人教版必修二3.1最簡單的有機(jī)化合物——甲烷 教案.doc

甲烷教學(xué)設(shè)計(jì)最簡單的有機(jī)化合物甲烷選自人教版高中化學(xué)必修2第三章第一節(jié)。一、 教學(xué)設(shè)計(jì)思路分析1、 教材分析本節(jié)課的地位和作用：以典型有機(jī)物甲烷為切入點(diǎn)，從結(jié)構(gòu)的角度適當(dāng)加以深化，建立有機(jī)物“結(jié)構(gòu)性質(zhì)用途”的認(rèn)識(shí)關(guān)系。學(xué)生通過初中的化學(xué)學(xué)習(xí)，已經(jīng)對甲烷的分子式、存在和應(yīng)用有了一定的了解。但是本節(jié)課是學(xué)生在高中階段首次接觸有機(jī)物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)方面的內(nèi)容。本節(jié)課的內(nèi)容目的是使學(xué)生從結(jié)構(gòu)的角度認(rèn)識(shí)甲烷的性質(zhì)，為以后的有機(jī)教學(xué)打下一個(gè)基礎(chǔ)。本節(jié)課的內(nèi)容既有一定的理性思維和空間想象又有實(shí)驗(yàn)的感性認(rèn)識(shí)，同時(shí)引入了一個(gè)新的反應(yīng)類型取代反應(yīng)。教材重點(diǎn)：甲烷的結(jié)構(gòu)和取代反應(yīng)。教材難點(diǎn)：甲烷分子的空間構(gòu)型和取代反應(yīng)發(fā)生的實(shí)質(zhì)。2、 學(xué)情分析所面向的學(xué)生是農(nóng)村高中的平行班學(xué)生，學(xué)生在初中已經(jīng)了解了甲烷是天然氣、沼氣、煤礦坑道氣等的主要成分。在元素周期律這一章中，學(xué)生已經(jīng)有了一些有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的上位概念，應(yīng)當(dāng)在有機(jī)化合物的學(xué)習(xí)中抓住結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系，在學(xué)生頭腦中逐步建立起有機(jī)物的立體結(jié)構(gòu)模型，為學(xué)生以后進(jìn)一步學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)打好基礎(chǔ)。二、教學(xué)方案設(shè)計(jì)1、 教學(xué)目標(biāo)通過情境教學(xué)，了解確定有機(jī)物分子式的研究思路；通過理論假設(shè)、實(shí)物模型、動(dòng)畫展示，掌握甲烷的正四面體構(gòu)型，能初步構(gòu)建有機(jī)物的空間結(jié)構(gòu)；通過實(shí)驗(yàn)探究理解并掌握甲烷的取代反應(yīng)原理，體會(huì)有機(jī)反應(yīng)與無機(jī)反應(yīng)的區(qū)別，并樹立實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。2、 教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)探究法；多媒體展示法等。3、 教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖環(huán)節(jié)一：回顧舊知，引出新知：推斷甲烷分子式【引導(dǎo)】同學(xué)們化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性的學(xué)科，物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)和性質(zhì)的研究都是通過一系列的科學(xué)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)家們的探索研究找到了物質(zhì)的本質(zhì)和它們的規(guī)律。今天我們將展示一段化學(xué)物質(zhì)研究的過程，請同學(xué)們一起來進(jìn)行分析研究，看看你能否總結(jié)出它是什么物質(zhì)，具有什么樣的分子結(jié)構(gòu)？【思考分析】某科學(xué)家團(tuán)隊(duì)對一種化合物a開展了一系列的實(shí)驗(yàn)后，他們得出a物質(zhì)是由c、h兩種元素構(gòu)成的化合物。在繼后的研究中他們發(fā)現(xiàn)1mol的a與o2完全燃燒后生成了1molco2和2molh2o的量化實(shí)驗(yàn)結(jié)果。請同學(xué)們思考分析：你可否根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式中的物質(zhì)的量關(guān)系，以及反應(yīng)物與生成物的mol比與原子個(gè)數(shù)關(guān)系來確定a物質(zhì)的化學(xué)式構(gòu)成？這就是在初中我們就學(xué)過甲烷分子，其分子式為ch4?！拘〗Y(jié)】根據(jù)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物與產(chǎn)物的物質(zhì)的量的關(guān)系比例來推斷有機(jī)物的化學(xué)式是有機(jī)化學(xué)家推斷物質(zhì)化學(xué)式的重要思維方法。今天我們來具體的研究甲烷的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。【板書】第一節(jié) 最簡單的有機(jī)化合物甲烷甲烷的分子式：ch4【過渡提問】同學(xué)們，你能否運(yùn)用已經(jīng)學(xué)過的化學(xué)鍵理論知識(shí)推斷出甲烷的化學(xué)結(jié)構(gòu)式呢？【思考】學(xué)生可能的結(jié)論為：ch4或ch2【結(jié)論】可能的結(jié)果為：ch4（通過生成物的量來推出有機(jī)物中的原子個(gè)數(shù)比。）溫故而知新，通過甲烷燃燒反應(yīng)的舊知識(shí)，來解決新問題，發(fā)散學(xué)生思維，構(gòu)造知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。學(xué)會(huì)利用生成物之間的比例關(guān)系，推斷有機(jī)物分子式。根據(jù)學(xué)生接受新知的能力，本節(jié)課不宜過早提出最簡式的區(qū)別。環(huán)節(jié)二：猜想，探究ch4的空間結(jié)構(gòu)【提問】我們知道甲烷的分子式為ch4，那么甲烷中一個(gè)c原子與四個(gè)h原子是處于什么樣的排列狀態(tài)呢？請同學(xué)們試著自己描述?！景鍟考淄榈姆肿邮?、電子式、結(jié)構(gòu)簡式（從左至右）：【提問】根據(jù)甲烷的結(jié)構(gòu)簡式的描述中，我們可以看出四個(gè)h原子圍繞在一個(gè)c原子周圍，處在同一平面上，請問真實(shí)的甲烷分子中，c、h原子會(huì)處在同一個(gè)平面上嗎？【講授】自然界有一個(gè)基本的原則就是對稱穩(wěn)定的原則。也就是說自然界中能穩(wěn)定存在的物質(zhì)，一般來說它們都處于一種結(jié)構(gòu)對稱的狀態(tài)。對稱穩(wěn)定美觀持久，就如人體中四肢、五官的對稱一樣。甲烷分子也不例外！請同學(xué)們從對稱的角度（即原子排斥最小的角度）思考甲烷中c、h如何排列才是對稱的？【引導(dǎo)】以結(jié)構(gòu)簡式中c原子在中心，四個(gè)h原子與之成鍵在外圍進(jìn)行分析：1ch之間形成了穩(wěn)定的化學(xué)鍵；2從氫的原子結(jié)構(gòu)出發(fā)，外圍的h每個(gè)原子核外有著帶負(fù)電的電子云，它們之間肯定存在一種排斥力。要使甲烷穩(wěn)定這種排斥力一定要處于最小狀態(tài)。請同學(xué)們思考：是甲烷處于平面正方形結(jié)構(gòu)（鍵角90o），還是呈四面體（109o28）四個(gè)氫原子的電子云之間負(fù)電荷排斥力最小？【板畫、展示】板畫正方形、正四面體圖形，并展示正四面體的球棍模型。1請觀察平面正方形和正四面體各自的夾角，哪種構(gòu)型氫原子間排斥力大呢？ 2甲烷的空間結(jié)構(gòu)應(yīng)該是什么構(gòu)型？【多媒體放映】多媒體放映甲烷的比例模型與球棍模型?！景鍟考淄榈目臻g構(gòu)型：正四面體結(jié)構(gòu)?！静孪搿靠赡艿慕Y(jié)果為：猜想一：平面正方形結(jié)構(gòu)；猜想二：正四面體結(jié)構(gòu)【回答】甲烷的空間構(gòu)型為：正四面體結(jié)構(gòu)通過猜想，讓學(xué)生逐步體會(huì)空間結(jié)構(gòu)的概念。發(fā)展學(xué)生的思維能力。通過引導(dǎo)、提問、板畫、模型展示，讓學(xué)生清晰地認(rèn)知甲烷的空間構(gòu)型，突破本課的難點(diǎn)。環(huán)節(jié)三：實(shí)驗(yàn)探究ch4的化學(xué)性質(zhì)【提問】自主閱讀課本61頁，思考：甲烷與氧氣發(fā)生燃燒的氧化反應(yīng)，那么甲烷會(huì)不會(huì)與高錳酸鉀等強(qiáng)氧化劑反應(yīng)呢？【演示實(shí)驗(yàn)】教師將甲烷氣體通入盛有高錳酸鉀溶液的試管中，讓學(xué)生觀察現(xiàn)象?！緦?shí)驗(yàn)裝置圖】【板書】甲烷是比較穩(wěn)定的，只與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，不與高錳酸鉀等強(qiáng)氧化劑發(fā)生反應(yīng)?！疽龑?dǎo)】通過書中61頁的閱讀，我們可以知道甲烷會(huì)與氯氣發(fā)生反應(yīng)。仔細(xì)觀察演示實(shí)驗(yàn)，思考以下問題?！狙菔緦?shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)裝置圖：實(shí)驗(yàn)操作：其中一支試管用預(yù)先準(zhǔn)備好的黑色紙?zhí)滋咨希硪恢г嚬芊旁诠饬撂??！咎釂枴?. 仔細(xì)觀察與記錄試管中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？為什么會(huì)產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象？2. 請猜測甲烷與氯氣反應(yīng)的產(chǎn)物應(yīng)該有哪些，說出依據(jù)?！疽龑?dǎo)觀察、思考】對觀察不仔細(xì)、不全面的同學(xué)提出指導(dǎo)。【板書】甲烷與氯氣反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：色變淺、水上升、有白霧、出油滴?！局v述】純凈的氯氣是黃綠色氣體。而現(xiàn)在氣體顏色變淺了，說明甲烷與氯氣發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。試管中液面上升、有白霧產(chǎn)生，在氯氣的化學(xué)性質(zhì)中，我們知道hc1的小液滴匯聚就會(huì)形成白霧。由此推出產(chǎn)物中可能有hc1生成。試管壁有油滴生成，可能生成了不溶于水的有機(jī)物?！疽龑?dǎo)提問】甲烷與氯氣反應(yīng)生成的有機(jī)物可能由哪些元素組成？【講述】根據(jù)科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證，這些油滴是混合物，由一氯甲烷（ch3cl）、二氯甲烷（ch2cl2）、三氯甲烷（chcl3）和四氯甲烷（ccl4）組成。生成一氯甲烷的化學(xué)反應(yīng)可以寫成：第一步：ch4 + cl2 ch3cl + hc1【提問】請書寫生成二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷的化學(xué)反應(yīng)。【板書】第二步：ch4 +2 cl2 ch2cl2 + 2hc1第三步：ch4 +3 cl2 chcl3 + 3hc1第四步：ch4 +4 cl2 ccl4 +4hc1【問題】1根據(jù)化學(xué)方程式，你發(fā)現(xiàn)該反應(yīng)有什么特點(diǎn)？2能否給這類反應(yīng)取一個(gè)名？能否用自己的話概括出其定義？【講述】取代反應(yīng)【板書】取代反應(yīng)：這種有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所替代的反應(yīng)。【問題】取代反應(yīng)與置換反應(yīng)是否一樣？舉例說明并填寫下表?！景鍟咳〈磻?yīng)置換反應(yīng)實(shí)例定義反應(yīng)物生成物反應(yīng)中電子得失反應(yīng)是否可逆【遷移拓展】我們已經(jīng)知道甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)可能會(huì)有ch3cl、ch2cl2、chcl3和ccl4多種氯代產(chǎn)物，那同學(xué)們可否應(yīng)用開篇的物質(zhì)的量關(guān)系的方法，對下列實(shí)驗(yàn)情況推知反應(yīng)生成的氯代產(chǎn)物呢？1假如已知1mol甲烷與1.5mol氯氣完全發(fā)生反應(yīng)，則可能生成的氯代產(chǎn)物有哪些？2假如已知1mol甲烷與氯氣完全發(fā)生反應(yīng)，生成了2.5mol氯化氫，則可能生成的氯代產(chǎn)物有哪些？【小結(jié)】我們可以從多種角度來分析，如：從甲烷與氯化氫的物質(zhì)的量的比例入手；從甲烷與氯氣的物質(zhì)的量的比例入手，甲烷可以與多倍的氯氣反應(yīng)。【回答】可能的結(jié)果為：通過書中介紹甲烷比較穩(wěn)定，不與高錳酸鉀等強(qiáng)氧化劑反應(yīng)?！净卮稹靠赡艿慕Y(jié)果為：甲烷不能使高錳酸鉀溶液褪色?！居^察、記錄】可能觀察到：置于光亮處試管中的氣體顏色逐漸變淺、試管中液面上升、試管中有白霧產(chǎn)生，試管壁有油滴生成?！舅伎肌考热簧闪薶cl，即cl2從ch4中奪取了h原子，給出了cl原子。因此生成的油滴可能含有c、h、cl中的一種或幾種元素。【思考】勾畫由反應(yīng)物ch4和cl2得到產(chǎn)物ch3cl和hcl的過程，體驗(yàn)到“h”和“cl”的互換，并模仿得到其他產(chǎn)物ch2cl2、ch3cl、ccl4時(shí)經(jīng)歷的過程?！究赡芑卮稹吭摲磻?yīng)的特點(diǎn)是甲烷分子中的四個(gè)氫原子逐一地被氯原子替代，生成四種不同的氯取代產(chǎn)物?！疤鎿Q反應(yīng)、替代反應(yīng)、置換反應(yīng)”等等可能的詞語。【回答】學(xué)生可能從甲烷與氯氣的物質(zhì)的量的比例入手；或是從甲烷與氯化氫的物質(zhì)的量的比例入手，來分析討論。通過引導(dǎo)、提問、自主閱讀、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的教學(xué)方法，讓學(xué)生對甲烷與氧化劑的反應(yīng)有了深刻的清晰的認(rèn)知。通過教師演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生逐一探索甲烷與氯氣反應(yīng)的化學(xué)變化的實(shí)質(zhì)。對甲烷與氯氣的化學(xué)反應(yīng)的現(xiàn)象與實(shí)質(zhì)，有了較為充分的認(rèn)知與理解。體驗(yàn)原子互換過程。為“取代反應(yīng)”概念構(gòu)建知識(shí)基礎(chǔ)。“舉一反三觸類旁通”，逐步學(xué)會(huì)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的書寫規(guī)律。讓學(xué)生自己歸納總結(jié)甲烷與氯氣反應(yīng)的特點(diǎn)，清晰地認(rèn)識(shí)取代反應(yīng)的實(shí)質(zhì)。與舊知的對比和梳理，構(gòu)成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。通過知識(shí)遷移拓展，讓學(xué)生充分地認(rèn)知與掌握甲烷與氯氣反應(yīng)的化學(xué)實(shí)質(zhì)，突破本課時(shí)的重難點(diǎn)。同時(shí)也讓學(xué)生構(gòu)建了學(xué)習(xí)有機(jī)化合物的思維模式，為以后的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。遷移拓展4、 板書設(shè)計(jì)第一節(jié) 最簡單的有機(jī)化合物甲烷一、 甲烷：分子式、電子式、結(jié)構(gòu)簡式；結(jié)構(gòu)：正四面體二、甲烷的化學(xué)性質(zhì)：1、甲烷的氧化反應(yīng)：ch4+2o2=co2+2h2o2、甲烷很穩(wěn)定：不與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)，不與酸或堿反應(yīng)。3、甲烷的取代反應(yīng)：第一步：ch4 + cl2 ch3cl + hc第二步：ch3cl + 2cl2 ch2cl2 + 2hcl第三步：ch2cl2 + 3cl2 chcl3 + 3hcl第四步：chcl3 + 4cl2 ccl4 +4 hcl三、取代反應(yīng)與置換反應(yīng)的區(qū)別：類別實(shí)例區(qū)別取代反應(yīng)置換反應(yīng)ch4 + cl2 c