甲烷教案新部编本.doc

1、甲烷教案新部编本精品教学教案设计精品教学教案设计|Excellentteachingplan教师学科教案20-20学年度第学期任教学科：任教年级：任教老师：_市实验学校精品教学教案设计精品教学教案设计|Excellentteachingplan育人犹如春风化雨授业不惜蜡炬成灰育人犹如春风化雨授业不惜蜡炬成灰第三章有机化合物第一节最简单的有机化合物甲烷第1课时最简单的有机化合物甲烷【一、教材分析】教材内容关于甲烷在初中化学中已经介绍了甲烷的燃烧反应和一些主要用途。在此基础上本节将进一步介绍甲烷的分子结构、主要的化学性质等内容。按照教学大纲要求只要求学生了解甲烷的结构式。但考虑到结构式只表示出了甲

2、烷分子中各原子之间的结合方式而不能真实地反映出甲烷分子的空间结构一一正四面体结构而对分子的空间结构的认识又直接影响着学生对有机物分子结构的了解因此有必要向学生介绍甲烷分子的空间结构。教材中首先从甲烷分子的组成引入。逐步给出分子的结构式然后利用球棍模型和比例模型介绍空间结构使学生对甲烷的四面体结构有一个比较清楚的认识。教材在介绍甲烷的性质时是以甲烷分子中的碳原子与氢原子之间能形成牢固的共价键为依据展开的。本节教材的地位和作用甲烷的取代反应是本节的重点内容。教材在处理这部分内容时是在实验的基础上使学生了解甲烷分子中的氢原子能被其他原子取代然后给出反应的几步化学方程式说明甲烷中的氢原子不仅一个能够被

3、取代而且全部都可被取代。二、学情分析】学生起点能力分析学生通过初中学习初步认识有机化合物的组成和性质的有关知识了解了甲烷的燃烧反应和一些主要用途但这只是偏感性的基础认识需要进一步从甲烷的分子结构角度来认识甲烷的化学性质(氧化反应、取代反应)等。学生“生活概念”分析学生在学习中需要初步应用已有的原子结构、化学键等基础知识从宏观、微观的角度来全面认识甲烷。学生“认知方式”分析由于学生对有机化合物知识比较陌生没有形成科学合理的学习方法对比较抽象的化学键知识理解不够透彻空间想象能力较弱所以在学习中应用辩证的观点从结构理解性难。因而在教学中需要通过模型制作和媒体模拟演示微观反应历程来培养学生的逻辑思维化

4、象力逐渐建立从结构角度学习有机物性质的有机化学学习模式。【三、教学目标】知识与技能：(1)复习碳原子结构和共价键的知识掌握甲烷的电子式、结构式的写法以及甲烷的正四面体构型。认识物质结构本质能透过现象看本质培养学生的空间想象能力。(2)掌握甲烷的重要化学性质增强学生关心社会、能源等问题的意识。过程与方法：(1)通过现场制作甲烷模型培养学生的空间想象能力和探索科学的精神。(2)培养学生用新概念理解知识的能力培养学生观察现象并根据实验现得出可能规律的能力。情感态度与价值观：利用有机化学的入门学习提高学生的学习兴趣营造宽松热烈的学习环境。设置问题情境其实验探究及课件的微观模拟鼓励学生(特别是学困生)合

5、作学习尽可能让每个学生体验成功。通过对甲烷结构和性质的学习使学生树立物质结构决定性质的科学观点。【四、教学重难点】重点：甲烷分子的空间结构；甲烷的取代反应。难点：甲烷的取代反应。【五、教学方法】以学生进行课堂讨论和探究为主、教师进行引导和串联讲解为辅的探究式教学并设有课堂实物演示实验、模型演示以及计算机辅助实验。采用直观道具和多媒体激发兴趣层层推进。创设问题情境“走近一场瓦斯爆炸事故”导入新课吸引学生注意力；并以“揭秘瓦斯爆炸”为主题引导课堂教学以“揭秘瓦斯爆炸主角”-“直击瓦斯爆炸现场”-“分析瓦斯爆炸原理”-“正确对待瓦斯爆炸事故”为暗线、以“了解瓦斯爆炸主角（认识甲烷）”-“探究甲烷的组

6、成和空间结构”-“探究甲烷的物理性质”-“探究甲烷的物理性质”-“分析甲烷的用途”为明线贯穿整堂课的教学。通过演示实验组织学生进行实验探究、分析、归纳、对比、演绎。课前准备仪器：烧杯、试管、导气管。药品：甲烷、氯气、饱和食盐水。设备：印发学案准备演示实验所需仪器、药品编写多媒体课件等。【六、教学过程设计】教学教学环节教师活动学生活动设计意图流程新课导入走近一场瓦斯爆炸事故【多媒体播放视频】一、导入新课【开场白】从这节课起我们即将进入一个新的化学世界-有机化学。【投影】PPT1:有机化学(背景为有机分子结构图和有机模型)。【科学视野】【讲述】有机化学是以研究有机化合物为主要内容的化学。有机物种类

7、繁多在生活中随处可见如汽油等燃料、涂料等建材、塑料等日用品、糖类等食物。可见有机物与我们的生产、生活息息相关。让我们先来了解什么是有机物什么是烃这两个基本概念。【概念释疑】【投影】1.什么叫有机物？【先投影后讲述】我们把世界上含有碳元素的化合物称为有机化合物简称有机物。而一般把不含碳的化合物叫做无机化合物。但是像CO、CO2等碳的氧化物；CaCQ、Na2CO3等碳酸盐；Ca(HCO3)2、NaHCOs等碳酸氢盐由于性质与无机物相似仍将它们看作无机物。【畐I板书】CO、CO2；CaCOs、Na2CO3；Ca(HCOs)2、NaHCOs【总结】因此对于有机物我们应该有这样一个认识：有机物即含碳化合

8、物。有机物一定含C,但含C的不一定是有机物。【投影】认识1:有机物即含碳化合物。有机物一定含C,但含C的不一定是有机物。【过渡（讲述）】2?有机物除了C还可能含有哪些元素？【投影】2.有机物含有哪些元素？【提问1】请同学根据熟悉的有机物分析并得出有机物含有哪些元素？【学生回答预设】从糖类、蛋白质等分析知有机物含C、H、O、N、S、P等元素。【小结后投影】C、H、0、N、S、P、卤素等。【投影】3.什么叫烃？【过渡（讲述）】当有机物仅含C和H两种元素时称为碳氢化合物,也称为烃。其中甲烷是最简单的烃。【投影】仅含C和H两种元素的有机物称为碳氢化合物,也称为烃。甲烷是最简单的烃。【总结】对于烃我们应

9、当有这样一个认识:烃即碳氢化合物。烃只含C、H两种元素。最简单的烃是甲烷。【投影】认识2:烃即碳氢化合物。烃只含C、H两种元素。最简单的烃是甲烷。【过渡（讲述）】走进有机化学,探索有机世界的奥秘,让我们从学习甲烷开始！【学生活动1】话题讨论-谈谈你们知道的甲烷。【提问2】同学们在生活中接触过甲烷吗？或者听说过与甲烷有关的事情吗？请同学们交流讨论一下,谈谈你们知道的甲烷。【学生回答预设1】1.地理中学习了“西气东输”,它输送的是天然气。这是俗名,它的主要成分,也就是我们这节课要学习的主角一一甲烷。【提示】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那你们知道它输送的是什么气体吗？西气东输

10、示意图HTJi阿曜此Hr轮ISHTJi阿曜此Hr轮ISWtB.4ft4?lRC_1?_x“PH.WimW1,.j_J1?MUH,SPdtfZEHHIJK.MJFitttlA上独.JOW.巧魅”tHtfTMCmJC?5tt【讲述】从同学们的讨论声中看出大部分同学都是很关注时事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也就是我们这节课要学习的主角一一甲烷。【学生回答预设2】2?家里有天然气灶点燃可用来煮饭、炒菜。【学生回答预设3】2.2021年5月18日中国地质调查局几年在南海宣布我国正在南海北部海域进行的可燃冰试采获得成功可燃冰的主要成分是甲烷燃烧能量高据悉100L可燃冰能让汽车跑

11、5万公里。(设计意图：以国家重大社会热点事件和学生生活中常见的场景引入设问激趣引发学生学习新内容的兴趣。）、推进新课、推进新课教学环节一：甲烷的物理性质【板书】第一节最简单的有机化合物一一甲烷一、甲烷的物理性质及其在自然界中的存在【展示】装有甲烷气体的试管。【引导】这有一试管甲烷请同学们【学生活动2】实验观察：认识甲烷的物理性质。【活动方法】请一学生闻气味观察颜色、状态讨论溶解性以及应该如何收集。(设计意图：培养学生的观察能力教其观察实验的方法;使学生对甲烷有初步的感性认识。）【提问3】通过观察甲烷的物理性质都有哪些根据学生的回答归纳总结。【小结】1、在通常状况下甲烷是一种无色、无气味的气体。

12、2、密度比空气小在标准状况下是0.717g/L。3、极难溶解于水。【投影】认识3：甲烷是一种无色、无味的气体密度比空气小极难溶于水。【板书】物理性质：无色、无味的气体、密度比空气小极难溶于水。【提问4】根据上述甲烷的物理性质你知道如何收集甲烷吗【预设回答】1、由于甲烷密度比空气小所以能用瓶口向下排空气法收集。2、由于甲烷难溶于水所以能用排水法收集。【提问5】自然界中什么地方有甲烷？【讲述】植物在隔绝空气情况下分解能够产生甲烷在池沼底部、天然气田、油田和煤矿坑道附近往有天然气它是“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：油田、天然气田、煤矿坑道、

13、池沼等。(设计意图：知道沼气、坑气、天然气的主要成分均是甲烷。对学生进行环保教育。）教学环节二：甲烷的组成与空间结构【板书】二、甲烷的组成与空间结构【学生活动3】计算：确定甲烷的分子式。【提问6】已知甲烷的密度在标准状况下是0.717gL,含碳75%含氢25%利用这些数据确定它的分子式。【引导】对于气体而言：MVm(设计意图：引导学生在自己的练习本上计算提高学生的计算能力。）【预设】学生计算得到1个甲烷分子由1个碳原子4个氢原子构成。【讲解】标况下MVm0.717g/L22.4L/mol16g/mol故：mol甲烷有16g,其中碳元素质量为16g75%12g,物质的量为1mol氢元素质量为16

14、g25%4g,物质的量为4mol故甲烷的分子式为CH4【板书】分子式：CH4【提问7】那为什么1个碳原子要与4个氢原子结合而不是与3个、5个或者更多呢【引导】前面我们讲了碳是第几主族的元素最外层有几个电子呢【学生回答预设】第IVA族4个电子(设计意图：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）【讲解】碳的原子结构示意图。【提问8】请同学们讨论1个C原子和4个H原子如何达到稳定结构？【讲述】碳原子有4个价电子而氢原子有1个电子为了达到稳定结构碳原子的1个电子与氢原子的1个电子形成1对共用电子所以碳原子欲形成8电子的稳定结构则需形成4对共用电子所以1个碳原子要结合4个氢原子。由此

15、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1对共用电子从电子式便得到结构式同学们写出甲烷的结构式。【学生活动4】书写甲烷的电子式和结构式。结构式:HICIH【板书】电子式：结构式:HICIHIIII.C_II9II(设计意图：根据教师的提示引发思路培养学生的思维能力引导其通过思考解决问题。通过同学书写甲烧的电子式和结构式并核对答案培养学生的观察能力、分析推理能力。）【提冋9】从甲烷的电子式是否可以推断甲烷分子中碳原子和四个氢原子都在同一个平面上？【过渡】结构式能初步表明分子中各个原子的结合方式并不能真实地体现各原子在空间的排布情况下面我们来探究一下甲烷的空间结构。【学生

16、活动5】探究：甲烷的空间结构试用原子结构拼插模型（或用橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙签、火柴棒等代用品）制作出你们认为甲烷可能的空间结构。【提问10】请同学来总结你们小组讨论的结果并展示们的作品。【讨论结果】可能有两种结构一平面正方形结构和正四面体结构。(设计意图：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。）【过渡】以上只是我们对甲烷结构提出的设想如何验证？我们知道结构决定性质性质反映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】实验测得甲烷分子中4个C-H键完全相同每相邻的2个C-H键之间的键角、键长、键能均相等。键长1.0910-10m键角：10928

17、键能：413kJmol-1。【提问11】根据这些参数同学们可以否定你们的哪些结构呢？【实物展示】甲烷分子的球棍模型和比例模型。【结论】空间构型：对称的正四面体结构结构特点：4个C-H键是等价的。【投影】认识4:甲烷的空间构型是正四面体。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。4个C-H键的键长和强度相等夹角相等。(设计意图：使学生认识物质结构决定性质性质反映结构的辩证关系层层推进得出探究结果。）教学环节三：甲烷的化学性质【过渡】我门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？下面我们进人甲烷性质的学习。【板书】三、甲烷的化学性质【过渡】在通

18、常情况下甲烷比较稳定如与强酸、强碱一般不发生化学反应。【提问12】能不能与酸性高锰酸钾溶液反应？【视频演示】实验一、甲烷通入酸性高锰酸钾溶液。现象：酸性高锰酸钾溶液不褪色。【学生回答预设】结论：无反应发生。说明甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。【投影】认识5：在通常情况下甲烷比较稳定与高锰酸钾等强氧化剂不反应与强酸、强碱也不反应。【提问12】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【强调】甲烷的稳定性。【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。点燃甲烷气体：把验纯

19、后的甲烷经导管导出点燃观察火焰颜色然后用一个冷而干燥的烧杯罩在火焰上方取下烧杯正放向烧杯内滴人澄清的石灰水观察现象推断甲烷的元素组成。【讲述】冷而干燥的小烧杯内壁有小水珠生成说明甲烷中一定有H元素澄清的石灰水变浑浊。说明甲烷中一定有碳元素是否含有氧元素需进行定量实验测定经实验测定表明甲烷中不含氧元素只含有碳、氢两种元素。【提醒】点燃甲烷与空气或氧气的混合气体会立即发生爆炸。因此点燃甲烷之前必须验纯!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达到一定比例时就会发生爆炸这也就是各种矿难产生的主要原因一“瓦斯”爆炸。大家看一下瓦

20、斯爆炸造成的危害。(展示图片）(设计意图：领悟安全的重要性对点学燃生进行安全教育。）【板书】1?氧化性：CH4+202-C02+2H2O【投影】认识6:点燃甲烷甲烷安静地燃烧发出淡蓝色火焰产生使澄清石灰水变浑浊的气体反应放热。但点燃之前必须验纯！点燃CH4+202-C02+2H2O【探究实验】大家看到甲烷与氧气气反成要点燃那么与比02氧化能力更强的Cl2反应时是怎样的呢？【实验视频】甲烷与氯气的反应。【提问13】看完了这段视频。同学再来总结一下你看到了什么？【总结】室温时混合气体无光照时不发生反应；光照时混合气体的黄绿色变浅试管上出现油滴试管中有少量白雾试管内的液面上升。(设计意图：借助多媒体

21、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弓I导学生发现问题、分析问题。）【提问14】请同学们讨论分析上述实验中所观察到的现象从中可以得到那些结论？【学生回答预设】1.说明试管内的混合气体在光照的条件下发生了化学反应。试管壁上出现液滴说明反应中生成了新的油状物质。试管内液面上升说明随着反应的进行试管内的气压在减小即气体总体积在减小。【讲述】甲烷与氯气反应有个新的名称-取代反应。【板书】2.取代反应：有机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。一氯取代：TOCo“1-5”hzHHH-C-H+Cl-Cl+H-CIHH【讲述】从实验现象我们知道取代反应过程中甲烷分子的氢

22、原子是逐步被氯原子所替代生成了4种取代物。同学们在下面写出二氯、三氯、四氯取代反应的化学方程式。【投影】HHHCH+Cl-ClH+H-ClClCl二氯甲烷液体）HAUHAUIClh-cci+eraClciH-a+ci-cici光9ci四氯甲烷（液体）【学生活动6:交流研讨】探究甲烷取代反应的历程。【模型演示】用模型演示甲烷的取代反应历程。【投影】2.二氯甲烷的形成名称二氯甲烷分子式CH2CI2状态(STP）液态名称三氯甲烷俗称氯仿分子式CHCI3状态(STP）液态HH+CI-CIH+H-CIClC1【投影】3.三氯甲烷的形成名称四氯甲烷别名四氯化碳分子式CCI4状态（STP）液态H“HH-c-

23、a+a-a-Uci-(f-ci+H-aClci【投影】4.四氯甲烷的形成ClClClCl【强调】取代反应：有机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。(设计意图：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。通过书写重要化学方程式加深对新概念的理解。）【设问】取代反应属于置换反应吗？取代反应与无机化学中的置换反应是不同的下表是它们之间的一些区另I：【投影】取代反应与置换反应的比较表取代反应置换反应实例点燃CH4+CI2CH3CI+HCIZn+H2SO4=ZnSO4+H2T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代替的反应。一种单质跟一种化合物反应生成另一种化合物和另一种单质的反应0反应物一种化合物和一种单质或化合物（反应物中至少有一种是有机物）一种单质和一种化合物生成物一般生成两种化合物另一种化合物和另一种单质电子转移不一定发生电子转移因此不一定是氧化还原反应疋发生电子的转移反应特点很多反应是可逆反应副反应较多用J琏接一般是不可逆反应用“-连接(设计意图：通过取代反应、置换