第一单元 化石燃料与有机化合物特级教师教学实录

《天然气的利用——甲 烷》教学设计

第一课时

课题

课标分析

天然气的利用——甲烷

课型

新知识课

课程标准中关于本节课的内容标准是：认识化石燃料综合利用的意义，了解甲烷、乙烯、苯等的主要性质。

课程标准标对本节课教学内容的基本要求是在初中的基础上进一步学习与人类生存和发展密切相关的一些有机化合物的重要知识；并不特别要求去追求知识的系统性和知识迁移。

教材分析

1、地位和作用：

本节来自于苏教版必修2第三章第一节，是本章的一个重点，也是高中化学的重点之一。这是学生在高中阶段首次接触有机物结构与性质方面的内容。有机化学是化学学科的重要分支，烃是有机物的主体，而甲烷是烷烃的最简单且最典型的分子，从它可以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学习模式，对它的充分理解将对后续的有机物学习产生极大的影响。因此，这节内容的学习尤为重要，利于培养学生正确的有机物学习方法。

2、教材内容分析

必修模块的有机化学内容，没有完全考虑有机化学本身的内在逻辑体系。教材的起点低，强调知识与应用的融合。以典型有机物甲烷为切入点，从学生已有的生活背景知识出发，介绍甲烷的结构、主要性质以及在生产、生活中的应用。不盲目扩充代表物的性质和内容，不涉及类物质的性质，从结构的角度适当加以深化，建立有机物“结构—性质—用途” 的认识关系。

学情分析

根据心理学研究表明：高一学生正处在求知欲强、好胜心强、兴趣广泛；但稳定的情感、态度、价值观尚未形成，自我认识能力不足，思维活跃但不深刻的阶段，这些是我们应该充分认识到的。

学生通过初中的化学学习，已经知道甲烷是一种化石燃料，知道甲烷容易燃烧，并且对甲烷的分子式、存在和应用有了一定的了解，能从甲烷的组成上认识燃烧反应的产物。本章教学再次选择甲烷，主要考虑甲烷是最简单的有机物，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。因此，本节教学的设计，要在学生初中知识的基础上，体现认识的渐进发展性原则；同时，考虑到学生前面已经具有了一些有关物质结构的上位概念，应当在有机化合物的学习中紧紧抓住结构

1

与性质的关系，在学生的头脑中逐步建立有机物的立体结构模型，帮助学生打好进一步学习有机化学的基础。

教学目标

知识与技能：

1.了解甲烷的存在、物理性质、用途。

2.掌握甲烷分子的化学式、电子式、结构式、空间构型。

3.掌握甲烷的化学性质（通常稳定、取代反应、氧化反应、高温分解）。

4.理解取代反应的概念。

过程与方法：

1、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。

2、在重点掌握甲烷化学性质的过程中，逐渐理解“结构决定性质，性质反映结构”，并学会迁移运用。

3、了解有机化学研究的对象、目的、内容和方法，初步学会化学中对有机物进行科学探究的基本思路和方法。

4、通过观察记录实验现象和总结实验结论来培养学生科学实验的观察能力、思维能力。

情感态度与价值观：

1、认识化学微观世界分子结构的立体美。

2、通过学生合作进行模型制作明确甲烷分子的空间构型，欣赏天然气应用的图片，观赏甲烷和氯气反应机理的动画以及联系生产生活实际等设计内容，激发学生学习兴趣，力求形成长久稳定的化学学习动机以及探究新知的欲望。

3、通过本节课的学习，初步形成严谨、有序地分析问题、解决问题的科学态度及科学方法。

4、与日常生活紧密结合，了解甲烷对于人类日常生活及身体健康的重要性，形成环保意识及关心能源、社会问题的意识。

教学重点

教学难点

教学策略

教学手段

甲烷的分子结构、主要化学性质（燃烧反应和取代反应）

甲烷分子的空间立体结构、甲烷的取代反应

1. 采用图文并茂的多媒体展示，激发学生学习兴趣，层层推进；

2. 创设问题情境，吸引学生有意注意；

3. 通过展示模拟实验组织学生进行实验观察、对比、分析、讨论、归纳。

PPT等多媒体课件、黑板

教 学 过 程 设 计

2

教学环节

教师活动

媒体展示：

我国天然气资源，“西气东送”工程及其学生活动

设计意图

从自然界和日常生活中与人类相关的有机化合物入手，激发学生的学习兴趣。

激趣导入观看资料，加强对意义和神奇的可燃冰。

天然气的认识。

参考资料：西气东输视

频

参考资料：可燃冰及利用

【引入】天然气的主要成分是什么？

【板书】一、甲烷

下面我们以甲烷为例，来研究有机化合物的性质。

【提问】首先大家能否

写出甲烷的化学式、电书写：CH4 子式？

这种用短线来表示一

对共用电子的图式叫

；

探究甲烷的组成和可燃性

回答：甲烷

提出本节学

习内容，明确本倾听 回忆自己对甲烷节学习目标。

的已有认识。

提出问题结构式。

甲烷的电子式和结构式只能表示甲烷中碳、氢原子的结合方式，但不能表示甲烷分子中原子在空间的排布情况。这个问题在后面我们将会继续学习

【板书】甲烷的结构

知道了结构，你知道它

加深记忆；

为学习新知识做

铺垫，做到温故 而知新。

回答：它是一种无色无

有哪些物理性质？

味的气体，难溶于水，【板书】甲烷的物理性可以燃烧。

质 设计实验方案【引导】你们说甲烷的激发学生思化学式是CH4 ，那你能思考、分组设计实验方考、研究问题的否通过设计实验来证案。

求知欲，培养学明它的组成中含有碳

生实验设计能和氢两种元素？（要求力。

3

学生以组为单位进行设计实验方案） 【指导交流】学生小组交流各组可能设计的实间进行交流设计的实验方案：

验方案。 方案一：点燃纯净甲烷气体，将燃烧产物培养学生的合作依次通过无水硫酸铜和意识。

澄清石灰水，观察现象。

方案二：点燃纯净

【评价反馈】从方案的安全性、便捷性、可操作性等方面考虑引导学生选出最佳方案。

甲烷气体， 将燃烧产物依次通过浓

硫酸和澄清的石灰水，

观察现象，称量浓硫酸

的质量。

方案三：点燃甲烷培养综合分气体，在其火焰上方罩析能力和考虑问一只干燥的小烧杯，观题的全面性。

察；另取一只蘸有澄清石灰水的小烧杯，观察。 （其他方案略）。

反馈：方案三

探究甲

烷的组成和可燃性实验小结

实验探究【指导实验】

要求两学生代表操作演示设计实验方案三，其他同学观察实验现象，归纳甲烷的物理性质和燃烧现象。

【强调】

实验操作注意事项。

参考资料：甲烷的燃烧

【设疑】这些现象说明什么？（指导学生分析实验现象，得出结论，并书写反应化学方程式）

【板书】

甲烷的化学性质：

观察、记录实验现象。

培养观察现象、逻辑思维能力和实验操作能力。

讨论、交流得出结论：

说明甲烷可以燃

烧，燃烧后有水和二氧

化碳生成。据质量守恒培养分析实定律可分析得知甲烷中验现象的能力。

含有碳、氢两元素。

点燃

CH4+2O2 CO2+ 2H2O

Ca(OH)2+CO2=CaCO3 +H2O 4

应用拓展【思考】我国的许多煤矿都是瓦斯煤矿,容易发生瓦斯爆炸事故,造成人员伤亡和财产损失.请你分析,在什么情况下容易发生矿井瓦斯爆炸?对此应该采取哪些安全措施?”

【过渡】甲烷除具有可燃性外，还有哪些化学性质？

【实验演示】P61 “科学探究”

甲烷与氯气的反应

教师活动

参考资料：甲烷与氯气的反应

结合甲烷的可燃培养分析、性利用课本“资料卡片”解决实际问题的回答：在甲烷的爆炸极迁移应用能力。

限内（5%--15.4% ）；煤矿内通风良好，定期的检查甲烷的含量。

提出新问提出问题，引发思考，激发兴趣。

思考

教学环节

实验

学生活动

设计意图

给学生提供在老师的指导下进行实验探究的机会，并通过讨论培养自己的观察实验现象，分析并解释实验现象以及归纳信息的能力。

探究甲烷探究甲烷与氯气的反应

氯气反应

结构及其与

认真观察实验现【指导观察】观察现象，并以小组为单位进象，并组织讨论：

行讨论，得出一些有关1、你从实验中得到哪实验的信息，再进行交些信息？

流。

2、从所得信息中你能获得哪些启示？

5

老师把学生说到

实验分析的现象总结

（1）色变浅：说通过观察总结实验明氯气参与了反应，导现象并能解释原因

致混合气体的黄绿色

变浅；

（2）水上升：说明反应后气体体积的减少而使水位上升；

（3）出油滴：说明反应后有难溶于水的有机物生成；

【板书】甲烷的取代反应

【媒体展示】甲烷的球棍模型和比例模型；甲烷与氯气反应的微观模拟动画。

参考资料：甲烷取代反应机理

三维动态甲烷

【让学生观察并回答】

甲烷的成键情况及空间结构；这样的结构对性质的影响；甲烷的取代反应历程。

【强调】有机化学反应方程式必须用“→”连接，一般不用“=”。

【投影】：（小结）

1、甲烷的结构(见附) 2、结构特点：正四面体（立体）；比较稳定；

3、取代反应：有机化合物分子里的某些原子（或原子团）被观看，思考甲烷的结构及与氯气反应的历程。

自己能书写化学方程式

光

CH4

+ Cl2—→CH3Cl + HCl

倾听，思考

教给学生观察实验、分析现象、归纳结论方法，培养分析、推理和综合能力。

合作探究甲烷结构及其与氯气反应的历程给学生一种直观的感觉，并帮助学生理解取代反应的本质，培养学生学习兴趣

。

构气及反其应与

探

究甲烷在学生的头脑中逐渐建立有机物的立体结构模型，帮助学生

打好进一步学习领悟，记忆，整理笔记。

的方法论基础。

氯结

6

知识拓展其他原子（或原子图）代替的反应叫做取代反应。

1、取代反应和置换反应的比较

2、甲烷的四种氯的取代产物的性质和用途

3、甲烷受热分解

学生自己比较、讨培养学生动脑思论、总结前两个问题，考的习惯和总结加深对取代反应的理解

问题的能力

课堂小结知

识 延

伸

回答：非常重要的能源，【提问】甲烷有什么用燃烧后生成二氧化碳和途？有什么优点？

水，无污染。

【引导】通过这节课的

学习，你有什么收获？

让学生自己整理本节课1、甲烷分子的结构特学习的知识

点；说明“甲烷分子是正四面体结构”最基本的实验事实是什么？

2、甲烷主要存在于哪些物质中，有什么样的物理性质

3、甲烷的化学性质有哪些？

4、什么是取代反应？它与置换反应有什么区别？

【作业】 课后练习 1、3、4、6、思考完成

9、10题

渗透环保、能源问题，关注社会。 学习方法渗透，建立从结构角度学习有机物性质的有机化学学习模式；明确结论，紧扣目标，知其所以然。

板书设计：

一、甲烷的元素组成与分子结构

分子式：CH4 电子式： 结构式：

二、甲烷的物理性质：

三、甲烷的化学性质： 通常情况下，甲烷稳定

点燃

1、甲烷的可燃性CH4+2O2 CO2+ 2H2O 2、甲烷的取代反应

光照

光照

CH4+Cl2 CH3Cl +HCl CH3Cl+Cl2 CH2Cl2 + HCl CH2Cl2+Cl2 CHCl3 + HCl CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl

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巩固课堂知识，及时反馈。

光照

光照

3、甲烷受热分解：CH4

C+2H2

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