第一单元 化石燃料与有机化合物优秀完整教案

天然气的利用——甲烷

河北定州中学 田双双

一、

教学设计思路

（一）

指导思想和理论依据：

在《普通高中化学课程标准》的指导下，本节课设计的教学活动力求服务于学生的学习活动，通过科学探究完成一系列的学习任务，以帮助学生产生积极的情感体验和正确的价值观，最终促进学生科学素养的发展。基于这样的理念，充分的尊重了学生在学习过程中的主体地位，从学生学习的视角来考虑，设立学习任务和设计学习活动。

甲烷在生活生产中有重要的用途。它作为重要的资源，能够为社会生产生活提供能源保障和物质保障，解决了社会发展的需求问题。人们研究甲烷参与化学变化的规律，从而控制变化实现资源的有效利用。学生在日常生活中也积累了对甲烷的一些感性认识，并且有兴趣进一步了解甲烷的性质与用途，有学习甲烷的内驱力。

（二）教材内容及学情分析

甲烷（苏教版必修2专题三第一单元）的学习是学生较为系统学习有机物的开始。本章教学先呈现甲烷内容，首先考虑甲烷是最简单的有机物，便于学生从结构角度认识甲烷的性质，类推烷烃的结构和性质，建立从结构角度学习有机物性质的有机化学学习模式；其次充分体现有机化学对国民经济发展和人们生活水平提高的重要作用，以及对自然资源的合理开发、综合应用及可持续发展的观点。所以甲烷作为系统学习有机物的起始章的第一节内容，就显得其地位的特别突出和重要。

甲烷是高中有机化学的起始课，主要内容是其结构、性质和用途。其中甲烷的结构和取代反应及其特点都是重点。

在学习甲烷结构时，学生第一次接触到了空间结构这一认识有机物分子结构的角度。而空间结构又是认识有机物分子结构的重要方面。所以需要通过甲烷的学习帮助学生建立起这一认识角度。

同样，甲烷的氯代反应也是学生第一次接触到典型的有机反应。此反应很好地体现出有机反应的一般特点。学生学习甲烷的氯代反应，从分子结构上形成对氯代反应的认识。

本节教材内容较少，学生对CH4又有一定的了解，若按教材内容简单设计和施教，只让学生了解CH4的分子结构和主要的性质，就难以激发学生的学习兴趣。为了更好的激发学生的求知欲望，又能体现新课程的三维目标，本节课设计使用了模型探究、实验探究和视频观看等教学策略。

二、教学目标

知识与技能：

知道甲烷的结构式，理解甲烷的空间结构和取代反应，掌握甲烷的化学性质，建立从结构角度学习有机物性质的有机化学学习模式。

过程与方法：

1、通过甲烷分子模型的构建和取代反应的模拟，体会构建模型将复杂问题简单化的科学方法。

2、通过甲烷取代反应、稳定性与其分子结构关系的讨论，发展对结构与性质关系的认识。

3、通过甲烷取代反应实验分析，培养学生对实验现象及过程的分析推理能力。

4、以甲烷为载体，初步体会有机化学学习的内容和特点。

情感态度价值观：

1、通过沼气、天然气在日常生活中利用情况的了解，学生感受到化学科学对社会发展的贡献。

2、

认同研究甲烷的分子结构和反应规律对指导其实际应用的意义。

3、通过对可燃冰及页岩气的介绍，提高学生节约能源的意识，激发学生好好学习为祖国的能源开发做贡献的热情

三、教学重点、难点

1、教学重点：甲烷分子的空间结构，甲烷的取代反应

2、教学难点：甲烷分子的空间结构

四、教学用品

1、橡皮泥、牙签、

气球

2、甲烷氯代反应的实验视频、甲烷与酸性高锰酸钾反应的视频

五、主要教学方式：问题解决式、综合启发式

六、主要教学过程

教

师

活

动

学

生

活

动

设

计

意

图

教学环节

从实际出发激发引

入

学生学习的积极性

1、

沼泽中燃烧的气体的主要成学生倾听、观察、回对简单知识进行分是？

忆、思考

自主建构

2、

除了沼泽甲烷在自然界还有认识有机物性质哪些存在呢？

决定用途

3、初中我们还学习了甲烷的物理从感性认识上升目标一：甲

性质，请同学们回忆初中所学，到掌握物理性质烷的存在及完成学案中甲烷的物理性质

学习的一般方物理性质

4、事实上甲烷除了可做燃料之法。

外，它还是一种非常重要的化工原料，这又与甲烷的什么性质有关呢？今天我们在初中基础上进一步认识甲烷的性质，并且初步掌握有机化学的学习方法

以甲烷的用途图片和甲烷的发现史引入

观察

目标二：

甲烷分子结构探究

目标三：甲烷的化学性质

（一）氧化反应

（二）取代反应

1、

学生写出甲烷的电子式和结构式并说明书写的理由

2、结合甲烷结构的发展史，拼插模型

3、结合学生拼插出的模型，气球演示甲烷稳定存在的是正四面体构型

4、提炼出认识有机物分子结构的三个角度，即碳四价，化学键、空间构型，

1、从氧化还原反应角度分析甲烷可燃性中甲烷发生的反应过程

2、

甲烷能否被酸性高锰酸钾氧化呢？观看实验视频

3、

甲烷在地壳中能稳定存在并且可以通过长距离管道运输，说明在通常情况下都比较稳定

4、

甲烷的稳定性可能与C-H的稳定性及正四面构型的稳定性有关

正式基于甲烷的可燃性以及一定程度的稳定性，所以常用甲烷来做清洁的能源

1、播放甲烷与氯气反应视频，

提醒学生注意观察实验现象并分析可能的原因

2、分析为什么有白雾生成，要形成白雾应该怎样断键，动画模拟一氯甲烷的形成，从研究有机物分子结构的三个角度出发，对比在反应前后有机物分子结构的哪些变化了，哪些没有变化？

3、分析提炼出取代反应的定义

4、为什么会有油状液滴生成，一氯甲烷分子中还有三个氢原子，预测除CH3Cl和HCl外还有什么产物

甲烷由C、H组成

极性共价键，电子式结构式书写

拼插模型

修正模型

画出甲烷的分子空间构型

回顾甲烷的可燃性

实验：甲烷与高锰酸钾的反应

倾听，感受甲烷通常情况下的稳定性

观看视频，记录实验现象，分析可能原因

倾听、分析、思考、并模拟反应前后化学键的断裂和形成

思考、交流反应前后有机物分子结构的变化

结合分析和阅读教材完成学案上取代反应定义

思考可能的其它产物

书写继续取代的方程式

通过结构研究,学会科学的质疑和能根据科学信息进行有效的实践活动。培养空间想象能力；为性质学习打下基础

轻松中学习

学会用实验方法研究甲烷性质

再次体会结构与性质、性质与用途的关系

学会用实验方法研究甲烷性质

让学生初步认识取代反应

掌握有机反应的化学方程式的写法

培养分析问题能力，加深产物性

（三）分解反应

根据现象和产物，结合一氯甲烷的生成过程，模拟拼插甲烷与氯

气反应的过程机理。仿照生成一氯甲烷的化学方程式，你能尝试写出一氯甲烷与氯气进一步反应的化学方程式吗？

5、回顾实验现象，进一步分析液面上升的原因？

6、结合模型思考、交流讨论甲烷氯代产物的空间构型（分别假设甲烷为平面正方形和正四面体空间构型）

如果要证实甲烷的空间构型为正四面体而不是平面正方形，假设通过研究它的氯代产物结构证实，那么应该研究它的几氯代的结构？

7、利用甲烷的取代反应，可在工业上合成氯仿等有机试剂

讲解甲烷的分解反应，说出甲烷的另外一种用途

学生分析原因，一是HCl易溶于水，二是生成其余氯代产物为

液体，导致反应中气体物质的量减小

通过拼插模型和交流讨论得出氯代产物的分子空间构型，并通过二氯代物只有一种再次映证了甲烷的空间构型

倾听

倾听

学完本节课你有哪些收获？

目标四：课堂小结

培养学生的分析能力，渗透对比的科学研究方法

加深甲烷正四面体空间构型的认识

认识有机物中结构决定性质、性质决定用途的重要思想

认识有机物中结构决定性质、性质决定用途的重要思想

学生们自由踊跃发言

提高学生生的学习兴趣，提高学生节约能源的意识，激发学生好好学习为祖国的能源开发做贡献的热情

七、板书设计

第一节

最简单的有机化合物——甲烷

一、甲烷的分子结构

电子式

结构式

三、甲烷的化学性质

（一）氧化反应

1、可燃性

用作清洁能源

2、不与酸性高锰酸钾反应，通常稳定

（二）

取代反应 用作化工原料

（三）分解反应 用作化工原料

四、课堂小结

八、甲烷教学反思：

对于本节课的重点甲烷的结构和甲烷的性质都是由老师提出了问题，然后学生通过模型或者实验或者观看视频参与学习，再经过师生一起分析提升，老师再帮助学生拓展视野，以促成学生认识的转变和产生情感的共鸣，最终促进学生科学素养的发展。

本节课的教学贯穿了两条线索，即：生活线和知识线。从天然气的利用到甲烷的氧化反应体现其可做燃料，甲烷的取代产物在生活中的运用，以及沼气的推广使用，西气东输工程等都体现了甲烷的社会价值。从物理性质开始了解甲烷，再从结构去了解化学性质，甲烷的取代反应和氧化反应，这些性质也体现了甲烷的用途，是一种很好的化工原料，体现了甲烷的学科价值。也帮助学生建立了结构决定性质，性质体现用途的认识关系。