2024-2025学年新教材高中化学 专题8 有机化合物的获得与应用 第1单元 第1课时 天然气的利用 甲烷教学实录 苏教版必修2

2024-2025学年新教材高中化学专题8有机化合物的获得与应用第1单元第1课时天然气的利用甲烷教学实录苏教版必修2课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容分析1.本节课的主要教学内容为天然气的主要成分甲烷的利用，包括甲烷的燃烧、甲烷的催化氧化制甲醛以及甲烷的裂解制氢气等。

2.教学内容与学生已有知识的联系：本节课的教学内容与学生在初中阶段学习到的有机化学基础知识相联系，如甲烷的分子结构、性质等，同时结合高中阶段学习的化学方程式书写、化学平衡等知识，引导学生深入理解甲烷的利用过程。教材章节：苏教版必修2专题8第1单元。二、核心素养目标1.培养学生的科学探究能力，通过实验观察和数据分析，引导学生主动探究甲烷的化学性质和转化过程。

2.增强学生的化学符号理解和运用能力，通过书写化学方程式，加深对化学反应原理的理解。

3.提升学生的化学社会责任感，认识到化学在能源利用和环境保护中的重要作用，激发学生对化学学科的兴趣和责任感。三、教学难点与重点1.教学重点，

①甲烷的催化氧化反应原理及其化学方程式的书写，强调反应条件、反应物和生成物的关系。

②甲烷裂解制氢气的原理，包括反应机理、反应条件对产物分布的影响，以及化学方程式的平衡计算。

③通过实验数据和现象，引导学生分析甲烷燃烧和裂解过程中的化学变化，理解化学平衡和反应速率的概念。

2.教学难点，

①甲烷催化氧化反应的机理分析，涉及催化剂的作用和反应机理的复杂性，需要学生具备一定的化学知识储备。

②甲烷裂解反应的平衡计算，要求学生能够运用化学平衡原理，解决实际化学问题。

③学生对化学方程式书写和平衡计算的掌握程度，需要通过练习和反馈来提高准确性。

④实验操作技能的培养，包括安全操作、实验现象的观察和记录，以及实验数据的处理和分析。四、教学资源-实验器材：甲烷气体、催化剂（如钴或钼的化合物）、氧气、酒精灯、燃烧匙、集气瓶、玻璃片

-软件资源：化学方程式书写软件、化学反应模拟软件

-信息化资源：相关教学视频、在线化学实验平台、甲烷化学性质相关资料库

-教学手段：多媒体教学课件、实物模型、化学实验演示操作、课堂讨论、学生实验报告模板五、教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。设计预习问题：围绕“甲烷的催化氧化制甲醛”课题，设计一系列具有启发性和探究性的问题，如“甲烷燃烧时如何实现高效氧化？”“催化剂在反应中起什么作用？”等。

监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。

学生活动：

自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解甲烷的化学性质和催化氧化反应的基本原理。

思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。

信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过展示甲烷气田图片和甲烷在生活中的应用，引出“天然气的利用”课题，激发学生的学习兴趣。

讲解知识点：详细讲解甲烷催化氧化制甲醛的反应机理，结合实例“甲醇的生产”帮助学生理解催化剂的作用。

组织课堂活动：设计小组讨论，让学生根据预习内容，探讨甲烷催化氧化的最佳条件。

解答疑问：针对学生在讨论中提出的疑问，进行及时解答和指导。

学生活动：

听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。

参与课堂活动：积极参与小组讨论，分享自己的见解和实验设计。

提问与讨论：针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。

教学方法/手段/资源：

讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解甲烷催化氧化制甲醛的反应机理。

实践活动法：通过小组讨论等活动，让学生在实践中掌握反应条件对产物的影响。

合作学习法：通过小组讨论等活动，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：根据“甲烷的裂解制氢气”课题，布置实验报告撰写和计算平衡常数等作业。

提供拓展资源：提供与甲烷裂解制氢相关的书籍、网站、视频等，供学生进一步学习。

反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导。

学生活动：

完成作业：认真完成老师布置的课后作业，巩固学习效果。

拓展学习：利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考。

反思总结：对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。六、教学资源拓展1.拓展资源：

a.甲烷的物理性质和化学性质：介绍甲烷的分子结构、物理状态、密度、溶解性等，以及甲烷的燃烧反应、催化氧化反应等化学性质。

b.催化剂的作用：讲解催化剂的基本概念、分类、选择原则，以及催化剂在化学反应中的作用机制。

c.化学反应平衡：阐述化学平衡的定义、影响因素、平衡常数计算，以及勒夏特列原理在实际反应中的应用。

d.有机合成工业：介绍有机合成工业的发展历程、主要合成方法，以及有机合成在材料、医药、能源等领域的应用。

e.环境保护与可持续发展：探讨甲烷排放对环境的影响，以及如何通过化学手段减少甲烷排放，实现环境保护和可持续发展。

2.拓展建议：

a.阅读相关书籍：推荐《有机化学》、《化学工程原理》、《环境保护与可持续发展》等书籍，帮助学生深入理解有机化合物的性质、反应和应用。

b.观看教学视频：推荐观看甲烷燃烧、催化氧化等实验视频，让学生直观感受化学反应过程。

c.参加实践活动：鼓励学生参加化学实验、科技创新活动，提高学生的实践能力和创新意识。

d.研究性学习：引导学生开展研究性学习，针对甲烷的利用、环境保护等方面的问题进行深入研究，培养学生的科研能力。

e.开展小组讨论：组织学生进行小组讨论，分享各自的学习心得和观点，提高学生的沟通能力和团队合作精神。

f.参加学术竞赛：鼓励学生参加化学竞赛，提高学生的综合素质和学术水平。

g.关注科技新闻：关注甲烷相关领域的科技新闻，了解甲烷研究的前沿动态和发展趋势。

a.甲烷的物理性质和化学性质：

-分子结构：甲烷分子由一个碳原子和四个氢原子组成，呈四面体结构。

-物理状态：在常温常压下，甲烷为无色无味的气体。

-密度：甲烷的密度比空气小，约为0.717kg/m³。

-溶解性：甲烷不易溶于水，易溶于有机溶剂。

-燃烧反应：甲烷与氧气反应生成二氧化碳和水，放出大量热能。

-催化氧化反应：在催化剂的作用下，甲烷与氧气反应生成甲醛或甲醇。

b.催化剂的作用：

-催化剂是一种能够改变化学反应速率而自身不发生永久性变化的物质。

-催化剂的作用机理：降低反应活化能，使反应在较低温度下进行。

-催化剂的分类：根据作用机理，催化剂可分为酸碱催化剂、金属催化剂、酶催化剂等。

c.化学反应平衡：

-化学平衡：在一定条件下，化学反应达到正、逆反应速率相等的状态。

-影响化学平衡的因素：温度、压力、浓度等。

-平衡常数：描述化学反应在平衡状态下各物质浓度之间关系的常数。

-勒夏特列原理：当外界条件改变时，平衡体系会向能够抵消这种改变的方向移动。

d.有机合成工业：

-有机合成工业：以石油、天然气、煤等为主要原料，通过化学反应合成有机化合物的工业。

-主要合成方法：加成反应、消除反应、取代反应等。

-有机合成在材料、医药、能源等领域的应用：合成高分子材料、合成药物、合成新能源等。

e.环境保护与可持续发展：

-甲烷排放对环境的影响：甲烷是一种强效温室气体，排放到大气中会加剧全球气候变暖。

-减少甲烷排放的方法：改进农业耕作技术、优化能源利用结构、加强甲烷减排技术研发等。七、教学评价与反馈1.课堂表现：

学生在课堂上的参与度是评价教学效果的重要指标。通过观察学生的提问、回答问题、参与讨论和实验操作，教师可以评估学生的课堂表现。例如，对于甲烷催化氧化制甲醛的实验部分，教师可以关注学生是否能够正确使用实验器材，是否能够根据实验步骤进行操作，以及是否能够准确记录实验数据和现象。

2.小组讨论成果展示：

在小组讨论环节，教师可以评估学生的合作能力和知识运用能力。通过小组展示，教师可以了解学生对甲烷裂解制氢气等知识点的掌握程度。例如，教师可以评价学生的展示内容是否全面，是否能够清晰地解释化学反应原理，以及是否能够提出有价值的讨论点。

3.随堂测试：

随堂测试是评估学生对本节课知识掌握情况的有效手段。教师可以设计一些与课本内容相关的选择题、填空题或简答题，测试学生对甲烷化学性质、催化氧化反应机理等知识的理解。测试结果可以帮助教师了解学生的学习难点和知识盲点，以便在后续教学中进行针对性的辅导。

4.实验报告：

实验报告是评估学生实验操作技能和数据分析能力的重要文件。教师应检查学生是否能够按照实验步骤进行操作，是否能够准确记录实验数据，以及是否能够对实验结果进行分析和讨论。例如，对于甲烷燃烧实验，教师可以评估学生是否能够正确书写化学方程式，是否能够根据实验数据计算反应的平衡常数。

5.教师评价与反馈：

教师评价与反馈应针对学生的具体表现，包括以下几个方面：

-科学探究能力：评价学生在实验中是否能够提出假设、设计实验、分析数据，以及得出结论。

-化学符号理解和运用能力：评价学生是否能够正确书写化学方程式，是否能够理解并运用化学符号。

-化学社会责任感：评价学生是否能够认识到化学在能源利用和环境保护中的重要作用，是否能够提出可持续发展的观点。

-教师应针对学生的优点给予肯定，对于不足之处，应提出具体改进建议，并鼓励学生在课后进行复习和巩固。

例如，对于在实验中表现出色但化学方程式书写错误的学生，教师可以这样反馈：“你的实验操作非常熟练，对实验数据的分析也很到位。但在化学方程式的书写上还有一些小错误，建议你在课后复习相关知识点，加强练习。”这样的评价和反馈能够帮助学生明确自己的学习进展，并激发他们进一步学习的动力。八、板书设计1.甲烷的物理性质

①甲烷分子结构：CH₄，四面体结构

②物理状态：无色无味气体

③密度：0.717kg/m³

④溶解性：不易溶于水，易溶于有机溶剂

2.甲烷的化学性质

①燃烧反应：CH₄+2O₂→CO₂+2H₂O

②催化氧化反应：CH₄+O₂→CO+2H₂O（催化剂存在）

③裂解反应：CH₄→C+2H₂

3.催化剂的作用

①降低反应活化能

②改变反应速率

③不改变反应平衡

4.化学反应平衡

①平衡状态：正、逆反应速率相等

②影响因素：温度、压力、浓度

③平衡常数：K=[产物]/[反应物]

5.甲烷的催化氧化制甲醛

①反应方程式：CH₄+O₂→CO+2H₂O

②催化剂：钴、钼等金属化合物

③反应条件：适宜的温度和压力

6.甲烷的裂解制氢气

①反应方程式：CH₄→C+2H₂

②反应条件：高温、高压

③产物：碳和氢气

7.环境保护与可持续发展

①甲烷排放：温室气体，加剧全球气候变暖

②减少甲烷排放：改进农业耕作技术、优化能源利用结构

③可持续发展：化学在环境保护和能源利用中的作用教学反思与总结今天这节课，我们学习了甲烷的利用，包括它的燃烧、催化氧化制甲醛以及裂解制氢气等。回过头来看，我觉得这节课有几个方面值得反思和总结。

首先，我觉得在教学方法上，我尝试了多种教学方法，比如小组讨论、实验演示和问题引导等。我发现，小组讨论特别有效，学生们在讨论中不仅加深了对甲烷性质的理解，还学会了如何表达自己的观点和倾听他人的意见。实验演示也起到了很好的作用，让学生们直观地看到了化学反应的过程，增强了他们的感性认识。不过，我也发现，有些学生在实验操作上还不够熟练，这需要在今后的教学中加强。

其次，我在课堂管理上也有些经验教训。比如，在小组讨论时，我发现有些小组讨论得过于热烈，以至于忽视了其他小组的存在。这就需要我在课堂上更好地引导和调控，确保每个小组都能有序地进行讨论。另外，对于一些反应较慢的学生，我需要更多的时间和耐心去引导他们，让他们也能参与到课堂活动中来。

教学总结方面，我觉得学生们在这节课上收获颇丰。他们对甲烷的性质有了更深入的了解，掌握了甲烷催化氧化和裂解的基本原理。在技能方面，学生们学会了如何书写化学方程式，如何分析实验数据，这些都是他们化学学习中的重要技能。在情感态度上，学生们对化学产生了更浓厚的兴趣，这让我感到