第一节最简单的有机化合物—甲烷

1、 第一节 最简单的有机化合物甲烷 第一课时教学目标：1.要求学生掌握甲烷的电子式、结构式的写法，初步认识甲烷分子的空间结构。2.掌握甲烷的重要化学性质3.使学生了解烷烃的组成、结构和通式。使学生了解烷烃性质的递变规律。4.使学生了解同系物、同分异构现象和同分异构体（碳原子数在5以内）。教学重点：甲烷的结构特点和甲烷的取代反应；同分异构体和同系物。教学难点：主要是学生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的思维模型，帮助学生从化学键的层面认识甲烷的结构和性质。课时：甲烷的性质1课时、烷烃1课时教学方法：讲授、讨论、小组合作、学生

2、制作等教学方法和实验条件控制、比较、类比、模拟、抽象、模型等科学方法与逻辑方法。教学过程： 投影西气东输工程简介；煤矿瓦斯爆炸事故原因。讲述世界20%能源由天然气提供，天然气还是重要的化工原料。这节课我们就来研究甲烷的结构及物理、化学性质。板书 第三章 有机化合物第一节 最简单的有机化合物甲烷1、分子组成CH42、结构提问1、碳原子有几个价电子，通常与别的原子形成几个共价键?4个价电子，四个共价键。2、写出甲烷的电子式。板书电子式：用“”代表一对共用电子，结构式：讲解结构式仅用来表示分子中原子的连结顺序,不能表示分子中原子在空间的分布。 实践活动按课本要求动手实验：展示优秀作品。引导观察图31

3、所示的C与H的相对位置关系。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。展示球棍模型及比例模型：借助球棍子模型讲解人们是如何确定甲烷是正四面体空间结构，而不是平面正方形结构。投影拓展资料：甲烷分子结构的参数：1、键角都是1090282、键长109×1010m3、键能是413kJ/mol 强调结构式实际是分子球棍模型在平面上的投影。练习甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是正方形的平面结构，理由是：A、CH3Cl不存在同分异构体 B、CH2Cl2不存在同分异构体 C、CHCl3不存在同分异构体 D、CH4中四个价键的键长和键角都相等 讲解甲烷不论是正四面体

4、结构，还是平面正方形结构，CH3Cl、CHCl3都无同分异构体，故选项A、C的理由不充分。若甲烷是平面正方形结构，CH2Cl2存在两种同分异构体：而实际CH2Cl2不存在同分异构体，因此假设不合理。若甲烷是正四面体结构，此时CH2Cl2不存在同分异构体，故选项B是正确的。选项D也是错误的，因为甲烷不论是正四面体结构，还是平面正方形结构，CH4中四个价键的键长和键角都相等，故理由不充分。过渡下面我们来研究甲烷的性质板书一、甲烷的性质复习初中所学甲烷的物理性质。归纳、板书物理性质：无色无味气体，比空气轻，难溶于水。演示将甲烷分别通入加了酸碱指示剂的盐酸、氢氧化钠、高猛酸钾溶液中。观察溶液颜色均无变

5、化（请学生回答）归纳、板书一般情况下，性质稳定，跟强酸、强碱或强氧化剂等不起反应。讲述甲烷的稳定性是相对的，在特定的条件下，也会发生某些反应。练习咱们都知道甲烷是一种重要的燃料，请同学们写出甲烷燃烧的化学方程式。板书、甲烷的氧化反应CH4(g)2(g) CO2(g)+2H2O(l)强调有机方程式书写用表示。小组探讨1、点燃甲烷前要进行什么操作?验纯2、火焰的颜色是什么?淡蓝色3、燃烧时火焰是淡蓝色的气体还有哪些?CO、H2、H2S、(CH4)4、燃烧后的产物如何检验?用冷烧杯罩住火焰,再向烧杯中加入澄清石灰水讲述甲烷是一种很好的气体燃料。但是必须注意，如点燃甲烷跟氧气或空气的混合物，会立即发生

6、爆炸。在煤矿的矿井里，如果空气中甲烷的含量达到一定比例时，遇到火花就会发生爆炸，所以必须采取安全措施，如严禁烟火、注意通风等，以防止爆炸事故发生。此例说明，对一个化学反应有充分、全面的认识，才能利用它、控制它，防止其有害的一面。过渡甲烷在常温下稳定，但当条件改变时，是否可以同其他物质发生反应？板书2甲烷的取代反应科学探究实验条件控制1：在收集好甲烷的试管中，迅速加入0.5 g KMnO4和1mL盐酸，用黑纸包好。2：在收集好甲烷的试管中，迅速加入0.5 g KMnO4和1mL盐酸。距离15 cm用燃着的镁条（日光、高压汞灯等其他光源）照射。实验测试：用润湿的蓝色石蕊试纸在瓶口检验。实验记录反应

7、条件反应物状态生成物状态反应中的现象试纸的变化实验1     实验2  反应现象原理探究（1） 光是反应发生的主要原因。（2） 黄绿色逐渐褪去，瓶壁出现油状液滴，说明产生了不溶于水的物质。（3） 瓶口有白雾，使试纸变红，推断有氯化氢生成。结论甲烷与氯气在光照条件下可以反应。讲述实验现象说明甲烷跟氯气在光照下直接起反应生成了新物质，这一反应发生的过程是怎样的呢？生成物又是什么呢？这个反应是什么类型的反应呢？为了形象、直观地说明这些问题，我们用电脑动画模拟反应过程表示如下。演示电脑动画模拟一氯甲烷的生成过程。讲述从模拟过程可以看

8、出，在光照的条件下甲烷分子中的氢原子可被氯气中的氯原子所取代而生成一氯甲烷和氯化氢，但是反应并没有终止，生成的一氯甲烷仍继续跟氯气作用，依次生成二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷，请看反应模拟过程：演示电脑动画模拟二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷的生成过程。讲述根据反应过程，这个反应生成一氯甲烷、二氯甲烷的化学方程式。设问这两个化学方程式和我们以前学过的方程式比较有何不同？（1）用结构式代替分子式；（2）用箭号（）代替等号（=）。（请学生回答）讲述为了明显起见，用结构式代替分子式，注意化学方程式箭号（）表示。这是因为有机化合物参加的化学反应往往比较复杂，常有副反应发生等。因此，这类反应的化学方程式通常不

9、用等号，而是用箭号（）表示，且常常用结构式代替分子式。设问同学们能否将生成三氯甲烷和四氯甲烷的化学方程式表示出来？学生板演（略）投影四个反应的方程式。讲述在这些反应里，甲烷分子里的氢原子逐步被氯原子所代替而生成了四种取代产物，有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应叫取代反应。板书取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应叫取代反应。演示电脑动画重复模拟取代反应的全过程，进一步理解取代反应的含义。讲述在隔绝空气的条件下加热到1000左右，甲烷就开始分解；当温度再升高时，分解比较完全，生成炭和氢气。板书3、热解反应：CH4 C+2H2总结这节课我们

10、学习了甲烷的性质，要求重点掌握甲烷的性质、特别是化学性质，理解有机物取代反应含义，注意将所学知识运用于生产生活实际。思考1甲烷的性质与氢气的性质有何区别？2取代反应与置换反应有何区别？课堂练习1、2005年1月21科学家对“惠更斯”号探测器拍摄的土卫六照片分析后发现，“惠更斯”号着陆地带有刚下过甲烷雨的痕迹。除降雨的痕迹外，还发现了侵蚀、机械摩擦的痕迹以及一些水文活动痕迹。这些痕迹与地球上的很相像。已知土卫六大气层主要由氮和甲烷组成，甲烷沸点-161.49,下列说法正确的是 A、土卫六表面温度大约为零下180摄氏度 B、土卫六上有可能存在生命C、土卫六可能有氧气存在 D、土卫六大气层与约40亿

11、年前生命诞生前的地球大气层完全不同2二氟甲烷是性能优异的环保产品，它可替代某些会破坏臭氧层的“氟里昂”产品，用作空调、冰箱和冷冻库的制冷剂。试判断二氟甲烷的结构简式有A、有4种 B、有3种 C、有2种 D、只有1种3若要使0.5 mol 甲烷和Cl2发生取代反应，并生成相同物质的量的四种取代物， 则需要Cl2的物质的量为A、2.5 mol B、2 mol C、1.25 mol D、0.5 mol428届国际地质大会提供的资料显示，海底有大量的天然气水合物，可满足人类1000年的能源需要。天然气水合物是一种晶体，晶体中平均每46个水分子构建成8个笼，每个笼可容纳1个CH4分子或1个游离水分子。根

12、据上述信息，完成（1）（2）题：（1）下列关于天然气水合物中两种分子极性的描述正确的是 A、两种都是极性分子 B、两种都是非极性分子C、CH4是极性分子，H2O是非极性分子D、H2O是极性分子，CH4是非极性分子（2）若晶体中每8个笼只有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离H2O分子填充，则天然气水合物的平均组成可表示为A、CH4·14H2O B、CH4·8H2O C、CH4·7H2O DCH4·6H2O5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

13、面_，试管壁上有_出现，水槽中还观察到_。参考答案：1、A 2、D 3、C 4、解析：水分子是极性分子，甲烷是非极性分子。根据题示条件，所求天然水合物中CH4和H2O分子数之比为：48:6=8:1。所以，化学式可表示为：CH4·8H2O。答案为：（1）D。（2）B。5甲烷和氯气光照生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、氯化氢等物质，随着反应的进行，氯气不断消耗，黄绿色逐渐消失。又由于生成的二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳在常温下都为液体，氯气易溶于有机溶剂中，使试管壁上有黄色油滴出现。因生成的氯化氢易溶于水，反应后，试管内气体压强减小，水位在试管内上升。氯化氢溶于水后，氯离子浓度增大，使氯化钠溶解度降低，析出氯化钠晶体。所以答案为：变浅，上升；黄色油珠；白色沉淀。作业P57 1、2、3板书计划 第三章 有