1、第一节 第一课时 最简单的有机化合物甲烷第三章 有机化合物第一节 最简单的有机物甲烷（第一课时）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。情感态度与价值观：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
2、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。教学重难点：重点：甲烷的结构和性质难点：甲烷与卤素的取代反应教学方法： 讲授、讨论、小组合作、学生制作等教学方法和实验条件控制、比较、类比、模拟、抽象、模型等科学方法与逻辑方法。教学过程：【导入新课】 今天我们进入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？（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。）【过渡】能成为许多工程
3、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？我们知道，世界20%能源由天然气提供，天然气还是重要的化工原料。这节课我们就来研究甲烷的结构及物理、化学性质。【板书】 第三章 有机化合物第一节 最简单的有机化合物甲烷【讲述】迄今，自然界中发现和人工合成的有机物已达几千万种，组成有机物的元素除碳以外，常有氢、氧，还有氮、硫、卤素、磷等等，其中仅含有碳和氢两种元素的有机物为碳氢化合物，也称为烃。甲烷是最简单的有机物，那么，甲烷存在哪些地方呢？【学生思考猜想并讨论交流，老师提问后并引导总结】【板书】一、甲烷的存在【讲述】 植物在隔绝空气情况下分解能够产生甲烷，我国是世界上最
4、早发现和利用天然气的国家，比西方要早一千三百年。现在我国天然气利用发展很快，常与石油和煤炭伴生，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。【引导学生回顾所学的知识，画出碳、氢原子的结构示意图】【副板书】 C、H原子不能独立存在，只能形成共用电子对【讲述】我们知道甲烷的分子式是CH4，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
5、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。【板书】二、甲烷的结构特点电子式： 结构式：【过渡】结构式仅用来表示分子中原子的连结顺序,不能表示分子中原子在空间的分布，下面，我们来探究一下甲烷的空间结构。【实践活动】按课本要求动手实验： 【讲述】 由甲烷的分子结构可知，甲烷分子具有正四面体结构，碳原子位于正四面体的中心，顶点都是氢原子，其中，4个C-H键的长度和强度相同，夹角相等。（键角都是109028键长1091010m，键能是413kJ/mol）下面我们来看一下甲烷的球棍模型和比例模型。【展示】球棍模型及比例模型：【强调】结构式实际是分子球棍模型在平面
6、上的投影。【过渡】我们知道了甲烷分子的结构，而结构决定性质。甲烷这样的结构决定它有怎样的性质呢？下面，我们进入甲烷性质的学习。【板书】三、甲烷的性质1. 物理性质：无色、无味气体，密度0.717 g/L（标况）极难溶于水。2.化学性质：甲烷性质较稳定，与强氧化剂、强酸、强碱等不反应【拓展甲烷气体的收集，家用或工业用天然气中，常掺入少量有特殊气味的杂质气体，以警示气体的泄漏】【讲述】在通常情况下，甲烷比较稳定，与高锰酸钾强氧化剂不反应，与强酸、强碱也不反应；但是在特定条件下甲烷也会发生某些反应。 生活中多用天然气烧饭，那么甲烷燃烧的生成物是什么呢？甲烷是一种优良的气体燃料，通常情况下，1mol甲
7、烷在空气中完全燃烧，生成二氧化碳和水，放出890KJ热量。【板书】3.甲烷的氧化反应【讲述】 方程式中间用“”（箭头）而不是用“”（等号），这主要因为有机物参加的化学反应往往比较复杂，多有副反应发生，故不用等号。注意，点燃甲烷前要进行什么操作?验纯甲烷是一种很好的气体燃料。但是必须注意，如点燃甲烷跟氧气或空气的混合物，会立即发生爆炸。在煤矿的矿井里，如果空气中甲烷的含量达到一定比例时，遇到火花就会发生爆炸，所以必须采取安全措施，如严禁烟火、注意通风等，以防止爆炸事故发生。此例说明，对一个化学反应有充分、全面的认识，才能利用它、控制它，防止其有害的一面。【过渡】 甲烷在常温下稳定，但当条件改变时
8、，是否可以同其他物质发生反应？【板书】4. 甲烷的取代反应【演示实验】 P61科学探究，观察发生的现象。由现象讨论后得出结论【实验现象】没有光照的试管不变化；光照后的试管壁上出现油滴，试管内的液面上升，气体颜色略微变浅。（色变浅、出油滴、水上升、有白雾、石蕊变红。）【讲述】 说明CH4和Cl2的混合气体在光照下发生了化学反应；量筒壁上出现油滴，说明反应中生成了新的油状物质；试管内液面上升，说明随着反应的进行，试管内的气压在减小，即气体总体积在减小。【动画模拟】学生观看甲烷与氯气发生取代反应的教学动画【反应现象原理探究】（1） 光是反应发生的主要原因。（2） 黄绿色逐渐褪去，瓶壁出现油状液滴，说
9、明产生了不溶于水的物质。（3） 瓶口有白雾，使试纸变红，推断有氯化氢生成。 由此可知得出结论，甲烷与氯气在光照条件下可以反应。【板书】【讲述】在上述反应中，甲烷分子中氢原子可被氯原子取代，像这样的有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团代替的反应叫做取代反应。【板书】取代反应是有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团代替的反应【讲述】仿照生成一氯甲烷的化学方程式，尝试写出一氯甲烷与氯气进一步反应的化学方程式。【板书】【讲述】甲烷的4种氯代产物都不溶于水；常温下，一氯甲烷是气体，其他3种都是液体。【课堂小结】 甲烷的结构 物理性质甲烷 甲烷的性质 （1）氧化反应 化学性质 甲烷的用途 （2）取代反应【练习】【自主探索】请同学们找甲烷在生产生活中有关应用的资料，探讨逐步推广使用天然气的价值所在【布置作业】【板书设计】最简单的有机化合物甲烷一、甲烷的存在（自然界）二、甲烷的分子结构 （正四面体结构） 三. 甲烷的性质1.物理性质：无色、无味气体，密度0.717 g/L（标况）,难 溶于水。2.化学性质：通常情况下，甲烷性质稳定，与强氧化剂、强 酸、强碱等不反应。 氧化反应 取代反应四、甲烷的用途
