高中化学_甲烷教学设计学情分析教材分析课后反思

第一节

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 教案

【教学目标】

1 ．知识与技能

了解甲烷的结构特点和取代反应，掌握甲烷的物理、化学性质。以甲烷的结构为例，认识有机物分子的立体结构，初步培养学生的空间想象能力；建立有机物“结构

性质

用途”的认识关系。

2．过程与方法

运用模型制作、实验探究、观察、交流讨论等手段，结合多媒体提高学生的知识迁移能力，运用能力和形成有机化学的学习思想。

3．情感态度与价值观

通过能源危机及可燃冰开发情况的了解，让学生感受到化学科学与生产和社会发展的密切联系，增强社会责任感和使命感，并体验科学探究的喜悦。

【教学重点、难点】

重点：甲烷的结构特点和取代反应。

难点：建立甲烷的立体结构模型，从化学键的层面认识甲烷的结构和性质。

教学过程

导入新课

多媒体展示常见的有机化合物的图片，让学生欣赏图片。

师 从今天起，我们将学习有机化合物的知识。

板书 第三章 有机化合物

师 有机化合物与人类的生活有密切的关系，在衣、食、住、行、医疗、能源、材料、科学技术及工农业生产等领域中都起着重要作用。有机化合物名字有何而来？展示故事驿站

生：读故事驿站

师 具体认识有机化合物，请大家阅读课文58页，思考：

1、什么是有机物？

2、有机物的组成元素有哪些？

3、什么叫烃?组成烃的元素是什么?

生 觉大多数含有碳元素的化合物为有机化合物

但碳的单质及氧化物、碳酸、碳酸盐、碳酸氢盐金属碳化物等看作无机物。

如CO、CO2 、CaC2以及H2CO3、CO32-、HCO3-等

生 除碳外，常有氢、氧，有时含有氮、硫、卤素和磷等。

师 仅含有碳和氢两种元素的有机物称为烃。

（动画） 由“碳”“氢”两个字的底部偏旁组成“烃”。

过渡 烃中最简单的是甲烷，。

师 现在请同学们回忆一下已学过的甲烷在自然界中的主要存在形式是什么？

展示天然气、可燃冰，瓦斯爆炸图片

师 其主要成分是什么？

生 回忆、讨论并集体回答：天然气、沼气、坑气、油田气的主要成分均为甲烷。

今天我们来学习甲烷 板 书： 第一节 最简单的有机化合物---甲烷

师 有机中强调结构决定性质，先来认识甲烷的结构读课本60页

师 过渡 甲烷的分子式和电子式怎么写呢？

师 一位同学板演，其余同学在下面练习。

一、甲烷分子的结构

板书 1、甲烷的分子式、电子式和结构式

板书 甲烷的分子式：CH4

师 因为碳原子有四个价电子，欲形成八个电子的稳定结构，需要形成四对共用电子才能达到八个电子的稳定结构；氢原子核外有一个电子，欲形成两个电子的稳定结构，需要形成一对共用电子才能达到两个电子的稳定结构。

板书 甲烷的电子式： 板书 结构式：用短线表示一对共用电子的图式

师 那么上述结构式是不是就表明甲烷分子的真实构型就是这样以碳原子为中心，四个氢原子为顶点的平面正方形呢？

师 读课本60-61页

生 正四面体

师 多媒体展示甲烷立体结构 甲烷分子的球棍模型和比例模型。

生 分析键长键角

师 多媒体 展示甲烷分子的球棍模型和比例模型

生 分析其关系，比例模型更接近实际

师 经过科学实验证明甲烷分子的结构是正四面体结构，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（键角是109°28′）。

板书 2、甲烷分子的立体结构：

师 这样看来甲烷的结构式并不能代表其真实的空间构型，我们称之为平面结构式，

其立体结构式可用下图表示，但是为了简便起见，一般只写有机物的平面结构式。

师 结构决定性质，甲烷的分子结构决定其具有怎样的性质呢？

师 课本60页物理性质，完成表格。

板书 物理性质

生 甲烷是一种无色、无味、难溶于水，比空气轻，能燃烧的气体。

师 考虑收集甲烷的方法

生 瓶口向下排气或排水法

师 甲烷的分子结构决定其具有怎样的性质呢？读课本61页

板书三、甲烷的化学性质

生 通常情况下，甲烷不仅与高锰酸钾等强氧化剂不反应而且与强酸、强碱也不发生化学反应，

师 这是由于C-H稳定决定的

过渡 那么甲烷是否就不反应了呢

视频 甲烷燃烧

师 作为一种可燃性的气体，请大家回忆甲烷在空气中燃烧有何现象？

生 火焰明亮并呈淡蓝色，安静的燃烧，澄清有水滴和能使石灰水变浑浊的二氧化碳生成。

师 从燃烧产物可以得到什么启示？请写出这个反应的化学方程式。

生 可以证明甲烷中含有碳元素和氢元素

师 其化学方程式可表示为：

板书：1、甲烷的氧化反应（燃烧） CH4（g）+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)

师 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？

生 （观察、思考后回答）方程式中间用“→”（箭头）而不是用“=”（等号）

师 这主要因为有机物参加的化学反应往往比较复杂，多有副反应发生，故不用等号。

师 而且甲烷在燃烧的过程中会放出大量的热，因此是一种很好的燃料。

展示 可燃冰图片

过渡 但点燃不当会发生爆炸。

展示：瓦斯爆炸矿难

师 应注意什么

生 在点燃前一定不要忘了验纯

中国就是世界上最早利用天然气作燃料的家，我国的天然气主要分布在中西部，像四川、甘肃等。

过渡 除了燃烧，甲烷跟其它物质在任何条件下是否都不会反应呢？

生 可以燃烧还可以发生取代反应

板 书：2、甲烷的取代反应

视频播放P61科学探究，观察记录发生的现象。反应条件，产物。

生 小组讨论总结得出结论

师 现象

生 没有光照的试管不变化；光照后的试管壁上出现油滴，试管内的液面上升，气体颜色略微变浅。（色变浅、出油滴、水上升、有白雾、石蕊变红）

师 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的油状物质；试管内液面上升，说明随着反应的进行，试管内的气压在减小，即气体总体积在减小。可见稳定是相对的，在一定条件下甲烷也可以与氯气发生某些反应。

（动画模拟）学生观看甲烷与氯气发生取代反应的教学动画

生：板演方程式

生：纠错

师 上述反应有没有到此终止，CH3Cl与Cl2是否继续依次反应。

（动画模拟）学生继续观看甲烷与氯气发生取代反应的教学动画

师 甲烷分子里的氢原子是被氯原子逐步取代的，共生成五种物质，四种取代产物。我们称这种反应为取代反应。请大家由刚才的动画思考，什么是取代反应呢？（学生很有兴趣地大胆猜测、估计，试探说出取代反应的含义）

板书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做取代反应。

师 CH4的四种氯的取代产物都有什么性质呢？请大家阅读教材回答

师 CH4的四种氯的取代产物都不溶于水，在常温下，CH3Cl是气体，其他三种都是液体，CHCl3和CCl4是重要的有机溶剂。这些产物都属于卤代烃。

师 回顾视频及动画，思考取代反应要注意什么

提示：条件 反应物状态 产物几种

生 光照 气体 2种

生 纠正

师 强调漫射光 气态4种有机物

师 用途西气东输

生 其他用途

师 总结今天所学 生

总结并相互补充

师 结合板书总结

师 我们以前学习过置换反应，置换反应与取代反应有什么区别和联系呢？请课后思考

习题：

【课堂练习】

１.能充分说明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是

（ ）

A．CH3Cl只有一种结构 B．CH2Cl2只有一种结构

C．CHCl3只有一种结构 D．CCl4只有一种结构

2.在下列反应中，光照对反应几乎没有影响的是 （ ）

A. 氯气与氢气的反应 B .氯气与甲烷的反应

C .氧气与甲烷的反应 D. 次氯酸的分解

3.下列物质在一定条件下可与CH4发生化学反应的是 （ ）

A．氯气 B．溴水 C．氧气 D．酸性KMnO4溶液

4. 将1mol CH4 和Cl2混合于一集气瓶中，加盖后置于光亮处。下列有关此实验所观察到的现象或结论中，不正确的是（ ）

A.瓶中气体的黄绿色逐渐变浅 B. 瓶中壁有油状液滴形成

C.此反应的生成物只有一氯甲烷

D.此反应的液态生成物为二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳的混合物

5. 将1molCH4与Cl2发生取代反应，待反应完全后，试猜测产物有几种（ ）

A.2种 B.3种 C.4种 D.5种

布置作业 1.课本P65 1~7题、10题

2.预习：“二、烷烃”并完成书后相应习题

板书设计

第一节 最简单的有机化合物——甲烷

一、甲烷的结构

分子式：CH4

电子式：

结构式：

空间构型：正四面体

二、物理性质

三、甲烷的化学性质

(1) 甲烷的氧化反应

CH4+ 2O2 CO2+2H2O

（2）甲烷的取代反应

CH4_+_ Cl2_→_ CH3Cl __+ HCl

课后反思 1、本节甲烷是学生第一次系统接触有机物组成、结构特点及其主要的化学性质。对有机物的几种常用名词分子式、结构式、电子式，有点混。有机物的空间结构，学生接受起来还存在一定的困难。取代反应是学生学到的第一个有机反应类型，应该注意从甲烷与氯气反应的现象和甲烷的组成、结构以及在反应中发生的变化来分析取代反应的特点。并再借助实物模型让学生多加体会。注意从无机反应进行引申，通过对取代反应方程式的练习，并和无机反应进行比较，总结有机反应的类型和特点。通过这样的教学，既教会学生分析问题的方法，又培养了学生的分析和能力。

2、甲烷和氯气的反应这个演示实验是本节的另一个重点，教师在课前已经多次实验过但效果都不明显，且氯气有毒。因此在授课时借助了多媒体辅助教学，通过一段视频让学生能够观察到明显的实验现象,今后在这个方面还要加以改进。

效果分析

本节甲烷是学生第一次系统接触有机物组成、结构特点及其主要的化学性质。对有机物的几种常用名词分子式、结构式、电子式，有点混。有机物的空间结构，学生接受起来还存在一定的困难。取代反应是学生学到的第一个有机反应类型，应该注意从甲烷与氯气反应的现象和甲烷的组成、结构以及在反应中发生的变化来分析取代反应的特点。并再借助实物模型让学生多加体会。注意从无机反应进行引申，通过对取代反应方程式的练习，并和无机反应进行比较，总结有机反应的类型和特点。通过这样的教学，既教会学生分析问题的方法，又培养了学生的分析和能力。

甲 烷 练习题

１、能充分说明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是

（ ）

A．CH3Cl只有一种结构 B．CH2Cl2只有一种结构

C．CHCl3只有一种结构 D．CCl4只有一种结构

２、某有机物在氧气里充分燃烧，生成的CO2和 H2O的物质的量之比为1：1，由此可以得出该有机物（ ）