o甲烷教案

甲烷教案教学内容甲烷教学目标知识常识性介绍有机化合物的初步概念及性质上的一些共同特点。了解甲烷在自然界的存在和用途，初步认识甲烷分子的空间结构。使学生掌握甲烷电子式、结构式的正确写法；掌握甲烷的重要化学性质，并理解取代反应的涵义。使学生明确实验室制取甲烷的反应原理，学会实验室制备和收集甲烷气体的方法。能力通过甲烷的燃烧实验，培养学生的实验能力和思维能力德育联系甲烷燃烧放热，说明甲烷可作重要能源以及对农村发展的重要意义。引导学生关心社会、环境、能源等问题。通过古代对天然气、沼气的利用，对学生进行爱国主义教育。教学重点甲烷的分子结构和性质。教学难点甲烷的元素组成的推断方法；气态烃分子式的确定方法和步骤；取代反应教学用品①仪器设备：储气瓶、烧杯、试管、水槽、导气管。(也可在课堂上现抽取甲烷)②药品：石灰水、甲烷、醋酸钠、碱石灰。③其它：投影仪、投影片、火柴。创新课堂教学模式自学、讨论、实验相结合。教师活动学生活动设计意图第一课时[引入]给学生展示与生活相关或新奇的化学材料制品。如：不粘锅、化纤衣料、防水材料等物品。[]这些物品所使用的材料是否在自然界中存在？又是怎样制作出来的呢？[结论]这些物品都是用特殊材料做的,这些材料是人类利用有机化合物创造出来的。[设疑]1.什么叫有机化合物?2.它们有哪些共同性质?阅读课本P110-111页，明确：①有机物的概念②有机物和无机物数量比较③有机物的特点。一、有机化合物以前我们学习的物质都属于无机物。有机物是一类化合物的简称，它指的是含碳的化合物，但不包括CO、CO2和碳酸盐等物质。教师根据学生的回答，总结、归纳，进行板书。猜想、讨论阅读课本，并回答问题进行笔记置疑引入激发兴趣让学生体会科学成就，明确学习任务。培养学生自学能力[板书]1.概念：含碳的化合物(除了CO、CO2、H2CO3和碳酸盐外)叫有机化合物，简称有机物。2.有机物特点：(1)种类繁多碳元素是形成物质最多的元素(2)结构复杂(3)难溶于水(4)易分解、易燃烧、不易导电[讲述]有机物名称的来历。尽管有机物结构复杂，但也有较为简单的有机物下面我们来学习最简单的有机物——甲烷。二、甲烷的物理性质及其在自然界中的存在[实验]展示装有甲烷气体的储气瓶(瓶中留有少量水)，简单介绍仪器名称。[提问]通过观察，甲烷的物理性质都有哪些？根据学生的回答，归纳、板书。[板书]1.物理性质：无颜色、无气味、密度比空气小，极难溶于水。[讲述]植物在隔绝空气情况下分解能够产生甲烷，我国是世界上最早发现和利用天然气的国家，比西方要早一千三百年。现在我国天然气利用发展很快，常与石油和煤炭伴生，在油田和煤矿附近往往有天然气，它们都是“清洁”的燃料，无毒并且热能高。很多城市由烧煤改烧天然气后，酸雨的危害明显减弱。[板书]2.存在：天然气田、煤矿坑道、池沼等介绍俗名来源，说明事物的联系性。三、甲烷分子的组成和结构[演示实验]甲烷可燃性实验及产物的检验：点燃储气瓶中的甲烷，将干燥烧杯罩在甲烷的火焰上，之后倒转烧杯迅速倒入澄清石灰水。（提示需先验纯，并注意观察火焰颜色）观察指导：①点燃甲烷前应有什么操作②甲烷燃烧火焰的颜色③烧杯内壁的变化④澄清石灰水的变化⑤能量变化。[提问](1)为什么要用干冷的烧杯？倾听学生观察、思考。请一学生闻气味。观察颜色、状态、思考溶解性。进行笔记知道沼气、坑气、天然气的主要成分均是甲烷[观察并思考]1.通过实验，说明甲烷是由什么元素组成的？如何推知的？上述实验能肯定或否定甲烷组成中有无氧吗？2.经测定甲烷对空知识扩展及科学态度培养培养学生观察能力，在其过程中教会学生观察实验的方法；使学生对甲烷有初步的感性认识对学生进行爱国主义教育对学生进行环保教育培养学生的观察能力和分析问题的能力‥‥(2)澄清石灰水的作用是什么？[讨论]通过上述实验能够得出什么结论？[思考题]如何测定甲烷分子中碳、氢元素组成？[总结归纳]以上实验说明甲烷具有可燃性，甲烷分子组成中含有碳元素和氢元素，但不知是否含有氧元素。经科学家精确测定，甲烷分子式为CH4。（巡视并指导）[过渡]我们知道了甲烷的分子式为CH4，那么碳与氢之间是如何结合的呢？[讲述]这只能表示甲烷分子中碳、氢原子的结合方式，但不能表示甲烷分子中原子在空间的排布情况。实验测得甲烷分子中4个C—H键完全相同，每相邻的两个C—H键之间的键角、键长、键能均相等。给出各种参数：键长：1.09×10-10m键角：109028’键能：413KJ/mol[提问]请同学们根据这一事实，大胆地想象甲烷分子中各原子在空间的排布情况可能有几种？[过渡]以上只是我们对甲烷结构提出的设想，如何进行验证？气的相对密度是0.5571，且只含C、H两种元素，两者质量比为3﹕1，据此你如何推算出它的分子组成，写出其分子式。（讨论并计算）[思考]3.碳原子有几个价电子？它与氢结合形成哪种化学键？那么在甲烷分子里，各原子是怎样结合的呢？你能写出它的电子式和结构式吗？组成：CH4电子式：结构式：[思考]分子的结构式不一定代表了分子的真实构型以小组为单位讨论、并搭出球棍模型。由学生说出几种想出的模型。进行化学计算的训练通过甲烷的组成，分析分子中原子之间成键情况，对比已知物的结构式与分子真实构型的区别引出对甲烷分子构型的设想。引导学生采用假说的方法探讨甲烷分子结构，通过动手搭建模型培养学生的空间想象能力培养学生的观察能力、分析推理能力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、空间想象能力。使学生认识物质结结构决定性质，性质映证结构，因此唯一方法是从性质实验出发寻找证实结构的依据。[提问]1．事实Ⅰ：甲烷极难溶于水。根据“相似相溶”原理，判断上述结构哪个不合理？2．事实Ⅱ：实验测出CH2Cl2只有一种结构。CH2Cl2就是甲烷分子中的两个H原子被两个Cl原子代替，判断上述结构哪个不合理？[提示]如果甲烷是正四面体结构，对应的CH2Cl2有几种结构？[实物展示]甲烷分子的球棍模型和比例模型[小结]甲烷分子为正四面体构型四、甲烷的实验室制法[过渡]甲烷分子键能较大，因此可断定甲烷分子比较稳定，我们知道了甲烷分子的结构，而结构决定性质。在研究性质之前我们先来看一下甲烷的制备方法。[板书]四.甲烷的实验室制法：[讲述]所用药品为无水醋酸钠和碱石灰（NaOH与CaO的混合物）。[展示]药品：结晶醋酸钠、无水醋酸钠和碱石灰[板书][设问]为什么一定要在无水条件下进行呢？CaO参与反应吗？仅使用NaOH可以吗？CaO的作用：①稀释混合物浓度，使生成的甲烷易于外逸；②可吸湿；③减少固体NaOH在高温时与玻璃作用，防止试管破裂。[强调]因为有机反应比较复杂，常伴有副反应发生，所以在书写有机反应方程式时一般用箭头而不用等号。[提问]应使用哪套制气装置？结论：甲烷分子为正四面体构型观察颜色状态学生讨论，并回答问题构决定性质,性质又反映结构的辨证关系帮助学生整理思路，初步掌握学习[展示]制气装置并强调重点［小结］1.研究有机物结构的一般方法和步骤是什么？2.甲烷分子的结构特点；说明“甲烷分子是正四面体结构”最基本的实验事实是什么？3.甲烷的实验室制法第二课时[引入]请同学们回忆甲烷的结构特点及实验室制备需要注意的问题。[讲评][过渡]甲烷这样的结构决定它有怎样的性质呢？[板书]五、甲烷的化学性质和用途[演示]向酸性高锰酸钾溶液和溴水中通入甲烷气体[提问]通常情况下，甲烷除了不与高锰酸钾溶液、溴水等强氧化剂反应外，一般也不与强酸、强碱反应，因此甲烷的化学性质比较稳定。这是什么原因呢？你能从结构上予以解释吗？[讲述]但任何物质的稳定性都是相对的，而它的变化是绝对的，内因是变化的根据，外因是变化的条件，一旦外部条件发生变化，甲烷也能发生反应，你能举例吗？[板书]1.氧化反应[讲述]甲烷燃烧放出大量的热，因此甲烷是一种很好的气体燃料，可以造福于人类。但必须注意，如果空气中甲烷含量达到5%-15%时，遇到火花就会立即爆炸，所以煤矿矿井里必须采取安全措施，如通风、严禁烟火等，以防止甲烷与空气混合物的爆炸事故发生。[板书]方程式：OH2COO2CH2224点燃[过渡]甲烷除了在点燃条件下与氧气反应外，还可在光照条件下与氯气发生反应。[演示]甲烷与氯气的反应思考、领会思考并回答：制氧装置提出问题→收集事实→提出假说→验证假说→得出结论（回忆相关内容）回忆、思考，并回答问题思考观察现象：两种溶液均不褪色得出结论：没有发生反应回答：甲烷为正四面体结构，比较稳定回忆实验现象领悟安全的重要性现象：氯气的黄绿色逐渐消失，瓶壁有机化学的方法，了解科学研究的一般方法。回忆相关内容，为本节课学习打下基础让学生领悟实验是检验事实的客观标准对学生进行辨证教育，指导学生应从不同角度看待问题对学生进行爱国主义教育‥‥[展示]提前做好的甲烷与氯气反应的结果[提问]此反应有什么物质生成呢？[展示]甲烷与氯气反应的课件（课前制作好的）[提问]常温下，除了CH3Cl是气体外，其他三种都是无色液体，为什么我们看到黄色油珠呢？[评价][讲述]在这些反应里甲烷分子中的H原子逐步被Cl原子所代替生成了四种取代物，象这种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取代反应。[板书]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取代反应。2.取代反应[提问]如何验证HCl的生成呢？[演示]用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近集气瓶口[评价][提问]那么取代反应和置换反应是不是相同的呢？[评价小结][过渡]如果甲烷隔绝空气加热到10000C左右，甲烷分子中的C—H键会断裂，生成炭黑和氢气。[板书]3.热解反应：24H2CCH高温2224H3HCCH2高温[讲述]甲烷受热分解生成的炭黑是橡胶工业的重要原料，也可用于制造颜料、油墨、油漆等。生成的氢气是合成NH3工业的重要原料。[概括并小结]进行课堂练习上有黄色、无色油状液滴生成。讨论后得知：氯仿、四氯化碳都是好的有机溶剂，其中溶解了未反应完的氯气而显色。思考讨论：石蕊试纸、蘸有浓氨水的玻璃棒等观察现象：有白烟生成——因为反应生成的HCl遇到氨水生成白烟氯化铵。倾听倾听并回忆有关内容引导学生发现问题、分析问题、解决问题逐步培养学生对实验现象的正确理解让学生对相似概念加以区别对待，加深对概念的理解作业布置1.课后练习：P114-115一、二题做书上；三题思考；四题笔答2.思考煤矿中是如何预防瓦斯爆炸的。查阅有关资料，有条件可与煤矿联系参观等活动。板书设计略教学后记请教师课后自行填写