3.1.1最简单的有机化合物---甲烷

第一节最简单的有机化合物——甲烷（第1课时）【教学设计思路】甲烷〔《化学·必修2》（人教版普通高中课程标准实验教课书）第三章第一节〕的学习是学生较为系统学习有机物的开始。

本章教学先呈现甲烷内容，首先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；其次充分体现有机化学对国民经济发展和人们生活水平提高的重要作用，以及对自然资源的合理开发、综合应用及可持续发展的观点。

所以甲烷作为系统学习有机物的起始章的第一节内容，就显得其地位的特别突出和重要。

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概念，在有机化合物的学习中紧紧抓住结构与性质的关系，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的方法论基础。

本节内容是在学生通过初中学习，初步认识甲烷的燃烧反应和一些主要用途的基础上，进一步从甲烷的分子结构角度来认识甲烷的化学性质（氧化反应，取代反应）等。

学生在学习中需要初步应用已有的原子结构、化学键等基础知识，从宏观、微观的角度来全面认识甲烷。

但由于学生对教材的内容比较陌生，基本没有形成有机物的学习方法，空间想象思维较弱，所以在学习中应用辩证的的观点从结构理解性质有一定的困难。

因而在教学中通过模型制作来培养逻辑思维和空间想象力。

本节教材内容较少，学生对CH4又有一定的了解，若按教材内容简单设计和施教，只让学生了解CH4的分子结构和主要的性质，就难以激发学生的学习兴趣。

为了更好的激发学生的求知欲望，又能体现新课程的三维目标。

本课采用信息加工模式，充分体现化学和生活的紧密联系。

通过讲解甲烷的存在、用途、性质、结构，让学生以甲烷作载体去体会有机化学学习的内容和特点。

【教学目标】《知识与技能》知道甲烷的结构式，理解甲烷的空间结构和取代反应，掌握甲烷的化学性质。

最简单的有机化合物—甲烷知识点甲烷（Methane）是最简单的有机化合物，由一个碳原子和四个氢原子组成。

它的分子式为CH4，结构式为H- C- H ，其中一个碳原子的四个键都与氢原子形成共价键。

甲烷是一种无色、无味、无毒的气体，在标准大气压下和常温下是不溶于水的。

它是天然气的主要成分，也是地球上最常见的有机化合物之一甲烷在工业和能源领域具有重要的应用。

首先，作为一种燃料，甲烷广泛用于发电、供暖和燃料汽车等。

它燃烧产生的主要产物是二氧化碳和水，不会产生有害物质，对环境相对友好。

其次，甲烷也被用作一种原料，可以通过一系列的化学反应制备其他有机化合物，如乙烯和丙烷等。

甲烷的结构和性质是有机化学的基础，了解甲烷的性质对于理解其他有机化合物的性质也非常重要。

下面将介绍一些甲烷的重要知识点：1. 分子结构：甲烷的分子式为CH4，在它的分子中，碳原子形成四个单键，与四个氢原子形成共价键。

甲烷的碳原子是sp3杂化的，四个键的角度都是109.5度，形成一个平面四边形的结构。

2.化学性质：甲烷是一种稳定的化合物，不容易发生化学反应。

它具有较低的反应活性，不与大多数物质发生反应，但在高温和高压下可以与氧气发生反应，产生二氧化碳和水。

3.燃烧反应：甲烷是一种优秀的燃料，可以完全燃烧产生二氧化碳和水。

燃烧反应通常是一个放热反应，释放大量的能量。

这也是为什么甲烷被广泛用于发电和供暖的原因。

4.极性：甲烷是一种非极性分子，碳原子和氢原子从电负性上较为接近，所以甲烷的分子内部没有极性。

这也意味着甲烷与溶剂的相互作用较弱。

5.甲烷的氧化：甲烷可以被氧化为甲基自由基（CH3·）、反应类型被称为链反应。

甲基自由基是一种高度反应性的物质，可以引发许多有机反应，如氧化、取代、加成等。

6.甲烷在大气中的作用：甲烷是一种重要的温室气体，它可以吸收地球表面发出的红外辐射，从而造成地球的温室效应。

尽管甲烷相对于二氧化碳而言是一个较短寿命的气体，但它的温室效应是二氧化碳的20多倍。

最简单的有机物---甲烷甲烷是一种简单的有机物，化学式为CH4，它是一种无色，无味，可燃的气体。

甲烷在自然界中普遍存在，在化石燃料中也有大量的含量。

甲烷在能源产业中有重要的地位，它是一种非常优秀的清洁燃料，在环保方面有很多的优势。

甲烷的构成甲烷由一个碳原子和四个氢原子组成，它是最简单的烷烃，也是所有有机物中碳原子数目最少的一种。

甲烷的化学式为CH4，它的分子量为16.04。

甲烷的性质甲烷是一种无色，无味，可燃的气体。

它的密度为0.718 g/L，沸点为-161.5°C，熔点为-182.5°C，它的燃烧生成水和二氧化碳。

甲烷是一种很稳定的化合物，它不易反应，也不易受到化学腐蚀。

甲烷的来源甲烷在自然界中普遍存在，它广泛分布在沉积岩层中。

甲烷的天然来源包括化石燃料、沼气、生物质降解和地下油气等。

化石燃料是最主要的甲烷来源之一，包括煤、石油和天然气等。

甲烷的应用甲烷是一种优秀的清洁燃料，它被广泛应用于燃气灶、热水器、燃气发电机组等各个领域。

与其他化石燃料相比，甲烷在燃烧过程中不会产生二氧化硫和颗粒物等污染物，对环境的影响非常小。

甲烷还被用作化学原料，可以制备一些有机化合物，如甲醇、甲醛和丙烯等。

甲烷的危害甲烷作为一种可燃气体，也存在着一定的危害性。

在高浓度情况下，甲烷会形成爆炸性的混合物，如果不当处理，会对人们的生命和财产造成威胁。

此外，甲烷还是一种温室气体，会导致全球气候变暖，因此在甲烷勘探和利用过程中需要注意环保问题。

总的来说，甲烷作为一种简单的有机物，具有重要的经济价值和环保优势。

它的应用范围很广，对于保障能源安全和促进经济发展都有重要的意义。

同时，应该加强对甲烷的环境监管，减少对环境的污染和对气候的影响，实现可持续发展。

知识梳理1。

甲烷的性质：①氧化反应（燃烧）CH4+2O2――→CO2+2H2O（淡蓝色火焰,无黑烟)②取代反应（注意光是反应发生的主要原因，产物有5种）CH4+Cl2―→CH3Cl+HCl CH3Cl +Cl2―→CH2Cl2+HClCH2Cl2+Cl2―→CHCl3+HClCHCl3+Cl2―→CCl4+HCl在光照条件下甲烷还可以跟溴蒸气发生取代反应，甲烷不能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。

2. 烷烃的命名：(1）普通命名法：把烷烃泛称为“某烷”，某是指烷烃中碳原子的数目.1－10用甲,乙，丙，丁，戊，已,庚，辛,壬，癸；11起汉文数字表示。

区别同分异构体，用“正"，“异”，“新”。

如：正丁烷，异丁烷；正戊烷，异戊烷，新戊烷。

（2）系统命名法：①命名步骤：a找主链－最长的碳链(确定母体名称)；b编号－靠近支链（小、多）的一端；c写名称－先简后繁，相同基请合并.②名称组成：取代基位置－取代基名称母体名称③阿拉伯数字表示取代基位置,汉字数字表示相同取代基的个数CH3－CH－CH2－CH3CH3－CH－CH －CH32－甲基丁烷2，3－二甲基丁烷3。

同系物、同分异构体、同素异形体、同位素比较。

4. 烃的定义:仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，也称为烃。

5。

烃的分类：饱和烃→烷烃（如:甲烷）脂肪烃（链状)烃不饱和烃→烯烃（如：乙烯）芳香烃（含有苯环)（如:苯）6。

比较同类烃的沸点:①一看：碳原子数多沸点高。

②碳原子数相同，二看：支链多沸点低。

常温下，碳原子数1－4的烃都为气体.跟踪练习1．烃是( ）A。

含有C、H元素的有机物B。

含有C元素的化合物C. 仅由C、H两种元素组成的有机物D. 完全燃烧只生成CO2和H2O的化合物【答案】C2．以下关于甲烷的说法中，错误的是（）A. 甲烷是最简单的有机化合物B. 甲烷分子具有正四面体结构C。

甲烷分子中的4个C-H键完全相同 D. 甲烷分子中具有非极性键【答案】D【解析】A、甲烷是最简单的有机化合物，故A正确；B、甲烷的空间构型是正四面体,故B正确；C、甲烷分子中4个碳氢键完全相同，故C正确;D、甲烷分子中只有碳原子和氢原子形成的极性共价键，故D错误；故选D。

第1课时甲烷课题：§3.1 .1最简单的有机物——甲烷课时 1教学目的知识与技能1、掌握甲烷分子的空间结构特征，能够书写甲烷分子的结构式、电子式。

2、掌握甲烷的化学性质。

3、了解取代反应的特征。

4、了解甲烷的存在和甲烷的用途等。

过程与方法1、通过对甲烷的正四面体结构的认识，掌握分析四氯化碳、一氯甲烷、二氯甲烷和三氯甲烷分析结构的方法。

2、通过甲烷分子模型的分析，学会根据比例模型、球棍模型分析分子结构的方法。

情感态度价值观以甲烷的存在和用途等为素材，增强化学在人类重要作用的认识。

重点甲烷的化学性质难点甲烷跟氯气的取代反应知识结构与板书设计绝大多数含碳的化合物都是有机化合物( organic compound) 其中仅含碳和氢两种元素的有机物称为烃。

甲烷的性质一、甲烷的物理性质及其在自然界中的存在1. 存在：沼气、天然气、油田气、煤矿坑道气、可燃冰等2. 物理性质：无颜色、无气味、密度比空气小，极难溶于水。

二、甲烷的分子组成和结构1、甲烷的化学式(分子式)：CH42、电子式：3、结构式(structural formula)：结构简式：CH44、分子结构：对称的正四面体结构三、甲烷的化学性质1、甲烷的氧化反应---燃烧反应CH4(g)+2O2(g)−−→−点燃 CO2(g)+2H2O(l)现象：火焰呈淡蓝色、烧杯内壁有水珠、澄清石灰水变混浊2、稳定性3、取代反应(substitution reactio)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代替的反应叫取代反应。

取代反应是烷烃的特征反应，但反应物必须是纯卤素，条件也较特别。

4、甲烷的受热分解：教学过程教学步骤、内容教学方法、手段、师生活动【引入】：回顾旧知识：什么是有机物？有机物的组成元素有哪些?［讲］因二氧化碳、一氧化碳、碳酸盐及碳酸氢盐等具有无机化合物的性质，除二氧化碳、一氧化碳、碳酸盐及碳酸氢盐外，绝大多数含碳的化合物都是有机化合物。

有机化合物烃：只有碳氢两种元素组成的有机化合物。

有机物：碳氢化合物及其衍生物。

一、烷烃1. 最简单的有机化合物——甲烷(1) 物性：无色无味的气体，ρ=0.717g·L -1(标况下)，极难溶于水。

(2) 化性：一般情况下，甲烷比较稳定，不与酸性KMnO 4等强氧化剂反应，也不与强酸、强碱反应。

但特定条件下，甲烷也会发生某些反应。

①氧化反应：火焰呈淡蓝色CH 4(g)+2O 2CO 2(g)+2H 2O(l) 氧化反应：加氧失氢的有机反应。

还原反应：加氢失氧的有机反应。

② 取代反应定义：。

CH 4+Cl 3Cl （气体）+HCl CH 32Cl 2（液体）+HClCH 2Cl 2 CHCl 3（液体，又名氯仿）+HCl CHCl 3CCl 4（液体，又名四氯化碳）+HCl此反应在光照条件下发生（也可以在一定温度下发生），现象为试管内气体颜色逐渐变浅，试管壁出现油状液滴，试管中有少量白雾，试管内有一段水柱形成。

注：a ．书写有机反应方程式时，要用“→”而不用“===”；b ．CH 4与其他卤素单质在光照条件下也能发生取代反应，但必须是纯卤素单质；c ．有机物与卤素单质发生取代反应是一种连锁反应，即第一步反应一旦开始，后续反应立即进行。

其中生成HCl 的物质的量最多；d ．1 mol 某有机物发生取代反应时，每取代一个H 原子，就消耗1 mol Cl 2，所以1 mol 某有机物发生取代反应完全反应时，有多少摩尔H 原子，就要消耗多少摩尔Cl 2 ；e ．CH 4是正四面体结构，所以能证明此结论证正确的证据是CH 2Cl 2没有同分异构体。

或者说甲烷分子的取代物中有两组相同的原子就没有同分异构体。

2. 烷烃⑴ 定义：烃分子中碳原子之间均以碳碳单键结合，剩余价键均与氢原子结合，使每个碳原子都连有四根单键。

⑵ 结构式（碳氢之间的单键不可略去）： 分子式（书写成C x H y 的形式）： C 2H 6H —C —C —HH H H H结构简式（碳氢之间的单键可略去）：CH 3CH 3，正丁烷可书写为CH 3(CH 2)2CH 3 电子式（根据结构式来书写,每根单键代表一对共用电子对）： ⑶ 烷烃的相关性质① 分子通式：C n H 2n+2 ( n≥1 )，符合此通式的烃一定是烷烃。

最简单有机化合物有机化合物是由碳和氢元素组成的化合物，是生命存在的基础。

它们广泛存在于自然界和人工合成的材料中，具有丰富的种类和多样的性质。

在众多有机化合物中，最简单的有机化合物是甲烷，也被称为天然气。

本文将以甲烷为例，探讨最简单有机化合物的结构、性质和应用。

一、甲烷的结构甲烷由一个碳原子和四个氢原子组成，化学式为CH4。

它是一种无色、无臭的气体，密度较轻，可溶于有机溶剂。

甲烷的分子结构呈四面体形状，碳原子位于中心，四个氢原子均连接在碳原子的四个顶点上。

这种结构使甲烷成为一种稳定的有机化合物，具有低反应活性。

二、甲烷的性质1. 物理性质：甲烷是一种无色、无臭的气体，在常温常压下存在。

其沸点为-161.6℃，熔点为-182.5℃。

甲烷是可燃的，其燃烧产生二氧化碳和水，并释放大量热能。

2. 化学性质：甲烷由于碳原子与氢原子之间的电负性差异较小，因此其反应活性较低。

常见的甲烷反应包括燃烧、氧化、氯代反应等。

甲烷也可参与质子交换反应，形成甲烷基离子。

三、甲烷的应用1. 燃料：甲烷是一种重要的燃料，在工业生产和生活中被广泛应用。

它可以作为燃气供应给家庭和企业使用，也用于发电、加热和炼油等工业领域。

2. 化学原料：甲烷可以通过化学反应转化为其他有机化合物，成为制造化学品的重要原料。

例如，甲烷可通过催化剂催化生成甲醇，甲醇则可以用于合成塑料、溶剂和反应物。

3. 用途广泛：甲烷还可用于制冷、润滑、杀菌和灭火等方面。

它被广泛应用于制冷设备、车辆空调、工业润滑油和消防设备中。

虽然甲烷是最简单的有机化合物，但它在能源、工业和生活中起着重要作用。

随着科学技术的发展，对有机化合物的研究将越来越深入，新的有机化合物不断被发现和应用。

对于人类而言，有机化合物的认识与利用将有助于推动我们的生活和社会发展。

综上所述，甲烷作为最简单的有机化合物，具有稳定的分子结构、特定的物理和化学性质，广泛应用于燃料、化学原料以及其他领域。

对于了解有机化合物的基本特征和推动相关科学研究具有重要意义。

最简单的有机化合物——甲烷一、一周内容概述本周学习了最简单的有机化合物----甲烷，重点介绍了：甲烷分子的结构和性质、烷烃的性质、同分异构体、烷烃的命名法等。

二、重难点知识剖析（一）甲烷分子的结构（1）甲烷的电子式（2）甲烷的结构式（3）甲烷的空间构型：正四面体型，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点上。

如图示：（二）甲烷与Cl2的取代反应1、反应条件混合气体在黑暗长久保存不反应，光亮时即可反应，日光直射会爆炸。

2、反应产物四步反应依次进行，但最终产物并不是只有 CCl4而是四种卤代烃的混合物，无论怎样控制条件都不可能只得到某一种卤代烃。

四种卤代烃的比较3、实验现象Cl2的黄绿色逐渐变淡，管壁上有黄色油状液滴生成。

4、与是同一种结构，属于相同的四面体构型。

（三）取代反应和置换反应的比较（四）甲烷的燃烧1、燃烧产物CO2和H2O分别用润湿了石灰水的小烧杯和干燥小烧杯检验。

2、常温下燃烧是体积减小的反应，100℃以上完全燃烧，反应前后体积不变。

（五）烷烃1、烷烃的概念：碳原子跟碳原子都以单键结合，碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合，使每个原子的化合价都达到“饱和”的链烃叫饱和链烃，或称烷烃。

2、烷烃的通式：C n H2n+2(n≥1)。

3、烷烃的通性：（1）物理性质：烷烃的熔、沸点随着分子里碳原子数增加而升高。

在室温下C1—C4的烷烃为气态。

碳原子数相同的烷烃，支链越多，熔沸点越低。

（2）化学性质：烷烃性质稳定，在通常状况下与强酸、强碱和酸性KMnO4溶液不反应。

但易发生以下两种反应。

取代反应：（可进一步取代）氧化反应：（六）同系物与烃基(1)同系物的概念：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。

(2)同系物的特点：通式相同，结构相似，化学性质相似；物理性质一般是随碳原子数的增多而呈规律性变化。

同系物在分子组成上相差一个或者干个CH2原子团。

(3)烃基：烃分子失去一个或几个氢原子所剩余的部分叫烃基，一般用—R表示。

《最简单的有机化合物-甲烷》教学设计一、教学背景分析教学内容：关于甲烷，在初中化学中已经介绍了甲烷燃烧的反应和一些主要用途。

在此基础上，本节将进一步介绍甲烷的分子结构、主要化学性质等内容。

甲烷在生活生产中有重要的用途，它作为重要的资源，能够为社会生产生活提供能源保障和物质保障，解决了社会发展的需求问题。

甲烷是高中有机化学的起始课，主要内容是其结构、性质和用途。

其中甲烷的结构和取代反应及其特点都是本节的教学重点。

在学习甲烷结构时，学生第一次接触到从空间结构这一角度去认识有机物分子的结构，而空间结构又是认识有机物分子结构的重要方面，所以需要通过甲烷的学习帮助学生建立从空间结构去认识有机物的意识。

同时，甲烷的氯代反应也是学生第一次接触到的典型的有机反应。

此反应很好地体现出有机反应的一般特点。

学生学习甲烷的氯代反应，从分子结构上形成对氯代反应的认识，教师可以通过组织学生运用模型的方法，模拟微观过程，帮助学生形象化地理解并最终形成上位的认识。

学生情况：在学习本课时，学生已经具备了基本原子结构、化学键的知识，但学生对有机化合物知识的认识比较陌生，没有形成科学合理的学习方法，对比较抽象的原子结构和化学键知识的理解不够透彻，空间想象能力较弱，学生还是以感性认识为主，理性认识还有待提高。

二、教学目标【知识与技能】1、掌握甲烷的分子式、电子式、结构式和空间结构;2、掌握甲烷的物理性质、化学性质；3、了解甲烷在自然界中的存在形式和用途。

【过程与方法】1、通过制作甲烷模型培养学生的空间想象能力和探索科学的精神；2、通过观看甲烷有关化学性质的实验视频，总结日常生活经验，分析本质，体验科学探究的过程，学习探究方法，初步形成科学探究的能力。

3、让学生体会由结构推性质和由性质推结构的过程方法，形成严谨的科学态度。

【情感态度与价值观】1、学生通过回忆日常生活经验，引发探究化学反应的本质的好奇心，培养学生的学习兴趣；2、通过观察实验的过程，学生逐步形成从实验中获得化学知识的能力；3、通过对甲烷结构和性质的学习，使学生树立物质结构决定性质的科学观点。

最简单的有机化合物——甲烷（考点）一、烃烃：仅由和两种元素组成的化合物。

烃类物质里组成最简单的化合物是。

二、甲烷：1、分子式：，电子式：，结构式：（用短线来表示共用电子对）。

2、甲烷分子空间的构型：甲烷分子的空间构型为结构。

甲烷的键角为。

3、甲烷的化学性质（1）稳定性：通常甲烷的性质比较稳定，跟、或等一般不起反应，不能使酸性KMnO4和溴水褪色。

（2）取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应。

写出甲烷与氯气反应的化学方程式：a bc d反应现象：①②③反应产物有种，其中产物中物质的量最多的是，氯代产物中除为气体外，其余均为。

（3）燃烧——氧化反应：甲烷燃烧时发出火焰。

甲烷与氧气反应的化学方程式为：三烷烃1．写出乙烷、丙烷的结构式和结构简式：2．乙烷的分子式为，丙烷的分子式为，烷烃的通式为。

3．烷烃的物理性质：（递变性）随分子中碳原子数的增多，烷烃的密度逐渐，熔沸点逐渐，状态由态到态最终到态，其中个碳的烷烃为气态。

4．烷烃的化学性质：（相似性）a 稳定性：与、、不反应。

b 燃烧（氧化反应）：请写出乙烷燃烧的反应方程式：。

c 取代反应：（卤素单质）请写出乙烷与溴蒸汽发生取代反应的第一步反应方程式：5．同系物的概念：烷烃分子的结构，组成上相差1个或n个CH2，它们互称为同系物。

同系物分子的化学性质，物理性质。

6．根据烷烃的定义，写出丁烷可能的结构简式：（不止一种结构）7．同分异构体：像上述这种化合物具有相同的，但具有不同的物质互称为同分异构体。

正丁烷与异丁烷互称为。

烷烃中，、、没有同分异构体，丁烷的同分异构体有种，戊烷的同分异构体有种。

请写出戊烷可能的结构简式：。