第一单元 化石燃料与有机化合物教学设计(教案)

《最简单的有机物-甲烷》教学设计

一、教学背景

（一）教材分析

《甲烷》内容是学生在中学阶段第一次接触有机物结构和性质的有关内容，有机化学是化学学科的重要分支，烃是一切有机物的主体，而甲烷作为烷烃的第一个最简单的分子，学生对他的理解将直接影响到今后对各种有机物的理解，因此本节内容对帮助学生树立正确的学习有机物的学习方法有重要的作用。 （二）学情分析

初中化学就介绍了甲烷的燃烧反应和一些主要的用途，高中化学必修2第二章也介绍了部分物质结构的知识，为学好本节内容提供了前提条件。

本节课将主要介绍以甲烷为代表的烃的分子结构、性质和主要用途，以及它们的性质与分子结构的关系，让学生掌握好甲烷这一节的知识，能为学生学习烃及烃的衍生物等有机内容奠定良好的基础。

二、教学目标：

（一）知识与技能目标：

1、知道化石燃料的主要成分，认识综合利用甲烷对于充分利用自然资源、环境保护及保障国民经济可持续发展等方面的意义；

2、认识甲烷的分子组成、结构特征、主要化学性质及应用，初步认识取代反应的概念；

3、知道可燃性气体在保存、点燃中的安全问题。

（二）过程与方法目标：

4、通过观察分析、合作讨论等开放的问题情境，从中体验科学探究的乐趣，形成探究、合作的学习方式；

5、通过甲烷的取代反应的教学，掌握从具体到一般的抽象概括方法。

（三）情感态度与价值观目标：

6、通过结合贴近学生生活实际和国民经济建设实际，激发学生学习有机化学的兴趣，让学生体验到学习有机化学“有趣、实用”的思想情感；

7、通过从学生已有的经验和知识出发，让学生从身边及生活中常见的有机物入手学习最基本的有机化学知识，了解学习有机化学的价值。

三、教学重点难点：

（一）教学重点：甲烷的分子组成、结构特征、主要化学性质（燃烧反应和取代反应）；

（二）教学难点：取代反应的概念和实质。

四、教学用具：

PPT课件，课本P61“科学探究”中的相关实验仪器及药品

五、教学方法：

实验探究、多媒体辅助、讨论、讲解、练习

六、教学过程：

[投影]可燃冰、我国西气东输工程等图片，并进行如下讲解。

[小结]天然气是一种高效、低耗、洁净的新能源。我国已探明储量居世界第19位。天然气水合物，也就是可燃冰，是一种很有前途的能源物质。据科学家估计，全球天然气水合物的碳储量是全球石油与天然气储量的两倍。如果能开发利用，那将是人类莫大的福音。甲烷是天然气，沼气和煤矿坑道气的主要成分。

但同时甲烷也是一种重要的温室气体。他的温室效应是二氧化碳的20倍，且在大气中的浓度呈现出快速增长的趋势。我们知道事物都是有两面性的。想要很好的利用甲烷的优势为我们的生活服务，首先，就必须对甲烷有一个完整的认识。

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[揭题]板书：最简单的有机化合物-甲烷

[板书]一、甲烷的分子组成和分子结构

1、分子组成：CH4 [提问]

碳原子需要形成___对共用电子对才能达到八个电子的稳定结构；氢原子欲形成两个电子的稳定结构，需要形成___对共用电子对。

[板书]2、分子结构：电子式：（略） 结构式：（略）

[展示]

甲烷分子结构模型：球棍模型、比例模型

[学生活动]完成课本P60实践活动并小结甲烷分子的结构特点

[板书]3、分子结构特点：正四面体型结构，呈高度对称状，而且C—H键比较牢固。

[过渡]至此，我们对甲烷的结构有了进一步的认识。甲烷的结构决定了甲烷具有什么样的性质呢？这是本节课的重点。

[板书]二、甲烷的性质

[展示]贮存甲烷气体的装置，并结合甲烷的式量，让学生判断甲烷的部分物理性质。

[学生活动]预期回答：颜色、状态、水溶性及密度（比空气轻）等。

[板书]1、物理性质

甲烷是一种无色、无味的气体，密度是0.717 g/L（标准状况），极难溶于水。

[投影]设置情景问题：

1.

对于一种并不是很了解的化学物质，我们研究它的化学性质一般从哪些方面分析？

2.

甲烷能高锰酸钾溶液、溴水、盐酸、氢氧化钠溶液、氧气、氯气等物质反应吗？

3.

如何设计上述实验？

[探究活动]根据以上预测，分别设计甲烷能否与高锰酸钾溶液、溴水、盐酸、氢氧化钠溶液、氧气、氯气反应的探究性实验。

[学生活动]小组讨论后汇报讨论结果

[演示实验]将氯气通入高锰酸钾溶液中

[设问]1.点燃甲烷前应注意什么？

2.如何定性检验甲烷的产物？

点燃

[学生活动]上台板演：CH4 + 2O2→CO2+2H2O

[板书]2、化学性质

⑴甲烷较稳定，不与水、高锰酸钾溶液、溴水、盐酸、氢氧化钠溶液等物质反应。

点燃

⑵甲烷的氧化反应：

CH4+ 2 O2

→CO2+2H2O

[过渡]甲烷除了在点燃条件下跟氧气反应外，还会在光照情况下跟氯气反应。

[演示实验]甲烷与氯气的取代反应，边引导学生观看实验现象，边提示学生在观察重点实验现象时思考产生这些现象的原因。

[讲授]取代反应的概念及原理并引导学生分析概念部分的关键词，

[投影]电脑模拟的甲烷的球棍模型和氯气的取代反应的动画

[板书]⑶取代反应

取代反应的概念：有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所取代的反应叫取代反应。

光

氯气与甲烷的取代反应方程式CH4+Cl2

→

CH3Cl+HCl [提问]CH4与Cl2反应后产物有几种？哪些是有机化合物？哪种产物最多？

[学生活动]完成一氯甲烷与氯气进一步反应的方程式

[投影]随堂巩固练习

[投影]甲烷的三点利用及图片

[课堂小结]甲烷的化学性质通常情况下比较稳定，但在一定条件下可以发生燃烧反应、取代反应和热解反应。它主要取决于甲烷稳定的正四面体结构。取代反应是甲烷的特征反应。

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七、布置作业：

1、完成课本P65课后习题1、2、3、5、6 2、查阅资料，从反应形式、反应条件、反应的方向和可逆性等几个方面比较取代反应和我们学习过的置换反应有什么区别？

八、板书设计：

最简单的有机化合物-甲烷

一、甲烷的分子组成和分子结构

1、分子组成：CH4 2、分子结构：电子式： 结构式：

3、分子结构特点：正四面体型结构，呈高度对称状，而且C—H键比较牢固。

二、甲烷的性质

1、物理性质

甲烷是一种无色、无味的气体，密度是0.717 g/L（标准状况），极难溶于水。

2、化学性质

⑴甲烷较稳定，不与水、高锰酸钾溶液、溴水、盐酸、氢氧化钠溶液等物质反应。

点燃

⑵甲烷的氧化反应：

CH4+ 2O2→CO2+2H2O

⑶取代反应

取代反应的概念：有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所取代的反应叫取代反应。

光

氯气与甲烷的取代反应方程式CH4+Cl2

→

CH3Cl+HCl 光

CH3Cl +Cl2

CH2Cl2+HCl 光

CH2Cl2+ Cl2

CHCl3+HCl

CHCl3+ Cl2

光

CCl4+HCl

九、教学反思：

本节课的引入通过介绍我国实施的“西气东输”工程以激发学生的民族自豪感，选材贴近学生生活实际和国民经济建设实际，激发学生学习有机化学的兴趣，让学生体验到学习有机化学“有趣、实用”的思想情感，让学生能以比较兴奋高昂的情绪开始本节课的学习。

在介绍甲烷的分子结构时，首先从甲烷分子的组成引入学生对物质结构知识的回忆，然后再利用甲烷分子的球棍模型和比例模型，使学生在复习已有知识的基础上，对甲烷的正四面体结构有一个比较清楚的认识。在学习结构的基础上开始学习甲烷的性质，始终紧扣“结构决定性质，性质决定用途”这一条主线，帮助学生树立正确的学习有机化合物的学习方法。

学习甲烷的性质时，利用学生探究活动、演示实验以及多媒体投影等多种教学手段，把微观抽象的内容具体化形象化，既有利于学生的理解，又激发了学生的学习兴趣，对本节课的学习重点取代反应的实质也有比较深刻的理解。在实际教学的过程中，甲烷的性质的探究活动这一块要注意控制时间，否则很容易让这一块内容占用了大部分时间，而没有充分的时间来让学生理解取代反应的实质。

本节课的学习，体现了以学生为主体的引导探究法，帮助学生运用已学过的知识与技能，去探索新的概念和规律，培养了学生良好的科学态度。教给学生一种思考问题的方法，通过创设问题、讨论问题、从而解决问题，加深学生对教学内容的理解，更重要的是有利于培养和发展他们的思维能力。

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