第一单元 化石燃料与有机化合物教学设计(教案)

专题三

第一单元

化石燃料与有机化合物

天然气的利用

甲烷

第一课时

教学设计

一、教学目标

（一）知识与技能

1.通过甲烷分子式的教学，使学生初步学会确定气态烃分子式的计算方法。2.掌握甲烷的电子式、结构式的写法、甲烷的空间构型。

3.掌握甲烷的重要化学性质。

（二）过程与方法

1.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；培养学生的逻辑思维能力；

2.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，培养空间想象能力。

（三）情感▪态度▪价值观

1.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；

2.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。

二、教学重点及难点

教学重点：甲烷分子式的确定；甲烷分子的空间构型；主要化学性质；

教学难点：甲烷的取代反应

三、设计思路

本节是有机化学入门，甲烷是有机化学中接触到的第一种物质，对于有机物立体结构多变的特性。宜使用直观教学道具以及多媒体．增强学生的空问想象能力。通过创设问题情境，激发学生学习的强烈愿望，采用直观道具和多媒体动画的演示，带给学生深刻的感性体验，打开有机学***门。重视了解学生已有的“学习经验”－如何认识物质的结构和性质，激发学生学习的“自主性”，把外界施

加的信息通过主动建构变成学生自身的知识。

四、教学方法

交流与讨论、讲练结合、视频演示实验、归纳总结

五、教学过程

【图片】西气东输和可燃冰的分布（PPT4，5）

【引入】西气东输是我国目前一项巨大工程的示意图，输送的气体就是天然气，天然气的主要成分是甲烷，目前,农村普遍使用的沼气的主要成分也是甲烷，另外，科学家从海底发现了一种新能源—“可燃冰”，实际上是天然气的水合物。据估计，可燃冰的贮存量能提供人类社会1000年的能源使用。所以，为了合理开发并利用这些新能源，我们今天要来研究天然气的主要成分甲烷的性质。

【板书】天然气的利用

甲烷

【讲述】今天共同探讨这个最简单的有机物—甲烷。首先，什么是有机物？有机物指含C元素的化合物（除CO、CO2等等）。

【图片】可燃冰和沼气池

【思考】历史上人们是怎样知道甲烷的分子式为CH4的？现在我们就来定量研究一下。

【交流与讨论】根据课本59页数据计算甲烷的分子式（PPT8）

【提问】（1）由已知条件可得到甲烷含有CH两种元素，还有其他元素吗？

（2）根据已知条件，怎样确定甲烷分子式？

【学生活动】回答上述问题

【讲述】肯定学生的积极性，并指正。要想求甲烷分子式，必须知道1mol甲烷有几molC和几molH，条件给出的是CH的质量分数，必须求出1mol甲烷的质量，分别求出CH元素质量，从而确定CH个数。所以问题转化成求甲烷的摩尔质量，根据公式M =ρ* Vm 可得。

【讲述】要认识一个有机物必须先从组成及结构开始，分子式已经知道了，甲烷的结构又如何？写出电子式及结构式。

【学生活动】学生板书电子式和结构式

【讲述】展示学生的书写。C原子最外层有4个电子，要形成四对共用电子对达

到八电子稳定结构。根据电子式改写结构式只需将共用电子对改成“—”。如图所示：

【说明】甲烷分子的结构式仅表明甲烷分子中碳原子、氢原子的连结情况，不能表示甲烷分子中碳、氢原子在空间的分布，甲烷分子的空间结构是什么样的？

【学生活动】学生分小组组装甲烷的球棍模型，观察其空间特点并提问。

【展示】甲烷的球棍模型（PPT9）

【讲述】甲烷的空间构型为正四面体结构，C原子在正四面体的中心，4个H原子在顶点的位置，并迁移数学中的立体几何，便于学生正确理解正四面体结构。

【设问】甲烷的组成和结构说到这，那么它的物理性质又是怎

样的呢？物理性质要从哪几方面考虑？

【学生活动】色味态，密度，溶解度...... 【板书】二、甲烷的物理物质（PPT10）

无色无味气体，难溶于水，密度比空气小，比较的是相对分子质量，可用向下排空气法或排水法收集甲烷。

【提问】甲烷的化学性质如何？

【提示】甲烷的性质相对较稳定，那可以使酸性高锰酸钾溶液褪色吗？

【多媒体】视频演示实验（PPT11）

【总结】甲烷并不能使酸性高猛酸钾溶液褪色，一般不与强酸、强碱、强氧化剂反应。

【过渡】甲烷作为一种燃料可以燃烧，所以甲烷具有可燃性。

【学生活动】写出甲烷燃烧的反应方程式。

【提示】该反应需要注意条件是点燃，在燃烧反应在有机这一部分可以写箭头。

【学生活动】观察图片甲烷燃烧现象：安静地燃烧，火焰呈蓝色且放出大量热。

【实验设计】怎样检验甲烷燃烧产物？

【交流与讨论】分小组交流与讨论，给出具体可行的实验方案。

【学生活动】点燃集气瓶中的甲烷气体，用一只干燥的烧杯罩在火焰上方，然后在集气瓶中加入少量澄清石灰水，如果烧杯壁上有水雾，澄清石灰水变浑浊，说明产物是H2O和CO2

。

【多媒体】视频演示实验（PPT12）

【板书】三、甲烷的化学性质（PPT12）

氧化反应：CH4 + 2O2

CO2 + 2H2O

【设问】甲烷还有什么化学性质呢？

【观察与思考】甲烷与氯气在光照的条件下反应（PPT13）。

【多媒体】视频演示实验（PPT13），总结现象。

【学生活动】气体颜色变浅；内壁有油状液体；量筒内液面上升。

【讲述】这说明甲烷与氯气发生了反应。用结构式演示反应机理。

【板书】取代反应：有机物中某种原子或原子团被其他原子或原子团取代的反应。

【多媒体动画、板书、讲述】述反应中生成的一氯甲烷可与氯气继续进一步反应，依次有生成了难溶于水的油状液体：二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷（四氯化碳）。

【学生活动】学生书写二氯甲烷、三氯甲烷与氯气反应的化学方程式。（PPT16）

【讲解】有机化学的反应中往往发生副反应，所以在有机化学方程式中用箭号来代替等号。

【讲述】甲烷与氯气发生了反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷和氯化氢。由于氯化氢极易溶于水，产物中只有一氯甲烷是气体，二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷都是不溶于水的液体，所以量筒内气体黄绿色褪去、水位不断上升、内壁有油状物质生成。

【强调】该反应的历程并归纳反应特点。甲烷和氯气的取代反应需要光照条件；可以和氯气、溴气等发生取代反应，但不能和氯水、溴水发生取代反应；

反应特点是连锁反应，不易控制。（PPT17）

【课堂练习】（PPT18）

1.下列不属于取代反应的是（

）

A、CH4+Br2

光照

CH3Br+HBr B、Zn+H2SO4

=====

ZnSO4+H2

C、CH4+2O2

=====

CO2+2H2O D、CHCl3+HF

CHFCl2+HCl

2.物质的量相同的甲烷和氯气的混合气体，光照后生成物质的量最多的是

(

)

A．

一氯甲烷

B．二氯甲烷

C．三氯甲烷

D．四氯化碳

E．氯化氢

3.甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是正方形的平面结构，理由

是（

）

A.CH3Cl不存在同分异构现象

B.CH2Cl2不存在同分异构现象

C.CHCl3不存在同分异构现象

D.CH4是气体分子

【作业】1.总结甲烷性质的知识点

2.完成相应的课时作业(十六)

【板书设计】

最简单的有机化合物——甲烷

一、甲烷的组成及结构

分子式：

电子式：

结构式：

空间结构：正四面体

CH4

二、甲烷的物理性质

无色无味气体，密度比空气小，难溶于水，易溶于有机溶剂。

三、甲烷的化学性质

1.性质较稳定，一般不与强酸、强碱、强氧化剂反应。

2.氧化反应：CH4 + 2O2

CO2 + 2H2O 3.取代反应：有机物分子里某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。

CH4

+

Cl2

CH3Cl

+

HCl

CH3Cl

+

Cl2

C

H2Cl2

+

HCl CH2Cl2

+

Cl2

CHCl3

+

HCl CHCl3

+

Cl2

CCl4

+

HCl