2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué) 專題8 有機(jī)化合物的獲得與應(yīng)用 第1單元 第1課時 天然氣的利用 甲烷教案 蘇教版必修2

2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)專題8有機(jī)化合物的獲得與應(yīng)用第1單元第1課時天然氣的利用甲烷教案蘇教版必修2學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點(diǎn)教具課程基本信息1.課程名稱：天然氣的利用——甲烷

2.教學(xué)年級和班級：高中二年級，化學(xué)班

3.授課時間：2024-2025學(xué)年，第1學(xué)期

4.教學(xué)時數(shù)：45分鐘，第1課時

【教學(xué)目標(biāo)】

1.讓學(xué)生了解天然氣的組成及甲烷的重要性。

2.掌握甲烷的化學(xué)性質(zhì)，了解其在能源領(lǐng)域的應(yīng)用。

3.培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力，提高分析問題和解決問題的能力。

【教學(xué)內(nèi)容】

1.天然氣的組成及其在我國能源結(jié)構(gòu)中的地位。

2.甲烷的化學(xué)性質(zhì)，包括穩(wěn)定性、可燃性等。

3.甲烷的制備方法及其在能源、化工等領(lǐng)域的應(yīng)用。

4.實驗操作：甲烷的制備與檢驗。

【教學(xué)過程】

1.導(dǎo)入：通過圖片和數(shù)據(jù)，介紹天然氣的組成及其在我國能源結(jié)構(gòu)中的地位，引出甲烷的重要性。

2.基本概念：講解甲烷的化學(xué)性質(zhì)，如穩(wěn)定性、可燃性等。

3.應(yīng)用領(lǐng)域：介紹甲烷在能源、化工等領(lǐng)域的應(yīng)用，如燃料、化工原料等。

4.實驗操作：

a.演示甲烷的制備方法。

b.學(xué)生分組實驗，操作甲烷的制備與檢驗。

5.總結(jié)與作業(yè)：

a.歸納本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容。

b.布置相關(guān)練習(xí)，鞏固所學(xué)知識。

【教學(xué)評價】

1.課堂問答：檢查學(xué)生對甲烷的化學(xué)性質(zhì)、應(yīng)用領(lǐng)域的掌握程度。

2.實驗報告：評估學(xué)生在實驗過程中的操作能力及對實驗結(jié)果的分析能力。

3.課后作業(yè)：檢驗學(xué)生對本節(jié)課知識點(diǎn)的掌握情況。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.科學(xué)探究：培養(yǎng)學(xué)生通過實驗方法，掌握甲烷的化學(xué)性質(zhì)，提高觀察、分析和解決問題的能力。

2.實踐與創(chuàng)新：通過甲烷制備與檢驗的實驗操作，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)動手實踐能力。

3.科學(xué)態(tài)度：引導(dǎo)學(xué)生樹立科學(xué)的態(tài)度，認(rèn)識天然氣資源的重要性，關(guān)注能源的合理利用與可持續(xù)發(fā)展。

4.科學(xué)素養(yǎng)：使學(xué)生了解有機(jī)化合物在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用，提高對化學(xué)學(xué)科的認(rèn)識，培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)。

5.團(tuán)隊合作：分組實驗中，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊合作精神，提高溝通與協(xié)作能力。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：

1.甲烷的化學(xué)性質(zhì)及在能源領(lǐng)域的應(yīng)用。

2.甲烷的實驗室制備方法及檢驗。

難點(diǎn)：

1.甲烷穩(wěn)定性的理解及其與其他有機(jī)化合物的比較。

2.實驗操作中安全規(guī)范及實驗現(xiàn)象的準(zhǔn)確觀察。

解決辦法及突破策略：

1.通過多媒體演示和實物模型，直觀展示甲烷的化學(xué)性質(zhì)，結(jié)合生活實例加深理解。

2.設(shè)計對比實驗，讓學(xué)生通過觀察不同有機(jī)化合物的反應(yīng)，理解甲烷的穩(wěn)定性特點(diǎn)。

3.在實驗操作前，詳細(xì)講解安全規(guī)范，現(xiàn)場演示正確操作流程，確保學(xué)生掌握實驗技能。

4.引導(dǎo)學(xué)生分組討論實驗現(xiàn)象，鼓勵提問和分享觀察結(jié)果，提高分析問題的能力。

5.對于實驗難點(diǎn)，提供詳細(xì)的實驗步驟圖解和操作提示，幫助學(xué)生克服操作障礙。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：

-確保每位學(xué)生都提前準(zhǔn)備好《高中化學(xué)》蘇教版必修2教材，特別是專題8“有機(jī)化合物的獲得與應(yīng)用”相關(guān)內(nèi)容。

-教師準(zhǔn)備教學(xué)參考資料，包括教案、教學(xué)大綱、課后習(xí)題等。

2.輔助材料：

-準(zhǔn)備天然氣、甲烷分子結(jié)構(gòu)、甲烷燃燒反應(yīng)等相關(guān)圖片和圖表，用于課堂展示。

-搜集和剪輯關(guān)于天然氣開采、甲烷應(yīng)用的視頻資料，增強(qiáng)學(xué)生對天然氣利用的直觀認(rèn)識。

-設(shè)計和打印實驗步驟指導(dǎo)書，包含實驗?zāi)康?、原理、步驟和安全注意事項。

3.實驗器材：

-提前檢查并準(zhǔn)備實驗所需的器材，包括實驗室用天然氣氣源、實驗反應(yīng)瓶、導(dǎo)管、集氣瓶、火柴、酒精燈等。

-確保實驗器材的數(shù)量充足，保證每組學(xué)生都能進(jìn)行實驗操作。

-檢查實驗器材的安全性，確保無損壞、無泄漏，避免實驗過程中發(fā)生意外。

4.教室布置：

-在教室前方設(shè)置多媒體展示區(qū)，用于展示圖片、視頻和PPT等教學(xué)資源。

-根據(jù)實驗需要，將教室劃分為實驗操作區(qū)、觀察區(qū)和討論區(qū)，確保實驗操作的安全性。

-在實驗操作區(qū)準(zhǔn)備實驗臺和必要的防護(hù)設(shè)施，如實驗桌墊、護(hù)目鏡、手套等。

-在討論區(qū)設(shè)置白板或掛圖，供學(xué)生記錄和展示實驗結(jié)果。

5.其他準(zhǔn)備：

-教師提前預(yù)習(xí)教學(xué)內(nèi)容，確保對甲烷的性質(zhì)、制備和應(yīng)用等知識點(diǎn)的熟練掌握。

-準(zhǔn)備課堂提問和討論的話題，鼓勵學(xué)生積極參與。

-制定實驗操作流程和安全規(guī)范，確保學(xué)生在實驗過程中的安全。教學(xué)流程（一）課前準(zhǔn)備（預(yù)計用時：5分鐘）

學(xué)生預(yù)習(xí)：

發(fā)放預(yù)習(xí)材料，引導(dǎo)學(xué)生提前了解甲烷的學(xué)習(xí)內(nèi)容，標(biāo)記出有疑問或不懂的地方。

設(shè)計預(yù)習(xí)問題，如“天然氣為何重要？”和“甲烷在生活中的應(yīng)用有哪些？”，激發(fā)學(xué)生思考，為課堂學(xué)習(xí)甲烷的性質(zhì)和應(yīng)用做好準(zhǔn)備。

教師備課：

深入研究教材，明確本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)和重點(diǎn)難點(diǎn)。

準(zhǔn)備教學(xué)用具和多媒體資源，確保教學(xué)過程的順利進(jìn)行。

設(shè)計課堂互動環(huán)節(jié)，如小組討論和實驗操作，提高學(xué)生學(xué)習(xí)甲烷相關(guān)知識的積極性。

（二）課堂導(dǎo)入（預(yù)計用時：3分鐘）

激發(fā)興趣：

提出問題：“天然氣中的主要成分是什么？”和“甲烷燃燒時會發(fā)生什么反應(yīng)？”，引發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入甲烷學(xué)習(xí)狀態(tài)。

回顧舊知：

簡要回顧上節(jié)課學(xué)習(xí)的有機(jī)化合物的概念，幫助學(xué)生建立知識之間的聯(lián)系。

提出問題，檢查學(xué)生對有機(jī)化合物定義和分類的掌握情況，為學(xué)習(xí)甲烷打下基礎(chǔ)。

（三）新課呈現(xiàn)（預(yù)計用時：25分鐘）

知識講解：

清晰、準(zhǔn)確地講解甲烷的化學(xué)性質(zhì)、制備方法和應(yīng)用領(lǐng)域，結(jié)合實例幫助學(xué)生理解。

突出甲烷的穩(wěn)定性和可燃性重點(diǎn)，通過對比、歸納等方法幫助學(xué)生加深記憶。

互動探究：

設(shè)計小組討論環(huán)節(jié)，讓學(xué)生圍繞甲烷的性質(zhì)和應(yīng)用展開討論，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和溝通能力。

鼓勵學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)和疑問，引導(dǎo)學(xué)生深入思考甲烷在能源轉(zhuǎn)換和化工生產(chǎn)中的應(yīng)用。

技能訓(xùn)練：

設(shè)計實踐活動，讓學(xué)生在實踐中體驗甲烷的性質(zhì)，提高實驗操作能力。

在新課呈現(xiàn)結(jié)束后，對甲烷的性質(zhì)、制備和應(yīng)用進(jìn)行梳理和總結(jié)。

強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)，幫助學(xué)生形成完整的知識體系。

（四）鞏固練習(xí)（預(yù)計用時：5分鐘）

隨堂練習(xí)：

布置與甲烷相關(guān)的隨堂練習(xí)題，讓學(xué)生在課堂上完成，檢查學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握情況。

鼓勵學(xué)生相互討論、互相幫助，共同解決練習(xí)中的問題。

錯題訂正：

針對學(xué)生在隨堂練習(xí)中出現(xiàn)的錯誤，進(jìn)行及時訂正和講解。

引導(dǎo)學(xué)生分析錯誤原因，避免類似錯誤再次發(fā)生。

（五）拓展延伸（預(yù)計用時：3分鐘）

知識拓展：

介紹甲烷在生物能源和環(huán)境保護(hù)中的作用，拓寬學(xué)生的知識視野。

引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注天然氣資源的合理利用和可持續(xù)發(fā)展的前沿動態(tài)。

情感升華：

結(jié)合甲烷的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生思考化學(xué)與生活的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感。

鼓勵學(xué)生分享學(xué)習(xí)甲烷的心得和體會，增進(jìn)師生之間的情感交流。

（六）課堂小結(jié)（預(yù)計用時：2分鐘）

簡要回顧本節(jié)課學(xué)習(xí)的甲烷內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)其化學(xué)性質(zhì)、制備方法和應(yīng)用重點(diǎn)。

肯定學(xué)生的表現(xiàn)，鼓勵他們繼續(xù)努力。

布置作業(yè)：

根據(jù)本節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

提醒學(xué)生注意作業(yè)要求和時間安排，確保作業(yè)質(zhì)量。知識點(diǎn)梳理1.天然氣的組成與重要性

-天然氣主要由甲烷、乙烷、丙烷等輕烴組成。

-甲烷是天然氣的主要成分，占總體積的70%-90%。

-天然氣是一種清潔、高效的能源，對減少環(huán)境污染具有重要意義。

2.甲烷的化學(xué)性質(zhì)

-甲烷是一種無色、無味的氣體，化學(xué)式為CH4。

-甲烷在常溫常壓下非常穩(wěn)定，不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

-甲烷具有可燃性，燃燒產(chǎn)物為二氧化碳和水，熱值高。

3.甲烷的制備方法

-實驗室制備甲烷通常采用無水醋酸和堿石灰的混合物加熱反應(yīng)。

-工業(yè)上甲烷的獲得主要來源于天然氣、煤層氣和生物發(fā)酵。

4.甲烷的應(yīng)用領(lǐng)域

-甲烷是重要的燃料，廣泛應(yīng)用于家庭供暖、發(fā)電和工業(yè)生產(chǎn)。

-甲烷是化工原料，可用于合成氨、甲醇等化學(xué)品。

-甲烷在生物能源和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域也具有重要作用。

5.甲烷的實驗室檢驗方法

-甲烷的實驗室檢驗方法主要包括氣體的收集、干燥和燃燒實驗。

-燃燒實驗中，甲烷氣體在火焰上方產(chǎn)生藍(lán)色火焰，燃燒產(chǎn)物為二氧化碳和水。

6.天然氣資源的合理利用與可持續(xù)發(fā)展

-天然氣資源的開發(fā)與利用應(yīng)遵循節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境的原則。

-提高天然氣資源利用效率，推廣清潔能源技術(shù)，減少溫室氣體排放。

7.甲烷在能源轉(zhuǎn)換和化工生產(chǎn)中的應(yīng)用

-甲烷在能源轉(zhuǎn)換方面，如燃?xì)獍l(fā)電、燃?xì)夤┡?，具有高效、清潔的特點(diǎn)。

-在化工生產(chǎn)中，甲烷可用于合成氨、甲醇等基本化學(xué)品，為我國化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供原料保障。

8.甲烷穩(wěn)定性的影響因素

-甲烷的穩(wěn)定性受溫度、壓力等條件影響，高溫高壓下容易發(fā)生分解反應(yīng)。

-甲烷的穩(wěn)定性還與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，甲烷分子中的碳-氫鍵具有很高的穩(wěn)定性。

9.甲烷與其他有機(jī)化合物的性質(zhì)比較

-與其他烷烴相比，甲烷的燃燒產(chǎn)物更為簡單，環(huán)境污染小。

-甲烷在自然界中的分布廣泛，是天然氣、煤層氣等的主要成分。典型例題講解例題1：甲烷的實驗室制備

題目：描述實驗室中通過無水醋酸和堿石灰的混合物加熱反應(yīng)制備甲烷的實驗步驟，并說明實驗中需要注意的安全事項。

答案：

實驗步驟：

1.將無水醋酸和堿石灰按一定比例混合，放入試管中。

2.加熱試管，觀察氣體的產(chǎn)生。

3.收集產(chǎn)生的氣體，并通過干燥劑除去水分。

4.對收集到的氣體進(jìn)行燃燒實驗，觀察火焰顏色和燃燒產(chǎn)物。

安全事項：

1.實驗過程中需在通風(fēng)柜中進(jìn)行，避免氣體泄漏。

2.加熱過程中要注意火焰大小，避免過熱引起爆炸。

3.收集氣體時，要確保裝置的氣密性，防止氣體泄漏。

例題2：甲烷的化學(xué)性質(zhì)

題目：解釋甲烷在常溫常壓下的穩(wěn)定性和可燃性，并給出甲烷燃燒的化學(xué)方程式。

答案：

甲烷在常溫常壓下非常穩(wěn)定，不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。甲烷具有可燃性，燃燒時與氧氣反應(yīng)，生成二氧化碳和水。

化學(xué)方程式：CH4+2O2→CO2+2H2O

例題3：甲烷的應(yīng)用領(lǐng)域

題目：列舉甲烷在能源、化工和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的三個主要應(yīng)用，并簡要說明其作用。

答案：

1.能源領(lǐng)域：甲烷是重要的燃料，用于家庭供暖、發(fā)電和工業(yè)生產(chǎn)，具有高效、清潔的特點(diǎn)。

2.化工領(lǐng)域：甲烷是合成氨、甲醇等化學(xué)品的重要原料，為我國化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供原料保障。

3.環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域：甲烷可用于生物能源的生產(chǎn)，減少化石能源的使用，降低溫室氣體排放。

例題4：甲烷的實驗室檢驗

題目：描述實驗室中如何檢驗收集到的氣體是否為甲烷，并說明檢驗方法的基本原理。

答案：

實驗室中可通過以下步驟檢驗氣體是否為甲烷：

1.收集待檢測氣體，并通過干燥劑除去水分。

2.將收集到的氣體點(diǎn)燃，觀察火焰顏色。

3.在火焰上方罩一干燥的燒杯，觀察是否有水珠生成。

基本原理：甲烷燃燒時產(chǎn)生藍(lán)色火焰，且燃燒產(chǎn)物為二氧化碳和水。通過觀察火焰顏色和燃燒產(chǎn)物，可判斷氣體是否為甲烷。

例題5：天然氣資源的合理利用與可持續(xù)發(fā)展

題目：簡述天然氣資源的合理利用與可持續(xù)發(fā)展的重要性，并提出三條具體措施。

答案：

天然氣資源的合理利用與可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，可以減少環(huán)境污染、降低能源消耗。

具體措施：

1.提高天然氣資源利用效率，推廣清潔能源技術(shù)。

2.優(yōu)化天然氣開采、運(yùn)輸和儲存過程，降低能源損失。

3.鼓勵研究和開發(fā)新型天然氣利用技術(shù)，拓展天然氣應(yīng)用領(lǐng)域。板書設(shè)計1.天然氣的組成與重要性

-天然氣主要由甲烷、乙烷、丙烷等輕烴組成。

-甲烷是天然氣的主要成分，占總體積的70%-90%。

-天然氣是一種清潔、高效的能源，對減少環(huán)境污染具有重要意義。

2.甲烷的化學(xué)性質(zhì)

-甲烷是一種無色、無味的氣體，化學(xué)式為CH4。

-甲烷在常溫常壓下非常穩(wěn)定，不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

-甲烷具有可燃性，燃燒產(chǎn)物為二氧化碳和水，熱值高。

3.甲烷的制備方法

-實驗室制備甲烷通常采用無水醋酸和堿石灰的混合物加熱反應(yīng)。

-工業(yè)上甲烷的獲得主要來源于天然氣、煤層氣和生物發(fā)酵。

4.甲烷的應(yīng)用領(lǐng)域

-甲烷是重要的燃料，廣泛應(yīng)用于家庭供暖、發(fā)電和工業(yè)生產(chǎn)。

-甲烷是化工原料，可用于合成氨、甲醇等化學(xué)品。

-甲烷在生物能源和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域也具有重要作用。

5.甲烷的實驗室檢驗方法

-甲烷的實驗室檢驗方法主要包括氣體的收集、干燥和燃燒實驗。

-燃燒實驗中，甲烷氣體在火焰上方產(chǎn)生藍(lán)色火焰，燃燒產(chǎn)物為二氧化碳和水。

6.天然氣資源的合理利用與可持續(xù)發(fā)展

-天然氣資源的開發(fā)與利用應(yīng)遵循節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境的原則。

-提高天然氣資源利用效率，推廣清潔能源技術(shù)，減少溫室