化學(xué)必修2第三章 第一節(jié)

最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物——甲烷教學(xué)目標(biāo)1．知識(shí)與技能

了解甲烷的分子結(jié)構(gòu)和主要性質(zhì)，認(rèn)識(shí)取代反應(yīng)，能正確書寫甲烷與Cl2反應(yīng)的化學(xué)方程式，初步體會(huì)有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及其對(duì)性質(zhì)的影響。2．過(guò)程與方法通過(guò)動(dòng)手制作甲烷可能的空間構(gòu)型（球棍模型），推導(dǎo)甲烷的空間結(jié)構(gòu)，體會(huì)模型法、歸納法等科學(xué)方法在化學(xué)學(xué)習(xí)和研究中的應(yīng)用；通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究甲烷和氯氣的化學(xué)反應(yīng)，初步學(xué)會(huì)進(jìn)行科學(xué)探究的基本思路和方法，培養(yǎng)學(xué)生思維的縝密性。3．情感態(tài)度價(jià)值觀通過(guò)甲烷性質(zhì)的學(xué)習(xí)，體會(huì)有機(jī)物跟無(wú)機(jī)物的區(qū)別和聯(lián)系，初步形成對(duì)于有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)興趣，體會(huì)有機(jī)物在生活、生產(chǎn)中的的重要研究?jī)r(jià)值。學(xué)情分析

因?yàn)閷W(xué)生在日常生活中積累了對(duì)甲烷的一些感性認(rèn)識(shí)，并且學(xué)生在九年級(jí)化學(xué)學(xué)習(xí)中，已經(jīng)學(xué)習(xí)了甲烷的物理性質(zhì)和甲烷能燃燒的化學(xué)性質(zhì)，所以學(xué)生有興趣進(jìn)一步了解甲烷的性質(zhì)和用途，有學(xué)習(xí)甲烷的內(nèi)驅(qū)力。學(xué)生在學(xué)習(xí)這一章有機(jī)化合物之前，又較系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了無(wú)機(jī)化合物，初步了解了學(xué)習(xí)元素化合物的一般方法，初步建立物質(zhì)性質(zhì)和用途間的關(guān)系，為學(xué)習(xí)有機(jī)化合物奠定了一定基礎(chǔ)。有機(jī)化合物學(xué)習(xí)和無(wú)機(jī)化合物學(xué)習(xí)的不同點(diǎn)是：有機(jī)化合物更強(qiáng)調(diào)從結(jié)構(gòu)角度認(rèn)識(shí)機(jī)化合物的性質(zhì)，建立有機(jī)物“（組成）結(jié)構(gòu)——性質(zhì)——用途”的認(rèn)識(shí)關(guān)系，使學(xué)生了解學(xué)習(xí)和研究有機(jī)物的一般方法，形成一定的分析和解決問(wèn)題的能力。本課教學(xué)內(nèi)容起點(diǎn)低，強(qiáng)調(diào)知識(shí)與應(yīng)用的融合，讓學(xué)生在已有知識(shí)的基礎(chǔ)上，一方面通過(guò)同學(xué)動(dòng)手搭建甲烷結(jié)構(gòu)模型，進(jìn)一步深化認(rèn)識(shí)甲烷的立體結(jié)構(gòu)，促使學(xué)生積極地參與到課堂學(xué)習(xí)中來(lái)。另一方面從科學(xué)探究甲烷和氯氣的化學(xué)反應(yīng)入手，充分利用實(shí)驗(yàn)研究物質(zhì)的性質(zhì)，并從結(jié)構(gòu)角度提升學(xué)生對(duì)取代反應(yīng)的認(rèn)識(shí)，符合學(xué)生認(rèn)知螺旋式上升的特點(diǎn)。

對(duì)于甲烷結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)以歷史上科學(xué)家的不斷探索過(guò)程為切入點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。甲烷的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和甲烷的取代反應(yīng)是本課教學(xué)的重點(diǎn)，通過(guò)甲烷和氯氣的科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)取代反應(yīng)（此反應(yīng)很好地體現(xiàn)出有機(jī)反應(yīng)的一般特點(diǎn)），并通過(guò)甲烷立體結(jié)構(gòu)模型的搭建，使學(xué)生頭腦中的思維模型更加直觀化，引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)鍵的層面認(rèn)識(shí)甲烷的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。

教師作為學(xué)生學(xué)習(xí)的幫助者、促進(jìn)者，要為學(xué)生設(shè)計(jì)好學(xué)習(xí)新知識(shí)的階梯，幫助他們順利地解決可能遇到的困難和問(wèn)題，激發(fā)和保護(hù)他們學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的興趣和熱情。教學(xué)重點(diǎn)甲烷的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)教學(xué)難點(diǎn)甲烷的取代反應(yīng)教學(xué)方法啟發(fā)誘導(dǎo)、引導(dǎo)歸納、自學(xué)、講述、實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)媒體多媒體、實(shí)驗(yàn)視頻教學(xué)過(guò)程【多媒體展示】常見(jiàn)的有機(jī)化合物的圖片，讓學(xué)生欣賞圖片?！疽搿砍踔形覀兙徒佑|過(guò)有機(jī)化合物，一般把含碳元素的化合物稱為有機(jī)化合物，簡(jiǎn)稱為有機(jī)物。從今天起，我們將學(xué)習(xí)有機(jī)物的知識(shí)。有機(jī)物不僅數(shù)量很多，而且分布極廣。剛才圖片中涉及的常見(jiàn)燃料：汽油、煤油、柴油；建材中的木材、黏合劑、涂料、油漆；日用品中的塑料、橡膠、纖維；食物中的營(yíng)養(yǎng)素——糖類、油脂、蛋白質(zhì)等都是有機(jī)化合物。相信大家都知道“西氣東輸”是我國(guó)西部大開(kāi)發(fā)工程之一?！静シ乓曨l】西氣東輸——數(shù)億人口因西氣東輸受益。你們知道它輸送的是什么氣體嗎？【講述】沒(méi)錯(cuò)，西氣東輸?shù)闹鹘瞧鋵?shí)就是天然氣，它的主要成分是甲烷。資料顯示，新疆塔里木盆地，天然氣資源量有8萬(wàn)多億立方米，占全國(guó)天然氣資源總量的22%。作為祖國(guó)不可分割的一部分，新疆在西氣東輸工程中發(fā)揮了重要作用，作為土生土長(zhǎng)的新疆人都應(yīng)為之而自豪。但我們知道“三股勢(shì)力”利用各種方式和手段對(duì)新疆的安定團(tuán)結(jié)進(jìn)行破壞，我們每一個(gè)人都有義務(wù)營(yíng)造平等和諧團(tuán)結(jié)的民族氛圍，牢固樹(shù)立“三個(gè)離不開(kāi)”的思想觀念，堅(jiān)決維護(hù)祖國(guó)統(tǒng)一，反對(duì)民族分裂，而現(xiàn)在的你們更應(yīng)該有這樣的使命感和責(zé)任感，為了新疆的美好明天讓我們共同努力。【過(guò)渡】能成為許多工程師注視的焦點(diǎn)，看來(lái)，甲烷實(shí)在不簡(jiǎn)單，那它究竟是什么呢？為何有如此大的魅力？帶著疑題，進(jìn)入我們這節(jié)課的學(xué)習(xí)。【板書】第一節(jié)最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物---甲烷【提問(wèn)】甲烷在自然界中的存在，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)甲烷的興趣?！局v授】圖片分析、回顧舊知。介紹甲烷在自然界中的存在、發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)甲烷性質(zhì)的回顧。池沼底部產(chǎn)生的沼氣和煤礦的坑道所產(chǎn)生的氣體的主要成分是甲烷。這些甲烷都是在隔絕空氣的情況下，由植物殘?bào)w經(jīng)過(guò)微生物發(fā)酵的作用而生成的?？扇急翘烊粴猓淄榈龋┑乃衔?，它易燃燒，外形似冰，被稱為“可燃冰”?！翱扇急眱?chǔ)量較大，可燃冰將成為最理想替代能源?！具^(guò)渡】甲烷的分子式是CH4，碳原子最外層四個(gè)電子分別與四個(gè)氫原子的四個(gè)電子形成四個(gè)共價(jià)鍵。請(qǐng)同學(xué)們?cè)诰毩?xí)本上寫出甲烷的電子式和結(jié)構(gòu)式?！景鍟縘一、甲烷的結(jié)構(gòu)分子式：CH4電子式：

結(jié)構(gòu)式：【思考】我們知道了甲烷的分子式和結(jié)構(gòu)式，那么甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)什么樣的呢？【探究活動(dòng)1】通過(guò)甲烷的結(jié)構(gòu)式，根據(jù)所給道具同學(xué)們合作進(jìn)行組裝甲烷的結(jié)構(gòu)模型，比一比哪組同學(xué)制作的模型最接近甲烷的真實(shí)結(jié)構(gòu)？為什么？【展示】?jī)?yōu)秀作品，介紹球棍模型和比例模型，引導(dǎo)觀察圖3－1所示的C與H的相對(duì)位置關(guān)系?！局v解】甲烷分子具有正四面體結(jié)構(gòu)，其中，4個(gè)C—H鍵的長(zhǎng)度和強(qiáng)度相同，夾角相等均為109o28??！景鍟靠臻g構(gòu)型：正四面體氫原子位于正四面體的頂點(diǎn)，碳原子位于正四面體的中心【知識(shí)回顧】通過(guò)初中的學(xué)習(xí)，甲烷的物理性質(zhì)都有哪些？【板書】二、甲烷的性質(zhì)1、物理性質(zhì)：無(wú)色、無(wú)味、氣體密度比空氣小，極難溶于水。【思考】根據(jù)甲烷的性質(zhì)選擇合理的收集方法?！具^(guò)渡】我們知道了甲烷的分子結(jié)構(gòu)，那么甲烷的化學(xué)性質(zhì)是什么樣的呢？【探究活動(dòng)2】甲烷的穩(wěn)定性通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究甲烷與高錳酸鉀、氫氧化鈉和硫酸反應(yīng)了解甲烷的穩(wěn)定性。【板書】2、化學(xué)性質(zhì)：通常情況下，甲烷性質(zhì)穩(wěn)定，不與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和強(qiáng)氧化劑等起反應(yīng)。【講授】甲烷的穩(wěn)定性是相對(duì)的，在特定的條件下，也會(huì)發(fā)生某些反應(yīng)。

【板書】（1）氧化反應(yīng)——可燃性

【活動(dòng)】學(xué)生板書反應(yīng)方程式，強(qiáng)調(diào)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫要求?！局v述】純凈的甲烷能在空氣里安靜地燃燒，發(fā)出淡藍(lán)色火焰，產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體，反應(yīng)放熱。【討論】你能設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證甲烷燃燒的產(chǎn)物是什么嗎？【講述】甲烷是一種很好的氣體燃料。但是必須注意，點(diǎn)燃可燃性氣體時(shí)，先要干什么？驗(yàn)純。在煤礦的礦井里，如果空氣中甲烷的含量達(dá)到一定比例時(shí)，遇到火花就會(huì)發(fā)生爆炸，所以必須采取安全措施，如嚴(yán)禁煙火、注意通風(fēng)等，以防止爆炸事故發(fā)生。此例說(shuō)明，對(duì)一個(gè)化學(xué)反應(yīng)有充分、全面的認(rèn)識(shí)，才能利用它、控制它，防止其有害的一面。【探究活動(dòng)】甲烷與氯氣的反應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的設(shè)計(jì)意圖，逐步讓學(xué)生體會(huì)實(shí)驗(yàn)裝置的優(yōu)化和對(duì)比設(shè)計(jì)的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性。引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并書寫化學(xué)反應(yīng)方程式，介紹取代反應(yīng)概念。【板書】（2）取代反應(yīng)（特征反應(yīng)）【學(xué)生總結(jié)】實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：量筒內(nèi)的黃綠色逐漸消失，并有少量白霧；量筒內(nèi)壁出現(xiàn)油狀液滴；量筒內(nèi)水面上升，取出的液體滴加紫色的石蕊試液溶液變紅（色變淺、出油滴、水上升、有白霧、石蕊變紅）【說(shuō)明】實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明光照條件下，甲烷與氯氣發(fā)生了反應(yīng)，現(xiàn)象中有白霧、石蕊變紅說(shuō)明有氯化氫生成，那么這一反應(yīng)發(fā)生的過(guò)程是怎樣的呢？油狀液滴又是什么呢？為了形象、直觀地說(shuō)明這些問(wèn)題，我們用球棍模型來(lái)模擬反應(yīng)的過(guò)程?！景鍟恳宦燃淄椋怏w，不溶于水）【講述】從反應(yīng)特點(diǎn)上我們知道，取代反應(yīng)過(guò)程中甲烷分子的H原子是逐步被Cl原子所代替生成了四種取代物。像這樣，有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng)，叫取代反應(yīng)。【提問(wèn)】你能仿照上述化學(xué)方程式，嘗試寫出一氯甲烷與氯氣進(jìn)一步反應(yīng)的化學(xué)方程式嗎?

【探究活動(dòng)】拓展思維、探索發(fā)現(xiàn)組裝甲烷的二氯取代產(chǎn)物的球棍模型，得出結(jié)論甲烷的二氯取代產(chǎn)物只有一種進(jìn)一步認(rèn)識(shí)甲烷的立體結(jié)構(gòu)?！菊f(shuō)明】甲烷與氯氣的反應(yīng)，產(chǎn)物是混合物，共五種產(chǎn)物，其中一氯甲烷和氯化氫為氣態(tài)，其余為油狀液體，三氯甲烷又叫氯仿（有機(jī)溶劑），四氯甲烷也叫四氯化碳（有機(jī)溶劑、滅火劑），而且甲烷的四種氯代產(chǎn)物都不溶于水。【強(qiáng)調(diào)】甲烷取代反應(yīng)特點(diǎn)：一次只能取代1個(gè)H，有幾個(gè)H就能發(fā)生幾次取代反應(yīng)。反應(yīng)的條件：光照，純鹵素單質(zhì)?！局v述】在隔絕空氣的條件下加熱到1000℃左右，甲烷就開(kāi)始分解；當(dāng)溫度再升高時(shí)，分解比較完全，生成炭和氫氣?！景鍟浚?）受熱分解：【討論】學(xué)習(xí)了甲烷的性質(zhì)，甲烷在生活生產(chǎn)實(shí)際中有什么用途？【板書】三、甲烷的用途【展示】相關(guān)圖片并介紹甲烷取代反應(yīng)的產(chǎn)物（CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4）都是很好的有機(jī)溶劑；熱解反應(yīng)的產(chǎn)物氫是合成氨和汽油的重要原料，熱解反應(yīng)的產(chǎn)物炭黑是橡膠工業(yè)的重要原料，也可用于制造顏料、油墨和油漆等。甲烷燃燒時(shí)放出很多的熱量，所以甲烷可用做氣體燃料。簡(jiǎn)介天然氣的應(yīng)用和農(nóng)村沼氣制取的原料、發(fā)酵過(guò)程、使用和發(fā)酵廢物利用。著重強(qiáng)調(diào)指出沼氣的應(yīng)用對(duì)合理開(kāi)發(fā)農(nóng)村能源、肥料，改善環(huán)境衛(wèi)生，防止疾病的傳染所起的作用?！究偨Y(jié)】幫助學(xué)生建構(gòu)有關(guān)結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)之間的聯(lián)系，利用立體結(jié)構(gòu)指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)有機(jī)化學(xué)的重要反應(yīng)類型——取代反應(yīng)，開(kāi)啟有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)的新思維?！揪毩?xí)】同步練習(xí)題以課件的形式顯現(xiàn)?！咀鳂I(yè)】查閱資料撰寫論文課后作業(yè)：上網(wǎng)查閱有關(guān)的資料，撰寫一篇小論文：我眼中的的能源（昨天、今天、明天）（我設(shè)計(jì)什么作業(yè)？）（要不要？