高一化学必修2第三章第一节甲烷教案

高一化学必修2第三章有机化合物

第一节最简单的有机化合物—甲烷

一、教材分析

考虑到结构式只表示出了甲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－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，开展实践活动，让学生自己动手制作甲烷球棍模型，利用球棍模型和比例模型，介绍空间结构。使学生对甲烷－正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的，通过实验说明甲烷不能与酸性高锰酸钾溶液反应，但是，在一定条件下甲烷也可以发生氧化反应——燃烧。

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，使学生有一个甲烷分子中的氢原子能被其它原子取代的印象，然后让学生自己写出反应的几步方程式，说明甲烷中的氢原子不仅一个能够被取代，而且全部都可被取代，这充分体现了新课程改革，不直接把结论给学生，而是让学生自己去分析，去建构。

烷烃是学习有机化学第一次接触到的一类同系物。所以本节教学效果直接影响学生今后学习有机化学的信心，借此使学生养成良好的学习习惯和良好的学习方法。建议结合烷烃的比例模型、甲烷的球棍模型或多媒体软件提高学生的学习兴趣，也是培养学生建立空间想象能力的一种形式，它能使学生有直观、鲜明的感受。正确处理好新概念、新规律和新问题，是本节教学效果的关键。

本节教材按照由简到易的顺序编排的，即按照最简单的有机化合物——甲烷和结构性质、烷烃、同系物、烷烃的简单命名、同分异构体这样的顺序编排，使学生比较容易接受。

二、教法建议

本章教材是有机化学的开篇，而本节是有机化学的第一节课。所以本节教学效果直接影响学生今后学习有机化学的信心，借此使学生养成良好的学习习惯和良好的学习方法。建议结合甲烷的比例模型、甲烷的球棍模型或多媒体软件提高学生的学习兴趣，也是培养学生建立空间想象能力的一种形式，它能使学生有直观、鲜明的感受。在给出平面结构和立体结构时，应指出：经过研究，已知甲烷分子结构中任意两个键之间的夹角都相等，引导学生将其与立体几何相结合，从二维扩大到三维，分析探讨两种结构的异同。

化学实验不要用教学软件演示，应用真实可信的化学实验来完成教与学的过程。教师应认真准备“甲烷通入高锰酸钾溶液”和甲烷的取代反应两个实验，特别是甲烷取代反应的实验，实验的成功率取决于日光的强弱，气候是关键，可以采用高压汞灯作为光源。同时要组织学生认真观察现象（如色变浅、出油滴、水上升、有白雾、石蕊红），并分析产生这些现象的原因。教师可以根据取代反应的特点，说明此反应是逐步进行的，得到的产物是混合物，因此通常得不到纯净物。书写化学方程式时，教师可以利用现代化教学手段，演示取代反应的过程。然后将取代反应和置换反应进行对比，使学生能较准确地掌握有机化学反应类型。如果有条件的学校，可以加一个甲烷燃烧及证明甲烷燃烧产物的实验。

三、教学目标

1.知识目标：

（1）．了解甲烷的结构特点，掌握甲烷的化学性质（氧化反应和取代反应）。

（2）．理解取代反应的概念。

2.能力目标：

通过对甲烷化学式的讨论和化学实验和通过探究烷烃的性质培养学生发现、总结、归纳或推断知识的方法，使学生的思维能力和创造能力都得到充分的锻炼。通过本节课学生的学习活动，逐渐熟悉和适应有机化学一些思维方法，培养学生综合素质，让其独立分析问题等能力。

3.情感目标：

应用辩证唯物主义的思维方法，抓住结构决定性质和性质能反映结构本质关系，师生共同参与讨论和发现问题，并通过实验探究，体会由实践认识再实践再认识的认知过程。

四．教学重点与难点

教学重点：甲烷的结构特点和甲烷的取代反应；

教学难点：如何在学生心中建立立体结构模型，将甲烷和从实物模型转换为学生的思维模型，帮助学生从化学键的层面认识甲烷的结构和性质。

五.教学过程

第1课时

[导入] 什么是有机物？组成有机物的元素主要是哪几种？H2CO3、CO2、CO是有机物吗？

[教师小结] 有机物是含碳元素的化合物，但不是所有的含碳元素的化合物都是有机物。[ 引入] 什么是烃？组成烃的元素是什么？

[教师] 烃——仅含碳和氢两种元素的有机物，或称为碳氢化合物。

[自我评价]：下列物质属于烃的是：H2S、C2H2、CH3Cl、C2H5OH、CH4、H2、金刚石、CH3COOH、CO2、C2H4

[教师活动] 烃中最简单的是什么？（甲烷）

一、甲烷的用途

（1）甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分。

（2）“西气东送”就是将新疆等地的天然气，通过管道东输到长江三角洲，最终到达上海的一项巨大工程。

（3）天然气高效、低耗、污染小的清洁能源。它还是一种化工原料。

（4）“西气东送”工程是我国开发西部的一项重大举措。“西气东送”有什么重要意义。[学生活动] 二、甲烷的分子结构(尽量做到写在平面,想到空间)

（1）甲烷的分子式为CH4,其中碳原子最外层的4个电子与4个氢原子形成4个碳氢极性

键,电子式为

（2）将电子式中的一对共用电子用一条短线表示,得到的式子叫结构式.。甲烷分子的结构式为。

[实践活动] 根据甲烷分子的结构示意图可拼插出甲烷分子的球棍模型和比例模型。由甲烷分子的两种模型可见:甲烷分子是一种对称的正四面体结构,碳原子位于正四面体的中心,而四个氢原子分别位于正四面体的四个顶点上,四个C---H 键强度相同。

[教师活动 ] 出示甲烷球棍摸型， 比例模型。

[教师活动 ] 三、甲烷的性质

(一)物理性质：甲烷的性质是一种没有颜色没有气味的气体,密度比空气小,极难溶于水。

（二）化学性质：在通常情况下,甲烷是比较稳定的,跟”三强”既强酸、强碱、强氧化剂一般不起反应，这说明甲烷分子中的C---H 键比较牢固。但在一定条件下，甲烷能发生氧化反应和取代反应。

1. 对强氧化剂的稳定性

[学生实验] 实验4-1

现象：溶液颜色没有变化。甲烷很稳定，不能使酸性KMnO4溶液退色。说明不和KMnO4它反应，也不与强酸、强碱反应。

2.甲烷的氧化反应

但甲烷可以在空气（或氧气）中安静地燃烧，产生淡蓝色火焰。化学方程式为

点燃

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O 。

[联想] CH 4检验：甲烷安静地燃烧，产生淡蓝色的火焰，若在火焰上方罩一干燥烧杯，烧杯内壁变模糊，直立，加少量石灰水变浑浊。

[联想] 点燃甲烷和空气（或氧气）的混合气体，可能会发生爆炸，因此，在点燃甲烷之前，必须进行的操作是检验纯度。

3. 甲烷的取代反应

[学生活动] 科学探究实验

操作方法：向2支盛有甲烷的试管中（其中一支用黑纸包好），分别快速加入0.5g KMnO4和1mL 浓盐酸，然后迅速地轻轻塞上胶塞，放在试管架上；没有包黑纸的试管在室内光线（日光灯）照射下，或用高压汞灯的紫外线照射；片刻后，观察现象。

[教师] 你从实验中能得到那些信息？

[教师点拔] 用黑纸包好的试管中，甲烷与氧气的混合气体无明显变化。

用光照射的试管中发生了以下变化：混合气体的黄绿色逐渐变浅；试管内壁上有油状液滴形成；打开胶塞试管口有少量白雾产生。

[教师] 从所得实验信息中你能得到那些启示？

[学生思考] 甲烷与氯气的混合气体在黑暗处不能发生反应，在光照下能缓慢反应；反应中氯气被逐渐消耗，生成氯化氢气体和不溶于水的有机物。

[教师]：反应原理：在光照下甲烷与氯气发生了化学反应：

取代反应----有机物分子的某些原子基原子团被其他原子或原子团所代替的反应

CH 4 + Cl 2 CH 3Cl + HCl

[教师] 生成的一氯甲烷可以与氯气进一步反应，生成二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷。试

参照生成一氯甲烷的化学方程式，写出一氯甲烷与氯气进一步反应的化学方程式。

[学生活动] 反应式： CH 3Cl + Cl 2 CH 2Cl 2 + HCl CH 2Cl 2 + Cl 2 CHCl 3 + HCl

CHCl 3 + Cl 2 CCl 4+ HCl

光 光 光

光