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視頻標簽：最簡單的有機化合物,甲烷
所屬欄目：高中化學優質課視頻
視頻課題：人教版高中化學必修二第三章第一節《最簡單的有機化合物---甲烷》江西省 - 上饒
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人教版高中化學必修二第三章第一節《最簡單的有機化合物------甲烷》江西省 - 上饒
課題： 最簡單的有機化合物------甲烷
知識與技能 1、掌握甲烷分子的空間結構特征，能夠書寫甲烷分子的結構式、電子式 2、掌握甲烷的化學性質。 3、了解取代反應的特征。
4、了解甲烷的存在和甲烷的用途等。
過程與方法 1、通過對甲烷的正四面體結構的認識，掌握分析一氯甲烷、二氯甲烷和三氯甲烷、四氯化碳分子結構的方法。
2、通過甲烷分子模型的分析，學會根據比例模型、球棍模型分析分子結構的方法。 情感態度價值觀 以甲烷的存在和用途等為素材，增強化學在人類重要作用的認識。 重 點 甲烷分子的空間結構，甲烷的化學性質 難 點
甲烷跟氯氣的取代反應
教學步驟、內容
【多媒體展示】播放新聞視頻來創設情境引入新課。 【引入】我們將學習最簡單的有機化合物------甲烷的知識。 【板書】第一節 最簡單的有機化合物------甲烷( methane)
自然界中的存在
存在：天然氣田、煤礦坑道、沼氣、油田氣等
【投影】展示天然氣、煤礦坑道氣、沼氣，可燃冰等的圖片。
【講解】我國的天然氣已探明儲量為1.37萬億立方米，居世界第19位。主要分布在中西部的四川、重慶、甘肅、青海、新疆等地區及海底。天然氣是一種高效、低耗、污染小的清潔能源。它還是一種重要的化工原料。“西氣東輸”就是將新疆等地的天然氣，通過管道東輸到長江三角洲，最終到達上海的一項巨大工程。
【講解】植物在隔絕空氣情況下分解能夠產生甲烷，我國是世界上最早發現和利用天然氣的國家，比西方要早一千三百年。現在我國天然氣利用發展很快，常與石油和煤炭伴生，在油田和煤礦附近往往有天然氣，它們都是“清潔”的燃料，無毒并且熱能高。很多城市由燒煤改燒天然氣后，酸雨的危害明顯減弱。 【板書】一、甲烷的物理性質
【實驗】展示裝有甲烷氣體的儲氣瓶(瓶中留有少量水)，簡單介紹儀器名稱。 【提問】通過觀察，甲烷的物理性質都有哪些？
【板書】1、物理性質：無色、無味、密度比空氣小，極難溶于水。 【板書】二、甲烷的分子結構
【講解】 因為碳原子有四個價電子，欲形成八個電子的穩定結構，需要形成四對共用電子對才能達到八個電子的穩定結構；氫原子核外有一個電子，欲形成兩個電子的穩定結構，需要形成一對共用電子對才能達到兩個電子的穩定結構。所以甲烷的化學式為：CH4
【隨堂練習】已知甲烷的分子式為CH4，①寫出甲烷的電子式；②寫出甲烷的結構式。 【板書】
1、電子式：
2、 結構式：
【過渡】結構式僅用來表示分子中原子的連結順序,不能表示分子中原子在空間的分布。我們知道了甲烷的分子式和結構式，那么甲烷分子的結構是什么樣的呢？ 【活動1】 請同學們拼插出甲烷分子的球棍模型。
【講解】甲烷的電子式和結構式只能表示甲烷分子中碳、氫原子的結合方式，但不能表示甲烷分子中原子在空間的排布情況。經過科學實驗證明甲烷分子的結構是對稱的正四面體結構，碳原子位于正四面體的中心，4個氫原子分別位于正四面體的4個頂點上，四個C—H鍵強度相同。
【演示】用4個氣球模擬甲烷的空間結構，觀察4個氣球在空間的排列，體會甲烷分子中4個C－H鍵的空間分布。 【展示】甲烷的比例模型和甲烷的球棍模型
【板書】3、空間結構：正四面體結構
【過渡】我們知道了甲烷的分子結構，那么由這種結構決定的甲烷的化學性質是什么樣的呢？ 【板書】三、甲烷的化學性質
【講解】我們知道酸性KMnO4溶液具有很強的氧化性，若遇到一般的還原性物質時常常會發生氧化還原反應，且自身被還原褪色。那么，甲烷能否被酸性KMnO4溶液氧化呢？ 【演示實驗】將CH4通入酸性KMnO4溶液中，觀察現象 【實驗現象】：溶液顏色無任何變化，即不褪色。
【講解】通常情況下，甲烷很穩定，不能使KMnO4溶液和溴水褪色。即不能與強氧化劑反應，而且也不能與強酸或強堿反應。 【板書】1、穩定性
【過渡】甲烷在常溫下穩定，但當條件改變時，是否可以同其他物質發生反應？
【講解】任何物質的穩定性都是相對的，而它的變化是絕對的，內因是變化的根據，外因是變化的條件，一旦外部條件發生變化，甲烷也能發生反應比如在特定條件下甲烷能與某些物質發生化學反應，如可以燃燒和發生取代反應等。
【板書】2、可燃性
【講解】甲烷是一種優良的氣體燃料，通常情況下1mol甲烷在空氣中完全燃燒，放出890kJ的熱量, 火焰呈淡藍色，請同學們寫出甲烷燃燒的化學方程式。
【板書】 CH4+2O2
點燃
CO2+2H2O
【講解】注意，在這里化學方程式盡管已經配平，但不用等號用箭頭表示。這是因為有機化合物參加的化學反應往往比較復雜，常有副反應發生。因此，這類反應的化學方程式通常不用等號，而是用箭號的化學反應往往比較復雜，且常常用結構式代替分子式。
【講解】甲烷是一種很好的氣體燃料。但是必須注意，如點燃甲烷跟氧氣或空氣的混合物，會立即發生爆炸。在煤礦的礦井里，如果空氣中甲烷的含量達到一定比例時，遇到火花就會發生爆炸，所以必須采取安全措施，如嚴禁煙火、注意通風等，以防止爆炸事故發生。
【投影】展示瓦斯爆炸的百度新聞，說明，對一個化學反應有充分、全面的認識，這樣才能利用它、控制它，防止其有害的一面。 【板書】3、取代反應
【投影】視頻演示，甲烷與氯氣的反應
【實驗現象】：試管內氣體顏色變淺，液面上升，內壁出現油狀液滴，試管中出現少量白霧。 反應現象原理探究：
（1）黃綠色逐漸褪去，瓶壁出現油狀液滴，說明產生了不溶于水的物質。 （2）瓶口有白霧，推斷有氯化氫生成。
【活動2】1. 用球棍模型模擬化學鍵的斷裂與形成的過程。 2. 對比反應前后有機物分子結構的變化。
【講解】在反應中CH4分子里的一個H原子被氯氣分子里的1個氯原子所代替，但是反應并沒有停止，生成的一氯甲烷仍繼續跟氯氣作用，依次生成二氯甲烷、三氯甲烷、和四氯甲烷 。 【投影展示】化學反應過程：
一氯甲烷(氣態)
二氯甲烷(液態)
三氯甲烷(液態)
四氯甲烷(液態)
取代思考:左邊這些反應是
置換反應嗎？
【板演】
【小結】注意：
1、 四個反應同時進行，五種產物同時存在，1 mol H被取代需要1 mol 氯氣 2、反應條件：光照，反應物：純鹵素
3、書寫方程式時不用等號，用箭頭，不用分子式用結構式或結構簡式。
【講解】在這些反應里甲烷分子中的H原子逐步被Cl原子所代替生成了四種取代物，像這種有機物分子里的某些原子或原子團被其他原子或原子團所代替的反應叫取代反應。
【板書】取代反應：有機物分子里的某些原子或原子團被其他原子或原子團所代替的反應叫取代反應。
取代反應是烷烴的特征反應，但反應物必須是純鹵素，條件也較特別。
【活動3】
請通過搭建模型檢驗：有人根據二氯甲烷只有一種結構，推測出甲烷分子是正四面體結構而不是平面正方形。 四、甲烷的用途 清潔燃料，化工原料
【小結】本節課我們開始了對有機物的學習，認識到甲烷的存在，學習了甲烷的正四面體立體結構和它的幾個重要化學性質；穩定性、可燃性、取代反應，認識了甲烷的用途；學習中重點應對甲烷和氯氣的取代反應加以理解，當然也要樹立結構和性質緊密相關的觀點。 【練習】
1、與甲烷的分子結構相同的物質是（ B ） A、NH3 B、CCl4 C、CH2Cl2 D、H2O
2、在光照下，將等物質的量的甲烷和氯氣充分反應，得到的物質的量最多的物質是( D ) A CH3C1 B CH2C12 C CCl4 D HCl
3、等物質的量的甲烷和氯氣組成的混和氣體，經較長時間光照，最后得到的有機物是（ D ）
①CH3Cl ②CH2C12 ③CHCl3 ④CCl4
A、只有① B、只有② C、只有①②③ D、①②③④
板 書 設 計
第一節 最簡單的有機化合物------甲烷
一、 甲烷的物理性質
無色、無味、密度比空氣小，極難溶于水
二、甲烷的分子組成和結構
1、電子式： 2、 結構式：
3、空間結構：正四面體
三、甲烷的化學性質 1、穩定性
2、甲烷的可燃性
CH4(g)+2O2(g)
點燃
CO2(g)+2H2O(l) 3、取代反應
四、用途：清潔燃料，化工原料
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