【教学设计】《最简单的有机物——甲烷（第一课时）》（人教）探究式教学.doc

最简单的有机物甲烷（第1课时）合肥一中 李晋凯 模式介绍探究式教学是以自主探究为主的教学。它是指教学过程是在教师的启发诱导下，以学生独立自主探究或合作讨论为前提，以现行教材为基本探究内容，以学生周围世界和生活实际为参照对象，为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的一种教学形式。学生对当前教学内容中的主要知识点进行自主学习、深入探究并进行小组合作交流，以自我获取，自我求证的方式深化知识的理解和运用。从而较好地达到课程标准中关于认知目标与情感目标要求的一种教学模式。其中认知目标涉及与学科相关知识、概念、原理与能力的掌握；情感目标注重科学素养与道德品质的培养。 教材分析最简单的有机化合物甲烷选自化学必修2第三章第一节，必修模块的有机化学内容强调知识与应用的融合。以典型有机物甲烷为切入点，从学生已有的生活背景知识出发，介绍甲烷的结构、主要性质以及在生产、生活中的应用。不盲目扩充代表物的性质和内容，不涉及类物质的性质，从结构的角度适当加以深化，建立有机物“结构一性质一用途”的认识关系。本节课的学习非常重要，是有机化学的入门，也是学生第一次从结构入手学习有机物，所以教师有必要，在教学中要特别注意引导学生的思维，形成学习有机物的基本方法，为高二的选修打下基础。 思路说明本节从生活中常见的有机物质引入，让同学们了解生活中常用的天然气中的主要成分是甲烷。通过实验探究，带领学生认识甲烷的空间结构，并通过结构来了解甲烷的物理性质和化学性质。重点探究甲烷的取代反应，并知道取代反应是链式反应，认识到取代反应和置换反应的区别。 教学目标【知识与技能】1、了解甲烷在自然界的存在和用途，通过制作甲烷分子模型初步认识甲烷分子的空间结构。2、掌握甲烷电子式、结构式的正确写法。3、了解甲烷的化学性质，通过实验探究理解并掌握甲烷的取代反应原理。【过程与方法】1.通过实践活动（模型制作）、探究实验、模型、图表、图片、甲烷、烷烃的多多媒体动画等，培养学生关心科学、研究科学和探索科学的精神。2培养学生用新概念理解知识的能力；培养学生设计实验、动手实验、观察现象，并根据实验现象得出可能的规律的能力。【情感态度与价值观】1.通过甲烷的分子结构的探究，解析其可能有的性质，并设计实验来证明，激发学生学习化学的兴趣，探索新知识的欲望，且在实验研究中培养求实、进取的优良品质。2.使学生初步掌握研究物质的方法结构解析、推测可能的性质、设计实验、观察现象、解析现象、得出结论，再辩证地解析结论的适用范围。 教学重难点【教学重点】甲烷的结构和性质【教学难点】甲烷与卤素的取代反应 教学过程教具准备：多媒体课件【图片导课】 多多媒体展示常见的有机化合物的图片，让学生欣赏图片。 阅读教材第三章引言部分，完成活动一【活动一】认识有机物和烃 组成有机物的元素除 外，常有 、_，还含有 、 、 、_ 等。其中仅含 和 两种元素的有机物称为 ，也可称为 ，该类物质中组成最简单的是 。有机物种类繁多，迄今已发现 种。【动画】由“碳”“氢”两个字的底部偏旁组成“烃”。【板书】有机化合物 烃 【对应练习1】下列物质属于烃的是： H2S、C2H2、CH3Cl、C2H5OH、CH4、H2、金刚石、 CH3COOH、CO2、C2H4 【导入】 从本节课起，我们进入了一个新的化学世界有机化学。它在生活中随处可见，与我们的生产生活息息相关。相信大家都知道“西气东输”是我国西部大开发四大工程之一。【图片展示】这是西气东输的工程建设示意图，那你们知道它输送的是什么气体吗？（西气东输的主角其实就是天然气，这是俗名，它的主要成分是甲烷。）【过渡】能成为许多工程师注视的焦点，看来，甲烷实在不简单，那它究竟是什么呢？为何有如此大的魅力？带着疑题，进入我们这节课的学习。【板书】最简单的有机物甲烷【活动二】探究甲烷的结构1.甲烷的分子组成 【提问】那为什么一个C要结合4个H结合？而不是3个、5个或者更多呢？【学生书写】C的原子结构示意图【学生归纳原因】 C原子有4个价电子，而H原子有1个电子，C原子的1个价电子与H原子的1个电子形成1对共用电子对。所以，C原子欲形成八电子的稳定结构，则需形成四对共用电子对，所以1个C原子要结合4个H原子。【板书】甲烷的分子式：CH4 甲烷的电子式： 结构式：甲烷分子的结构特点为：甲烷分子中有_个_ 键，均为_键（填极性键或非极性键）【过渡】结构式只能初步表明分子中各个原子的结合方式，并不能真实的体现各原子在空间的排布事实，下面，我们来探究一下甲烷的空间结构。【探究活动】甲烷的空间构型2甲烷的结构【实践活动】按课本要求动手实验：利用手中的硬纸板、模型等，制作出你们认为甲烷可能的空间构形。【作品展示】 【实物展示】：甲烷分子的球棍模型和比例模型：结论甲烷是正四面体结构，碳原子位于正四面体的中心，顶点都是氢原子。【思考与交流】 1.对应的CH2Cl2有几种结构？ 2 历史上，科学家们在测定了甲烷分子组成为CH4后，对甲烷的分子结构曾提出了两种猜想：正四面体型与平面正方形，科学家如何判断出甲烷分子是哪种空间构型的？【对应练习2】 下列各叙述能说明甲烷是正四面体结构的是 ( ) A. 找不到两种CH3ClB. 找不到两种CH2Cl2 C. 找不到两种CHCl3D. CH4分子中四个共价键的键长相等【过渡】：结构决定性质，甲烷的分子结构决定其具有怎样的化学性质呢？【活动三】甲烷的性质1.物理性质: （学生回忆填空）甲烷是 色、 味、 溶于水的气体，密度比空气密度 （大或小）。所以可以用 或 方法收集甲烷。师：由甲烷的化学式中各原子的连接方式和成键情况解析，你能否预测甲烷的化学性质如何呢？2.化学性质【探究实验】把甲烷通入盛有酸性高锰酸钾溶液中，观察紫色的高锰酸钾溶液是否褪色？【动画模拟】甲烷通过酸性的高锰酸钾溶液动画。 在通常情况下，甲烷 稳定，与 不反应，与 也不反应。（1）甲烷的氧化反应【视频】：点燃甲烷，燃烧，火焰呈淡蓝色。分别用干燥小烧杯和沾有澄清石灰水的小烧杯罩在火焰上。【生观察】：干燥的小烧杯内有无色液体生成，沾有澄清石灰水的小烧杯罩石灰水变浑浊。师：从燃烧产物可以得到什么启示呢？你能否写出这个反应的化学方程式呢？生：可以证明甲烷中含有碳元素和氢元素，化学方程式为： CH4+2O2 CO2+2H2O师：请大家观察这个化学反应方程式与我们以前的学习有什么不同呢？什么原因呢？生：观察、思考后回答：方程式中间用“”（箭头）而不是用“”（等号），这主要因为有机物参加的化学反应往往比较复杂，多有副反应发生，故不用等号。【拓展】在隔绝空气的情况下，加热至10000C，甲烷分解生成炭黑和氢气。CH4 C + 2H2氢气是合成氨和合成汽油等工业的原料；炭黑是橡胶和染料的工业原料。【对应练习3】甲烷气体在氧气中燃烧生成二氧化碳和水说明 ( ) A. 甲烷的分子式为CH4 B. 甲烷气体中含有碳元素和氢元素 C. 甲烷气体中只含有碳元素和氢元素 D. 甲烷的化学性质比较稳定（2）甲烷的取代反应【视频实验】：P53科学探究，观察发生的现象。【由现象讨论后得出结论】【生观察】：没有光照的试管不变化；光照后的试管壁上出现油滴，试管内的液面上升，气体颜色略微变浅。（色变浅、出油滴、水上升、有白雾、石蕊变红。）师：说明CH4和Cl2的混合气体在光照下发生了化学反应；量筒壁上出现油滴，说明反应中生成了新的油状物质；试管内液面上升，说明随着反应的进行，试管内的气压在减小，即气体总体积在减小。【动画模拟】：学生观看甲烷与氯气发生取代反应的教学动画（结合教材内容）CH4的四种氯的取代产物都有什么性质呢？请填写下表？ 化学式CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4常温状态名称（俗名）溶解性用途【模仿练习】 请写出一氯甲烷与氯气进一步反应的化学反应方程式： 取代反应的定义： 【对应练习4】在光照的条件下，将等物质的量的甲烷和氯气混合充分反应后，得到产物的物质的量最多的是（ ）A.CH2Cl2 B.CHCl3 C.CCl4 D.HCl 【归纳小结】：甲烷取代反应条件： 特点： 【对应练习5】 (多选)下列反应属于取代反应的是 ( )【过渡】我们知道，性质决定了用途，同学们学完了甲烷的性质，可以猜测它的用途吗？【活动四】甲烷的存在和用途（阅读教材60页第一段填空，并完成对应练习）【对应练习6】 下列气体的主要成分不是甲烷的是（ ）A. 天然气 B. 沼气 C. 水煤气 D. 坑道产生的气体 【小结】今天我们认识了最简单的有机物甲烷，同学们重点掌握甲烷的分子组成与结构，还有它的化学性质，尤其是取代反应。【反馈练习】1.下列关于有机物的说法正确的是 ( ) A. 凡是含碳元素的化合物都属于有机物 B. 有机物只含有碳、氢两元素 C. 有机物不但存在于动植物体内，而且可以通过人工的方法合成 D. 烃是指燃烧后只生成CO2和H20的有机物2.下列叙述错误的是 ( ) A. 通常情况下，甲烷跟强酸、强碱都不反应 B. 甲烷的化学性质比较稳定，点燃前不必验纯 C. 甲烷与氯气无论生成CH3Cl、CH2C12、CHCl3、CCl4，都为取代反应 D. 甲烷的四种有机氯代产物都难溶于水3.下列关于甲烷结构的说法错误的是 ( ) A. 甲烷分子中的化学键都是共价键 B. 甲烷分子为正四面体结构 C. 甲烷分子为正四边形结构 D. CH2C12只存在一种结构4.把1体积CH4和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛饱和NaCl溶液的水槽里，放在光亮处。片刻后发现试管中气体颜色_，试管中的液面_，试管壁上有_出现，水槽中还观察到_。5.若甲烷与氯气以物质的量之比1：1混合，在光照下得到的有机取代产物是 CH3Cl、CH2C12、CHCl3、CCl4， ( ) A.