(公開(kāi)課)甲烷教學(xué)設(shè)計(jì)

(公開(kāi)課)甲烷教學(xué)設(shè)計(jì)LtD主題：第三章第一節(jié)最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物——甲烷第一課時(shí)——甲烷的化學(xué)性化學(xué)組王英一、教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)與技能：了解甲烷在自然界中的存在和用途；認(rèn)識(shí)甲烷的正四面體結(jié)構(gòu)；了解甲烷的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。過(guò)程與方法：通過(guò)觀察甲烷分子的空間構(gòu)型模型、觀看甲烷發(fā)生取代反應(yīng)的多媒體模擬反應(yīng)歷程，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)甲烷分子空間構(gòu)型這類(lèi)抽象的知識(shí)的理解，提高空間思維能力；讓學(xué)生體會(huì)由結(jié)構(gòu)推性質(zhì)和由性質(zhì)推結(jié)構(gòu)的過(guò)程與方法，形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。情感態(tài)度與價(jià)值觀：使學(xué)生初步掌握研究物質(zhì)的方法—結(jié)構(gòu)解析、推測(cè)物質(zhì)可能的性質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和積極的探索精神；與日常生活緊密結(jié)合，了解甲烷對(duì)于人類(lèi)日常生活及身體健康的重要性，形成環(huán)保意識(shí)及關(guān)心能源、社會(huì)問(wèn)題的意識(shí)。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：【A層次學(xué)生展示答案】不能，如果是平面正方形結(jié)構(gòu)，C—H鍵之間的夾角是90°和180°，再有，甲烷分子中4個(gè)C—H鍵的長(zhǎng)度和強(qiáng)度都是相等的，且每?jī)蓚€(gè)C—H鍵之間的夾角，都是109°28′,也相等。不符合客觀事實(shí)。甲烷應(yīng)該是正四面體結(jié)構(gòu)，其中碳原子位于正四面體的中心，四個(gè)氫原子分別位于正四面體的頂點(diǎn)。。【教師點(diǎn)評(píng)】分析得很好，本組可以加上3分?！狙a(bǔ)充】這樣看來(lái)甲烷的結(jié)構(gòu)式并不能代表其真實(shí)的空間構(gòu)型，但是為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)，一般只寫(xiě)有機(jī)物的平面結(jié)構(gòu)式?！菊故尽繛榱思由钔瑢W(xué)們理解和記憶，我們?cè)僖黄饋?lái)觀察甲烷分子的球棍模型和比例模型。（實(shí)物展示）甲烷分子的球棍模型和比例模型：【動(dòng)畫(huà)】演示甲烷正四面體結(jié)構(gòu)?！拘〗Y(jié)】甲烷的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：甲烷分子是以碳原子為中心，四個(gè)氫原子為頂點(diǎn)的正四面體結(jié)構(gòu)，其中四個(gè)C—H鍵的鍵長(zhǎng)都是相等的、鍵角都是109°28′?！菊n件】展示甲烷的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。小試牛刀【課堂練習(xí)】能夠證明甲烷分子空間結(jié)構(gòu)為正四面體的事實(shí)是（D）甲烷的四個(gè)碳?xì)滏I的鍵能相等甲烷的四個(gè)碳?xì)滏I的鍵長(zhǎng)相等甲烷的一氯代物（CH3Cl）只有一種甲烷的二氯代物（CH2Cl2）只有一種2、甲烷的性質(zhì)【過(guò)渡】我們知道，物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定其性質(zhì)，那么甲烷的正四面體型結(jié)構(gòu)決定其具有哪些化學(xué)性質(zhì)？【板書(shū)】性質(zhì)1.甲烷的物理性質(zhì)略（自學(xué)測(cè)試環(huán)節(jié)已經(jīng)講述不再重復(fù)）【板書(shū)】2、甲烷化學(xué)性質(zhì)【過(guò)渡】同學(xué)們都知道酸性高錳酸鉀溶液氧化性很強(qiáng)，那甲烷能否也一樣能使酸性高錳酸鉀溶液褪色？現(xiàn)在我們就一起來(lái)觀看這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。【實(shí)驗(yàn)視頻】把甲烷通入盛有酸性高錳酸鉀溶液中，觀察紫色的高錳酸鉀溶液是否褪色?！緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象】酸性高錳酸鉀溶液沒(méi)有褪色?！窘Y(jié)論】不僅僅是酸性高錳酸鉀，把甲烷通入溴水中、強(qiáng)酸強(qiáng)堿也都不發(fā)生反應(yīng)。【引導(dǎo)】我們知道，化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊鍵的斷裂和新鍵的形成。甲烷與強(qiáng)酸強(qiáng)堿強(qiáng)氧化劑不發(fā)生反應(yīng)，說(shuō)明什么？【學(xué)生答】甲烷分子中的C—H鍵比較牢固，不易斷裂，所以通常條件下，甲烷性質(zhì)穩(wěn)定?！景鍟?shū)】（1）.通常條件下，性質(zhì)穩(wěn)定。【過(guò)渡】我們都知道一般有機(jī)物都可以燃燒生成CO2和H2O，同樣最簡(jiǎn)單的有機(jī)物——甲烷也可以與氧氣在點(diǎn)燃條件下反應(yīng)生成CO2和H2O?！景鍟?shū)】（2）.氧化反應(yīng)【引導(dǎo)】現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們注意觀察甲烷氣體燃燒時(shí)的想象，并思考如何檢驗(yàn)其燃燒產(chǎn)物?！緦?shí)驗(yàn)視頻】甲烷的燃燒?！竞献魈骄?】如何驗(yàn)證甲烷的燃燒產(chǎn)物？（1分鐘）【學(xué)生展示】在火焰的正上方罩一冷而干燥的燒杯，看到燒杯內(nèi)壁上有水滴生產(chǎn)，將燒杯快速倒過(guò)來(lái)，往燒杯中加入澄清石灰水，振蕩，石灰水變渾濁。說(shuō)明產(chǎn)物有水、二氧化碳?！緦W(xué)生點(diǎn)評(píng)】說(shuō)出該學(xué)生的觀點(diǎn)?！編燑c(diǎn)評(píng)】?jī)蓚€(gè)小組同學(xué)都很認(rèn)真，回答正確，給他們都加上3分。【講】甲烷燃燒產(chǎn)物是CO2和H2O，無(wú)污染，且放出大量熱，是很好的氣體燃料，現(xiàn)在有很多出租車(chē)用的就是天然氣，經(jīng)濟(jì)又環(huán)保?？梢栽旄Ｓ谌祟?lèi)。但必須注意，如果空氣中甲烷含量達(dá)到5%-15%時(shí)，遇到火花就會(huì)立即爆炸，所以煤礦礦井里必須采取安全措施，如通風(fēng)、嚴(yán)禁煙火等，以防止甲烷與空氣混合物的爆炸事故發(fā)生。因此，甲烷氣體在點(diǎn)燃前需要驗(yàn)純。【設(shè)疑]】請(qǐng)大家觀察這個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式與我們以前學(xué)習(xí)的有什么不同？是什么原因呢？【學(xué)生回答】化學(xué)方程式中間用（箭頭）而不是用（等號(hào)），這主要因?yàn)橛袡C(jī)物參加的化學(xué)反應(yīng)往往比較復(fù)雜，副反應(yīng)比較多，我們寫(xiě)出來(lái)的是其主要反應(yīng)?！具^(guò)渡】甲烷除了能在點(diǎn)燃條件下與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)外，還能在光照條件下，與氯氣發(fā)生反應(yīng)?！景鍟?shū)】3.甲烷的取代反應(yīng)【講】在看這個(gè)實(shí)驗(yàn)視頻前，交給同學(xué)們兩個(gè)任務(wù)：一、觀察并描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；二、思考產(chǎn)生現(xiàn)象的原因?！緦?shí)驗(yàn)視頻】甲烷和氯氣在光照條件下的取代反應(yīng)。【描述】現(xiàn)象：氯氣的黃綠色逐漸變淺；量筒內(nèi)壁產(chǎn)生油狀液滴；量筒內(nèi)液面上升；量筒內(nèi)有少量白霧?！菊n件】展示實(shí)驗(yàn)條件：光照；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：1.氯氣的黃綠色逐漸變淺；2.量筒內(nèi)壁產(chǎn)生油狀液滴；3.量筒內(nèi)液面上升；4量筒內(nèi)有少量白霧?！竞献魈骄?】分析產(chǎn)生這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因。（2分鐘）【展示答案】顏色變淺，說(shuō)明CH4和Cl2的混合氣體在光照下發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)；量筒壁上出現(xiàn)油滴，說(shuō)明反應(yīng)中生成了新油狀物質(zhì)；試管內(nèi)液面上升，說(shuō)明隨著反應(yīng)的進(jìn)行，試管內(nèi)的壓強(qiáng)在減小，即氣體總體積在減?。涣客矁?nèi)有少量白霧，說(shuō)明有HCl生成?！緦W(xué)生點(diǎn)評(píng)】說(shuō)出該學(xué)生的觀點(diǎn)。【師點(diǎn)評(píng)】?jī)蓚€(gè)小組同學(xué)都很認(rèn)真，回答正確，給他們都加上3分。（動(dòng)畫(huà)模擬）學(xué)生觀看甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)的教學(xué)動(dòng)畫(huà)，教師一邊解釋反應(yīng)原理。【講】上述反應(yīng)沒(méi)有到此終止，CH3Cl與Cl2繼續(xù)依次反應(yīng)?，F(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們?cè)噷?xiě)出其余方程式。光照光照【學(xué)生板書(shū)】CH3Cl＋Cl2eq\o(――→,\s\up7(光))CH2Cl2＋HCl；CH2Cl2＋Cl2eq\o(――→,\s\up7(光))CHCl3＋HCl；CHCl3＋Cl2eq\o(――→,\s\up7(光))CCl4＋HCl【講】甲烷與氯氣的取代反應(yīng)是一種連瑣反應(yīng)，第一步反應(yīng)一開(kāi)始，后續(xù)反應(yīng)立即進(jìn)行，且前面的反應(yīng)也沒(méi)有停止，那甲烷與氯氣的產(chǎn)物應(yīng)該有幾種？哪一種物質(zhì)最多？【答】五種，生成了四種有機(jī)物，一種無(wú)機(jī)物氯化氫，氯化氫最多?！局v】這四種取代產(chǎn)物都難溶于水，常溫下，一氯甲烷是氣體，另外三種都是油狀液體?！具^(guò)渡】剛才我們用方程式分析了甲烷與氯氣的取代反應(yīng)，再通過(guò)動(dòng)畫(huà)來(lái)模擬這個(gè)反應(yīng)，請(qǐng)同學(xué)們歸納取代反應(yīng)的概念。【動(dòng)畫(huà)演示】甲烷與氯氣的四步取代反應(yīng)【學(xué)生】像這樣，有機(jī)物分子里的原子或原子團(tuán)被其它原子或原子團(tuán)替代的反應(yīng)，被稱(chēng)為——取代反應(yīng)。?！菊n件】判斷下列反應(yīng)屬于取代反應(yīng)的是（）A．CH4eq\o(――→,\s\up14(高溫))C＋2H2B．2HI＋Cl2===2HCl＋I(xiàn)2C．CH4＋2O2eq\o(――→,\s\up14(點(diǎn)燃))CO2＋2H2OD．CH4＋Cl2eq\o(――→,\s\up14(光))CH3Cl＋HCl【小結(jié)】從以上幾個(gè)取代反應(yīng)，我們可以看出，取代反應(yīng)的反應(yīng)物可以有單質(zhì)，也可以沒(méi)有單質(zhì)，生成物一般沒(méi)有單質(zhì),而置換反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物都有單質(zhì)，取代反應(yīng)和置換反應(yīng)是不同的?！緩?qiáng)調(diào)】甲烷發(fā)生取代反應(yīng)常注意的問(wèn)題?！菊n件】甲烷取代反應(yīng)注意：反應(yīng)條件是光照，暗處不發(fā)生反應(yīng)，日光直射會(huì)爆炸；反應(yīng)物是純鹵素；取代產(chǎn)物是4中鹵代物的混合物?！具^(guò)渡】性質(zhì)決定用途，甲烷燃燒放出大量熱，可以做燃料，甲烷的取代反應(yīng)有什么應(yīng)用嗎?【講】反應(yīng)生成的一氯甲烷可做局部麻醉劑，三氯甲烷，四氯甲烷都是重要的有機(jī)溶劑，四氯化碳還可做滅火劑。所以說(shuō)甲烷是化工生產(chǎn)的重要原料?！竞献魈骄?】學(xué)生總結(jié)本節(jié)主要內(nèi)容?！景鍟?shū)】四、用途1.清潔能源2.化工原料【講】甲烷的用途還不止這些，同學(xué)們有興趣的話(huà)，可以在網(wǎng)上收集整理甲烷的更多用途。【總結(jié)】總結(jié)本節(jié)課所講的相關(guān)內(nèi)容?！静贾米鳂I(yè)】《化學(xué)固學(xué)案》P129相應(yīng)習(xí)題?！景鍟?shū)設(shè)計(jì)】第一節(jié)：最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物——甲烷甲烷