3.1《最简单的有机化合物——甲烷》教案（新人教版必修2）
- ※基本信息※
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- 资料类型：教(学)案
- 教材版本：人教版
- 适用学校：不限
- 所需点数：1点
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- 资料作者：
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- ※资料简介※
甲烷教学方案(设计)
课题
天然气的利用——甲烷（第一课时）
课型
新授课
授课教师
教材版本
苏教版普通高中课程标准实验教科书：化学必修2
章节[来源:Z|xx|k.Com]
第三专题
第一单元
l 学生情况
有机化学是化学中的重要分支，对学生而言，一切都是新的，学
l 教学内容
必修模块的有机化学内容，没有完全考虑有机化学本身的内在逻辑体系。教材的起点低，强调知识与应用的融合。以典型有机物甲烷为切入点，从学生已有的生活背景知识出发，介绍甲烷的结构、主要性质以及在生产、生活中的应用。不盲目扩充代表物的性质和内容，不涉及类物质的性质，从结构的角度适当加以深化，建立有机物“结构—性质—用途” 的认识关系。[来源:学科网ZXXK]
l 教学目标
知识与技能：
1、了解自然界中甲烷的存在及储量情况；
2、掌握甲烷的电子式、结构式和甲烷的正四面体结构；
3、掌握甲烷的重要化学性质，并理解取代反应的含义；
4、了解甲烷对人类生产和生活的意义。
过程与方法：
1、在探究甲烷结构的过程中，提高空间思维的能力；
2、掌握甲烷性质的过程中，逐渐理解“结构决定性质，性质反映结构”并学会运用；
3、初步学会化学中对有机物进行科学探究的基本思路和方法。
情感态度价值观：
1、初步形成对有机化学领域的学习兴趣；
2、认识化学微观世界分子结构的立体美；
3、初步认识“结构决定性质”、“内因、外因辨证关系”等哲学思想；
4、关心社会、环境、能源等问题，提高学生的环护意识。
l 教学重点
甲烷的结构和性质
l 教学难点
甲烷与卤素的取代反应
l 教学方法（策略）
以课堂演示实验以及计算机辅助实验和学生探究为主，教师串联讲解为辅的启发式教学。
1. 采用直观道具和多媒体，激发兴趣，层层推进；
2. 创设问题情境，吸引学生有意注意；
3. 通过演示实验组织学生进行实验探究、分析、归纳、对比、演绎。
l 教学媒体
① 仪器：储气瓶、烧杯、试管、导气管、火柴
② 药品：甲烷、高锰酸钾、溴水
③ 设备：多媒体
l教学过程
教师活动
学生活动
设计意图
时间分配
[导入]从上节课起，我们进入了一个新的化学世界——有机化学。它在生活中随处可见，与我们的生产生活息息相关。相信大家都知道“西气东输”是我国西部大开发四大工程之一。
[图片展示]这是西气东输的工程建设示意图，那你们知道它输送的是什么气体吗？
[讲述]从同学们的讨论声中，看出大部分同学都有关注时事政治的，没错，西气东输的主角其实就是天然气，这是俗名，它的主要成分是甲烷。
[过渡]能成为许多工程师注视的焦点，看来，甲烷实在不简单，那它究竟是什么呢？为何有如此大的魅力？带着疑题，进入我们这节课的学习。
[板书]最简单的有机物——甲烷
一、甲烷的物理性质及其在自然界中的存在
[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啊？
根据学生的回答，归纳总结。
[板书]1.物理性质：无色、无味、密度比空气小，极难溶于水。
[讲述]植物在隔绝空气情况下分解能够产生甲烷，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
二、甲烷的分子组成与结构
[提问]已知甲烷的密度在标况下是
[总结]相信同学们都能计算得到甲烷的分子组成是1个碳，4个氢。
[板书]分子式：CH4
[提问]那为什么一个C要结合4个H结合？而不是3个、5个或者更多呢？
[回忆]前面我们讲了C是第几主族的元素？最外层有几个电子呢？
[板书]C的原子结构示意图
[讲述]C原子有4个价电子，而H原子有1个电子，C原子的1个价电子与H原子的1个电子形成1对共用电子对。所以，C原子欲形成八电子的稳定结构，则需形成四对共用电子对，所以1个C原子要结合4个H原子。由此，同学们便可以写出甲烷的电子式。
在我们以后的学习中，常用一根短线来代替一对共用电子对，从电子式便得到结构式，同学们写出甲烷的结构式。
[板书] 电子式： 结构式：
[过渡]结构式只能初步表明分子中各个原子的结合方式，并不能真实的体现各原子在空间的排布事实，下面，我们来探究一下甲烷的空间结构。
[探究活动]甲烷的空间构型
实验测得甲烷分子中4个C—H键完全相同，每相邻的两个C—H键之间的键角、键长、键能均相等。
[活动]同学们利用手中的硬纸板、橡皮泥、小番茄、牙签等，制作出你们认为甲烷可
[来源:Z_xx_k.Com]
[提问]请××同学来总结你们小组讨论的结果，并展示你们的作品。
[过渡]同学们的想象力都非常丰富啊，以上只是我们对甲烷结构提出的设想，如何进行验证？结构决定性质，性质映证结构，因此唯一方法是从性质实验出发寻找证实结构的依据。
[讲述] 科学家通过测定，得到了甲烷的各种参数：键长：1.09×10
键角：
键能：413KJ/mol
[提问]根据这些参数，同学们可以否定你们的哪些构象呢？
[实物展示]甲烷分子的球棍模型和比例模型
[结论、板书]
空间构型：对称的正四面体构型
构形特点：4个C-H键是等价的
[讲述]C位于正四面体的中心，4个H分别位于正四面体的4个顶点上。
[过渡]我们知道了甲烷分子的结构，而结构决定性质。甲烷这样的结构决定它有怎样的性质呢？下面，我们进入甲烷性质的学习。
三、甲烷的化学性质
[板书]二、甲烷的化学性质
[讲述]下面，我们将做两个实验，请大家仔细观察现象
[边引导边演示]
实验一、甲烷通入酸性高锰酸钾和溴水
现象：两种溶液均不褪色；
结论：无发生反应。
[提问]由实验可以推出甲烷具有稳定性，也就是甲烷的化学性质比较稳定。这是什么原因呢？你能从结构上予以解释吗？
[板书]（1）稳定性
[过渡]但任何物质的稳定性都是相对的，而它的变化是绝对的，一旦外部条件发生变化，甲烷也能发生反应。
[演示实验]实验二、点燃甲烷
[引导]a、理论火焰颜色和实际火焰
b、提醒点燃之前必须验纯，并与实际生活相联系
[讲述]甲烷与氧气反应,也就是天然气和沼气燃烧的道理所在.但和氢气一样,它也要验纯,当甲烷与空气混合到一定比例时就会发生爆炸,这也就是各种矿难中最主要的一点——“
[板书]（2）可燃性
[探究实验]大家看到，甲烷与氧气反应要点燃，那么与比O2氧
同
接着，用动画演示展示实验现象和结果，对比之下自然可以知道哪一个推理才是符合实际情况的。
[动画演示]甲烷与氯气的反应
[提问]看完了这段动画，同学们再来总结一下，你看到了什么？
[总结] 氯气的黄绿色逐渐消失，瓶壁上有黄
[讲述]原来甲烷和氯气的反应有个新的名称——取代反应
[板书]取代反应：有机分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应。
一氯取代：
[讲述]从实验现象我们知道，取代反应过程中甲烷分子的H原子是逐步被Cl原子所代替生成了四种取代物。同学们在课本写出二氯、三氯、四氯取代的反应方程式。
[过渡]我们知道，性质决定了用途，同学们学完了甲烷的性质，可以猜测它的用途吗？
四、甲烷的用途
[板书]用途
[小结]今天我们认识了最简单的有机物——甲烷，同学们重点掌握甲烷的分子组成与结构，还有它的化学性质，尤其是取代反应。
以一首小诗总结甲烷的相关性质（见附1）
猜想、讨论、回答[来源:Zxxk.Com]
带着对疑问的种种设想，进入新课学习。
观察、思考、请一学生闻气味。观察颜色、状态、思考溶解性。
各抒己见
做笔记
知道沼气、坑气、天然气的主要成分均是甲烷
学生在自己的练习本上计算
思考与回忆学过的知识：元素周期表
根据教师的提示，引发思路
同学上来写甲烷的电子式和结构式。
核对
思考：分子的结构式不一定代表分子的真实构型
以小组为单位讨论、并搭出甲烷的球棍模型、比例模型等。
对比、意见交流
讨论结果：可能有两种结构——平面正方形结构和正四面体结构
进一步思考，讨论、判断
观察，对比自己制作的模型
记录重点内容
观察现象；得出结论
联系刚刚学过的内容，思考回答：甲烷为正四面体结构，比较稳定
观测实验现象
分析原因
领悟安全的重要性
学生推测甲烷与氯气反应的各种可能性
讨论、分析
仔细观看多媒体演示实验
总
对重点内容进行记录
书写反应方程式
思考、讨论、总结
总结
阅读、自己提取重要信息
以国家重大事件引入，设问激发兴趣。
引发学生学习新内容的兴趣。
培养学生观察能力，教其观察实验的
归纳总结
对学生进行环保教育
提高学生计算能力
通过提问，引发学生回忆旧知识，引出新知识，自然过渡到甲烷的电子式
培养学生的思维能力，引导其通过思考解决问题。
培养学生的观察能力、分析推理能力
引导学生应用几何知识分析物质空间结构，培养学生的推理能力、空间想象能力。
在交流中进一步认识
使学生认识物质结构决定性质,性质映证结构的辨证关系
层层推进，得出探究结果。
引导学生形成层层深入的思维结构，解决问题。
通过甲烷构型的探究，培养学生探究思维的能力，归纳总结的
顺应学生学
让学生领悟实验是检验事实的客观标准
映证有机物的结构决定性质的结论
对学生进行辨证
借此说明有机反应的复杂性
对学生进行安全教育
充分调动学生的想象力
借助多媒体直观展示实验，节省复杂实验所需时间。
训练学生总结归纳的能力，引导学生发现问题、分析问题。
对重难点内容详细分析，引导学生对实验现象做出正确理解。通过书写重要方程式，加深对新概念的理解。
遵循性质决定用途的思路
明确本节课的重、难点
培养其自学能力；生动的结束本节课。
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