第一单元 化石燃料与有机化合物优秀导入

第一单元

天然气的利用

甲烷

一、学习目标

1.通过甲烷分子式的教学，使学生初步学会确定气态烃分子式的计算方法，培养学生计算过程的逻辑思维能力训练；

2．复习碳原子结构和共价键的知识，掌握甲烷的电子式、结构式的写法、甲烷的正四面体构型。认识物质结构本质，能透过现象看本质。培养空间想象能力。

3．掌握甲烷的重要化学性质，提高学生关心社会、能源等问题的意识。

二、教学重点及难点

甲烷分子式的确定；甲烷分子的空间构型；甲烷的取代反应，其中取代反应是教学难点

三、教学过程

【板书】天然气的利用

甲烷

一、甲烷的分子组成和结构

【思考】历史上人们是怎样知道甲烷的分子式为CH4的？

【讨论】甲烷的分子式。

（1）哪些实验事实说明，甲烷中含有氢元素？碳元素？你能设计一个实验吗？

（2）甲烷的燃烧实验现象能否说明甲烷分子中不含有氧元素？

【实验设计】点燃集气瓶中的甲烷气体,用一个(

)的烧杯罩在火焰上方,然后在集气瓶中加入(

) 【学生活动】观察现象:(

)所以甲烷中一定含有C元素和H元素. 【提示】要测定分子式不仅要做定性实验，更要做定量实验。

【交流与讨论】根据课本59页数据计算甲烷的分子式

【设问】甲烷的结构又如何？

【提问】1．画出碳原子的结构示意图，碳原子有几个价电子，通常与别的原子形成几个共价键？

2．写出甲烷的电子式：

3．若用“—”代表一对共用电子，写出甲烷的结构式：

【说明】甲烷分子的结构式仅表明甲烷分子中碳原子、氢原子的（

）情

1

况,不能表示甲烷分子中碳、氢原子在（

）的分布，甲烷分子的空间结构是什么样的？

【展示】甲烷的球棍模型和比例模型

甲烷的结构特点：（

）结构,（

）在中心,（

）在顶点。

【思考】历史上，科学家们在测定了甲烷分子组成为CH4后，对甲烷的分子结构曾提出了两种猜想：正四面体型与平面正方形，科学家如何判断出甲烷分子是哪种空间构型的？

【演示】分别用2个第三种颜色小球替换两个代表氢原子的小球，思考得到的构型分别有几种。

【讲述】为解决甲烷分子的空间结构问题，科学家们提出：通过研究二氯甲烷有几种来确定。——若甲烷分子呈正四面体型，则其二氯代物只可能有（

）种。而若甲烷分子呈平面正四边形，则其二氯代物可以有（

）种；

所以，根据甲烷的二氯代物只有一种，即可判断甲烷分子的正四面体型。

【板书】二、甲烷的物理物质：无色无味气体，难溶于水，比空气轻。

【提问】甲烷的化学性质如何？

【学生讨论】甲烷的燃烧实验

【提问】1．点燃甲烷前要进行什么操作? 2．火焰的颜色如何? 3．燃烧后的产物如何检验? 【讲述】2005年煤矿爆炸事故从发生的事故类型看,主要是瓦斯爆炸事故,瓦斯爆炸事故665起，死亡2439人。

【板书】三、甲烷的化学性质：１、氧化反应：CH4 + 2O2【设问】甲烷还有什么化学性质呢？

【观察与思考】2、甲烷与氯气反应：

【提醒】重点观察部位：量筒内气体颜色的变化，量筒水面上升情况，量筒内壁的变化。

CO2 + 2H2O

2

【回答】现象：量筒内气体（

）。

【讲述】这说明甲烷与氯气发生了反应。

【学生练习】学生书写二氯甲烷、三氯甲烷与氯气反应的化学方程式。

【投影】学生书写二氯甲烷、三氯甲烷与氯气反应的方程式。

【讲解】有机化学的反应中往往发生（

）反应,所以在有机化学方程式中用（

）号来代替（

）号

【讲述】甲烷与氯气发生了反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷和氯化氢。由于氯化氢极易溶于水，产物中只有一氯甲烷是（

）体，二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷都是不溶于水的（

）体，所以量筒内气体（

）褪去、有（

），水位不断（

）、内壁有（

）物质生成。

【板书】2．取代反应：（

）叫做取代反应。

【介绍】四种取代产物的性质和用途

【提问】取代反应属于置换反应吗？

【讲述】有机化学中的取代反应与无机化学中的置换反应是不同的，

下表是它们之间的一些区别：

【阅读】60页甲烷的利用

【讲解】甲烷中只含有碳元素和氢元素,我们把类似于甲烷的这一类物质称为“烃”,这个字取用了碳中的“火”,和氢中的下半部分,另外还取用了

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碳的声母及氢的韵母,这样就构成了“烃”. 【提问】1．乙烷、丙烷、丁烷的组成元素是什么？

2．乙烷、丙烷、丁烷的结构式有什么相同点？

【板书】四.烷烃

【学生活动】根据甲烷、乙烷、丙烷的分子式，归纳烷烃的通式

【板书】通式：CnH2n+2

(n≥1) 【提问】结构决定物质的性质，乙烷有什么化学性质？十八烷呢？

【强调】学好有机物要学好典型的、有代表性的物质，就可以学好成百上千种物质。

【小结】甲烷是我们接触有机化学的第一种物质。学习有机化学首先要掌握有机物中碳原子呈(

)价(即构成四个共价键)，再理解有机物的结构和性质。甲烷的分子结构是(

)，它的主要化学性质是能发生(

)反应。对甲烷的学习是我们打开有机化学的金钥匙，请大家体会这节课的探究方法。

【课堂练习】

1．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．次氯酸分解

D．甲烷与氧气反应

2．下列分子中呈正四面体结构的是

[

] A．甲烷

B．二氯甲烷

C．三氯甲烷

D．四氯化碳

3．物质的量相同的甲烷和氯气的混合气体，光照后生成物质的量最多的是

[

] A．

一氯甲烷

B．二氯甲烷

C．三氯甲烷

D．四氯化碳

E．氯化氢

【作业】

1.本节

1～3题

2.实践活动：用橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙签、火柴棍等自制甲烷的分子模型

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