第一单元 化石燃料与有机化合物优秀教案板书设计

专题3 有机化合物的获得与应用

第一单元

化石燃料与有机化合物

天然气的利用 甲烷

一、教学目标：

（一）知识与技能目标：

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、环境保护及保障国民经济可持续发展等方面的意义；

2、认识甲烷的分子组成、结构特征、主要化学性质及应用，初步认识取代反应的概念；

3、知道可燃性气体在保存、点燃中的安全问题。

（二）过程与方法目标：

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；[来源:学科网ZXXK]

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。

（三）情感态度与价值观目标：

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、教学重点难点：

（一）教学重点：甲烷的分子组成、结构特征、主要化学性质（燃烧反应和取代反应）；[来源:Zxxk.Com] （二）教学难点：取代反应的概念以及取代反应与置换反应的区别。

三、教学用具：

PPT课件

四、教学过程：

【引入】[提问]你知道化石燃料包括哪些物质吗? [学生]预期回答：煤炭、石油、天然气等.自学课本58页

[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。）

介绍我国天然气资源，“西气东送”工程及其意义。介绍神奇的可燃冰。

【板书】一、甲烷的分子结构

【课堂练习1】已知甲烷的密度在标准状况下是0．717g/L，含碳75％，含氢25％，利用这些数据怎样确定它的分子式？

【课堂练习2】①写出甲烷的电子式；②写出甲烷的结构式。讨论分子里各原子在空间的分布情况？

【板书】

分子式：CH4 电子式： 结构式:

【展示】甲烷分子的比例模型、球棍模型。

经过科学实验证明甲烷分子的结构是正四面体结构，碳原子位于正四面体的中心，4个

氢原子分别位于正四面体的4个顶点上。

【板书】正四面体结构

【设问】甲烷是最简单的有机化合物，怎样确定它的组成中含有碳、氢二种元素？

【实验探究1】点燃甲烷气体，在其火焰上方罩一只干燥的小烧杯，观察；另取一只蘸有澄清石灰水的小烧杯，观察，推断甲烷的元素组成。

现象：甲烷燃烧，火焰呈淡蓝色。干燥的小烧杯内有无色液体生成，沾有澄清石灰水的小烧杯罩石灰水变浑浊。

[投影]交流与讨论：

1、已知在标准状况下甲烷的密度是0.717g/L，含碳75%，含氢25%（质量分数）。利用这些数据怎样确定甲烷中碳、氢元素的质量比、原子个数比和分子式？

2、写出甲烷分子的电子式，说明它的分子结构特点。

3、已知1mol甲烷在通常情况下完全燃烧放出890kJ·mol学方程式。

[小结]确定有机物分子式的一般方法是，求1mol分子中所含元素原子的物质的量。已知气体的密度，可求得1mol该分子的质量，然后通过质量分数的换算求得各元素原子的质量，进而求得其物质的量即可。

[板书]二、甲烷的物理性质

无色、无味的气体,密度比空气小,难溶于水。

[教师]及时补充“气味和难液化”的性质，并指出甲烷在通常情况下比较稳定。但甲烷在点燃的情况下可以安静燃烧，那么其完全燃烧后的产物是什么？请写出其热化学方程式。[来源:学科网]―1热量，写出甲烷燃烧的热化

[学生]上台板演：CH4(g) + 2O2(g)—→CO2(g)+2H2O(l)，∆H = ―890kJ·mol―1

[板书]三、甲烷的化学性质

1.氧化反应（可燃性）：CH4

+

2O2

CO2

+

2H2O [探究活动]引导学生结合课本P59对甲烷完全燃烧产物的检验方案的讨论，并对学生进行可燃性气体在保存、点燃中的安全问题教育。

[演示实验]组织学生观察与思考。

[投影小结]

[来源:学科网]表3―1 甲烷燃烧的实验

检验产物[来源:学*科*网]

结 论

燃烧现象

方 法

用干燥的小烧杯罩在火烧杯内壁有液珠生成

有水生成

现 象

甲烷安静燃烧，产生淡蓝色火焰

焰上

用内壁涂有澄清石灰水的小烧杯罩在火焰上

烧杯内壁有白色悬浊有二氧化碳生成

液生成

（对学生进行文字规范化能力的培养）

[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。

[讲授]取代反应的概念及原理。

[动画演示]甲烷的取代反应及化学方程式。

[板书]2.取代反应：

有机化合物分子中的某些原子（或原子团）被另一种原子（或原子团）所替代的反应，叫做取代反应。

【讲述】

将甲烷在隔绝空气加热到1000度以上,甲烷会发生分解反应。

高温

【板书】3.热分解： CH4

—→

C + 2H2

以生成一氯甲烷的反应为例，其余依次类推。

[投影]取代反应的概念（引导学生分析概念部分的关键词，并组织学生讨论取代反应与无机

化学中的置换反应的区别），并思考：CH4与Cl2反应后产物有几种？哪些是有机化合物？哪种产物最多？

[投影]甲烷的三点利用及图片（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）

[板书]四、甲烷的用途

①做气体燃料——西气东输。

②从甲烷可以制得氯仿和氟利昂。

③甲烷热分解的产物炭黑是橡胶工业的重要原料，也可用于制造颜料、油墨和油漆等。

④甲烷在一定条件下氧化生成一氧化碳、氢气的混合物，用它们可以合成甲醇。

[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。

[巩固练习] 1、下列有关甲烷物理性质的叙述正确的是 （ ）

A、甲烷是一种黄绿色气体 B、甲烷是一种有臭味的气体

C、收集甲烷时常用排水法，是因为甲烷的密度与空气的密度相近。

D、甲烷能用排水法收集是因为甲烷难溶于水

2、下列物质常温下呈气态的是

（ ）

A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CHCl3 D、CCl4

3、在光照下，将等物质的量的CH4和Cl2充分反应，得到的产物物质的量最多的是（ ）

A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4 D、HCl

4、下列反应不属于取代反应的是（ ）

A、CH4+Br2 →

CH3Br+HBr B、Zn+H2SO4

＝ ZnSO4+H2

C、CH4+2O2→ CO2+2H2O D、CHCl3+HF→

CHFCl2+HCl 5、为验证CH4分子中含C、H两种元素，可将其燃烧产物通过：a.浓硫酸；b.澄清石灰水；

c.无水硫酸铜。正确的顺序是 （ ）

A.a、b、c B.b、c C.b、c、a D.c、b

6.下列气体在氧气中充分燃烧后，其产物既可使无水硫酸铜变蓝色，又可使澄清石灰水变浑

浊的是（ ）

A、HCl B、CH4 C、H2 D、CO 和H2 的混合气

7.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只存在一种结构 B、CH2Cl2只存在一种结构

C、CHCl3只存在一种结构 D、 CCl4中四个价键的键角和键长都相等

五、投影作业

六、板书设计

天然气的利用 甲烷

1.甲烷分子结构

分子式：CH4 电子式： 结构式:

2.甲烷物理性质

无色、无味的气体,密度比空气小,难溶于水。

3甲烷化学性质[来源:学科网]

①可燃性:

CH4+2O2

CO2+2H2O ②取代反应：

[来源:学|科|网Z|X|X|K]

③热分解： CH高温

4

—→

C + 2H2

4.甲烷的用途