第一篇：(公開課)甲烷教學設計

第三章 第一節

最簡單的有機化合物——甲烷

大慶四中

王秀丹

【引入】并【課件配圖】有機物種類多，分布廣，在生活中隨處可見，例如，同學們穿的衣服是有機物，食物中的營養素糖類、油脂、蛋白質是有機物，家里裝修用到的木材、涂料、油漆是有機物，汽車的燃料汽油、柴油是有機物，日用品中有塑料袋，洗滌劑是有機物，人們的衣食住行都離不開有機物，有機物與我們的生活息息相關。化學從生活中來，有服務于生活，要想更好地利用有機物，就要先了解它。今天我們就從最簡單的有機物甲烷開始，走進有機化合物的世界。

【板書】§3-1 甲烷

一、物性及存在1.物性： 【展示】一瓶甲烷氣體

【學生活動】觀察并小心聞氣體（提示聞氣體的方法）【引導】這是老師課前用排水集氣法收集的，可推知什么？ 【答】難溶于水。

【引導】密度比空氣大還是小？如何判斷的？

【分析】密度比空氣的小。甲烷相對分子質量是16，空氣29。相同條件下，相對分子量和氣體密度成正比。【學生總結】并【板書】無色無味的氣體，難溶于水，密度比空氣小。

2.存在：

【講】甲烷在自然界分布很廣油田和煤礦附近往往有天然氣田，天然氣主要成分是甲烷。動植物的殘體在池沼中隔絕空氣情況下分解，也能產生甲烷。【板書】天然氣田，煤礦坑道，池沼等。

【講】由于池沼中、煤礦坑道中常有甲烷氣體，所以甲烷俗稱沼氣、坑氣。我國是最早發現和利用天然氣的國家，比西方要早一千三百年。

【過渡】物質的性質是由結構決定的，甲烷分子有怎樣的結構呢？

同學們動筆寫出甲烷的分子式、電子式、結構式。（請一位同學到黑板上寫）

【板書】

二、結構

1.分子式：CH4

2.電子式：

3.結構式：

【過渡】能不能通過結構式得出甲烷的分子構型就是平面正方形呢？

【講】不能。分子的結構式代表不了分子的真實構型，不能表示原子在空間的排布情況。研究發現，甲烷分子中4個C—H鍵的鍵長、鍵能都是相等的，且每兩個C—H鍵之間的夾角，即鍵角都是109°28′,也相等。【引導】甲烷分子還有可能是平面正方形嗎？

【分析】不能，如果是平面正方形結構，C—H鍵之間的夾角是90°和180°，不符合客觀事實。

【講】所以要想滿足每兩個C—H鍵之間的夾角都是109°28′，就得是空間立體結構。同學們自己動手用桌面上的球棍來制作出甲烷的空間構型。

【講】塑料球表示原子，金屬棍代表化學鍵，球棍模型能表示出原子的空間位置。【板書】4.分子構型： 【展示】學生制作的球棍模型

【講】每三個H原子構成一個正三角形，一共是四個正三角形，四個氫原子構成了一個正四面體，碳位于正四面體的中心。

昨天作業讓大家制作正四面體，完成了嗎？舉起來，讓老師看看，同學們完成的非常好。

同學們看老師手中或你們自己手里的正四面體，四個氫原子在正四面體的四個頂點，碳原子在正四面體的中心，無論哪個面在下，正四面體都是一樣的，所以對于碳來說，這四個氫的位置是相同的。同學們看圖，幫助大家理解甲烷的正四面體結構。【課件】甲烷的正四面體的結構。

【講】這是甲烷的比例模型，能體現出氫原子和碳原子的大小比例；球棍模型側重表示原子的空間位置；把球棍模型中的四個氫用虛線連接，就構成了正四面體結構。我們再用動畫演示一下甲烷的分子構型，來加深印象。【動畫】演示甲烷正四面體結構。

【講】一個碳原子，四個氫原子構成一個正四面體，碳原子位于正四面體的中心，氫原子位于正四面體的四個頂點，四個C—H鍵的鍵長都是相等的，′鍵角都是109°28′。【過渡】結構決定性質，甲烷有哪些性質呢？ 【板書】

三、化性

【分析】甲烷中的氫是+1價，碳是－4價，碳處于最低價態應該具有還原性。把甲烷通入酸性高錳酸鉀溶液中，看會有什么現象發生。

【實驗視頻】甲烷通入酸性高錳酸鉀溶液中

【講】不僅僅是高錳酸鉀，把甲烷通入溴水中，溴水也不褪色，不發生反應。我們再把甲烷分別通入鹽酸和氫氧化鈉中，看是否發生反應。

【實驗視頻】甲烷分別通入滴有指示劑的鹽酸和氫氧化鈉溶液中

【引導】我們知道，化學反應的實質是舊鍵的斷裂和新鍵的形成。甲烷與強酸強堿強氧化劑不發生反應，說明什么？

【分析】甲烷分子中的C—H鍵比較牢固，不易斷裂，所以通常條件下，甲烷性質穩定。【板】1.通常條件下，性質穩定，不與“三強”反應 【解釋】三強指的是強酸強堿強氧化劑。

【過渡】物質的穩定性是相對的，當外界條件發生變化，甲烷也能發生反應。

【引導】很多同學家里做飯燒的是天然氣吧，甲烷是天然氣的主要成分，所以甲烷的一個重要性質就是可以燃燒。甲烷在空氣中燃燒，就是被空氣中的氧氣氧化。

【板書】2.氧化反應

CH4?2O2?點燃???CO2?2H2O

【講】有機物反應比較復雜，常伴有副反應發生。所以書寫有機反應方程式時，一般用“→”而不用“=”。

甲烷燃燒產物是CO2和H2O，無污染，且放出大量熱，是很好的氣體燃料，現在有很多出租車用的就是天然氣做燃料，經濟又環保。但使用甲烷時要注意，當甲烷中混有空氣或氧氣時，點燃易發生爆炸。同學們通過視頻實驗來了解一下。【實驗視頻】混有空氣的甲烷點燃爆炸。

【講】當空氣中甲烷體積達到5%—15.4%時，遇到明火就會發生爆炸。煤礦礦井常發生瓦斯爆炸，多數與甲烷氣體爆炸有關。所以礦井工作人員必須采取安全措施防止爆炸事故發生，比如嚴禁煙火，注意通風等。

甲烷燃燒爆炸實驗，也說明，對一個反應應有充分，全面的認識，這樣才能更好的利用它、控制它，防止其有害一面的發生。

【過渡】甲烷除了能在點燃條件下與氧氣發生氧化反應外，還能在光照條件下，與氯氣發生反應。同學們在看實驗時要注意觀察現象，并思考產生現象的原因。

【實驗視頻】甲烷與氯氣的混合氣體，黑暗處和光照條件下對比反應。【問】你看到了哪些現象? 【學生歸納】1.量筒內氣體顏色逐漸變淺。

2.量筒內壁出現油狀液滴。

3.量筒內液面上升。

【承接】實驗現象說明，在光照條件下，甲烷與氯氣反應生成了新物質。生成的油狀液滴是什么呢？

第二篇：(公開課)甲烷教學設計

主題：第三章 第一節

最簡單的有機化合物——甲烷

第一課時——甲烷的化學性 化學組 王英

一、教學目標： ? 知識與技能：

1．了解甲烷在自然界中的存在和用途； 2．認識甲烷的正四面體結構； 3．了解甲烷的物理性質和化學性質。? 過程與方法：

1．通過觀察甲烷分子的空間構型模型、觀看甲烷發生取代反應的多媒體模擬反應歷程，增強學生對甲烷分子空間構型這類抽象的知識的理解，提高空間思維能力；

2．讓學生體會由結構推性質和由性質推結構的過程與方法，形成嚴謹的學習態度。? 情感態度與價值觀：

1．使學生初步掌握研究物質的方法—結構解析、推測物質可能的性質，培養學生嚴謹的科學態度和積極的探索精神；

2．與日常生活緊密結合，了解甲烷對于人類日常生活及身體健康的重要性，形成環保意識及關心能源、社會問題的意識。

二、教學重點、難點：

?

重點：甲烷的結構特點和甲烷的化學性質。

?

難點: 甲烷的結構和甲烷的取代反應

三、教學方法：

講授、討論、實驗探究、多媒體輔助、小組合作、類比等教學方法。

四、教學用具：

PPT課件，課本P61“科學探究”中的相關實驗儀器及藥品

五、教學過程：

? 環節一：導入新課（1分鐘）

【新聞導入新課】有關2014年7月8日新疆“大黃山”瓦斯爆炸新聞導入課題。

【過渡】新聞中的“氣”指什么氣體？主要成分是什么？為了合理開發并利用這些新能源,我們今天要來研

究天然氣的利用以及它的主要成分甲烷的性質.。【板書】§3-1 最簡單的有機物——甲烷

【介紹】本節課學習目標 及本節課重難點。

? 環節二：自主學習檢測

【講】現在我們以抽簽題號答題方式進行。并講述答題規則。

【課件】展示7個數字，讓點到名字的學生任意選擇題號準確答題。（4分鐘）

1、甲烷的存在（C層次學生回答）

2、甲烷的物理性質

3、甲烷的組成與結構（C、B層次學生上黑板寫）

化學式：____________ 電子式：____________ 結構式：____________空間結構：___________

4、甲烷的穩定性

5、是一道空題，給學生驚喜，且能加上1分

6、甲烷的氧化性

7、取代反應概念的理解

【學生板書】1.分子式：CH4

2.電子式：

3.結構式：

CH4（g）+ 2O2（g）

【評價】教師點評并用課件展示答案。? 環節三：重點、難點探究 ?

1、甲烷的分子構型

【過渡】能不能通過結構式得出甲烷的分子構型就是平面正方形呢？

【合作探究1】探究問題：能不能通過結構式得出甲烷的分子構型就是平面正方形呢？為什么？如果不是，那甲烷分子中的原子在空間是如何分布的？要求：小組討論2分鐘，展示答案不超過2分鐘。【小組討論】（2分鐘）

【A層次學生展示答案】不能，如果是平面正方形結構，C—H鍵之間的夾角是90°和180°，再有，甲烷分子中4個C—H鍵的長度和強度都是相等的，且每兩個C—H鍵之間的夾角，都是109°28′,也相等。不符合客觀事實。甲烷應該是正四面體結構，其中碳原子位于正四面體的中心，四個氫原子分別位于正四面體的頂點。【教師點評】分析得很好，本組可以加上3分。

【補充】這樣看來甲烷的結構式并不能代表其真實的空間構型，但是為了簡便起見，一般只寫有機物的平面結構式。 【展示】為了加深同學們理解和記憶，我們再一起來觀察甲烷分子的球棍模型和比例模型。（實物展示）甲烷分子的球棍模型和比例模型：【動畫】演示甲烷正四面體結構。

CO2（g）+ 2H2O（l）

【小結】甲烷的結構特點：甲烷分子是以碳原子為中心，四個氫原子為頂點的正四面體結構，其中四個C—H鍵 的鍵長都是相等的、鍵角都是109°28′。【課件】展示甲烷的結構特點。? 小試牛刀

【課堂練習】能夠證明甲烷分子空間結構為正四面體的事實是（D）

A.甲烷的四個碳氫鍵的鍵能相等 B.甲烷的四個碳氫鍵的鍵長相等 C.甲烷的一氯代物（CH3Cl）只有一種 D.甲烷的二氯代物（CH2Cl2）只有一種

?

2、甲烷的性質

【過渡】我們知道，物質的結構決定其性質，那么甲烷的正四面體型結構決定其具有哪些化學性質？ 【板書】性質

1.甲烷的物理性質略（自學測試環節已經講述不再重復）

2、甲烷化學性質 【板書】

【過渡】同學們都知道酸性高錳酸鉀溶液氧化性很強，那甲烷能否也一樣能使酸性高錳酸鉀溶液褪色？現在我們就一起來觀看這個實驗現象。

【實驗視頻】把甲烷通入盛有酸性高錳酸鉀溶液中，觀察紫色的高錳酸鉀溶液是否褪色。

【實驗現象】酸性高錳酸鉀溶液沒有褪色。

【結論】不僅僅是酸性高錳酸鉀，把甲烷通入溴水中、強酸強堿也都不發生反應。

【引導】我們知道，化學反應的實質是舊鍵的斷裂和新鍵的形成。甲烷與強酸強堿強氧化劑不發生反應，說明什么？

【學生答】甲烷分子中的C—H鍵比較牢固，不易斷裂，所以通常條件下，甲烷性質穩定。【板書】（1）.通常條件下，性質穩定。

【過渡】我們都知道一般有機物都可以燃燒生成CO2和H2O，同樣最簡單的有機物——甲烷也可以與氧氣在點燃條件下反應生成CO2和H2O。

【板書】（2）.氧化反應

CH4?2O2?點燃???CO2?2H2O

【引導】現在請同學們注意觀察甲烷氣體燃燒時的想象，并思考如何檢驗其燃燒產物。【實驗視頻】甲烷的燃燒。

【合作探究2】如何驗證甲烷的燃燒產物？（1分鐘）

【學生展示】在火焰的正上方罩一冷而干燥的燒杯，看到燒杯內壁上有水滴生產，將燒杯快速倒過來，往燒杯中加入澄清石灰水，振蕩，石灰水變渾濁。說明產物有水、二氧化碳。【學生點評】說出該學生的觀點。

【師點評】兩個小組同學都很認真，回答正確，給他們都加上3分。【講】甲烷燃燒產物是CO2和H2O，無污染，且放出大量熱，是很好的氣體燃料，現在有很多出租車用的就是

天然氣，經濟又環保。可以造福于人類。但必須注意，如果空氣中甲烷含量達到5%-15%時，遇到火花就會立即爆炸，所以煤礦礦井里必須采取安全措施，如通風、嚴禁煙火等，以防止甲烷與空氣混合物的爆炸事故發生。因此，甲烷氣體在點燃前需要驗純。

【設疑]】請大家觀察這個化學反應方程式與我們以前學習的有什么不同？是什么原因呢？

【學生回答】化學方程式中間用（箭頭）而不是用（等號），這主要因為有機物參加的化學反應往往比較復雜，副反應比較多，我們寫出來的是其主要反應。

【過渡】甲烷除了能在點燃條件下與氧氣發生氧化反應外，還能在光照條件下，與氯氣發生反應。【板書】3.甲烷的取代反應

【講】在看這個實驗視頻前，交給同學們兩個任務：

一、觀察并描述實驗現象；

二、思考產生現象的原因。【實驗視頻】甲烷和氯氣在光照條件下的取代反應。

【描述】現象： 氯氣的黃綠色逐漸變淺；量筒內壁產生油狀液滴

；量筒內液面上升 ； 量筒內有少量白霧。【課件】展示實驗條件：光照；

實驗現象：1.氯氣的黃綠色逐漸變淺；2.量筒內壁產生油狀液滴

；3.量筒內液面上升 ；4量筒內有少量白霧。【合作探究3】分析產生這些實驗現象的原因。（2分鐘）

【展示答案】顏色變淺，說明CH4和Cl2的混合氣體在光照下發生了化學反應；量筒壁上出現油滴，說明反應中 生成了新油狀物質；試管內液面上升，說明隨著反應的進行，試管內的壓強在減小，即氣體總體積在減小；

量筒內有少量白霧，說明有HCl生成。【學生點評】說出該學生的觀點。

【師點評】兩個小組同學都很認真，回答正確，給他們都加上3分。

（動畫模擬）學生觀看甲烷與氯氣發生取代反應的教學動畫，教師一邊解釋反應原理。

【講】上述反應沒有到此終止，CH3Cl與Cl2繼續依次反應。現在請同學們試寫出其余方程式。

光

光

光

【學生板書】 CH3Cl＋Cl2――→CH2Cl2＋HCl；CH2Cl2＋Cl2――→CHCl3＋HCl；CHCl3＋Cl2――→CCl4＋HCl

止，那甲烷與氯氣的產物應該有幾種？哪一種物質最多？

【答】五種，生成了四種有機物，一種無機物氯化氫，氯化氫最多。

【講】這四種取代產物都難溶于水，常溫下，一氯甲烷是氣體，另外三種都是油狀液體。【講】甲烷與氯氣的取代反應是一種連瑣反應，第一步反應一開始，后續反應立即進行，且前面的反應也沒有停【過渡】剛才我們用方程式分析了甲烷與氯氣的取代反應，再通過動畫來模擬這個反應，請同學們歸納取代反應的概念。

【動畫演示】甲烷與氯氣的四步取代反應

【學生】像這樣，有機物分子里的原子或原子團被其它原子或原子團替代的反應，被稱為——取代反應。【課件】判斷下列反應屬于取代反應的是（）高溫A．CH4――→C＋2H2 B．2HI＋Cl2===2HCl＋I2 點燃C．CH4＋2O2――→CO2＋2H2O 光D．CH4＋Cl2――→CH3Cl＋HCl 【小結】從以上幾個取代反應，我們可以看出，取代反應的反應物可以有單質，也可以沒有單質，生成物一般沒有單質,而置換反應的反應物和生成物都有單質，取代反應和置換反應是不同的。

【強調】甲烷發生取代反應常注意的問題。

【課件】甲烷取代反應注意：反應條件是光照，暗處不發生反應，日光直射會爆炸；反應物是純鹵素；取代產物是4中鹵代物的混合物。

【過渡】性質決定用途，甲烷燃燒放出大量熱，可以做燃料，甲烷的取代反應有什么應用嗎? 【講】反應生成的一氯甲烷可做局部麻醉劑，三氯甲烷，四氯甲烷都是重要的有機溶劑，四氯化碳還可做滅火劑。所以說甲烷是化工生產的重要原料。

【合作探究4】學生總結本節主要內容。【板書】

四、用途

1.清潔能源

2.化工原料

【講】甲烷的用途還不止這些，同學們有興趣的話，可以在網上收集整理甲烷的更多用途。【總結】總結本節課所講的相關內容。【布置作業】《化學固學案》P129相應習題。【板書設計】

第一節：最簡單的有機化合物——甲烷

一、甲烷的結構

結構式 ：用短線來表示一對共用電子的圖式叫結構式

立體結構：正四面體型

二、甲烷的物理性質

無色、無味，密度比空氣小，極難溶于水，容易燃燒的氣體。

三、甲烷的化學性質

1、氧化反應

CH4（g）+ 2O2（g）

CO2（g）+ 2H2O（l）

2、取代反應：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替代的反應

四、甲烷的用途

第三篇：甲烷教學設計

《最簡單的有機化合物—甲烷》教學設計

執教人：李琴

引入：以低碳經濟作為切入點，引出了在低碳經濟背景下日益受到大家重視的能源物質——甲烷。

師：安排同學們預習教材P60-62頁，完成導學案相關內容（除“取代反應中”第一小問“實驗現象”一欄和“遷移應用”部分）生：完成導學案規定內容并進行小組討論

師：組織同學們就討論結果進行相關問題的展示，并給予適當的點評。

作用：使學生通過自主學習，初步了解這節課即將要學習的內容——甲烷的結構及性質。師：就本節的重難點進行講解 1．甲烷的物理性質及存在

師：除了天然氣，沼氣、石油氣、煤礦坑道氣（瓦斯、坑氣）、可燃冰等也都含有甲烷，那么日常生活中可以看到的天然氣是什么顏色，有什么味道？

分析問題：借助日常生活中天然氣的外觀，講解甲烷是無色無味的氣體，以及其密度和溶解性。

解決問題：無色無味，密度比水小，極難溶于水。師：據其物理性質，思考甲烷如何收集？

作用：引導學生學習、掌握甲烷的物理性質。將理論化學和生活化學聯系起來的教學方法，讓學生對所學知識產生親切感，增加學習興趣。

2、甲烷的分子式與結構式

提出問題：甲烷的化學表達式怎么寫，空間結構？

引導思維：利用球棍模型將甲烷分子結構形象化，引導學生思考并寫出甲烷的分子式與結構式。

分析并解決問題：給出甲烷的分子式（CH4）與結構式、電子式的圖片。根據圖示，分析甲烷的分子式以及電子式。甲烷是一碳原子為中心，四個氫原子在四個頂點上的正四面體。

作用：引導學生學習并掌握甲烷的分子式與結構式。

3、甲烷的化學性質

在學生解甲烷物理性質的基礎上，將重點放在甲烷的化學性質上。回應前面所講的“結構決定性質”，接著引導學生通過結構理解甲烷的有關化學性質：

（1）甲烷的可燃性決定了它有什么用途呢？有什么優點呢？寫反應方程式，介紹爆炸極限問題，以甲烷作能源為例講解科學與社會的關系，滲透環保、能源問題。關心社會，并讓學生思考礦井生產為了避免瓦斯爆炸應該采取的安全措施是什么？補充演示甲烷通入高錳酸鉀溶液的反應。

（2）甲烷的取代反應是本節的一個難點，也是學生第一次接觸有機反應類型，對于實驗的處理，由于教材上演示實驗現象不利于后排學生觀察，播放實驗錄像：（取代反應實驗：用排飽和食鹽水法將甲烷和氯氣依次收集在100ml的量筒中，其中甲烷20ml，氯氣80ml，光照。)觀察實驗現象，并完成導學案相關內容，在實驗的基礎上，先使學生有一個甲烷分子中氫原子能被其他原子取代的印象，然后再通過給出甲烷與氯氣反應的幾步方程式，向學生說明甲烷分子中的氫原子不僅一個能夠被取代，而且全部可以被取代，進而講清取代反應的確切涵義。結合球棍模型和電腦模擬，幫助學生理解取代反應的實質。通過電腦模擬，把抽象的內容形象化，學生學習興趣大，對取代反應的實質的理解也更深刻，對學生不明白的地方還可以反復播放。

4、小結

1、甲烷的空間構型：

2、甲烷的物理性質和存在形

3、甲烷的化學性質：?可燃性

?甲烷的取代反應

5、作業

課本64-65頁1.2.9.10

五、板書設計

第一節 最簡單的有機化合物——甲烷（第一課時）

一、甲烷的分子組成和結構

1、分子式：CH4

2、電子式：

3、結構式：

4、結構簡式：CH4

5、甲烷分子結構：對稱的正四面體結構。

二、甲烷的性質

（1）、物理性質： 無色無味、密度比空氣小，極難溶于水的氣體。

（2）、甲烷的化學性質

1、甲烷的氧化反應—燃燒反應

點燃????

CO2(g)+2H2O(l)

CH4(g)+2O2(g)

現象：火焰呈淡藍色、燒杯內壁有水珠、澄清石灰水變混濁。

2、甲烷的取代反應

取代反應：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代替的反應叫取代反應。取代反應是烷烴的特征反應，但反應物必須是純鹵素，條件也較特別。

第四篇：甲烷教學設計

最簡單的有機化合物——甲烷 教學設計 第一課時

1、教學內容：甲烷

2、教學目標：（1）知識與技能：

①了解甲烷在自然界中的存在和用途； ②認識甲烷的正四面體結構； ③了解甲烷的物理性質和化學性質。（2）過程與方法：

①通過實驗培養學生的觀察分析能力，提高研究性學習的能力；

②讓學生體會由結構推性質和由性質推結構的過程與方法，形成嚴謹的學習態度。

（3）情感態度與價值觀：

①通過學生已有知識順利進行初、高中知識的自然銜接，消除學生對高中有機化學的不適應心理，并利用有機化學的入門學習，激發學生學習有機化學的興趣；

②培養學生嚴謹的科學態度和積極的探索精神；③滲透實事求是和透過現象看本質的辯證唯物主義思想。

3、教學重點、難點： 重點：甲烷的結構特點和甲烷的化學性質。

難點: 甲烷的結構和甲烷的取代反應

4、教學方法：講授、討論、實驗探究、小組合作、類比等教學方法。

5、教學過程：

【引入】在前面的學習中，我們學習了化學的一大模塊——無機化學，從今天開始，我們將進入化學另一個模塊——有機化學的學習。

【講述】有機化學主要是研究一些有機化合物的結構、性質與制備的學科，那么什么又是有機化合物呢？其實，有機化合物就是指含有碳元素的化合物，簡稱有機物。有機化合物有兩個基本特點：數量眾多，分布極廣。但由于CO、CO2、H2CO3及其鹽、氫氰酸（HCN）及其鹽、硫氰酸（HSCN）及其鹽等與無機化合物的性質與結構相似，所以把他們歸入了無機化合物之列。

【提問】有機化合物中是否只含有碳元素嗎？

【講述】答案是否定的，顧名思義，化合物自然是含有兩種或兩種以上元素的純凈物，有機化合物不只是含有碳元素，它還含有氫、氧、氮、硫、磷、鹵素等。其中僅含有碳、氫元素的有機化合物叫做烴。

【過渡】今天我們就一起來學習最簡單的烴，也是最簡單的有機化合物——甲烷 【板書】第一節最簡單的有機化合物——甲烷 【板書】

一、甲烷在自然界中的存在及其分子結構

【引入】我們都知道我們國家正在實施一項重大的能源工程——“西氣東輸”工程。【提問】大家知道“西氣東輸”工程里面的氣指的是什么嗎？ 【學生回答】天然氣 【講述】很好，這項工程主要是將新疆、甘肅等地豐富的天然氣資源，通過管道東輸到長江三角洲，最終到達上海的一項巨大工程。由于天然氣是一種高效、低耗、污染小的清潔能源，所以我們國家才不惜重金把它從新疆那么遙遠的地方引過來。天然氣它的主要成分了就是甲烷，其實自然界中甲烷不只單單存在于天然氣中，在沼氣、油田氣和煤礦坑道氣中甲烷也是他們的主要成分。

【PPT展示】【板書】

1、甲烷在自然界中的存在 ①沼氣 ②天然氣 ③煤礦坑道氣（瓦斯）④油田氣 【板書】

2、分子結構

【過渡】通過我們在初中的學習，我們知道甲烷的分子式為CH4，根據我們第一所學化學鍵的知識寫出甲烷的電子式 【PPT展示】【板書】1）、甲烷的電子式

如果我們將電子式中的一對共用電子用一條短線表示得到的式子叫結構式。【板書】結構式：將電子式中的一對共用電子用一條短線表示得到的式子。那么甲烷用結構式來表示的話我們就可以把它表示成這個樣子 【PPT展示】【板書】2）、甲烷的結構式

【提問】我們知道了甲烷的分子式和結構式，那么甲烷分子的結構到底是不是和它的結構式一樣呢？

【實踐】下面我們就動起手來，利用我們手上的橡皮泥和牙簽，搭建出你想象中的甲烷的空間結構。搭建出來后想一下以下兩個問題： 【PPT展示】

1、如果我們用一個X原子替代甲烷分子其中的一個氫原子，有幾 種可能？

2、如果我們用兩個X原子替代甲烷分子其中的兩個氫原子，又有幾種可能？ 找幾個同學問一下他們做出來的模型的空間幾何結構。

【講述】通過我們科學家精確的實驗測定發現，如果我們用兩個X原子替代甲烷分子其中的兩個氫原子，其結果只有一種空間結構，那現在甲烷它的空間結構該是那一種呢？你們動手做一下，用兩個X原子替代甲烷分子其中的兩個氫原子，其結構只有一種，看看應該是哪一種結構。

【學生回答】正四面體

【PPT展示】甲烷的正四面體結構、球棍模型及比例模型。

【講述】很好，如果我們用兩個X原子替代甲烷分子其中的兩個氫原子，其結果只有一種空間結構的話，那么甲烷的空間結構肯定就是正四面體了；如果它是一個平面正方形或者四棱錐的空間結構，那么用兩個X原子替代甲烷分子其中的兩個氫原子相鄰和相對肯定是兩種不同的結構，如果我們用兩個X原子替代甲烷分子其中的兩個氫原子，其結果只有一種空間結構的話，那么甲烷的空間結構肯定就是正四面體。在這種結構中，每個C-H與C-H都是等價的，且他們之間的夾角也就是鍵角為109o28’。

【過渡】好，看完了甲烷的結構，接下來我們來看一下甲烷的性質。【板書】

二、甲烷的性質 1）、物理性質 【講述】【PPT展示】通常情況下，甲烷是一種無色、無味的氣體，密度比空氣密度小為0.717g/L(標準狀況)，極難溶于水。

【過渡】這些就是甲烷的一些物理性質，接下來我們來看一下它的化學性質。我們常說結構決定性質，那么甲烷穩定的正四面體結構決定了它有那些化學性質呢？

【板書】

2、化學性質

1)、穩定性甲烷穩定的正四面體結構決定了甲烷通常情況下是比較穩定的，如與強酸、強堿和強氧化劑等一般不發生化學反應。

【板書】【PPT展示】與強酸、強堿和強氧化劑等一般不發生化學反應。【講述】甲烷的穩定性是由它具有正四面體結構的穩定結構決定的。

【過渡】但任何物質的穩定性都是相對的，而它的變化是絕對的，內因是變化的根據，外因是變化的條件，一旦外部條件發生變化，甲烷也能發生反應。比如在 特定條件下甲烷能與某些物質發生化學反應，如可以燃燒和發生取代反應等。下面我們就一起來看一下甲烷的燃燒反應。【板書】2）、甲烷的氧化反應——燃燒反應

【講述】甲烷是一種優良的氣體燃料，通常情況下1mol甲烷在空氣中完全燃燒，生成水和 CO2,放出890kJ的熱量, 火焰呈淡藍色。【板書】CH4(g)+2O2(g)????2(g)+2H2O(l)下面請同學們閱讀課本P61資料卡片并思考以下兩個問題：

1）怎么檢驗甲烷燃燒生成的產物？甲烷燃燒產物是二氧化碳和水，可以通過將干燥燒杯罩在甲烷的火焰上，之后倒轉燒杯迅速倒入澄清石灰水來檢驗。（2）點燃甲烷前應有什么操作？ 2）【總結歸納】點燃甲烷前應該驗純，這就提醒我們，在使用任何可燃性氣體前一定要進行驗純，否則他們與空氣混合達到一定的比例的時候就會發生爆炸。

3）【提問】如果你發現你家里面使用的煤氣或天然氣發生泄漏的話，你將怎么進行查漏呢？

4）【講述】我們應該先打開門窗，讓可燃性氣體在室內的濃度，同時關閉煤氣或天然氣的總閥門，并且要到戶外去打電話進行求救，切勿觸動任何電器開關(如開、關燈)、在室內使用電話或手機、使用火柴或打火機、按動鄰居的門鈴、開啟任何煤氣用具，直至漏氣情況得到控制。5）那么我們該怎么來檢驗這兩種物質呢？

6）【過渡】接下來我們來看一下甲烷的另一個重要的化學性質 7）【板書】3）、甲烷的取代反應（特征反應）

8）【講述】甲烷在通常情況下不與強氧化劑反應，但在特定的條件下甲烷是可以與一些氧化劑發生反應的。如在光照的條件下就可以與氯氣發生反應。下面我們一起來看一個甲烷與氯氣反應的視屏。9）【提問】在這個實驗視屏你看到了些什么現象 10）【總結】色變淺、水上升、出油滴。為什么會出現這些現象呢，這是因為甲烷與氯氣發生反應生成了能溶于水的氯化氫與不溶于水的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷等油狀液體。其生成一氯甲烷的化學方程式為： 11）12）【板書】氯氣 一取代

【講述】在上述反應中生成的一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷不是直接一次性完成的，而它們是一個連鎖的反應，反應中生成的一氯甲烷又可與氯氣進一步反應，依次生成難溶于水的油狀液體二氯甲烷、三氯甲烷（氯仿）、四氯甲烷（四氯化碳——是一種很好的滅火劑），注意：有機反應方程式用“→”，不用“ = ”。

13）14）【講述】仿照生成一氯甲烷化學方程式，嘗試 寫出一氯甲烷與氯氣進一步反應的化學方程式

【板書】二三四取代 【講述】在常溫下，一氯甲烷是氣體，二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷是液體。【講述】在上述反應中甲烷分子中的4個H原子逐一被Cl原子所代替生成了4 種四種不同的取代物，像這種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代替的反應叫取代反應。

【板書】取代反應：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代替的反應叫取代反應。

【講述】甲烷在光照下除與氯氣發生取代反應以外，還能與其它氣態．．鹵素單質發生反應，它與氟氣的反應更容易，與溴蒸氣．．的反應更困難，與碘蒸氣幾乎不反應。但甲烷不能與氯水、溴水等反應，使氯水、溴水等褪色。

【提問與思考】

1、在甲烷與氯氣的取代反應中那種生成物最多？

2、如何驗證HCl的生成呢？

3、有什么物質可以證明甲烷結構是正四面體而不是正方形？

4、取代反應與置換反應有何區別？ 【PPT展示】【小結】

1、甲烷分子的結構特點；說明“甲烷分子是正四面體結構”最基本的實驗事實是什么？

2、甲烷主要存在于那些物質中，有什么樣的物理性質

3、甲烷的化學性質有哪些？

4、什么是取代反應？它與置換反應有什么區別？

附：板書設計第一節最簡單的有機化合物——甲烷

一、甲烷在自然界中的存在及其分子結構

1、甲烷在自然界中的存在2、甲烷的分子結構

分子式：CH4電子式：

結構式：將電子式中的一對共用電子用一條短線表示得到的式子結構式：

3、空間結構：正四面體，鍵角109°28′。

二、甲烷性質：

1）、物理性質：P61

三、甲烷的化學性質：通常情況下，甲烷穩定

1、甲烷的氧化反應（燃燒反應）

2、甲烷的取代反應（特征反應）

3、取代反應：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代替的反應叫取代反應。

第五篇：高中化學《甲烷》教學設計

《甲烷》教學設計

指導思想與理論依據

甲烷在生活生產中有重要的用途。它作為重要的資源，能夠為社會生產生活提供能源保障和物質保障，解決了社會發展的需求問題。人們研究甲烷參與化學變化的規律，從而控制變化實現資源的有效利用。學生在日常生活中也積累了對甲烷的一些感性認識，并且有興趣進一步了解甲烷的性質與用途，有學習甲烷的內驅力。

甲烷作為高中有機化學的起始課，學生通過對其結構與性質的學習能夠遷移到認識有機物分子結構的角度和研究有機物的方法。

結合不同的知識特點，組織不同形式的學習活動，讓學生在有效的學習活動中掌握基本的知識，體會遷移的方法，幫助學生形成與發展核心觀念。

例如，甲烷的學習過程中，需要研究其分子結構，并用分子結構認識氯代反應的特點。這都是微觀層面的認識，具有抽象性。教師可以通過組織學生運用模型的方法，模擬微觀過程，幫助學生形象化地理解并最終形成上位的認識。

教學背景分析

教學內容：甲烷是高中有機化學的起始課，主要內容是其結構、性質和用途。其中甲烷的結構和取代反應及其特點都是重點。

在學習甲烷結構時，學生第一次接觸到了空間結構這一認識有機物分子結構的角度。而空間結構又是認識有機物分子結構的重要方面。所以需要通過甲烷的學習幫助學生建立起這一認識角度。

同樣，甲烷的氯代反應也是學生第一次接觸到典型的有機反應。此反應很好地體現出有機反應的一般特點。學生學習甲烷的氯代反應，從分子結構上形成對氯代反應的認識。

學生情況：在學習本課時，學生已經具備了基本原子結構、化學鍵的知識和研究物質的過程與方法的經驗，思維具有定獨立性和主動性。但還是以感性認識為主，理性認識還有待提高。

教學方式：問題解決式、綜合啟發式

教學目標

知識與技能：

能說出甲烷的空間結構特點；能從宏觀、微觀、符號三個水平描述甲烷的取代反應。

過程與方法：

通過甲烷穩定性與其分子結構關系的討論，發展對結構與性質關系的認識。

情感·態度·價值觀：

認同研究甲烷的分子結構和反應規律對指導其實際應用的意義。

感受化學研究對人類生產生活的價值。

教學過程

教學

環節

教師

活動

學生

活動

設計意圖

環節一

提出問題：甲烷的應用價值

【引入】從社會熱點問題——可燃冰的開發利用引出，展示甲烷的應用價值——常見燃料和化工原料。

【講解】為了有效利用甲烷這種資源，人們研究甲烷的性質與反應規律，并應用規律控制變化實現有效利用。

聽講，認同化學研究的意義

分析甲烷的學科價值。

感受化學研究對人類生產生活的價值

環節二

發展認識

認識有機物分子結構的角度和研究有機物的方法

任務1：認識甲烷分子結構

【組織學生討論】甲烷適合做燃料與它的哪些性質相關？

【提出問題并引導學生思考】

如何用分子結構解釋甲烷穩定性？

①學生寫出甲烷的電子式和結構式并說明書寫的理由

②在①的基礎上引導學生思考與穩定性相關的甲烷分子結構特點。

【教師講解】肯定學生的疑問。

展示甲烷的比例模型和球棍模型。

【提出任務】總結出甲烷的結構特點。

【小結】肯定學生的總結，說明這些結構與甲烷穩定性的關系，發展學生的物質結構觀。

【討論、回答】

學生能夠討論分析出與甲烷的可燃性、穩定性等性質有關

①學生通過書寫電子式和結構式從原子結構角度認識碳原子與氫原子的連接方式。

②學生能夠進一步分析出甲烷分子穩定性可能與碳氫鍵的強弱有關。

還有學生提出問題甲烷分子中碳氫原子的空間排列方式會不會影響其穩定性。

觀察體會甲烷的空間結構特點

學生拼插甲烷的球棍模型并總結出其結構特點：

（1）碳四價規則

（2）碳氫鍵較強

（3）正四面體結構

認識甲烷的分子結構特點以及其與甲烷穩定性的關系。

發展學生的物質結構觀。

任務2：認識甲烷與氯氣的取代反應

【過渡】甲烷能夠作為化工原料生產四氯化碳。

【演示實驗】甲烷與氯氣發生取代反應。

【講解】甲烷氯代反應過程中的四步反應及其特點。

【提出任務】從化學鍵角度分析氯代反應過程中的斷鍵與成鍵。

【提出問題】通過觀察此模擬過程，分析甲烷氯代反應過程中有機物分子結構變化的特點。

【小結】總結甲烷氯代反應的特點，定義取代反應。

學生觀察實驗，描述現象：量筒內液面上升；量筒中氣體顏色變淺，并出現少量白霧；內壁出現油狀液滴。

初步認識甲烷的氯代反應，體會其過程的復雜性。

學生能夠運用結構式表達他們的觀點。

學生思考回答

體會取代反應及其特點

從宏觀、微觀和符號表達三個水平整體認識甲烷的氯代反應。

分析氯代反應，形成對有機反應表現出的特點的認識；

任務3：

【提出問題】展示工業合成中常見的取代反應，學生分析這些反應中的取代關系。

分析反應中的取代關系

感受化學研究對人類生產生活的價值。

板書設計