第一单元 化石燃料与有机化合物教案设计范例

《最简单的有机物-甲烷》教学设计

一、教学背景

（一）教材分析

《甲烷》内容选择于苏教版高一化学（必修2）第三章第一节，

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，烃是一切有机物的主体，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，因此本节内容对帮助学生树立正确的学习有机物的学习方法有重要的作用。 （二）学情分析

初中化学就介绍了甲烷的燃烧反应和一些主要的用途，高中化学必修2第二章也介绍了部分物质结构的知识，为学好本节内容提供了前提条件。

本节课将主要介绍以甲烷为代表的烃的分子结构、性质和主要用途，以及它们的性质与分子结构的关系，让学生掌握好甲烷这一节的知识，能为学生学习烃及烃的衍生物等有机内容奠定良好的基础。

二、教学目标：

1、掌握甲烷的结构，通过实践活动掌握甲烷的结构式和甲烷的正四面体结构

2、了解甲烷的化学性质，通过实验探究理解并掌握甲烷的取代反应原理

三、教学重点难点：

（一）教学重点：甲烷的结构特征、取代反应；

（二）教学难点：甲烷的结构特点，帮助学生建立有机物立体结构模型和甲烷的取代反应。

四、教学用具：

PPT课件，

五、教学方法：

实验探究、多媒体辅助、讨论、讲解、练习

六、教学过程：

多媒体播放视频一则瓦斯爆炸的新闻，引起学生的重视。了解瓦斯爆炸的危害性如此之大。

[揭题]板书：最简单的有机化合物-甲烷

【学习过程】

我会展示课前准备好的甲烷的球棍模型并讲解之后由学生完成学案上的甲烷的分子结构。

[学生活动]上台板演

Ⅰ.甲烷的分子结构

分子式

电子式

结构式

空间结构

CH4

1

[问题]上？

从甲烷的电子式是否可以推断甲烷分子中

碳原子和四个氢原子都在同一个平面【实践活动1】

观察图３－１所示的Ｃ与Ｈ空间位置关系。试用原子结构拼插模型（或用橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙签、火柴棍等代用品），自制甲烷的分子模型。

【实践活动2】裁一段长25cm、宽8.7cm的矩形纸板或硬纸

条，按下图所示方式，裁去两头的小三角，按虚线向内折成如图３－１所示的正四面体，其顶点分别为甲烷中４个氢原子的位置，中心是碳原子。3-1 甲烷分子结构示意

学生通过自己动手制作更深刻的了解甲烷的正四面体结构。我会找一位同学上来讲解甲烷的正四面体结构并强调甲烷的碳原子在中心，四个氢原子在正四面体的顶点加深对立体结构的理解。

[过渡]至此，我们对甲烷的结构有了进一步的认识。甲烷的结构决定了甲烷具有什么样的性质呢？这是本节课的重点。

[板书]二、甲烷的性质

结合学生们的生活常识得出以下的结论。

[板书]1、物理性质

甲烷是一种无色、无味的气体，密度是0.717 g/L（标准状况），极难溶于水。

[问题]：结合高中常考知识点根据上述甲烷的物理性质,你知道如何收集甲烷吗?

2

学生们很快得出结论。

甲烷的收集方法:

1、由于甲烷密度比空气小，所以能用瓶口向下排空气法收集。

2、由于甲烷难溶于水，所以能用排水法收集。

[过渡]学习了甲烷的物理性质我们要重点研究它的化学性质。

[探究活动]根据以上预测，分别设计甲烷能否与高锰酸钾溶液、溴水、盐酸、氢氧化钠溶液、氧气、氯气反应的探究性实验。

[学生活动]小组讨论后汇报讨论结果

[设问]1.点燃甲烷前应注意什么？

2.如何定性检验甲烷的产物？

点燃

[学生活动]上台板演：CH4 + 2O2→CO2+2H2O

[板书]2、化学性质

⑴甲烷较稳定，不与水、高锰酸钾溶液、溴水、盐酸、氢氧化钠溶液等物质反应。

点燃

⑵甲烷的氧化反应：

CH4+ 2 O2

→CO2+2H2O

[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。

【

科学探究：甲烷与Cl2的反应】

多媒体播放视频

1.你从实验中得到哪些信息？

2.从所得的实验信息中你能得到哪些启示？

3

分析上述实验中所观察到的现象，从中可以得到哪

些结论？

[学生活动]完成学案并进行讲解

实验操作

光照下反应

试管内气体颜色逐渐_____变浅___；试管内壁有_油状暗处下反应

不反应

________________。

实验现象

液滴______出现，且试管内液面___上升____；水槽中有__晶体______析出。

实验结论

Cl2和CH4的混合气体需要在_光照下__才发生反应，无光照时，___不反应__________。

3

CH4+Cl2

→

CH3Cl+HCl CH3Cl +Cl2

CH2Cl2+HCl 光

CH2Cl2+ Cl2

CHCl3+HCl

CHCl3+ Cl2

光

CCl4+HCl 有关化学方程式

（CH4与Cl2的取代反应逐步进行，相关化学方程式应分步书写；另外，有机反应比较复杂，常伴随很多副反应发生，因此有机反应方程式常用“→”而不用“==”）

[板书]⑶取代反应

取代反应的概念：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取代的反应叫取代反应。

光

氯气与甲烷的取代反应方程式CH4+Cl2

→

CH3Cl+HCl [提问]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？

[学生活动]完成甲烷与卤素单质取代反应的特点：

__气__态卤素单质和甲烷在__光照_____条件下反应（与氯水、溴水等不反应）；生成物包含___氯化氢____和各种____氯代烃_______的混合物，其中___氯化氢_____的量最多。该反应取代1mol H原子，消耗___1__mol X2，生成__1___mol HX 【实践活动3】

1.请同学们用表演的方式展示一下甲烷与溴蒸汽的取代反应生成一溴代物的过程。2.写出反应的化学方程式。

[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。取代反应是甲烷的特征反应。

七、布置作业：

1、完成课本P65课后习题1、2、3、5、6 2、查阅资料，从反应形式、反应条件、反应的方向和可逆性等几个方面比较取代反应和我们学习过的置换反应有什么区别？

八、板书设计：

最简单的有机化合物-甲烷

一、甲烷的分子组成和分子结构

1、分子组成：CH4 2、分子结构：电子式： 结构式：

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。

二、甲烷的性质

1、物理性质

甲烷是一种无色、无味的气体，密度是0.717 g/L（标准状况），极难溶于水。

2、化学性质

⑴甲烷较稳定，不与水、高锰酸钾溶液、溴水、盐酸、氢氧化钠溶液等物质反应。

4

⑵甲烷的氧化反应：

CH4+ 2O点燃2→CO2+2H2O

⑶取代反应

取代反应的概念：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取代的反应叫取代反应。

光

氯气与甲烷的取代反应方程式CH4+Cl2

→

CH3Cl+HCl 光

CH3Cl +Cl2

CH2Cl2+HCl 光

CH2Cl2+ Cl2

CHCl3+HCl

CHCl3+ Cl2

光

CCl4+HCl [教学反思]

学习甲烷的性质时，利用学生探究活动、演示实验以及多媒体投影等多种教学手段，把微观抽象的内容具体化形象化，既有利于学生的理解，又激发了学生的学习兴趣，对本节课的学习重点取代反应的实质也有比较深刻的理解。在实际教学的过程中，甲烷的空间构型的探究活动这一块要注意控制时间，否则很容易让这一块内容占用了大部分时间，而没有充分的时间来让学生理解取代反应的实质。

本节课的学习，体现了以学生为主体的引导探究法，帮助学生运用已学过的知识与技能，去探索新的概念和规律，培养了学生良好的科学态度。教给学生一种思考问题的方法，通过创设问题、讨论问题、从而解决问题，加深学生对教学内容的理解，更重要的是有利于培养和发展他们的思维能力。

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