教 案
课题：第三章 有机化合物 第一节 最简单的有机化合物------甲烷 | 授课班级 | ||||||||||||||
课 时 | 1 | ||||||||||||||
教 学 目 的 | 知识与 技能 | 1.掌握甲烷的结构式、电子式和正四面体结构。 2.掌握甲烷的化学性质，了解取代反应的特征。 3.了解甲烷的存在和甲烷的用途等。 | |||||||||||||
过程与 方法 | 1.通过实践活动、模型、图片、多媒体动画，学会分析分子结构的方法。 2.通过动手实验，观察现象，培养学生根据实验现象得出可能的规律的能力。 | ||||||||||||||
情感态度与价值观 | 1.通过甲烷的分子结构的探究，解析其可能有的性质，并设计实验来证明，激发学生学习化学的兴趣，且在实验研究中培养求实、进取的优良品质。 2.培养学生严谨的科学态度和积极的探索精神。 | ||||||||||||||
重 点 | 甲烷的结构和化学性质 | ||||||||||||||
难 点 | 甲烷跟的取代反应 | ||||||||||||||
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 其中仅含碳和氢两种元素的有机物称为烃。 第三章 有机化合物 第一节 最简单的有机化合物------甲烷 一、甲烷的分子组成和结构 1.甲烷的分子式：CH4 2.电子式： 3.结构式： 4.分子结构：对称的正四面体结构 二、甲烷的物理性质及其在自然界中的存在 1.物理性质：无颜、无气味、密度比空气小，极难溶于水。 2.存在：天然气田、煤矿坑道、池沼等 三、甲烷的化学性质 1.甲烷的氧化反应---燃烧反应 CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l) 现象：火焰呈淡蓝、烧杯内壁有水珠、澄清石灰水变混浊 2.取代反应 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。 | ||||||||||||||
教学过程设计 | |||||||||||||||
教学步骤、内容 | 教学方法、手段、师生活动 | ||||||||||||||
【多媒体展示】播放我国天然气“西气东输”工程视频，简单介绍相关内容。 【引入】这里的西气东输的“气”指的是天然气，天然气的主要成分是什么？ 【板书】 第一节 最简单的有机化合物------甲烷( methane) 【讲】 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对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对才能达到两个电子的稳定结构。所以甲烷的化学式为：CH4 【随堂练习】已知甲烷的分子式为CH4，①写出甲烷的电子式；②写出甲烷的结构式。 【板书】一、甲烷的分子组成和结构 1、甲烷的化学式(分子式)：CH4 2、电子式： 3、结构式： 【过渡】结构式仅用来表示分子中原子的连结顺序,不能表示分子中原子在空间的分布。我们知道了甲烷的分子式和结构式，那么甲烷分子的结构是什么样的呢？ [实践活动]按课本要求动手实验： 【讲】甲烷的电子式和结构式只能表示甲烷分子中碳、氢原子的结合方式，但不能表示甲烷分子中原子在空间的排布情况。经过科学实验证明甲烷分子的结构是对称的正四面体结构，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，四个C—H键强度相同。 【投影】拓展资料：甲烷分子结构的参数： 1、键角都是109028′ 2、键长1.09×10－10m 3、键能是413kJ/mol 【板书】4、分子结构：对称的正四面体结构 【知识拓展】在甲烷分子里，虽然C—H键都是极性键，但CH4分子是一种高度对称的正四面体结构，四个C—H键的极性相互抵消，整个分子没有极性，所以甲烷是非极性分子。 【过渡】我们知道了甲烷的分子结构，那么由这种结构决定的甲烷的物理和化学性质是什么样的呢？ 【板书】二、甲烷的物理性质及其在自然界中的存在 【实验】展示装有甲烷气体的储气瓶(瓶中留有少量水)，简单介绍仪器名称。 【提问】通过观察，甲烷的物理性质都有哪些？ 【板书】1.物理性质：无、无味、密度比空气小，极难溶于水。 【讲】植物在隔绝空气情况下分解能够产生甲烷，我国是世界上最早发现和利用天然气的国家，比西方要早一千三百年。现在我国天然气利用发展很快，常与石油和煤炭伴生，在油田和煤矿附近往往有天然气，它们都是“清洁”的燃料，无毒并且热能高。很多城市由烧煤改烧天然气后，酸雨的危害明显减弱。 【板书】2.存在：天然气田、煤矿坑道、池沼等 【讲】我国的天然气已探明储量为1.37万亿立方米，居世界第19位。主要分布在中西部的四川、重庆、甘肃、青海、新疆等地区及海底。天然气是一种高效、低耗、污染小的清洁能源。它还是一种重要的化工原料。“西气东输”就是将新疆等地的天然气，通过管道东输到长江三角洲，最终到达上海的一项巨大工程。 【随堂练习】已知甲烷仅由碳、氢两种元素组成，其中质量分数C%=75%，H%=25%。请同学们推出甲烷的化学式。（提示：可以根据共价键理论和C、H原子比例判断甲烷分子式。） 【板书】三、甲烷的化学性质 【讲】通常情况下，甲烷稳定，如与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应。但任何物质的稳定性都是相对的，而它的变化是绝对的，内因是变化的根据，外因是变化的条件，一旦外部条件发生变化，甲烷也能发生反应比如在特定条件下甲烷能与某些物质发生化学反应，如可以燃烧和发生取代反应等。 【板书】1、甲烷的氧化反应---燃烧反应 【讲】甲烷是一种优良的气体燃料，通常情况下1mol甲烷在空气中完全燃烧，放出890kJ的热量, 火焰呈淡蓝。请同学们设计一套检验甲烷燃烧产物的装置同时思考以下问题：（1）点燃甲烷前应有什么操作？（2）有几种产物？怎么检验？ 点燃甲烷前应该验纯，燃烧产物是二氧化碳和水，可以通过将干燥烧杯罩在甲烷的火焰上，之后倒转烧杯迅速倒入澄清石灰水来检验。 【板书】 CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l) 现象：火焰呈淡蓝、烧杯内壁有水珠、澄清石灰水变混浊 【讲】注意，在这里化学方程式尽管已经配平，但不用等号用箭头表示。这是因为有机化合物参加的化学反应往往比较复杂，常有副反应发生。因此，这类反应的化学方程式通常不用等号，而是用箭号的化学反应往往比较复杂，且常常用结构式代替分子式。 【讲】甲烷是一种很好的气体燃料。但是必须注意，如点燃甲烷跟氧气或空气的混合物，会立即发生爆炸。在煤矿的矿井里，如果空气中甲烷的含量达到一定比例时，遇到火花就会发生爆炸，所以必须采取安全措施，如严禁烟火、注意通风等，以防止爆炸事故发生。此例说明，对一个化学反应有充分、全面的认识，才能利用它、控制它，防止其有害的一面。 【过渡】甲烷除具有可燃性外，还有哪些化学性质？ 【板书】2、取代反应 【科学探究】 1、你从实验中得到哪些信息？ 2、从所得信息中你能获得哪些启示？ 【投影展示】 （1）变浅：说明参与了反应，导致混合气体的黄绿变浅； （2）水上升：说明反应后气体体积的减少而使水位上升； （3）出油滴：说明反应后有难溶于水的有机物生成； 光 【板书】 CH4 + Cl2—→CH3Cl + HCl 【讲】在这些反应里甲烷分子中的H原子逐步被Cl原子所代替生成了四种取代物，像这种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。 【板书】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。 【提问】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？请思考讨论后填写下表。 清洁能源有哪些【投影】取代反应与置换反应的比较表
【课堂小结】 【引导】通过这节课的学习，你有什么收获？ 1、甲烷分子的结构特点；说明“甲烷分子是正四面体结构”最基本的实验事实是什么？ 2、甲烷主要存在于哪些物质中，有什么样的物理性质 3、甲烷的化学性质有哪些？ 4、什么是取代反应？它与置换反应有什么区别？ | 根据学生的回答，归纳、板书。 教师根据学生的回答，总结、归纳，进行板书。 教师对学生设计的装饰进行评价并根据学生板演的方程式和装置图归纳总结 | ||||||||||||||
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