化学：11.1《碳氢化合物的宝库-石油》教案（第2课时）（沪科版高二第二学期）
文档属性
| 名称 | 化学：11.1《碳氢化合物的宝库-石油》教案（第2课时）（沪科版高二第二学期） |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 26.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 沪科版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2009-12-03 14:15:00 | ||
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文档简介
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11.1 碳氢化合物的宝库──石油（共4课时）
第2课时 甲烷
一、设计思想
甲烷是高中化学课的有机化学中的第一个有机化合物，它是繁杂的饱和烃中最简单、最典型的有机化合物。教学中首先让学生复习过去已经学到的知识，如甲烷的燃烧，然后再向甲烷的其他知识延伸，在知道甲烷的性质后，揭示甲烷分子的结构，展示宏观现象与微观结构的关系，这样编排符合学生的认知规律，让学生遵循性质反映结构、结构决定性质、性质决定用途的化学学习一般顺序，学习甲烷的性质和结构，从学生心理因素考虑，这样更易接受和认识。同时，有利于激发学生的学习兴趣和积极性。
二、教学目标
1. 知识与技能
（1）甲烷的分子结构（B）
（2）石油的物理性质（A）
（3）甲烷的化学性质（B）
（4）取代反应（B）
（5）结构式（B）
2. 过程与方法
在甲烷分子结构的探究过程中，学习准确观察模型、利用模型帮助思维的方法。
3. 情感态度与价值观
在揭示甲烷性质与结构、性质与用途的关系的过程中感受化学知识在生产生活中的作用和价值。
三、重点和难点
教学重点：甲烷的分子结构、甲烷的化学性质
四、教学用品
三种颜色的橡皮泥和牙签（学生自带）、分子结构模型、投影仪、甲烷氯代反应的试剂和仪器一套、高锰酸钾溶液。
五、教学流程
1．流程图
2．流程说明
引入：开门见山，提出本课的教学目标。
学生活动I： 回忆已经学习过的甲烷的相关知识。
师生活动I：对已经具备的甲烷知识从微观本质上、变化和性质的关系上、反应原理上作进一步的挖掘，关注化学理论和化学研究方法对元素化合物知识学习的指导作用。
师生活动II：通过甲烷取代反应的实验学习甲烷的化学性质，在对反应现象分析过程中提高逻辑推理能力
学生活动II：用橡皮泥构建甲烷的分子模型和氯代甲烷的分子模型，在构建过程中探究甲烷分子的空间构型。
小结：在学习甲烷的基础上提出烷烃的概念，为知识延伸作铺垫。
六、教学案例
1. 教学过程
教学内容 教师活动 学生活动 说明
复习 【引言】甲烷是大家比较熟悉的物质，请回忆，你记忆中的甲烷是一种怎样的物质？【归纳并板书】分子式：CH4来源：天然气、沼气、石油气、坑气物理性质：无色、无味的气体、难溶于水、密度比空气小化学性质：易燃烧 CH4 +2 O2 → CO2 + 2H2O用途：燃料 回忆、讨论、发言 回忆已有知识，建立新旧知识的联系。
知识深化 【提出问题】1. 甲烷属于哪一类有机物？ 2. 用原子结构理论解释甲烷的分子组成为CH4？写出甲烷分子的电子式。在甲烷分子中存在何种化学键？3. 用事实说明甲烷的物理性质？4. 甲烷燃烧体现了甲烷具有什么性？为什么？5. 使用甲烷作燃料，要注意什么？6. 甲烷是是一种高效、低耗、污染小的清洁能源。为了改善我国东部的能源结构，已经启动的“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。这是一项巨大工程，我们已经在享受这项工程的成果。思考：从烧管道煤气（主要成分CO）转为烧天然气，煤气灶喷嘴应如何改造？依据是什么？ 思考、讨论、交流 加深对过去学习过的知识的理解深度理论联系实际，促使学生感受学习知识的意义。
甲烷的化学性质 【问题】还原性须在氧化还原反应中表现出来，酸性高锰酸钾具有很强的氧化性，若遇到一般还原性物质时常常会发生氧化还原反应，且自身被还原而褪色，那么甲烷能否被酸性高锰酸钾溶液氧化呢？【演示实验】甲烷通入酸性高锰酸钾溶液中【讲解】甲烷在一般情况下与强酸、强碱、强氧化剂等都不起反应，也不能使溴水退色。 思考，观察实验现象，解释：甲烷的化学性质比较稳定。 对所学的知识进行延伸，引出新的知识。
【过渡】虽然甲烷性质比较稳定，但在一定条件下还是能发生化学变化的。所以它不仅是一种很好的燃料，它还有很多用途。【板书】高温分解：CH4 → C + 2H2 制炭黑 在对实验现象的观察和分析过程中提升观察能力和逻辑推理能力
【演示实验】甲烷的氯代反应。【问题与讨论】实验中为什么用饱和食盐水而不是水？看到哪些现象？解释实验现象。【板书】甲烷与氯气反应——取代反应： CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl 一氯甲烷 CH3Cl + Cl2 → CH2Cl2 + HCl 二氯甲烷CH2Cl2 + Cl2 → CHCl3 + HCl 三氯甲烷（氯仿）CHCl3 + Cl2 → CCl4 + HCl 四氯化碳【讲解】其中，一氯甲烷常温下呈气态，其余三种物质都呈液态。说明刚才的推测和解释是正确的。这个反应也说明了有机反应的复杂性。【问题】1mol甲烷最多能与多少摩氯气进行取代，生成多少摩HCl？ 观察，思考、记录、讨论：量筒内氯气的黄绿色逐渐变淡，量筒内壁出现油状液滴，量筒内水面上升。【交流】：颜色变淡说明发生了反应，油状液滴是生成物，水面上升说明反应体系总体积减小，可能是因为生成物不呈气态或者生成物易溶于水。4mol，4mol。
取代反应概念 【讲解】与无机化学反应分类一样，有机化学反应也可分为不同的类型。甲烷与氯气的反应称为取代反应【板书】取代反应：有机分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团取代的反应。【讨论】取代反应和置换反应有什么区别？ 倾听讨论 通过比较对容易混淆的概念进行辨析，澄清概念的同时学习比较的方法。
甲烷分子空间构型探究 【过渡】物质的性质是由结构决定的。我们已经知道甲烷的分子组成了。但是长期的科学研究显示，有机物的性质不仅与它的组成有关，而且与有机物分子里原子的联结方式也有关。【问题】甲烷分子中的碳原子和氢原子在空间的分布情况是怎样的呢？请大家两种颜色的橡皮泥搓成小球，用牙签尝试构建甲烷的空间构型。【分析】大家搭建的模型有的是平面的，有的是立体的，到底哪一种正确呢？给大家提供一些资料：甲烷分子中的四个C-H键一样长，C-H键之间的夹角为109 28ˊ。大家可以再尝试一下。【出示甲烷分子模型】甲烷分子是一种以碳原子为中心、四个氢原子为顶点的正四面体结构。【板书】甲烷的结构式： 用橡皮泥构建甲烷分子模型。再次用橡皮泥根据资料参数构建甲烷分子模型。并得出结论：要满足C-H键之间的夹角为109 28ˊ，甲烷分子肯定不是平面结构。 用橡皮泥构建分子模型，是抽象的知识直观化，同时也给与学生想象的空间。参数的提供则给学生提供想象的依据。
【讲解】甲烷的取代反应就是甲烷分子中处于四个顶点的氢原子逐个被氯原子取代，生成氯代甲烷的过程。(播放多媒体动画：甲烷与氯气反应的取代历程。)【出示甲烷球棍模型并演示】甲烷分子中的一个氢原子被替代后，甲烷分子中剩余的部分（CH3-）叫做甲基。【问题】请大家用三种不同颜色的橡皮泥和牙签分别构建四种氯代甲烷的分子模型，写出相关的结构式。并思考：1. 二氯甲烷的结构式有几种？为什么？ 2. 四种氯代甲烷的分子都是正四面体结构吗？为什么？ 倾听，观看，分析反应中化学键的变化。构建分子模型，书写结构式。讨论交流：1. 四种氯代甲烷都只有一种结构式，因为甲烷分子是立体结构。2. 只有四氯化碳是正四面体结构，其余都不是。因为C-Cl键的键长与C-H键的键长不一样。 从微观层面认识甲烷取代反应的机理，感受学习有机化学反应的方法。为后续学习同分异构体作铺垫。
总结 【讲解】今天我们学习的甲烷是烃当中最简单的一种物质。如果我们把两个甲基彼此相互连接起来（出示乙烷分子球棍模型），就形成了一个新的化合物。在烃类物质中，像这样碳原子之间以单键结合成链状，剩余的价键全部跟氢原子相结合的烃叫饱和链烃或烷烃。甲烷就是烷烃中最简单的物质。【板书】烷烃【作业】大家可以利用橡皮泥尝试构建分子中有更多碳原子的烷烃的结构，为下一节课的学习作准备。 倾听、思考 在理解甲烷分子结构的基础上提出烷烃的概念，渗透“结构决定性质”的思想。
2. 主要板书
一、甲烷的分子结构
分子式 电子式 结构式
CH4
二、甲烷在自然界的存在：天然气、沼气、石油气、坑气
三、甲烷的物理性质：无色、无味的气体、难溶于水、密度比空气小
四、甲烷的化学性质：
1. 氧化反应——易燃烧
2. 高温分解
CH4 → C + 2H2
3. 与氯气发生取代反应
CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl
一氯甲烷
CH3Cl + Cl2 → CH2Cl2 + HCl
二氯甲烷
CH2Cl2 + Cl2 → CHCl3 + HCl
三氯甲烷（氯仿）
CHCl3 + Cl2 → CCl4 + HCl
四氯化碳
五、用途：燃料、制炭黑、
七、教学反思
课上复习旧知导课，调动学生思考和进行铺垫，对旧知进行化学理论框架下的再分析，促使所学知识条理化并深化理解。当学习到甲烷的性质──燃烧时，从氧化还原反应的角度进行了拓展和深化，介绍甲烷的主要用途（“西气东输”），使学生感到有机化学就在他们的实际生活中，体会到学习有机化学的重要意义。分析甲烷氯代实验现象时注重从现象到本质的化学思想的体现。研究甲烷结构时，布置学生用橡皮泥制作甲烷和氯代甲烷的分子模型，调动了学生的学习积极性；学生之间相互讨论，相互评价制作的分子模型，课堂气氛轻松活泼，使学生能饶有兴趣地主动获取知识，学习效果较好。www.
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
www.
引入
学生活动II
师生活动I
师生活动II
小结
学生活动I
点燃
高温
光
光
光
光
高温
光
光
光
光
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11.1 碳氢化合物的宝库──石油（共4课时）
第2课时 甲烷
一、设计思想
甲烷是高中化学课的有机化学中的第一个有机化合物，它是繁杂的饱和烃中最简单、最典型的有机化合物。教学中首先让学生复习过去已经学到的知识，如甲烷的燃烧，然后再向甲烷的其他知识延伸，在知道甲烷的性质后，揭示甲烷分子的结构，展示宏观现象与微观结构的关系，这样编排符合学生的认知规律，让学生遵循性质反映结构、结构决定性质、性质决定用途的化学学习一般顺序，学习甲烷的性质和结构，从学生心理因素考虑，这样更易接受和认识。同时，有利于激发学生的学习兴趣和积极性。
二、教学目标
1. 知识与技能
（1）甲烷的分子结构（B）
（2）石油的物理性质（A）
（3）甲烷的化学性质（B）
（4）取代反应（B）
（5）结构式（B）
2. 过程与方法
在甲烷分子结构的探究过程中，学习准确观察模型、利用模型帮助思维的方法。
3. 情感态度与价值观
在揭示甲烷性质与结构、性质与用途的关系的过程中感受化学知识在生产生活中的作用和价值。
三、重点和难点
教学重点：甲烷的分子结构、甲烷的化学性质
四、教学用品
三种颜色的橡皮泥和牙签（学生自带）、分子结构模型、投影仪、甲烷氯代反应的试剂和仪器一套、高锰酸钾溶液。
五、教学流程
1．流程图
2．流程说明
引入：开门见山，提出本课的教学目标。
学生活动I： 回忆已经学习过的甲烷的相关知识。
师生活动I：对已经具备的甲烷知识从微观本质上、变化和性质的关系上、反应原理上作进一步的挖掘，关注化学理论和化学研究方法对元素化合物知识学习的指导作用。
师生活动II：通过甲烷取代反应的实验学习甲烷的化学性质，在对反应现象分析过程中提高逻辑推理能力
学生活动II：用橡皮泥构建甲烷的分子模型和氯代甲烷的分子模型，在构建过程中探究甲烷分子的空间构型。
小结：在学习甲烷的基础上提出烷烃的概念，为知识延伸作铺垫。
六、教学案例
1. 教学过程
教学内容 教师活动 学生活动 说明
复习 【引言】甲烷是大家比较熟悉的物质，请回忆，你记忆中的甲烷是一种怎样的物质？【归纳并板书】分子式：CH4来源：天然气、沼气、石油气、坑气物理性质：无色、无味的气体、难溶于水、密度比空气小化学性质：易燃烧 CH4 +2 O2 → CO2 + 2H2O用途：燃料 回忆、讨论、发言 回忆已有知识，建立新旧知识的联系。
知识深化 【提出问题】1. 甲烷属于哪一类有机物？ 2. 用原子结构理论解释甲烷的分子组成为CH4？写出甲烷分子的电子式。在甲烷分子中存在何种化学键？3. 用事实说明甲烷的物理性质？4. 甲烷燃烧体现了甲烷具有什么性？为什么？5. 使用甲烷作燃料，要注意什么？6. 甲烷是是一种高效、低耗、污染小的清洁能源。为了改善我国东部的能源结构，已经启动的“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。这是一项巨大工程，我们已经在享受这项工程的成果。思考：从烧管道煤气（主要成分CO）转为烧天然气，煤气灶喷嘴应如何改造？依据是什么？ 思考、讨论、交流 加深对过去学习过的知识的理解深度理论联系实际，促使学生感受学习知识的意义。
甲烷的化学性质 【问题】还原性须在氧化还原反应中表现出来，酸性高锰酸钾具有很强的氧化性，若遇到一般还原性物质时常常会发生氧化还原反应，且自身被还原而褪色，那么甲烷能否被酸性高锰酸钾溶液氧化呢？【演示实验】甲烷通入酸性高锰酸钾溶液中【讲解】甲烷在一般情况下与强酸、强碱、强氧化剂等都不起反应，也不能使溴水退色。 思考，观察实验现象，解释：甲烷的化学性质比较稳定。 对所学的知识进行延伸，引出新的知识。
【过渡】虽然甲烷性质比较稳定，但在一定条件下还是能发生化学变化的。所以它不仅是一种很好的燃料，它还有很多用途。【板书】高温分解：CH4 → C + 2H2 制炭黑 在对实验现象的观察和分析过程中提升观察能力和逻辑推理能力
【演示实验】甲烷的氯代反应。【问题与讨论】实验中为什么用饱和食盐水而不是水？看到哪些现象？解释实验现象。【板书】甲烷与氯气反应——取代反应： CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl 一氯甲烷 CH3Cl + Cl2 → CH2Cl2 + HCl 二氯甲烷CH2Cl2 + Cl2 → CHCl3 + HCl 三氯甲烷（氯仿）CHCl3 + Cl2 → CCl4 + HCl 四氯化碳【讲解】其中，一氯甲烷常温下呈气态，其余三种物质都呈液态。说明刚才的推测和解释是正确的。这个反应也说明了有机反应的复杂性。【问题】1mol甲烷最多能与多少摩氯气进行取代，生成多少摩HCl？ 观察，思考、记录、讨论：量筒内氯气的黄绿色逐渐变淡，量筒内壁出现油状液滴，量筒内水面上升。【交流】：颜色变淡说明发生了反应，油状液滴是生成物，水面上升说明反应体系总体积减小，可能是因为生成物不呈气态或者生成物易溶于水。4mol，4mol。
取代反应概念 【讲解】与无机化学反应分类一样，有机化学反应也可分为不同的类型。甲烷与氯气的反应称为取代反应【板书】取代反应：有机分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团取代的反应。【讨论】取代反应和置换反应有什么区别？ 倾听讨论 通过比较对容易混淆的概念进行辨析，澄清概念的同时学习比较的方法。
甲烷分子空间构型探究 【过渡】物质的性质是由结构决定的。我们已经知道甲烷的分子组成了。但是长期的科学研究显示，有机物的性质不仅与它的组成有关，而且与有机物分子里原子的联结方式也有关。【问题】甲烷分子中的碳原子和氢原子在空间的分布情况是怎样的呢？请大家两种颜色的橡皮泥搓成小球，用牙签尝试构建甲烷的空间构型。【分析】大家搭建的模型有的是平面的，有的是立体的，到底哪一种正确呢？给大家提供一些资料：甲烷分子中的四个C-H键一样长，C-H键之间的夹角为109 28ˊ。大家可以再尝试一下。【出示甲烷分子模型】甲烷分子是一种以碳原子为中心、四个氢原子为顶点的正四面体结构。【板书】甲烷的结构式： 用橡皮泥构建甲烷分子模型。再次用橡皮泥根据资料参数构建甲烷分子模型。并得出结论：要满足C-H键之间的夹角为109 28ˊ，甲烷分子肯定不是平面结构。 用橡皮泥构建分子模型，是抽象的知识直观化，同时也给与学生想象的空间。参数的提供则给学生提供想象的依据。
【讲解】甲烷的取代反应就是甲烷分子中处于四个顶点的氢原子逐个被氯原子取代，生成氯代甲烷的过程。(播放多媒体动画：甲烷与氯气反应的取代历程。)【出示甲烷球棍模型并演示】甲烷分子中的一个氢原子被替代后，甲烷分子中剩余的部分（CH3-）叫做甲基。【问题】请大家用三种不同颜色的橡皮泥和牙签分别构建四种氯代甲烷的分子模型，写出相关的结构式。并思考：1. 二氯甲烷的结构式有几种？为什么？ 2. 四种氯代甲烷的分子都是正四面体结构吗？为什么？ 倾听，观看，分析反应中化学键的变化。构建分子模型，书写结构式。讨论交流：1. 四种氯代甲烷都只有一种结构式，因为甲烷分子是立体结构。2. 只有四氯化碳是正四面体结构，其余都不是。因为C-Cl键的键长与C-H键的键长不一样。 从微观层面认识甲烷取代反应的机理，感受学习有机化学反应的方法。为后续学习同分异构体作铺垫。
总结 【讲解】今天我们学习的甲烷是烃当中最简单的一种物质。如果我们把两个甲基彼此相互连接起来（出示乙烷分子球棍模型），就形成了一个新的化合物。在烃类物质中，像这样碳原子之间以单键结合成链状，剩余的价键全部跟氢原子相结合的烃叫饱和链烃或烷烃。甲烷就是烷烃中最简单的物质。【板书】烷烃【作业】大家可以利用橡皮泥尝试构建分子中有更多碳原子的烷烃的结构，为下一节课的学习作准备。 倾听、思考 在理解甲烷分子结构的基础上提出烷烃的概念，渗透“结构决定性质”的思想。
2. 主要板书
一、甲烷的分子结构
分子式 电子式 结构式
CH4
二、甲烷在自然界的存在：天然气、沼气、石油气、坑气
三、甲烷的物理性质：无色、无味的气体、难溶于水、密度比空气小
四、甲烷的化学性质：
1. 氧化反应——易燃烧
2. 高温分解
CH4 → C + 2H2
3. 与氯气发生取代反应
CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl
一氯甲烷
CH3Cl + Cl2 → CH2Cl2 + HCl
二氯甲烷
CH2Cl2 + Cl2 → CHCl3 + HCl
三氯甲烷（氯仿）
CHCl3 + Cl2 → CCl4 + HCl
四氯化碳
五、用途：燃料、制炭黑、
七、教学反思
课上复习旧知导课，调动学生思考和进行铺垫，对旧知进行化学理论框架下的再分析，促使所学知识条理化并深化理解。当学习到甲烷的性质──燃烧时，从氧化还原反应的角度进行了拓展和深化，介绍甲烷的主要用途（“西气东输”），使学生感到有机化学就在他们的实际生活中，体会到学习有机化学的重要意义。分析甲烷氯代实验现象时注重从现象到本质的化学思想的体现。研究甲烷结构时，布置学生用橡皮泥制作甲烷和氯代甲烷的分子模型，调动了学生的学习积极性；学生之间相互讨论，相互评价制作的分子模型，课堂气氛轻松活泼，使学生能饶有兴趣地主动获取知识，学习效果较好。www.
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
www.
引入
学生活动II
师生活动I
师生活动II
小结
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