【教學(xué)設(shè)計】《最簡單的有機化合物——甲烷》（人教）.docx

最簡單的有機化合物甲烷劉集中學(xué) 吳拉馬加 教材分析 教學(xué)目標人教版化學(xué)2讓學(xué)生從熟悉的有機化合物入手，認識到有機化學(xué)與我們生活息息相關(guān)，初步了解有機化學(xué)研究的對象、目的、內(nèi)容和方法，提供有機化學(xué)中最基本的核心知識，滿足公民基本科學(xué)素養(yǎng)的要求，能用所學(xué)的知識，解釋和說明一些常見的生活現(xiàn)象和物質(zhì)用途。教材從學(xué)生生活實際和已有的知識出發(fā)，學(xué)習(xí)甲烷立體結(jié)構(gòu)和甲烷與氯氣的取代反應(yīng)，重點認識取代反應(yīng)的特點，使學(xué)生在初中知識的基礎(chǔ)上有所提高。初步體會有機物分子結(jié)構(gòu)的特點及其對性質(zhì)的影響，讓學(xué)生進一步從結(jié)構(gòu)的角度，加深對有機物和有機化學(xué)的整體認識。初步學(xué)會對有機物進行科學(xué)探究的基本思路和方法，激發(fā)學(xué)生對有機化學(xué)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)興趣。【知識與能力目標】1、掌握烷烴的分子組成、結(jié)構(gòu)等的特征；2、理解同系物、烴基等概念，學(xué)會烷烴的命名；3、理解同分異構(gòu)體概念；4、了解烷烴系列的性質(zhì)變化規(guī)律。【過程與方法目標】1、基本學(xué)會烷烴同分異構(gòu)體的分析方法，能夠書寫5個碳原子以下烷烴的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡式；2、從甲烷的性質(zhì)推導(dǎo)到烷烴的性質(zhì)的過程中，學(xué)會從一種代表物質(zhì)入手掌握同系列有機物性質(zhì)的方法?！厩楦袘B(tài)度價值觀目標】通過實踐活動、探究實驗和多媒體動畫等，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)心科學(xué)、研究科學(xué)和探索科學(xué)的精神，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，探索新知識的欲望。 教學(xué)重難點【教學(xué)重點】1、會寫甲烷的分子式、結(jié)構(gòu)式、電子式，知道甲烷的結(jié)構(gòu)特點；2、知道取代反應(yīng)的概念和甲烷發(fā)生取代反應(yīng)時的斷鍵和成鍵情況；3、了解烷烴的概念、通式及結(jié)構(gòu)特點；4、了解烷烴的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)；(5、理解同系物、同分異構(gòu)體的概念，并會判斷及書寫簡單烷烴的同分異構(gòu)體。(【教學(xué)難點】1、知道甲烷能發(fā)生氧化反應(yīng)和取代反應(yīng)，會寫相應(yīng)的化學(xué)方程式；(2、理解同系物、同分異構(gòu)體的概念，并會判斷及書寫簡單烷烴的同分異構(gòu)體。( 課前準備 本節(jié)試驗所需相關(guān)化學(xué)試劑和儀器 課時安排2課時 教學(xué)過程第一課時【導(dǎo)入】在前面的學(xué)習(xí)中，我們學(xué)習(xí)了化學(xué)的一大模塊無機化學(xué)，從今天開始，我們將進入化學(xué)另一個模塊有機化學(xué)的學(xué)習(xí)。同時講述西氣東輸?shù)壬钪谐Ｒ姷挠袡C化合物提高學(xué)生的學(xué)習(xí)好奇心。【教師講解】有機化學(xué)主要是研究一些有機化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與制備的學(xué)科，那么什么又是有機化合物呢？其實，有機化合物就是指含有碳元素的化合物，簡稱有機物。有機化合物有兩個基本特點：數(shù)量眾多，分布極廣。但由于CO、CO2、H2CO3及其鹽、氫氰酸（HCN）及其鹽、硫氰酸（HSCN）及其鹽等與無機化合物的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)相似，所以把他們歸入了無機化合物之列。【教材整理】1有機物與烴1有機化合物(1)定義：含碳元素的化合物叫有機物。(2)組成元素：除含碳元素外，常含有氫元素、氧元素，有些有機物還含有氮、硫、鹵素、磷等。2烴(1)定義：僅由碳和氫兩種元素組成的有機物稱為碳氫化合物，也稱為烴。(2)典型代表物：最簡單的烴是甲烷。3甲烷的存在和用途【教材整理】2甲烷的組成與結(jié)構(gòu)1甲烷的組成與結(jié)構(gòu)分子式CH4，電子式為，結(jié)構(gòu)式為。2甲烷分子結(jié)構(gòu)示意圖甲烷分子具有正四面體結(jié)構(gòu)，碳原子為中心，氫原子為頂點，其中4個CH的長度和強度相同，夾角相等，其角度為10928。3甲烷的分子模型為球棍模型， 為比例模型。 特別說明：可利用CH4分子中共價鍵的夾角為10928且相同，說明CH4為正四面體形而不是正方形?！菊n堂練習(xí)】1下列說法中不正確的是()A有機物一定含有碳元素B烴屬于有機物，只含碳、氫兩種元素，不少有機物還含有氧、氮、硫等元素C有機物都不溶于水，如CCl4、CS2等D有機物有2000多萬種，所以在周期表中形成化合物種類最多的是第A族【解析】大多數(shù)有機物都不溶于水，但有一部分有機物溶于水，如乙酸、乙醇等，所以C項錯。第A族的元素中，硅是地殼和巖石的主要成分，所以人們稱硅是無機非金屬的主角；碳是有機物必含的元素，所以人們稱碳是有機界的主角，故D項正確?！敬鸢浮緾2下列各圖均能表示甲烷的分子結(jié)構(gòu)，哪一種更能反映其真實存在狀況() .結(jié)構(gòu)示意圖 .電子式 .球棍模型 .比例模型A B C D【答案】D【教材整理】甲烷的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)1物理性質(zhì)顏色狀態(tài)氣味密度(與空氣相比)水溶性無色氣體無味比空氣小極難溶于水2.化學(xué)性質(zhì)(1)穩(wěn)定性通常狀況下，CH4性質(zhì)穩(wěn)定，與強酸、強堿、強氧化劑均不反應(yīng)。(2)氧化反應(yīng)(燃燒)點燃條件下，CH4能在空氣中燃燒，化學(xué)方程式為CH42O2點燃 CO22H2O，燃燒火焰呈淡藍色。(3)與Cl2的取代反應(yīng)CH4與Cl2在光照條件下，反應(yīng)生成一氯甲烷的化學(xué)方程式(用結(jié)構(gòu)式表示物質(zhì)) 。甲烷的4種氯代產(chǎn)物都不溶于水，常溫下CH3Cl為氣體，其他三種為液體。3有機物取代反應(yīng)概念：有機物分子中的某些原子或原子團被其他的原子或原子團所替代的反應(yīng)。【思考探究】探究甲烷與Cl2取代反應(yīng)的實驗探究圖圖問題思考：(1)圖和圖中有哪些現(xiàn)象？【提示】圖無明顯現(xiàn)象。圖：試管內(nèi)氣體顏色逐漸變淺；內(nèi)壁有油狀液滴出現(xiàn)；有少量白霧；液面上升，水槽中有固體析出。(2)圖與圖的現(xiàn)象說明甲烷與Cl2反應(yīng)的條件是什么？【提示】光照。(3)寫出Cl2與CH4發(fā)生反應(yīng)的系列方程式(用結(jié)構(gòu)簡式表示物質(zhì))。【提示】CH4Cl2CH3ClHCl，CH3ClCl2CH2Cl2HCl，CH2Cl2Cl2CHCl3HCl，CHCl3Cl2CCl4HCl?！菊J知升華】甲烷的取代反應(yīng)及產(chǎn)物特點1甲烷與氯氣的取代反應(yīng)2甲烷氯代物的結(jié)構(gòu)特點CH4分子的立體構(gòu)型為正四面體，4個CH的長度、強度和夾角完全相同，因此CH4分子中的4個氫原子性質(zhì)完全相同。(1)若將CH4分子中的4個氫原子全部用其他相同的原子或原子團替代，則該原子形成的分子結(jié)構(gòu)仍為正四面體，如CCl4。(2)若CH4分子中的4個氫原子被其他不同的原子或原子團替代，則該原子形成的分子結(jié)構(gòu)仍為四面體，但不屬于正四面體，如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3。(3)CH4的一取代、二取代、三取代、四取代產(chǎn)物均只有一種?！菊n堂練習(xí)】題組1甲烷的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1下圖是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型圖。下列說法正確的是()ACH4、CCl4和CH3Cl都是正四面體結(jié)構(gòu)BCH4、CCl4都是正四面體結(jié)構(gòu)CCH4和CCl4中的化學(xué)鍵完全相同DCH4、CCl4的結(jié)構(gòu)相同，性質(zhì)也相同【解析】CH4、CCl4中各自的鍵的長度、鍵的強度相等，故為正四面體結(jié)構(gòu)；CH3Cl中含CH和CCl兩種不同的化學(xué)鍵，不是正四面體結(jié)構(gòu)?！敬鸢浮緽2下列關(guān)于甲烷的敘述正確的是()A甲烷分子的立體構(gòu)型是正四面體，所以CH2Cl2有兩種不同構(gòu)型B甲烷可以與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，因此，可以使氯水褪色C甲烷能夠燃燒，在一定條件下會發(fā)生爆炸，因此，是礦井安全的重要威脅之一D甲烷能使酸性KMnO4溶液褪色【解析】A中，由于甲烷是正四面體結(jié)構(gòu)，四個頂點中任意兩個氫原子都是相鄰關(guān)系，故CH2Cl2不存在不同構(gòu)型；B中，CH4只能跟氯氣在光照下反應(yīng)，與氯水不反應(yīng)；D中，CH4比較穩(wěn)定，不能被酸性KMnO4溶液氧化。【答案】C題組2取代反應(yīng)及其數(shù)量關(guān)系3有機物分子里的某些原子或原子團被其他原子或原子團所替代的反應(yīng)叫取代反應(yīng)。下列化學(xué)反應(yīng)中不屬于取代反應(yīng)的是()ACH2Cl2Br2CHBrCl2HBrBCH3OHHClCH3ClH2OCCH2=CH2H2OCH3CH2OHDCH3CH2BrH2OCH3CH2OHHBr【答案】C4在標準狀況下，22.4 L CH4與氯氣在光照下發(fā)生取代反應(yīng)，待反應(yīng)完全后，測得四種有機取代物的物質(zhì)的量相等，則消耗的氯氣為()A0.5 molB2 molC2.5 molD4 mol【解析】1 mol CH4與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各0.25 mol，該四種取代物中n(Cl)0.25 mol(1234)2.5 mol，根據(jù)取代反應(yīng)特點，1/2的氯原子進入氯化氫，所以n(HCl)2.5 mol，故生成物中所含氯原子共2.5 mol2.5 mol5 mol，參加反應(yīng)的氯氣為n(Cl2)2.5 mol?！敬鸢浮緾【題后歸納】取代反應(yīng)的模式XYWZXZWY第二課時【導(dǎo)入】復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容，導(dǎo)入新課【教材整理】烷烴的組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1分子結(jié)構(gòu)特點2物理性質(zhì)(隨分子中碳原子數(shù)增加)(1)熔、沸點：逐漸升高；(2)狀態(tài)：由氣態(tài)液態(tài)固態(tài)，其中常溫、常壓下碳原子數(shù)小于或等于4的烷烴為氣態(tài)；(3)密度：逐漸增大且均比水的密度小，難溶于水。3化學(xué)性質(zhì)烷烴的化學(xué)性質(zhì)與甲烷類似，通常較穩(wěn)定，與強酸、強堿及強氧化劑不反應(yīng)，但一定條件下可燃燒，與氯氣等發(fā)生取代反應(yīng)。(1)烷烴的燃燒通式為CnH2n2O2nCO2(n1)H2O。(2)取代反應(yīng)乙烷在光照下與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)的化學(xué)方程式為(生成一氯代物)C2H6Cl2C2H5ClHCl?！咎貏e提醒】表示物質(zhì)的化學(xué)用語(以乙烷為例)(1)分子式：C2H6(2)最簡式(實驗式)：CH3(3)結(jié)構(gòu)式：(4)結(jié)構(gòu)簡式：CH3CH3【課堂練習(xí)】1下列屬于烷烴的是()【答案】B2下列說法正確的是()A飽和烴就是烷烴B隨著碳原子數(shù)的遞增，烷烴的熔、沸點逐漸降低C取代反應(yīng)中可能有單質(zhì)生成D任何烷烴分子都不可能為平面結(jié)構(gòu)【解析】飽和鏈烴是烷烴，隨著碳原子數(shù)的增加，烷烴的熔、沸點逐漸升高，據(jù)CH4的分子結(jié)構(gòu)可知，烷烴分子不可能是平面結(jié)構(gòu)，A、B錯誤，D正確；由取代反應(yīng)的定義可知C錯誤?！敬鸢浮緿3下列關(guān)于CH4和的敘述正確的是()A均能用CnH2n2組成通式來表示B均可以使氯水褪色C因為它們的結(jié)構(gòu)相似，所以它們的化學(xué)性質(zhì)相似，物理性質(zhì)相同D通常狀況下，它們都是氣態(tài)烷烴【答案】A4寫出下列物質(zhì)的分子式：(1)分子中含有14個氫原子的烷烴：_。(2)相對分子質(zhì)量為44的烷烴：_。(3)碳、氫原子個數(shù)比為25的烷烴：_。(4)含碳元素質(zhì)量分數(shù)約為83.7%的烷烴：_。【解析】根據(jù)烷烴的分子通式CnH2n2進行推斷。(1)2n214，n6，其分子式為C6H14。(2)14n244，n3，其分子式為C3H8。(3)n(2n2)25，解得n4，其分子式為C4H10。(4)100%83.7%，解得n6，其分子式為C6H14。【答案】(1)C6H14(2)C3H8(3)C4H10(4)C6H14【教師講解】1烷烴的命名(1)表示碳原子數(shù)(n)及表示n1012345678910甲乙丙丁戊己庚辛壬癸n10相應(yīng)漢字數(shù)字(2)碳原子數(shù)n相同，結(jié)構(gòu)不同時，用正、異、新表示。(3)舉例：C6H14命名為己烷，C18H38命名為十八烷；C4H10的兩種分子的命名：無支鏈時：CH3CH2CH2CH3命名為正丁烷；有支鏈時：命名為異丁烷。2同系物(1)概念：結(jié)構(gòu)相似，在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的物質(zhì)。(2)實例：CH4、C2H6、C3H8互為同系物。3同分異構(gòu)體(1)概念同分異構(gòu)現(xiàn)象：化合物具有相同的分子式，但具有不同結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象。同分異構(gòu)體：具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物。(2)寫出C4H10的同分異構(gòu)體CH3CH2CH2CH3和。(3)戊烷有3種，己烷有5種，庚烷有9種?！舅伎继骄俊刻骄客之悩?gòu)體的判斷(1)有下列結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，屬于同分異構(gòu)體的為_(填序號)。O2與O316O、17O與18O 提示(2)寫出C5H12的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式提示CH3CH2CH2CH2CH3、【認知升華】升華1同分異構(gòu)體的判斷標準(1)“同分”：分子式相同不是相對分子質(zhì)量相同。(2) 升華2烷烴同分異構(gòu)體的書寫方法烷烴同分異構(gòu)體的書寫規(guī)律可概括為主鏈由長到短，支鏈由整到散，位置由心到邊，排列對、鄰到間。選擇最長的碳鏈為主鏈；找出中心對稱線；碳原子必須滿足四個鍵；主鏈上的鏈端不能接甲基，主鏈上的第二個碳原子或倒數(shù)第二個碳原子不能接乙基，否則主鏈會改變，而容易出現(xiàn)重復(fù)結(jié)構(gòu)?！菊n堂練習(xí)】題組1同系物的含義與判斷1下列說法中錯誤的是()A同系物具有相同的最簡式B同系物都符合同一通式C同系物中，相鄰的同系物彼此在組成上相差一個CH2原子團D同系物的化學(xué)性質(zhì)基本相似【解析】同系物不一定具有相同的最簡式，如甲烷、乙烷、丙烷是烷烴的同系物，但它們的最簡式分別為CH4、CH3、C3H8；結(jié)構(gòu)相似，分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的化合物互稱為同系物，同系物具有同一通式，化學(xué)性質(zhì)相似?！敬鸢浮緼2下列各組內(nèi)的物質(zhì)不屬于同系物的是() 【解析】雖然A項中的3種物質(zhì)有的是直鏈結(jié)構(gòu)，有的是帶支鏈的結(jié)構(gòu)，但它們通式相同，都屬于烷烴，在分子組成上依次相差一個CH2原子團，故為同系物；B項中的3種物質(zhì)均只含一個碳碳雙鍵，在分子組成上依次相差一個CH2原子團，也屬于同系物；C項中3種物質(zhì)結(jié)構(gòu)相似，在組成上依次相差一個CH2原子團，屬于同系物；D項中3種物質(zhì)互為同分異構(gòu)體，因此選D項。【答案】D【題后歸納】同系物的判斷題組2同分異構(gòu)體的判斷及書寫3分子式為C4H8Cl2的有機物共有(不含立體異構(gòu))() 【導(dǎo)學(xué)號：30032050】A7種B8種C9種D10種【解析】有機物C4H8Cl2的碳骨架有兩種結(jié)構(gòu)：。(1)碳骨架為CCCC的同分異構(gòu)體有 (2)碳骨架為的同分異構(gòu)體有 則C4H8Cl2的同分異構(gòu)體共有9種?！敬鸢浮緾4寫出乙烷與Cl2在光照條件下生成的所有有機產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式