第一单元 化石燃料与有机化合物第一课时教学设计

天然气的利用——甲烷

苏教版《化学2》第59至61页

江苏省高邮中学 刘影

一、课程标准、教材以及学生分析

1．课程标准和教材分析

对于《天然气的利用——甲烷》的教学，《课程标准》要求了解甲烷的组成、结构、主要性质。通过对甲烷分子结构的认识，了解有机化合物中碳的成键特征。《课程标准教学要求》将其进行了细化，知道甲烷的分子结构，了解甲烷的来源，了解甲烷的可燃性、取代反应等性质及主要用途。

苏教版《化学2》让学生从熟悉的有机化合物入手，认识到有机化学与我们生活息息相关，初步了解有机化学研究的对象、目的、内容和方法，提供有机化学中最基本的核心知识，满足公民基本科学素养的要求，能用所学的知识，解释和说明一些常见的生活现象和物质用途。教材从学生生活实际和已有的知识出发，学习甲烷立体结构和甲烷与氯气的取代反应，重点认识取代反应的特点，使学生在初中知识的基础上有所提高。初步体会有机物分子结构的特点及其对性质的影响，让学生进一步从结构的角度，加深对有机物和有机化学的整体认识。初步学会对有机物进行科学探究的基本思路和方法，激发学生对有机化学领域的学习兴趣。

2．学生分析

（1）学生在初中阶段已经接触到甲烷的初步知识，教学过程中可以及时联系初中化学内容，做好初高中相似内容的衔接。

（2）充分利用身边素材，让学生自己制作甲烷的分子模型（如木棍、小球、橡皮泥等），从而使学生从感性角度认识甲烷的分子结构。[来源:学_科_网]

（3）把握教学内容深浅度，严格按照课程标准进行教学。一是区分好甲烷在必修2和选修5两个模块教学要求的差异，不要将甲烷的教学拓展到选修5模块内容；二是烷烃的教学只要求初步知识，不要延伸到化学性质等层面。

二、教学目标

了解甲烷在自然界中的存在和用途；认识甲烷的正四面体结构；了解甲烷的物理性质和化学性质。通过观察甲烷分子的空间构型模型、观看甲烷发生取代反应的多媒体模拟反应历程，增强学生对甲烷分子空间构型这类抽象的知识的理解，提高空间思维能力；让学生体会

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由结构推性质和由性质推结构的过程与方法，形成严谨的学习态度。

三、教学重难点

将甲烷分子的结构特点和甲烷的取代反应作为教学重点和难点，是基于改变学生对无机化合物认识惯性去学习有机化合物，学生已有认知习惯并没有对物质性质和物质结构建立十分紧密的联系，而对有机化合物的性质学习来说有机物的结构是基础，这也是它们和无机化合物性质学习的不同特性，需要学生了解。

四、教学流程图

结构

板块一

自主学习

板块二

板块三

引入新课

实验探究

性质

用途

实验探究

板块四

实验探究

反思评价

五、教学过程 教学进程

结合

“泽中有火”、“火井”、“西气东输”、“可燃冰”“页教师活动

介绍甲烷在自然界中的存在、发现和应用，引导学生对甲烷性质的回顾。

学生活动

温故：甲烷在自然界的存在、发现、应用和甲烷的物理性质和具有可燃性。

获取新知：甲烷教学资源

PPT展示图片：（1）池沼底部的气体存在（2）西气东输工程图（3）可设计意图

通过一组图片使学生知道甲烷在自然界的真实存在和实际应用，让学生体会所学知识与实际生活的紧密联系，以提升学生的化学价值观。

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岩气”等了解甲烷在自然界中的存在。

播放我国南海发现的可燃冰视频

介绍科学家对甲烷结构的早期研究，主要分三个阶段，激发学生探究热情，通过模型搭建，分析甲烷的立体结构。

提醒学生观看视频，总结甲烷的性质

通过介绍四位科学家（道尔顿、凯库勒、布特列洛夫、范特霍夫）对甲烷结构的早期研究，引导学生去搭建甲烷可能的立体结构

的电子式和结构式。

燃冰图片（4）页岩气图片。

观看可燃冰视频

可燃冰视频

让学生提升自豪感

活动探究：搭建可能的立体结构模型，并进行分析

PPT展示：（1）道尔顿对甲烷分子结构的猜测（2）凯库勒提出碳原子四价概念，布特列洛夫等对甲烷分子中原子排列猜想（3）范特霍夫提出碳的结构学说。

提供模型组件：黑球代表碳原子，白球代表氢原子，若干白色短棍代表化学键。

演示实验：三支U型管对比实验。U型管1：40mL氯气和10mL甲烷混合气体并光照；U型管2：50mL氯气并光照；U型管3：40mL氯气和10mL甲烷混合气体黑纸包裹不见光

（1）从甲烷结构的早期研究史引导学生沿着科学家的探寻之路去猜想甲烷的可能立体结构，拓展学生的想象空间。

实验探究甲烷与氯气的反应，介绍有机化学的重要反应类型

——取代反应。

引导学生发现实验改进的设计意图，逐步让学生体会实验装置的优化和对比设计的科学严谨性。引导学生观察实验现象，并书写化学反应方程式，介绍取代反应概念。

（1）思考讨论教师的实验改进意图

（2）观察教师的演示实验并描述实验现象。

（3）在模仿的基础上书写甲烷与氯气的多步化学反应方程式。

通过实验探究验证甲烷与氯气反应的条件，在介绍生成产物多样性的基础上让学生书写多步化学反应方程式，学习有机化学的重要反应类型——取代反应。

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有人根据甲烷的二氯取代产物只有一种，得出甲烷分子是正四面体而不是平面正方形。通过搭建模型理解。

探讨可燃冰开采的可行性及播放我国首次成功试开采可燃冰

甲烷的二氯取代产物只有一种进一步认识甲烷的立体结构。

拓展延伸：立方体中心有一个碳原子，在立方体顶点标出氢原子的位置。

活动探究：进行甲烷二氯取代产物的模型搭建

提供模型组件：绿色小球若干（代表氯原子）

学生搭建模型展示。

通过模型搭建提升学生对有机物立体结构的认识；通过拓展延伸丰富学生的空间想象力。

引导学生从已学习交流讨论，观看的甲烷的性质出发视频

预测开采可燃冰有哪些风险。

视频可增强学生的自豪感和爱国热情

视频

增强学生的自豪感和爱国热情，并学以致用，利用所学知识分析问题。

【板书设计】

第一节：天然气的利用——甲烷

一、甲烷存在及结构

存在：天然气、沼气、可燃冰、页岩气

结构式

：用短线来表示一对共用电子的图式叫结构式

立体结构：正四面体型

二、甲烷的物理性质

无色、无味，密度比空气小，极难溶于水，容易燃烧的气体。

三、甲烷的化学性质

1、氧化反应

CH4（g）

+ 2O2（g）

CO2（g）

+ 2H2O（l）

2、取代反应：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替代的反应

四、甲烷的用途

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