四川省宜宾市一中学年高中化学下学期《最简单的有机化合物甲烷》教学设计.docx

四川省宜宾市一中学年高中化学下学期《最简单的有机化合物甲烷》教学设计.docx

《四川省宜宾市一中学年高中化学下学期《最简单的有机化合物甲烷》教学设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《四川省宜宾市一中学年高中化学下学期《最简单的有机化合物甲烷》教学设计.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

四川省宜宾市一中学年高中化学下学期《最简单的有机化合物甲烷》教学设计

《最简单的有机化合物---甲烷》教学设计

课题

第一节最简单的有机化合物---甲烷

学

习

目

标

知识与技能

1、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、了解烷烃的结构和性质

4、能正确命名简单的烷烃，能区分同系物，判断同分异构体的种类

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、掌握甲烷和烷烃性质的过程中，逐渐理解“结构决定性质，性质反映结构”并学会运用；

情感、态度

与价值观

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；

学习

重点

甲烷和烷烃的结构和性质

学习

难点

甲烷与卤素的取代反应，烷烃的命名和同分异构体的书写

教学

环节

教师活动

学生活动

设计意图

环节一、情境引入

[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？

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。

思考

激发学生的兴趣

环节二、

甲烷的结构及性质

一、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？

[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？

[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。

[探究活动]甲烷的空间构型

实验测得甲烷分子中4个C—H键完全相同，每相邻的两个C—H键之间的键角、键长、键能均相等。

思考甲烷的空间构型，并画出空间构型图

[实物展示]甲烷分子的球棍模型和比例模型

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。

二、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。

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

三、甲烷的化学性质

看书61页

探究实验一、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。

[演示实验或视频]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+2O2CO2+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。

取代反应和置换反应的区别：

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。

CH4+Cl2→CH3Cl+HCl

一氯甲烷

光

CH3Cl+Cl2→CH2Cl2+HCl

二氯甲烷

光

CH2Cl2+Cl2→CHCl3+HCl

三氯甲烷（氯仿）

光

CHCl3+Cl2→CCl4+HCl

四氯化碳

总结：

该反应的反应条件和反应物质有何要求？

反应有何特点？

1、反应条件：

光照（室温或暗处不反应）

2、反应物质：

甲烷与纯净的卤素单质发生取代反应，与氯水，溴水不反应。

3、甲烷分子中四个氢原子都可被逐一取代，1摩尔氯气取代1摩尔氢原子，甲烷的卤代物并不是一种，而是四种物质的混合物，

4、有机物参加的反应比较复杂，常有副反应发生，生成副产物，因此有机方程式一般用箭头而不用等号

练习：

1．在光照条件下，将等物质的量的CH4和C12充分反应，得到产物的物质的量最多的是（）

A．CH3C1B．CH2C12C．CCl4D．HCl

2．若要使0．5molCH4完全和氯气发生取代反应，并生成相同物质的量的四种取代物，则需要氯气的物质的量为（）

A．2．5molB．2molC．1．25molD．0．5mol

3．在光照条件下，下列各组物质几乎没有发生反应的是（）

A．甲烷和溴蒸气B．甲烷和氧气混合

C．氢气和氯气混合D．甲烷和氯气混合

归纳总结甲烷的物理性质

动脑分析，并动手计算

电子式：

结构式：

观察，总结，记忆

学生动手做实验，观察现象，分析原因，

动手书写方程式

总结记录

练习，反思

培养学生的观察能力和总结能力

一、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？

[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？

[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。

[探究活动]甲烷的空间构型

实验测得甲烷分子中4个C—H键完全相同，每相邻的两个C—H键之间的键角、键长、键能均相等。

思考甲烷的空间构型，并画出空间构型图

[实物展示]甲烷分子的球棍模型和比例模型

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。

二、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。

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

三、甲烷的化学性质

看书61页

探究实验一、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。

[演示实验或视频]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+2O2CO2+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。

取代反应和置换反应的区别：

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。

CH4+Cl2→CH3Cl+HCl

一氯甲烷

光

CH3Cl+Cl2→CH2Cl2+HCl

二氯甲烷

光

CH2Cl2+Cl2→CHCl3+HCl

三氯甲烷（氯仿）

光

CHCl3+Cl2→CCl4+HCl

四氯化碳

总结：

该反应的反应条件和反应物质有何要求？

反应有何特点？

5、反应条件：

光照（室温或暗处不反应）

6、反应物质：

甲烷与纯净的卤素单质发生取代反应，与氯水，溴水不反应。

7、甲烷分子中四个氢原子都可被逐一取代，1摩尔氯气取代1摩尔氢原子，甲烷的卤代物并不是一种，而是四种物质的混合物，

8、有机物参加的反应比较复杂，常有副反应发生，生成副产物，因此有机方程式一般用箭头而不用等号

练习：

1．在光照条件下，将等物质的量的CH4和C12充分反应，得到产物的物质的量最多的是（）

A．CH3C1B．CH2C12C．CCl4D．HCl

2．若要使0．5molCH4完全和氯气发生取代反应，并生成相同物质的量的四种取代物，则需要氯气的物质的量为（）

A．2．5molB．2molC．1．25molD．0．5mol

3．在光照条件下，下列各组物质几乎没有发生反应的是（）

A．甲烷和溴蒸气B．甲烷和氧气混合

C．氢气和氯气混合D．甲烷和氯气混合

归纳总结甲烷的物理性质

动脑分析，并动手计算

电子式：

结构式：

观察，总结，记忆

学生动手做实验，观察现象，分析原因，

动手书写方程式

总结记录

练习，反思

培养学生的观察能力和总结能力

环节三、烷烃的性质及命名

阅读教材62页学与问，观察乙烷，丙烷，丁烷的结构式和分子模型，归纳出分子结构特点，给出烷烃的定义。

一：

烷烃：

结构特点和通式：

烃的分子里碳原子间都以单键互相连接成链状，碳原子的其余的价键全部跟氢原子结合，达到饱和状态。

所以这类型的烃又叫饱和烃。

由于C-C连成链状，所以又叫饱和链烃，或叫烷烃。

（若C-C连成环状，称为环烷烃。

）

烷烃的通式：

CnH2n+2（n≥1）

为了书写方便有机物除了用结构式表示外，还可以用结构简式表示：

如丁烷：

A．CH3（CH2）2CH3

对比电子式，结构式，结构简式，最简式，分子式的区别与联系

对比表3-1总结烷烃物理性质变化规律：

物理性质：

分子中碳原子数越多，熔沸点越高，密度越大，碳原子数相同，支链越多，熔沸点越低（组成和结构相似的物质，其相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高）

化学性质：

结构相似，性质相似，烷烃的化学性质与甲烷性质相似

1、稳定性：

不与酸碱反应，不能使酸性高锰酸钾褪色

2、燃烧反应：

3、取代反应：

二、烷烃的命名：

1、习惯命名法：

有几个碳就叫几烷，与含不含支链无关（市以下的用天干甲乙丙丁戊己庚辛…….如甲烷）不含支链的叫正某烷，带一个甲基的叫异某烷，带两个甲基的叫新某烷

如：

乙烷丁烷己烷，十七烷，正戊烷，异戊烷，新戊烷

2、系统命名法：

1．定主链，称"某烷"。

选定分子里最长的碳链为主链，并按主链上碳原子的数目称为"某烷"。

碳原子数在1~10的用甲，乙，丙，丁，戊，己，庚，辛，壬，癸命名.

2．编号，定支链所在的位置。

把主链里离支链最近的一端作为起点，用1，2，3等数字给主链的各碳原子依次编号定位,以确定支链所在的位置.

练习：

指出下列有机物的主链名称，并给主链上的碳原子定位。

3．把支链作为取代基.把取代基的名称写在烷烃名称的前面，在取代基的前面用阿拉伯数字注明它在烷烃主链上的位置，并在号数后连一短线，中间用"–"隔开。

4．当有相同的取代基，则相加，然后用大写的二，三，四等数字表示写在取代基前面。

但表示相同取代基位置的阿拉伯数字要用“，”隔开；如果几个取代基不同，就把简单的写在前面，复杂的写在后面。

最小原则：

当支链离两端的距离相同时，以取代基所在位置的数值之和最小为正确。

最简原则：

当有两条相同碳原子的主链时，选支链最简单的一条为主链

1．命名步骤：

（1）找主链——最长的主链；

（2）编号——靠近支链（小，多）的一端；（3）写名称——先简后繁，相同基请合并。

2．名称组成：

取代基位置——取代基名称——母体名称

3．数字意义：

阿拉伯数字——取代基位置汉字数字——相同取代基的个数

小结：

有机物的系统命名遵守：

1，最长原则2，最近原则3，最小原则4，最简原则

练习：

【投影】1．给下列有机物命名。

2．某烷烃的结构为：

，下列命名正确的是

A．1，2-二甲基-3-乙基戊烷B．3-乙基-4，5-二甲基已烷

C．4，5-二甲基-3-乙基已烷D．2，3-二甲基-4-乙基已烷

3．对于结构简式为（CH3）2CHC（CH3）2CH2CH（C2H5）C（CH3）3的烃命名时，其主链上的碳原子的数目是（）

A．6B．7C．8D．9

4．下列有机物的命名正确的是（）

A．2一乙基丁烷B．2，4一二甲基戊烷

C．1，3，4-三甲基己烷D．2，4，4一三甲基戊烷

三、同系物：

概念：

结构相似，组成上相差一个或n个CH2的化合物互称为同系物

注意：

1、结构相似，同一类物质

2、组成上相差n个CH2

3、通式相同

甲烷、乙烷、丁烷、己烷等都互为同系物

四、同分异构体：

概念：

分子式相同，结构不同的化合物互称为同分异构体。

如正戊烷，异戊烷，新戊烷互称为同分异构体。

烷烃同分异构体的书写方法：

  1．力求顺序性

    按一定的顺序进行书写，可有效避免遗漏、重复现象的发生，顺序为：

无支链→有一个支链（先甲基后乙基）→有两个支链……；支链的位置：

由中到边但不到端。

当支链不止一个时，彼此的相对位置应是先同位再到邻位后到间位……

    2．采用对称性

    在同分异构体的书写中若将原子在空间的排列看作是几何图形的话，则可利用几何中的对称性知识，以解决重复书写同分异构体的问题，使书写过程得到简化。

    3．做到简约性

    所谓简约性是指在书写同分异构体的最初阶段，只写出有关碳原子间的排列情况（即碳骨架），氢原子开始时均不写出，待碳原子间的排列顺序确定后，再依据碳为四价用氢原子补齐碳的剩余价键。

    例题、写出分子式为C6H14的所有同分异构体的结构简式。

解析：

按照上述步骤先写出只有碳原子的结构（称为碳骨架）。

（1）无支链：

C—C—C—C—C—C

（2）有一个支链：

（3）有两个支链：

在

（2）中主链碳原子以③号碳为对称点，②、④号碳原子对称，故甲基连在②号碳原子上与连在④号碳原子上一样。

（3）中以②、③号碳原子之间的键的中点为对称点。

②、③号碳原子对称，两个甲基连在②号碳原子上与连在③号碳原子上一样。

故共有5种碳骨架，再根据价键理论用H补齐C的剩余价键。

、

、

点拨：

作为基本常识，当主链碳原子数目少于5个时，烷烃分子中不可能有乙基作支链，主链碳原子数目少于3个时，烷烃分子中不可能有支链，首尾碳原子上不可能有烃基作取代基，②号（或倒数第②号）碳原子上无乙基。

练习：

C5H12，C7H16的同分异构体

阅读教材，自主学习

练习

练习

环节四、课堂巩固练习

1．写出下列各种烷烃的结构简式

（1）2,3,3-三甲基戊烷__________________________________

（2）2,3－二甲基－4－乙基已烷___________________________________

（3）相对分子质量为100且支链有乙基的烷烃_________________________

2．命名下列烷烃.

⑴

______⑵

___________

3．下列各组物质①O2和O3②H2、D2、T2③12C和14C

④CH3CH2CH2CH3和（CH3）2CH2CH3⑤乙烷和丁烷

⑥CH3CH2CH2CH（C2H5）CH3和CH3CH2CH2CH（CH3）C2H5⑦NH4CNO和CO（NH2）2

⑧

互为同系物的是__________，互为同分异构体的是_____________

互为同位素的是______，互为同素异形体的是__________，

是同一物质的是__________。

解题能力形成及提高

本堂小结：

当堂检测、

布置作业

板

书

设

计