归纳与整理教学内容概述

《最简单的有机物——甲烷》教学设计

第1课时

一、教学目标

（一）知识与技能：

1.使学生掌握甲烷的分子式、电子式、结构式和甲烷分子的正四面体结构。

2.掌握甲烷的化学性质，氧化反应以及取代反应。

3.了解甲烷的存在和甲烷的用途等。

（二）过程与方法：

1.通过探究实验、甲烷球棍模型以及比例模型、图片、动画等，培养学生关心科学、研究科学和探索科学的精神。

2.培养学生用新概念理解知识的能力；培养学生动手实验、观察现象，并根据实验现象得出规律的能力。

3.让学生认识到“宏观—微观—符号”三重表征是化学独特的表示物质及其变化的方法. （三）情感态度与价值观：

1.通过甲烷的分子结构的探究，解析其可能有的性质，并设计实验来证明，激发学生学习化学的兴趣，探索新知识的欲望，且在实验研究中培养求实、进取的优良品质。

2.使学生初步掌握研究物质的方法——结构解析、推测可能的性质、设计实验、观察现象、解析现象、得出结论。

二、教学重难点

教学重点:

甲烷的结构和甲烷的化学性质

教学难点：甲烷的结构、取代反应的理解

三、教学方法

演示法、启发法、实验探究法

四、教学过程

【知识积累】

先对有机物以及烃的概念进行讲解，做好知识积累

1、有机物（有机化合物）

①定义：含有碳元素的化合物（除碳的氧化物和碳酸、碳酸盐等，如CO、CO2、CaC2以及H2CO3、Na2CO3、NaHCO3等不属于有机物）

②组成元素：碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等

2、烃

定义：仅含碳和氢两种元素的有机物（CxHy）。

甲烷是最简单的烃。

【导入新课】

我国的“西气东输”工程，引导学生知道“西气”指的就是甲烷，接下来让学生知道甲烷在自然界中的存在：池沼的底部(沼气)，油田气和煤矿坑道(坑气、瓦斯)，天然气(一般含CH4 80﹪－97﹪)，可燃冰等。以此让学生对甲烷更加感兴趣。然后过渡到甲烷的分子组成与结构。

一、甲烷的分子组成与结构：

甲烷的分子式：CH4

（让学生自己根据分子式书写）

电子式：

讲解：将电子式中的一对公用电子对用“—”表示则得到结构式

结构式：

师：究竟甲烷的空间结构是怎样的呢？请看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：

二、甲烷的性质

1. 甲烷的物理性质

教师提示：归纳一种物质的物理性质主要从以下几个方面回答：颜色、状态、气味、熔沸点、密度、溶解性等

生：甲烷是无色、无味的气体，密度比空气小，极难溶于水。

问题1：根据以上的物理性质可以推测甲烷气体可如何收集？

生：向上排空气法、排水法

师：结构决定性质，由甲烷的化学式中各原子的连接方式和成键情况解析，其中碳氢键的键能比较大，则甲烷是稳定还是不稳定？你能否预测甲烷的化学性质如何呢？（引出甲烷的稳定性）

【探究实验】

把甲烷通入盛有酸性高锰酸钾溶液中，观察紫色的高锰酸钾溶液是否褪色？

2.

甲烷的化学性质：

⑴稳定性：不与高锰酸钾、溴水、强酸、强碱反应

【过渡】甲烷这么稳定，难道不能发生任何化学反应吗？

生：不是，甲烷可以燃烧

（2）甲烷的氧化反应（燃烧）（展示甲烷燃烧的图片）

甲烷燃烧火焰呈淡蓝色。化学方程式为：

CH4+2O2 CO2+2H2O 师：请大家观察这个化学反应方程式与我们以前的学习有什么不同呢？什么原因呢？

生：观察、思考后回答：方程式中间用“→”（箭头）而不是用“＝”（等号）。

师：这主要因为有机物参加的化学反应往往比较复杂，多有副反应发生，故不用等号。

问题2：你能设计一个简单的实验验证CH4燃烧的产物是什么吗？

用一只冷而且干燥的烧杯罩在火焰上方，烧杯内壁有水珠出现，证明有水生成。把烧杯迅速倒转过来，立即向杯内注入少量澄清石灰水震荡，石灰水变混浊，证明有二氧化碳生成。

⑵甲烷的取代反应

【演示实验】：P53科学探究，观察发生的现象，播放甲烷和氯气光照条件下反应的视频。

【学生观察得出现象】：混合气体的黄绿色变浅，量筒壁上出现油滴，量筒内的液面上升。

【学生活动】：分小组讨论，分析上述实验中所观察到的现象，从中可以得到那些结论？

结论有：①说明CH4和Cl2的混合气体在光照下发生了化学反应；②量筒壁上出现油滴，说明反应中生成了新的油状物质；③试管内液面上升，说明随着反应的进行，试管内的气压在减小，即气体总体积在减小。

师：甲烷和氯气是如何反应的？下面我们来看一个动画

【动画模拟】：学生观看甲烷与氯气发生取代反应的教学动画

引出取代反应的定义：有机物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叫做取代反应

老师按照动画写出甲烷和氯气反应的第一步反应。

CH4+Cl2

光

CH3Cl+HCl 【学生活动】

分三小组比赛，让学生将这一步反应用甲烷和氯气的球棍模型模拟出来，看哪个小组完成得最快

接下来三步取代反应让学生自己写出方程式。

【小结】老师小结甲烷和氯气的取代反应（逐步取代，产物为混合物）

光

第一步：CH4+Cl2→ CH3Cl+HCl（一氯甲烷为气体，不溶于水）

光

第二步： CH3Cl+Cl2→ CH2Cl2+HCl （二氯甲烷为油状液体，不溶于水）

光

第三步：CH2Cl2+Cl2→ CHCl3+HCl（三氯甲烷俗名为氯仿，是油状液体，不溶于水，常做溶剂）

光

第四步： CHCl3+Cl2 → CCl4+HCl（四氯甲烷也叫四氯化碳是油状液体，不溶于水，常做溶剂，还可以做灭火剂）

特别说明：大部分的有机物可以燃烧，而四氯化碳却可以做灭火剂，因为四氯化碳中的碳元素已经是+4价，不能再被氧化，所以其不能燃烧。（这一点可以进一步引发学生对有机物的兴趣），另外有关反应过程中取代1molH原子需要1molCl2，让学生明白其中的比例关系。

【练习巩固】1、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（ D ）

A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4 D、HCl 2、下列反应属于取代反应的是（ AD ）双选

光

A、CH4+Br2

→ CH3Br+HBr B、Zn+H2SO4= ZnSO4+H2↑

点燃

C、CH4+2O2→ CO2+2H2O D、CHCl3+HF → CHFCl2+HCl 【课堂小结】

本节课我们开始了对有机物的学习，认识到甲烷的正四面体立体结构和它的几个重要化学性质：氧化反应、取代反应，学习中重点应对甲烷和Cl2的取代反应加以理解，当然也要树立结构决定性质的观点。

【课后实践活动】

1.裁一段长25cm、宽8.7cm的矩形纸板或硬纸条，按下图所示方式，裁去两头的小三角，按虚线向内折成如图３－１所示的正四面体，其顶点分别为甲烷中４个氢原子的位置，中心是碳原子。

2.观察下图所示的Ｃ与Ｈ空间位置关系。以小组为单位，用橡皮泥、木棒等替代用品制作甲烷简易模型。并让学生对自己的作品进行评价，在活动中加深学生对空间模型的认识，同时也教给学生学习有机物分子结构的简单方法。

球棍模型