第一单元 化石燃料与有机化合物教案公开课一等奖

《天然气的利用

甲烷》

教学设计

【三维目标】

1、

知识与技能

通过本节教学让学生掌握甲烷的结构特点，通过探究使学生掌

握甲烷的化学性质，了解取代反应的原理。同时培养学生设计

一些简单实验的能力。

2、

过程与方法

本课时主要采用的是实验探究法。

3、

情感态度与价值观

通过学习使学生了解化石燃料开发利用在现代化建设中的作

用，培养学生的社会责任感。

【教学重点】

甲烷的分子结构和化学性质

【教学难点】

甲烷的取代反应

【学习过程】

知识回顾：什么是有机物？组成有机物的元素主要有哪几种？

一、在自然界里的存在

植物残体

的主要成分（天然气中按体积计，CH4占80%~97%）。

二、物理性质

的气体，密度

空气，

溶于水。

三、分子组成和结构

1．组成

例1

经定量分析得甲烷中含C 75％、H 25％(质量分数)，标准状况下密度为0.717 g／L，求甲烷的分子式。

2．结构

[思考]：(1)球棍模型和比例模型分别代表什么?

(2)写出碳原子的结构示意图和电子式。写出甲烷的分子式、电子式和结构式等。

物质

电子式

结构式

C-H键角

分子结构

甲烷

隔绝空气

甲烷，是

、

和

(3)上述什么数据证明了甲烷分子不是平面结构而是立体结构?

四、化学性质

【实验探究】CH4通入酸性KMnO4溶液中

观察实验现象：

证明：

结论：

一般情况下，性质稳定,与强酸、强碱及强氧化剂等不起反应

1、

可燃性（甲烷的氧化反应）

【实验探究】甲烷燃烧的实验

实验现象：

。

燃烧方程式：

。

【思考与交流】：(1)如何检验甲烷燃烧产物中的CO2和H2O?

(2) 通过这个实验，说明甲烷由什么元素组成？你是如何推知的？组成里有没有氧？上述实验能肯定或否定吗？

小结：点燃甲烷要先 。

【科普知识】海底“可燃冰”

2．取代反应

(特征反应) 【实验探究】甲烷与氯气的反应

现象：气体的颜色

，烧瓶内壁有油状液滴生成，烧瓶内水面

。

【思考与交流】写出甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应的化学方程式：

①

②

③

④

取代反应定义：

反应叫取代反应。

注意：①反应条件——光照（室温下在暗处不发生反应）。

②反应物质——纯卤素单质，例如甲烷与氯水、溴水不反应，与氯气、溴蒸气光照条件下发生取代反应。

③甲烷分子中的四个氢原子可逐一被取代，故甲烷的卤代物并非一种，而是几种卤代物的混合物。

【讨论】取代反应和置换反应的区别

3、甲烷的受热分解

温CH4高C2H2

五、甲烷的用途

六、烃

烷烃

1、烃：

。

2、烷烃：

。

（1）、烷烃通式：CnH2n+2 (n≥1) （2）、烷烃简单命名：

10个碳以下：用天干表示

10个碳以上：用数字表示

3、同系物：分子

，在分子组成上相差

原子团的物质，互称为同系物。

如：CH3CH3

CH3CH2CH3

CH3(CH2)2CH3 【随堂反馈】

1、已知天然气的主要成份CH4是一种会产生温室效应的气体，等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应，前者大。下面是有关天然气的几种叙述：①天然气与煤、柴油相比是较清洁的能源；②等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大；③燃烧天然气也是酸雨的成因之一。其中正确的 （ ）

A 是①、②、③ B 只有① C 是①和② D 只有③

2、某有机物在氧气中充分燃烧，生成的水蒸气和CO2的物质的量之比为1:1，由此可得出的结论是 （ ）

A．该有机物分子中碳、氢、氧原子个数比为1:2:3

B．分子中碳、氢原子个数比为1:2

C．有机物中必定含有氧元素

D．无法判断有机物中是否含有氧元素

3、下列反应属于取代反应的是 （ ）

A、甲烷燃烧 B、由甲烷制取氯仿

C、由甲烷制炭黑 D、钠与水反应制得H2

4、在光照下，将等物质的量的CH4和Cl2充分反应，得到产物的物质的量最多的是 ( ) A.CH3Cl B.CH2Cl2 C.CCl4 D.HCl 5、氯仿可作麻醉剂，但常因保存不慎而被空气氧化，产生剧毒物质光气（COCl），反应式为2CHCl3+O2 2COCl2+2HCl。为防止事故，在使用前检验氯仿是否变质，应用的试剂是 （ ）

A．NaOH溶液 B．AgNO3溶液 C．HCl溶液 D．H2O 6、下面列出了几组物质，请将物质的合适组号填写在下表中。

①

和 ；

②和

；

③CH4和CH3CH2CH3；④金刚石与石墨；⑤氕、氘与氚；⑥16O、17O和18O；⑦乙醇（CH3CH2OH）和甲醚（CH3OCH3）；⑧氧气（O2）与臭氧（O3） 类别

同位素

同素异形体

同分异构体

组号

7、我国的煤炭产量位居世界第一，由于煤炭作为燃料对环境会造成污染，因此我国近几年在限制煤炭产量。由于利益的驱动，一些小煤窑仍不顾矿工的安全，盲目开采，使矿内瓦斯（以CH4为主）积聚超标，造成严重的伤害事故。当空气中含甲烷的体积比为5%~15%时，点燃就会发生爆炸，发生爆炸最强烈时，甲烷在空气中所占的体积比是

（ ）

A.5% B.9.5% C.12% D.15% 8、在光照条件下，1 mol甲烷和氯气反应反应生成的4种氯代甲烷的物质的量相同，则反应共消耗氯气 （ ）

A、5 mol

B、2.5 mol

C、1 mol

D、2mol 9、将一定量的甲烷燃烧后得到CO、CO2和水蒸气，混和气体的质量是49.6g，通过无水氯化钙时，无水氯化钙增重25.2g，则CO2的质量是 （ ） A．12. 5g B．13.2g C．19.7g D． 24.4g 10、已知：某烃的气体密度在标准状况下为1.25 g/L，其中含碳的质量分数为85.71％，求该物质的分子式.