人教版必修二3.1最簡單的有機化合物——甲烷 教案.doc

甲烷教學設計最簡單的有機化合物甲烷選自人教版高中化學必修2第三章第一節(jié)。一、 教學設計思路分析1、 教材分析本節(jié)課的地位和作用：以典型有機物甲烷為切入點，從結構的角度適當加以深化，建立有機物“結構性質用途”的認識關系。學生通過初中的化學學習，已經(jīng)對甲烷的分子式、存在和應用有了一定的了解。但是本節(jié)課是學生在高中階段首次接觸有機物結構與性質方面的內容。本節(jié)課的內容目的是使學生從結構的角度認識甲烷的性質，為以后的有機教學打下一個基礎。本節(jié)課的內容既有一定的理性思維和空間想象又有實驗的感性認識，同時引入了一個新的反應類型取代反應。教材重點：甲烷的結構和取代反應。教材難點：甲烷分子的空間構型和取代反應發(fā)生的實質。2、 學情分析所面向的學生是農村高中的平行班學生，學生在初中已經(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，學生已經(jīng)有了一些有關物質結構的上位概念，應當在有機化合物的學習中抓住結構與性質的關系，在學生頭腦中逐步建立起有機物的立體結構模型，為學生以后進一步學習有機化學打好基礎。二、教學方案設計1、 教學目標通過情境教學，了解確定有機物分子式的研究思路；通過理論假設、實物模型、動畫展示，掌握甲烷的正四面體構型，能初步構建有機物的空間結構；通過實驗探究理解并掌握甲烷的取代反應原理，體會有機反應與無機反應的區(qū)別，并樹立實事求是的科學態(tài)度。2、 教學方法實驗探究法；多媒體展示法等。3、 教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖環(huán)節(jié)一：回顧舊知，引出新知：推斷甲烷分子式【引導】同學們化學是一門實驗性的學科，物質的發(fā)現(xiàn)和性質的研究都是通過一系列的科學實驗和科學家們的探索研究找到了物質的本質和它們的規(guī)律。今天我們將展示一段化學物質研究的過程，請同學們一起來進行分析研究，看看你能否總結出它是什么物質，具有什么樣的分子結構？【思考分析】某科學家團隊對一種化合物a開展了一系列的實驗后，他們得出a物質是由c、h兩種元素構成的化合物。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的量化實驗結果。請同學們思考分析：你可否根據(jù)化學反應方程式中的物質的量關系，以及反應物與生成物的mol比與原子個數(shù)關系來確定a物質的化學式構成？這就是在初中我們就學過甲烷分子，其分子式為ch4?！拘〗Y】根據(jù)有機化學反應的反應物與產(chǎn)物的物質的量的關系比例來推斷有機物的化學式是有機化學家推斷物質化學式的重要思維方法。今天我們來具體的研究甲烷的結構和性質?！景鍟康谝还?jié) 最簡單的有機化合物甲烷甲烷的分子式：ch4【過渡提問】同學們，你能否運用已經(jīng)學過的化學鍵理論知識推斷出甲烷的化學結構式呢？【思考】學生可能的結論為：ch4或ch2【結論】可能的結果為：ch4（通過生成物的量來推出有機物中的原子個數(shù)比。）溫故而知新，通過甲烷燃燒反應的舊知識，來解決新問題，發(fā)散學生思維，構造知識網(wǎng)絡。學會利用生成物之間的比例關系，推斷有機物分子式。根據(jù)學生接受新知的能力，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的空間結構【提問】我們知道甲烷的分子式為ch4，那么甲烷中一個c原子與四個h原子是處于什么樣的排列狀態(tài)呢？請同學們試著自己描述?！景鍟考淄榈姆肿邮健㈦娮邮?、結構簡式（從左至右）：【提問】根據(jù)甲烷的結構簡式的描述中，我們可以看出四個h原子圍繞在一個c原子周圍，處在同一平面上，請問真實的甲烷分子中，c、h原子會處在同一個平面上嗎？【講授】自然界有一個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，一般來說它們都處于一種結構對稱的狀態(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】以結構簡式中c原子在中心，四個h原子與之成鍵在外圍進行分析：1ch之間形成了穩(wěn)定的化學鍵；2從氫的原子結構出發(fā)，外圍的h每個原子核外有著帶負電的電子云，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)。請同學們思考：是甲烷處于平面正方形結構（鍵角90o），還是呈四面體（109o28）四個氫原子的電子云之間負電荷排斥力最??？【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，哪種構型氫原子間排斥力大呢？ 2甲烷的空間結構應該是什么構型？【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構型：正四面體結構。【猜想】可能的結果為：猜想一：平面正方形結構；猜想二：正四面體結構【回答】甲烷的空間構型為：正四面體結構通過猜想，讓學生逐步體會空間結構的概念。發(fā)展學生的思維能力。通過引導、提問、板畫、模型展示，讓學生清晰地認知甲烷的空間構型，突破本課的難點。環(huán)節(jié)三：實驗探究ch4的化學性質【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，那么甲烷會不會與高錳酸鉀等強氧化劑反應呢？【演示實驗】教師將甲烷氣體通入盛有高錳酸鉀溶液的試管中，讓學生觀察現(xiàn)象。【實驗裝置圖】【板書】甲烷是比較穩(wěn)定的，只與氧氣發(fā)生氧化反應，不與高錳酸鉀等強氧化劑發(fā)生反應?！疽龑А客ㄟ^書中61頁的閱讀，我們可以知道甲烷會與氯氣發(fā)生反應。仔細觀察演示實驗，思考以下問題?！狙菔緦嶒灐繉嶒炑b置圖：實驗操作：其中一支試管用預先準備好的黑色紙?zhí)滋咨?，另一支試管放在光亮處?！咎釂枴?. 仔細觀察與記錄試管中的實驗現(xiàn)象？為什么會產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象？2. 請猜測甲烷與氯氣反應的產(chǎn)物應該有哪些，說出依據(jù)?！疽龑в^察、思考】對觀察不仔細、不全面的同學提出指導。【板書】甲烷與氯氣反應實驗現(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)生了化學反應。試管中液面上升、有白霧產(chǎn)生，在氯氣的化學性質中，我們知道hc1的小液滴匯聚就會形成白霧。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物?！疽龑釂枴考淄榕c氯氣反應生成的有機物可能由哪些元素組成？【講述】根據(jù)科學家的實驗結果驗證，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反應可以寫成：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反應。【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)化學方程式，你發(fā)現(xiàn)該反應有什么特點？2能否給這類反應取一個名？能否用自己的話概括出其定義？【講述】取代反應【板書】取代反應：這種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?！締栴}】取代反應與置換反應是否一樣？舉例說明并填寫下表。【板書】取代反應置換反應實例定義反應物生成物反應中電子得失反應是否可逆【遷移拓展】我們已經(jīng)知道甲烷與氯氣發(fā)生取代反應可能會有ch3cl、ch2cl2、chcl3和ccl4多種氯代產(chǎn)物，那同學們可否應用開篇的物質的量關系的方法，對下列實驗情況推知反應生成的氯代產(chǎn)物呢？1假如已知1mol甲烷與1.5mol氯氣完全發(fā)生反應，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，生成了2.5mol氯化氫，則可能生成的氯代產(chǎn)物有哪些？【小結】我們可以從多種角度來分析，如：從甲烷與氯化氫的物質的量的比例入手；從甲烷與氯氣的物質的量的比例入手，甲烷可以與多倍的氯氣反應?！净卮稹靠赡艿慕Y果為：通過書中介紹甲烷比較穩(wěn)定，不與高錳酸鉀等強氧化劑反應。【回答】可能的結果為：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?！舅伎肌抗串嬘煞磻颿h4和cl2得到產(chǎn)物ch3cl和hcl的過程，體驗到“h”和“cl”的互換，并模仿得到其他產(chǎn)物ch2cl2、ch3cl、ccl4時經(jīng)歷的過程?！究赡芑卮稹吭摲磻奶攸c是甲烷分子中的四個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、替代反應、置換反應”等等可能的詞語?！净卮稹繉W生可能從甲烷與氯氣的物質的量的比例入手；或是從甲烷與氯化氫的物質的量的比例入手，來分析討論。通過引導、提問、自主閱讀、實驗驗證的教學方法，讓學生對甲烷與氧化劑的反應有了深刻的清晰的認知。通過教師演示實驗，讓學生逐一探索甲烷與氯氣反應的化學變化的實質。對甲烷與氯氣的化學反應的現(xiàn)象與實質，有了較為充分的認知與理解。體驗原子互換過程。為“取代反應”概念構建知識基礎。“舉一反三觸類旁通”，逐步學會有機化學反應的書寫規(guī)律。讓學生自己歸納總結甲烷與氯氣反應的特點，清晰地認識取代反應的實質。與舊知的對比和梳理，構成知識網(wǎng)絡。通過知識遷移拓展，讓學生充分地認知與掌握甲烷與氯氣反應的化學實質，突破本課時的重難點。同時也讓學生構建了學習有機化合物的思維模式，為以后的學習奠定基礎。遷移拓展4、 板書設計第一節(jié) 最簡單的有機化合物甲烷一、 甲烷：分子式、電子式、結構簡式；結構：正四面體二、甲烷的化學性質：1、甲烷的氧化反應：ch4+2o2=co2+2h2o2、甲烷很穩(wěn)定：不與強氧化劑反應，不與酸或堿反應。3、甲烷的取代反應：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、取代反應與置換反應的區(qū)別：類別實例區(qū)別取代反應置換反應ch4 + cl2 c