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视频标签：最简单的有机化合物,甲烷
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视频课题：人教版高中化学必修二第三章第一节《最简单的有机化合物---甲烷》江西省 - 上饶
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人教版高中化学必修二第三章第一节《最简单的有机化合物------甲烷》江西省 - 上饶
课题： 最简单的有机化合物------甲烷
知识与技能 1、掌握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、掌握甲烷的化学性质。 3、了解取代反应的特征。
4、了解甲烷的存在和甲烷的用途等。
过程与方法 1、通过对甲烷的正四面体结构的认识，掌握分析一氯甲烷、二氯甲烷和三氯甲烷、四氯化碳分子结构的方法。
2、通过甲烷分子模型的分析，学会根据比例模型、球棍模型分析分子结构的方法。 情感态度价值观 以甲烷的存在和用途等为素材，增强化学在人类重要作用的认识。 重 点 甲烷分子的空间结构，甲烷的化学性质 难 点
甲烷跟氯气的取代反应
教学步骤、内容
【多媒体展示】播放新闻视频来创设情境引入新课。 【引入】我们将学习最简单的有机化合物------甲烷的知识。 【板书】第一节 最简单的有机化合物------甲烷( methane)
自然界中的存在
存在：天然气田、煤矿坑道、沼气、油田气等
【投影】展示天然气、煤矿坑道气、沼气，可燃冰等的图片。
【讲解】我国的天然气已探明储量为1.37万亿立方米，居世界第19位。主要分布在中西部的四川、重庆、甘肃、青海、新疆等地区及海底。天然气是一种高效、低耗、污染小的清洁能源。它还是一种重要的化工原料。“西气东输”就是将新疆等地的天然气，通过管道东输到长江三角洲，最终到达上海的一项巨大工程。
【讲解】植物在隔绝空气情况下分解能够产生甲烷，我国是世界上最早发现和利用天然气的国家，比西方要早一千三百年。现在我国天然气利用发展很快，常与石油和煤炭伴生，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】一、甲烷的物理性质
【实验】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？
【板书】1、物理性质：无色、无味、密度比空气小，极难溶于水。 【板书】二、甲烷的分子结构
【讲解】 因为碳原子有四个价电子，欲形成八个电子的稳定结构，需要形成四对共用电子对才能达到八个电子的稳定结构；氢原子核外有一个电子，欲形成两个电子的稳定结构，需要形成一对共用电子对才能达到两个电子的稳定结构。所以甲烷的化学式为：CH4
【随堂练习】已知甲烷的分子式为CH4，①写出甲烷的电子式；②写出甲烷的结构式。 【板书】
1、电子式：
2、 结构式：
【过渡】结构式仅用来表示分子中原子的连结顺序,不能表示分子中原子在空间的分布。我们知道了甲烷的分子式和结构式，那么甲烷分子的结构是什么样的呢？ 【活动1】 请同学们拼插出甲烷分子的球棍模型。
【讲解】甲烷的电子式和结构式只能表示甲烷分子中碳、氢原子的结合方式，但不能表示甲烷分子中原子在空间的排布情况。经过科学实验证明甲烷分子的结构是对称的正四面体结构，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点上，四个C—H键强度相同。
【演示】用4个气球模拟甲烷的空间结构，观察4个气球在空间的排列，体会甲烷分子中4个C－H键的空间分布。 【展示】甲烷的比例模型和甲烷的球棍模型
【板书】3、空间结构：正四面体结构
【过渡】我们知道了甲烷的分子结构，那么由这种结构决定的甲烷的化学性质是什么样的呢？ 【板书】三、甲烷的化学性质
【讲解】我们知道酸性KMnO4溶液具有很强的氧化性，若遇到一般的还原性物质时常常会发生氧化还原反应，且自身被还原褪色。那么，甲烷能否被酸性KMnO4溶液氧化呢？ 【演示实验】将CH4通入酸性KMnO4溶液中，观察现象 【实验现象】：溶液颜色无任何变化，即不褪色。
【讲解】通常情况下，甲烷很稳定，不能使KMnO4溶液和溴水褪色。即不能与强氧化剂反应，而且也不能与强酸或强碱反应。 【板书】1、稳定性
【过渡】甲烷在常温下稳定，但当条件改变时，是否可以同其他物质发生反应？
【讲解】任何物质的稳定性都是相对的，而它的变化是绝对的，内因是变化的根据，外因是变化的条件，一旦外部条件发生变化，甲烷也能发生反应比如在特定条件下甲烷能与某些物质发生化学反应，如可以燃烧和发生取代反应等。
【板书】2、可燃性
【讲解】甲烷是一种优良的气体燃料，通常情况下1mol甲烷在空气中完全燃烧，放出890kJ的热量, 火焰呈淡蓝色，请同学们写出甲烷燃烧的化学方程式。
【板书】 CH4+2O2
点燃
CO2+2H2O
【讲解】注意，在这里化学方程式尽管已经配平，但不用等号用箭头表示。这是因为有机化合物参加的化学反应往往比较复杂，常有副反应发生。因此，这类反应的化学方程式通常不用等号，而是用箭号的化学反应往往比较复杂，且常常用结构式代替分子式。
【讲解】甲烷是一种很好的气体燃料。但是必须注意，如点燃甲烷跟氧气或空气的混合物，会立即发生爆炸。在煤矿的矿井里，如果空气中甲烷的含量达到一定比例时，遇到火花就会发生爆炸，所以必须采取安全措施，如严禁烟火、注意通风等，以防止爆炸事故发生。
【投影】展示瓦斯爆炸的百度新闻，说明，对一个化学反应有充分、全面的认识，这样才能利用它、控制它，防止其有害的一面。 【板书】3、取代反应
【投影】视频演示，甲烷与氯气的反应
【实验现象】：试管内气体颜色变浅，液面上升，内壁出现油状液滴，试管中出现少量白雾。 反应现象原理探究：
（1）黄绿色逐渐褪去，瓶壁出现油状液滴，说明产生了不溶于水的物质。 （2）瓶口有白雾，推断有氯化氢生成。
【活动2】1. 用球棍模型模拟化学键的断裂与形成的过程。 2. 对比反应前后有机物分子结构的变化。
【讲解】在反应中CH4分子里的一个H原子被氯气分子里的1个氯原子所代替，但是反应并没有停止，生成的一氯甲烷仍继续跟氯气作用，依次生成二氯甲烷、三氯甲烷、和四氯甲烷 。 【投影展示】化学反应过程：
一氯甲烷(气态)
二氯甲烷(液态)
三氯甲烷(液态)
四氯甲烷(液态)
取代思考:左边这些反应是
置换反应吗？
【板演】
【小结】注意：
1、 四个反应同时进行，五种产物同时存在，1 mol H被取代需要1 mol 氯气 2、反应条件：光照，反应物：纯卤素
3、书写方程式时不用等号，用箭头，不用分子式用结构式或结构简式。
【讲解】在这些反应里甲烷分子中的H原子逐步被Cl原子所代替生成了四种取代物，像这种有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应叫取代反应。
【板书】取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应叫取代反应。
取代反应是烷烃的特征反应，但反应物必须是纯卤素，条件也较特别。
【活动3】
请通过搭建模型检验：有人根据二氯甲烷只有一种结构，推测出甲烷分子是正四面体结构而不是平面正方形。 四、甲烷的用途 清洁燃料，化工原料
【小结】本节课我们开始了对有机物的学习，认识到甲烷的存在，学习了甲烷的正四面体立体结构和它的几个重要化学性质；稳定性、可燃性、取代反应，认识了甲烷的用途；学习中重点应对甲烷和氯气的取代反应加以理解，当然也要树立结构和性质紧密相关的观点。 【练习】
1、与甲烷的分子结构相同的物质是（ B ） A、NH3 B、CCl4 C、CH2Cl2 D、H2O
2、在光照下，将等物质的量的甲烷和氯气充分反应，得到的物质的量最多的物质是( D ) A CH3C1 B CH2C12 C CCl4 D HCl
3、等物质的量的甲烷和氯气组成的混和气体，经较长时间光照，最后得到的有机物是（ D ）
①CH3Cl ②CH2C12 ③CHCl3 ④CCl4
A、只有① B、只有② C、只有①②③ D、①②③④
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
无色、无味、密度比空气小，极难溶于水
二、甲烷的分子组成和结构
1、电子式： 2、 结构式：
3、空间结构：正四面体
三、甲烷的化学性质 1、稳定性
2、甲烷的可燃性
CH4(g)+2O2(g)
点燃
CO2(g)+2H2O(l) 3、取代反应
四、用途：清洁燃料，化工原料
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