第一单元 化石燃料与有机化合物公开课教案

《天然气的利用 甲烷》教学设计

蠡县中学 张志强

一、教学目标：

（一）知识与技能目标：

1.知道化石燃料的主要成分，认识综合利用甲烷对于充分利用自然资源、环境保护及保障国民经济可持续发展等方面的意义；

2.认识甲烷的分子组成、结构特征、主要化学性质及应用，初步认识取代反应的概念；

3.了解有机化合物分子中基团——甲基的概念；

4.知道可燃性气体在保存、点燃中的安全问题。

（二）过程与方法目标：

5.通过观察分析、合作讨论等开放的问题情境，从中体验科学探究的乐趣，形成探究、合作的学习方式；

6.通过甲烷的取代反应的教学，掌握从具体到一般的抽象概括方法。

（三）情感态度与价值观目标：

7.通过结合贴近学生生活实际和国民经济建设实际，激发学生学习有机化学的兴趣，让学生体验到学习有机化学“有趣、实用”的思想情感；

8.通过从学生已有的经验和知识出发，让学生从身边及生活中常见的有机物入手学习最基本的有机化学知识，了解学习有机化学的价值。

二、教学重点难点：

（一）教学重点：甲烷的分子组成、结构特征、主要化学性质（燃烧反应和取代反应）；

（二）教学难点：取代反应的概念以及取代反应与置换反应的区别。

三、教学用具：

PPT课件，课本P59“观察与思考”中的相关实验仪器及药品

四、教学过程：

[提问]你知道化石燃料包括哪些物质吗? [学生]预期回答：煤炭、石油、天然气等。

[投影]有关煤炭、石油、天然气等图片，并进行如下小结。

[小结]化石燃料是指煤炭、石油、天然气等这些埋藏在地下不能再生的燃料资源。（正由于化石燃料的“不可再生性”，结合目前全球出现的能源危机，简述合理开采和利用化石燃料的必要性和紧迫性。并通过介绍我国实施“西气东输”工程和开采南海、东海海底的“可燃冰”的实物样品，以激发学生的自豪感。）

[揭题]板书：天然气的利用 甲烷

[投影]交流与讨论：

1.已知在标准状况下甲烷的密度是0.717g/L，含碳75%，含氢25%（质量分数）。利用这些数据怎样确定甲烷中碳、氢元素的质量比、原子个数比和分子式？

2.写出甲烷分子的电子式，说明它的分子结构特点。

3.已知1mol甲烷在通常情况下完全燃烧放出890kJ·mol―1热量，写出甲烷燃烧的热化学方程式。

[小结]确定有机物分子式的一般方法是，求1mol分子中所含元素原子的物质的量。已知气体的密度，可求得1mol该分子的质量，然后通过质量分数的换算求得各元素原子的质量，进而求得其物质的量即可。

[板书]一、甲烷的分子组成和分子结构（边介绍，边展示，分子结构模型）

1.分子组成：CH4

2.分子结构：电子式：（略） 结构式：（略）

3.分子结构特点：正四面体型结构，呈高度对称状，而且C—H键比较牢固。

[板书]二、甲烷的性质和用途

[展示]贮存甲烷气体的装置，并结合甲烷的式量，让学生判断甲烷的部分物理性质。

[学生]预期回答：颜色、状态、水溶性及密度（比空气轻）等。

[教师]及时补充“气味和难液化”的性质，并指出甲烷在通常情况下比较稳定。但甲烷在点燃的情况下可以安静燃烧，那么其完全燃烧后的产物是什么？请写出其热化学方程式。

[学生]上台板演：CH4(g) + 2O2(g)—→CO2(g)+2H2O(l)，∆H = ―890kJ·mol―1

[探究活动]引导学生结合课本P59对甲烷完全燃烧产物的检验方案的讨论，并对学生进行可燃性气体在保存、点燃中的安全问题教育。

[演示实验]组织学生观察与思考。

[投影小结]

表3―1 甲烷燃烧的实验

检验产物

燃烧现象

方 法

甲烷安静燃烧，产生淡蓝色火焰

用内壁涂有澄清石灰水的小烧杯内壁有白色悬浊液生烧杯罩在火焰上

成

有二氧化碳生成

现 象

结 论

有水生成

用干燥的小烧杯罩在火焰上

烧杯内壁有液珠生成

（对学生进行文字规范化能力的培养）

[过渡]甲烷除了在点燃条件下跟氧气反应外，还会在光照情况下跟氯气反应。下面请观看该实验的录像。

[播放录像]甲烷与氯气的取代反应，边引导学生观看实验录像，边提示学生在观察重点实验现象时思考产生这些现象的原因。

[板书]以生成一氯甲烷的反应为例，其余依次类推。

[讲授]取代反应的概念及原理。

[动画演示]甲烷的取代反应及化学方程式。

[投影]取代反应的概念（引导学生分析概念部分的关键词，并组织学生讨论取代反应与无机化学中的置换反应的区别），并思考：CH4与Cl2反应后产物有几种？哪些是有机化合物？哪种产物最多？

[投影]甲烷的三点利用及图片（通过结合贴近学生生活实际和国民经济建设实际，激发学生学习有机化学的兴趣，让学生体验到学习有机化学“有趣、实用”的思想情感）

[课堂小结]甲烷的化学性质通常情况下比较稳定，但在一定条件下可以发生燃烧反应、取代反应和热解反应。它主要取决于甲烷稳定的正四面体结构。

[巩固练习

1、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

2、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

3、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

4、甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是正方形的平面结构，理由是[ ]。

A CH3CL 只有1种

B CH2CL2只有1种

C CHCL3只有1种

D CH4 中的键角和键长都相等

[布置作业]

1.预习P61-64烷烃及其同系物、《石油炼制 乙烯》

2.“可燃冰”是深藏在海底的新能源，是外观像冰的甲烷水合物。我国南海海底有极其丰富的“可燃冰”资源。

（1）设想把它从海底取出拿到地面上会发生什么变化？

（2）已知每立方米这种固体释放164m3的甲烷气体，试计算这种固体中水与甲烷的物质的量之比（设该固体的密度为1g·cm―3，且气体体积已换算为标准状况）。