广东省第二师范学院番禺附属中学高中化学 3.1 第一节最简单的有机化合物甲烷教学案 新人教版必修2(1).doc

广东省第二师范学院番禺附属中学2014高中化学 3.1 第一节最简单的有机化合物甲烷教学案 新人教版必修2一、教材分析1功能和地位必修模块的有机化学具有双重的功能，从有机化学在生活中的广泛应用看，本章作为“通识”教育，让学生认识到有机化学已经深入到生活的各个方面，从高中课程体系看，必修的内容为进一步学习有机化学的学生打下最基本的知识基础、帮助他们认识有机化学的概况、主要研究方法。因此，通过本章的学习，学生既要感受到有机“有用”，也要掌握到基本方法，让最为基本的观念植根于脑海中，能够把这些观念作为选修5的生长点。本节内容中，这些基本的观念包括：碳四价；所有饱和碳原子的四个共价键向四面体的四个顶点延伸，因此，甲烷分子是空间结构的正四面体分子，烷烃中的碳链呈锯齿状；同分异构体是有机物的普遍现象，不能够简单的用分子式表示具体的有机物；有机反应常常需要通过分析“化学键的变化情况”来认识反应产物；碳骨架的多样性。二、教学目标1知识与技能：（1）会写甲烷的分子式、结构式，知道甲烷的结构特点，知道甲烷的物理性质、化学性质。（2）知道取代反应的概念和甲烷发生取代反应时的断键和成键情况。（3）了解烷烃的组成、结构和通式，知道同系物、同分异构体的概念，知道烷烃同系物的习惯命名法，能根据结构式判断同分异构体和同系物。2过程与方法：（1）通过“实践活动”（可制作模型或使用球棍模型）、阅读和分析球棍模型、比例模型，了解甲烷的空间构型，进一步明确甲烷结构式的含义，初步认识饱和碳原子的成键特点。初步体会有机物分子结构的特点及其性质的影响。（2）通过观看取代反应的模拟动画或使用模型模拟取代反应的过程，从键的层面认识甲烷的取代反应。（3）通过分析表3-1，归纳出烷烃的习惯命名法、结构简式的书写规则、物理性质（熔沸点、密度、状态）的规律性变化、同系物的概念、烷烃同系物的通式等。3情感态度与价值观：结合生活经验和化学实验，认识烷烃对人类生活的重要性。初步形成对于有机化学领域的学习兴趣。三、教学重点、难点教学重点：（1）甲烷的结构和甲烷的取代反应；（2）同分异构体和同系物。教学难点：有机物立体结构模型的建立，具体体现在如何将甲烷和烷烃的结构特点、有机物的成键特点从实物模型转换为学生头脑中思维模型，帮助学生从化学键的层面认识甲烷的结构和性质。四、教学过程：课时安排：2课时第1课时：甲烷的结构、甲烷的性质第2课时：烷烃。（一）第一课时：甲烷1. 甲烷的结构【引言】我们国家有个重要的工程叫“西气东输”，“西”指的是什么地方？“气”指的是什么物质？“东输”到何处？天然气、沼气、坑气的主要成分是什么？什么是有机物？组成有机物的元素主要有哪几种？最简单的有机物是什么？【学生】甲烷【教师】（1）初中学过甲烷的分子式，请同学们写出甲烷的电子式。 （2）请把一对共用电子用一根短线来表示。这样写出来的图式叫做结构式hchhh【板书】一、甲烷的结构：甲烷的电子式 甲烷的结构式【教师】甲烷分子在空间是怎样的形状呢？【实践活动】（1）学生用硬纸板搭建正四面体结构。【教师】讲解什么是正四面体，结构特点。（2）每两个人一组发球棍模型，引导学生搭建甲烷的球棍模型。【教师】哪个球代表碳原子？每个碳原子球上伸出的四个短棍代表什么？氢原子呢？（3）展示比例模型，让学生看懂比例模型。【总结】 甲烷分子的比例模型 甲烷分子的球棍模型 甲烷的正四面体结构通过甲烷结构和性质的学习，让学生体会关于甲烷的三重表征（见表 1）。表 1 甲烷的三重表征表征层次内容（1）符号表征ch4 分子式 电子式 结构式（2）微观表征化学键：ch属共价键、单键，通常较为牢固，不容易断裂；甲烷卤代反应中化学键的变化情况。分子构型：正四面体，以c原子为中心，四个h原子位于正四面体的四个顶点。（3）宏观表征通常状况下，为无色、无味气体，极难溶于水；对酸、碱、强氧化剂比较稳定；特定条件下可发生反应：燃烧、卤代反应、热分解反应等。2：甲烷的性质【教师】展示一瓶甲烷气体（观察颜色、状态、气味等）点燃【教师】初中我们学习过甲烷可以燃烧，产物是什么？【板书】（1）可燃性 ch4(g)+ 2o2 (g) co2(g) +2h2o(l)【讲解】有机物的反应由于比较复杂，副反应较多，因此在写方程式时一般写“”，不写等号。【过渡】甲烷性质较稳定，一般情况下不发生反应，但是改变条件时也会发生某种反应。下面老师来做个甲烷与氯气的实验，请同学们仔细观察实验，注意实验观察的方法，从中获得相关信息。（可观看视频录像。）【科学探究】甲烷与氯气的反应信息反应条件反应物状态生成物状态反应中的现象液面变化实验1实验2【问题】从信息中获得什么启示？【教师】表征性抽象：（1）光是反应发生的主要原因。（2）黄绿色逐渐褪去，试管壁出现油状液滴，说明产生了不溶于水的物质。（3）试管口有白雾。推断是氯化氢造成。【教师】白雾由hcl造成，那油状物是什么？从反应物甲烷和氯气必须经过怎样的断键、成键过程才能生成hcl？残余的原子或原子团能相互结合，那除了hcl外还有什么生成物？【教师】原理性抽象：演示或阅读化学方程式（指出键的变化情况，特别是ch3与cl结合），这种分子中的原子或原子团被其他原子或原子团替代的反应称为取代反应。【教师】生成的一氯甲烷是液体吗？（据p62一氯甲烷的沸点低，推断出油状物并非一氯甲烷）由于甲烷中四个ch完全等同，其他ch同样可与cl2发生取代反应，请推导出其他产物，在课本上书写化学方程式。【动画视频】甲烷和氯气取代反应中化学键的变化情况。【模型搭建】用模型演示第一步取代反应的过程。让学生自己进行拼装模型。（二）第二课时：烷烃1烷烃的结构特点和化学性质通性烷烃分子的结构特点提问1：观察乙烷、丙烷、丁烷的球棍模型，试归纳它们的分子结构上有什么共同特点？指导学生分析2个碳、3个碳和4个碳的连接情况，碳原子之间是否为直线结构？键是否可以旋转？提问2：通过大量实验可知，cc单键非常稳定，不易断裂。你能根据甲烷的性质推测乙烷、丙烷、丁烷所能进行的化学反应吗？教师归纳：（1）每个碳原子都结合了四个原子。（2）碳碳之间以单键结合，单键之间可以旋转，碳原子剩余的价键都与氢原子结合。（3）碳原子之间组成不是直线而是锯齿形的链状结构由以上结论归纳出“烷烃”的概念。这些烃分子中碳原子之间只以单键结合，剩余的价键均与氢原子结合；使每个碳原子的化合价都达到“饱和”，这样的烃叫做烷烃。烷烃之间组成锯齿形的链状结构。教师对链状做出适当解释，强调烷烃之间的组成链状结构，并不是直线，结构式中碳原子的连接方式并非与真实构型对应。既然结构相似，化学性质也相似，通过大量实验证明，cc非常稳定，是有机物的骨架，不易断裂。请学生根据甲烷的化学性质，推测烷烃的化学性质。2烷烃命名、通式、性质、同系物概念阅读教科书63页所给表3-1中常见烷烃的物理性质，你发现了什么？问题组：(1)烷烃的名称如何确定？（习惯命名法）(2)结构简式与结构式有什么异同？请自行根据名称，默写出结构简式。(3)请归纳出烷烃物理性质的规律性变化？(4)烷烃的分子组成与碳原子数有什么关系？如果某烷中碳原子数为n，氢原子数是多少？引导学生得出：所有烷烃都可以看成是h(ch2)nh，因此烷烃的通式表示为cnh2n+2。根据学生回答归纳，引出同系物的概念，强调“结构相似”和“分子组成上相差一个或若干个ch2原子团”。3同分异构现象和同分异构体”的概念利用图、表发现同分异构现象，给同分异构体下定义提问：观察图3-5和表3-2，回答（1）写出正丁烷和异丁烷模型的分子式（2）根据表3-2，请问正丁烷和异丁烷是否同一物质？（3）请说出是或否的原因。由于两种物质的结构简式、熔沸点密度均不相同，学生容易得出分子式相同但不是同一物质的认知冲突。发现了同分异构现象后，继续深究其微观上的原因。 ch3ch2ch2ch3 ch3chch3ch3经过分析对比发现这两种结构的分子组成相同，其分子式都是c4h10 。但并非同一物质，原因在于碳原子的连接方式不同，引导学生得出“同分异构现象和同分异构体”的概念。 ch3chch3ch3 ch3ch2ch2ch3 ch3ch2ch3ch2还可进一步提问：除这两种之外，丁烷还有没有其它的同分异构体？以下的球棍模型是不是呢？）结构简式。在模型的制作中有学生发现丁烷有两种结构。4以碳为骨架的有机物种类繁多的原因、有机物中碳原子