高中化学人教版必修二高中化学3.1最简单的有机化合物——甲烷 教案2

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第三章 有机化合物

第一节 最简单的有机物－－甲烷

课时：3课时

主备教师：陈丽芬 辅备教师：化学组

一、 内容及其解析：

本节课要学的内容甲烷指的是有机物，其核心是甲烷的结构特点和取代反应；同分异构体和同系物；理解它的关键是要从甲烷的组成上认识燃烧反应的产物。

学生已经知道甲烷是一种化石燃料，可以燃烧，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，主要是考虑甲烷是最简单的有机物。由于它还与今后学习有机物知识有所联系，所以在本学科有着重要的地位，并用学好烷烃知识技巧便于学生从结构角度学习有机物性质的作用，是本学科额核心内容。教学重点是甲烷的结构特点和取代反应；同分异构体和同系物；解决这一重点的关键是利用有机物立体结构模型体现出甲烷的结构特点，从结构推出性质。

二、目标及其解析：

1、目标定位：

（1）、掌握甲烷的结构；

（2）、掌握甲烷的化学性质，了解有关实验的结论，了解取代反应；

（3）、使学生认识烷烃、同系物在组成、结构式、的共同点以及物理性质随着分子里碳原子数目的递增而变化的规律性。

（4）、使学生掌握饱和链烃、烃基的概念和烷烃的同分异构体的写法及其命名法。

（5）、使学生掌握烷烃的化学性质。

2、目标解析：

（1）、甲烷的结构是正四面体结构

（2）、甲烷的性质是1. 甲烷的物理性质 2.甲烷的化学性质：⑴甲烷的氧化反应 ⑵．甲烷的取代反应 ⑶．甲烷的受热分解

（3）、烷烃是烃的分子里碳原子间都以单键互相相连接成链状，碳原子的其余的价键全部跟氢原子结合，达到饱和状态。 同系物是结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质。

(4)、同分异构现象是具有同分异构现象的化合物

（5）、烷烃的燃烧反应以及取代反应。

三、问题诊断分析：

本节课的教学中，学生将要遇到的问题是甲烷的结构特点和甲烷的取代反应；同分异构体和同系物，产生这一问题的原因是学生初学有机物。要解决这一问题，就要通过提出问题，从甲烷的结构预测出甲烷的性质，通过实验掌握甲烷的化学性质，其中关键是通过实验掌握甲烷的化学性质。

四、支持条件分析：

在本节课最简单的有机物－－甲烷的教学中，准备使用多媒体、幻灯机以及演示实验教学。因为使用多媒体，有利于提高学生学习兴趣，实验教学有利于学生眼见为实加强学生的学习兴趣。

五、教学过程:

新课导入：用多媒体展示常见的有机化合物的图片，让学生欣赏图片。

由“碳”“氢”两个字的底部偏旁组成“烃”。

第一课时

[新闻导课]

1.2005年，我国某地小煤矿发生瓦斯爆炸事件。

2.“西气东输”

一、自学（3-8分钟）

【问题一】甲烷的结构是什么？

【设计意图】要明确甲烷的分子式、甲烷的结构式及电子式

甲烷的分子式：CH4 甲烷的结构式： 电子式：

二、互学、导学（20-30分钟）

【师生活动】

【师】问题1 ：甲烷分子的真实空间构型可能有哪几种结构呢？

【学生】讨论结果是可能有两种结构——平面正方形结构和正四面体结构。

【师】问题2：究竟甲烷的空间结构是怎样的呢？请看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：

球棍模型

【例1】甲烷分子是以C原子为中心的正四面体结构，而不是正方形的平面结构，理由是（ B ）

A．CH3Cl只代表一种物质 B．CH2Cl2只代表一种物质

C．CHCl3只代表一种物质 D．CCl4是非极性分子

【变式训练1】下述关于烃的说法中，正确的是( A )

A．烃是指仅含有碳和氢两种元素的有机物

B．烃是指分子里含碳元素的化合物

C．烃是指燃烧反应后生成二氧化碳和水的有机物

D．烃是指含有碳和氢元素的化合物

【设计意图】让学生掌握烷烃的基本概念。

【过渡】：结构决定性质，甲烷的分子结构决定其具有怎样的化学性质呢？ 【问题二】甲烷的性质是什么？

【设计意图】掌握甲烷的物理性质及其甲烷的化学性质

【师】

1. 甲烷的物理性质【动画模拟】池沼中有沼气

问题1：沼气（主要充分是甲烷）有什么物理性质呢？

甲烷是无色、无臭的气体，比空气轻，极难溶于水。

问题2：由甲烷的化学式和相对分子质量，你能否求出在标准状况下甲烷的密度呢？（学生练习计算）

密度是0.717g/L（标准状况）

问题3：由甲烷的化学式中各原子的连接方式和成键情况解析，你能否预测甲烷的化学性质如何呢？

[实验3]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？

【动画模拟】甲烷通过酸性的高锰酸钾溶液动画。

2.甲烷的化学性质：

⑴甲烷的氧化反应

【师】

【实验】：点燃甲烷，燃烧，火焰呈淡蓝色。分别用干燥小烧杯和沾有澄清石灰水的小烧杯罩在火焰上。

【观察】：干燥的小烧杯内有无色液体生成，沾有澄清石灰水的小烧杯罩石灰水变浑浊。

问题1：从燃烧产物可以得到什么启示呢？你能否写出这个反应的化学方程式呢？

可以证明甲烷中含有碳元素和氢元素，化学方程式为：

CH4+2O2 CO2+2H2O 问题2：请大家观察这个化学反应方程式与我们以前的学习有什么不同呢？什么原因呢？

观察、思考后回答：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，多有副反应发生，故不用等号。

⑵．甲烷的取代反应

【学生】思考并讨论

【演示实验】：P53观察发生的现象。[由现象讨论后得出结论]

【观察】：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。

【动画模拟】：学生观看甲烷与氯气发生取代反应的教学动画

CH4的四种氯的取代产物都有什么性质呢？请填写下表？

化学式 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4

常温状态

名称（俗名）

溶解性

用途

取代反应与置换反应的比较表

取代反应 置换反应

可与化合物发生取代，生成物中不一定有单质 反应物生成物中一定有单质

反应能否进行受催化剂、温度、光照等外界条件的影响较大 在水溶液中进行的置换反应遵循金属或非金属活动顺序。

分步取代，很多反应是可逆的 反应一般单向进行

【知识拓展】 3．甲烷的受热分解：在隔绝空气的情况下，加热至10000C，甲烷分解生成炭黑和氢气。

CH4 C + 2H2

氢气是合成氨和合成汽油等工业的原料；炭黑是橡胶和染料的工业原料。

【例2】氯仿可作局部麻醉剂，常因保存不慎而被空气氧化，产生剧毒气体——光气（COCl2）：

2CHCl3＋O22COCl2＋2HCl

（1）上列反应_______B__________。（填选项符号，下同）

A．属于取代反应 B．不属于取代反应

（2）为防止事故发生，在使用前检验氯仿是否变质可选用的试剂是_____B______。

A．NaOH（aq） B．AgNO3（aq）

C．HCl（aq） D．水

E．湿润的蓝色石蕊试纸 F．湿润的无色酚酞试纸

【变式训练2】下列有关甲烷性质的叙述，正确的是 (C)

A．甲烷是一种无色，有臭味的气体

B．甲烷易溶于水

C．甲烷与氯气发生的化学反应类型属于取代反应

D．甲烷是一种混合物

【设计意图】掌握甲烷的物理性质及其甲烷的化学性质

【变式训练3】甲烷和氯气一物质的量比1:1混合，在光照条件下，得到的产物是(D)

①CH3Cl ②CH2Cl2 ③CHCl3 ④CCl4

A．只有① B．①和③的混合物

C．只有② D．①②③④的混合物

【设计意图】掌握甲烷的物理性质及其甲烷的化学性质

第二课时

【投影】：几种常见有机物分子的结构式

问题：在有机物中，有许多物质具有与甲烷相似的结构，如投影中A组物质。也有许多物质结构与甲烷不相似，如投影中B组、C组、D组物质。请同学通过对比找出A组物质在结构上有别于其他几组的特点。

一、自学（3-8分钟）

问题一：什么是烷烃？

【设计意图】明确烷烃的概念

烃的分子里碳原子间都以单键互相相连接成链状，碳原子的其余的价键全部跟氢原子结合，达到饱和状态。所以这类型的烃又叫饱和烃。由于C-C连成链状，所以又叫饱和链烃，或叫烷烃。

二、互学、导学（20-30分钟）

【师生活动】

【师】教师提问

【学生】思考交流，回答问题

【师】讲解点评

问题1、烷烃的通式是什么？

生：由甲烷CH4,乙烷的C2H6和丙烷的C3H8，可以推出对n个碳原子，烷烃的通式：CnH2n+2

(n≥1)

问题2、如何给烷烃命名

烷烃的习惯命名法：

①根据分子里所含碳原子数目

碳原子数1－10：用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示。 碳原子数在11以上，用数字来表示，如：十二烷：CH3(CH2)10CH3

②相同碳原子结构不同时如：CH3CH2CH2CH3（正丁烷）CH3 CH（CH3） CH3

烷烃的系统命名法：

命名步骤：

①选定分子中最长的碳链为主链，并按主链上碳原子的数目称为“某烷”。

②把主链中离支链最近的一端为起点，用阿拉伯数字给主链上的各个碳原子依次编号

定位，以确定支链的位置。

③把支链作为取代基，把取代基名称写在烷烃名称的前面，在取代基的前面用阿拉伯数字注明它在烷烃直链上所处的位置，并在数字与取代基名称之间用一短线隔开。

问题3、什么是同系物？

结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互相称为同系物。

如：甲烷、乙烷、丙烷等都是烷烃的同系物。

强调：“结构相似”和“分子组成上相差一个或若干个CH2原子团”。

关于烷烃的知识，可以概括如下：

① 烷烃的分子中原子全部以单键相结合，它们的组成可以用通式CnH2n+2表示。

② 这一类物质成为一个系统，同系物之间彼此相差一个或若干个CH2原子团。

③ 同系物之间具有相似的分子结构，因此化学性质相似，物理性质则随分子量的增大而逐渐变化。

问题4：什么是烃基？

烃分子失去一个或几个氢原子所剩余的部分叫烃基，用“R-”表示；烷烃失去氢原子后的原子团叫烷基，如-CH3叫甲基、-CH2CH3叫乙基；一价烷基通式为 CnH2n+1- ）

【例题1】

CH3－CH－CH2－CH2－CH3 2－甲基戊烷

CH3

④相同的取代基，将取代基合并起来，用二、三等数字表示，在用于表示取代基位置的阿拉伯数字之间用“，”隔开；如果主链上有几个不同的取代基，就把简单的写在前面，把复杂的写在后面。