第二单元 化学反应中的能量特级教师教学实录

（表格形式）

化学高一人教版(必修2)第三章第一节最简单的有机物——甲烷教学设计

一、教材分析

甲烷是新课程人教版高中化学必修2第三章《有机化合物》第一节内容，是较为系统学习有机物的开始，本章是从最简单的有机物——甲烷入手，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，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。

初中化学已经初步介绍了甲烷的燃烧反应和一些主要的用途，在学生已有的知识基础之上再次螺旋上升式学习甲烷更能调动和激发学生的学习兴趣，再者高中化学必修二第一章也介绍了部分物质结构的知识，这些都为学好本章做好了铺垫。这一节是学生在中学阶段第一次接触有机物结构和性质的有关内容，有机化学是化学学科的重要分支，烃是一切有机物的母体，而甲烷作为烷烃的第一个最简单的分子，学生对他的理解将直接影响到今后对各种有机物的理解，因此对帮助学生树立正确学习有机物的学习方法有着重要的作用，在有机化合物的学习中占据着不可替代的重要地位，同时也为进一步学习有机选修模块的学生打下最基本的基础。

二、学情分析

在无机物的学习中，学生已经深切地认识到“结构决定性质，性质又能反映物质的结构”，这种思想自然而然地会迁移到有机物的学习上来，从无机到有机知识的学习，从知识的学习模块上来讲好象是一种跳跃，但通过初中化学的学习，学生已经知道了甲烷的分子组成、部分物理性质、燃烧反应和一些主要用途，只是对甲烷的空间结构和部分化学性质不清楚。通过模型演示，自主搭建验证，实验探究等能够引起学生强烈学习兴趣的学习方式，帮助学生加强对知识的深入理解和探究。

三、教学目标

(一)、知识与技能目标：

1

1、了解自然界中甲烷的存在及分子式。

2、通过实践活动掌握甲烷的结构式和甲烷的正四面体结构。

3、了解甲烷的主要性质。

(二)、过程与方法目标：

1、通过实践活动探究实验模型等，逐步养成关心科学、研究科学的态度。

2、通过体验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)、情感态度与价值观：

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

四、课型

新授课

五、课时

第一课时

六、教学重点

1．甲烷的结构特点

2．甲烷的化学性质

七、教学难点

1．甲烷的正四面体结构

2．甲烷的取代反应

八、教具

球棍模型

、相关实验装置及其药品。

九、教学方法

教法：导学法

学法：合作学习法

十、教学过程

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教学活动

设计意图

图片展示：我国“西气东输线路图”图片，西气东使学生充分认识对自然输”就是将新疆等地的天然气，通过管道东输到长资源的合理开发利用的江三角洲，珠三角等的一项巨大工程，“西气东送”重要性。

工程是我国开发西部的一项重大举措。

通过这一活动，让学生发散思维、畅所欲言，基本能说出甲烷的分子式、存在、部分物理性质和用途。

教

思考与交流：到目前，你对甲烷已经有了哪些认

学

过

程

识？板书：最简单的有机化合物——甲烷

一、甲烷的结构

师生共同书写：分子式：CH4 电子式： 结构式：

让学生熟悉电子式，结构等化学用语。

让学生猜想并动手实践，可以加深对甲烷空间结构的认识。在（1）中学生大致会制作出空间正四面体型、平面正方形、四棱锥型等形状，然后通过（2）和（3）的分析，最终发现只有正四面体型才能反映甲烷的真实结构，进而通过模型让学生认识甲烷的球棍模型和比例模型。

分组讨论：甲烷的空间结构

实践与交流：（1）甲烷（CH4）中C与4个H原子通过单键结合在一起，猜想甲烷的空间结构，用牙签和橡皮泥将你猜想的空间模型制作出来。

（2）若用另外一种原子（用X表示）来替换你所搭建模型中的H原子，请分析：①若用1个X来替换，有几种情况？②若用2个X来替换呢？

（3）科学家发现用2个X来替换甲烷中的H原子时只有1种情况，那么你认为刚才大家制作的模型中哪一个更有道理？

图片展示：明确甲烷的空间构型—正四面体4个H原子位于正四面体的顶点，C原子在正四面体的中心。

实践活动：1. 每四人用矩形硬纸板制作正四面体。

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2. 每四人（一小盒分子球棍模型的相关零件）组

拼装甲烷分子球棍模型。

通过再次动手使学生深小结并板书：甲烷是正四面体结构，键角刻理解掌握甲烷的空间109°28′。

甲烷的性质和用途

二、甲烷的性质和用途

结构，同时培养学生的空间想象能力和动手能力；渗透利用模型帮助思维，1.物理性质：无色、无味的气体，密度是0.717g/L将复杂问题简单化的科（标准状况），极难溶于水。

2.甲烷的存在

学方法。

讲述：甲烷是天然气的主要成分，天然气中甲烷所

占的体积分数一般为80%～97%。在我国的南海、

东海海底已发现天然气（甲烷等）的水合物，它易常识介绍使学生能将甲燃烧，外形似冰，被称为“可燃冰”，甲烷还是沼烷的性质与生活实际相气、石油气和煤矿坑道产生的气体（坑道气或瓦斯）联系起来，同时渗透环的主要成分。

保、能源问题，使学生关过渡：我们经常听说煤矿瓦斯爆炸，这说明甲烷具心社会关注能源与环境。

有可燃性。

3.化学性质：

通常情况下，甲烷性质稳定，与强酸、强碱和强氧

化剂等一般不发生化学反应。一定条件下可以发生

以下反应。

⑴甲烷的氧化反应

通过演示实验1给学生提供一种研究有机物组演示实验1：①使纯净的甲烷气体通过带尖嘴的玻成的思路和方法。

璃导气管，在玻璃导管的尖嘴处点燃甲烷，观察火

焰的颜色。

②在火焰的上方罩上一个干燥、洁净的小烧杯，观

察烧杯内壁上的现象。

③待甲烷燃烧几分时间以后，将小烧杯快速翻转至

烧杯口朝上放置，向烧杯中加入少量澄清的石灰

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水，轻轻振荡烧杯，观察石灰水是否变浑浊。

实验现象：①甲烷气体安静地燃烧，火焰呈淡蓝色。

②烧杯内壁上有水生成。

③澄清的石灰水变浑浊。

实验结论：①甲烷在空气中燃烧，生成二氧化碳和

通过演示实验2给学生水。

提供研究有机物性质的②从燃烧产物可证明甲烷中含有碳元素和氢元素。

思路。

演示实验2：把甲烷通入盛有高锰酸钾酸性溶液的

试管中，观察紫色的高锰酸钾溶液是否褪色？

分析：从实验中可知溶液颜色没有变化，说明甲烷

与高锰酸钾不发生反应。

⑵取代反应：

演示实验3：取一个100mL的量筒，用排饱和食盐

水的方法收集20mLCH4和Cl2，放在光亮的地方，日直观的实验演示使学生光不要直射，等待片刻，观察发生的现象。

对甲烷的性质有深刻的现象：量筒壁上出现油滴，量筒内的液面上升，气认识，同时也是为以后学体颜色略微变浅。

习乙烯性质作对比。

结论：甲烷分子里的氢原子是被氯原子逐步取代的，共生成五种物质，四种取代产物。

通过化学方程式表示出甲烷中的氢原子逐一被氯原子所取代的过程。

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培养学生的观察能力和分析能力，让学生初步认识取代反应,进一步感受有机物种类繁多。

实践活动：用不同于刚才的甲烷球棍模型中碳原子

和氢原子颜色球形，制作4个氯分子的球棍模型，通过这一活动，让学生养用球棍模型来演示上述化学方程式。

成善于透过实验现象看有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或本质的习惯，更好地认识原子团所代替的反应叫做取代反应。

化学式

CH3Cl CH2Cl2

CHCl3

氯仿

CCl4

四氯化碳

甲烷与氯气的反应，进而较好地理解并掌握取代反应。

培养学生对比的思维方法，渗透对比的科学研究方法，同时调动学生积极性，升华学生对知识的理解。

名称（俗名）

溶解性

常温状态

用途

气

取代反应与置换反应的比较：

取代反应

置换反应

可与化合物发生取反应物生成物中一定代，生成物中不一定有单质

有单质

反应能否进行受催化在水溶液中进行的置剂、温度、光照等外换反应遵循金属或非界条件的影响较大

金属活动顺序。

分步取代，很多反应反应一般单向进行

是可逆的

4．甲烷的主要用途：天然气是一种高效、低耗、

污染小的清洁能源。此外，甲烷还是重要的化工原

料。

练习：1．在光照条件下，将等物质的量的CH4和

Cl2充分反应后，得到的产物的物质的量最多的是

A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4

D、HCl 2．在下列反应中，光照对反应几乎没有影响的是

A、氯气与氢气反应 B、氯气与甲烷反应

C、氧气与甲烷反应 D、次氯酸的分解

让学生巩固所学内容

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十一、作业处理

课本：p64-65 1、2、3（练习本）

十二、板书设计

最简单的有机化合物——甲烷

一、甲烷的结构

电子式： 结构式：

甲烷是正四面体结构，键角109°28′。

二、甲烷的性质和用途

1.物理性质：无色、无味的气体，密度小于空气的密度，极难溶于水。

2.化学性质：

⑴甲烷的氧化反应

⑵取代反应：

有机物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叫做取代反应。

3.甲烷的主要用途：

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