第一单元 化石燃料与有机化合物教案设计（一等奖）

一、课程标准、教材以及学生分析

1．课程标准和教材分析

对于《最简单的有机化合物——甲烷》的教学，《课程标准》要求了解甲烷的组成、结构、主要性质。通过对甲烷分子结构的认识，了解有机化合物中碳的成键特征。《课程标准教学要求》（江苏）将其进行了细化，知道甲烷的分子结构，了解甲烷的来源，了解甲烷的可燃性、取代反应等性质及主要用途。

人教版《化学2》让学生从熟悉的有机化合物入手，认识到有机化学与我们生活息息相关，初步了解有机化学研究的对象、目的、内容和方法，提供有机化学中最基本的核心知识，满足公民基本科学素养的要求，能用所学的知识，解释和说明一些常见的生活现象和物质用途。教材从学生生活实际和已有的知识出发，学习甲烷立体结构和甲烷与氯气的取代反应，重点认识取代反应的特点，使学生在初中知识的基础上有所提高。初步体会有机物分子结构的特点及其对性质的影响，让学生进一步从结构的角度，加深对有机物和有机化学的整体认识。初步学会对有机物进行科学探究的基本思路和方法，激发学生对有机化学领域的学习兴趣。

2．学生分析

学生在九年级化学学习中，已经学习了甲烷的物理性质和甲烷能燃烧的化学性质。有机化合物学习和无机化合物学习的不同点是：有机化合物更强调从结构角度认识机化合物的性质，建立有机物“（组成）结构——性质——用途”的认识关系，使学生了解学习和研究有机物的一般方法，形成一定的分析和解决问题的能力。本课教学内容起点低，强调知识与应用的融合，让学生在已有知识的基础上，一方面通过同学动手搭建甲烷结构模型，进一步深化认识甲烷的立体结构，促使学生积极地参与到课堂学习中来。另一方面从科学探究甲烷和氯气的化学反应入手，充分利用实验研究物质的性质，并从结构角度提升学生对取代反应的认识，符合学生认知螺旋式上升的特点。

对于甲烷结构的认识以历史上科学家的不断探索过程为切入点，激发学生学习兴趣。甲烷的结构特点和甲烷的取代反应是本课教学的重点，通过甲烷和氯气的科学探究实验，认识取代反应，并通过甲烷立体结构模型的搭建，使学生头脑中的思维模型更加直观化，引导学生从化学键的层面认识甲烷的结构和性质。

二、教学目标

了解甲烷的分子结构和主要性质，认识取代反应，初步体会有机物分子结构的特点及其对性质的影响。通过实验探究甲烷和氯气的化学反应，初步学会进行科学探究的基本思路和方法，培养学生思维的缜密性。让学生体会到结构与性质有内在的联系和变化规律，并学会主动去发现和掌握这些规律，认识有机化学结构的内在美。

碳原子的原子结构特征特别是原子核外电子的排布规律决定了它与其他原子之间的结合方式，并赋予了其特有的性质特征，决定其用途。这种连锁关系恰是有机化学的“多米诺骨牌”，其中结构是关键，把握好物质的结构并结合物质所处的反应条件，使学生对其性质、用途的认识更上一个层次。

本课基于结构角度采用建构主义的教学策略和方法是最有效的。建构主义者认为，知识是学习者基于个体体验活动的产物，是在不断变化的社会情境中形成的。学习者是“活动式探究者”和“知识的建构者”，揭示有机物结构和性质之间的内在联系，教给学生认识规律和解决问题的策略。帮助学生化解思维障碍，促使学生对有机化学的学习方法进行主动建构。

三、教学重难点

将甲烷分子的结构特点和甲烷的取代反应作为教学重点和难点，是基于改变学生对无机化合物认识惯性去学习有机化合物，学生已有认知习惯并没有对物质性质和物质结构建立十分紧密的联系，而对有机化合物的性质学习来说有机物的结构是基础，这也是它们和无机化合物性质学习的不同特性，需要学生了解。

四、教学流程图

提出问题，引入新课

认识有机物和最简单的甲烷

图片分析，回顾旧知

回顾甲烷的存在和主要性质

史料学习，猜想结构

甲烷的立体结构模型搭建

探究甲烷与氯气的反应

了解取代反应

拓展思维，探索发现

深入认识甲烷的立体结构

归纳总结，结束新课

建构有机物学习新思维

五．教学过程

教师：

【提问】通过1.初中阶段我们学过那些有机物？2.你能归纳一下什么样的物质属于有机物？

（PPT展示图片）我们身边的有机物质世界；汽油在汽车发动机燃烧生成二氧化碳和水。

【学生活动】交流与讨论

探讨身边的有机物，举例说明

【教师总结】有机物在我们的生活中大量存在，衣食住行样样离不开。蔗糖、酒精、蛋白质、橡胶、聚乙烯等等都是有机物。有机物都含有碳元素。因此我们把含有碳元素的化合物称为有机化合物。这里要注意的是，有机物都含有碳元素，但并不是含有碳元素的化合物都属于有机物，例如CO 、CO2

、NaHCO3等，请同学们注意区分。

教师：

【提问】最简单的有机物是什么呢？

结合

“泽中有火”、“火井”、“西气东输”、“可燃冰”“页岩气”等了解甲烷在自然界中的存在。介绍甲烷在自然界中的存在、发现和应用，引导学生对甲烷性质的回顾。

（PPT展示图片）（1）池沼底部的气体存在（2）可燃冰图片

播放我国发现大面积可燃冰的视频，引起学生的兴趣

【学生活动】通过图片和视频使学生知道甲烷在自然界的真实存在和实际应用，让学生体会所学知识与实际生活的紧密联系。

【教师】甲烷就是最简单的有机物，也是最简单的烃。什么是烃呢？烃是有机物的一种类别，仅含有碳和氢两种元素的有机物叫做烃。

【学生活动】

问题：已知某烃的密度在标准状况下是 0.717g/L,其中氢的质量分数为25%,碳的质量分数为75%, 请你利用这些数据来确定它的分子式

计算过程：M＝22.4L/mol× 0.717g/L=16g/mol H原子个数＝16×25％÷1＝4 C原子个数＝16 ×75％

÷12＝1 所以，该烃的分子式： CH4

【教师提问】同学们能否根据甲烷的分子式写出它的电子式和结构式？

【学生活动】邀请两位同学上黑板书写甲烷的电子式和结构式

【教师提问】老师这里有构建有机物分子结构的模型，同学们能不能根据你写的甲烷的结构式来组装一下它的分子结构模型？

请一边组装，一边观察一下它的球棍模型，思考几个问题

①甲烷分子是平面型的还是立体型的

②它的结构总立体几何的角度来说是什么型③所有的碳氢键都相等吗？两个碳氢键之间的夹角相等吗？

【学生活动】四人为一组组装模型

【教师】请同学回答我刚才提出的问题，并且展示你手中的甲烷分子结构模型。

【教师总结】甲烷是一个立体构型的分子，它是正四面体构型，所有的碳氢键，键长均相等，两个碳氢键之间的夹角也相等。正四面体是一个高度对称的构型，相对比较稳定。

【教师提问】如何证明甲烷的构型比较稳定呢，由于甲烷中存在的是碳氢单键，我们将甲烷气体通入具有强氧化性的酸性高锰酸钾溶液中，看其是否褪色，来验证一下它的稳定性。

【学生活动】观看视频

【教师总结】甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明甲烷分子构型稳定，甲烷分子中的C-H单键不能被强氧化剂氧化，以后我们将会陆续学到C=C，

C≡C它们不稳定,易被氧化，因此能使高锰酸钾溶液的紫色退去。

【教师总结】甲烷是一种无色无味的气体，它难溶于水，密度比空气小，构型稳定。

【教师提问】甲烷构型稳定，那它是不是不能与任何物质反应呢？显然不是，甲烷作为天然气的主要成分，是一种很好的燃料，它可以燃烧生成什么？

【学生活动】请学生来讲解如何检验它的产物，并且书写化学方程式

【教师总结】大部分的有机物燃烧都会生成二氧化碳和水，书写有机方程式，一定要用箭头，不能用等号!因为有机反应都相对复杂，常伴有很多副反应，所以有机反应用箭头来表示。

【教师活动】将甲烷气体和氯气混合进行光照，看看有什么现象发生？

演示实验：氯气和甲烷的取代反应

【教师提问】甲烷和氯气在光照的条件下能够发生反应，请仔细观察有什么样的物质生成

【教师总结】甲烷和氯气在光照条件下会发生取代反应，生成相应的取代产物。

结合Flash播放，讲解取代应该的原理

总结甲烷的四步取代，写出相应的化学方程式。

甲烷取代的四种产物中，只有一氯甲烷是气体，其余都是油状液体，并且每一步的取代，都有氯化氢生成。

【教师活动】甲烷中含有共价键，因此破坏共价键需要很大的能量，甲烷可以分解成炭黑和氢气，但所需温度较高，需要隔绝空气加热到1500. 【教师活动】图片展示甲烷，乙烷，丙烷的球棍模型

观察三种有机物的结构式

HHHCCHHHHHHCCHHHCHHHHHCCHHHHCCHHH

碳原子与碳原子以单键结合成链状,且剩余的化学键全部都跟氢原子相结合,使每一个碳原子的化合价都已充分利用,达到“饱和”,这样的链状饱和烃叫烷烃。

烷烃的特点：单、链、饱

同系物：

结构相似，在分子组成上相差一个或几个

“CH2”原子团的有机物互称为同系物

【教师活动】课堂即时练

⑴

下列有关甲烷的几种结构描述不正确的是(

)

⑵甲烷与氯气作用生成CHCl3的反应属于（

）

A.置换反应

B.复分解反应

C.加成反应

D.取代反应

⑶已知某烃分子中,碳﹑氢元素的质量比为9:1,相对分子质量为120,求此烃的化学式,并说出它的名称

⑷

【课堂总结】

甲烷的分子结构(正四面体)小结无色无味的气体，极难溶于水，物理性质密度比空气小。决定化学性质稳定性：甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。氧化反应反应取代反应分解反应