甲烷.doc

1、资资 源源 信信 息息 表表 标标 题：题： 甲烷 关键词：关键词： 甲烷 描述：描述： 甲烷是高中化学课的有机化学中的第一个有机 化合物，首先让学生复习过去已经学到的知识，然 后再向甲烷的其他知识延伸，在知道甲烷的性质后， 揭示甲烷分子的结构，展示宏观现象与微观结构的 关系，这样编排符合学生的认知规律，同时，有利 于激发学生的学习兴趣和积极性。 学科：学科： 化学高中二年级第二学期试用本上科版第十一 章第一节第二课时 作者：作者： 张国华 单位：单位： 徐汇教师进修学院 地址：地址： 上海市中山南二路800号 Email: jyxyzhanggh 1 11 1.1.1 碳氢化合物的宝库石油碳

2、氢化合物的宝库石油（共（共 4 4 课时）课时） 第第 2 2 课时课时 甲烷甲烷 一、设计思想一、设计思想 甲烷是高中化学课的有机化学中的第一个有机化合物， 它是繁杂的饱和烃中最简单、 最 典型的有机化合物。教学中首先让学生复习过去已经学到的知识，如甲烷的燃烧，然后再向 甲烷的其他知识延伸，在知道甲烷的性质后，揭示甲烷分子的结构，展示宏观现象与微观结 构的关系，这样编排符合学生的认知规律，让学生遵循性质反映结构、结构决定性质、性质 决定用途的化学学习一般顺序，学习甲烷的性质和结构，从学生心理因素考虑，这样更易接 受和认识。同时，有利于激发学生的学习兴趣和积极性。 二、教学目标二、教学目标 1

3、. 知识与技能知识与技能 （1）甲烷的分子结构（B） （2）石油的物理性质（A） （3）甲烷的化学性质（B） （4）取代反应（B） （5）结构式（B） 2. 过程与方法过程与方法 在甲烷分子结构的探究过程中，学习准确观察模型、利用模型帮助思维的方法。 3. 情感态度与价值观情感态度与价值观 在揭示甲烷性质与结构、 性质与用途的关系的过程中感受化学知识在生产生活中的作用 和价值。 三三、重点和难点、重点和难点 教学重点：甲烷的分子结构、甲烷的化学性质 四四、教学用品、教学用品 三种颜色的橡皮泥和牙签（学生自带） 、分子结构模型、投影仪、甲烷氯代反应的试剂 和仪器一套、高锰酸钾溶液。 五五、教学流

4、程、教学流程 1流程图流程图 2流程说明流程说明 引入：开门见山，提出本课的教学目标。 学生活动 I： 回忆已经学习过的甲烷的相关知识。 师生活动 I：对已经具备的甲烷知识从微观本质上、变化和性质的关系上、反应原理上 作进一步的挖掘，关注化学理论和化学研究方法对元素化合物知识学习的指导作用。 师生活动 II：通过甲烷取代反应的实验学习甲烷的化学性质，在对反应现象分析过程 中提高逻辑推理能力 学生活动 II：用橡皮泥构建甲烷的分子模型和氯代甲烷的分子模型，在构建过程中探 究甲烷分子的空间构型。 小结：在学习甲烷的基础上提出烷烃的概念，为知识延伸作铺垫。 六六、教学、教学案例案例 1. 教学过程教

5、学过程 教教 学学 内内 容容 教师活动教师活动 学生活动学生活动 说明说明 复习 【引言】甲烷是大家比较熟悉的物质，请回忆， 你记忆中的甲烷是一种怎样的物质？ 【归纳并板书】 分子式：CH4 来源：天然气、沼气、石油气、坑气 物理性质：无色、无味的气体、难溶于水、密度 比空气小 化学性质：易燃烧 CH4 +2 O2 CO2 + 2H2O 用途：燃料 回忆、讨论、发言 回 忆已有 知识， 建立 新 旧知识 的联系。 知识 深化 【提出问题】 1. 甲烷属于哪一类有机物？ 2. 用原子结构理论解释甲烷的分子组成为 CH4？写出甲烷分子的电子式。在甲烷分子 中存在何种化学键？ 思考、讨论、交流 加

6、 深对过 去 学习过 的 知识的 理解深度 引入 学生活动 II 师生活动 I 师生活动II 小结 学生活动 I 点燃 3. 用事实说明甲烷的物理性质？ 4. 甲烷燃烧体现了甲烷具有什么性？为什么？ 5. 使用甲烷作燃料，要注意什么？ 6. 甲烷是是一种高效、低耗、污染小的清洁能 源。 为了改善我国东部的能源结构， 已经启动的 “西气东输” ，就是将新疆等地的天然气，通过 管道东输到长江三角洲， 最终到达上海。 这是一 项巨大工程，我们已经在享受这项工程的成果。 思考：从烧管道煤气（主要成分 CO）转为烧天 然气，煤气灶喷嘴应如何改造？依据是什么？ 理 论联系 实际， 促使 学 生感受 学 习

7、知识 的意义。 甲烷 的化 学性 质 【问题】还原性须在氧化还原反应中表现出来， 酸性高锰酸钾具有很强的氧化性， 若遇到一般还 原性物质时常常会发生氧化还原反应， 且自身被 还原而褪色， 那么甲烷能否被酸性高锰酸钾溶液 氧化呢？ 【演示实验】甲烷通入酸性高锰酸钾溶液中 【讲解】甲烷在一般情况下与强酸、强碱、强氧 化剂等都不起反应，也不能使溴水退色。 思考， 观察实验现象， 解释： 甲烷的化学性质比较 稳定。 对 所学的 知 识进行 延伸， 引出 新的知识。 【过渡】 虽然甲烷性质比较稳定， 但在一定条件 下还是能发生化学变化的。 所以它不仅是一种很 好的燃料，它还有很多用途。 【板书】 高温分

8、解： CH4 C + 2H2 制炭黑 在 对实验 现 象的观 察 和分析 过 程中提 升 观察能 力 和逻辑 推理能力 【演示实验】甲烷的氯代反应。 【问题与讨论】 实验中为什么用饱和食盐水而不 是水？看到哪些现象？解释实验现象。 【板书】甲烷与氯气反应取代反应： CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl 一氯甲烷 CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl 二氯甲烷 CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl 三氯甲烷（氯仿） CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl 四氯化碳 【讲解】其中，一氯甲烷常温下呈气态，其余三 种物质都呈液态。 说明刚才的推测和解释是正确 的。这

9、个反应也说明了有机反应的复杂性。 【问题】1mol 甲烷最多能与多少摩氯气进行取 代，生成多少摩 HCl？ 观察，思考、记录、 讨论： 量筒内氯气的黄绿色 逐渐变淡，量筒内壁 出现油状液滴，量筒 内水面上升。 【交流】 ： 颜色变淡说明发生了 反应，油状液滴是生 成物，水面上升说明 反应体系总体积减 小，可能是因为生成 物不呈气态或者生成 物易溶于水。 4mol，4mol。 取代 反应 概念 【讲解】 与无机化学反应分类一样， 有机化学反 应也可分为不同的类型。 甲烷与氯气的反应称为 取代反应 【板书】 取代反应： 有机分子里的某些原子或原 子团被其它原子或原子团取代的反应。 倾听 通 过比较

10、 对 容易混 淆 的概念 进行辨析， 澄 清概念 光 光 光 光 高温 【讨论】取代反应和置换反应有什么区别？ 讨论 的 同时学 习 比较的 方法。 甲烷 分子 空间 构型 探究 【过渡】 物质的性质是由结构决定的。 我们已经 知道甲烷的分子组成了。 但是长期的科学研究显 示， 有机物的性质不仅与它的组成有关， 而且与 有机物分子里原子的联结方式也有关。 【问题】 甲烷分子中的碳原子和氢原子在空间的 分布情况是怎样的呢？请大家两种颜色的橡皮 泥搓成小球，用牙签尝试构建甲烷的空间构型。 【分析】 大家搭建的模型有的是平面的， 有的是 立体的， 到底哪一种正确呢？给大家提供一些资 料：甲烷分子中的

11、四个 C-H 键一样长，C-H 键之 间的夹角为 10928。大家可以再尝试一下。 【出示甲烷分子模型】 甲烷分子是一种以碳原子 为中心、四个氢原子为顶点的正四面体结构。 【板书】甲烷的结构式： 用橡皮泥构建甲烷分 子模型。 再次用橡皮泥根据资 料参数构建甲烷分子 模型。并得出结论： 要满足 C-H 键之间的 夹角为 10928，甲 烷分子肯定不是平面 结构。 用 橡皮泥 构 建分子 模型， 是抽 象 的知识 直观化， 同 时 也给与 学 生想象 的空间。 参 数 的提供 则 给学生 提 供想象 的依据。 【讲解】 甲烷的取代反应就是甲烷分子中处于四 个顶点的氢原子逐个被氯原子取代， 生成氯代

12、甲 烷的过程。 (播放多媒体动画：甲烷与氯气反应的取代历 程。) 【出示甲烷球棍模型并演示】 甲烷分子中的一个 氢原子被替代后， 甲烷分子中剩余的部分 （CH3-） 叫做甲基。 【问题】 请大家用三种不同颜色的橡皮泥和牙签 分别构建四种氯代甲烷的分子模型， 写出相关的 结构式。并思考： 1. 二氯甲烷的结构式有几种？为什么？ 2. 四种氯代甲烷的分子都是正四面体结构吗？ 为什么？ 倾听，观看，分析反 应中化学键的变化。 构建分子模型，书写 结构式。讨论交流： 1. 四种氯代甲烷都 只有一种结构式，因 为甲烷分子是立体结 构。 2. 只有四氯化碳是 正四面体结构，其余 都不是。因为 C-Cl 键

13、的键长与 C-H 键的 键长不一样。 从 微观层 面 认识甲 烷 取代反 应的机理， 感 受学习 有 机化学 反 应的方 法。 为 后续学 习 同分异 构 体作铺 垫。 总结 【讲解】 今天我们学习的甲烷是烃当中最简单的 一种物质。 如果我们把两个甲基彼此相互连接起 来（出示乙烷分子球棍模型） ，就形成了一个新 倾听、思考 在 理解甲 烷 分子结 构 的基础 的化合物。 在烃类物质中， 像这样碳原子之间以 单键结合成链状， 剩余的价键全部跟氢原子相结 合的烃叫饱和链烃或烷烃。 甲烷就是烷烃中最简 单的物质。 【板书】烷烃 【作业】 大家可以利用橡皮泥尝试构建分子中有 更多碳原子的烷烃的结构，

14、为下一节课的学习作 准备。 上 提出烷 烃的概念， 渗透 “结构 决定性质” 的思想。 2. 主要主要板书板书 一、甲烷的分子结构 分子式 电子式 结构式 CH4 二、甲烷在自然界的存在：天然气、沼气、石油气、坑气 三、甲烷的物理性质：无色、无味的气体、难溶于水、密度比空气小 四、甲烷的化学性质： 1. 氧化反应易燃烧 2. 高温分解 CH4 C + 2H2 3. 与氯气发生取代反应 CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl 一氯甲烷 CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl 二氯甲烷 CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl 三氯甲烷（氯仿） CHCl3 + Cl2 CCl

15、4 + HCl 四氯化碳 五、用途：燃料、制炭黑、 七七、教学反思、教学反思 课上复习旧知导课，调动学生思考和进行铺垫，对旧知进行化学理论框架下的再分析， 促使所学知识条理化并深化理解。 当学习到甲烷的性质燃烧时， 从氧化还原反应的角度 进行了拓展和深化，介绍甲烷的主要用途（“西气东输”），使学生感到有机化学就在他们 的实际生活中， 体会到学习有机化学的重要意义。 分析甲烷氯代实验现象时注重从现象到本 质的化学思想的体现。 研究甲烷结构时， 布置学生用橡皮泥制作甲烷和氯代甲烷的分子模型， 高温 光 光 光 光 调动了学生的学习积极性；学生之间相互讨论，相互评价制作的分子模型，课堂气氛轻松活 泼，使学生能饶有兴趣地主动获取知识，学习效果较好。