最简单的有机化合物——甲烷设计与反思.doc

教学设计
课题：第三章 有机化合物
第一节 最简单的有机化合物------甲烷
授课班级

课 时
1
教

学

目

标
知识
与
技能
1、掌握甲烷分子的空间结构特征，能够书写甲烷分子的结构式、电子式。
2、掌握甲烷的化学性质。
3、通过实验探究理解并掌握甲烷的取代反应原理。
4、了解甲烷的存在和甲烷的用途等。
过程
与
方法
1、在探究甲烷结构的过程中，提高空间思维的能力；
2、掌握甲烷性质的过程中，逐渐理解“结构决定性质，性质反映结构”并学会运用；
3、初步学会化学中对有机物进行科学探究的基本思路和方法。
情感
态度
价值观
1、初步形成对有机化学领域的学习兴趣；
2、认识化学微观世界分子结构的立体美；
3、初步认识“结构决定性质”、“内因、外因辨证关系”等哲学思想；
4、关心社会、环境、能源等问题，提高学生的环护意识。
重 点
甲烷的结构和性质
难 点
甲烷跟氯气的取代反应
教学过程
教学步骤、内容
教学方法、手段、师生活动
［多媒体展示］常见的有机化合物的图片，让学生欣赏图片。
【引入】从今天起，我们将学习有机化合物的知识。有机化合物与人类的生活有密切的关系，在衣、食、住、行、医疗、能源、材料、科学技术及工农业生产等领域中都起着重要作用。迄令为止已经超过2000万种。有机物不仅数量很多，而且分布极广。例如刚才图片中涉及的常见燃料：汽油、煤油、柴油；建材中的木材、黏合剂、涂料、油漆；日用品中的塑料、橡胶、纤维、清洁剂；食物中的营养餐—糖类、油脂、蛋白质等都是有机化合物。
【设疑】那么什么是有机物？他们有什么共同的特点?
【讲】因二氧化碳、一氧化碳、碳酸盐及碳酸氢盐等具有无机化合物的性质，除二氧化碳、一氧化碳、碳酸盐及碳酸氢盐外，绝大多数含碳的化合物都是有机化合物。有机化合物有两个基本特点：数量众多，分布极广。
［讲］有机物和含碳化合物的正确关系是：有机物一定含碳元素，但含碳元素的物质不一定是有机物。其中仅含碳和氢两种元素的有机物称为烃。人们熟悉的甲烷就是最简单的烃也是最简单的有机物。
［板书］第一节 最简单的有机化合物------甲烷
一、在自然界中的存在
【板书】存在：天然气田、煤矿坑道、池沼等
［讲］我国的天然气已探明储量为1.37万亿立方米，居世界第19位。主要分布在中西部的四川、重庆、甘肃、青海、新疆等地区及海底。天然气是一种高效、低耗、污染小的清洁能源。它还是一种重要的化工原料。“西气东输”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。
【板书】二、甲烷的分子组成和结构
1、甲烷的化学式(分子式)：CH4
【讲】 因为碳原子有四个价电子，欲形成八个电子的稳定结构，需要形成四对共用电子对才能达到八个电子的稳定结构；氢原子核外有一个电子，欲形成两个电子的稳定结构，需要形成一对共用电子对才能达到两个电子的稳定结构。所以甲烷的化学式为：CH4
【随堂练习】已知甲烷的分子式为CH4，①写出甲烷的电子式；②写出甲烷的结构式。
【板书】
2、电子式：
3、 结构式： 结构简式：CH4
【过渡】结构式仅用来表示分子中原子的连结顺序,不能表示分子中原子在空间的分布，并不能真实的体现各原子在空间的排布。
我们知道了甲烷的分子式和结构式，那么甲烷分子的结构是什么样的呢？
[实践活动]按课本要求动手实验：

【讲】经过科学实验证明甲烷分子的结构是对称的正四面体结构，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点上，四个C—H键强度相同。
［讲］但是CH4的结构式并不能代表其真实构型，我们称其为平面结构式，只是为了简便起见，一般只写有机物的平面结构式。
【展示】甲烷的比例模型和甲烷的球棍模型

【讲】球棍模型及比例模型：借助球棍子模型讲解人们是如何确定甲烷是正四面体空间结构，而不是平面正方形结构。
【过渡】我们知道了甲烷的分子结构，那么由这种结构决定的甲烷的性质是什么样的呢？
【提问】甲烷的物理性质都有哪些？
1.物理性质：无色、无味、密度比空气小，极难溶于水。
2、甲烷的化学性质
⑴、稳定性
［投影实验］将CH4通入酸性KMnO4溶液中，观察现象
实验现象：溶液颜色无任何变化，即不褪色。
⑵、甲烷的氧化反应---燃烧反应
【复习旧知】甲烷是一种优良的气体燃料，通常情况下1mol甲烷在空气中完全燃烧，放出890kJ的热量, 火焰呈淡蓝色。
CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)
现象：火焰呈淡蓝色、烧杯内壁有水珠、澄清石灰水变混浊
［讲］注意，在这里化学方程式尽管已经配平，但不用等号用箭头表示。这是因为有机化合物参加的化学反应往往比较复杂，常有副反应发生。因此，这类反应的化学方程式通常不用等号。
［讲］甲烷是一种很好的气体燃料。但是必须注意，如点燃甲烷跟氧气或空气的混合物，会立即发生爆炸在煤矿的矿井里，如果空气中甲烷的含量达到一定比例时，遇到火花就会发生爆炸，所以必须采取安全措施，如严禁烟火、注意通风等，以防止爆炸事故发生。此例说明，对一个化学反应有充分、全面的认识，才能利用它、控制它，防止其有害的一面。
［讲］在隔绝空气并加热至1000℃的高温，甲烷发生分解
[过]甲烷在常温下稳定，但当条件改变时，是否可以同其他物质发生反应？
⑶、取代反应
[多媒体播放实验］P53，观察发生的现象。（由现象讨论后得出结论）［讲］光照后的试管壁上出现油滴，试管内的液面上升，气体颜色略微变浅。（色变浅、出油滴、水上升、有白雾、石蕊变红）说明CH4和Cl2的混合气体在光照下发生了化学反应；量筒壁上出现油滴，说明反应中生成了新的油状物质；试管内液面上升，说明随着反应的进行，试管内的气压在减小，即气体总体积在减小。
［动画模拟］学生观看甲烷与氯气发生取代反应的教学动画
［讲］在反应中CH4分子里的一个H原子被氯气分子里的1个氯原子所代替，但是反应并没有停止，生成的一氯甲烷仍继续跟氯气作用，依次生成二氯甲烷、三氯甲烷(氯仿)、和四氯甲烷 。

［讲］CH3Cl，一氯甲烷，无色易液化的气体，有乙醚的气味和甜味，无腐蚀性。主要用作致冷剂、在医药上作麻醉剂。
CH2Cl2，二氯甲烷，无色透明、有刺激芳香气味、易挥发的液体。吸入有毒！脂肪和油的萃取剂、牙科局部麻醉剂、冷冻剂和灭火剂
CHCl3，三氯甲烷、氯仿。无色透明易挥发液体，稍有甜味。有机溶剂。在医药上用作麻醉剂、防腐剂。
CCl4，四氯甲烷、四氯化碳。无色液体，有愉快的气味，有毒！用作溶剂、有机物的氯化剂、香料的浸出剂、纤维的脱脂剂、灭火剂、分析试剂，并用于制氯仿和药物等。
【学生书写】

［小结］注意：
1、 四个反应同时进行，五种产物同时存在，1 mol H被取代需要1 mol 氯气
2、反应条件：光照(在室温暗处不发生反应，但不能用强光直接照射，否则会发生爆炸)
反应物：纯卤素
3、由于CH4是正四面体结构，C到H的距离相同，C—H键相同，说明四个H等效。氯取代等效H中的任意一个几率相同，无顺序可言。CH2Cl2无同份异构体(立体异构)可从实验事实角度证明，CH4是正四面体结构
【讲】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，像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】取代反应：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。
［问］我们以前学习过置换反应，置换反应与取代反应有什么区别和联系呢？请思考讨论后填写下表。
［投影］取代反应与置换反应的比较表
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
反应能否顺利进行受催化剂、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性顺序
分步取代，很多反应是可逆的
反应一般是单向进行。
［小结］本节课我们开始了对有机物的学习，认识到甲烷的正四面体立体结构和它的几个重要化学性质；氧化反应、取代反应，学习中重点应对甲烷和氯气的取代反应加以理解，当然也要树立结构和性质紧密相关的观点。
［巩固练习］
1.2009年1月2日，新华社报道了俄罗斯指责乌克兰方面截留俄方通过乌方输往欧盟天然气导致欧盟各国用气紧张的事件，下列有关说法不正确的是：（ ）
A.天然气是一种混合物
B.天然气是一种清洁能源
C.乌克兰截留天然气的目的是为了利用甲烷生产粮食
D.天然气的主要成分是一种只含碳、氢元素的化合物
2.下列物质可与甲烷发生化学反应的是（ ）
A.氯气　B.溴水　C.氧气　D.高锰酸钾溶液
3.将等物质的量的甲烷和氯气混合，在漫射光照射下充分反应，生成物中最多的是（ ）
A.HCl B.CH3Cl C.CH2Cl2 D.CHCl3 E.CCl4

引发学生学习新内容的兴趣。

根据学生的回答，归纳、板书。

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。

教师根据学生的回答，总结、归纳，进行板书。

对学生进行安全教育

借助多媒体直观展示实验，节省复杂实验所需时间。

培养学生观察能力，教其观察实验的方法；使学生对甲烷有初步的感性认识。

小结形成知识体系。

通过典型习题巩固本节课内容。

现代信息技术在化学教学中的应用与反思
近年来现代教育技术已经上升到媒体技术阶段，所使用的技术除传统的幻灯、投影、录音、无线电广播、电影、电视等，实物投影仪、语言实验室、通信卫星、电子计算机和网络技术等现代媒体也进入了教育领域。现代信息技术在化学教学中的应用，可以形象逼真地模拟化学反应过程，模拟实验，使抽象的知识直观化，优化教学过程，提高教学质量。但要切忌多媒体辅助教学是一种教学手段，不能替代教师的教，在教学中应用现代信息技术要务求实效性。
一、 通过多媒体教学，激发学生的学习兴趣。
　　美国教育家布鲁纳说：“学习的最好刺激，乃是对所学材料的兴趣。”利用多媒体的特点，通过创设意境、渲染气氛，将与教学有关的知识运用图像、动画、声音、文字信息等，在课堂上展示出来，比如本节课开始展示常见的有机化合物的图片，激发学生的学习兴趣，使学生由被动学习者变为主动学习者。
二、 运用多媒体，可使抽象的知识直观化。
　　在化学教学中，由于微观粒子及其结合、运动和排列的不可感知性，多数学生对物质微观结构的相关知识都感到比较抽象、难于理解。比如本节课在学习取代反应的时候让学生观看甲烷与氯气发生取代反应的教学动画，从而让学生能真切地感受甲烷与氯气反应的视觉印象，认识并理解取代反应的特点。
三、 运用多媒体，可优化化学试验。
　　（一）增强实验的可见度，强化实验的演示效果。
　　多媒体播放甲烷与氯气在不同条件的反应，学生可以在投影屏幕上清晰地观察到光照后的试管壁上出现油滴，试管内的液面上升，气体颜色略微变浅等现象，实验效果明显增强。
（二）模拟可重复性差、耗时长的实验；模拟有毒、有害物质的实验，减少污染。
　　实验是化学教学的基础。但是课堂的实验教学也存在着许多的问题，如部分实验的现象不明显、效果不显著；还有一些实验的可重复性差、耗时长，课堂上难以做到随时调用；许多化学实验有毒，具有一定的危险性；还有一些实验的污染大。而电教媒体进入课堂，这些问题就迎刃而解了。例如必修一“富集在海水中的元素——氯”教学中，由于氯气有毒，运用课本实验，学生容易吸到有毒气体，时间不易过常。可以利用多媒体播放“钠在氯气里燃烧”、“铁在氯气里燃烧”和“铜在氯气里燃烧”的实验。　
四、使用现代教育技术应注意的问题　　
要充分发挥现代教育技术的作用。多媒体计算机和网络，它们更大的作用是作为学生的认知工具、学习工具，通过它可以培养学生的学习能力，探究知识的能力，以及进行信息表达的能力等。树立“一切为学生服务，技术为教学服务”的观念。多媒体教学仅仅是课堂教学手段的一种补充和延伸，应该适时适量，只有在运用其他手段不能很好说明时应用较为合适。教师应该根据自己的教学特点、教学能力和教学内容的需要，选择每节课所需的教学媒体，当用则用，不当用则不用。
　　综上所述，现代信息技术教学手段像一缕温馨的风，给化学学科带来了新鲜的气息，又似一种催化剂，给课堂教学增添了活力。我们应正确认识信息技术的内在规律，扬长避短，使其在教学实践和教学管理活动中发挥更大的作用。