桑建強(qiáng)：2011年高考化學(xué)復(fù)習(xí)教案（13）

天然氣的利用 甲烷 教學(xué)目標(biāo)：1、常識(shí)性介紹有機(jī)化合物的初步概念及性質(zhì)上的一些共同特點(diǎn)。 2、了解甲烷在自然界的存在和用途 3、初步認(rèn)識(shí)甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)。使學(xué)生掌握甲烷電子式、結(jié)構(gòu)式的正確寫(xiě)法； 4、掌握甲烷的重要化學(xué)性質(zhì)，并理解取代反應(yīng)的涵義。 教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：甲烷的取代反應(yīng) 教學(xué)程序： 【引入】從今天起，我們將學(xué)習(xí)有機(jī)化合物的知識(shí)。有機(jī)化合物與人類(lèi)的生活有密切的關(guān)系，在衣、食、住、行、醫(yī)療、能源、材料、科學(xué)技術(shù)及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域中都起著重要作用。 【設(shè)疑】那么什么是有機(jī)物？他們有什么共同的特點(diǎn)? 【結(jié)論】因二氧化碳、一氧化碳、碳酸鹽及碳酸氫鹽等具有無(wú)機(jī)化合物的性質(zhì)，除二氧化碳、一氧化碳、碳酸鹽及碳酸氫鹽外，絕大多數(shù)含碳的化合物都是有機(jī)化合物。有機(jī)化合物有兩個(gè)基本特點(diǎn)：數(shù)量眾多，分布極廣。其中僅含碳和氫兩種元素的有機(jī)物稱(chēng)為烴。人們熟悉的甲烷就是最簡(jiǎn)單的烴，也是最簡(jiǎn)單的有機(jī)物。 一、甲烷的物理性質(zhì)及其在自然界中的存在 【實(shí)驗(yàn)】展示裝有甲烷氣體的儲(chǔ)氣瓶(瓶中留有少量水)，簡(jiǎn)單介紹儀器名稱(chēng)。 【提問(wèn)】通過(guò)觀(guān)察，甲烷的物理性質(zhì)都有哪些？ 根據(jù)學(xué)生的回答，歸納、板書(shū)。 【板書(shū)】1.物理性質(zhì)：無(wú)顏色、無(wú)氣味、密度比空氣小，極難溶于水。 【講述】植物在隔絕空氣情況下分解能夠產(chǎn)生甲烷，我國(guó)是世界上最早發(fā)現(xiàn)和利用天然氣的國(guó)家，比西方要早一千三百年�，F(xiàn)在我國(guó)天然氣利用發(fā)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(wú)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(shū)】2.存在：天然氣田、煤礦坑道、池沼等 介紹俗名來(lái)源，說(shuō)明事物的聯(lián)系性。 二、甲烷的分子組成和結(jié)構(gòu) 【課堂練習(xí)1】 已知甲烷僅由碳、氫兩種元素組成，其中質(zhì)量分?jǐn)?shù)C%=75%，H%=25%。請(qǐng)同學(xué)們推出甲烷的 化學(xué)式。（提示：可以根據(jù)共價(jià)鍵理論和C、H原子比例判斷甲烷分子式。） 教師根據(jù)學(xué)生的回答，總結(jié)、歸納，進(jìn)行板書(shū)。 【板書(shū)】甲烷的化學(xué)式：CH4 【講述】因?yàn)樘荚�子有四個(gè)價(jià)電子，欲形成八個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，需要形成四對(duì)共用電子對(duì)才能達(dá)到八個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；氫原子核外有一個(gè)電子，欲形成兩個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，需要形成一對(duì)共用電子對(duì)才能達(dá)到兩個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。所以甲烷的化學(xué)式為：CH4 【課堂練習(xí)2】 已知甲烷的分子式為CH4，①寫(xiě)出甲烷的電子式；②寫(xiě)出甲烷的結(jié)構(gòu)式。 【板書(shū)】電子式：   結(jié)構(gòu)式：   【過(guò)渡】我們知道了甲烷的分子式和結(jié)構(gòu)式，那么甲烷分子的結(jié)構(gòu)式什么樣的呢？閱讀課本53頁(yè)。 【講述】甲烷的電子式和結(jié)構(gòu)式只能表示甲烷分子中碳、氫原子的結(jié)合方式，但不能表示甲烷分子中原子在空間的排布情況。經(jīng)過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明甲烷分子的結(jié)構(gòu)是對(duì)稱(chēng)的正四面體結(jié)構(gòu)，碳原子位于正四面體的中心，4個(gè)氫原子分別位于正四面體的4個(gè)頂點(diǎn)上，四個(gè)C—H鍵強(qiáng)度相同。 【展示】甲烷的比例模型 請(qǐng)兩位學(xué)生上臺(tái)演示制作甲烷球棍模型   【板書(shū)】分子結(jié)構(gòu)：對(duì)稱(chēng)的正四面體結(jié)構(gòu) 【過(guò)渡】我們知道了甲烷的分子結(jié)構(gòu)，那么由這種結(jié)構(gòu)決定的甲烷的化學(xué)性質(zhì)是什么樣的呢？ 【板書(shū)】三、甲烷的化學(xué)性質(zhì) 【講述】通常情況下，甲烷穩(wěn)定，如與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和強(qiáng)氧化劑等一般不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。但任何物質(zhì)的穩(wěn)定性都是相對(duì)的，而它的變化是絕對(duì)的，內(nèi)因是變化的根據(jù)，外因是變化的條件，一旦外部條件發(fā)生變化，甲烷也能發(fā)生反應(yīng)比如在特定條件下甲烷能與某些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如可以燃燒和發(fā)生取代反應(yīng)等。 1、  【板書(shū)】1、甲烷的氧化反應(yīng) a、燃燒反應(yīng) 【講述】甲烷是一種優(yōu)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(lán)色。 請(qǐng)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)一套檢驗(yàn)甲烷燃燒產(chǎn)物的裝置同時(shí)思考以下問(wèn)題： （1）點(diǎn)燃甲烷前應(yīng)有什么操作？ （2）有幾種產(chǎn)物？怎么檢驗(yàn)？ 教師對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)的裝飾進(jìn)行評(píng)價(jià)并根據(jù)學(xué)生板演的方程式和裝置圖歸納總結(jié) 【板書(shū)】 CH4(g)+2O2(g)  CO2(g)+2H2O(l) 【總結(jié)歸納】點(diǎn)燃甲烷前應(yīng)該驗(yàn)純，燃燒產(chǎn)物是二氧化碳和水，可以通過(guò)將干燥燒杯罩在甲烷的火焰上，之后倒轉(zhuǎn)燒杯迅速倒入澄清石灰水來(lái)檢驗(yàn)。 【板書(shū)】 現(xiàn)象：火焰呈淡藍(lán)色、燒杯內(nèi)壁有水珠、澄清石灰水變混濁 b、取代反應(yīng) 【演示實(shí)驗(yàn)】 向2支盛有甲烷的試管中（其中一支用黑紙包好），分別快速加入0.5g高錳酸鉀和1mL濃鹽酸，然后迅速的輕輕塞上膠塞，放在試管架上；沒(méi)有包黑紙的試管在室內(nèi)光線(xiàn)（日光燈）照射下，或用高壓汞燈的紫外線(xiàn)照射；等待片刻觀(guān)察現(xiàn)象。 【提問(wèn)】發(fā)生了什么反應(yīng)，有什么物質(zhì)生成呢？閱讀課本53、54頁(yè)，尋找答案。 根據(jù)學(xué)生的回答，歸納、板書(shū)。 【板書(shū)】         【講述】在這些反應(yīng)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(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng)叫取代反應(yīng)。 【板書(shū)】取代反應(yīng)：有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng)叫取代反應(yīng)。 【講述】在常溫下，一氯甲烷是氣體，二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷是液體，其中四氯甲烷又叫四氯化碳，三氯甲烷又叫氯仿，三氯甲烷和四氯甲烷是工業(yè)上重要的溶劑。 【提問(wèn)】 1、如何驗(yàn)證HCl的生成呢？ 2、取代反應(yīng)與置換反應(yīng)有何區(qū)別？ 3、有什么物質(zhì)可以證明甲烷結(jié)構(gòu)是正四面體而不是正方形？ 【小結(jié)】 1、甲烷分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；說(shuō)明“甲烷分子是正四面體結(jié)構(gòu)”最基本的實(shí)驗(yàn)事實(shí)是什么？ 2、甲烷主要存在于那些物質(zhì)中，有什么樣的物理性質(zhì) 3、甲烷的化學(xué)性質(zhì)有哪些？ 4、什么是取代反應(yīng)？它與置換反應(yīng)有什么? [作業(yè)]作業(yè)本  天然氣的利用  甲烷 ［反思］本課是學(xué)生第一次接觸有機(jī)物，其中有的不同于無(wú)機(jī)物的概念需要講清楚，所以本課內(nèi)容一節(jié)課時(shí)間緊張，最好分成二課時(shí)上完。

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