基本信息

  课题

人教版化学必修2必修2第三章第一节天然气的利用——甲烷

作者及工作单位

 陶皓月  珠海市斗门第一中学

教材分析

必修模块的有机化学内容，没有完全考虑有机化学本身的内在逻辑体系。教材的起点低，强调知识与应用的融合。以典型有机物甲烷为切入点，从学生已有的生活背景知识出发，介绍甲烷的结构、主要性质以及在生产、生活中的应用。不盲目扩充代表物的性质和内容，不涉及类物质的性质，从结构的角度适当加以深化，建立有机物“结构—性质—用途” 的认识关系。[来源

学情分析

有机化学是化学中的重要分支，对学生而言，一切都是新的，学生没有任何框架。但是，学生在初中化学已经知道甲烷是一种化石燃料，可以燃烧，能从甲烷的组成上认识燃烧反应的产物。而甲烷是最简单的有机物，以甲烷为基础，带领学生进入有机化学的领域。

 教学目标

    知识与技能：

1、了解自然界中甲烷的存在及储量情况；

2、掌握甲烷的电子式、结构式和甲烷的正四面体结构；

3、掌握甲烷的重要化学性质，并理解取代反应的含义；

4、了解甲烷对人类生产和生活的意义。

过程与方法：

1、在探究甲烷结构的过程中，提高空间思维的能力；

2、掌握甲烷性质的过程中，逐渐理解“结构决定性质，性质反映结构”并学会运用；

3、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。

情感态度价值观：

1、初步形成对有机化学领域的学习兴趣；

2、认识化学微观世界分子结构的立体美；

3、初步认识“结构决定性质”、“内因、外因辨证关系”等哲学思想；

4、关心社会、环境、能源等问题，提高学生的环护意识。

教学重点和难点

l  教学重点  甲烷的结构和性质

l 教学难点  甲烷与卤素的取代反应

教学过程

教学环节

教师活动

预设学生行为

设计意图

[导入] 

 从上节课起，我们进入了一个新的化学世界——有机化学。它在生活中随处可见，与我们的生产生活息息相关。相信大家都知道“西气东输”是我国西部大开发四大工程之一。

[图片展示]这是西气东输的工程建设示意图，那你们知道它输送的是什么气体吗？

[讲述]从同学们的讨论声中，看出大部分同学都有关注时事政治的，没错，西气东输的主角其实就是天然气，这是俗名，它的主要成分是甲烷。

 猜想、讨论、回答[来

 以国家重大事件引入，设问激发兴趣。

[过渡]

能成为许多工程师注视的焦点，看来，甲烷实在不简单，那它究竟是什么呢？为何有如此大的魅力？带着疑题，进入我们这节课的学习。

带着对疑问的种种设想，进入新课学习。

引发学生学习新内容的兴趣。

[板书]

最简单的有机物——甲烷

一、甲烷的物理性质及其在自然界中的存在

[展示]

装有甲烷气体的储气瓶(瓶中留有少量水)，简单介绍仪器名称。

观察、思考、请一学生闻气味。观察颜色、状态、思考溶解性。

培养学生观察能力，教其观察实验的方法；使学生对甲烷有初步的感性认识。

[提问]

通过观察，甲烷的物理性质都有哪些啊？

各抒己见

做笔记

归纳总结

[板书、讲述]

1.    物理性质：无色、无味、密度比空气小，极难溶于水。

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。

2.存在：天然气田、煤矿坑道、池沼等

二、甲烷的分子组成与结构

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

[提问]

已知甲烷的密度在标况下是0.717g/L，含碳75％，含氢25％，利用这些数据怎样确定它的分子式？请同学们计算一下。

[总结]相信同学们都能计算得到甲烷的分子组成是1个碳，4个氢。

学生在自己的练习本上计算

[讲述]

C原子有4个价电子，而H原子有1个电子，C原子的1个价电子与H原子的1个电子形成1对共用电子对。所以，C原子欲形成八电子的稳定结构，则需形成四对共用电子对，所以1个C原子要结合4个H原子。由此，同学们便可以写出甲烷的电子式。

在我们以后的学习中，常用一根短线来代替一对共用电子对，从电子式便得到结构式，同学们写出甲烷的结构式。

根据教师的提示，引发思路

培养学生的思维能力，引导其通过思考解决问题。

[探究活动]

甲烷的空间构型

实验测得甲烷分子中4个C—H键完全相同，每相邻的两个C—H键之间的键角、键长、键能均相等。

[活动]同学们利用手中的硬纸板、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：分子的结构式不一定代表分子的真实构型

以小组为单位讨论、并搭出甲烷的球棍模型、比例模型等。

引导学生应用几何知识分析物质空间结构，培养学生的推理能力、空间想象能力。

[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

层层推进，得出探究结果。

引导学生形成层层深入的思维结构，解决问题。

[实物展示]

甲烷分子的球棍模型和比例模型

[结论、板书]

空间构型：对称的正四面体构型

构形特点：4个C-H键是等价的

观察，对比自己制作的模型

记录重点内容

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。

顺应学生学习有机物的基本思路：结构决定性质

[板书] [讲述]

二、甲烷的化学性质

[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]

实验一、甲烷通入酸性高锰酸钾和溴水

现象：两种溶液均不褪色；

结论：无发生反应。

观察现象；得出结论

让学生领悟实验是检验事实的客观标准

[演示实验]

实验二、点燃甲烷

[引导]a、理论火焰颜色和实际火焰颜色的区别

b、提醒点燃之前必须验纯，并与实际生活相联系

观测实验现象

分析原因

对学生进行辨证教育，指导学生应从不同角度看待问题

[板书]

（2）可燃性

 CH₄ + 2O₂       CO₂ + 2H₂O

[探究实验]

大家看到，甲烷与氧气反应要点燃，那么与比O₂氧化能力更强的Cl₂反应时是怎样的呢？在与氯气反应时只要光照就行了。是不是就这么简单的反应呢？

同学们对各种推测可能产生的现象进行预测与分析。

接着，用动画演示展示实验现象和结果，对比之下自然可以知道哪一个推理才是符合实际情况的。

[动画演示]甲烷与氯气的反应

仔细观看多媒体演示实验

总结并解释实验现象

借助多媒体直观展示实验，节省复杂实验所需时间。

[总结]

氯气的黄绿色逐渐消失，瓶壁上有黄色、无色油状液滴生成。

对重点内容进行记录

对重难点内容详细分析，引导学生对实验现象做出正确理解。通过书写重要方程式，加深对新概念的理解。

[板书]

甲烷的用途

思考、讨论、总结

遵循性质决定用途的思路

[小结]

今天我们认识了最简单的有机物——甲烷，同学们重点掌握甲烷的分子组成与结构，还有它的化学性质，尤其是取代反应。

以一首小诗总结甲烷的相关性质。

阅读、自己提取重要信息

培养其自学能力；生动的结束本节课。

[作业]

思考：如何通过实验验证甲烷的正四面体结构？查阅相关资料，设计可行的实验方案下节课继续探讨。

查阅资料、小组讨论

培养学生查阅资料、设计实验的能力

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、    1.稳定性

2.可燃性  CH₄ + 2O₂       CO₂ + 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：

四、甲烷的用途

学生学习活动评价设计 

  学习过程反思与评价

1．在今天的学习过程中，你觉得自己                 

A. 不喜欢这种方式，还是老师讲授的好，感到这样上课浪费时间，处理习题少。

B.能够积极思考

C.仍然不知所措，被动接受和记录老师和同学得出的结论

D.你还有什么想法和建议

2．今天这节课你感到快乐吗？什么时候最快乐？

3．上完这节课你有什么遗憾吗？

教学反思

本节课是化学必修2第三章第一节的内容，本节课是有机物的开端，以最简单的有机物甲烷，引领学生进入有机化学的世界。

　　在引入课题时，用了大量的图片，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，从而引起学生的学习兴趣。然后，过渡到最简单的有机物--甲烷。

　　本节课是按照甲烷的结构、甲烷的物理性质、甲烷的化学性质这条主线进行，由于学生是首次学习有机物的相关知识，所以正式进入课题后，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注重对学生进行学法指导、突出学生自主探究活动。通过实践活动、探究实验、模型、图片、多媒体视频及动画等，培养学生关心科学、研究科学和探索科学的精神；通过教师引导、学生探究讨论、小组合作、学生实验等教学方法，通过比较、类比、模拟、抽象、模型等科学方法与逻辑方法，教给学生科学的学习方法；培养学生用新概念理解和解决问题的能力；培养学生动手实验、观察现象，并根据实验现象得出可能的规律的能力。

　　本节课在设计探究活动时充分考虑了学生的实际情况，通过同学们亲身参与到实验以及自主探究，帮助学生对甲烷的结构、物理性质、化学性质及用途的掌握，这些活动激发了学生学习有机化学的兴趣，及探索新知识的欲望，且在自主探究过程中培养求实、进取的优良品质。使学生初步掌握研究物质的方法——结构解析、推测可能的性质、观察现象、解析现象、得出结论。

　　在学习甲烷的结构时主要利用模型分析得出结论，在学习物理性质是主要是学生自主探究得出结论，在学习化学性质时利用实验探究和自主探究的方法完成。对于学生难以理解的取代反应过程通过动画演示，让学生感知。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，由于取代反应的实验现象不是很明显，所以在实际的教学实践中，既用了视频片段让学生清楚地看到反应的过程，也用真实的实验予以支撑，并设置了相关探究问题，学生能够积极参与，很快就理解了知识。课堂气氛轻松活泼，学习效果较好。

　　当然本节课也存在一些问题，学生参与活动多，但是留给学生思考的时间太少，课堂容量偏大，没有进行课堂练习，由于教室条件所限，甲烷有关化学实验未能现场演示等。