第一单元 化石燃料与有机化合物优秀教案案例

甲烷的性质教学设计

人教版高中化学（必修二）

第三章、第一节：最简单的有机化合物---甲烷

一、课标分析

有机化学是化学中的重要分支，对学生而言，必修模块的基础有机化学内容，教材起点低，强调知识与应用的结合。以最基础的、典型的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。从结构的角度适当加以深化，建立有机物“结构---性质---用途”的认知关系。

二、学情分析

学生在初中化学中已经了解了关于甲烷的燃烧反应和一些主要的用途，因此在介绍这些知识时，要关注与已有知识的联系，从不同的角度引导学生积极地思考，帮助学生理解掌握。

学生已经掌握了化学键与物质结构理论的基本知识，可以在老师指导下，写出电子式。但学生的空间想象思维还相对较差，并且对比较抽象的原子结构和化学键知识理解不够透彻，因此要让学生在三维空间中对有机物分子真正了解，进而学习其化学性质，最终掌握有机化合物的学习方法。

三、教学目标分析

1.知识与技能：

、了解自然界中甲烷的存在即贮量情况；

、掌握甲烷的电子式、结构式和正四面体结构；

、掌握甲烷的重要化学性质，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。

2、过程与方法：

、在探究甲烷结构的过程中，提高空间思维能力；

、掌握甲烷性质的过程中，逐渐理解“结构决定性质，

性质反映结并学会运用；

、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。

3、情感态度价值观：

、初步形成对有机化学新领域的学习兴趣；

、认识化学微观世界分子结构的立体美；

、通过关心社会、环境和能源等问题，提高学生的环保意识。

四、教材分析

1、知识结构体系

物理性质

甲烷

分子组成及结构

化学性质：可燃性，取代反应

用途

2、活动素材设置

、图文并茂，使学生理解记忆

、结合就知识，自己计算推导出新知识

、播放演示实验，有利于学生观察探究实验现象

④、设置思考与交流环节，有利于学生发散思维，激发探究兴趣

3、教学重、难点

重点：甲烷的结构和性质

难点：甲烷与卤素的取代反应

五、课程资源分析

1、新闻图片

2、球棍模型

3、演示实验：甲烷与氯气取代反应的对比实验及微观动画

六、主要教思路

1、主要教学模式：信息加工、教师启发

2、主要教学策略：学生通过阅读新闻图片或观察实验来提取信息并将信息转化为知识。

七、教学过程

教学环节

情景素材

教学知识及教师活动

学生活动

媒体设计意图

导入

媒体展示：我国天然气资源，观看资料，加“西气东送”工程及其意义和强对天然气的神奇的可燃冰。

认识。

<一>、甲烷的物理性质

展示装有甲烷气体的集气瓶

1、【提问】：已知甲烷的密度在标况下是0.717g/L，含 碳75%，含从自然界和日常生活中与人类相关的有机化合物入手，激发学生的学习兴趣。

观察，思考。请培养学生的观学生闻气味，观察能力，使学察颜色、状态，生对甲烷有初思考溶解性

步的感性认识

<二>、甲烷的分子组成与结构

新

课

展

开

氢25%，利用这些数据可以确定甲烷的分子式吗？

【答】、一个碳，四个氢，

分子式：CH4 2、【提问】：为什么一个碳要结合4个氢，而

不是3个、5个？

（提示：结合碳所在元素周期表中的位置，最外层电子数，画出C原子结构示意图进行思考）

3、【讲解】

C原子有四个价电子，而H原子有一个电子，C原子的一个价电子与H原子的一个电子形成一对共用电子对。所以，C原子欲形成八电子稳定结构，需要结合四个H原子。由此，同学们便可以写出甲烷的电子式

【注意】：以后的学习中，常用一根短线来代替一对共用电子对，从电子式可得到结构式。

电子式：

结构式：

4、【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

利用已经学过的知识进行计算，从而得出新知识

根据老师的提示引发思考

思考分子的结构式不一定代表分子的真实构型

以小组为单位讨论，并拼出甲烷的球棍模型、比例模型

小组间对比，交流意见

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

引导学生应用几何知识分析物质空间结构，培养学生的推理能力，空间想象能力

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。

【探究活动】：甲烷的空间结构

实验测得甲烷分子中四个C-H键完全相同，每相邻两个C-H键之间的键角（109°28′）、键长及键能均相等【活动】同学们利用手中的小牙签和橡皮泥，制作出你们认为

甲烷可能的空间构型提问】第二小

组的同学来总结你们的讨论结果，观察对比自己制并展示作品。

【提问】第二小组的同学来总结你

【实物展示】甲烷分子的球棍模型和比例模型

【结论】：

空间构型：对称的正四面体构型

构型特点：四个C-H键是完全等价的

C位于正四面体的中心，4个H分别位于正四面体的四个顶点上

作的模型

记录重点内容

新

课

展

开

【过渡】我们知道了甲烷的分子结构，而结构决定性质，甲烷这样的结构决定了它怎样的性质呢？下面，我们开始甲烷性质的学习

顺应学生学习有机物的基本思路;结构决定性质

让学生领悟：实验是检验事实的客观标准

借此说明有机反应的复杂性

借助多媒体直观展示实验，加深学生对反应的理解；

<三>、甲烷的化学性质

下面做演示实验，请大家仔细观察现象

1、【演示实验】点燃甲烷

【引导】

理论火焰颜色和实际火焰颜色的区别

点燃之前必须验纯，并与实际生活相联系---【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，但和氢气一样要验纯，当甲烷与空气混合到一定比例时就会发生爆炸——矿难“瓦斯爆炸”（结合图片说明危害）

【现象】甲烷燃烧，并伴有黑色火焰（碳燃烧）

【结论】可燃性

观察现象，得出结论

分析原因

CH

点燃2OCO2HO

4222

2、【动画演示】甲烷与氯气的反应

【提问】：请同学们描述实验现象

对重难点内容详细分析，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。

【现象】：氯气的黄绿色逐渐消失，仔细观看多媒体瓶壁上有黄色、无色油状液滴生成。

【讲解】甲烷与氯气的反应类型——取代反应

取代反应：有机分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应。

【详解】从实验现象可以知道，取代反应过程中，甲烷分子的H原子是逐步被Cl原子所代替的，生成四种取代物，反应方程式如下：

一氯取代：

CH4+Cl2→（光照）CH3Cl（气体）

+HCl

二氯取代：

CH3Cl+Cl2→（光照）CH2Cl2（油状物）+HCl

三氯取代：

CH2Cl2+Cl2→（光照）CHCl3（油状物）+HCl

四氯取代：

CHCl3+Cl2→（光照）CCl4（油状物）+HCl

演示实验

书写反应方程式

四>、甲烷的用途

1、做气体燃料

2、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。

3、从甲烷可以制得氯仿和氟利昂。

遵循性质决定用途的思路

CHCl3 + HF

CHFCl2 + HCl 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

<五>、总结

一、甲烷的物理性质

二、甲烷的分子组成和结构

分子式：CH4

电子式：

结构式:

结构：

正四面体结构 三、甲烷的化学性质

1、可燃性

2、取代反应

四、甲烷的用途

系统梳理知识，有助于加深学生的理解和记忆。

八、板书设计

第三章、第一节：最简单的有机化合物---甲烷

一、甲烷的物理性质

无色，无味，气体

二、甲烷的分子组成和结构

分子式：CH4

电子式：

结构式:

空间结构：

正四面体结构

三、甲烷的化学性质

1、可燃性：

2、取代反应：CH4+Cl2→（光照）CH3Cl（气体）+HCl

四、甲烷的用途

九、教学反思

本节课是按照甲烷的结构、甲烷的物理性质、甲烷的化学性质这条主线进行，由于学生是首次学习有机物的相关知识，所以正式进入课题后，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注重对学生进行学法指导、突出学生自主探究活动。在学习甲烷的结构时主要利用模型分析得出结论，在学习物理性质是主要是学生自主探究得出结论，在学习化学性质时利用实验探究和自主探究的方法完成。对于学生难以理解的取代反应过程通过动画演示，让学生感知。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，由于取代反应的实验现象不是很明显，所以在实际的教学实践中，既用了视频片段让学生清楚地看到反应的过程，课堂气氛轻松活泼，学习效果较好。

当然本节课也存在一些问题，学生参与活动多，但是留给学生思考的时间太少，课堂容量偏大，没有进行课堂练习，由于教室条件所限，甲烷有关化学实验未能现场演示等。