第一单元 化石燃料与有机化合物教案和学案内容

《天然气的利用

甲烷》

教学设计

一、教材分析：

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。

二、教学目标：

（一）知识与技能：

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、环境保护等方面的意义；

2、认识甲烷的正四面体结构；

3、了解甲烷的物理性质及结构对性质的影响，认识取代反应。

（二）过程与方法：

1、通过观察甲烷分子的空间构型模型、观看甲烷发生取代反应的多媒体模拟反应历程，增强学生对甲烷分子空间构型这类抽象的知识的理解，提高空间思维能力；

2．让学生体会由结构推性质和由性质推结构的过程与方法，形成严谨的学习态度。

3、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：

1．使学生初步掌握研究物质的方法—结构解析、推测物质可能的性质，培养学生严谨的科学态度和积极的探索精神；

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。

三、教学重点难点：

重点：甲烷的分子组成、结构特征和化学性质（燃烧反应和取代反应）；

难点：甲烷的结构与取代反应。

四、教学方法：讲授、讨论、实验探究、多媒体辅助、小组合作等教学方法。

五、教学过程：

[提问]你知道化石燃料包括哪些物质吗? [学生]煤炭、石油、天然气等。

[投影]有关煤炭、石油、天然气等图片，并进行如下小结。

[小结]化石燃料是指煤炭、石油、天然气等这些埋藏在地下不能再生的燃料资源。（正由于化石燃料的“不可再生性”，结合目前全球出现的能源危机，简述合理开采和

利用化石燃料的必要性和紧迫性。并通过介绍我国实施“西气东输”工程和开采南海、东海海底的“可燃冰”的实物样品，以激发学生的自豪感。）

板书：天然气的利用

甲烷

一、甲烷的结构：

分子组成：CH4

电子式：（略）

结构式：（略）

结构简式：CH4 [过渡]能不能通过结构式得出甲烷的分子构型就是平面正方形呢？

[合作探究1]探究问题：能不能通过结构式得出甲烷的分子构型就是平面正方形呢？为什么？如果不是，那甲烷分子中的原子在空间是如何分布的？要求：小组讨论2分钟，展示答案不超过2分钟。

[A层次学生展示答案]不能，如果是平面正方形结构，C—H键之间的夹角是90°和180°，

甲烷分子中4个C—H键的长度和强度都是相等的，且每两个C—H键之间的夹角，都是109°28′,也相等。不符合客观事实。甲烷应该是正四面体结构，其中碳原子位于正四面体的中心，四个氢原子分别位于正四面体的顶点。。

[教师点评]分析得很好，这样看来甲烷的结构式并不能代表其真实的空间构型，但是为了简便起见，一般只写有机物的平面结构式。

[展示]为了加深同学们理解和记忆，我们再一起来观察甲烷分子的球棍模型和比例模型。（实物展示）甲烷分子的球棍模型和比例模型。

[动画]演示甲烷正四面体结构。

[小结]甲烷的结构特点：甲烷分子是以碳原子为中心，四个氢原子为顶点的正四面体结构，其中四个C—H键

的键长都是相等的、键角都是109°28′。

[过渡]甲烷的正四面体型结构决定了甲烷性质稳定，通常情况下，不易与其它物质反应，如与强酸、强碱、强氧化剂都不起反应，比如不能使溴水\高锰酸钾溶液褪色。

[板书]二、甲烷的性质

1.

甲烷的物理性质略（自学测试环节已经讲述不再重复）

2.

甲烷化学性质

（1）通常条件下，性质稳定。

[过渡]我们都知道一般有机物都可以燃烧生成CO2和H2O，同样最简单的有机物——甲烷也可以与氧气在点燃条件下反应生成CO2和H2O。

[引导]现在请同学们注意观察甲烷气体燃烧时的想象，并思考如何检验其燃烧产物。

[实验视频]甲烷的燃烧。

[板演]（2）.氧化反应：

CH42O2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。下面请观看该实验的录像。

[播放录像]甲烷与氯气的取代反应，边引导学生观看实验录像，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。

[过渡]甲烷除了能在点燃条件下与氧气发生氧化反应外，还能在光照条件下，与氯气发生反应。

[板书]3.甲烷的取代反应

[讲解]在看这个实验视频前，交给同学们两个任务：一、观察并描述实验现象；二、思考产生现象的原因。

[实验视频]甲烷和氯气在光照条件下的取代反应。

[描述]现象：氯气的黄绿色逐渐变浅；量筒内壁产生油状液滴；量筒内液面上升；量筒内有少量白雾。

（动画模拟）学生观看甲烷与氯气发生取代反应的教学动画

点燃

[板书]CH4+Cl2→CH3Cl+HCl

实验现象：1.氯气的黄绿色逐渐变浅；2.量筒内壁产生油状液滴；3.量筒内液面上升；

4.量筒内有少量白雾。

[交流讨论] 回答：

1、气体褪色的原因？油状液滴的成分有哪些？

2、实验液面为什么会上升？

3、甲烷与氯气的取代反应中有几种产物？哪一种产物最多？能不能得到纯净的一氯甲烷？

[学生探疑] 取代反应与置换、复分解反应本质上都有交换，他们有什么异同？

[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。

[例题] 1、下列物质中，不能和氯气发生取代反应的是（

）

A、CH3Cl

B、CCl4

C、CH2Cl2

D、CH4

2、有四种物质：①金刚石，②甲烷，③四氯化碳，其中分子具有正四面体型的是（

）

A、①②③

B、①③

C、②③

D、①②③

3、将等体积的甲烷与氯气混合于一集气瓶中，加盖后置于光亮处。下列有关该实验所观察到的现象或结论中，不正确的是

（

）

A、瓶中气体的黄绿色逐渐变浅

B、瓶内壁有油状液滴形成

C、该反应的产物只有一氯甲烷和氯化氢

D、蘸有浓氨水的玻棒伸入瓶内有白烟生成

4、1mol甲烷和1mol氯气在光照条件下发生反应，产物中物质的量最多的是（

）

A．CH3Cl

B．HCl

C．CH2Cl2

D．CHCl3 5、下列物质在一定条件下，可与CH4发生反应的是(

)

A、氯气

B、溴水

C、氧气

D、酸性KMnO4 [布置作业]1、学案上的练习

2、预习P61-64烷烃及其同系物、《石油炼制

乙烯》