第一单元 化石燃料与有机化合物课件配套优秀教案设计

教学基本信息

题目

第一节

最简单的有机化合物——甲烷

学科

高中化学必修2 年级

高一

教材内容

苏教版－必修2－第三章－第一节

1. 教材分析

本节主要学习甲烷的结构、性质，烷烃的概念、性质，同系物、同分异构体的概念，用2课时完成。甲烷是最简单的有机物，利用甲烷的球棍模型和比例模型认识甲烷的分子结构，通过实验了解甲烷的取代反应，并进一步了解甲烷的物理性质和化学性质，为后面学习烷烃及烃的衍生物的知识奠定基础。

2. 学情分析

从知识结构上看，初中化学知识导入，学生对有机化合物的知识有了一定的认识，能具备了一定的实验设计能力，渴望自己独立完成实验。有较强的求知欲，师生间彼此了解，有很好的沟通交流基础。为了使教学具有更强的逻辑性，突出教学重点内容，充分说明物质的性质决定于物质的结构，对教材的内容在教学设计上进行了调整。培养学生实验操作能力、分析比较能力和创新能力，使学生掌握如何通过化学实验设计和实施化学实验达到研究物质性质的基本方法和技巧。潜移默化地受到自然科学方法论思想的熏陶。

3. 教学目标(含重、难点)

【三维目标】：

Ⅰ. 知识与技能： 1. 了解甲烷的物理性质、存在和用途。

2. 掌握甲烷分子的空间结构特征，能够书写甲烷分子的结构式、电子式。

3. 掌握甲烷的化学性质、了解取代反应的特征。

Ⅱ．过程与方法：

1．通过对甲烷的正四面体结构的认识，分析CCl4、CH3Cl、CH2Cl2和CHCl3的结构。

2．通过甲烷分子模型的分析，学会根据比例模型、球棍模型分析分子结构的方法。

3．从甲烷的性质推导到烷烃的性质的过程中，学会从一种代表物质入手掌握同系列有机物性质的方法。

Ⅲ．情感与价值观：

1．以甲烷的存在和用途等为素材，增强化学在人类重要作用的认识。

2．通过实践活动、探究实验和多媒体动画等，培养学生关心科学、研究科学和探索科学的精神，激发学生学习化学的兴趣，探索新知识的欲望。

【教学重点】：甲烷的结构特点和甲烷的取代反应。

【教学难点】：甲烷的空间结构，取代反应的概念。

4. 教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

人类已知的有机物有两千多万种，初中我们已经接[复习列举]：

触过一些有机物，比如甲烷、乙醇等,知道有机物都是含初中学过的有机物：

碳化合物，含碳元素的化合物都是有机化合物吗？

甲烷、乙醇、葡萄糖等。

复习

如CO、CO2、碳酸盐、碳酸氢盐都属于无机物。

有机物中仅含碳和氢两种元素的有机物——烃。

[学生巩固]：

引入

有机物的主要特点：

（1）大多数有机物难溶于水，易溶于有机溶剂。

有机物的主要性质特点：

（2）绝大多数有机物受热易分解，容易燃烧。

——区别有机物和无机物

（3）绝大多数有机物不易导电，熔点低。

[情境导入]：

最简单的有机物是甲烷，甲烷是天然气的主要成新课分。我国是世界上最早发现和利用天然气的国家，比西方要早一千三百年；现在我国的天然气利用发展很快，导入

沼气作为一种生物能，在全国各地农村越来越被广泛地利用着。

前不久我国已宣布在南海北部探明大量可燃冰。

初中化学知识导入

[学生调查] 灶具和燃气热水器使用的燃气种类。

情景我国天然气资源，“西气东送”工程及其意义。

设置

介绍神奇的可燃冰——甲烷的水合物（笼状）。

[师生总结]：无色、无味的气体，不溶于水，比空气轻，观察[实验展示]：预先收集好一瓶甲烷

是天然气、沼气（坑气）和观察颜色，状态，闻气味（注意方法）。

物理标况下现象

有人把甲烷叫做“沼气”或“坑气”，这又是什么石油气的主要成分，性质

缘故呢? 密度0.717g/L。

一、

一、甲烷的物理性质及其在自然界里的存在

过渡

甲烷是最简单的有机物，也是含碳质量分数最小、含氢质量分数最大的有机物。

要学习一种物质，我们首先从它的结构入手。

二、甲烷的分子结构

1、甲烷的化学式、电子式、结构式：

化学式：CH4

二、

电子式：甲烷

结构式：

[思考问题]：

碳原子有几个价电子？

通常能形成几个共价键? 写出甲烷的化学式、电子式、结构式。

引导

（给学生思考讨论的空间，启发

充分调动学生主观能动性，再给出相关信息，同学们会在问题解决的瞬间自己很有成就感）

[讲述]：

甲烷的结构式只能表示甲烷分子中碳、氢原子的结合方式，并不能表示甲烷分子中各原子在空间的排布情分子况。实验测出甲烷分子中的4个C-H完全相同，每相邻2个C-H间夹角相等。

结构

[提出问题]：请你们根据这一事实，大胆想象甲烷分子中各原子在空间排布情况有几种可能？

[演示]：以下两种结构无论分析[学生讨论得出可能的结论]：

怎么旋转都不能重合。

甲烷

结构

[信息]：（1）甲烷极难溶于水，是非极性分子。哪种结构不合理？

实验测出CH 2 Cl 2

只有一种结构（CH 2 Cl 2

是分析（

2）。又有哪种探讨甲烷中2个H原子被2个Cl原子所代替）甲烷结构不合理？

分子[实验证明]：

甲烷分子里4个氢原子并不在同一个平面上，整个立体结构

分子是一种对称的正四面体结构，4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点上，

4个C—H键强度相同，夹角（109°28′）相同。

下图为甲烷的球棍模型、比例模型和分子结构示意图：

甲烷分子空间结构

首届（1901年）诺贝尔化学奖获得者范霍夫，第一次提出碳原子的正四面体构型时，遭到德国有机化学权威柯尔比的冷遇，被认为是奇谈怪论。在无数事实和论据面前，范霍夫的“立体论”终于得到了科学界的承认，从此开创了有机化学结构研究的新时代。

过程

[学生动手制作] 模型展示

（正四面体结构）

[过渡]

结构决定性质,性质决定用途,我们一起来看看甲烷具有哪些化学性质? 过渡

[燃烧现象]：

通常情况下，甲烷比较三、1、甲烷的氧化（可燃性）

但它很容易在空气中[讲解]：甲烷可以作为很好的燃料，在空气中燃烧放出稳定，燃烧，产生大量热。

大量的热，用方程式表示为：

化学燃烧时火焰呈淡蓝色。

点燃CH4气2O2气CO2气H2O气890千焦注：燃烧前要验纯！

三、甲烷的化学性质：

性质

[提出问题]：

[理解]：这是由于有机物参这是我们学到的有机物参与的第一个化学反应，大加的化学反应往往比较复实验

家注意观察它和无机反应之间有什么区别。

杂，常有副反应发生。

引导学生说出方程式中“ →”代替“=”。

引导学生说出方程式中探究

1、

有关有机物反应的化学方程式通常不用等号而用箭号。

“ →”代替“=”。

[学生]：让学生观察液体有

无颜色变化。

[结论]：

结构未见酸性高锰酸钾溶液褪色，说明没有发生反应。

决定[引导学生观察]：

（1）量筒中气体颜色是否有变化。

（2）量筒内壁是否新物质生成。

（3）量筒内液面发生了怎样的变化。

（4）滴加有紫色石蕊试液[过渡]：既然甲烷很容易被氧气氧化，它是否可以被其他强氧化剂氧化呢？

[演示实验]：甲烷气体通过酸性高锰酸钾溶液。

反应

[总结]：其它实验也证明甲烷不跟强酸、强碱或强氧化剂等反应。

燃烧过渡

但甲烷的稳定性是相对的，在特殊条件下，也会发生特定的反应。

2、取代反应

[演示实验]：（投影）取一个2、

100mL的大量筒，用排饱和食盐水的方法先后收集20mL取代甲烷和80mL氯气放在光亮的地方。后向溶液中滴加有紫色反应

石蕊试液的水溶液少许，观察溶液颜色。

性质

[微机演示]：

少许后，溶液的颜色变化。

[提出问题]：

这些现象说明甲烷和氯气在光照条件下生成了

生成的一氯甲烷仍然继续跟氯气作用依次生成二氯油状的新物质和另外一种酸性物质，这种新物质是什甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷。

光么？

CH3ClCl2CH2Cl2HCl

光反应发生的过程如何？

CH2Cl2Cl2CHCl3HCl

光让学生自己动手完成其CHCl3Cl2CCl4HCl

它三个化学方程式。

过渡

甲烷与氯气的一系列反应属于那种反应类型呢？

演示反应机理同时讲解：

（学生对演示实验很感兴这些反应都是氯气取走甲烷中的氢原子用氯原子来趣，做好演示实验有利于培积极思考概念代替，像这样有机物分子里的原子或原子团被其他原子养学生认真观察，的能力）

理解

或原子团所代替的反应叫取代反应。

取代反应

置换反应

有机物分子里的某些原子或原子团被一种单质和一种化合物反应生成另一定义

辨析

有机其他原子或原子团所替代的反应。

种单质和另一种化合物的反应。

取代反应物：有机化合物与单质或化合物；反应反应物和生成物中都一定有单质

反应

反应生成物：不一定有单质；

特点

一般能反应完全，速度较快

与

很多反应进行不完全，速度慢

置换类型本质

反应中无电子转移

反应中有电子转移

反应

反应的进行受金属活动性顺序或非金反应反应的进行受温度、光照和催化剂等外条件

界条件影响

属活动性顺序的限定，水溶液中置换遵循“以强制弱”的原则

初学

3、加热分解

[用途]：

3、

甲烷在隔绝空气加热到1000℃以上时可以分解。生分解生成的炭黑是橡胶工加热成炭黑和氢气。

业的重要原料，也可用于制分解

造颜料、油墨、油漆等。

反应：CH4加热C2H2

[总结]：通过本节课的学***家应该掌握有机物甲烷的空间构型。甲烷的化学性质很学生本课简单，归纳一下，主要有三点：在空气中燃烧，取代反应和受热分解，其中取代反总结

小结

应是我们接触到的一类新的反应，应重点掌握。

交互[随堂检测]：见课件

训练

[作业]：教材习题

5．板书设计

第一节

最简单的有机化合物——甲烷(第1课时) 一、甲烷的物理性质及其在自然界里的存在

无色、无味的气体，不溶于水，密度比空气轻，是天然气的主要成分。

二、甲烷的分子结构

1、甲烷的化学式、电子式、结构式：

2、甲烷的球棍模型、比例模型和分子结构示意图: 三、甲烷的化学性质：

1、甲烷的氧化（可燃性）：CH4气2O2气点燃CO2气H2O气

光2、取代反应（多步同时）: CH4Cl2CH3ClHCl

3、加热分解： CH4加热C2H2

要求板书设计巧妙，突出重难点和知识间的联系，有一定结构性。板书的呈现随着课堂进程有生成性。

6．教学活动设计（含师生对话设计）

1、

导入：[学生巩固]：有机物的主要性质特点：——区别有机物和无机物

2、

结构： [提出问题]：碳原子有几个价电子？通常能形成几个共价键? 3、

请你们根据这一事实，大胆想象甲烷分子中各原子在空间排布情况有几种可能？

4、

取代反应： [演示实验]：（投影）取一个100mL的大量筒，用排饱和食盐水的方法先后收集20mL甲烷和80mL氯气放在光亮的地方。后向溶液中滴加有紫色石蕊试液的水溶液少许，观察溶液颜色。

5、

[引导学生观察]：

（1）量筒中气体颜色是否有变化。

（2）量筒内壁是否新物质生成。

（3）量筒内液面发生了怎样的变化。

（4）滴加有紫色石蕊试液少许后，溶液的颜色变化。