高中化学 乙酸乙酯的水解实验 说课稿

乙酸乙酯的水解实验说课稿
李晓淼定远中学
一、使用教材：人教版选择性必修三、鲁科版必修二
二、实验器材：烧杯10mL 量筒试管玻璃导管橡胶塞硬纸板恒温磁力搅拌器
三、实验创新要点：
①耗时较长，在改进实验中加入恒温磁力搅拌器，增加酯层与水层的接触面积。

②酯层与水层分层不明显，对酯层用口红进行染色。

③加热的过程中乙酸乙酯容易挥发，加入长导管进行冷凝回流
④判断酯层消失时间仍不够精确、特别是酸性和中性条件下分辨度不高，引入手持技术。

四、实验原理
乙酸乙酯可以发生水解反应，生成乙酸和乙醇。

酸和碱可以加速水解反应的进行，在酸存在条件下，乙酸乙酯水解是可逆反应；在碱存在下，水解反应是不可逆的，这是由于水解产物乙酸与氢氧化钠作用生成乙酸钠，使反应进行到底。

反应的化学方程式为：
CH3COOC2H5+H2O⇋CH3COOC2H5+H2O
CH3COOC2H5+NaOH==CH3COONa+C2H5OH
五、学情分析
知识储备：学生已经学习了酯的水解、化学反应速率、化学平衡等知识内容。

能力具备：学生已经初步具备一定的分析问题与设计实验方案进行科学探究的能力，但是缺少真实经历实验研究的过程。

心理状态：正处于一个求知欲强，想象力丰富的阶段，对事物有较强的感知能力，抽象思维逐步形成但不完善，且刚接触高中知识，新旧知识衔接尚不自如。

六、实验的核心素养
1、宏观辨识与微观探析
能从酯水解的宏观现象去分析、理解微粒的性质，培育“宏观辨识与微观探析”的核心素养。

2、证据推理与模型建构
能用真实的实验现象理解酯水解的基本规律、解释生活中的现象，培育“证据推理”的核心素养
3、实验探究与创新意识
能发现和提出由探究价值的化学问题，能根据探究目的设计并优化实验方案，培育“实验探究与创新意识”的核心素养。

4、科学精神与社会责任
通过酯的水解本质及影响因素认识其生活或工业应用，培育学生“科学精神与社会责任”的核心素养
六、实验教学过程
【发现问题】
人教版选择性必修三：探究乙酸乙酯的水解在中性、酸性、和碱性溶液中，以及不同温度下的水解速率（从酯层消失的时间差异来判断乙酸乙酯在不同条件下水解速率的差异）。

鲁科版必修二：在三支试管中加入六滴乙酸乙酯，再向第一支试管里加入蒸馏水5.5mL,向第二支试管里加入1:5的稀硫酸0.5mL蒸馏水5.0mL,向第三支试管里加质量分数为30%的氢氧化钠溶液0.5mL、蒸馏水5.0mL。

振荡均匀，把三支试管同时放在70~80℃的水浴中加热几分钟观察发生的现象。

实验步骤：（1）向两只试管分别加入30％的NaOH、1∶5的H2SO4 各5mL，再分别加入乙酸乙酯1mL，振荡以混合均匀，同时放在70℃～80℃水浴中，静置。

（2）5 分钟后观察实验现象。

（3）10 分钟后、1 小时后观察实验现象。

现象：两只试管在放入水浴前，液面均有分层现象。

5 分钟、10 分钟、1 小时后三支试管中的乙酸乙酯层没有明显变化。

说明乙酸乙酯的在不同酸碱性条件下的水解速率难以在短时间内通过酯层的变化看出。

现象：两只试管在放入水浴前，液面均有分层现象。

5 分钟、10 分钟、1 小时后三支试管中的乙酸乙酯层没有明显变化。

说明乙酸乙酯的在不同酸碱性条件下的水解速率难以在短时间内通过酯层的变化看出。

酯的重要化学性质是在一定条件下能够跟水发生水解反应。

为了说明酯在不同介质中的水解速率，要求通过酯层消失、酯香味消失的时间判断水解速率
的快慢。

但在实验操作中效果不理想，原因有四点：
（1）实验可信度太差，乙酸乙酯与水层界面不明显，只有前排几个学生看到酯层消失的现象；用闻酯香味消失的时间来判断水解速率是不恰当的因为后排学生可能闻不到，不仅分辨率低，不具说服力，而且也不能使全班学生获得明显的体验；
（2）加热温度偏高（70~80℃），没有冷凝装置，会使乙酸乙酯以及水解生成的乙酸、乙醇挥发，造成一定的误差；
（3）水解产物无法判断，不能很好的探究乙酸乙酯的水解产物，实验说服力不强；
（4）乙酸乙酯在中性、酸性、碱性条件下的水解很难在短时间内观察出酯层的变化，影响课堂教学的完成情况。

针对以上问题，本文对此实验进行了改进，改进后的实验现象明显，达到了很好的教学效果。

实验改进：耗时较长——增大化学反应速率
创新措施：（1）利用磁力搅拌器进行搅拌
（2）控制水浴温度为75℃
（3）增大硫酸溶液、氢氧化钠溶液的浓度
酯层与水层分层不明显——提高区分度
创新措施：1.增加乙酸乙酯的用量到2.0ml
2.用饱和氯化钠溶液代替蒸馏水
蓝墨水儿、石蕊、品红对水层进行染色（蓝墨水和品红把酯层也染上了点颜色，石蕊的区分度最高。

）红色口红、红色指甲油对酯层进行染色（指甲油把水层也染上颜色）最终选择口红。

其他改进措施：1.在试管口上塞上带有长导气管的单口塞
2. 采用打孔的硬纸板固定试管
但乙酸乙酯在不同条件下的水解速率难以在短时间内通过观察酯层的变化判断，实验仍存在分辨率低、灵敏度较差、难以定量化等问题。

为了使实验结果更为直观、准确、定量，并揭示乙酸乙酯水解反应实质，利用手主要利用数字化手持技术的电导率传感器，研究氢氧化钠溶液温度和浓度对乙酸乙酯水解反应速率的影响，以及不同酸碱性条件下的乙
酸乙酯水解反应速率，为学生探究乙酸乙酯在不同条件下的水解反应速率、深刻理解乙酸乙酯水解反应实质提供技术支持。

电解质溶液的电导率与溶液中离子种类、离子、浓度及温度等因素有关，因此，电解质溶液的电导率可以表示溶液中离子的浓度，当浓度不大时，溶液的电导率随浓度的增大而增大乙酸乙酯水解反应是在电解质溶液中进行的，体系中各离子浓度随反应时间而变化，因此，体系的电导率也随反应的进行而产生相应的变化。

可以通过测定不同时刻溶液电导率的大小，监测反应进行的程度，反应体系中电导率的变化体现了溶液中离子浓度的变化，可反映乙酸乙酯水解反应速率的大小。

使用电导率传感器测量并记录电导率随时间变化的数据，绘制电导率－时间曲线，对曲线进行“线性回归” 得到曲线的斜率，根据曲线的斜率可以判断反应速率的快慢，曲线斜率的绝对值(简称斜率）越大，单位时间内反应体系的电导率减小值越大，反应体系每秒钟浓度降低越多，水解反应速率越快。

实验仪器与药品
实验仪器：数据采集器、电导率传感器、计算机、恒温磁力搅拌器、搅拌磁子、烧杯（100mL）、量筒(50mL)、胶头滴管。

实验药品：乙酸乙酯（AR）、氢氧化钠溶液
（0.01mol\L 0.03 mol\L ）、硫酸溶液(0.01 mol\L)、去离子水。

2.2 实验步骤
（1）配制溶液：(0.01mol\L 0.03 mol\L )氢氧化钠溶液和0.01mol\L硫酸溶液；
（2）组装仪器：将计算机、数据采集器、传感器、恒温磁力搅拌器连接好；
（3）测定不同温度（40℃、65℃）时，乙酸乙酯与同一浓度氢氧化钠溶液发生水解反应的电导率－时间曲线。

①在2只100ｍＬ烧杯中分别加入50ｍＬ0.03mol\L氢氧化钠溶液和１粒搅拌磁子；
②把盛有氢氧化钠溶液的烧杯放在恒温磁力搅拌器上，调节温度旋钮，启动恒温磁力搅拌器，加热至所需温度；
③将电导率传感器插入氢氧化钠溶液中，调节调速旋钮，使搅拌磁子转速均匀。

启动数据采集器和系统软件，设置参数；
④点击示波器开关，开始检测氢氧化钠溶液的电导率；
⑤用胶头滴管向氢氧化钠溶液中逐滴滴入10滴乙酸乙酯，观察显示数据的曲线变化；
⑥当电导率数值无明显变化时，点击示波器开关，停止数据采集。

选取反应开始60S内线性较好的一段曲线进行线性拟合，计算斜率。

（4）按上述方法，65 ℃时向50 mL 0.01mol\L、0.03mol\L氢氧化钠溶液中分别滴入10 滴乙酸乙酯，测定同一温度下，乙酸乙酯与不同浓度氢氧化钠溶液发生水解反应的电导率－时间曲线。

（5）65℃时向50mL去离子水、0.01mol\L硫酸溶液和0.01mol\L 氢氧化钠溶液中分别滴入10滴乙酸乙酯，测定乙酸乙酯在中性、酸性和碱性条件下发生水解反应的电导率－时间曲线。

实验结论：增大碱的浓度乙酸乙酯水解速率加快；升温乙酸乙酯水解速率加快；乙酸乙酯在碱中水解速率大大快于在酸中的水解速率在纯水中几乎不水解。

反思与总结：通过一系列更具说服力的定量实验，对乙酸乙酯的水解速率的影响因素，都进行了实证，不断强化学生对酯的水解条件的认识。

努力让学生感知，并激发他们对其微观本质的探究欲望，宏观的现象通过数字化实验中的曲线，能让学生“看到”溶液中微观粒子的种类以及浓度的变化，帮助学生建立微粒观、变化观、平衡观。

最后，在实验过程中将所学的理论知识与实践相结合，在实践中敢于质疑大胆创新，将影响乙酸乙酯水解速率的因素应用与工业生产与生活，大大地提高学习化学的乐趣，在不断学习探索中，也极大地促进化学核心素养的形成。