最簡單的有機物教案

一、教學背景

（一）教材分析：《甲烷》內容選擇于人教版高一化學（必修2）第三章第一節， 這一節是學生在中學階段第一次接觸有機物結構和性質的有關內容，有機化學是化學學科的重要分支，烴是一切有機物的主體，而甲烷作為烷烴的第一個最簡單的分子，學生對他的理解將直接影響到今后對各種有機物的理解，因此本節內容對幫助學生樹立正確的學習有機物的學習方法有重要的作用。

（二）學情分析：高中化學必修2第二章介紹了部分物質結構的知識，為學好本節內容提供了前提條件。

本節課將主要介紹以甲烷為代表的烴的分子結構、性質和主要用途，以及它們的性質與分子結構的關系，讓學生掌握好甲烷這一節的知識，能為學生學習烴及烴的衍生物等有機內容奠定良好的基礎。

二、教學目標：

（一）知識與技能目標：1、掌握甲烷的分子組成、結構特征、主要化學性質，初步認識取代反應的概念；2、了解甲烷的存在和用途

（二）過程與方法目標：通過觀察分析、合作討論等開放的問題情境，從中體驗科學探究的樂趣，形成探究、合作的學習方式；

（三）情感態度與價值觀目標：通過生產生活中有機物的學習，認識有機化合物的重要性，體會學習有機化合物的重要意義。

三、教學重點難點：

（一）教學重點：甲烷的結構和主要化學性質；（二）教學難點：甲烷的取代反應。

四、教學用具：PPT課件，甲烷分子的球棍模型和比例模型

五、教學方法：多媒體輔助、討論、講解、歸納推理

六、教學過程：

[導入]展示常見有機化合物的精美圖片，供學生欣賞

[引言]剛才我們從圖片中看到了各種物質，這些都是有機物，有機物與人類生活有密切的關系，在衣、食、住、行、能源、材料、科學技術中都起著重要的作用，從今天開始，我們將系統學習有機化合物的相關知識。[提問]請大家看書思考：有機物的組成元素有哪些？[展示]有機物的組成元素除碳外、常有氫、氧、硫、鹵素、磷等[投影]“烴”字的由來：僅含有碳和氫兩種元素的有機物稱為碳氫化合物，也稱為烴；我們首先來學習最簡單的烴——甲烷。[揭題]板書：最簡單的有機化合物-甲烷

（一）甲烷的組成和結構

[展示]碳原子需要形成4對共用電子對才能達到八個電子的穩定結構；氫原子欲形成兩個電子的穩定結構，需要形成1對共用電子對，所以甲烷的分子式為CH4。

[學生活動]寫出甲烷的電子式、結構式

[提問]甲烷分子中原子在空間是如何分布的呢？

[學生活動]討論猜想甲烷的可能結構——平面正方形和正四面體結構

[資料]科學家通過實驗測定發現：如果我們用兩2個Cl原子代替甲烷分子中的兩個H原子，只能得到一種結構

[結論]甲烷的空間結構為正四面體

[展示] 甲烷分子結構模型：球棍模型、比例模型

[講授]甲烷分子結構特點：正四面體型結構， 以碳原子為中心，四個氫原子為正四面體的4個頂點，鍵角：109°28’

[過渡]至此，我們對甲烷的結構有了進一步的認識。甲烷的結構決定了甲烷具有什么樣的性質呢？

（二）甲烷的性質

1、物理性質。[講授]甲烷的物理性質：甲烷是一種無色、無味的氣體，密度是0.717 g/L（標準狀況），極難溶于水。

2、甲烷的存在。[講授]甲烷是天然氣的主要成分，天然氣中甲烷所占的體積分數一般為80%-97%，甲烷還是沼氣、煤礦坑道產生的氣體（瓦斯或坑道氣）的主要成分。

3、化學性質

（1）穩定性。[實驗1]將甲烷通入高錳酸鉀溶液中：甲烷較穩定，不與水、高錳酸鉀溶液、溴水、鹽酸、氫氧化鈉溶液等物質反應。

（2）甲烷的氧化反應。[實驗2]①點燃純凈的甲烷，觀察火焰顏色②在火焰上方罩上一個干燥潔凈的小燒杯，觀察現象③待甲烷燃燒幾分鐘后，將小燒杯快速翻轉正置，向燒杯中加入少量澄清的石灰水，觀察現象：現象：①甲烷安靜燃燒，火焰呈淡藍色；②燒杯內壁有水生成；③澄清石灰水變渾濁

實驗結論：甲烷在空氣中點燃后燃燒，生成水和二氧化碳，化學方程式為：

CH4+ 2O2 →CO2+2H2O

[投影]安全知識：①當空氣中的甲烷含量在5%～15.4%體積分數范圍內，與火花將發生爆炸。因此在煤礦礦井里要采取通風，嚴禁煙火等安全措施。②在進行甲烷燃燒實驗時，必須先必須檢驗純度。[過渡]甲烷除了在點燃條件下跟氧氣反應外，還會在光照情況下跟氯氣反應。

（3）甲烷的取代反應。[實驗3]甲烷和氯氣反應；現象：量筒內氣體的顏色逐漸變淺，量筒內壁出現油狀液滴，量筒內液面上升

[投影]甲烷的球棍模型和氯氣的取代反應的ppt

[講授]取代反應的概念及原理并引導學生分析概念部分的關鍵詞，

取代反應的概念：有機物分子里的某些原子或原子團被其他原子或原子團所取代的反應叫取代反應。氯氣與甲烷的取代反應方程式CH4+Cl2 → CH3Cl+HCl

[投影]一氯甲烷繼續與氯氣反應的ppt（球棍模型）

[展示]一氯甲烷與氯氣進一步反應的方程式

[思考討論]：1、為什么氣體顏色會變淺、反應后有油滴出現？2、為什么量筒中的液面上升？3、甲烷與氯氣反應后產物有幾種？4、哪種產物最多？

[過渡]我們學習了甲烷的結構與性質，學以致用，那么甲烷到底有何用途呢？

（三）甲烷的主要用途

[投影]甲烷的利用及圖片

甲烷易燃燒，完全燃燒生成二氧化碳和水，放出大量的熱能，所以甲烷可用作燃料。西氣東輸、可燃冰等

[投影]隨堂鞏固練習

[課堂小結]甲烷的化學性質通常情況下比較穩定，但在一定條件下可以發生燃燒反應、取代反應。它主要取決于甲烷穩定的正四面體結構。取代反應是甲烷的特征反應。

七、板書設計：

最簡單的有機化合物-甲烷

（一）甲烷的組成和結構

1、分子組成：CH4

2、分子結構：電子式： 結構式：

3、空間結構：正四面體

（二）甲烷的性質

1、物理性質：

無色、無味的氣體，密度是0.717 g/L（標準狀況），極難溶于水。

2、甲烷的存在

3、化學性質：（1）穩定性

（2）甲烷的氧化反應：CH4+ 2O2 →CO2+2H2O

（3）取代反應

CH4+Cl2 →CH3Cl+HCl