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1、 11.1 碳氢化合物的宝库石油（第二课时）甲烷 交大附中嘉定分校 张霞 1、教材分析本节内容选择于上教版高二第二学期第11章第一节碳氢化合物的宝库中第二课时侧重甲烷的学习， 这一节是学生在中学阶段第一次接触有机物结构和性质的有关内容，有机化学是化学学科的重要分支，烃是一切有机物的主体，而甲烷作为烷烃的第一个最简单的分子，学生对他的理解将直接影响到今后对各种有机物的理解，因此本节内容对帮助学生树立正确的学习有机物的学习方法有重要的作用。 2、学情分析初中化学就介绍了甲烷的燃烧反应和一些主要的用途，为学好本节内容提供了前提条件。本节课将主要介绍以甲烷为代表的烃的分子结构、性质和主要用途，以及它们
2、的性质与分子结构的关系，让学生掌握好甲烷这一节的知识，能为学生学习烃及烃的衍生物等有机内容奠定良好的基础。在高一学生们学习了化学键的基本知识，可以在老师指导下，写出甲烷的电子式和结构式。但学生的空间想象思维还相对较差，并且对比较抽象的原子结构和化学键知识理解不够透彻，因此要让学生在三维空间中对有机物分子真正了解，进而学习其化学性质，最终掌握有机化合物的学习方法。3、教学目标：（一）知识与技能目标：1、了解天然气的主要成分以及用途，专注能源问题。2、认识甲烷的分子组成、结构特征、主要化学性质及应用，3、初步认识取代反应的概念；（二）过程与方法目标：1、利用模型的组装和动画的观察来完成头脑中空间结
3、构模型的构建。2、通过甲烷的取代反应的教学，掌握从具体到一般的抽象概括方法。3、通过观察分析、合作讨论等开放的问题情境，形成探究、合作的学习方式。（三）情感态度与价值观目标：1、通过从学生已有的经验和知识出发，让学生从身边及生活中常见的有机物入手学习最基本的有机化学知识，了解学习有机化学的价值。2、体会想象力和创造力在科研中的重要作用；3、认识合理使用能源和资源的重要性，树立可持续发展的理念，形成环保意识。教学重点：甲烷的分子组成、结构特征、主要化学性质（燃烧反应和取代反应）；教学难点：取代反应的概念和实质。教学过程教师活动学生活动设计意图【引入】大家去过菜场发现有些蔬菜水果都标记着有机蔬菜水
4、果，当然了价格也是非常美丽的。有机是指什么呢？我们一起来看生活中常见的有机物。展示有机物图片：思考联系生活从生活中的化学出发，激发学生兴趣与热情，引入课题。有机物在我们生活中无所不在，为了学习的方便我们给有机物进行分类PPT：CH4、C2H2、C2H4、C6H6、C10H8，引入烃的概念。 讲解：烃是最简单的有机物分析这些物质的元素组成特点回答：按组成元素分有一类有机物仅由碳、氢两种元素组成学会分析归纳的学习能力。掌握基本的有机物质分类，为以后学习烃的衍生物打好基础。中国的汉语言文字博大精深，这个烃如何而来呢？PPT展示碳 和氢 观察分析看图片悟出烃的由来，回答：碳氢各取一部分组成烃激发兴趣，
5、集中注意力。感悟中国文字的博大精深。最简单的烃是什么？甲烷布置课前调查我国能源使用情况，身边的甲烷气小组汇报结果培养学生自主学习调查研究的学习习惯。【创设情境】下面我们通过一些图片，来进一步了解甲烷图1瓦斯爆炸案现场图2 西气东输工程图3千年的希望“可燃冰”可燃冰是天然气（甲烷等）的水合物，它易燃烧，外形似冰，被称为“可燃冰”。“可燃冰”储量较大，可燃冰将成为最理想替代能源。总结甲烷在自然界中的存在：池沼的底部(沼气)，油田气和煤矿坑道(坑气、瓦斯)，天然气(一般含CH4 8097)，可燃冰等。学生观察通过图片总结甲烷在自然界的存在创设情境激起进一步深入了解甲烷有关知识的欲望认识合理使用能源和
6、资源的重要性，树立可持续发展的理念，形成环保意识。【过渡】甲烷作为一种重要的资源在生活生产中起着重要作用,我们有必要进一步了解它. 展示一瓶收集好的甲烷【板书】一、物理性质【追问】根据上述甲烷的物理性质,你知道如何收集甲烷吗?观察总结物理性质无色无味的气体，密度比空气小，难溶于水。向下排空气法、排水法收集。培养学生观察思考能力，和总结能力直观，加深印象并起到了强调作用 学以致用自然过渡。甲烷的结构如何？【板书】二、分子结构 书写分子式电子式结构式回顾高一知识点，巩固练习【过渡】甲烷也是一种重要的温室气体。他的温室效应是二氧化碳的20倍，且在大气中的浓度呈现出快速增长的趋势。我们知道事物都是有两
7、面性的。想要很好的利用甲烷的优势为我们的生活服务，首先，就必须对甲烷有一个完整的认识。【PPT】看一组图片，有创意的阿根廷人联合国报告称：牛排放的废气是导致全球变暖的最大元凶。其屁里含有大量甲烷，甲烷的温室效应是二氧化碳的20倍。于是阿根廷人为环保收集牛屁做实验。废物利用，做燃气灶的燃料。进一步渗透认识合理使用能源和资源的重要性，树立可持续发展的理念，形成环保意识。同时也引出了甲烷的可燃性。【板书】三、甲烷的化学性质上海基本上管道煤气已经普及了天然气，大家观察过家里燃气灶的火焰有什么特点吗？【板书】1、氧化反应(可燃性) 甲烷的氧化反应CH4+2O2 H2O+CO2【讲解】注意：甲烷在点燃之前
8、要检验纯 度，否则可能发生爆炸。【讲解】这种有机物的燃烧在有机反应类型中属于氧化反应。【过渡】甲烷能被氧气氧化，若换成更强的氧化剂比如高锰酸钾呢？实验：甲烷通入酸性高锰酸钾回忆并描述现象燃烧现象：明亮的淡蓝色火焰（无烟）， 放出大量的热。 学生书写化学方程式观察，回答结论：与强酸、强碱或强氧化剂一般不反应，化学性质较稳定。甲烷不能使酸性的高锰酸钾溶液褪色 不能使溴水褪色身边化学引出突出甲烷化学性质的相对稳定性。同时为下一节课与乙烯的化学性质对比埋下伏笔，有助于学生更形象地理解乙烯和甲烷的性质差别原因在于分子结构不同。【过渡】除了可以进行燃烧之外，甲烷还具有什么其他性质呢？请看大屏幕多媒体展示：
9、播放甲烷与氯气反应视频。观看视频，记录实验现象借助多媒体直观展示实验，便于学生观察。指导观察：观察实验现象，分析可以得出哪些与实验有关的信息？分析颜色变浅：说明氯气参与了反应水位上升：说明气体体积减小有油滴出现：说明新的有机化合物的生成训练学生观察、分析、归纳总结能力。【设疑】化学反应的实质是旧键的断裂，新键的形成，那么甲烷与氯气的反应是如何进行的，这些反应是属于什么类型的反应？PPT 展示过程思考，讨论利用分子模型动画演示，理解取代反应的实质。指引学生思考的方向。【讲解】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。产物中除一氯甲烷是气体，其余为液体理解思考讨论完成
10、光板书：光CH4+Cl2 CH3Cl+HCl光CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl光光CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HClCHCl3+ Cl2 CCl4+HCl让学生对甲烷与氯气反应的机理充分理解。【思考】请同学们思考甲烷和氯气的反应中有机产物是不是纯净物？根据甲烷的反应基理，总结取代反应的特点。小组讨论：师生总结1.取代反应条件光照。2.反应物状态：纯卤素（e.g. 与氯气取代，与氯水不取代。）3、甲烷的取代反应是分步且连锁进行的，所以产物是几种氯代物的混合物。 学会总结归纳的能力，让学生透过现象看本质。给出碳原子和氢原子模型，请同学们搭建甲烷可能的模型，信息： 1、所有C-H键键长
11、相等2、所有C-H键之间键角相等 动手搭建推测有两种：平面型和正四面体利用模型的组装来完成头脑中空间结构模型的构建。形成立体思维模型是有机化学学习的基本思维方式。【探究与实践】甲烷的分子构型提示：用一氯代甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷分别有几种让学生用模型，边建立空间思维学生小组讨论交流设计实验探究方案：测二氯甲烷的熔点、沸点发现只可能有一种。回答：形成呈四面体结构以碳原子为中心， 四个氢原子为顶点的 正四面体 键角：10928 通过动手模拟，让抽象的反应具体化；手、眼、脑、口多种感官同时并用，使学生在“做化学”中“学化学”，真正经历化学知识的形式和运用过程。给学生一种直观的感觉，提示其写
12、出方程式。揭示本质，培养分析问题能力。【过渡】甲烷常温时很稳定，但在高温时可分解甲烷的高温分解反应方程式PPT产物用途：H2是合成氨及合成汽油等工业的原料。C是橡胶工业的原料，可以用于制造颜料、油墨、油漆等。聆听同学们体会化学反应的神奇，化学对生产生活的重要性。小结作业：1. 在光照条件下，将等物质的量的甲烷和氯气充分混合反应后，得到产物物质的量最多的是A.CH3Cl B.CHCl3 C.CCl4 D.HCl2.下列物质中，不能和氯气发生取代反应的是A.CH3Cl B.CCl4 C.CH2Cl2 D.CH43.下列分子中，含有极性键且呈正四面体结构的是( )A甲烷 B二氯甲烷 C白磷 D四氯化碳4.下列气体的主要成分不是甲烷的是( )A坑气 B沼气 C天然气 D水煤气5.能证明CH4分子的空间结构呈正四面体而不是平面正方形的事实是( ) A一氯甲烷只有一种 B二氯甲烷只有一种C三氯甲烷只有一种 D四氯甲烷只有一种6关于甲烷发展新能源的前景调查。7.调查甲烷的制备方法。
