第一单元 化石燃料与有机化合物第一课时教学实录

第一节 天然气的利用 甲烷

涉县光华中学

申肖平

教学目标

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。

2.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.

理解取代反应，并学会对比分析的方法。

4.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。

教学重点

难点

重点：甲烷的分子结构和化学性质

难点：甲烷的取代反应

教学方法

提出问题——分析探讨——归纳应用

设计思路

本节是有机化学入门，甲烷是有机化学中接触到的第一种物质，对于有机物立体结构多变的特性。宜使用直观教学道具以及多媒体．增强学生的空问想象能力。通过创设问题情境，激发学生学习的强烈愿望，采用直观道具和多媒体动画的演示，带给学生深刻的感性体验，打开有机学***门。

教学过程

【视频】振奋! 中国南海神狐海域可燃冰试采获得成功！

【引入】“可燃冰”,实际上是甲烷的水合物,据估计,可燃冰的贮存量能提供人类社会1000年的能源使用。西气东输是我国目前一项巨大工程的示意图,输送的气体就是天然气,天然气的主要成分是甲烷,目前,农村普遍使用的沼气的主要成分也是甲烷, 今天要来研究天然气的利用以及它的主要成分甲烷的性质

【板书】一、甲烷的分子组成和结构

【思考】1.课本59页数据计算甲烷的分子式？

2.

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？

3. 书写的甲烷电子式、结构式。

4. 你能设计一个实验，说明甲烷中含有氢元素？碳元素？

【学生活动】小组代表展示思考问题的答案或解释

小组代表做出评价

【点评】教师做出点评与指导

【设问】甲烷分子的结构又如何？

【解释】甲烷分子的结构式仅表明甲烷分子中碳原子、氢原子的连结情况,不能 表示甲烷分子中碳、氢原子在空间的分布，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】正四面体型结构,C在中心,4H在顶点. 【讨论与思考】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】分别用两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一种。而若甲烷分子呈平面正四边形，则其二氯代物可以有两种：

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。

【展示】甲烷分子的正四面体的空间结构。

【板书小结】甲烷的分子式、电子式、结构式。

【提问】甲烷的物理性质如何？

【板书】二、甲烷的物理物质

无色无味气体，难溶于水，比空气轻。

【设问】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? 【板书】三、甲烷的化学性质

1．

氧化反应：CH4 + 2O2

CO2 + 2H2O

【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。

【回答】量筒内气体黄绿色褪去、有白雾，液面不断上升、内壁有油状物质生成。

【讲述】这说明甲烷与氯气发生了反应。

【板书】2、甲烷与氯气反应

【多媒体动画】取代反应及反应机理

【讲述】反应中生成的一氯甲烷可与氯气继续进一步反应，依次有生成了难溶于水的油状液体：二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷（四氯化碳）

【讲解】有机化学的反应中往往发生副反应,所以在有机化学方程式中用箭号来代替等号

【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气体，二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷都是不溶于水的液体，所以量筒内气体黄绿色褪去、有白雾，

液面不断上升、内壁有油状物质生成。

【讲述】甲烷是一种重要的化工原料，利用甲烷可以制取许多化工原料。

【小结观看PPT1--7】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四价(即构成四个共价键)，再理解有机物的结构和性质。甲烷的分子结构是正四面体，它的主要化学性质是能发生取代反应。

【提问】取代反应与置换反应区别？

【学生讨论】取代反应与置换反应区别

，并归纳。

【放映PPT8】

【课堂练习】PPT9---10 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

4.在一定条件下能与甲烷发生反应的 [ ] A.浓硫酸

B.氢氧化钠溶液 C.溴蒸汽

D.高锰酸钾溶液 5.下列物质：①金刚石②白磷③甲烷④四氯化碳，其中分子具有正四面体型的是[ ] A. ①②③ B. ①③④ C .②③④ D. ①②③④

6.光照混合在试管中的甲烷和氯气的混合气体后，拔开试管塞，在实验不可能观察到的现象是 [ ] A.试管中气体的黄绿色变浅.B.试有火星出现C.试管壁上有油状液滴出现 D.试管口有白雾

【作业】

本节课后练习册

附：板书设计

第一节

最简单的有机化合物——甲烷

一、

甲烷的分子组成和结构

分子式

CH4

电子式

立体结构：正四面体型

结构式

二、甲烷的物理性质（无色无味气体，难溶于水，比空气轻）

三、甲烷的化学性质

1．氧化反应：CH4 + 2O2

CO2 + 2H2O

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