(公开课)甲烷教学设计

2020-03-02 13:55:58 来源：范文大全收藏下载本文

主题：第三章第一节

最简单的有机化合物——甲烷

第一课时——甲烷的化学性化学组王英

一、教学目标：  知识与技能：

1．了解甲烷在自然界中的存在和用途； 2．认识甲烷的正四面体结构； 3．了解甲烷的物理性质和化学性质。  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．让学生体会由结构推性质和由性质推结构的过程与方法，形成严谨的学习态度。  情感态度与价值观：

1．使学生初步掌握研究物质的方法—结构解析、推测物质可能的性质，培养学生严谨的科学态度和积极的探索精神；

2．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。

二、教学重点、难点：



重点：甲烷的结构特点和甲烷的化学性质。



难点: 甲烷的结构和甲烷的取代反应

三、教学方法：

讲授、讨论、实验探究、多媒体辅助、小组合作、类比等教学方法。

四、教学用具：

PPT课件，课本P61“科学探究”中的相关实验仪器及药品

五、教学过程：

 环节一：导入新课（1分钟）

【新闻导入新课】有关2014年7月8日新疆“大黄山”瓦斯爆炸新闻导入课题。

【过渡】新闻中的“气”指什么气体？主要成分是什么？为了合理开发并利用这些新能源,我们今天要来研

究天然气的利用以及它的主要成分甲烷的性质.。【板书】§3-1 最简单的有机物——甲烷

【介绍】本节课学习目标及本节课重难点。

 环节二：自主学习检测

【讲】现在我们以抽签题号答题方式进行。并讲述答题规则。

【课件】展示7个数字，让点到名字的学生任意选择题号准确答题。（4分钟）

1、甲烷的存在（C层次学生回答）

2、甲烷的物理性质

3、甲烷的组成与结构（C、B层次学生上黑板写）

化学式：____________ 电子式：____________ 结构式：____________空间结构：___________

4、甲烷的稳定性

5、是一道空题，给学生惊喜，且能加上1分

6、甲烷的氧化性

7、取代反应概念的理解

【学生板书】1.分子式：CH4

2.电子式：

3.结构式：

CH4（g） + 2O2（g）

【评价】教师点评并用课件展示答案。  环节三：重点、难点探究 

1、甲烷的分子构型

【过渡】能不能通过结构式得出甲烷的分子构型就是平面正方形呢？

【合作探究1】探究问题：能不能通过结构式得出甲烷的分子构型就是平面正方形呢？为什么？如果不是，那甲烷分子中的原子在空间是如何分布的？要求：小组讨论2分钟，展示答案不超过2分钟。【小组讨论】（2分钟）

【A层次学生展示答案】不能，如果是平面正方形结构，C—H键之间的夹角是90°和180°，再有，甲烷分子中4个C—H键的长度和强度都是相等的，且每两个C—H键之间的夹角，都是109°28′,也相等。不符合客观事实。甲烷应该是正四面体结构，其中碳原子位于正四面体的中心，四个氢原子分别位于正四面体的顶点。。【教师点评】分析得很好，本组可以加上3分。

【补充】这样看来甲烷的结构式并不能代表其真实的空间构型，但是为了简便起见，一般只写有机物的平面结构式。 【展示】为了加深同学们理解和记忆，我们再一起来观察甲烷分子的球棍模型和比例模型。（实物展示）甲烷分子的球棍模型和比例模型：【动画】演示甲烷正四面体结构。

CO2（g） + 2H2O（l）

【小结】甲烷的结构特点：甲烷分子是以碳原子为中心，四个氢原子为顶点的正四面体结构，其中四个C—H键

的键长都是相等的、键角都是109°28′。【课件】展示甲烷的结构特点。  小试牛刀

【课堂练习】能够证明甲烷分子空间结构为正四面体的事实是（D

）

A.甲烷的四个碳氢键的键能相等 B.甲烷的四个碳氢键的键长相等 C.甲烷的一氯代物（CH3Cl）只有一种 D.甲烷的二氯代物（CH2Cl2）只有一种



2、甲烷的性质

【过渡】我们知道，物质的结构决定其性质，那么甲烷的正四面体型结构决定其具有哪些化学性质？【板书】性质

1.甲烷的物理性质略（自学测试环节已经讲述不再重复）

2、甲烷化学性质【板书】

【过渡】同学们都知道酸性高锰酸钾溶液氧化性很强，那甲烷能否也一样能使酸性高锰酸钾溶液褪色？现在我们就一起来观看这个实验现象。

【实验视频】把甲烷通入盛有酸性高锰酸钾溶液中，观察紫色的高锰酸钾溶液是否褪色。

【实验现象】酸性高锰酸钾溶液没有褪色。

【结论】不仅仅是酸性高锰酸钾，把甲烷通入溴水中、强酸强碱也都不发生反应。

【引导】我们知道，化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成。甲烷与强酸强碱强氧化剂不发生反应，说明什么？

【学生答】甲烷分子中的C—H键比较牢固，不易断裂，所以通常条件下，甲烷性质稳定。【板书】（1）.通常条件下，性质稳定。

【过渡】我们都知道一般有机物都可以燃烧生成CO2和H2O，同样最简单的有机物——甲烷也可以与氧气在点燃条件下反应生成CO2和H2O。

【板书】（2）.氧化反应

CH42O2点燃CO22H2O

【引导】现在请同学们注意观察甲烷气体燃烧时的想象，并思考如何检验其燃烧产物。【实验视频】甲烷的燃烧。

【合作探究2】如何验证甲烷的燃烧产物？（1分钟）

【学生展示】在火焰的正上方罩一冷而干燥的烧杯，看到烧杯内壁上有水滴生产，将烧杯快速倒过来，

往烧杯中加入澄清石灰水，振荡，石灰水变浑浊。说明产物有水、二氧化碳。【学生点评】说出该学生的观点。

【师点评】两个小组同学都很认真，回答正确，给他们都加上3分。【讲】甲烷燃烧产物是CO2和H2O，无污染，且放出大量热，是很好的气体燃料，现在有很多出租车用的就是

天然气，经济又环保。可以造福于人类。但必须注意，如果空气中甲烷含量达到5%-15%时，遇到火花就会立即爆炸，所以煤矿矿井里必须采取安全措施，如通风、严禁烟火等，以防止甲烷与空气混合物的爆炸事故发生。因此，甲烷气体在点燃前需要验纯。

【设疑]】请大家观察这个化学反应方程式与我们以前学习的有什么不同？是什么原因呢？

【学生回答】化学方程式中间用（箭头）而不是用（等号），这主要因为有机物参加的化学反应往往比较复杂，副反应比较多，我们写出来的是其主要反应。

【过渡】甲烷除了能在点燃条件下与氧气发生氧化反应外，还能在光照条件下，与氯气发生反应。【板书】3.甲烷的取代反应

【讲】在看这个实验视频前，交给同学们两个任务：

一、观察并描述实验现象；

二、思考产生现象的原因。【实验视频】甲烷和氯气在光照条件下的取代反应。

【描述】现象：氯气的黄绿色逐渐变浅；量筒内壁产生油状液滴

；量筒内液面上升；量筒内有少量白雾。【课件】展示实验条件：光照；

实验现象：1.氯气的黄绿色逐渐变浅；2.量筒内壁产生油状液滴

；3.量筒内液面上升；4量筒内有少量白雾。【合作探究3】分析产生这些实验现象的原因。（2分钟）

【展示答案】颜色变浅，说明CH4和Cl2的混合气体在光照下发生了化学反应；量筒壁上出现油滴，说明反应中生成了新油状物质；试管内液面上升，说明随着反应的进行，试管内的压强在减小，即气体总体积在减小；

量筒内有少量白雾，说明有HCl生成。【学生点评】说出该学生的观点。

【师点评】两个小组同学都很认真，回答正确，给他们都加上3分。

（动画模拟）学生观看甲烷与氯气发生取代反应的教学动画，教师一边解释反应原理。

【讲】上述反应没有到此终止，CH3Cl与Cl2继续依次反应。现在请同学们试写出其余方程式。

光

【学生板书】 CH3Cl＋Cl2――→CH2Cl2＋HCl；CH2Cl2＋Cl2――→CHCl3＋HCl；CHCl3＋Cl2――→CCl4＋HCl

止，那甲烷与氯气的产物应该有几种？哪一种物质最多？

【答】五种，生成了四种有机物，一种无机物氯化氢，氯化氢最多。

【讲】这四种取代产物都难溶于水，常温下，一氯甲烷是气体，另外三种都是油状液体。【讲】甲烷与氯气的取代反应是一种连琐反应，第一步反应一开始，后续反应立即进行，且前面的反应也没有停【过渡】刚才我们用方程式分析了甲烷与氯气的取代反应，再通过动画来模拟这个反应，请同学们归纳取代反应的概念。

【动画演示】甲烷与氯气的四步取代反应

【学生】像这样，有机物分子里的原子或原子团被其它原子或原子团替代的反应，被称为——取代反应。。【课件】判断下列反应属于取代反应的是（

）高温A．CH4――→C＋2H2 B．2HI＋Cl2===2HCl＋I2 点燃C．CH4＋2O2――→CO2＋2H2O 光D．CH4＋Cl2――→CH3Cl＋HCl 【小结】从以上几个取代反应，我们可以看出，取代反应的反应物可以有单质，也可以没有单质，生成物一般没有单质,而置换反应的反应物和生成物都有单质，取代反应和置换反应是不同的。

【强调】甲烷发生取代反应常注意的问题。

【课件】甲烷取代反应注意：反应条件是光照，暗处不发生反应，日光直射会爆炸；反应物是纯卤素；取代产物是4中卤代物的混合物。

【过渡】性质决定用途，甲烷燃烧放出大量热，可以做燃料，甲烷的取代反应有什么应用吗? 【讲】反应生成的一氯甲烷可做局部麻醉剂，三氯甲烷，四氯甲烷都是重要的有机溶剂，四氯化碳还可做灭火剂。所以说甲烷是化工生产的重要原料。

【合作探究4】学生总结本节主要内容。【板书】

四、用途

1.清洁能源

2.化工原料

【讲】甲烷的用途还不止这些，同学们有兴趣的话，可以在网上收集整理甲烷的更多用途。【总结】总结本节课所讲的相关内容。【布置作业】《化学固学案》P129相应习题。【板书设计】

第一节：最简单的有机化合物——甲烷

一、甲烷的结构

结构式：用短线来表示一对共用电子的图式叫结构式

立体结构：正四面体型