2019-2020年高一化学《甲烷教案》教学设计之一.doc

2019-2020年高一化学甲烷教案教学设计之一课题天然气的利用甲烷（第一课时）课型新授课授课教师教材版本苏教版普通高中课程标准实验教科书：化学必修2章节第三专题第一单元l 学生情况有机化学是化学中的重要分支，对学生而言，一切都是新的，学生没有任何框架。但是，学生在初中化学已经知道甲烷是一种化石燃料，可以燃烧，能从甲烷的组成上认识燃烧反应的产物。而甲烷是最简单的有机物，以甲烷为基础，带领学生进入有机化学的领域。l 教学内容 必修模块的有机化学内容，没有完全考虑有机化学本身的内在逻辑体系。教材的起点低，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“结构性质用途” 的认识关系。l 教学目标知识与技能：1、了解自然界中甲烷的存在及储量情况；2、掌握甲烷的电子式、结构式和甲烷的正四面体结构；3、掌握甲烷的重要化学性质，并理解取代反应的含义；4、了解甲烷对人类生产和生活的意义。过程与方法：1、在探究甲烷结构的过程中，提高空间思维的能力；2、掌握甲烷性质的过程中，逐渐理解“结构决定性质，性质反映结构”并学会运用；3、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。情感态度价值观：1、初步形成对有机化学领域的学习兴趣；2、认识化学微观世界分子结构的立体美；3、初步认识“结构决定性质”、“内因、外因辨证关系”等哲学思想；4、关心社会、环境、能源等问题，提高学生的环护意识。l 教学重点甲烷的结构和性质l 教学难点甲烷与卤素的取代反应l 教学方法（策略）以课堂演示实验以及计算机辅助实验和学生探究为主，教师串联讲解为辅的启发式教学。1. 采用直观道具和多媒体，激发兴趣，层层推进；2. 创设问题情境，吸引学生有意注意；3. 通过演示实验组织学生进行实验探究、分析、归纳、对比、演绎。l 教学媒体 仪器：储气瓶、烧杯、试管、导气管、火柴 药品：甲烷、高锰酸钾、溴水 设备：多媒体l 教学过程教师活动学生活动设计意图时间分配导入从上节课起，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？讲述从同学们的讨论声中，看出大部分同学都有关注时事政治的，没错，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一、甲烷的物理性质及其在自然界中的存在展示装有甲烷气体的储气瓶(瓶中留有少量水)，简单介绍仪器名称。提问通过观察，甲烷的物理性质都有哪些啊？根据学生的回答，归纳总结。板书1.物理性质：无色、无味、密度比空气小，极难溶于水。讲述植物在隔绝空气情况下分解能够产生甲烷，在油田和煤矿附近往往有天然气，它们都是“清洁”的燃料，无毒并且热能高。很多城市由烧煤改烧天然气后，酸雨的危害明显减弱。板书2.存在：天然气田、煤矿坑道、池沼等二、甲烷的分子组成与结构提问已知甲烷的密度在标况下是0.717g/L，含碳75，含氢25，利用这些数据怎样确定它的分子式？请同学们计算一下。总结相信同学们都能计算得到甲烷的分子组成是1个碳，4个氢。板书分子式：CH4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？回忆前面我们讲了C是第几主族的元素？最外层有几个电子呢？板书C的原子结构示意图讲述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。由此，同学们便可以写出甲烷的电子式。在我们以后的学习中，常用一根短线来代替一对共用电子对，从电子式便得到结构式，同学们写出甲烷的结构式。板书 电子式： 结构式： 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实验测得甲烷分子中4个CH键完全相同，每相邻的两个CH键之间的键角、键长、键能均相等。活动同学们利用手中的硬纸板、橡皮泥、小番茄、牙签等，制作出你们认为甲烷可能的空间构形。提问请同学来总结你们小组讨论的结果，并展示你们的作品。 过渡同学们的想象力都非常丰富啊，以上只是我们对甲烷结构提出的设想，如何进行验证？结构决定性质，性质映证结构，因此唯一方法是从性质实验出发寻找证实结构的依据。讲述 科学家通过测定，得到了甲烷的各种参数：键长：1.0910-10m键角：109028键能：413KJ/mol提问根据这些参数，同学们可以否定你们的哪些构象呢？实物展示甲烷分子的球棍模型和比例模型结论、板书空间构型：对称的正四面体构型构形特点：4个C-H键是等价的讲述C位于正四面体的中心，4个H分别位于正四面体的4个顶点上。过渡我们知道了甲烷分子的结构，而结构决定性质。甲烷这样的结构决定它有怎样的性质呢？下面，我们进入甲烷性质的学习。三、甲烷的化学性质板书二、甲烷的化学性质讲述下面，我们将做两个实验，请大家仔细观察现象边引导边演示实验一、甲烷通入酸性高锰酸钾和溴水现象：两种溶液均不褪色；结论：无发生反应。提问由实验可以推出甲烷具有稳定性，也就是甲烷的化学性质比较稳定。这是什么原因呢？你能从结构上予以解释吗？板书（1）稳定性过渡但任何物质的稳定性都是相对的，而它的变化是绝对的，一旦外部条件发生变化，甲烷也能发生反应。演示实验实验二、点燃甲烷引导a、理论火焰颜色和实际火焰颜色的区别b、提醒点燃之前必须验纯，并与实际生活相联系讲述甲烷与氧气反应,也就是天然气和沼气燃烧的道理所在.但和氢气一样,它也要验纯,当甲烷与空气混合到一定比例时就会发生爆炸,这也就是各种矿难中最主要的一点“瓦斯”爆炸,大家看一下瓦斯爆炸造成的危害.(展示图片)板书（2）可燃性 CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O探究实验大家看到，甲烷与氧气反应要点燃，那么与比O2氧化能力更强的Cl2反应时是怎样的呢？在与氯气反应时只要光照就行了。是不是就这么简单的反应呢？同学们对各种推测可能产生的现象进行预测与分析。接着，用动画演示展示实验现象和结果，对比之下自然可以知道哪一个推理才是符合实际情况的。动画演示甲烷与氯气的反应提问看完了这段动画，同学们再来总结一下，你看到了什么？总结 氯气的黄绿色逐渐消失，瓶壁上有黄色、无色油状液滴生成。讲述原来甲烷和氯气的反应有个新的名称取代反应板书取代反应：有机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。一氯取代：讲述从实验现象我们知道，取代反应过程中甲烷分子的H原子是逐步被Cl原子所代替生成了四种取代物。同学们在课本写出二氯、三氯、四氯取代的反应方程式。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？四、甲烷的用途板书用途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。以一首小诗总结甲烷的相关性质（见附1）猜想、讨论、回答带着对疑问的种种设想，进入新课学习。观察、思考、请一学生闻气味。观察颜色、状态、思考溶解性。各抒己见做笔记知道沼气、坑气、天然气的主要成分均是甲烷学生在自己的练习本上计算思考与回忆学过的知识：元素周期表根据教师的提示，引发思路同学上来写甲烷的电子式和结构式。核对思考：分子的结构式不一定代表分子的真实构型以小组为单位讨论、并搭出甲烷的球棍模型、比例模型等。对比、意见交流讨论结果：可能有两种结构平面正方形结构和正四面体结构进一步思考，讨论、判断观察，对比自己制作的模型记录重点内容观察现象；得出结论联系刚刚学过的内容，思考回答：甲烷为正四面体结构，比较稳定观测实验现象分析原因领悟安全的重要性学生推测甲烷与氯气反应的各种可能性讨论、分析仔细观看多媒体演示实验总结并解释实验现象对重点内容进行记录书写反应方程式思考、讨论、总结总结阅读、自己提取重要信息以国家重大事件引入，设问激发兴趣。引发学生学习新内容的兴趣。培养学生观察能力，教其观察实验的方法；使学生对甲烷有初步的感性认识。归纳总结对学生进行环保教育提高学生计算能力通过提问，引发学生回忆旧知识，引出新知识，自然过渡到甲烷的电子式培养学生的思维能力，引导其通过思考解决问题。培养学生的观察能力、分析推理能力引导学生应用几何知识分析物质空间结构，培养学生的推理能力、空间想象能力。在交流中进一步认识使学生认识物质结构决定性质,性质映证结构的辨证关系层层推进，得出探究结果。引导学生形成层层深入的思维结构，解决问题。通过甲烷构型的探究，培养学生探究思维的能力，归纳总结的能力。顺应学生学习有机物的基本思路：结构决定性质让学生领悟实验是检验事实的客观标准映证有机物的结构决定性质的结论对学生进行辨证教育，指导学生应从不同角度看待问题借此说明有机反应的复杂性对学生进行安全教育充分调动学生的想象力借助多媒体直观展示实验，节省复杂实验所需时间。训练学生总结归纳的能力，引导学生发现问题、分析问题。对重难点内容详细分析，引导学生对实验现象做出正确理解。通过书写重要方程式，加深对新概念的理解。遵循性质决定用途的思路明确本节课的重、难点培养其自学能力；生动的结束本节课。1min1min4min1min1min2min1min1min2min2min1min2min1min1min2min2min1min4min2min2min2min1min2min作业：思考：如何通过实验验证甲烷的正四面体结构？查阅相关资料，设计可行的实验方案下节课继续探讨。查阅资料、小组讨论培养学生查阅资料、设计实验的能力1min板书设计第一节 最简单的有机化合物甲烷一、甲烷的物理性质及其在自然界中的存在 1.物理性质：无色、无味、密度比空气小，极难溶于水。2.存在：天然气田、煤矿坑道、池沼等二、甲烷的分子组成和结构化学式：CH4电子式： 结构式： 空间结构：对称的正四面体结构 构形特点：4个C-H键是等价的三、甲烷的化学性质1、 1.稳定性2.可燃性 CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O 3.取代反应：有机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。一氯取代：四、甲烷的用途l 课后反思本节课是有机物的开端，以最简单的物质引领学生进入有机化学的世界。关键是帮助学生建立学习有机化学的方法，以及培养其建立模型的空间思维能力，体现在本节课上便是甲烷空间构型的建立。本教案将其设计成探究活动，通过同学们亲身参与到模型的制作以及探究，帮助学生对此重点内容的掌握。本节课的另一个重点及难点的内容取代反应，也以探究的方式进行，但是其具体实施过程还不能够完全让学生参与进来，所以还不能完全体现探究的成果。此方面需做进一步的改进和再设计，以达到学生最大程度理解和掌握的目的。附一：甲烷，来自臭水沟的呐喊当耻辱、腐败和污秽裹在我的身上当愤怒、孤独和悲哀充斥我的胸膛我渴望渴望来自天外的阳光在沉沦中发酵在地狱里成长挤出罪恶魔爪呀我也有五彩的梦想朋友啊，不要给我歧视的目光纵然没有花的美艳芬芳只要你恩赐 恩赐一根火柴就好我将用一生把生活照亮