最简单的有机化合物——甲烷教学设计
一、教学目标
掌握甲烷和物理性质和表达式，提高自主学习能力；
探究并体会甲烷的空间构型，提高实践、归纳、合作学习能力；
掌握甲烷的较稳定性、燃烧反应、取代反应，体会实验探究在化学学习中的应用，并学会迁移运用。
建立有机物“结构—性质—用途”关系，解释与甲烷相关的环保和能源问题。
学习过程
二、教学重难点
重点：甲烷的结构特点和甲烷的化学性质。
难点:
甲烷的结构和甲烷的取代反应
教学方法
讲授、讨论、实验探究、小组合作等教学方法。
教学过程：
教
学
过
程
设
计
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导课
一则报道：奶牛排泄气体导致牛棚爆炸；提出问题：奶牛的作案工具是什么？
观看报道，若有所思
从“温顺”到“神秘杀手”，激发学习兴趣
活动1归纳总结物理性质
【提出问题】甲烷的物理性质是什么？引导观察甲烷集气瓶从色态味、密度三方面进行归纳总结
观察集气瓶，归纳甲烷物理性质
培养实验意识提高自主学习能力
活动2甲烷的空间结构探究
【提出问题】甲烷的电子式和结构式是什么？引导孩子们从化学键知识出发作答
回忆、书写
加深记忆；为学习新知识作铺垫，做到温故而知新。
【提出问题】甲烷中有四条完全相同的C-H键，这五个原子在空间如何排布，才能使C-H键完全相同？引导完成【实践活动1】用彩泥制作甲烷模型
小组讨论:组装甲烷分子模型，有两种结构：平面正方形和正四面体；
提高孩子们空间想象、实践、合作学习能力
【评价】引导孩子们根据“键长、键角”完全相同，对所作模型进行评价
从“只有四条C-H键”、“键长完全相同”“键角完全相同”三方面进行评价，得出结论：正四面体结构更符合甲烷空间构型。
提高“实验设计与评价”能力，有利于树立正确的价值观
引导孩子们结合正四面体，体会C、H原子的位置
将制备的模型放入折好的正四面体中，体会排布
进一步加深认识对C、H未知的认识，做到“心中有数”
活动3甲烷化学性质探究
【过渡】通过“C-H键比较牢固”，引导孩子们回答“较稳定性”
强化记忆，整理学案
深化结构与性质的关系，为与O2、Cl2的反应作铺垫
【过渡】联系生活中用天然气作燃料，引导写出燃烧方程式，强调用“箭头”连接；并提示安全问题
书写、倾听、回答
联系学习与生活，铺垫解释“爆炸案”
【过渡】甲烷除具有可燃性外，还能与氯气的反应引导从反应现象归纳取代反应的含义
①观察实验②据提示描述现象③得出结论④推导方程式⑤归纳取代反应含义⑥强化记忆
提高观察能力、语言描述能力、推理能力、归纳能力，体会实验探究在化学学习中的应用
【提出问题】CH3Cl是气体，油状液滴从何而来？【引导】用彩泥模拟该过程
根据提示完成“思考与交流”，书写生成CH2Cl2、CHCl3、CCl4反应方程式
巩固取代反应，提高解决问题的能力
【提出问题】①条件？②产物？③量的关系？引导归纳总结取代反应的规律
解答问题总结规律
思考、归纳规律，利于记忆
【能力提升】1molCH4与足量Cl2反应生成等物质的量的四种卤代烃，求消耗n(Cl2)?
解答问题
提升孩子们对取代反应的认识
活动4学以致用
【提出问题】“爆炸案”中奶牛的作案工具是什么？应如何应对？
讨论，解决问题
提高孩子们解决问题的能力，增强服务社会的责任感。
活动5小结
根据板书强调：结构—性质—用途的关系
倾听、思考
深化有机物结构决定性质，性质决定用途的关系
活动6当堂检测
3个选择（涉及结构、性质、用途），（1个填空与实验相关的综合性题目）
思考、作答
巩固知识
活动7唱歌
引导孩子们合唱“甲烷之歌”
起立、合唱
有助于记忆
板书设计
一、甲烷在自然界的存在及物理性质：
（1）存在：
（2）物理性质
二、甲烷的组成和结构：
分子式：CH4
电子式：
结构式：
三、甲烷的化学性质：
1.稳定性
2.甲烷与氧气反应：CH4+2O2
CO2+
2H2O
3.甲烷的取代反应：
点燃
做燃料
做
化
工
原
料(共26张PPT)
知识对接
课前检查：学案、教材、黑笔、红笔
白球(4)、黑球(1)、木棒(4)、氯气分子模型（4）
神秘
杀手
14年1月27日，德国中部小镇Rasdorf一家农场的奶牛牛舍突然发生爆炸，顶棚不翼而飞，90头奶牛惊慌失措、乱作一团，数头奶牛灼伤……
经过严密的排查，警方认为奶牛们是“引火自焚”。对此，奶牛们感到很
无辜，并拒绝接收采访……
第三章
有机化合物
1
最简单的有机化合物—甲烷
观察甲烷集气瓶，归纳物理性质
颜色
状态
密度
气味
水溶性
极难
溶于水
无味
无色
比空
气小
气体
据原子结构和共价键知识，完成甲烷电子式和结构式；
化学式
电子式
结构式
空间结构
CH4
【实践活动1】
探究甲烷的空间结构
第一步：制作甲烷分子模型
①
黑、白球分别代表碳、氢原子；
②
木棒代表化学键；
温馨提示
甲烷分子含有四条
完全相同的碳氢键
(键长和键角)
①是否只含有4条C-H键？
②C-H键长是否全部相等？
③H-C-H键角是否全部相等？
第二步：模型展示与评价
第三步：将制作的甲烷分子模型放入课下折好的四面体中，认真体会分子中的原子在空间是如何排布的。
归纳2
结构特点
正四面体结构，碳原子在中心，氢原子在顶点
球棍模型
比例模型
化学性质较稳定：
与强氧化剂（如高锰酸钾）不反应
与强酸、强碱不反应
氧化反应
CH4+2O2
→
CO2+2H2O
点燃
提示（从以下几个方面）
1、液面变化
2、气体颜色变化
3、量筒内壁是否挂有油状液滴
4、量筒内壁透明度变化
5秒
10秒
20秒
40秒
1、你看到了什么？
现
象
结
论
①
液面上升
②黄绿色逐渐褪至无色
③内壁有油状液滴
④不再透明，有一层白雾
2、得到什么结论？
气体减少，或者生成的气体易溶于水
Cl2参加反应
有不溶于水的油状物质生成
白雾是盐酸小液滴，说明有HCl生成
C
H
H
H
H
＋
Cl—Cl
光
H
Cl
＋
一氯甲烷
CH3Cl
归纳3
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替代的反应
思考与交流
CH3Cl是无色气体，CH2Cl2、CHCl3、
CCl4为无色油状液体，请用取代反应
方程式解释“油状液滴”产生的原因。
【实践活动2】
两人一组，模拟CH4和Cl2的取代反应
（每组1个甲烷分子、四个氯气分子）。
自主思考
2
1.甲烷发生取代反应的条件是什么？
2.上述反应中有几种产物？哪种产物的量最多？
3.每取代1mol
H原子，消耗Cl2物质的量为多少？
卤素单质气体
光照
逐一取代，同时存在
CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl
每有1mol
H原子被取代，消耗1mol
Cl2
能力提升
在光照的条件下，1mol
CH4与Cl2完全
反应，得到等物质的量的4种取代物，
求消耗Cl2物质的量？
2.5
mol
学以致用—“奶牛不无辜”
查阅资料：①冬天干燥，牛毛摩擦易产生静电；②反刍动物（牛羊等）在食用牧草的过程中会产生甲烷气体；据此分析爆炸原因，并提出治理措施。
甲烷与空气混合，达到爆炸极限；
收集甲烷，变废为宝。
当堂检测
1.
下列气体的主要成分不是甲烷的是(
)
A.
沼气
B.
天然气
C.
水煤气
D.
坑道所产生的气体
2.
下列气体在氧气中充分燃烧后，其产物既可使无水
硫酸铜变蓝色，又可使澄清石灰水变浑浊的是（
）
A.
HCl
B.
CH4
C.
H2
D.
CO
3.以下哪种物质只有一种结构，能说明甲烷是正
四面体而非平面正方形（
）
A.
CH3Cl
B.
CH2Cl2
C.
CHCl3
D.
CCl4
C
B
B
4
利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下
根据要求填空：
(1)设V(Cl2)/V(CH4)=x，理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应____。
(2)D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是______________。
(3)E装置除生成盐酸外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为________。
该装置有缺陷，原因是没有进行尾气处理，尾气主要成分为_____。
A.
CH4
B.CH3Cl
C.CH2Cl2
D.CHCl3
E.CCl4
≥4
吸收氯气
分液
AB
甲烷之歌（两只老虎）
作业：查阅资料，了解甲烷在工业上的用途；
完成《课时作业17》
谢谢大家
欢迎指正【自主思考】
①甲烷与气态卤素单质发生取代反应的条件是什么？
②甲烷与氯气的取代反应中，一共有几种产物？哪种产物的含量最多？
③每有1molH原子被取代，消耗Cl2的物质的量为多少？
【能力提升】
在光照的条件下，1mol
CH4与Cl2完全反应，得到等物质的量的4种取代物，求消耗Cl2物质的量？
【当堂测试】
1.
下列气体的主要成分不是甲烷的是(
)
A.
沼气
B.
天然气
C.
水煤气
D.
坑道所产生的气体
2.
下列气体在氧气中充分燃烧后，其产物既可使无水硫酸铜变蓝色，又可使澄清石灰水变浑浊的是（
）
A.
HCl
B.
CH4
C.
H2
D.
CO
3.以下哪种物质只有一种结构，能说明甲烷是正四面体而非平面正方形（
）
A.
CH3Cl
B.
CH2Cl2
C.
CHCl3
D.
CCl4
4.利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。
某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下
根据要求填空：
（1）设V(Cl2)/V(CH4)=x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应____。
（2）D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是____。
（3）E装置除生成盐酸外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为___。
该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分为___。
A.
CH4
B.CH3Cl
C.CH2Cl2
D.CHCl3
E.CCl4
