高中化学3.1《最简单的有机物甲烷》教案新人教版必修2

1第三章有机化合物第一节最简单的有机物——甲烷（第1课时）知识与技能：1.使学生掌握甲烷的结构式、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，了解取代反应；3.了解甲烷的存在和甲烷的用途等。过程与方法：1.通过实践活动（模型制作）、探究实验、模型、图表、图片、甲烷、烷烃的多多媒体动画等，培养学生关心科学、研究科学和探索科学的精神。2通过讲授、讨论、小组合作、学生制作等教学方法和实验条件控制、比较、类比、模拟、抽象、模型等科学方法与逻辑方法，教给学生科学的方法。3培养学生用新概念理解知识的能力；培养学生设计实验、动手实验、观察现象，并根据实验现象得出可能的规律的能力。情感态度与价值观：1.通过甲烷的分子结构的探究，解析其可能有的性质，并设计实验来证明，激发学生学习化学的兴趣，探索新知识的欲望，且在实验研究中培养求实、进取的优良品质。2.使学生初步掌握研究物质的方法——结构解析、推测可能的性质、设计实验、观察现象、解析现象、得出结论，再辩证地解析结论的适用范围。3.结合甲烷的组成、结构和性质关系的教学过程，对学生进行事物联系和发展的普遍规律的观点的教育；通过动手实验，使其体会理论上的理解和亲手实验的不同，而且实验不总是每次都能成功，解析教训、总结经验，培养学生科学研究的态度，认真仔细、实事求是的作风。教学重点:甲烷的结构和甲烷的化学性质教学难点：甲烷的结构、研究某物质的程序和方法。教具准备：多媒体、两试管SO2气体、试管、水槽、烧杯、石棉网、酒精灯、铁架台、品红试液、KMnO4溶液、溴水。教学过程：※有机物：组成里含碳元素的化合物。（CO、CO2、H2CO3及其盐除外）※烃：仅由碳和氢两种元素组成的化合物。一、甲烷1.甲烷的分子组成和结构（1）分子组成：分子式：CH4（2）分子结构：①电子式：HCH②结构式HCH④分子结构示意图：⑤结构特点：整个分子呈正四面体型结构，4个C—H键的键长、键角、键能（强度）完全相同，键的空间排列对称，键角为109°28，分子为非极性分子。2.甲烷的存在及物理性质：甲烷是一种无色、没有气味的气体，极难溶于水，密度比空气小。3.甲烷的化学性质：比较稳定，通常不与强酸、强碱、强氧化剂反应。在特定条件下，也会发生某些反应。KMnO4(H＋)通入CH4（不褪色）HHHH2Br2水（橙色）通入CH4（不褪色）（1）氧化反应：甲烷是一种优良的气体燃料，通常状况下，mol甲烷完全燃烧，生成CO2和H2O,放出890kJ热量。甲烷在空气中燃烧的爆炸极限：甲烷含量（体积分数）5%~15.4%。CH4（g）＋2O2（g）点燃CO2(g)＋2H2O（l）△H==－890kJ·mol－1（2）取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被其他的原子或原子团所代替的反应。【实验探究】在光照下CH4与Cl2反应：取两支硬质大试管，通过排饱和食盐水的方法先后各收集半试管甲烷和半试管氯气，分别用铁架台固定好。其中1支试管A用黑色纸套套上，另1支试管B放在光亮处（不要放在日光直射的地方，以免引起爆炸）片刻后，去掉1支试管上的黑纸套，观察比较两支试管中的物质。现象：①试管内黄绿色气体颜色变浅②试管壁出现油状液滴无现象③试管中有少量白雾④试管内液面上升结论：甲烷与氯气的混合气体无光照时，不发生反应，在光照条件下，甲烷与氯气发生了化学反应。反应的化学方程式：光+Cl—Cl+H—Cl一氯甲烷（沸点：－24.2℃）或：CH4＋Cl2CH3Cl+HClCH3Cl+Cl2CH2Cl2+Cl2CH3Cl＋Cl2※生成的卤代物：均不溶于水。常温下CH3Cl是气体；CH2Cl2、CHCl3、CCl4均是油状液体。四种卤代物中，CCl4是非极性分子。CHCl3和CCl4在工业上是重要的溶剂。（3）甲烷受热分解：CH4C+2H2光HH—C—HHHH—C—ClH光光光高温（炭黑）3【随堂练习】1.已知：甲烷的气体密度在标准状况下为0.717g/L，其中含碳的质量分数为75％，含氢质量分数为25％，求甲烷的分子式。N（C）==0.717×22.4×75％÷12==1甲烷分子中N（H）==0.717×22.4×25％÷1==4∴甲烷的分子式为CH42.怎样防止甲烷气体燃烧时发生爆炸？怎样检查其燃烧的生成产物？答：点燃之前先检验纯度。在火焰上方罩一只干而冷的烧杯，烧杯内壁有水珠，证明产物有水。将烧杯倒转，在烧杯内壁滴上石灰水在罩在火焰上方，石灰水变浑浊，证明产物有CO23.如何区别H2、CO、CH4三种气体？烧杯内壁石灰水结论答：进行燃烧试验：有水珠不浑浊是H2无水珠变浑浊是CO有水珠变浑浊是CH44.下列分子具有正四面体结构的是---------------------------------------------------------------------(AD)A．B．C．D．5.下列事实中能证明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构的是-------------------------(B)A．CH3Cl只代表一种物质B．CH2Cl2只代表一种物质C．CHCl3只代表一种物质D．CCl4只代表一种物质6.在光照下，将等物质的量的CH4和Cl2充分反应，得到的产物的物质的量最多的是------(D)A．CH3ClB．CH2Cl2C．CCl4D．HCl7.1mol甲烷和一定量氯气在光照下反应，恰好反应生成了等物质的量的四种氯代甲烷。则消耗氯气的物质的量为----------------------------------------------------------------------------------------（B）A．2molB．2.5molC．3molD．5molCHHHHCClHHHCHHClClCClClClCl4漫射日光Cl2和CH4饱和食盐水8.如右图所示，试推测实验所能产生的现象并解释：现象解释①试管内黄绿色气体颜色变浅家万余氯气反应，消耗了氯气②试管壁出现油状液滴生成的卤代物不溶于水③试管中有少量白雾生成的HCl吸收水蒸气形成酸雾④试管内液面上升生成的HCl溶于水试管内压强减小【课后作业】一、选择题1、下列物质中不属于有机物的是--------------------------------------------------------------------（C）A、CO（NH2）2B、NH4CNOC、KSCND、CH3CH2OH3、下列反应属于取代反应的是--------------------------------------------------------------------------（BD）A、甲烷燃烧B、由甲烷制取氯仿C、由甲烷制炭黑D、钠与水反应制得H24、氯仿可作麻醉剂，但常因保存不慎而被空气氧化，产生剧毒物质光气（COCl2），反应式为2CHCl3+O22COCl2+2HCl。为防止事故，在使用前检验氯仿是否变质，应用的试剂是----------------------------------------------------------------------（B）A．NaOH溶液B．AgNO3溶液C．HCl溶液D．H2O5、空气中含甲烷5%～15％(体积分数)点燃就会发生爆炸，发生爆炸最强烈时，甲烷在空气中所占的体积分数约是---------------------------------------------------------------------------------（C）A.5%B.9.5%C.10%D.15%6、某有机物在氧气中充分燃烧，生成的水蒸气和CO2的物质的量之比为1:1，由此可得出的结论是--------------------------------------------------------------------------------------------------------（DB）A．该有机物分子中碳、氢、氧原子个数比为1:2:3B．分子中碳、氢原子个数比为1:2C．有机物中必定含有氧元素D．无法判断有机物中是否含有氧元素7、隔绝空气强热CH4，可分解为C2H2和H2，若有80%CH4按上述形式分解，所得混合气体的密度是相同条件下氦气密度的倍数是-------------------------------------------------------------（D）A．2B．2.22C．3.46D．4.448、等质量的下列烃完全燃烧时，消耗O2最多的是------------------------------------------------（D）5A．CH4B．C2H6C．C3H6D．C6H69、一定量的甲烷燃烧后得到的产物是CO、CO2和H2O(g)，此混合物的质量为49.6g，当其缓缓通过足量的无水CaCl2时气体质量减少25.2g，则混合气体中CO的质量为---------（A）A．11.2gB．12.5gC．13.2gD．24.4g10、第28届国际地质大会提供的资料显示，海底有大量的天然气水合物可满足人类1000年的能源需要。天然气水合物是一种晶体，晶体中平均每46个水分子构建成8个笼，每个笼可容纳1个CH4分子或1游离的水分子。若晶体中8个笼只有6个容纳甲烷分子，另2个笼被游离水分子填充，则天然气水合物的平均组成可表示为---------------------------------（B）A．CH4·14H2OB．CH4·8H2OC．CH4·233H2OD．CH4·6H2O11、下列各物质的键角均为为109028/的是（EF），具有正四面体结构的是（BEF）（A）H2O（B）P4（C）CO2（D）NH3（E）金刚石（F）CH4（G）H2S（E）二氧化硅二、计算题1.某气态烃在标准状况下的体积为2.8L，其质量为2g，该烃中氢元素的质量分数为25%，求（1）该烃的分子式。答案：CH4（2）写出其电子式、结构式。（略）2.取标准状况下CH4和过量O2的混合气体840mL，点燃并将燃烧后的气体用过量的碱石灰吸收，碱石灰增重0.600g。求⑴碱石灰吸收后所剩气体的体积(标准状况下)。⑵原混合气体中CH4跟O2的体积比。答案：（1）剩余O2504ml（2）CH4跟O2的体积比为1：46第一节最简单的有机物——甲烷（第2课时）知识与技能：1、使学生认识烷烃同系物在组成、结构式、化学性质上的共同点以及物理性质随着分子里碳原子数目的递增而变化的规律性。2、使学生掌握饱和链烃、烃基的概念和烷烃的同分异构体的写法及其命名法。3、通过同系物、同分异构现象的教学，使学生进一步了解有机物的性质和结构间的关系。4、通过烷烃分子通式的总结推导过程，学会用“通式思想”认识同系物的有机物的组成特征。过程与方法：1、基本学会烷烃同分异构体的解析方法，能够书写5个碳原子以下烷烃的同分异构体结构简式。2、从甲烷性质推导到烷烃的性质的过程中，学会从一种代表物质入手掌握同系列有机物性质的方法。3、通过讲授、讨论、小组合作、学生制作等教学方法和实验条件控制、比较、类比、模拟、抽象、模型等科学方法与逻辑方法，教给学生科学的方法。情感态度与价值观：1.通过实践活动（模型制作）、探究实验、模型、图表、图片、甲烷、烷烃的多多媒体动画等，培养学生关心科学、研究科学和探索科学的精神，激发学生学习化学的兴趣，探索新知识的欲望，且在实验研究中培养求实、进取的优良品质。2.使学生初步掌握研究物质的方法——结构解析、推测可能的性质、设计实验、观察现象、解析现象、得出结论，再辩证地解析结论的适用范围。教学重点：烷烃的性质，同分异构体概念的学习及同分异构体的写法教学难点：同分异构体概念的学习及同分异构体的写法教具准备：多媒体、结构模型教学过程：一、烷烃：1.定义：烃分子中的碳原子之间只以单键结合，碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合，使每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到“饱和”。这样的烃叫做饱和烃，又叫烷烃。2.组成通式：CnH