甲烷教学设计.docx

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甲烷教学设计

甲烷教学设计

《最简单的有机物——甲烷》教学设计

湛江开发区第一中学赖玉梅

一、设计思想

本节课的教材依据是苏教版高一年级必修2模块中的《天然气的利用——甲烷》。

本节课遵循新课改的理念，引导学生结合生活实例体会甲烷对人类生活的影响，采用“搜集相关材料—分析结构—实验操作—分析讨论—得出结论”的学习方法，在实验探究中学习甲烷的结构和化学性质。

在学习过程中让学生“动手做、动眼看、动脑思、动口议”，手、眼、脑、口多种感官同时并用，使学生在“做化学”中“学化学”，深切体会知识的形成过程，真正理解和掌握知识，从而达到较好的教学效果。

二、教材分析

甲烷是学生进入高中有机化学部分学习的大门,同时本节内容也是在学生通过初中学习，初步认识甲烷的燃烧反应和一些主要用途的基础上，进一步从甲烷的分子结构角度来认识甲烷的化学性质,很好地体现了初高中教材的自然衔接。

这样编排符合学生的认知规律，从学生心理因素考虑，更易接受和认识，而且有利于激发学生的学习兴趣和积极性。

必修模块的有机化学内容，教材起点低，强调知识与应用的融合。

因此，在教学设计时要关注学生生活经验，将学习内容结合生活中的实际问题创设情境，要以激发和培养学生学习有机化学的兴趣为主，不盲目拓展加深。

逐步引领学生在循序渐进的学习中建立有机物“结构—性质—用途”的认识关系，为后续的有机化学奠定良好的基础。

三、学情分析

学生在初中化学中已经了解了甲烷的物理性质、燃烧反应和一些主要的用途，因此在介绍这些知识时，要关注与已有知识的联系，从不同的角度引导学生积极地思考，帮助学生理解掌握。

学生在必修2专题1的学习中已经掌握了化学键与物质结构理论的基本知识，可以在老师指导下，写出甲烷的电子式和结构式。

但学生的空间想象思维还相对较差，并且对比较抽象的原子结构和化学键知识理解不够透彻，因此要让学生在三维空间中对有机物分子真正了解，进而学习其化学性质，最终掌握有机化合物的学习方法。

四、教学目标

（一）、知识与技能：

1、了解甲烷在自然界中的存在和用途。

2、认识甲烷的正四面体结构。

3、了解甲烷的物理性质和化学性质。

4、理解取代反应的概念。

（二）、过程与方法：

1、通过动手做模型，写电子式、结构式、化学方程式，探究实验，积极地融入课堂，参与学习过程。

2、通过比较模型、观察甲烷发生取代反应的动画和实验，增强对抽象知识的理解。

3、在重点掌握甲烷化学性质的过程中，建立有机物“结构―性质―用途”的关系，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。

4、通过观察记录实验现象和总结实验结论来提高科学实验的观察能力、思维能力。

（三）、情感态度价值观：

1、通过学生自己动手做模型，动手做实验，让他们真正感受其中的快乐，从而其激发浓厚的学习兴趣以及探索新知的愿望。

2、培养学生严谨、有序地分析问题、解决问题的科学态度及科学方法。

3、培养其环保意识及关心能源、社会问题的意识。

五、教学重点难点：

教学重点：

甲烷分子的空间立体结构、主要的化学性质

教学难点：

甲烷分子的空间立体结构、甲烷的取代反应

六、教学策略与手段

“以问题为索引，学生为主体”的学习小组探究，并与实验探究、多媒体有机的结合，营造出师生互动和谐的课堂。

1.采用直观道具和多媒体，激发兴趣，层层推进。

2.创设问题情境，吸引学生有意注意。

3.通过演示实验组织学生进行实验探究、分析、归纳、对比、演绎。

七、课前准备

学生准备

分组调查生活中的灶具和燃气热水器所使用的燃气种类。

了解我国的天然气资源，“西气东输”工程及其意义。

教师准备

（1）研究课标要求

（2）制作教案、学案、课件

（3）准备实验所需仪器和试剂

八、教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

引题

多媒体展示：

“西气东输路线图”，介绍神奇的可燃冰。

观看，加深对天然气的认识

创设教学情境，吸引学生的注意力。

引入：

从查找资料的过程中，大家都对天然气有了一定的了解，它的主要成分就是甲烷，想了解其中的秘密吗?

那么请大家跟我一起进入甲烷的学习。

倾听并联系已有知识

明确主要学习内容。

板书：

最简单的有机物——甲烷

甲烷的物理性质及其在自然界中的存在

物理性质

展示：

装有甲烷气体的储气瓶（瓶中留有少量水）。

观察颜色、状态、思考溶解性。

请一学生闻气味

充分调动学生学习的主动性，让学生感到成功的喜悦，激发学生学习的积极性。

提问：

1、通过观察，甲烷的物理性质都有哪些？

2、结合甲烷的物理性质，应如何收集甲烷？

交流小结

板书：

1、物理性质：

无色、无味、密度比空气小，极难溶于水。

做笔记

存在

讲述：

植物在隔绝空气情况下分解能够产生甲烷，在油田和煤矿附近往往有天然气，它们都是“清洁”的燃料，无毒并且热能高。

很多城市由烧煤改烧天然气后，酸雨的危害明显减弱。

知道沼气、坑气、天然气的主要成分均是甲烷

对学生进行环保教育。

板书：

2、存在：

天然气田、煤矿坑道、池沼等

探究甲烷的组成及立体构型

组成探究

练习：

实验已证实甲烷仅由碳、氢两种元素组成，其中质量分数C%=75%，H%=25%。

请同学们推导出甲烷的化学式。

小组交流讨论，计算写出甲烷化学式

使学生初步学会确定气态烃分子式的计算方法，培养学生计算过程的逻辑思维能力训练。

反馈：

纠正化学式

构型探究

过渡：

了解了化学式之后，如何书写甲烷的电子式和结构式？

请一名同学上黑板写。

联系已有的价键理论和结构理论书写。

巩固已有知识，为学习立体构型做铺垫。

评价：

给出正确的结果

校正

设疑：

从结构式中，我们能发现甲烷的成键有什么特点呢？

思考，可能答案:

碳为中心，与四个氢原子位于四角，与其形成共价键，键长相等

引导学生分析甲烷的结构。

引导：

下面，请开动脑筋，把手中的纸团、橡皮泥、小番茄、牙签等，制作出你们认为甲烷可能的空间构形。

思考、设计甲烷构型，并动手搭建可能的设计方案：

1、四边形模型

2、四面体模型

用身边的物品就可以做实验，能激发学生积极参与的兴趣，培养创造思维能力。

展示：

挑出几个有代表性的模型向学生展示。

观察、比较

过渡：

同学们的想象力非常丰富，但以上只是我们对甲烷结构提出的设想，真正的甲烷的结构应该是哪种，我们还需要更多的理论或实验数据支持。

倾听，思考

培养学生科学的严谨性。

讲述：

科学家通过测定，得到了甲烷的各种参数：

键长：

1.09×10-10m

键角：

109028’

键能：

413KJ/mol

提问：

根据这些参数，同学们可以否定你们的哪些构象呢？

进一步思考，讨论、判断

引导学生形成层层深入的思维结构，解决问题。

多媒体展示：

甲烷的球棍与比例模型

认真观察，与自己所搭模型对比

通过甲烷构型的探究，培养学生探究思维的能力，归纳总结的能力。

讲述：

分子结构特点：

正四面体型结构，呈高度对称状，而且C—H键比较牢固。

练习：

请同学们用手中的球棍模型练习组装出甲烷的结构，认真体会甲烷的空间构型。

动手组装、体会

加深学生对甲烷空间结构的理解和记忆。

板书：

三、分子式、电子式、结构式以及甲烷的结构特点、成键特点

领悟，记忆，整理笔记

为学生进一步学习打下基础。

过渡：

我们已经充分认识了甲烷的结构特点，大家都知道内因决定外因，结构决定性质，下面我们将进一步学习甲烷的性质。

倾听，思考

引导学生学习有机物的基本思路：

结构决定性质。

甲烷的化学性质

探究稳定性

设计实验方案

讲述：

下面，我们将做两个实验，请大家仔细观察现象。

边引导边演示：

甲烷通入酸性高锰酸钾和溴水

观察现象并讨论分析原因，得出结论：

通常情况下，甲烷稳定，如与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应。

突出甲烷化学性质的相对稳定性。

同时为下一节课与乙烯的化学性质对比埋下伏笔，有助于学生更形象地理解乙烯和甲烷的性质差别原因在于分子结构不同。

过渡：

但是，在特定条件下，甲烷也可以与某些物质发生反应，甚至爆炸。

倾听，思考

引出新问题，激发学生求知欲。

探究可燃性

提出问题

讲述：

大家通过调查都已经知道甲烷是燃气的主要成分，可以燃烧，那么如何确定燃烧产物呢？

倾听，思考

激发学生思考、辩论、研究问题的求知欲，实验技能的进一步提高。

设计实验方案

引导：

你能否通过设计实验来验证呢？

（分组进行设计实验方案）

思考，小组讨论实验方案

交流：

小组交流方案

交流得到可能的方案：

1、点燃纯净甲烷气体，将燃烧产物依次通过无水硫酸铜和澄清石灰水，观察现象。

2、点燃纯净的甲烷，将燃烧产物依次通过浓硫酸和澄清的石灰水，观察现象

3、点燃纯净的甲烷气体，在其火焰上方罩一只干燥的小烧杯，观察；另取一只蘸有澄清石灰水的小烧杯，观察。

培养学生的团结协作意识。

评价反馈：

从方案的安全性、简便性、可行性等方面考虑引导学生选出最佳方案。

培养学生多角度、综合分析问题的能力。

实验探究

指导实验：

请2名学生代表上讲台演示设计实验方案3。

观察并记录实验现象

从理论到实践，大大激发了学生学习的积极性，深切体会化学是一门以实验为基础的学科。

同时巩固学生已有的知识，提高学生动手能力。

归纳：

书写反应化学方程式

CH4+2O2点燃CO2+2H2O

Ca（OH）2+CO2=CaCO3+H2O

迁移拓展

设疑：

如何鉴别甲烷、一氧化碳、氢气三种无色气体？

联系甲烷燃烧产物的鉴定，进行分析，得出正确方法

让学生学会举一反三，运用已有知识迁移应用。

拓展:

甲烷与氧气反应,也就是天然气和沼气燃烧的道理所在。

但和氢气一样,它也要验纯,当甲烷与空气混合到一定比例时就会发生爆炸,这也就是各种矿难中最主要的一点——“瓦斯”爆炸,大家看一下瓦斯爆炸造成的危害（图片）。

领悟安全的重要性

对学生进行安全教育，培养学生的安全意识。

与氯气的反应

提出新问题

过渡：

除了可以进行燃烧之外，甲烷还具有什么其他性质呢？

请看大屏幕。

思考

引出与氯气的反应

实验探究

多媒体展示：

播放甲烷与氯气反应视频。

观看视频，记录实验现象

借助多媒体直观展示实验，便于学生观察。

指导观察：

观察实验现象，分析可以得出哪些与实验有关的信息？

分析颜色变浅：

说明氯气参与了反应

水位上升：

说明气体体积减小

有油滴出现：

说明新的有机化合物的生成

训练学生观察、分析、归纳总结能力。

探究取代反应

设疑：

化学反应的实质是旧键的断裂，新键的形成，那么甲烷与氯气的反应是如何进行的，这些反应是属于什么类型的反应？

思考，讨论

指引学生思考的方向。

多媒体展示：

播放甲烷与氯气反应FLASH动画，引导学生观察结构的变化，写出化学方程式.

观看动画，分析思考方程式

给学生一种直观的感觉，提示其写出方程式。

板书：

光

光

CH4+Cl2CH3Cl+HCl

CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl

光

光

CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl

CHCl3+Cl2CCl4+HCl

对比，纠正自己的方程式

让学生对甲烷与氯气反应的机理充分理解。

过渡：

根据甲烷的反应基理，总结取代反应的概念。

思考，概括

让学生透过现象看本质。

小结：

取代反应与置换反应的区别于联系

归纳、比较

让学生进一步了解取代反应，学会联系与比较的分析方法。

巩固：

学生拿着球棍模型，一边嘴里念着反应机理，一边将甲烷与氯气反应过程用模型来演示出来

。

动脑、动口、动手

通过动手模拟，让抽象的反应具体化；手、眼、脑、口多种感官同时并用，使学生在“做化学”中“学化学”，真正经历化学知识的形式和运用过程。

知识拓展

甲烷以及氯代物的性质和应用

联系生活常识，阅读课本，看老师的展示

锻炼学生学习的整体性、持续性；并渗透环保、能源问题，使学生关注社会。

多媒体展示：

PPT展示甲烷的热解反应

观看，并分析可能的产物及反应类型

展示甲烷的另一反应类型，使学生对甲烷的认识更全面。

课堂小结课堂总结

习题巩固：

完成练习

巩固知识

提问：

你从这节课的学习中有什么收获？

认真思考

培养及时总结，使知识条理化的学习习惯。

多媒体展示：

整体知识框架及教学重点，学习方法。

记忆，整理笔记

建立学习有机化和物的系统学习方法。

课堂习题：

1、下列有关甲烷物理性质的叙述正确的是（）

A、甲烷是一种黄绿色气体

B、甲烷是一种有臭味的气体

C、收集甲烷时常用排水法，是因为甲烷的密度与空气的密度相近。

D、甲烷能用排水法收集是因为甲烷难溶于水

2、为验证CH4分子中含C、H两种元素，可将

其燃烧产物通过：

a.浓硫酸；b.澄清石灰水；c.无水硫酸铜。

正确的顺序是（）

A.a、b、cB.b、cC.b、c、aD.c、b

3、在光照下，将等物质的量的CH4和Cl2充分反应，得到的产物物质的量最多的是（）

A、CH3ClB、CH2Cl2C、CCl4D、HCl

4、下列反应不属于取代反应的是（）

A、CH4+Br2→CH3Br+HBr

B、Zn+H2SO4===ZnSO4+H2

C、CH4+2O2→CO2+2H2O

D、CHCl3+HF→CHFCl2+HCl

板书设计

第一节最简单的有机化合物——甲烷

一、甲烷的物理性质及其在自然界中的存在

1.物理性质：

无色、无味、密度比空气小，极难溶于水。

2.存在：

天然气田、煤矿坑道、池沼等

二、甲烷的分子组成和结构

化学式：

CH4电子式：

结构式：

空间结构：

对称的正四面体结构构形特点：

4个C-H键是等价的

三、甲烷的化学性质

1.稳定性

2.可燃性CH4+2O2CO2+2H2O

3.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所代替的反应。

一氯取代：

CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl

CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl

CHCl3+Cl2CCl4+HCl

4.热分解：

 CH4 C+2H2

四、甲烷的用途

课后反思

本节课是学生进入高中有机化学部分学习的大门，关键是帮助学生建立学习有机化学的方法，以及培养其建立模型的空间思维能力，体现在本节课上便是甲烷空间构型的建立。

本教案将其设计成探究活动，既体现了教师为辅，学生为主体的新理念，又让学生通过自主探索，寻找问题，解决问题，品尝到自主解决问题的乐趣，很好地融入到课堂中来，营造出师生互动和谐的气氛。

本节课的另一个重点及难点的内容——取代反应，也以探究的方式进行，通过学生动手模拟，让抽象的反应具体化；手、眼、脑、口多种感官同时并用，使学生在“做化学”中“学化学”，真正经历化学知识的形式和运用过程。