高一下学期化学人教版必修2教案 第三章第一节 最简单的有机化合物-甲烷

PAGE第三章有机化合物第一节最简单的有机化合物—甲烷本节教材分析三维目标1．知识与技能：（1）了解甲烷分子的空间结构特征，能够书写甲烷分子的结构式、电子式。（2）了解甲烷的化学性质，了解取代反应的特征。（3）了解烷烃组成、结构，类推烷烃的主要性质；（4）知道同系物、同分异构体的概念，能够根据结构式或结构简式进行简单判断。2．过程与方法：（1）运用模型制作、实验探究、观察、交流讨论等手段，结合多媒体提高学生的知识迁移能力，运用能力和形成有机化学的学习思想。（2）初步体会有机物分子结构的特点及其对性质的影响。通过甲烷取代反应的探究，初步学会化学中对有机物进行科学探究的基本思路和方法。3．情感态度价值观：（1）

通过甲烷性质的学习，体会有机物跟无机物的区别和联系，初步形成对于有机化学领域的学习兴趣，体会有机物在生活、生产中的的重要研究价值。（2）通过能源危机及可燃冰开发情况的了解，让学生感受到化学科学与生产和社会发展的密切联系，增强社会责任感和使命感，并体验科学探究的喜悦。教学重点甲烷的结构特点和取代反应。教学难点建立甲烷的立体结构模型，从化学键的层面认识甲烷的结构和性质。教学建议教学过程中要注意以下几个方面：（1）学生在初中阶段已经接触到甲烷的初步知识，教学过程中可以及时联系初中化学内容，做好初高中相似内容的衔接。（2）充分利用身边素材，让学生自己制作甲烷的分子模型（如木棍、小球、橡皮泥等），从而使学生从感性角度认识甲烷的分子结构。（3）把握教学内容深浅度，严格按照课程标准进行教学。一是区分好甲烷在必修2和选修5两个模块教学要求的差异，不要将甲烷的教学拓展到选修5模块内容；二是烷烃的教学只要求初步知识，不要延伸到化学性质等层面。新课导入设计导入一从今天起，我们将学习有机化合物的知识。有机化合物与人类的生活有密切的关系，在衣、食、住、行、医疗、能源、材料、科学技术及工农业生产等各领域中都起着重要作用。有机化合物有两个基本特点：数量众多，分布极广。其中仅含碳和氢两种元素的有机物称为烃。人们熟悉的甲烷就是最简单的烃，也是最简单的有机物。今天我们就来学习甲烷。导入二猜一猜：它是一种最简单的有机化合物；它是植物的残体在隔绝空气的情况下发酵分解而得；它是三大化石燃料之一；近年来频发的煤矿瓦斯爆炸就与它有关，它是谁?

导入三盗墓贼的下场：1928年夏天，军阀徐源泉部下的一名军长孙殿英，把贪婪的目光盯上了豪华富丽的东陵慈禧墓，他要趁军阀混战、群龙无首的机会开墓取宝，发笔横财。经过了两三个月的挖掘和爆破，奉命开墓的官兵终于打开了慈禧墓，进入墓室后，他们首先看到的是一个精致的烟盒装着上等的鸦片，旅长韩大宝烟瘾顿发，摸出火柴就想美美地抽它几口，可刚把火柴一划，墓室就发生了爆炸，突然间卷起了一片火光，他们被炸得血肉横飞。到底是什么东西使盗墓贼横遭厄运？原来是一种叫甲烷(CH4)的气体创下的奇迹，我们这一节课就来认识甲烷的一些性质！【教学过程】投影图片：沼气池、西气东输、瓦斯爆炸。这里气体的主要成分均为甲烷，甲烷作为一种高效、清洁的能源，你对它了解多少呢？复习回顾：你对甲烷知多少？引导学生结合初中学过的知识和图片信息总结。学生回答教师加以评价并投影结论在已有知识的基础上我们继续探究甲烷的性质。甲烷是一种最简单的有机物，也是一种常见的非金属气态氢化物，请同学们思考：HCl、H2S、NH3等均为非金属气态氢化物，它们都能被强氧化剂KMnO4氧化，且能与强酸或强碱反应。CH4是否具有这些化学性质呢？实验是检验真理的唯一标准，下面我们通过实验来探究。分别将甲烷通入加了酸碱指示剂的氢氧化钠、盐酸，酸性KMnO4溶液中，观察现象，颜色是否褪去？学生观察实验现象，总结实验结论：通常状况，甲烷非常稳定。与强氧化剂、强酸、强碱都不反应。物质的性质是由结构决定的，甲烷分子具有怎样的结构特点呢？下面我们来探究甲烷的结构。一、甲烷的结构引导学生书写甲烷的分子式、电子式、结构式。师生共同分析CH键的特点及氢原子之间的作用力。甲烷分子中的原子在空间是如何分布的呢？请同学们展示课前制作的正四面体及甲烷分子模型。教师给予评价，择优保存。并出示球棍模型和比例模型甲烷的结构特点结合图片师生共同分析：甲烷分子是以碳原子为中心，四个氢原子为顶点的正四面体。4个C－H键完全相同，夹角相等。这种稳定的结构决定甲烷在常温下化学性质非常稳定，不与强氧化剂、强酸、强碱反应。但在特定条件下，甲烷也会发生某些反应，如甲烷有可燃性。二、甲烷的化学性质1.氧化反应点燃纯净的甲烷。学生观察现象，写化学方程式甲烷燃烧时放出大量的热，生成物无污染，因此甲烷是一种很好的燃料。投影问题：根据学到周期表的有关的知识，提出大胆而合理的猜想：CH4能和氧气发生反应，在一定的条件将甲烷和氯气混和在一起，你认为能发生反应吗？你猜想的依据是什么？学生思考交流元素周期表参照课本61页实验，思考下面问题：1.你从实验中得到哪些信息。2.从所得信息中你能获得哪些启示？甲烷与氯气的取代反应提请学生观察现象并思考上面的问题课件分析反应历程，学生根据提供的信息写出化学方程式。强调反应的注意事项，分析反应的特点，得出取代反应的概念。2、取代反应在制作的甲烷模型上进一步操作，将其中的两个氢原子被两个氯原子取代，仔细观察，你得到的结构有几种？再次体验甲烷分子的结构和取代反应。CH2Cl2只有一种结构能证明甲烷是正四面体的立体结构而不是平面分子。NH3在一定条件下能分解成N2和H2，结合NH3的热稳定性和元素周期律，请你来分析甲烷受热是否能分解呢？为什么？学生分析得结论在隔绝空气的条件下加热到1000°C左右甲烷就会分解，生成炭黑和氢气。生成的炭黑可用于制油漆、鞋油，加入橡胶中制轮胎能增加耐磨性，因此甲烷是一种很好的化工原料。3、分解反应三、用途化工原料、燃料1、知识小结：回顾知识点，指出重点2、方法小结：研究有机物的基本思路和方法【板书设计】最简单的有机化合物甲烷一、甲烷的结构二、甲烷的化学性质1.氧化反应2.取代反应3.分解反应三、甲烷的用途第二课时烷烃：前面学过，有机化合物里，又一大类物质是仅由C、H两种元素组成的，这类物质总称为烃，也叫碳氢化合物。甲烷是烃类里分子组成最简单的物质。除甲烷外，还有乙烷、丙烷、丁烷等等。：P62展示乙烷、丙烷、丁烷分子模型，试写出它们的结构式，并归纳出它们在结构上的特点：在这些烃的分子里，碳原子跟碳原子都是以单键结合成链状，跟甲烷一样，碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合。这样的结合使得每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到“饱和”。这样的烃就是我们今天要学习的——饱和烃，又叫烷烃：二、烷烃1、概念：烃的分子里每个碳原子的化合价都已充分利用达到“饱和”的链烃叫做饱和链烃，也叫烷烃。2、烷烃结构、组成特征①、碳原子间都以C-C相连、其余都是C-H键；②、C原子都形成4个共价键；形成四面体结构；③、碳链可以转动的，：阅读表3-1总结烷烃物理性质递变规律，并思考以下两个问题①、烷烃分子通式如何写？②、状态、溶沸点、密度随碳原子数增大如何变化？：（师生共同）3、烷烃的通式：CnH2n+24、烷烃的物理性质：①、状态：一般情况下，1—4个碳原子烷烃为______，5—16个碳原子为_____，16个碳原子以上为______②、溶解性：烷烃_____溶于水，_____溶(填“易”、“难”)于有机溶剂。③、熔沸点：随着碳原子数的递增，熔沸点逐渐_____________。④、密度：随着碳原子数的递增，密度逐渐___________。：1、烷烃的化学性质有那些？为什么？（与甲烷相似）：5、烷烃的化学性质：①、通常状况下很稳定，与酸、碱和氧化剂都不反应，也难与其它物质化合②、可燃：在空气中燃烧生成水和二氧化碳。③、取代：在光照条件下，都能与氯气等发生取代反应。:烷烃中最简单的是甲烷,那么随着碳原子的增加,我们又如何命名呢?请阅读教材P63第三段内容。：6、烷烃的习惯命名方法(1)、根据分子里所含碳原子的数目来命名。①、碳原子数在十以下的，依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示。如：戊烷、辛烷等。（石油液化气就是丙烷和丁烷的混合气，打火机里的液体主要是丁烷）②、碳原子数在十以上的，就用数字来表示。如：十一烷、十七烷等(2)、含相同碳原子数而结构不同时，通常用“正”“异”“新”来表示：烃基—烃分子失去一个或几个氢原子后所剩余的部分。一般用“R—”表示。如果这种烃是烷烃，那么烷烃失去一个氢原子后所剩余的原子团叫烷基。如：—CH3叫甲基，—CH2CH3叫乙基。（练习：丙基、丁基）：例1、下列有机物常温下呈液态的是（C）A、CH3(CH2)2CH3B、CH3(CH2)15CH3C、CHCl3D、CH3Cl例2、正己烷的碳链是（C）A、直线形B、正四面体形C、锯齿形D、有支链的直线形例3、请同学们写出丁烷、己烷的结构式，据它们的结构式写出以上烷烃的结构简式。：结构式的书写方法：可以先写碳链，后添加氢原子。结构简式的书写方法：省略C—H键，把同一C上的H合并，或再省略横线上C—C键（CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3）：乙烷CH3CH3、丙烷CH3CH2CH3、丁烷CH3CH2CH2CH3十七烷CH3(CH2)15CH3分析上述式子，我们可以发现它们在结构和组成上有什么相同点和不同点？：（1）、碳原子间都以C-C相连成链状，其余都是C-H键；（2）、：二、同系物：1、概念：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。如：甲烷、乙烷、丙烷互称为同系物：例3、下列化合物互为同系物的是（B）A①CH3CHO和CH3COOHB、C2H6和C4H10HBrCH3C、Br—C—Br和Br—C—HD、CH3CH2CH3和CH3—CH—CH3HH例4、下列数据是有机物的式量，其中可能互为同系物的一组是（A）A．16、30、58、72B．16、28、40、52C．16、32、48、54D．16、30、42、56例5、在同系物中所有同系物都是（BD）A、有相同的分子量B、有相同的通式C、有相同的物理性质D、有相似的化学性质2、掌握概念的三个关键：①、一差（分子组成至少相差一个CH2原子团）②、一同（具有相同的通式）③、二相似（结构相似，化学性质相似）：3、展示4个碳原子的球棍模型连接方式，看是否为直线结构？其碳原子有没有其他连接方式？：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象。如正丁烷和异丁烷。（甲、乙、丙烷有同分异构现象吗？）：三、同分异构现象和同分异构物体1、同分异构现象：化合物具有相同的，但具有不同的现象2、同分异构体：①、概念：化合物具有相同的，不同的物质互称为同分异构体②、特点：三相同（分子组成相同、分子量相同、分子式相同），二不同（结构不同、性质不同）：例6、有下列各组微粒或物质：CH3A、O2和O3B、C和CC、CH3CH2CH2CH3和CH3CH2CHCH3HClCH3D、Cl—C—Cl和Cl—C—HE、CH3CH2CH2CH3和CH3—CH—CH3HH①、组两种微粒互为同位素②、组两种物质互为同素异形体③、