(溴化反溴化反应应生成的溴化生成的溴化氢氢气体遇到氨气即刻气体遇到氨气即刻产产生溴化生溴化铵铵)，证证明苯和溴明苯和溴发发生了取代反生了取代反应应。(4)反反应结应结束后将混合液倒入盛有束后将混合液倒入盛有氢氢氧化氧化钠钠溶液的溶液的试试管中，振管中，振荡荡、静置片刻，可以看到、静置片刻，可以看到褐色溴苯褐色溴苯(因溶解了溴因溶解了溴)沉于沉于试试管底部；盛有硝酸管底部；盛有硝酸银银溶液的溶液的试试管内有浅黄色的沉淀生成。管内有浅黄色的沉淀生成。 2。使用镁粉、盐酸、醋酸设计一个实验，证明在同温同压下，当上述两种酸的物质的量浓度相同时，与镁粉反应生成氢气的体积也相同，但两者的反应速率不同。通过这个实验，能说明什么？ 答案：（1）使用相同物质的量浓度、相同体积的不同电解质溶液进行对比。如图所示，将仪器装置固定后，观察反应情况。验证型实验设计注意：本实验所用烧瓶、导管长短、量筒的内体积都应该一样，酸的浓度应相同，还要注意镁粉表面不能氧化、镁要过量。答案:（2）刚开始时盐酸与镁粉反应快，醋酸与镁粉反应慢，过一段时间以后，盐酸几乎完全反应，气泡很少，而醋酸与镁粉的反应速率较盐酸的快。最后至两个量筒中都不再逸出气体时，在同温同压下，收集到的氢气体积几乎完全相同。因此从两种酸的物质的量相同、置换出的氢气体积相同，但反应过程中的反应速率不同。3。设计实验证明Ba(OH)2与CuSO4溶液之间的反应是离子反应。 由两者间的离子反应Ba2+ + 2OH- + Cu2+ + SO42- = BaSO4+ Cu(OH)2，反应使溶液中的自由移动的离子浓度减少，溶液导电性减弱，故可设计溶液导电性实验来证明是否发生离子反应。（1）将装置连接好（用到物质导电性实验装置、滴定 管、滴定管夹、玻璃棒、铁架台等）；（2）将一定体积的Ba(OH)2溶液加入烧杯中，将 CuSO4溶液加入酸式滴定管中；（3）接通直流电源，检验Ba(OH)2溶液导电性；（4）将滴定管中的CuSO4溶液逐渐滴入烧杯中，发现 灯泡由明变暗，甚至不亮。灯泡的明暗变化证 明反应为离子反应。方法一：沉淀法：样品m g 溶解 BaCO3 过滤、洗涤、干燥、称量BaCO3沉淀的质量 m1 g。4。工业制得得的纯碱中常含有少量的氯化钠，设计一个实验来测定碳酸钠的质量分数？方法二：滴定法：取 m g 样品，配成1000 mL 溶液，用碱式滴定管量取 25 mL 溶液， 放入锥形瓶中。加入甲基橙作指示剂，用 a mol/L 标准盐酸溶液滴定至终点橙色，且半分 钟不褪色，消耗 HCl V mL。完成三次平行实 验，取其平均值。 Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 + H2O 工业制得得的纯碱中常含有少量的氯化钠，设计一个实验来测定碳酸钠的质量分数？方法三：灼烧重量法：取 m g样品，向其中加入 过量盐酸，直至样品种无气泡冒出。加热蒸干所 得物，并在干燥容器中冷却至室温后称量。反复 加热，冷却、称量，直至所量的固体质量几乎不 变为止，称量固体质量m1 g。利用反应前后，固 体的差量，求解。 Na2CO3 2NaCl m 106 117 11 m g (m1 m) g工业制得得的纯碱中常含有少量的氯化钠，设计一个实验来测定碳酸钠的质量分数？方法四：CO2 重量法工业制得得的纯碱中常含有少量的氯化钠，设计一个实验来测定碳酸钠的质量分数？5.优点缺点甲装置da e乙装置fa c 丙装置bc e（2）F、B、E； 缺少除Cl2中的HCl的洗气装置，因为HCl可与反应物Ca(OH)2、产物Ca(ClO)2反应，使有效成分Ca(ClO)2产量减少。