第一单元 化石燃料与有机化合物教学设计方案

甲烷教学方案(设计) 课题

授课教师

天然气的利用——甲烷（第一课时）

射阳县陈洋中学

李德列

章节

[来源:Z|xx|k.Com]课型

新授课

第三专题

第一单元

教材版本

苏教版普通高中课程标准实验教科书：化学必修2 学生情况

有机化学是化学中的重要分支，对学生而言，一切都是新的，学生没有任何框架。但是，学生在初中化学已经知道甲烷是一种化石燃料，可以燃烧，能从甲烷的组成上认识燃烧反应的产物。而甲烷是最简单的有机物，以甲烷为基础，带领学生进入有机化学的领域。

教学内容 必修模块的有机化学内容，没有完全考虑有机化学本身的内在逻辑体系。教材的起点低，强调知识与应用的融合。以典型有机物甲烷为切入点，从学生已有的生活背景知识出发，介绍甲烷的结构、主要性质以及在生产、生活中的应用。不盲目扩充代表物的性质和内容，不涉及类物质的性质，从结构的角度适当加以深化，建立有机物“结构—性质—用途” 的认识关系。教学目标

知识与技能：

1、了解自然界中甲烷的存在及储量情况；

2、掌握甲烷的电子式、结构式和甲烷的正四面体结构；

3、掌握甲烷的重要化学性质，并理解取代反应的含义；

4、了解甲烷对人类生产和生活的意义。

过程与方法：

1、在探究甲烷结构的过程中，提高空间思维的能力；

2、掌握甲烷性质的过程中，逐渐理解“结构决定性质，性质反映结构”并学会运用；

3、初步学会化学中对有机物进行科学探究的基本思路和方法。

情感态度价值观：

1、初步形成对有机化学领域的学习兴趣；

2、认识化学微观世界分子结构的立体美；

3、初步认识“结构决定性质”、“内因、外因辨证关系”等哲学思想；

4、关心社会、环境、能源等问题，提高学生的环护意识。

教学重点

甲烷的结构和性质

教学难点

甲烷与卤素的取代反应

[来源:学科网ZXXK]

教学方法（策略）

以课堂演示实验以及计算机辅助实验和学生探究为主，教师串联讲解为辅的启发式教学。

1. 采用直观道具和多媒体，激发兴趣，层层推进；

2. 创设问题情境，吸引学生有意注意；

3. 通过演示实验组织学生进行实验探究、分析、归纳、对比、演绎。

教学媒体

①

仪器：储气瓶、烧杯、试管、导气管、火柴

②

药品：甲烷、高锰酸钾、溴水

③

设备：多媒体

教学过程

时间分配

教师活动

[导入]从上节课起，我们进入了一个新的化

学生活动

设计意图

学世界——有机化学。它在生活中随处可见，猜想、讨论、以国家重大事1min 与我们的生产生活息息相关。相信大家都知回答道“西气东输”是我国西部大开发四大工程

之一。

图，那你们知道它输送的是什么气体吗？

[图片展示]这是西气东输的工程建设示意

[讲述]从同学们的讨论声中，看出大部分同

学都有关注时事政治的，没错，西气东输的

主角其实就是天然气，这是俗名，它的主要

成分是甲烷。

[来源:Zxxk.Com]件引入，设问

激发兴趣。

[过渡]能成为许多工程师注视的焦点，看来，带着对疑问的引发学生学习1min 甲烷实在不简单，那它究竟是什么呢？为何种种设想，进新内容的兴

有如此大的魅力？带着疑题，进入我们这节入新课学习。

趣。

课的学习。

[板书]最简单的有机物——甲烷

培养学生观察能力，教其观察实验的方法；使学生对甲烷有初步的感性认识。

4min

一、甲烷的物理性质及其在自然界中的存在

观察、思考、[展示]装有甲烷气体的储气瓶(瓶中留有少请一学生闻气量水)，简单介绍仪器名称。

味。观察颜色、状态、思考溶解性。

[提问]通过观察，甲烷的物理性质都有哪些啊？

根据学生的回答，归纳总结。

[板书]1.物理性质：无色、无味、密度比空气小，极难溶于水。

[讲述]植物在隔绝空气情况下分解能够产生甲烷，在油田和煤矿附近往往有天然气，它们都是“清洁”的燃料，无毒并且热能高。很多城市由烧煤改烧天然气后，酸雨的危害明显减弱。

各抒己见

做笔记

知道沼气、坑气、天然气的甲烷

归纳总结

保教育

1min

2min

1min

对学生进行环1min 主要成分均是

提高学生计算能力

通过提问，引发学生回忆旧知识，引出新知识，自然过渡到甲烷的电子式

培养学生的思维能力，引导其通过思考解决问题。

[板书]2.存在：天然气田、煤矿坑道、池沼

等

二、甲烷的分子组成与结构

[提问]已知甲烷的密度在标况下是0.717g/L，含碳75％，含氢25％，利用这些数据怎样确定它的分子式？请同学们计算一下。

[总结]相信同学们都能计算得到甲烷的分子组成是1个碳，4个氢。

[板书]分子式：CH4

[提问]那为什么一个C要结合4个H结合？而不是3个、5个或者更多呢？

[回忆]前面我们讲了C是第几主族的元素？最外层有几个电子呢？

[板书]C的原子结构示意图

[讲述]C原子有4个价电子，而H原子有1个电子，C原子的1个价电子与H原子的1个电子形成1对共用电子对。所以，C原子欲形成八电子的稳定结构，则需形成四对共用电子对，所以1个C原子要结合4个H原子。由此，同学们便可以写出甲烷的电子式。

在我们以后的学习中，常用一根短线来代替

学生在自己的练习本上计算

思考与回忆学过的知识：元素周期表

根据教师的提示，引发思路

一对共用电子对，从电子式便得到结构式，

同学们写出甲烷的结构式。

[板书] 电子式： 结构式：

培养学生的观

1min

同学上来写甲察能力、分析

烷的电子式和推理能力

结构式。

核对

思考：分子的结构式不一定[过渡]结构式只能初步表明分子中各个原子的结合方式，并不能真实的体现各原子在空间的排布事实，下面，我们来探究一下甲烷的空间结构。

[探究活动]甲烷的空间构型

实验测得甲烷分子中4个C—H键完全相同，每相邻的两个C—H键之间的键角、键长、键能均相等。

[活动]同学们利用手中的硬纸板、橡皮泥、小番茄、牙签等，制作出你们认为甲烷可能的空间构形。

[来源:Z_xx_k.Com][提问]请××同学来总结你们小组讨论的结果，并展示你们的作品。

代表分子的真引导学生应用

几何知识分析2min 实构型

物质空间结

构，培养学生

以小组为单位的推理能力、

讨论、并搭出空间想象能2min 甲烷的球棍模力。

型、比例模型

等。

1min

对比、意见交在交流中进一

流

步认识

[过渡]同学们的想象力都非常丰富啊，以上

只是我们对甲烷结构提出的设想，如何进行

讨论结果：可使学生认识物验证？结构决定性质，性质映证结构，因此

能有两种结构质结构决定性唯一方法是从性质实验出发寻找证实结构的

——平面正方质,性质映证依据。

形结构和正四结构的辨证关

[讲述] 科学家通过测定，得到了甲烷的各种面体结构

系

2min -10

参数：键长：1.09×10m

0

键角：10928’

层层推进，得

键能：413KJ/mol 出探究结果。

[提问]根据这些参数，同学们可以否定你们

的哪些构象呢？

进一步思考，引导学生形成

讨论、判断

层层深入的思1min

[实物展示]甲烷分子的球棍模型和比例模型

[结论、板书] 空间构型：对称的正四面体构型

构形特点：4个C-H键是等价的

维结构，解决

观察，对比自问题。

己制作的模型

[讲述]C位于正四面体的中心，4个H分别位

于正四面体的4个顶点上。

[过渡]我们知道了甲烷分子的结构，而结构

决定性质。甲烷这样的结构决定它有怎样的

性质呢？下面，我们进入甲烷性质的学习。

三、甲烷的化学性质

[板书]二、甲烷的化学性质

[讲述]下面，我们将做两个实验，请大家仔细观察现象

[边引导边演示] 实验一、甲烷通入酸性高锰酸钾和溴水

现象：两种溶液均不褪色；

结论：无发生反应。

[提问]由实验可以推出甲烷具有稳定性，也就是甲烷的化学性质比较稳定。这是什么原因呢？你能从结构上予以解释吗？

[板书]（1）稳定性

出结论

记录重点内容

通过甲烷构型

的探究，培养

学生探究思维

的能力，归纳

总结的能力。

顺应学生学习

有机物的基本

思路：结构决

定性质

1min

让学生领悟实

验是检验事实

的客观标准

2min

观察现象；得

联系刚刚学过

的内容，思考映证有机物的

回答：甲烷为结构决定性质

正四面体结的结论

构，比较稳定

2min

源:学科网ZXXK][来[过渡]但任何物质的稳定性都是相对的，而

它的变化是绝对的，一旦外部条件发生变化，

甲烷也能发生反应。

[演示实验]实验二、点燃甲烷

对学生进行辨

证教育，指导

学生应从不同

观测实验现象

角度看待问题

[引导]a、理论火焰颜色和实际火焰颜色的

区别

b、提醒点燃之前必须验纯，并与实际生活相分析原因

联系

借此说明有机1min 反应的复杂性

[讲述]甲烷与氧气反应,也就是天然气和沼

气燃烧的道理所在.但和氢气一样,它也要验

纯,当甲烷与空气混合到一定比例时就会发

——“瓦斯”爆炸,大家看一下瓦斯爆炸造要性

成的危害.(展示图片) [板书]（2）可燃性

CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O [探究实验]大家看到，甲烷与氧气反应要点燃，那么与比O2氧化能力更强的Cl2反应时是怎样的呢？在与氯气反应时只要光照就行了。是不是就这么简单的反应呢？

同学们对各种推测可能产生的现象进行预测与分析。

接着，用动画演示展示实验现象和结果，对比之下自然可以知道哪一个推理才是符合实际情况的。

[动画演示]甲烷与氯气的反应

[提问]看完了这段动画，同学们再来总结一下，你看到了什么？

[总结] 氯气的黄绿色逐渐消失，瓶壁上有黄色、无色油状液滴生成。

[讲述]原来甲烷和氯气的反应有个新的名称——取代反应

[板书]取代反应：有机分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应。

一氯取代：

全教育

4min

2min

2min

2min

1min

生爆炸,这也就是各种矿难中最主要的一点领悟安全的重对学生进行安

学生推测甲烷

各种可能性

讨论、分析

体演示实验

验现象

行记录

的想象力

借助多媒体直节省复杂实验所需时间。

训练学生总结归纳的能力，引导学生发现问题、分析问题。

详细分析，引导学生对实验现象做出正确理解。通过书写重要方程式，加深对新概念的理解。

与氯气反应的充分调动学生

仔细观看多媒观展示实验，总结并解释实

对重点内容进对重难点内容[讲述]从实验现象我们知道，取代反应过程

中甲烷分子的H原子是逐步被Cl原子所代替

生成了四种取代物。同学们在课本写出二氯、书写反应方程

三氯、四氯取代的反应方程式。

式

遵循性质决定用途的思路

明确本节课的重、难点

培养其自学能力；生动的结束本节课。

[过渡]我们知道，性质决定了用途，同学们

学完了甲烷的性质，可以猜测它的用途吗？

四、甲烷的用途

[板书]用途

总结

2min 思考、讨论、

[小结]今天我们认识了最简单的有机物——

甲烷，同学们重点掌握甲烷的分子组成与结总结

构，还有它的化学性质，尤其是取代反应。

以一首小诗总结甲烷的相关性质（见附1）

阅读、自己提

取重要信息

作业：

培养学生查阅1min 验的能力

思考：如何通过实验验证甲烷的正四面体结查阅资料、小资料、设计实构？查阅相关资料，设计可行的实验方案下组讨论

节课继续探讨。

第一节 最简单的有机化合物——甲烷

一、甲烷的物理性质及其在自然界中的存在

1.物理性质：无色、无味、密度比空气小，极难溶于水。

2.存在：天然气田、煤矿坑道、池沼等

二、甲烷的分子组成和结构

化学式：CH4 电子式： 结构式：

板书设计

空间结构：对称的正四面体结构 构形特点：4个C-H键是等价的

三、甲烷的化学性质

1、 1.稳定性

2.可燃性 CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O

3.取代反应：有机分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应。

一氯取代：

四、甲烷的用途

第一节 最简单的有机化合物——甲烷

一、甲烷的物理性质及其在自然界中的存在

1.物理性质：无色、无味、密度比空气小，极难溶于水。

2.存在：天然气田、煤矿坑道、池沼等

二、甲烷的分子组成和结构

化学式：CH4 电子式： 结构式：

板书设计

空间结构：对称的正四面体结构 构形特点：4个C-H键是等价的

三、甲烷的化学性质

1、 1.稳定性

2.可燃性 CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O

3.取代反应：有机分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应。

一氯取代：

四、甲烷的用途

课后反思

本节课是有机物的开端，以最简单的物质引领学生进入有机化学的世界。关键是帮助学生建立学习有机化学的方法，以及培养其建立模型的空间思维能力，体现在本节课上便是甲烷空间构型的建立。本教案将其设计成探究活动，通过同学们亲身参与到模型的制作以及探究，帮助学生对此重点内容的掌握。本节课的另一个重点及难点的内容——取代反应，也以探究的方式进行，但是其具体实施过程还不能够完全让学生参与进来，所以还不能完全体现探究的成果。此方面需做进一步的改进和再设计，以达到学生最大程度理解和掌握的目的。

附一：

甲烷，来自臭水沟的呐喊

当耻辱、腐败和污秽裹在我的身上

当愤怒、孤独和悲哀充斥我的胸膛

我渴望—

渴望来自天外的阳光

在沉沦中发酵

在地狱里成长

挤出罪恶魔爪呀

我也有五彩的梦想

朋友啊，不要给我歧视的目光

纵然没有花的美艳芬芳

只要你恩赐—

恩赐一根火柴就好

我将用一生把生活照亮