天然气的利用.doc

天然气的利用甲烷教学目标： 知识与技能：1.能说出甲烷的物理性质，认识甲烷的化学性质，掌握甲烷的结构式的写法，知道甲烷的正四面体构型 2.建立取代反应的概念并初步建立烷烃的知识结构体系 过程与方法：1.通过查阅资料，交流讨论，学会自己获取有关甲烷用途的知识 2.体验实验过程，在观察实验现象的基础上学会归纳甲烷的性质 情感态度与价值观：1.认识天然气对人类资源的贡献，增强节约能源和保护环境的意识 2能结合实际说出天然气及其它能源再生产、生活实际中的应用教学重难点：甲烷的正四面体结构、甲烷的取代反应及反应的本质教学过程设计：（教师）同学们，今天我们学习专题3的第一单元，化石燃料与有机化合物，下面请看几张图片。同学们你们知道“西气东输” 中的气指的是什么气吗？这些管道里输送的是什么气吗？（学生）天然气（教师）那么天然气的主要成分又是什么呢？（学生）甲烷（教师）的确，天然气的主要成分是甲烷，今天我们就一起来学习天然气的利用甲烷，甲烷是最简单的有机化合物，从这节课开始我们将进入有机化合物的学习（板书）天然气的利用甲烷（教师）除了天然气中含有甲烷，甲烷还会存在什么中呢？请同学们看几张图片。 （教师）主要存在于农村沼气、可燃冰和我们刚刚提到的天然气中。（教师）讲解题目（见ppt）得出甲烷的分子式是CH4(教师)现在知道了甲烷的分子式，那么甲烷的结构是怎么样的呢？（板书）1.甲烷的分子结构（提问）现在请同学们写出甲烷的分子式、电子式和结构式（板书）分子式：CH4 电子式： 结构式：（讲解）C原子的最外层有4个电子，H原子的最外层有1个电子，一个C原子提供最外层的1个电子，一个氢原子提供最外层的一个电子，两者配对形成共价键，4个H原子形成4根共价键。在甲烷分子中C达到8电子的稳定结构，H达到2电子的稳定结构。其实上面这只是甲烷的平面结构，并不能代表甲烷的立体结构，那么甲烷的空间结构是怎样的呢？（展示）甲烷的模型（讲解）经过科学实验证明甲烷分子的结构是正四面体结构，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点上。甲烷分子中的四条C-H键的键长、键能分别相等，每两条C-H键之间的夹角都是 10928。（板书）空间结构：正四面体型（教师）因此在写甲烷的结构式时，不仅可以用其平面结构表示，而且可以用其空间结构正四面体型来表示，现在我们已经知道了甲烷的组成和结构，有甲烷的结构式知道甲烷比较稳定。下面我们一起来学习甲烷的性质，首先来了解其物理性质。（设问）在初中我们已经学过有关甲烷的知识，请同学们回顾已学知识，说说甲烷的物理性质。（学生）甲烷是无色无味的气体，密度比空气小，难溶于水，可以燃烧，火焰是淡蓝色的（板书）2.物理性质：CH4是无色无味的气体，密度比空气小(=0.717g/L)，极难溶于水。（过渡）回答非常正确，现在我们已经知道了甲烷的物理性质，那么甲烷的化学性质又是怎样的呢？由甲烷分子的结构知甲烷是较稳定的物质。但在一定条件下也能与其它物质发生化学反应。下面我们就来学习有关甲烷的化学反应。（板书）三、甲烷的化学性质：（教师）请同学们翻开课本第59页，完成交流与讨论的第三题，写出甲烷燃烧的热化学方程式，经查阅资料知1mol的甲烷完全燃烧放热889.6KJ. （学生板书）CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l),H=-889.6kJ/mol（教师）在这个反应中，氧由0价降低到-2价，作氧化剂，氢由-1价升高到+1价，作还原剂，所以这是个氧化还原反应，这就是我们要学的关于甲烷第一个反应： A、甲烷的氧化反应： （教师）下面我们将介绍有关甲烷的一种重要反应取代反应（过渡）在溴、碘的提取一节，我们已经学习了提取碘的化学反应原理，记得实验中我们加少量CCl4 ,其中的CCl4就是由甲烷和氯气的取代反应制得的（板书）B、甲烷的取代反应（教师）请同学们先看一个甲烷和氯气反应的实验视频（视频）请大家仔细观察实验（教师）我们一起来总结这个实验中的实验现象：混合气体的黄绿色变浅，量筒壁上出现油滴，量筒内的液面上升。（讨论）分析上述实验中所观察到的现象，从中可以得到那些结论？1 说明量筒内的混合气体在光照的条件下发生了化学反应2 量筒壁上出现液滴，说明反应中生成了新的油状物质，且不溶与水。3 量筒内液面上升，说明随着反应的进行，量筒内的气压在减小，即气体总体积在减小（教师）其实这是甲烷发生下面的反应，CH4中H原子逐个被Cl原子代替了（板书）（讲解）在上述反应中，甲烷分子中的4个氢原子逐步被氯原子取代，生成一系列甲烷的氯取代物和氯化氢。甲烷的取代反应还可以这样理解：（投影）见ppt（板书）像这样，有机化合物分子中的某种原子（或原子团）被另一种原子（或原子团）所取代的反应，叫做取代反应。（注意）：反应条件光照（室温下在暗处不发生反应）。 反应物质纯卤素单质，例如甲烷与氯水、溴水不反应，与氯气、溴蒸气光照条件下发生取代反应。 甲烷分子中的四个氢原子可逐一被取代，故甲烷的卤代物并非一种，而是几种卤代物的混合物。 反应方程式中用“”而不用“=”，因为有机化学反应的副反应较多，在今后遇到的有机反应都要用“”，但反应要配平（板书）C、甲烷的分解反应 在隔绝空气的情况下，加热至1000度左右，甲烷分解生成炭黑和氢气：（教师）此反应分解生成的炭黑是橡胶和燃料工业的重要原料，可用于制造颜料、油漆等（板书）四、甲烷的应用1. 作为一种重要的燃料2. 作为重要的化工原料，合成一些重要的有机化合物3. 制备橡胶工业的原料碳黑 （总结）这节课我们学习了天然气，天然气的主要成分是甲烷，知道了甲烷的空间结构是正四面体型，学习了甲烷的氧化反应，与O2燃烧产生CO2、H2O，且放出大量的热量，是一种高效清洁的燃料，掌握了一种新的反应取代反应，此外还学习了甲烷的分解反应，知道利用甲烷的化学反应能够制取一些重要的化工产品。（练习）见ppt板书设计：天然气的利用甲烷一 甲烷的结构正四面体型二 甲烷的物理性质：无色无味的气体，密度小于空气，难溶于水三 甲烷的化学性质：A.甲烷的氧化反应： B.甲烷的取代反应： C