化学：3.1.1《天然气的利用 甲烷》教案(苏教版必修2)
化学：3.1.1《天然气的利用甲烷》课件(2)(苏教版必修2)
分子组成： 分子组成： 碳原子数不同。 碳原子数不同。
[练习 ] 写出下列烷烃的分子式： 写出下列烷烃的分子式： （1）含有 个碳原子的烷烃的分子式 ）含有18个碳原子的烷烃的分子式 （2）含有 个氢原子的烷烃的分子式 ）含有18个氢原子的烷烃的分子式 （3）相对分子量为 ）相对分子量为128的烷烃的分子式 的烷烃的分子式
2、取代反应 注意：装置要放在光亮的地方. 、 注意： 要放在光亮的地方 光亮的地方 现象： ⑴ 试管内水面上升
试管内Cl ⑵ 试管内 2的黄绿色逐渐 消失 ⑶ 试管内壁出现油状液滴
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叫做取代反应
2、甲烷的取代反应 一氯甲烷的形成 H
天然气的利用 甲烷
甲烷的存在： 甲烷的存在：
甲烷在自然界中的存在：池沼的底部(沼 甲烷在自然界中的存在：池沼的底部( 油田气和煤矿坑道(坑气、瓦斯) 气)，油田气和煤矿坑道(坑气、瓦斯)，天然 一般含CH 80﹪ 97﹪ 可燃冰等 气(一般含CH4 80﹪－97﹪)，可燃冰等。
1、已知甲烷的密度在标准状况下是0.717 g/L ， 、已知甲烷的密度在标准状况下是 含碳75%，含氢 含碳 ，含氢25%。请同学们利用这些数据 。 推出甲烷中的碳、氢元素的质量比、 推出甲烷中的碳、氢元素的质量比、原子数比 和分子式。 和分子式。 2、甲烷分子的电子式，说明它的分子结构特点。 甲烷分子的电子式，说明它的分子结构特点。 3、甲烷完全燃烧的生成物是什么？写出甲烷燃 、甲烷完全燃烧的生成物是什么？ 烧的热化学方程式。 烧的热化学方程式。
可燃冰的分布
3、甲烷的分解反应 、 甲烷常温时很稳定，但在高温时可分解； 甲烷常温时很稳定，但在高温时可分解； 甲烷的高温分解反应方程式： 甲烷的高温分解反应方程式： CH4
苏教版高中化学必修二3.1.1 天然气的利用 甲烷 教案 (1)
甲烷教学设计一、教材分析1.教材的地位和作用(1)本章在高中化学中的地位。
本章知识起着连接初中化学和高中化学选修模块的作用。
必修模块的有机化学具有双重功能，一方面为满足公民基本科学素养的要求，提供有机化学中最基本的核心知识，使学生从熟悉的有机化合物入手，了解有机化学研究的对象、目的、内容和基本方法，认识到有机化学已渗透到生活的各个方面，能用所学的知识解释和说明一些常见的生活现象和物质用途。
另一方面为进一步学习有机化学的学生打好基础，帮助他们了解有机化学的概况和主要研究方法，激发他们深人学习的欲望。
必修 2 模块第一章第三节中，学生已学习了化学键，掌握了共价键的成因及其主要类型，学会运用电子式、结构式来表示分子的空间构型。
本节是在学生已具备知识的基础上从碳原子的成键特点入手，探究甲烷的结构特点及烷烃的结构式，使学生认识到有机化合物种类的多样性与其结构特点有关，为下一步学习“系统命名法”做准备，也为后续学习同系物和同分异构体打好基础。
所谓“结构决定性质”，所以本节的学习是学生学习后续章节“有机物性质”的基石。
二、教学目标1、知识与技能：⑴根据碳原子的原子结构示意图，理解碳原子的成键特点，书写甲烷的电子式。
⑵假设几种空间构型，通过分析确定甲烷的正确结构并做出甲烷分子模型。
⑵书写甲烷和其他简单烷烃的电子式和结构式。
2、过程与方法：⑴通过预习培养学生自学能力、独立解决问题、发现问题的能力。
⑵通过模型制作使学生在实践中获得亲身体验并能初步体会“模型方法”的意义。
⑶通过思考与交流，让学生学会联系自己已掌握的知识通过比较归纳认识事物的本质特征。
3、情感、态度与价值观⑴培养学生主动参与意识和动手能力。
⑵经历探究过程，提高学生的空间构想能力，体验学习过程。
三、教学策略1、高中化学课程改革的基本思路强调形成积极主动的学习态度，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。
归纳总结--3.1.1天然气的利用 甲烷 学案(苏教版必修2)
第一单元化石燃料与有机化合物课时1【我思我学】想一想: 西气东输工程是将中国塔里木和长庆气田的天然气通过管道输往中国上海的输气工程。
管道全长4000公里左右﹐设计年输气量120亿立方米。
右图为我国西气东输工程示意图,“西气”的主要成分是什么?这项工程对我国有什么重大意义?议一议: 我国的许多煤矿都是瓦斯煤矿,容易发生瓦斯爆炸事故,造成人员伤亡和财产损失。
请分析矿井里在什么情况下容易发生瓦斯爆炸?对此应采取哪种安全措施?【同步导学】一、评价要点1.了解化石燃料种类与元素的组成。
2. 知道天然气的主要成分（甲烷）的组成、结构、性质与利用，了解取代反应。
3．了解烷烃的组成、结构、通式、名称。
二、方法指引1、有机物分子式的确定有机物分子式的确定有多种类型如利用化学方程式计算确定分子式；根据分子的平均组成及分子组成的通式确定分子式等。
无论给出的是哪种形式，基本思路是一样的：先求出元素原子个数的比（实验式），再根据其它的有关数据求得；或根据它的相对分子质量、各元素质量分数等直接求出。
2、甲烷的化学性质(1)氧化反应：由于甲烷的分子结构稳定，所以通常不与强酸、强碱、强氧化剂（如KMnO 4）反应，但能燃烧(2)高温分解：（制取炭黑）（3）、取代反应：定义——有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所取代的反应叫取代反应。
CH 4 光2Cl CH 3Cl 光2Cl CH 2Cl 2 光2Cl CHCl 3 光2Cl CCl 4 生成的四种氯的取代物均不溶于水，甲烷中的4个氢原子逐步被氯原子取代,生成一系列甲烷的氯取代物和氯化氢。
取代反应与置换反应的区别取代反应置换反应 可与化合物发生取代，生成物中不一定有单质反应物生成物中一定有单质 反应能否进行受催化剂、温度、光照等外界条件的影响较大在水溶液中进行的置换反应遵循金属或非金属活动顺序。
分步取代，很多反应是可逆的反应一般单向进行 例题1．历史上，科学家们在测定了甲烷的分子组成为CH 4后，对甲烷的分子结构曾提出了两种猜想：一种为正四面体型，一种为平面正方形。
苏教版高中化学必修2(教案+习题)3.1.1天然气的利用1
课题 3.1.1天然气的利用—甲烷课型新授课编缟教师授课教师授课时间授课班级教学目标知识与技能目标1、了解自然界中甲烷的存在及储量情况2、了解甲烷及其取代反应产物的主要用途能力与方法目标通过实验探究理解并掌握甲烷的取代反应原理通过实践活动掌握甲烷的结构式和甲烷的正四面体结构情感态度价值观目标培养学生实事求是、严肃认真的科学态度，培养学生的实验操教学重点甲烷的结构和甲烷的取代反应教学难点甲烷的结构和甲烷的取代反应教学过程通过简单计算确定甲烷的分子式画出碳原子的原子结构示意图，推测甲烷分子的结构。
一、甲烷的分子结构化学式：CH4电子式：HH:C:HH⋅⋅⋅⋅结构式：H|HCH|H--二：甲烷的性质1：物理性质：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（天然气中按体积计，CH4占80%~97%）。
2：化学性质：甲烷性质稳定，不与强酸强碱反应，在一定条件下能发生以下反应：（1）可燃性（甲烷的氧化反应）()()()()千焦气气点燃气气890OHCOO2CH2224++−−→−+学生实验：①CH4通入酸性KMnO4溶液中观察实验现象：不褪色证明甲烷不能使酸性高锰酸溶液褪二次备课色。
结论： 一般情况下，性质稳定,与强酸、强碱及强氧化剂等不起反应（2）取代反应：② 取代反应实验观察现象：色变浅、出油滴、水上升、有白雾、石蕊变红。
在室温下，甲烷和氯气的混合物可以在黑暗中长期保存而不起任何反应。
但把混合气体放在光亮的地方就会发生反应，黄绿色的氯气就会逐渐变淡，有水上升、有白雾、石蕊试液变红，证明有HCl 气体生成，出油滴，证明有不溶于水的有机物生成。
定义——有机物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叫取代反应。
CH 4光2Cl CH 3Cl 光2Cl CH 2Cl 2 光2Cl CHCl 3 光2ClCCl 4 均不溶于水化学式 CH 3ClCH 2Cl 2CHCl 3CCl 4名称（俗名）溶解性常温状态 用途取代反应与置换反应的比较：取代反应置换反应可与化合物发生取代，生成物中不一定有单质反应物生成物中一定有单质 反应能否进行受催化剂、温度、光照等外界条件的影响较大 在水溶液中进行的置换反应遵或非金属活动顺序。
苏教版高中化学必修二3.1.1 天然气的利用 甲烷 教案设计
烷烃结构式和结构简式【过渡】用分子式不能充分体
现烷烃的结构特点，我们需要
进一步了解其结构式和结构简
式。
【板书】
3、表示方法:结构式和结构简
式
【练习】
写出下列结构式对应的结构简
式：乙烷、丙烷、丁烷
学生回答
通过习题
起到了强
调作用，
学以致
用。
烷烃的命名【过渡】由此可见，烷烃有很
多种，那么如何给烷烃命名？
【讲解】介绍烷烃的命名方法
——根据分子里所含碳原子的
数目来命名，称“某烷”。
碳原子数在十以下的，依次用
甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、
辛、壬、癸来表示。
碳原子数
在十以上的，就用汉字数字来
表示。
如：十一烷、十七烷等。
【板书】4、命名
听讲、记笔
记
感受烷烃
命名与我
国古代
“天干”
计数关
系。
高中化学：3.1.1《天然气的利用甲烷》教案（苏教版必修2）【精品教案】
高中化学：3.1.1《天然气的利用甲烷》教案（苏教版必修2）【精品教案】《甲烷》第一课时教案体验探究过程领悟学科思想一、设计思想本节教材内容较少，学生对CH4又有一定的了解，若按教材内容简单设计和施教，只让学生了解CH4的分子结构和主要的性质，就难以激发学生的学习兴趣。
为了更好的激发学生的求知欲望，体现新课程的三维目标，体验探究过程和领悟学科思想。
本课以CH4为例，让学生去体验有机物从发现、定性和定量研究其组成，确定其分子结构，猜测和实证研究其性质这样一个探究过程。
同时，在学生己有的认知发展区内，根据遗忘规律和同化原理，既复习旧知识又同化新知识。
该案例具有人本性、情景性、基础性、合作性和探究性等特色。
二、教材和学情分析《课程标准》和《学科教学指导意见》对本节课教学的要求是认识化石燃料综合利用的意义，了解CH4的空间结构和主要性质。
本节教材开篇简单介绍了三种不能再生的化石燃料的存在、加工和利用。
在初中，学生已经了解了CH4的燃烧反应和一些主要用途。
在此基础上，本节教学内容将进一步介绍CH4的分子结构、主要的化学性质（燃烧氧化、取代反应、受热分解）及其应用。
按照课程标准和学科指导意见的发展要求，学生要了解CH4的正四面体空间结构。
可教材只给出了CH4的结构式，而结构式只能表示CH4分子中各原子之间的排列方式，不能真实地反映CH4的正四面体结构。
由于高一学生对分子空间结构的知识了解很少，本案例以学生熟悉的碳、氢原子结构为依据，让学生书写CH4的电子式、结构式。
然后，施教者通过展示外加正四面体金属框的CH4分子的球棍模型让学生观察，学生通过观察，既培养了表象能力，又认识了CH4的正四面体空间结构。
教材在介绍CH4的性质时，只在学生了解了CH4物理性质的基础上，重点叙述了CH4与氯气发生取代反应的性质，简单介绍了CH4燃烧和CH4受热分解的性质。
而我以为这三个性质其实质都是CH4分子中的碳氢键在一定条件下断键并重新成键的过程。
苏教版高中化学必修二3.1.1 天然气的利用-甲烷 教学案设计
甲烷导学案一、学习目标：1. 掌握甲烷的结构式、甲烷的电子式和甲烷分子的正四面体结构；2.掌握甲烷的化学性质，了解有关实验的结论，认识取代反应；3.了解甲烷的存在及用途。
二、网络调查：通过查阅书本资料和网络资源回答下列问题：1.甲烷俗称天然气，瓦斯，沼气，坑气等请描述它在我国的分布情况。
2.通过网络资源谈谈西气东输工程的意义。
三、课堂内容（一）甲烷结构探究1、用化学语言表示甲烷的组成和结构。
2、做出甲烷的分子模型并用语言描述甲烷的结构。
（二）甲烷物理性质从颜色、气味、密度、溶解性等角度总结甲烷的物理性质（三）甲烷的化学性质视频一：将甲烷通入酸性高锰酸钾溶液中，观察现象并得出结论视频二：回忆并观看甲烷的燃烧试验视频，描述实验现象书写化学方程式并回答下列问题。
1、使用甲烷应该注意什么？2、如何验证甲烷燃烧的产物，通过设计实验说明。
视频三：观看甲烷与氯气反应的实验视频去探究反应机理。
1、描述实验现象：2、【思考讨论】（1）为什么气体颜色会变浅甚至褪去、有油滴出现？（2 ）为什么量筒中的液面上升？（3 ）甲烷和氯气反应会有哪些键发生断裂和形成？（4）用模型演示甲烷与氯气反应的过程并体会取代反应的机理。
（5）描述取代反应并写出甲烷与氯气反应的化学方程式：注意事项：①反应条件：光照(室温下在暗处不发生反应）②甲烷分子中的四个氢原子可逐一被取代，故甲烷的卤代物并非一种，而是几种卤代物的混合物，其中卤化氢最多。
③每取代1mol H原子，消耗1mol Cl2生成1molHCl④反应物质：纯卤素单质；如甲烷与氯水、溴水不反应，与Cl2、溴蒸气光照条件下发生取代反应。
练习：1、写出甲烷与溴蒸气反应的化学方程式。
2、1、B、E装置的作用。
2、描述C装置中的现象。
3、C装置中发生化学反应的类型。
四、谈谈本节课的收获。
五、作业1、课本P.64 1、2、3、4、52、查阅资料了解乙烯的有关知识。
（1）用化学语言表示乙烯组成和结构。
苏教版高中化学2(教案+习题)3.1.1天然气的利用2
学必求其心得，业必贵于专精
溴单质 D．乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色 5．除去混在乙烷中的少量乙烯的方法是（ ). A．将混合气体通过盛有溴水的洗气瓶 B．将混合气体与 HCl 加成 C．将混合气体与 H2 加成 D．将混合气体与氯气混合光照 6．下列物质不．能．用加成反应得到的是（ )。 A．CH2Cl2 B．CH3CH2Cl C．CH3CH2OH D．ClCH2CH2Cl 7．下列反应中属于加成反应的是( ）。 A．乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色 B．将四氯化碳滴入溴水中，振荡后水层接近无色 C．乙烯使溴水褪色 D．甲烷与氯气混合光照,黄绿色消失 二、双项选择题 8．下列关于乙烯和乙烷的说法中错．误．的是( )。
学必求其心得，业必贵于专精
A．乙烯是不饱和烃，乙烷是饱和烃 B．乙烯能使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液褪色，乙烷 也能 C．乙烯分子中碳碳双键的键能是乙烷分子中碳碳单键键能的两 倍，因此乙烯比乙烷稳定 D．乙烯分子为平面结构,乙烷分子为立体结构 9．将 0。1 mol 两种气态烃组成的混合气体完全燃烧后得 3。36 L(标准状况下)CO2 和 3.6 g 水，对于组成判断正确的是（ )。 A．一定有甲烷 B．一定有乙烯 C．一定没有甲烷 D．一定没有乙烷 三、非选择题 10．下列是煤油的主要成分癸烷（C10H22）裂解的主要变化，请 在线上写出相应物质的分子式或名称。 (1)错误!错误!错误! （2)错误!错误!错误!错误!错误!错误!
标
教学重 同分异构体的写法
点
教学难 同分异构体的写法
点
一:烷烃：结构特点和通式：
二次备
程过学教
烃的分子里碳原子间都以单键互相连接成链 课
学必求其心得，业必贵于专精
状,碳原子的其余的价键全部跟氢原子结合，达到 饱和状态。所以这类型的烃又叫饱和烃.由于 C —C 连成链状，所以又叫饱和链烃,或叫烷烃。（若 C-C 连成环状,称为环烷烃。）
苏教版高中化学必修二3.1.1 天然气的利用 甲烷 教案设计(1)
课题
正四面体分子——甲烷
课型
新授
第几课时
1
课时教学目标（三维）
1通过阅读，了解甲烷的存在和用途
2通过对甲烷分子比例模型和球棍模型的分析掌握甲烷的空间结构
3通过多媒体观看甲烷与氯气的反应现象，掌握取代反应的概念和特点，培养学生学习有机物的方法。
教学重点与难点
重点：甲烷的空间结构化学性质
在动手中掌握甲烷的空间结构，找出甲烷分子的结构特征。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，空间想象力。
通过物性推知甲烷的收集方法：向下排空气法和排水法
培养学生学习有机物的基本思路：结构决定性质
让学生领悟实验是检验事实的客观标准
了解甲烷，氯气，氯代物和氯化氢的物质的量的关系。
展示模型：CH4不是平面结构
1.为什么说甲烷是一种清洁燃料？
2燃烧反应属于哪一类反应？
3“西气东输”工程中的气体主要是_______，发生瓦斯爆炸的主要气体是_______.
4已知甲烷仅由C.H两种元素组成，其中碳氢质量分数分别为75%和25%，通过计算确定甲烷的分子式。
意识到甲烷是烃类的一种
培养阅读能力
复习电子式，明确结构式
难点：取代反应
教学方法与手段
教学方法：阅读探究实验
手段：多媒体模型
使用教材的构想
分子式，电子式，结构式，结构简式是研究有机物结构的工具，通过甲烷结构的教学向学生渗透学习有机物的方法。通过甲烷化学性质的分析，了解物质的结构决定化学性质。通过视频观察实验现象，通过橡皮泥动手做模型了解甲烷的结构。
教师行为
利用模型讨论CH4的正四面体结构
1甲烷燃烧放热较其他能源多
2产物CO2 H2O无污染
高中化学：3.1.1 天然气的利用 甲烷学案 苏教版必修2
课时18天然气的利用 甲烷班级_______学号_______姓名______________[学习目标]1、认识化石燃料的种类和组成元素，了解甲烷的分子组成和主要化学性质及用途，从化学键变化角度认识取代反应的含义与特点，了解烷烃的概念和含义；2、培养学生的空间想象能力与探索推理能力，通过甲烷分子式的教学，使学生初步学会确定气态烃分子式的计算方法，这是有机化学中的最基本计算之一；3、培养关心科学与社会的关系，渗透环保、能源问题的学习思想。
[课前准备]什么是有机物？你熟悉的化石燃料包括哪些？它们的主要成分是什么？[学海导航] 一、天然气的利用、甲烷（一）天然气的利用（1）什么是“西气东输”工程，”气”指的是__________，主要成分是________。
（2）可燃冰是什么？_______________________ （二）甲烷的组成与结构天然气和__________的主要成分相同，都是甲烷（1）已知甲烷在标准状况下的密度是0.717g/L ，含碳元素质量分数75%，含氢元素质量分数25%。
请根据以上数据确定甲烷中的原子个数比和分子式。
（2）根据所学知识，能写出甲烷的电子式和结构式吗？并观察右图的结构模型。
（三）甲烷的性质化石燃料[来源:学科网]主要成分或组成元素天然气 石油 煤1、物理性质：常温下，甲烷是_____色_____味_____溶于水，密度比空气______的气体，_______、_______的主要成分都是甲烷。
2、化学性质（1）氧化反应：1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出890.6kJ的热量，试写出热化学方程式：_______________________________________________甲烷燃烧后的产物可以参与大气循环，相同条件下等体积的甲烷燃烧释放出的热量较氢气一氧化碳多，所以被称为高效、洁净的燃料。
如何检验甲烷燃烧的产物，方法和现象又如何呢？燃烧现象检验产物在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，同时放出大量热[来源:学科网ZXXK][来源:学.科.网Z.X.X.K]方法[来源:Z。
苏教版高中化学必修二3.1.1-天然气的利用-甲烷
3.1.1 天然气的利用甲烷〔苏教版必修2〕【典例导悟】【典例1】如下图，集气瓶内充满甲烷和氯气的混合气体，置于光亮处，让混合气体缓慢地反响一段时间。
〔1〕写出甲烷发生一氯取代反响的化学方程式_________________________________________________。
〔2〕光照后将滴管内的水挤入集气瓶中将会看到什么现象？请解释产生有关现象的原因_____________________________________________________________。
【思路点拨】解答此题应注意以下两点：〔1〕CH4与Cl2取代后的产物中HCl最多。
〔2〕HCl极易溶于水。
【自主解答】〔1〕甲烷和氯气发生一氯取代形成一氯甲烷，其反响的化学方程式为：CH4+Cl2CH3Cl+HCl。
〔2〕甲烷和氯气发生反响后生成HCl，HCl极易溶于水，故将滴管内的水挤入集气瓶后，使集气瓶内气体压强减小，在外界大气压的作用下，烧杯内的水会流入集气瓶中。
答案：〔1〕CH4+Cl2CH3Cl+HCl〔2〕烧杯内的水会流入集气瓶中。
因为甲烷和氯气发生反响后生成HCl,HCl极易溶于水，将滴管内的水挤入集气瓶后，使集气瓶内气体压强减小，在外界大气压的作用下，烧杯内的水会流入集气瓶中【互动探究】假设将烧杯内的水改为AgNO3溶液，将会有什么实验现象？提示：AgNO3溶液会流入集气瓶中，并且会产生白色沉淀。
AgNO3+HCl====AgCl↓+HNO3。
【典例2】有以下各组微粒或物质，请按要求填空：A．O2和O3B．12C和13CE.甲烷和庚烷〔2〕______ 互为同素异形体。
〔3〕______ 属同系物。
〔4〕______ 互为同分异构体。
〔5〕______ 是同一物质。
【标准解答】〔1〕12C和13C是质子数一样而中子数不同的同一元素的不同原子，互为同位素。
〔2〕O2和O3是由氧元素形成的性质不同的单质，互为同素异形体。
高中化学天然气的利用甲烷教案苏教版必修2
化石燃料与有机化合物学习目标1．认识化石燃料与有机物的关系。
2．认识化石燃料的综合利用关于合理利用自然资源、防备污染、保障公民经济可连续发展的意义。
3．认识甲烷、乙烯、乙炔、苯等物质的主要性质和用途，认识取代反响和加成反响。
4．指引学生关注人类面对的与化学有关的能源欠缺、环境保护等社会问题，培育学生的社会责任感。
天然气的利用甲烷知识目标：经过甲烷分子式的教课，使学生初步学会确立气态烃分子式的计算方法；复习碳原子构造和共价键的知识，掌握甲烷的电子式、构造式的写法、甲烷的正四周体构型；掌握甲烷的重要化学性质。
德育目标：认识物质构造实质，能透过现象看实质；关怀社会、能源等问题；合作学习的精神养成。
能力目标：察看能力、计算过程的逻辑思想能力训练；着手能力、空间想象能力的培育。
要点、难点：甲烷分子式确实定；甲烷分子的空间构型；甲烷的取代反响。
教课器具：实验、多媒体、实物投影教课过程设计[ 录像 ]:西气东输[ 引入 ] :西气东输是我国当前一项巨大工程的表示图, 输送的气体就是天然气, 天然气的主要成分是甲烷, 当前 , 乡村广泛使用的沼气的主要成分也是甲烷, 并且 ,科学家从海底发现了一种新能源—“可燃冰”, 其实是甲烷的水合物, 据预计 , 可燃冰的储存量能供给人类社会 1000 年的能源使用 . 因此 , 为了合理开发并利用这些新能源 , 我们今日要来研究天然气的利用以及它的主要成分甲烷的性质 .【板书】 :天然气的利用甲烷【叙述】今日共同商讨这个最简单的有机物—甲烷。
要认识一个有机物一定先从分子式开始，而后是构造式及性质。
【板书】一、甲烷的分子构成和构造【思虑】历史上人们是如何知道甲烷的分子式为CH4的？【议论】甲烷的分子式。
【议论】（ 1）哪些实验事实说明，甲烷中含有氢元素？碳元素？你能设计一个实验吗？（2）甲烷的焚烧实验现象可否说明甲烷分子中不含有氧元素？【实验设计】点燃集气瓶中的甲烷气体, 用一个干燥的烧杯罩在火焰上方, 而后在集气瓶中加入澄清石灰水【学生活动】察看现象并总结: 火焰颜色是蓝色 , 烧杯壁上有水雾 , 澄清石灰水变污浊 , 说明产物是 H2O和 CO2 . 因此甲烷中必定含有C元素和 H元素 .【提示】要测定分子式不单要做定性实验，更要做定量实验。
2019_2020年高中化学专题3第1单元第1课时天然气的利用甲烷教案苏教版必修2
第1课时 天然气的利用 甲烷目标与素养：1.会写甲烷的分子式、结构式、电子式，知道甲烷的结构特点。
(宏观辨识与微观探析)2.知道甲烷能发生氧化反应和取代反应，会写化学方程式。
(宏观辨识)3.理解取代反应的概念并能进行判断。
(证据推理)4.了解同系物的概念。
(宏观辨识)一、化石燃料化石燃料⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧天然气：主要成分为甲烷，最简单的有机化合物。
石油⎩⎪⎨⎪⎧组成元素：主要是碳和氢，同时含少量的 硫、氧、氮等化学成分：液态的碳氢化合物及其溶有 气态和固态的碳氢化合物 煤⎩⎪⎨⎪⎧组成物质：有机物和无机物组成的复杂混合物组成元素：含量最高的元素为碳、其次是氢、氧及 少量的硫、磷、氮等二、甲烷的组成、结构与性质 1．甲烷的组成和结构分子式：CH 4，电子式：，结构式：。
甲烷分子的空间结构是正四面体构型。
碳原子位于四面体的中心，四个氢原子分别位于四面体的4个顶点。
2．物理性质(1)稳定性在通常情况下，甲烷是比较稳定的，跟强酸、强碱或强氧化剂等一般不起反应。
甲烷不能使酸性KMnO 4溶液褪色，也不能使溴的四氯化碳溶液褪色。
(2)氧化反应纯净的甲烷在空气中安静的燃烧，火焰呈淡蓝色，放出大量的热，反应的化学方程式为CH 4＋2O 2――→点燃CO 2＋2H 2O 。
微点拨：点燃甲烷前必须检验纯度。
空气中的甲烷含量在5%～15.4%(体积)范围内时，遇火花将发生爆炸；煤矿中的瓦斯爆炸多数是甲烷气体爆炸引发的。
(3)取代反应①甲烷与Cl 2在光照下的反应实验探究②取代反应：有机化合物分子中的某种原子(或原子团)被另一种原子(或原子团)所取代的反应。
4．甲烷的利用(1)利用甲烷与氯气发生取代反应的生成物三氯甲烷制备制冷剂—氟利昂，其过程反应方程式为CHCl 3＋HF ―→CHFCl 2＋HCl 。
(2)合成甲醇，其过程为CH 4――――→被氧化一定条件(CO ＋H 2)一定条件,CH 3OH 。
(3)高温分解生成炭黑，其反应方程式为CH 4――→高温C ＋2H 2。
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《甲烷》第一课时教案体验探究过程领悟学科思想一、设计思想本节教材内容较少，学生对CH4又有一定的了解，若按教材内容简单设计和施教，只让学生了解CH4的分子结构和主要的性质，就难以激发学生的学习兴趣。
为了更好的激发学生的求知欲望，体现新课程的三维目标，体验探究过程和领悟学科思想。
本课以CH4为例，让学生去体验有机物从发现、定性和定量研究其组成，确定其分子结构，猜测和实证研究其性质这样一个探究过程。
同时，在学生己有的认知发展区内，根据遗忘规律和同化原理，既复习旧知识又同化新知识。
该案例具有人本性、情景性、基础性、合作性和探究性等特色。
二、教材和学情分析《课程标准》和《学科教学指导意见》对本节课教学的要求是认识化石燃料综合利用的意义，了解CH4的空间结构和主要性质。
本节教材开篇简单介绍了三种不能再生的化石燃料的存在、加工和利用。
在初中，学生已经了解了CH4的燃烧反应和一些主要用途。
在此基础上，本节教学内容将进一步介绍CH4的分子结构、主要的化学性质（燃烧氧化、取代反应、受热分解）及其应用。
按照课程标准和学科指导意见的发展要求，学生要了解CH4的正四面体空间结构。
可教材只给出了CH4的结构式，而结构式只能表示CH4分子中各原子之间的排列方式，不能真实地反映CH4的正四面体结构。
由于高一学生对分子空间结构的知识了解很少，本案例以学生熟悉的碳、氢原子结构为依据，让学生书写CH4的电子式、结构式。
然后，施教者通过展示外加正四面体金属框的CH4分子的球棍模型让学生观察，学生通过观察，既培养了表象能力，又认识了CH4的正四面体空间结构。
教材在介绍CH4的性质时，只在学生了解了CH4物理性质的基础上，重点叙述了CH4与氯气发生取代反应的性质，简单介绍了CH4燃烧和CH4受热分解的性质。
而我以为这三个性质其实质都是CH4分子中的碳氢键在一定条件下断键并重新成键的过程。
我就结合专题1和专题2刚学过的化学反应为什么有能量变化，CH4属于氢化物，而氢化物的稳定性与元素在周期表的相对位置有何关系为切口，组织学生讨论。
使教学重过程，重理解。
达到“之其所以然”的效果。
三、教学目标1.知识与技能：了解甲烷的正四面体结构，掌握甲烷的物理性质和化学性质，了解取代反应。
2.过程与方法：以甲烷的结构为例，认识有机物分子具有立体结构，初步培养学生空间想象能力。
运用实验、观察等手段，结合元素周期律，利用分类、比较思想，同化和探究新知识，提高迁移能力。
3.情感态度与价值观：通过能源危机及可燃冰开发情况的了解，让学生感受到化学科学与生产和社会发展的密切联系，增强社会责任感，并体验科学探究的喜悦。
四、重点难点1．教学重点：甲烷的化学性质，取代反应。
2．教学难点：甲烷分子的空间结构，甲烷的取代反应。
五、教学策略与手段1．主要教学模式：信息加工模式。
2．主要教学策略：启发式和发现式教学策略。
3．主要教学手段：①化学实验；②球棍模型和漂亮的图片；③多媒体。
六、课前准备1．学生的学习准备：课前准备好教材、草稿纸、笔记本和笔。
2．教师的教学准备：精心备课，做好课件。
3．教学环境的设计与布置：多媒体教室。
4．教学用具的设计和准备：准备3瓶用排水法收集的甲烷气体（用橡胶塞塞紧，倒置），新制的澄清石灰水一瓶，酸性高锰酸钾溶液一瓶。
火柴一包，干燥烧杯一只。
七、教学过程【显示材料】在全球石油储量仅够再用50年的今天一种可以取代石油的天然能源——“可燃冰”进入了人们的视野。
早些时候，广州海洋地质调查局宣布中国南海海域“可燃冰”调查获得重大进展，将于明年实施钻探工作以获得实物样品，并有望在2020年进行商业开采。
截至目前，中国已经在南海北部陆坡南沙海槽和东海陆坡等3处发现“可燃冰”。
科学家们称，青藏高原羌塘盆地多年冻土区也可能蕴藏着大量的“可燃冰”。
中国南海海域的“可燃冰”能源总量相当于中国陆地石油天然气资源的一半。
迄今为止，世界上已探明“可燃冰”所含有的有机碳总资源量相当于全球已知煤、石油和天然气的两倍以上，可满足人类未来1000年的能源需求。
【学生活动】请某位学生朗读上边的材料，其他学生认真听读。
【设计意图】让学生了解能源危机、可燃冰开发的近况和我国南海丰富的“可燃冰”贮藏量，目的是增强学生的社会责任感、民族自豪感和激发学习兴趣，同时引出《甲烷》的课题。
【教师说明】1、呈现“可燃冰”燃烧的图片：可燃冰的主要成分就是甲烷，它是人类未来1000年的能源主流。
况且至今还未被开采，我们很有必要一起来研究这种物质，了解这种物质的有关性质。
2、从图片来看，可燃冰能够燃烧，而能燃烧的物质绝大多数都含有碳、氢元素。
拿出一瓶甲烷，请学生讨论交流，设计一个简单实验来证明甲烷中含有碳、氢元素。
【学生活动】学生讨论交流，设计实验证明甲烷中是否含有碳、氢元素。
【师生互动】师生讨论，确定实验方案。
【学生实验】点燃集气瓶中的甲烷，在火焰上方罩一只干燥的烧杯，看有否水雾形成，然后在集气瓶中加入少量澄清石灰水，塞上橡皮塞充分振荡后，看有否浑浊。
通过实验得出结论：甲烷中含有碳、氢元素。
【设计意图】让学生明白实验手段是检验物质组成的一种基本方法，并从中体验探究性学习的过程。
【显示材料】测定有机化合物中碳和氢的百分含量最常用的方法是燃烧分析法。
把已知量的样品放在氧气流中，用氧化铜为催化剂，在750℃左右使样品全部氧化为CO2和H2O，分别用装有碱石灰的吸收管吸收CO2和装有高氯酸镁[Mg(ClO4)2]或氯化钙的吸收管吸收CO2和装有高氯酸镁[Mg(ClO4)2]或氯化钙的吸收管吸收H2O，吸收管的质量预先称好，吸收以后吸收管增加的质量分别为CO2和H2O的质量。
对于气体样品，准确量取气体体积，把纯净和干燥的氧气跟样品混合，慢慢通过燃烧管氧化。
已知在标准状况下，4.48L甲烷其质量为3.2g，与氧气混合，通入电炉中完全燃烧后，高氯酸镁[Mg(ClO4)2]增重7.2g，碱石灰增重8.8g，试确定甲烷的分子式。
【学生活动】求算甲烷的分子式，书写电子式和结构式。
【设计意图】复习有关物质的量的计算，电子式、结构式的书写。
拓展视野了解有机物中碳、氢百分含量的测定方法。
同时提高学生的阅读理解能力。
更为重要的是教给学生一种有机物分析和研究的一般方法（定性分析确定组成元素，定量分析确定分子组成）。
对于课时较少，学生学习化学遗忘率较高这一特点，教师在进行教学设计时，要有较强的“温故知新”意识。
【展示模型】学生写好结构式后，教师展示比例模型和外加一个正四面体金属框的CH4球棍模型。
【学生活动】学生通过观察CH4的球棍模型和比例模型，得出甲烷分子是正四面体的空间结构。
【设计意图】学生通过观察甲烷的模型，正确认识甲烷的分子结构。
同时构建学生的空间想象能力和培养学生的表象能力。
【问题讨论】1、一种物质有怎样的化学性质，往往和该物质的类别有关，从CH4的组成来分析，它属于哪一类物质？2、我们知道NH3在一定条件下能分解，结合N、C元素在周期表的位置，请你们来分析甲烷受热是否能分解？为什么？【学生活动】1、小组交流和讨论以上二个问题。
2、通过讨论得出结论：甲烷受热能分解。
3、书写CH4受热分解的化学方程式。
【问题解决】1、根据甲烷受热分解的过程分析，请你谈谈甲烷在空气中燃烧的反应原理。
2、在恒压条件下，8gCH4在O2中完全燃烧后，生成二氧化碳气体和液态水，放出444.8kJ 的热量，请写出CH4燃烧的热化学方程式。
3、甲烷和氧气能发生氧化反应，那么甲烷与氯气混合在一起你认为能发生反应吗？你猜测的依据是什么？【设计意图】体验分类思想对化学学习的作用，体验结构决定性质的思想。
利用分类、比较思想，结合元素周期律这一理论知识，同化了甲烷3个重要的化学性质。
同时又复习了热化学方程式的书写。
【播放录像】CH4与Cl2发生取代反应的实验录像。
【问题讨论】1、量筒内壁出现的油状物是什么？（提示：CH3Cl是难溶于水的气体，CH2Cl2和CHCl3是难溶于水的液体）2、量筒内的液面为什么会上升？【学生活动】1、小组交流和讨论以上二个问题。
2、书写CH4与Cl2发生取代反应的化学方程式。
3、结合教材中取代反应的定义说明CH4与Cl2发生取代反应的过程。
【播放动画】多媒体呈现该取代反应断、成键的过程。
【设计意图】培养学生的观察能力，分析能力和口头表达能力。
正确理解取代反应的定义。
【学生讨论】甲烷与氯气反应为什么既有CH3Cl，还有CH2Cl2、CHCl3、CCl4？【设计意图】让学生体验“甲烷分子的空间结构与甲烷的性质有密切的联系”这一化学思想。
【提出问题】甲烷在点燃的条件下能被氧气氧化，酸性KMnO4也是一种强氧化剂，甲烷能被酸性KMnO4氧化吗？【学生实验】在装有甲烷气体的试管中快速滴加一滴管酸性KMnO4溶液，立即用塞子塞住，不断振荡，观察实验现象。
【设计意图】通过实验学生发生认知冲突，顺化新知识。
【学生活动】请学生归纳小结本节课的内容。
【设计意图】培养学生的归纳整理能力。
八、知识结构或板书设计九、作业设计1.有关“西气东输”的说法错误的是（）Ａ．西部的天然气输送到东部Ｂ．西起新疆，东至上海的“西气东输”工程已经完工Ｃ．西部的天然气资源在我国经济建设中发挥着很大的作用Ｄ．西部的煤气输送到东部2.在下述条件下，能发生化学反应的是（）A.甲烷与氧气混合置于光照下B.甲烷在隔绝空气的条件下加强热C.甲烷与溴蒸气混合置于光照下D.将甲烷通入酸性高锰酸钾溶液中3. “可燃冰”又称“天然气水合物”它是在海底的高压低温条件下形成的，外观象冰。
1体积“可燃冰”可储载100～200体积的天然气。
下面关于可燃冰的叙述不正确的是（）A.“可燃冰”有可能成为人类未来的重要能源B.“可燃冰”是一种较洁净的能源C.“可燃冰”提供了水可能变成油的例证D.“可燃冰”的可燃成分是甲烷4.在常温下，把一定量的甲烷与氯气放在试管中混合，并放在光亮的地方一段时间，下列说法正确的是（）A.容器内原子总数不变B.容器中分子总数不变C.容器内压强不变D.它们发生了取代反应5.曾被广泛使用的制冷剂——氟利昂（CHFCl2）可以有甲烷制得，甲烷与氯气发生取代反应的生成物CHCl3和氟化氢（HF）气体发生取代反应就能得到。
请同学们写出CHCl3和氟化氢（HF）反应的化学反应方程式6.可燃冰蕴藏在地球高纬度的永久冻土带或深海海底100—300m的地下。
可燃冰是甲烷在低温高压条件下吸入水分子而形成的结晶体。
其燃烧时二氧化碳的排放少，因此，天然可燃冰是一种理想的清洁能源。
已知可燃冰的密度是1g/cm3，可燃冰中n（H2O）：n（CH4）=6.7:1，求：每立方米可燃冰中能释放甲烷气体的体积（标准状况）。
十、教学反思教学实践证明：对于主动学习、善于思考和重视学习过程的学生来说，使用该案例教学，课堂氛围热烈，学生参与积极，教学效果好。