§3.1 【最简单的有机化合物——甲烷】教学设计
行唐一中 麻素芹
【教学目标】
知识与技能
（1）了解甲烷的物理性质和用途；理解甲烷的正四面体结构；
（2）掌握甲烷的化学性质；
（3）了解取代反应的概念；
过程与方法：
1、通过观察甲烷分子的空间构型模型、观看甲烷发生取代反应的多媒体模拟反应历程，增强学生对甲烷分子空间构型这类抽象的知识的理解，提高空间思维能力。
2、通过学生动手做模型，写结构式、电子式、化学方程式，使学生积极参与学习过程，提高其学习的主动性。
3、通过甲烷结构、性质、用途的学习过程，使学生进一步理解“结构决定性质，性质反映结构”化学基本规律。
情感态度与价值观：
1、通过学生合作进行模型制作理确甲烷分子的空间构型，通过观赏甲烷和氯气反应机理的动画以及联系生产生活实际等设计内容，激发学生学习兴趣和探究新知的欲望。
2、通过与日常生活紧密结合，了解甲烷对于人类日常生活及身体健康的重要性，形成环保意识及关心能源、社会问题的意识。
【教学重点】
甲烷的分子结构、主要化学性质
【教学难点】
甲烷分子的空间结构、甲烷的取代反应
教学设计
【教学过程】
教师活动 学生活动 设计意图
多媒体展示 ：“双燃料公交车、甲烷燃气灶”图片， 观看，计算从经济角度司机选天然气作燃料 激发学生的学习兴趣导入新课
问题一：甲烷是一种什么样的气体？它为什么现在倍受青睐呢？展示一集气瓶甲烷多媒体展示：煤和石油燃烧图片和有关数据 回忆初中学过CH4的性质总结甲烷的物理性质；知道甲烷是一种高效清洁能源 和学生已有知识联系温故知新增强学生环保意识，
提问：天然气用于做饭和公交车体现了甲烷的什么性质？【多媒体放映】甲烷与高锰酸钾溶液反应的实验视频为什么甲烷能与氧气发生氧化反应，而不与与高锰酸钾溶液反应？ 书写甲烷燃烧方程式，总结甲烷燃烧现象学生观看，产生疑问 和学生已有知识联系温故知新设疑过度，引起悬念：激发学生探索甲烷结构的兴趣。
问题2：甲烷分子具有什么样的结构呢？问题提示：1、甲烷分子中碳原子和氢原子是依靠怎样的作用结合的呢？2、甲烷的分子中有几个键？3、书写甲烷电子式介绍结构式【思考】甲烷的结构式中，五个原子都位于同一平面吗？【多媒体放映】“甲烷分子的三维结构模型”动画【布置任务】那么同学们能不能用不同颜色的橡皮泥代表碳原子和氢原子，牙签代表共价键合作制作一个甲烷的分子模型？展示学生制作的模型【实物展示】甲烷分子的球棍模型、比例模型。 学生思考、讨论书写甲烷电子式。书写甲烷、氯气、氯化氢结构式观看三维动画观察、思考、讨论、回答问题。学生小组合作制作甲烷的分子模型，并与课前做好的正四面体对比 过渡到结构式，使学生对结构式的认识与理解更为自然。为下面取代反应方程式的书写做铺垫。让学生直观的、具体的认识甲烷分子的立体空间结构，并归纳出甲烷分子立体空间结构的特点有哪些。让学生进一步理解甲烷具有四面体结构，4个C—H键的长度和强度相同，夹角相等。学生通过认识、识别分子球棍模型与分子比例模型，由具体到抽象，提高了学生了空间思维能力。
【过渡释疑】解释甲烷不使高锰酸钾溶液褪色的原因。【指导阅读】课本61页“一、甲烷的性质”前两段。总结甲烷化学性质：通常稳定 学生思考。学生读书 让学生对甲烷的化学性质有一个基本的了解，对甲烷的稳定性的相对性有一个正确认识。
【过渡设问】常见的气体还有氯气，甲烷能否氯气反应呢？【多媒体放映】“甲烷与氯气的取代反应”实验视频。根据现象分析甲烷与氯气反应有HCl气体生成，无色油状液滴是什么？【提示】经检测甲烷与氯气在光照下反应，处生成氯化氢外还生成了4种化合物。它们可能是什么呢？【多媒体放映】“甲烷的一氯、二氯、三氯、四氯取代反应”动画。介绍新的有机反应类型——取代反应。【提问】我们清楚了甲烷与氯气的反应过程能不能书写出反应方程式呢？【要求】阅读课本62页第二段了解四种氯代甲烷的状态和用途。 仔细观察视频中的实验过程及实验现象，并相应记录：学生分析讨论HCl的生成，讨论推测无色油状液滴的成分。学生观看视频，用结构式书写反应方程式表示出键的断裂和生成。书写化学方程式，总结取代反应的特点了解四种氯代甲烷的状态、用途。 培养学生的观察能力，从分析实验现象推测产物和反应过程，培养学生的思维能力。培养分析实验现象的能力为学生在后面学习认识取代反应做一个铺垫。让学生体会在反应过程中化学键的断裂、生成，进一步理解化学反应的实质是旧键断裂新键生成识记方程式，理解取代反应的特点为甲烷的用途铺垫
问题四：通过这节课的学习你能科学得评论甲烷的功与过？ 学生思考、联想、观看图片、甲烷用途，并了解在应用甲烷时应注意的问题 培养学全面看问题习惯，加强安全意识，增强环境保护意识
【总结】思考 ：1、我们这节课学到了哪些知识？2、用到了那学化学节本规律？ 3、以后我们学习有机化学以什么为核心？【多媒体放映】本节课的知识结构图。 学生回顾本节课的知识、回答。 在教师的引导下，帮助学生梳理本节课所学的知识，将其中的重点、难点突出出来，便于学生对本节课的掌握。
练习 加深对取代反应的理解
布置作业 1、教材64页本节 1～3题；学案上的练习题
最简单的有机化合物——甲烷板书设计
甲烷取代反应的特点：
1.反应条件：光照
2.反应物质：纯卤素单质
3.生成物：混合物
4.定量关系：1molCl2取代1molH
物理性质
甲烷CH4
通常稳定
化学性质
结构
正四面体结构
氧化反应
一定
条件 取代反应
用途
反应高一（ ）班 姓名： 组号
课题 最简单的有机化合物——甲烷（第一课时）
教学重点 甲烷的结构和甲烷的取代反应
教学难点 甲烷的结构和甲烷的取代反应
一．存在和用途甲烷是 、 、 和 的主要成分。二、甲烷的结构、性质例题1甲烷的气体密度在标准状况下为0.717 g/L，其中含碳的质量分数为75％，含氢质量分数为25％，求甲烷的分子式。 化学式电子式结构式空间构型球棍模型比例模型键角： 1、甲烷的物理性质颜色状态气味密度水溶性2、甲烷的化学性质甲烷分子结构稳定，化学性质比较稳定，通常不与 、 和 反应。①氧化反应写出化学方程式： 讨论：怎样防止气体爆炸？怎样检查其燃烧的生成产物？例题2鉴别甲烷、一氧化碳和氢气三种无色气体的方法，是将它们分别（ ）A．先后通入溴水和澄清石灰水 B．点燃后罩上内壁涂有澄清石灰水的烧杯C．点燃，先后罩上干燥的冷烧杯和内壁涂有澄清石灰水的烧杯D．点燃后罩上内壁涂有澄清石灰水的烧杯，再通入溴水②取代反应在室温下，甲烷和氯气反应的现象 甲烷分子里的 是被 逐步取代的，共生成 种物质， 种取代产物。 取代反应定义 注意：CH4与纯卤素单质（氯气、溴蒸气）在光照条件下发生取代反应，与氯水、溴水不反应。写出甲烷分子里的氢原子被氯原子逐步取代的化学方程式（用结构式写）（用分子式写）例题4在光照下，将等物质的量的甲烷和氯气充分反应，得到的物质的量最多的物质是( ) A CH3C1 B CH2C12 C CCl4 D HCl例题6等物质的量的甲烷和氯气组成的混和气体，经较长时间光照，最后得到的有机物是（ ）①CH3Cl ②CH2C12 ③CHCl3 ④CCl4 A、只有① B、只有② C、只有①②③ D、①②③④拓展：取代反应与置换反应的比较取代反应置换反应概念区别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一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应比较①可与化合物发生反应，产物中不一定有单质②反应能否进行受催化剂、温度、光照等外界条件影响较大③逐步取代，很多反应是可逆的。由于共用电子对破裂而交换原子或原子团①反应物、产物中一定有单质②在水溶液中进行的置换反应遵循金属或非金属活动性的顺序③反应一般单向进行。单质与化合物通过电子的转移而发生的氧化还原反应(共25张PPT)
第一节
最简单的有机化合物—甲烷
第三章 有机化合物
第一课时
小游戏：智力小测验
小组合作利用6根牙签拼出四个三角形
天然气、沼气的主要成分是？
甲烷燃烧
甲烷
回忆初中学过CH4的性质：
问题一：甲烷是一种什么样的气体？它为什么现在倍受青睐呢？
一、甲烷的物理性质：
通常情况下，甲烷是一种没有颜色、没有气味的气体
密度是0.717g/L（标准状况），小于空气密度
甲烷极难溶于水
颜色、状态、气味、密度、溶解性
甲烷是高效清洁能源
1Kg甲烷完全燃烧放出5.56×104 KJ热量
1Kg 煤燃烧放出2.09 ×104 KJ热量
1Kg石油燃烧放出4.19×104 KJ热量
氧化反应
CH4+2O2 CO2+2H2O
点燃
现象：安静燃烧，产生蓝色火焰，
可燃性
干冷烧杯内壁上有水生成，加澄清的石灰水变浑浊
甲烷分子中碳原子和氢原子是依靠怎样的作用结合的呢？
甲烷的分子中有几个键？
书写甲烷电子式
问题2：甲烷分子具有什么样的结构呢？
思考：
共价键
4个
电子式
结构式
C
H
H
H
H
C
H
H
H
H
甲烷分子是平面结构吗？
结构式:用短线来表示一对共用电子的图式。
二、甲烷的结构
甲烷分子的空间结构
科学实验证明，甲烷分子里的一个碳原子和四个氢原子并不在同一个平面上，而是形成了一个正四面体的立体结构，碳原子位于正四面体的中心，而四个氢原子分别位于正四面体的四个顶点上。
空间构型：正四面体
4个C-H键的键长和夹角相等，强度相同。
三、甲烷的化学性质
通常情况下，不易与其它物质反应与强酸、强碱、强氧化剂都不起反应
溴水
甲烷
高锰酸钾
甲烷
通常稳定
1、氧化反应 （ 可燃性）
问题三、甲烷能与氯气反应吗？
CH4 ＋ Cl2
光照
黄绿色变浅
油状小液滴
量筒里液面
现象:
+HCl
上升
结论：
甲烷与氯气在光照条件下发生了反应。
思考与交流：
经检测甲烷与氯气在光照下反应，生成5种化合物。
请你结合观察到的实验现象预测：除HCl外还有什么物质生成？
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做取代反应
三、甲烷的化学性质
3.取代反应
CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl
光
CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl
光
CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl
光
CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl
光
一氯甲烷（无色气体）
二氯甲烷（难溶于水的无色液体）
三氯甲烷又叫氯仿 （有机溶剂）
四氯甲烷又叫四氯化碳（有机溶剂、灭火剂）
甲烷取代反应的特点
（1）反应条件：
1molCl2取代1molH
（2）反应物：
（3）生成物：
光照
甲烷和纯卤素单质；
是四种氯代甲烷的混合物
（4）定量关系：
四、甲烷的功与过
①是一种高效清洁能源，做气体燃料
问题四：通过这节课的学习你能科学得评论甲烷的功与过？
②是一种化工原料
功
甲烷
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一定浓度——通风；
着火点——避免明火
瓦斯爆炸是一定浓度的甲烷和空气中氧气作用发生了剧烈化学反应。
甲烷的“过”
爆炸，引发安全事故
释放到空气中会引起温室效应
美国麻省理工学院科研人员在最新一期《地球物理研究杂志》网络版上报告说，一旦地下甲烷大量释放到大气层中，其导致的全球变暖速度可能会比目前主要由二氧化碳等温室气体造成的全球变暖还要快20倍。
甲烷:
高效清洁能源,必须科学合理使用
CH4
物理性质
结构
用途
化学性质
总结
2、在光照条件下，将等体积的甲烷和氯气混合，得到的产物中物质的量最多的是( )
A、CH3Cl B、CH2Cl2
C、CCl4 D、HCl
D
1、与甲烷的分子结构相同的物质是（ ）
A、NH3 B、CCl4
C、CH2Cl2 D、H2O
练习
B
作业1、写出甲烷与溴蒸气反应的化学方程式。
作业2:完成学案上的习题。
