3.1 最简单的有机化合物----甲烷3[新课标必修2]
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1、标题:最简单的有机化合物——甲烷2、学科:化学第一节最简单的有机化合物——甲烷一、教材分析本节选自新课标人教版高中化学必修二第三章第一节最简单的有机化合物——甲烷。
它是有机化合物的开端,开启了从无机到有机的新篇章,在中学化学中占有重要的地位,因此有必要对其进行深入学习。
二、教学目标1、知识与技能①了解有机物及烃的概念②掌握甲烷的表示方式及空间结构,培养学生的空间思维能力③掌握甲烷的主要化学性质,重点掌握甲烷的取代反应2、过程与方法①通过甲烷的实物模型,培养学生的空间思维能力及探索精神②通过演示实验,培养学生的观察及分析能力3、情感态度与价值观①通过甲烷的结构探索,培养学生的科学探究情神②通过小组讨论,培养其团队合作精神三、教学重难点重点:甲烷的空间结构和取代反应难点:甲烷的取代反应四、教学方法本着以学生为主体,教师为主导的教学理念。
主要通过演示实验、小组合作及多媒体辅助教学,教师再加以讲解及小结的教学方式五、教学过程1、导入近年来我国大力提倡了一项重要工程——“西气东输”。
那么,请问这里的“气”到底指什么气?(设计意图:从生活入手,激发学生的求知欲)过渡:在讲这个之前,我们先了解下什么是有机化合物及烃投影:有机物、烃的概念师:其中最简单的烃是甲烷,也就是所提到的西气东输的气2、新课讲授环节一:甲烷的空间结构(板书)最简单的有机物——甲烷过渡:那么生活中哪些地方可能存在甲烷?生:小声讨论师:沼气、天然气、煤矿坑道气等的主要成分都是甲烷,它是植物及微生物等在隔绝空气情况下经发酵而产生的。
(板书)一、存在:沼气、天然气、坑道气(设计意图:结合生活,让学生体会到化学在生活中无处不在)过渡:甲烷离我们那么近,那么它到底长什么样?(板书)二、甲烷的结构(投影)回顾:甲烷的分子式、电子式、结构式(学生分组讨论并得出结论)投影:甲烷的分子式、电子式、结构式分子式:CH4(设计意图:温故知新,为后面的空间立体结构做铺垫)师:值得注意的是,我们展示的甲烷结构式是平面的,那么它真实结构也是平面的么?好,我们一起来看下实物展示:甲烷的球棍模型及比例模型师:我们可看到,实际上甲烷并不是平面结构,而是以C为中心,四个H分别于四个顶点上,任何三个H在一个平面上,那么大家数下共有几个面?生:四个师:我们还可看到四个C-H键是等效的,因此四个面同不同?生:同师:有四个面,每个面又相同,那么是什么体?生:正四面体师:非常好,甲烷的立体结构是正四面体(板书)正四面体环节二:甲烷的性质过渡:我们知道结构决定性质,刚我们学了甲烷的结构,那么它这样的结构到底会有什么样的性质?接着,我们一起来看下,先看物理性质(板书)三、物性:无色无味,密度﹤空气,极难溶于水师:好,现在我有个问题,在实验室该如何收集甲烷?生:向下排空法或排水法(设计意图:根据已有知识,学生基本能回答,让其学会学以致用)过渡:以上是甲烷的物理性质,那么它又有些什么样的化学性质呢?好,我们一起来看下(板书)四、化性(边引导边演示)实验一:甲烷通入酸性高锰酸钾溶液现象:酸性高锰酸钾溶液不褪色师:由此可见,通常情况下,甲烷较稳定,不与酸性高锰酸钾等强氧化剂反应,也不与强酸、强碱反应(板书)1、稳定性过渡:由刚才的学习,我们知道甲烷较稳定,那是否意味着它足够稳定,与任何物质都不反应?事实上,任何的稳定都是相对的,甲烷也不例外CH4+2O2→CO2+2H2O演示实验二:甲烷的燃烧将验纯后的甲烷点燃,观察火焰颜色,然后用一个冷而干的烧杯罩在上方,然后再向烧杯内滴入澄清石灰水,观察现象。
《第一节最简单的有机化合物甲烷》教学案
江苏省射阳中学
学习目标:1、了解自然界中甲烷的存在及储量情况
2、通过实践活动掌握甲烷的结构式和甲烷的正四面体结构
3、通过实验探究理解并掌握甲烷的取代反应原理
4、了解甲烷及其取代反应产物的主要用途
重点、难点:甲烷的结构和甲烷的取代反应
学习过程:
【知识回顾】什么是有机物?组成有机物的元素主要有哪几种?
画出碳原子的原子结构示意图,推测甲烷分子的结构。
一、甲烷的分子结构
化学式:电子式:结构式:空间结构:
二、甲烷的性质
1、物理性质:的气体,溶于水,比空气,是、和的主要成分(天然气中按体积计,CH4占80%~97%)。
【思考与交流】已知:甲烷的气体密度在标准状况下为0.717 g/L,其中含碳的质量分数为75%,含氢质量分数为25%,求甲烷的分子式。
2、化学性质:
【探究】CH4通入酸性KMnO4溶液中
观察实验现象:证明
结论:一般情况下,性质稳定,与强酸、强碱及强氧化剂等不起反应
(1)可燃性(甲烷的氧化反应)
CH4(g)+ 2O2 (g) CO2(g)+2H2O(l);△H=-890KJ/mol
点燃甲烷要先,然后点燃从储气瓶里导出的甲烷,将一个干燥的烧杯罩着甲烷燃烧的火焰,观察烧杯内壁有何现象?倒转烧杯迅速倒入澄清石灰水又有何现象?
①
②
【思考与交流】:“通过这个实验,说明甲烷由什么元素组成?你是如何推知的?组成里有没有氧?上述实验能肯定或否定吗?”
【科普知识】海底“可燃冰”
(2)取代反应:
【探究】甲烷与氯气的反应
现象:
定义:反应叫取代反应。
【思考与交流】写出甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应的化学方程式
①
②
③
④
注意:①反应条件——光照(室温下在暗处不发生反应)。
②反应物质——纯卤素单质,例如甲烷与氯水、溴水不反应,与氯气、溴蒸气光照条件下发生取代反应。
③甲烷分子中的四个氢原子可逐一被取代,故甲烷的卤代物并非一种,而是几种卤代物的混合物。
小结:
【反馈练习】
1.已知甲烷分子中的氢原子可被其它原子或原子团代替,如甲烷分子中的氢原子被氯原子取代可得到四种物质:CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4,这四种产物的结构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
l4只有一种结构
2.若甲烷与氯气以物质的量之比1:3混合,在光照下得到的产物:⑴CH3Cl,⑵CH2Cl2,⑶CHCl3,
⑷CCl4,其中正确的是
A.只有⑴
B.只有⑶
C.⑴⑵⑶的混合物
D.⑴⑵⑶⑷的混合物
3.我国的煤炭产量位居世界第一,由于煤炭作为燃料对环境会造成污染,因此我国近几年在限制煤炭产量。
由于利益的驱动,一些小煤窑仍不顾矿工的安全,盲目开采,使矿内瓦斯(以CH4为主)积聚超标,造成严重的伤害事故。
当空气中含甲烷的体积比为5%~15%时,点燃就会发生爆炸,发生爆炸最强烈时,甲烷在空气中所占的体积比是()
A.5%
B.9.5%
C.12%
D.15%
4、在光照条件下,1 mol甲烷和氯气反应反应生成的4种氯代甲烷的物质的量相同,则反应共消耗氯气()mol。
A、5 mol
B、2.5 mol
C、1 mol
D、2mol
5、已知:某烃的气体密度在标准状况下为1.25 g/L,其中含碳的质量分数为85.71%,求该物质的分子式.。