2022年甲烷-教学设计与反思 .pdf
教学基本信息题目第一节最简单的有机化合物甲烷学科高中化学必修2 年级高二教材内容新人教版必修 2第三章第一节个人信息设计者姓名单位毛道锋贵溪市第一中学1. 教材分析本节主要学习甲烷的结构、性质，烷烃的概念、性质，同系物、同分异构体的概念，用 2 课时完成。甲烷是最简单的有机物，利用甲烷的球棍模型和比例模型认识甲烷的分子结构，通过实验了解甲烷的取代反应，并进一步了解甲烷的物理性质和化学性质，为后面学习烷烃及烃的衍生物的知识奠定基础。2. 学情分析从知识结构上看，初中化学知识导入，学生对有机化合物的知识有了一定的认识，能具备了一定的实验设计能力，渴望自己独立完成实验。有较强的求知欲，师生间彼此了解，有很好的沟通交流基础。为了使教学具有更强的逻辑性，突出教学重点内容，充分说明物质的性质决定于物质的结构，对教材的内容在教学设计上进行了调整。培养学生实验操作能力、 分析比较能力和创新能力，使学生掌握如何通过化学实验设计和实施化学实验达到研究物质性质的基本方法和技巧。潜移默化地受到自然科学方法论思想的熏陶。3. 教学目标 (含重、难点 )【三维目标】：. 知识与技能：1. 了解甲烷的物理性质、存在和用途。2. 掌握甲烷分子的空间结构特征，能够书写甲烷分子的结构式、电子式。3. 掌握甲烷的化学性质、了解取代反应的特征。过程与方法：1通过对甲烷的正四面体结构的认识，分析CCl4、CH3Cl、CH2Cl2和 CHCl3的结构。2通过甲烷分子模型的分析，学会根据比例模型、球棍模型分析分子结构的方法。3从甲烷的性质推导到烷烃的性质的过程中，学会从一种代表物质入手掌握同系列有机物性质的方法。情感与价值观：1以甲烷的存在和用途等为素材，增强化学在人类重要作用的认识。2通过实践活动、探究实验和多媒体动画等，培养学生关心科学、研究科学和探索科精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 5 页学的精神，激发学生学习化学的兴趣，探索新知识的欲望。【教学重点】：甲烷的结构特点和甲烷的取代反应。【教学难点】：甲烷的空间结构，取代反应的概念。4. 教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图复习引入人类已知的有机物有两千多万种，初中我们已经接触过一些有机物， 比如甲烷、 乙醇等 ,知道有机物都是含碳化合物，含碳元素的化合物都是有机化合物吗？如 CO、 CO2 、碳酸盐、碳酸氢盐都属于无机物。复习列举 ：初中学过的有机物：甲烷、乙醇、葡萄糖等。初中化学知识导入有机物中仅含碳和氢两种元素的有机物烃。有机物的主要特点：（1）大多数有机物难溶于水，易溶于有机溶剂。（2）绝大多数有机物受热易分解，容易燃烧。（3）绝大多数有机物不易导电，熔点低。学生巩固 ：有机物的主要性质特点：区别有机物和无机物新课导入情境导入 ：最简单的有机物是甲烷，甲烷是天然气的主要成分。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；现在我国的天然气利用发展很快，沼气作为一种生物能，在全国各地农村越来越被广泛地利用着。前不久我国已宣布在南海北部探明大量可燃冰。学生调查 灶具和燃气热水器使用的燃气种类。我国天然气资源， “西气东送”工程及其意义。介绍神奇的可燃冰甲烷的水合物（笼状） 。情景设置一、物理性质一、甲烷的物理性质及其在自然界里的存在实验展示 ：预先收集好一瓶甲烷观察颜色，状态，闻气味（注意方法）。有人把甲烷叫做“沼气”或“坑气”，这又是什么缘故呢 ? 师生总结 ：无色、无味的气体，不溶于水， 比空气轻，是天然气、沼气（坑气）和石油气的主要成分，标况下密度 0.717g/L。观察现象过渡甲烷是最简单的有机物，也是含碳质量分数最小、含氢质量分数最大的有机物。要学习一种物质，我们首先从它的结构入手。二、甲烷分子结构二、甲烷的分子结构1、甲烷的化学式、电子式、结构式：化学式： CH4电子式：结构式：思考问题 ：碳原子有几个价电子？通常能形成几个共价键? 写出甲烷的化学式、电子式、结构式。引导启发讲述 ：甲烷的结构式只能表示甲烷分子中碳、氢原子的结合方式， 并不能表示甲烷分子中各原子在空间的排布情况。实验测出甲烷分子中的4 个 C-H完全相同，每相邻 2 个 C-H 间夹角相等。（给学生思考讨论的空间，充分调动学生主观能动性，再给出相关信息， 同学们会在问题解决的瞬间自己很有成就感）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 5 页提出问题 ：请你们根据这一事实，大胆想象甲烷分子中各原子在空间排布情况有几种可能？学生讨论得出可能的结论：演示 ：以下两种结构无论怎么旋转都不能重合。分析甲烷结构过程分析探讨甲烷分子立体结构信息 ： （1）甲烷极难溶于水，是非极性分子。哪种结构不合理？（ 2） 实验测出CH 2 Cl 2只有一种结构 （ CH 2 Cl 2是甲烷中 2 个 H 原子被 2 个 Cl 原子所代替） 。又有哪种结构不合理？首届（ 1901 年）诺贝尔化学奖获得者范霍夫，第一次提出碳原子的正四面体构型时，遭到德国有机化学权威柯尔比的冷遇，被认为是奇谈怪论。在无数事实和论据面前，范霍夫的“立体论”终于得到了科学界的承认，从此开创了有机化学结构研究的新时代。实验证明 ：甲烷分子里4 个氢原子并不在同一个平面上，整个分子是一种对称的正四面体结构，4 个氢原子分别位于正四面体的4 个顶点上，4 个 C H 键强度相同，夹角（ 109 28 ）相同。甲烷分子空间结构下图为甲烷的球棍模型、比例模型和分子结构示意图：学生动手制作 （正四面体结构）模型展示过渡 结构决定性质 ,性质决定用途,我们一起来看看甲烷具有哪些化学性质? 过渡三、化学性质1、燃烧反应三、甲烷的化学性质：1、甲烷的氧化（可燃性）讲解 ：甲烷可以作为很好的燃料，在空气中燃烧放出大量的热，用方程式表示为：千焦气气点燃气气890OHCOO2CH2224燃烧现象 ：通常情况下， 甲烷比较稳定，但它很容易在空气中燃烧，产生大量热。燃烧时火焰呈淡蓝色。注：燃烧前要验纯！实验探究结构决定性质提出问题 ：这是我们学到的有机物参与的第一个化学反应，大家注意观察它和无机反应之间有什么区别。引导学生说出方程式中“ ”代替“=”。有关有机物反应的化学方程式通常不用等号而用箭号。理解 ：这是由于有机物参加的化学反应往往比较复杂，常有副反应发生。引导学生说出方程式中“ ”代替“=”。过渡 ：既然甲烷很容易被氧气氧化，它是否可以被其他强氧化剂氧化呢？演示实验 ：甲烷气体通过酸性高锰酸钾溶液。总结 ：其它实验也证明甲烷不跟强酸、强碱或强氧化剂等反应。学生 ：让学生观察液体有无颜色变化。结论 ：未见酸性高锰酸钾溶液褪色，说明没有发生反应。过渡但甲烷的稳定性是相对的，在特殊条件下，也会发生特定的反应。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 5 页2、取代反应2、取代反应演示实验 ： （投影）取一个100mL的大量筒，用排饱和食盐水的方法先后收集20mL甲烷和80mL氯气放在光亮的地方。后向溶液中滴加有紫色石蕊试液的水溶液少许，观察溶液颜色。引导学生观察：（ 1）量筒中气体颜色是否有变化。（ 2）量筒内壁是否新物质生成。（ 3）量筒内液面发生了怎样的变化。（ 4）滴加有紫色石蕊试液少许后，溶液的颜色变化。提出问题 ：这些现象说明甲烷和氯气在光照条件下生成了油状的新物质和另外一种酸性物质， 这种新物质是什么？反应发生的过程如何？让学生自己动手完成其它三个化学方程式。微机演示 ：生成的一氯甲烷仍然继续跟氯气作用依次生成二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷。HClClCHClClCH2223光HClCHClClClCH3222光HClCClClCHCl423光过渡甲烷与氯气的一系列反应属于那种反应类型呢？概念理解辨析取代反应与置换反应演示反应机理同时讲解：这些反应都是氯气取走甲烷中的氢原子用氯原子来代替，像这样有机物分子里的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 。（学生对演示实验很感兴趣，做好演示实验有利于培养学生认真观察， 积极思考的能力）有机反应类型初学取代反应置换反应定义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替代的反应。一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。反应特点反应物：有机化合物与单质或化合物；生成物：不一定有单质；很多反应进行不完全，速度慢反应物和生成物中都一定有单质一般能反应完全，速度较快本质反应中无电子转移反应中有电子转移反应条件反应的进行受温度、光照和催化剂等外界条件影响反应的进行受金属活动性顺序或非金属活动性顺序的限定， 水溶液中置换遵循“以强制弱”的原则3、加热分解3、加热分解甲烷在隔绝空气加热到1000 以上时可以分解。生成炭黑和氢气。反应：242HCCH加热用途 ：分解生成的炭黑是橡胶工业的重要原料， 也可用于制造颜料、油墨、油漆等。本课小结总结 ：通过本节课的学习大家应该掌握有机物甲烷的空间构型。甲烷的化学性质很简单，归纳一下，主要有三点：在空气中燃烧，取代反应和受热分解，其中取代反应是我们接触到的一类新的反应，应重点掌握。学生总结交互训练随堂检测 ：见课件作业 ：教材习题精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 5 页5板书设计第一节最简单的有机化合物甲烷( 第 1 课时 ) 一、甲烷的物理性质及其在自然界里的存在无色、无味的气体，不溶于水，密度比空气轻，是天然气的主要成分。二、甲烷的分子结构1、甲烷的化学式、电子式、结构式：2、甲烷的球棍模型、比例模型和分子结构示意图: 三、甲烷的化学性质：1、甲烷的氧化（可燃性） ：气气点燃气气OHCOOCH222422、取代反应（多步同时）: HClClCHClCH324光3、加热分解：242HCCH加热要求板书设计巧妙， 突出重难点和知识间的联系，有一定结构性。 板书的呈现随着课堂进程有生成性。6教学活动设计（含师生对话设计）1、 导入： 学生巩固 ：有机物的主要性质特点：区别有机物和无机物2、 结构： 提出问题 ：碳原子有几个价电子？通常能形成几个共价键? 3、 请你们根据这一事实，大胆想象甲烷分子中各原子在空间排布情况有几种可能？4、 取代反应： 演示实验 ：（投影）取一个100mL的大量筒，用排饱和食盐水的方法先后收集20mL甲烷和 80mL氯气放在光亮的地方。后向溶液中滴加有紫色石蕊试液的水溶液少许，观察溶液颜色。5、 引导学生观察 ：（1）量筒中气体颜色是否有变化。（2）量筒内壁是否新物质生成。（3）量筒内液面发生了怎样的变化。（4）滴加有紫色石蕊试液少许后，溶液的颜色变化。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 5 页
