甲烷教学设计

第一篇：甲烷教学设计

《最简单的有机化合物—甲烷》教学设计

执教人：李琴

引入：以低碳经济作为切入点，引出了在低碳经济背景下日益受到大家重视的能源物质——甲烷。

师：安排同学们预习教材P60-62页，完成导学案相关内容（除“取代反应中”第一小问“实验现象”一栏和“迁移应用”部分）生：完成导学案规定内容并进行小组讨论

师：组织同学们就讨论结果进行相关问题的展示，并给予适当的点评。

作用：使学生通过自主学习，初步了解这节课即将要学习的内容——甲烷的结构及性质。师：就本节的重难点进行讲解 1．甲烷的物理性质及存在

师：除了天然气，沼气、石油气、煤矿坑道气（瓦斯、坑气）、可燃冰等也都含有甲烷，那么日常生活中可以看到的天然气是什么颜色，有什么味道？

分析问题：借助日常生活中天然气的外观，讲解甲烷是无色无味的气体，以及其密度和溶解性。

解决问题：无色无味，密度比水小，极难溶于水。师：据其物理性质，思考甲烷如何收集？

作用：引导学生学习、掌握甲烷的物理性质。将理论化学和生活化学联系起来的教学方法，让学生对所学知识产生亲切感，增加学习兴趣。

2、甲烷的分子式与结构式

提出问题：甲烷的化学表达式怎么写，空间结构？

引导思维：利用球棍模型将甲烷分子结构形象化，引导学生思考并写出甲烷的分子式与结构式。

分析并解决问题：给出甲烷的分子式（CH4）与结构式、电子式的图片。根据图示，分析甲烷的分子式以及电子式。甲烷是一碳原子为中心，四个氢原子在四个顶点上的正四面体。

作用：引导学生学习并掌握甲烷的分子式与结构式。

3、甲烷的化学性质

在学生解甲烷物理性质的基础上，将重点放在甲烷的化学性质上。回应前面所讲的“结构决定性质”，接着引导学生通过结构理解甲烷的有关化学性质：

（1）甲烷的可燃性决定了它有什么用途呢？有什么优点呢？写反应方程式，介绍爆炸极限问题，以甲烷作能源为例讲解科学与社会的关系，渗透环保、能源问题。关心社会，并让学生思考矿井生产为了避免瓦斯爆炸应该采取的安全措施是什么？补充演示甲烷通入高锰酸钾溶液的反应。

（2）甲烷的取代反应是本节的一个难点，也是学生第一次接触有机反应类型，对于实验的处理，由于教材上演示实验现象不利于后排学生观察，播放实验录像：（取代反应实验：用排饱和食盐水法将甲烷和氯气依次收集在100ml的量筒中，其中甲烷20ml，氯气80ml，光照。)观察实验现象，并完成导学案相关内容，在实验的基础上，先使学生有一个甲烷分子中氢原子能被其他原子取代的印象，然后再通过给出甲烷与氯气反应的几步方程式，向学生说明甲烷分子中的氢原子不仅一个能够被取代，而且全部可以被取代，进而讲清取代反应的确切涵义。结合球棍模型和电脑模拟，帮助学生理解取代反应的实质。通过电脑模拟，把抽象的内容形象化，学生学习兴趣大，对取代反应的实质的理解也更深刻，对学生不明白的地方还可以反复播放。

4、小结

1、甲烷的空间构型：

2、甲烷的物理性质和存在形

3、甲烷的化学性质：可燃性

甲烷的取代反应

5、作业

课本64-65页1.2.9.10

五、板书设计

第一节 最简单的有机化合物——甲烷（第一课时）

一、甲烷的分子组成和结构

1、分子式：CH4

2、电子式：

3、结构式：

4、结构简式：CH4

5、甲烷分子结构：对称的正四面体结构。

二、甲烷的性质

（1）、物理性质： 无色无味、密度比空气小，极难溶于水的气体。

（2）、甲烷的化学性质

1、甲烷的氧化反应—燃烧反应

点燃

CO2(g)+2H2O(l)

CH4(g)+2O2(g)

现象：火焰呈淡蓝色、烧杯内壁有水珠、澄清石灰水变混浊。

2、甲烷的取代反应

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。

第二篇：甲烷教学设计

最简单的有机化合物——甲烷 教学设计 第一课时

1、教学内容：甲烷

2、教学目标：（1）知识与技能：

①了解甲烷在自然界中的存在和用途； ②认识甲烷的正四面体结构； ③了解甲烷的物理性质和化学性质。（2）过程与方法：

①通过实验培养学生的观察分析能力，提高研究性学习的能力；

②让学生体会由结构推性质和由性质推结构的过程与方法，形成严谨的学习态度。

（3）情感态度与价值观：

①通过学生已有知识顺利进行初、高中知识的自然衔接，消除学生对高中有机化学的不适应心理，并利用有机化学的入门学习，激发学生学习有机化学的兴趣；

②培养学生严谨的科学态度和积极的探索精神；③渗透实事求是和透过现象看本质的辩证唯物主义思想。

3、教学重点、难点： 重点：甲烷的结构特点和甲烷的化学性质。

难点: 甲烷的结构和甲烷的取代反应

4、教学方法：讲授、讨论、实验探究、小组合作、类比等教学方法。

5、教学过程：

【引入】在前面的学习中，我们学习了化学的一大模块——无机化学，从今天开始，我们将进入化学另一个模块——有机化学的学习。

【讲述】有机化学主要是研究一些有机化合物的结构、性质与制备的学科，那么什么又是有机化合物呢？其实，有机化合物就是指含有碳元素的化合物，简称有机物。有机化合物有两个基本特点：数量众多，分布极广。但由于CO、CO2、H2CO3及其盐、氢氰酸（HCN）及其盐、硫氰酸（HSCN）及其盐等与无机化合物的性质与结构相似，所以把他们归入了无机化合物之列。

【提问】有机化合物中是否只含有碳元素吗？

【讲述】答案是否定的，顾名思义，化合物自然是含有两种或两种以上元素的纯净物，有机化合物不只是含有碳元素，它还含有氢、氧、氮、硫、磷、卤素等。其中仅含有碳、氢元素的有机化合物叫做烃。

【过渡】今天我们就一起来学习最简单的烃，也是最简单的有机化合物——甲烷 【板书】第一节最简单的有机化合物——甲烷 【板书】

一、甲烷在自然界中的存在及其分子结构

【引入】我们都知道我们国家正在实施一项重大的能源工程——“西气东输”工程。【提问】大家知道“西气东输”工程里面的气指的是什么吗？ 【学生回答】天然气 【讲述】很好，这项工程主要是将新疆、甘肃等地丰富的天然气资源，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。由于天然气是一种高效、低耗、污染小的清洁能源，所以我们国家才不惜重金把它从新疆那么遥远的地方引过来。天然气它的主要成分了就是甲烷，其实自然界中甲烷不只单单存在于天然气中，在沼气、油田气和煤矿坑道气中甲烷也是他们的主要成分。

【PPT展示】【板书】

1、甲烷在自然界中的存在 ①沼气 ②天然气 ③煤矿坑道气（瓦斯）④油田气 【板书】

2、分子结构

【过渡】通过我们在初中的学习，我们知道甲烷的分子式为CH4，根据我们第一所学化学键的知识写出甲烷的电子式 【PPT展示】【板书】1）、甲烷的电子式

如果我们将电子式中的一对共用电子用一条短线表示得到的式子叫结构式。【板书】结构式：将电子式中的一对共用电子用一条短线表示得到的式子。那么甲烷用结构式来表示的话我们就可以把它表示成这个样子 【PPT展示】【板书】2）、甲烷的结构式

【提问】我们知道了甲烷的分子式和结构式，那么甲烷分子的结构到底是不是和它的结构式一样呢？

【实践】下面我们就动起手来，利用我们手上的橡皮泥和牙签，搭建出你想象中的甲烷的空间结构。搭建出来后想一下以下两个问题： 【PPT展示】

1、如果我们用一个X原子替代甲烷分子其中的一个氢原子，有几 种可能？

2、如果我们用两个X原子替代甲烷分子其中的两个氢原子，又有几种可能？ 找几个同学问一下他们做出来的模型的空间几何结构。

【讲述】通过我们科学家精确的实验测定发现，如果我们用两个X原子替代甲烷分子其中的两个氢原子，其结果只有一种空间结构，那现在甲烷它的空间结构该是那一种呢？你们动手做一下，用两个X原子替代甲烷分子其中的两个氢原子，其结构只有一种，看看应该是哪一种结构。

【学生回答】正四面体

【PPT展示】甲烷的正四面体结构、球棍模型及比例模型。

【讲述】很好，如果我们用两个X原子替代甲烷分子其中的两个氢原子，其结果只有一种空间结构的话，那么甲烷的空间结构肯定就是正四面体了；如果它是一个平面正方形或者四棱锥的空间结构，那么用两个X原子替代甲烷分子其中的两个氢原子相邻和相对肯定是两种不同的结构，如果我们用两个X原子替代甲烷分子其中的两个氢原子，其结果只有一种空间结构的话，那么甲烷的空间结构肯定就是正四面体。在这种结构中，每个C-H与C-H都是等价的，且他们之间的夹角也就是键角为109º28’。

【过渡】好，看完了甲烷的结构，接下来我们来看一下甲烷的性质。【板书】

二、甲烷的性质 1）、物理性质 【讲述】【PPT展示】通常情况下，甲烷是一种无色、无味的气体，密度比空气密度小为0.717g/L(标准状况)，极难溶于水。

【过渡】这些就是甲烷的一些物理性质，接下来我们来看一下它的化学性质。我们常说结构决定性质，那么甲烷稳定的正四面体结构决定了它有那些化学性质呢？

【板书】

2、化学性质

1)、稳定性甲烷稳定的正四面体结构决定了甲烷通常情况下是比较稳定的，如与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应。

【板书】【PPT展示】与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应。【讲述】甲烷的稳定性是由它具有正四面体结构的稳定结构决定的。

【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，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。下面我们就一起来看一下甲烷的燃烧反应。【板书】2）、甲烷的氧化反应——燃烧反应

【讲述】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，生成水和 CO2,放出890kJ的热量, 火焰呈淡蓝色。【板书】CH4(g)+2O2(g)2(g)+2H2O(l)下面请同学们阅读课本P61资料卡片并思考以下两个问题：

1）怎么检验甲烷燃烧生成的产物？甲烷燃烧产物是二氧化碳和水，可以通过将干燥烧杯罩在甲烷的火焰上，之后倒转烧杯迅速倒入澄清石灰水来检验。（2）点燃甲烷前应有什么操作？ 2）【总结归纳】点燃甲烷前应该验纯，这就提醒我们，在使用任何可燃性气体前一定要进行验纯，否则他们与空气混合达到一定的比例的时候就会发生爆炸。

3）【提问】如果你发现你家里面使用的煤气或天然气发生泄漏的话，你将怎么进行查漏呢？

4）【讲述】我们应该先打开门窗，让可燃性气体在室内的浓度，同时关闭煤气或天然气的总阀门，并且要到户外去打电话进行求救，切勿触动任何电器开关(如开、关灯)、在室內使用电话或手机、使用火柴或打火机、按动邻居的门铃、开启任何煤气用具，直至漏气情况得到控制。5）那么我们该怎么来检验这两种物质呢？

6）【过渡】接下来我们来看一下甲烷的另一个重要的化学性质 7）【板书】3）、甲烷的取代反应（特征反应）

8）【讲述】甲烷在通常情况下不与强氧化剂反应，但在特定的条件下甲烷是可以与一些氧化剂发生反应的。如在光照的条件下就可以与氯气发生反应。下面我们一起来看一个甲烷与氯气反应的视屏。9）【提问】在这个实验视屏你看到了些什么现象 10）【总结】色变浅、水上升、出油滴。为什么会出现这些现象呢，这是因为甲烷与氯气发生反应生成了能溶于水的氯化氢与不溶于水的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷等油状液体。其生成一氯甲烷的化学方程式为： 11）12）【板书】氯气 一取代

【讲述】在上述反应中生成的一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷不是直接一次性完成的，而它们是一个连锁的反应，反应中生成的一氯甲烷又可与氯气进一步反应，依次生成难溶于水的油状液体二氯甲烷、三氯甲烷（氯仿）、四氯甲烷（四氯化碳——是一种很好的灭火剂），注意：有机反应方程式用“→”，不用“ = ”。

13）14）【讲述】仿照生成一氯甲烷化学方程式，尝试 写出一氯甲烷与氯气进一步反应的化学方程式

【板书】二三四取代 【讲述】在常温下，一氯甲烷是气体，二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷是液体。【讲述】在上述反应中甲烷分子中的4个H原子逐一被Cl原子所代替生成了4 种四种不同的取代物，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。

【讲述】甲烷在光照下除与氯气发生取代反应以外，还能与其它气态．．卤素单质发生反应，它与氟气的反应更容易，与溴蒸气．．的反应更困难，与碘蒸气几乎不反应。但甲烷不能与氯水、溴水等反应，使氯水、溴水等褪色。

【提问与思考】

1、在甲烷与氯气的取代反应中那种生成物最多？

2、如何验证HCl的生成呢？

3、有什么物质可以证明甲烷结构是正四面体而不是正方形？

4、取代反应与置换反应有何区别？ 【PPT展示】【小结】

1、甲烷分子的结构特点；说明“甲烷分子是正四面体结构”最基本的实验事实是什么？

2、甲烷主要存在于那些物质中，有什么样的物理性质

3、甲烷的化学性质有哪些？

4、什么是取代反应？它与置换反应有什么区别？

附：板书设计第一节最简单的有机化合物——甲烷

一、甲烷在自然界中的存在及其分子结构

1、甲烷在自然界中的存在2、甲烷的分子结构

分子式：CH4电子式：

结构式：将电子式中的一对共用电子用一条短线表示得到的式子结构式：

3、空间结构：正四面体，键角109°28′。

二、甲烷性质：

1）、物理性质：P61

三、甲烷的化学性质：通常情况下，甲烷稳定

1、甲烷的氧化反应（燃烧反应）

2、甲烷的取代反应（特征反应）

3、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。

第三篇：高中化学《甲烷》教学设计

《甲烷》教学设计

指导思想与理论依据

甲烷在生活生产中有重要的用途。它作为重要的资源，能够为社会生产生活提供能源保障和物质保障，解决了社会发展的需求问题。人们研究甲烷参与化学变化的规律，从而控制变化实现资源的有效利用。学生在日常生活中也积累了对甲烷的一些感性认识，并且有兴趣进一步了解甲烷的性质与用途，有学习甲烷的内驱力。

甲烷作为高中有机化学的起始课，学生通过对其结构与性质的学习能够迁移到认识有机物分子结构的角度和研究有机物的方法。

结合不同的知识特点，组织不同形式的学习活动，让学生在有效的学习活动中掌握基本的知识，体会迁移的方法，帮助学生形成与发展核心观念。

例如，甲烷的学习过程中，需要研究其分子结构，并用分子结构认识氯代反应的特点。这都是微观层面的认识，具有抽象性。教师可以通过组织学生运用模型的方法，模拟微观过程，帮助学生形象化地理解并最终形成上位的认识。

教学背景分析

教学内容：甲烷是高中有机化学的起始课，主要内容是其结构、性质和用途。其中甲烷的结构和取代反应及其特点都是重点。

在学习甲烷结构时，学生第一次接触到了空间结构这一认识有机物分子结构的角度。而空间结构又是认识有机物分子结构的重要方面。所以需要通过甲烷的学习帮助学生建立起这一认识角度。

同样，甲烷的氯代反应也是学生第一次接触到典型的有机反应。此反应很好地体现出有机反应的一般特点。学生学习甲烷的氯代反应，从分子结构上形成对氯代反应的认识。

学生情况：在学习本课时，学生已经具备了基本原子结构、化学键的知识和研究物质的过程与方法的经验，思维具有定独立性和主动性。但还是以感性认识为主，理性认识还有待提高。

教学方式：问题解决式、综合启发式

教学目标

知识与技能：

能说出甲烷的空间结构特点；能从宏观、微观、符号三个水平描述甲烷的取代反应。

过程与方法：

通过甲烷稳定性与其分子结构关系的讨论，发展对结构与性质关系的认识。

情感·态度·价值观：

认同研究甲烷的分子结构和反应规律对指导其实际应用的意义。

感受化学研究对人类生产生活的价值。

教学过程

教学

环节

教师

活动

学生

活动

设计意图

环节一

提出问题：甲烷的应用价值

【引入】从社会热点问题——可燃冰的开发利用引出，展示甲烷的应用价值——常见燃料和化工原料。

【讲解】为了有效利用甲烷这种资源，人们研究甲烷的性质与反应规律，并应用规律控制变化实现有效利用。

听讲，认同化学研究的意义

分析甲烷的学科价值。

感受化学研究对人类生产生活的价值

环节二

发展认识

认识有机物分子结构的角度和研究有机物的方法

任务1：认识甲烷分子结构

【组织学生讨论】甲烷适合做燃料与它的哪些性质相关？

【提出问题并引导学生思考】

如何用分子结构解释甲烷稳定性？

①学生写出甲烷的电子式和结构式并说明书写的理由

②在①的基础上引导学生思考与稳定性相关的甲烷分子结构特点。

【教师讲解】肯定学生的疑问。

展示甲烷的比例模型和球棍模型。

【提出任务】总结出甲烷的结构特点。

【小结】肯定学生的总结，说明这些结构与甲烷稳定性的关系，发展学生的物质结构观。

【讨论、回答】

学生能够讨论分析出与甲烷的可燃性、稳定性等性质有关

①学生通过书写电子式和结构式从原子结构角度认识碳原子与氢原子的连接方式。

②学生能够进一步分析出甲烷分子稳定性可能与碳氢键的强弱有关。

还有学生提出问题甲烷分子中碳氢原子的空间排列方式会不会影响其稳定性。

观察体会甲烷的空间结构特点

学生拼插甲烷的球棍模型并总结出其结构特点：

（1）碳四价规则

（2）碳氢键较强

（3）正四面体结构

认识甲烷的分子结构特点以及其与甲烷稳定性的关系。

发展学生的物质结构观。

任务2：认识甲烷与氯气的取代反应

【过渡】甲烷能够作为化工原料生产四氯化碳。

【演示实验】甲烷与氯气发生取代反应。

【讲解】甲烷氯代反应过程中的四步反应及其特点。

【提出任务】从化学键角度分析氯代反应过程中的断键与成键。

【提出问题】通过观察此模拟过程，分析甲烷氯代反应过程中有机物分子结构变化的特点。

【小结】总结甲烷氯代反应的特点，定义取代反应。

学生观察实验，描述现象：量筒内液面上升；量筒中气体颜色变浅，并出现少量白雾；内壁出现油状液滴。

初步认识甲烷的氯代反应，体会其过程的复杂性。

学生能够运用结构式表达他们的观点。

学生思考回答

体会取代反应及其特点

从宏观、微观和符号表达三个水平整体认识甲烷的氯代反应。

分析氯代反应，形成对有机反应表现出的特点的认识；

任务3：

【提出问题】展示工业合成中常见的取代反应，学生分析这些反应中的取代关系。

分析反应中的取代关系

感受化学研究对人类生产生活的价值。

板书设计

第四篇：完整版教学设计-甲烷

《最简单的有机化合物—甲烷》

一、教材分析

1、地位

《甲烷》内容选择于人教版高一化学（必修2）第三章第一节，这一节是学生在中学阶段第一次接触有机物结构和性质的有关内容，有机化学是化学学科的重要分支，烃是一切有机物的主体，而甲烷作为烷烃的第一个最简单的分子，学生对他的理解将直接影响到今后对各种有机物的理解，因此本节内容对帮助学生树立正确的学习有机物的学习方法有重要的作用。

2、教学目标

（1）了解甲烷的电子式、结构式的写法，并掌握甲烷分子的正四面体结构及其对性质的影响。

（2）掌握甲烷的重要化学性质，着重强调取代反应。

（3）通过对物质立体构形的理解使学生逐渐培养形象思维的能力，培养学生关心社会环境、能源等问题的意识。

3、教学重点、难点

重点：甲烷的结构特点和甲烷的取代反应。

难点：主要是学生有机物立体结构模型的建立，具体体现在如何将甲烷和烷烃的结构特点、有机物的成键特点从实物模型转换为学生头脑中的思维模型，帮助学生从化学键的层面认识甲烷的结构和取代反应。

二、学生分析

关于甲烷，学生在初中化学中已经学习了甲烷的燃烧反应和一些主要的用途。教材在介绍这些知识时，非常注重与学生已有知识的联系，采取各种不同的方式引导学生积极地思维，帮助学生进行理解。另外，结构式只表示出了甲烷分子中各原子的结构方式，而不能真实地反映出甲烷分子的立体结构，学生将会产生甲烷分子是平面型分子的错误认识。而对分子的立体结构的认识有直接影响着学生对有机分子结构的了解，并最终影响他们对有机物分子化学性质的了解和学习。因此，要培养学生的空间思维能力，让学生在三维空间中对有机物分子有个真正的了解，并在此基础上学习其化学性质。

三、教学方法和学习方法

1、以学生为主体的引导探索法

使学生在教师指导下，不仅注意观察，同时还启发了学生积极思维，运用已学过的知识与技能，去探索新的概念和规律，培养了学生良好的科学态度。

2、多媒体教学法

由于甲烷分子的正四体结构和甲烷的取代反应机理很抽象，对初学有机物的学生来说很难理解，是本节课的难点。故用计算机的多媒体动画进行直观分析，辅以直观教具（模型、折纸）克服了理解上的抽象性，化解了难点。实验录像的播放有助于全体学生观看到实验现象。

3、本节课教给学生一种思考问题的方法，通过创设问题、讨论问题、从而解决问题，加深学生对教学内容的理解，更重要的是有利于培养和发展他们的思维能力。

四、教学设计 ［板书］有机物：绝大多数的含碳化合物。烃：只含有碳、氢两种元素的有机物。

［过渡］本章我们主要学习和讨论几种有代表性的烃的基本性质，同时还将介绍一些石油和煤的有关知识。在烃的大家族中组成最简单的要数甲烷了，所以我们就先从甲烷开始学起。

1．引入

通过一段生活甲烷燃烧的图片以及一段瓦斯爆炸的录像引入，从日常实际生活出发，使学生初步了解有机物，复习通过燃烧产物来确定所含元素的实验，进入最简单的烃——甲烷的学习

2．探索甲烷的结构

[课堂探究练习1] 已知甲烷仅由碳、氢两种元素组成，其中质量分数C%=75%，H%=25%。请同学们推出甲烷的化学式。

【课堂活动】

［师］初中化学曾对甲烷作过简单的介绍，现在请同学们回忆一下已学过的甲烷的性质有哪些？

［生］回忆，讨论并集体回答：甲烷是一种无色、无味，难溶于水，比空气轻，能燃烧的气体，天然气、坑气、沼气等的主要成分均为甲烷。［师］除了可燃烧之外，其余就是甲烷主要的物理性质。那么甲烷的分子式和电子式怎么样写呢？(向甲烷的分子结构过渡)［生］一位同学在黑板上板演，其余同学在下边练习。甲烷的分子式：CH4

电子式： ［师］如果将甲烷电子式中每一对共用电子对用一条短线替代后将变成什么样子？

［生］在练习本上比画，并得出结果

［师］这种用短线表示一对共用电子对的图式叫结构式。那么上述结构式是不是就表明甲烷分子的真实构型就是这样以碳原子为中心，四个氢原子为顶点的平面正方形呢？

［模型展示］甲烷分子的球棍模型和比例模型

［生］相互传看两种模型，观察、体会、理解碳原子与氢原子的相对位置关系，并明确甲烷分子的真实构型为：以碳原子为中心，四个氢原子为顶点的正四面体结构。

［师］由此可见甲烷是极性分子还是非极性分子？ ［生］非极性分子。

［师］所以甲烷极难溶于水就是非常自然的事情了，这体现了什么样的规律？

［生］相似相溶原理。

［师］看来甲烷的结构式并不能代表其真实构型，我们称其为平面结构式，但为了简便其见，一般只写有机物的平面结构式。

【由于学生在有关物质结构方面知识的局限性，因此在学习甲烷分子的结构时，首先在课前布置学生认真预习教材，并要求学生做实践活动，即自己动手制作甲烷分子的结构模型，然后课堂上再拿出甲烷分子的球棍模型和比例模型，介绍甲烷分子的立体结构。使学生在对比之中，对甲烷的正四面体结构有一个比较清楚的认识。】 通过展示甲烷分子的球棍模型和比例模型，分析甲烷分子的结构特点，使学生加深对甲烷结构的感性认识；

【过渡】物质的结构决定物质的性质，以上我们了解了甲烷的分子结构，下面我们再来看看甲烷有哪些重要的化学性质。

3．实验探究化学性质

在学生解甲烷物理性质的基础上，将重点放在甲烷的化学性质上。回应前面所讲的“结构决定性质”，接着引导学生通过结构理解甲烷的有关化学性质：

1甲烷的可燃性决定了它有什么用途呢？有什么优点呢？写反应方程式，并让学生思考矿井生产为了避免瓦斯爆炸应该采取的安全措施是什么？介绍新农村沼气池情况。

［师］作为一种可燃性的气体，请大家回忆甲烷在空气中燃烧有何现象？在点燃时应注意什么问题？

［生］回忆并回答：火焰明亮并呈蓝色，并有水滴和能使澄清石灰水变浑浊的CO2生成。点燃甲烷时一定要检验纯度，否则会发生爆炸。［师］从燃烧生成二氧化碳和水的结果可以得到什么启示？ ［生］可以证明甲烷中含有碳元素和氢元素。

［板书］1.甲烷的氧化反应 CH4+2O2 → CO2+2H2O ［师］请大家留意我所写的化学方程式与以前大家所知道的在形式上有何不同？为什么会有这样的区别？

［生］观察、思考，并自学教材中的相关注解后回答：方程式的中间用的是“ ”(箭头)而不是“ ”(等号)，这主要是因为有机物参加的反应往往比较复杂，常有副反应发生。

2、加成反应：在两只试管中同时滴加3ml 2%溴水，通入甲烷，观察溶液是否褪色。

［师］我们知道酸性KMnO4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，且自身被还原而褪色，那么甲烷能否被酸性高锰酸钾溶液氧化呢？我们通过下面的实验来验证。

3、氧化反应：在两只试管中分别滴3ml稀酸性高钾锰酸溶液，通入甲烷，观察溶液是否褪色。

甲烷通入溴水中 甲烷通入酸性高锰酸钾溶液中 关键操作：

因为要观察的是颜色变化，所以可以用对照法进行观察； 溴水具有挥发性，所以通入时间不能太长，防止被气流带走，导致实验结果受影响。

［生］观察、记录、思考实验现象：经过一段时间后，酸性KMnO4溶液的颜色无任何变化，即不褪色。［问］通过刚才的实验可以得出什么样的结论？ ［生］甲烷气体不能被酸性KMnO4溶液氧化。

［师］在通常条件下，甲烷不仅与高锰酸钾等强氧化剂不反应，而且与强酸、强碱也不反应，所以可以说甲烷的化学性质是比较稳定的。但稳定是相对的，在一定条件下也可以与一些物质如Cl2发生某些反应。

取代反应

［演示实验]教师与两名学生助手共同完成。

取一支100 ml的大量筒，通过排饱和食盐水，生甲负责收集20 ml 的甲烷气，生乙负责收集80 ml的Cl2，然后用220 V、250 W的高压汞灯为光源，在距装置10 cm～15 cm处照射。

［生］观察记录现象：量筒内Cl2的黄绿色逐渐消失，几分钟之后，量筒内壁出现了油状液滴，量筒内水面上升。

［设疑］分析上述实验中所观察到的现象，从中可以得到哪些实验的信息？

［生］分析思考后回答：上述实验现象说明在光照条件下，CH4与Cl2发生了化学反应，生成了易溶于水的气体和难溶于水的油状物质。

［师］评价、肯定回答结果，下面将Cl2和甲烷的反应过程视频，以帮助大家理解该反应的基本机理。［视频动画效果显示］甲烷与氯气的反应过程

［说明］在反应中CH4分子里的1个H原子被Cl2分子里的1个Cl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(又叫氯仿)和四氯甲烷(又叫四氯化碳)，反应如下：

(CH3Cl分子里1个氢原子被Cl2分子里1个Cl原子所代替)

(CH2Cl2分子里1个H原子被Cl2分子里1个Cl原子所代替)

(CHCl3分子里的1个氢原子被Cl2分子里1个Cl原子所代替)

［生］观察、理解甲烷和氯气反应过程。

［师］在这些反应里，甲烷分子里的氢原子逐步被氯原子所取代，生成四种取代产物。这就是甲烷的另一重要化学性质——取代反应。［师］要注意CH4和Cl2的反应不能用日光或其他强光直射，否则会因为发生如下剧烈的反应：CH4+2Cl2 → C+4HCl而爆炸，再则CH4和Cl2的体积比应以1∶4为宜，无论是CH4还是Cl2过量，都会导致实验现象不明显。

思考讨论：

(1)CH4、CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、Cl2、HCl等七种物质，哪些是有机物？

(2)从CH4、CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4的分子组成上，分析说明CH4与Cl2的化学反应具有什么特点？

［思路分析］(1)在本题中指出的七种物质中，CH4、CH3Cl、CH2Cl2、CHCL3和CCl4五种为有机物。

(2)从CH4、CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4分子组成上判断，CH4和Cl2混合光照后所发生的一系列反应其共同点是有机物分子里的氢原子被氯原子所替代。

［师］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就称为取代反应。

［师］大家回忆一下我们以前所学过的置换反应的有关知识，然后和取代反应相比较，看看有何异同。

［生］回忆置换反应的定义，思考其反应特点，并作出不是很完全的回答。

【比较学习】［PPT表格显示］取代反应和置换反应的区别 取代反应 置换反应 CH4+Cl2→ CH3Cl+HCl Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑

［生］观察、体会取代反应与置换反应的区别。

［师］CH4和Cl2的取代反应的生成物一般有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4多种成分，它们均不溶于水。在常温下，一氯甲烷为气体，其他三种都是液体，三氯甲烷(氯仿)和四氯甲烷(四氯化碳)是工业重要的溶剂，后者还是实验室里常用的溶剂、灭火剂，氯仿与四氯化碳常温常压下的密度均大于1 g•cm－3，即比水重。那么，除了氧化反应和取代反应，甲烷还有无其他性质呢？

［生］自学、思考后回答：甲烷在隔绝空气并加热至1000℃的条件下，可分解生成炭黑和氢气。

［追问］这么高的温度才分解，说明甲烷的热稳定性如何？

［生］热稳定性很强。板书设计

有机物：绝大多数的含碳化合物 烃：只含有碳和氢两种元素的有机物 第一节 甲烷

一、甲烷的物理性质

二、甲烷的分子结构

三、甲烷的化学性质 1.甲烷的氧化反应 CH4+2O2 → CO2+2H2O 2.甲烷的取代反应

第五篇：(公开课)甲烷教学设计

主题：第三章 第一节

最简单的有机化合物——甲烷

第一课时——甲烷的化学性 化学组 王英

一、教学目标：  知识与技能：

1．了解甲烷在自然界中的存在和用途； 2．认识甲烷的正四面体结构； 3．了解甲烷的物理性质和化学性质。 过程与方法：

1．通过观察甲烷分子的空间构型模型、观看甲烷发生取代反应的多媒体模拟反应历程，增强学生对甲烷分子空间构型这类抽象的知识的理解，提高空间思维能力；

2．让学生体会由结构推性质和由性质推结构的过程与方法，形成严谨的学习态度。 情感态度与价值观：

1．使学生初步掌握研究物质的方法—结构解析、推测物质可能的性质，培养学生严谨的科学态度和积极的探索精神；

2．与日常生活紧密结合，了解甲烷对于人类日常生活及身体健康的重要性，形成环保意识及关心能源、社会问题的意识。

二、教学重点、难点：



重点：甲烷的结构特点和甲烷的化学性质。



难点: 甲烷的结构和甲烷的取代反应

三、教学方法：

讲授、讨论、实验探究、多媒体辅助、小组合作、类比等教学方法。

四、教学用具：

PPT课件，课本P61“科学探究”中的相关实验仪器及药品

五、教学过程：

 环节一：导入新课（1分钟）

【新闻导入新课】有关2014年7月8日新疆“大黄山”瓦斯爆炸新闻导入课题。

【过渡】新闻中的“气”指什么气体？主要成分是什么？为了合理开发并利用这些新能源,我们今天要来研

究天然气的利用以及它的主要成分甲烷的性质.。【板书】§3-1 最简单的有机物——甲烷

【介绍】本节课学习目标 及本节课重难点。

 环节二：自主学习检测

【讲】现在我们以抽签题号答题方式进行。并讲述答题规则。

【课件】展示7个数字，让点到名字的学生任意选择题号准确答题。（4分钟）

1、甲烷的存在（C层次学生回答）

2、甲烷的物理性质

3、甲烷的组成与结构（C、B层次学生上黑板写）

化学式：____________ 电子式：____________ 结构式：____________空间结构：___________

4、甲烷的稳定性

5、是一道空题，给学生惊喜，且能加上1分

6、甲烷的氧化性

7、取代反应概念的理解

【学生板书】1.分子式：CH4

2.电子式：

3.结构式：

CH4（g）+ 2O2（g）

【评价】教师点评并用课件展示答案。 环节三：重点、难点探究 

1、甲烷的分子构型

【过渡】能不能通过结构式得出甲烷的分子构型就是平面正方形呢？

【合作探究1】探究问题：能不能通过结构式得出甲烷的分子构型就是平面正方形呢？为什么？如果不是，那甲烷分子中的原子在空间是如何分布的？要求：小组讨论2分钟，展示答案不超过2分钟。【小组讨论】（2分钟）

【A层次学生展示答案】不能，如果是平面正方形结构，C—H键之间的夹角是90°和180°，再有，甲烷分子中4个C—H键的长度和强度都是相等的，且每两个C—H键之间的夹角，都是109°28′,也相等。不符合客观事实。甲烷应该是正四面体结构，其中碳原子位于正四面体的中心，四个氢原子分别位于正四面体的顶点。【教师点评】分析得很好，本组可以加上3分。

【补充】这样看来甲烷的结构式并不能代表其真实的空间构型，但是为了简便起见，一般只写有机物的平面结构式。 【展示】为了加深同学们理解和记忆，我们再一起来观察甲烷分子的球棍模型和比例模型。（实物展示）甲烷分子的球棍模型和比例模型：【动画】演示甲烷正四面体结构。

CO2（g）+ 2H2O（l）

【小结】甲烷的结构特点：甲烷分子是以碳原子为中心，四个氢原子为顶点的正四面体结构，其中四个C—H键 的键长都是相等的、键角都是109°28′。【课件】展示甲烷的结构特点。 小试牛刀

【课堂练习】能够证明甲烷分子空间结构为正四面体的事实是（D）

A.甲烷的四个碳氢键的键能相等 B.甲烷的四个碳氢键的键长相等 C.甲烷的一氯代物（CH3Cl）只有一种 D.甲烷的二氯代物（CH2Cl2）只有一种



2、甲烷的性质

【过渡】我们知道，物质的结构决定其性质，那么甲烷的正四面体型结构决定其具有哪些化学性质？ 【板书】性质

1.甲烷的物理性质略（自学测试环节已经讲述不再重复）

2、甲烷化学性质 【板书】

【过渡】同学们都知道酸性高锰酸钾溶液氧化性很强，那甲烷能否也一样能使酸性高锰酸钾溶液褪色？现在我们就一起来观看这个实验现象。

【实验视频】把甲烷通入盛有酸性高锰酸钾溶液中，观察紫色的高锰酸钾溶液是否褪色。

【实验现象】酸性高锰酸钾溶液没有褪色。

【结论】不仅仅是酸性高锰酸钾，把甲烷通入溴水中、强酸强碱也都不发生反应。

【引导】我们知道，化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成。甲烷与强酸强碱强氧化剂不发生反应，说明什么？

【学生答】甲烷分子中的C—H键比较牢固，不易断裂，所以通常条件下，甲烷性质稳定。【板书】（1）.通常条件下，性质稳定。

【过渡】我们都知道一般有机物都可以燃烧生成CO2和H2O，同样最简单的有机物——甲烷也可以与氧气在点燃条件下反应生成CO2和H2O。

【板书】（2）.氧化反应

CH42O2点燃CO22H2O

【引导】现在请同学们注意观察甲烷气体燃烧时的想象，并思考如何检验其燃烧产物。【实验视频】甲烷的燃烧。

【合作探究2】如何验证甲烷的燃烧产物？（1分钟）

【学生展示】在火焰的正上方罩一冷而干燥的烧杯，看到烧杯内壁上有水滴生产，将烧杯快速倒过来，往烧杯中加入澄清石灰水，振荡，石灰水变浑浊。说明产物有水、二氧化碳。【学生点评】说出该学生的观点。

【师点评】两个小组同学都很认真，回答正确，给他们都加上3分。【讲】甲烷燃烧产物是CO2和H2O，无污染，且放出大量热，是很好的气体燃料，现在有很多出租车用的就是

天然气，经济又环保。可以造福于人类。但必须注意，如果空气中甲烷含量达到5%-15%时，遇到火花就会立即爆炸，所以煤矿矿井里必须采取安全措施，如通风、严禁烟火等，以防止甲烷与空气混合物的爆炸事故发生。因此，甲烷气体在点燃前需要验纯。

【设疑]】请大家观察这个化学反应方程式与我们以前学习的有什么不同？是什么原因呢？

【学生回答】化学方程式中间用（箭头）而不是用（等号），这主要因为有机物参加的化学反应往往比较复杂，副反应比较多，我们写出来的是其主要反应。

【过渡】甲烷除了能在点燃条件下与氧气发生氧化反应外，还能在光照条件下，与氯气发生反应。【板书】3.甲烷的取代反应

【讲】在看这个实验视频前，交给同学们两个任务：

一、观察并描述实验现象；

二、思考产生现象的原因。【实验视频】甲烷和氯气在光照条件下的取代反应。

【描述】现象： 氯气的黄绿色逐渐变浅；量筒内壁产生油状液滴

；量筒内液面上升 ； 量筒内有少量白雾。【课件】展示实验条件：光照；

实验现象：1.氯气的黄绿色逐渐变浅；2.量筒内壁产生油状液滴

；3.量筒内液面上升 ；4量筒内有少量白雾。【合作探究3】分析产生这些实验现象的原因。（2分钟）

【展示答案】颜色变浅，说明CH4和Cl2的混合气体在光照下发生了化学反应；量筒壁上出现油滴，说明反应中 生成了新油状物质；试管内液面上升，说明随着反应的进行，试管内的压强在减小，即气体总体积在减小；

量筒内有少量白雾，说明有HCl生成。【学生点评】说出该学生的观点。

【师点评】两个小组同学都很认真，回答正确，给他们都加上3分。

（动画模拟）学生观看甲烷与氯气发生取代反应的教学动画，教师一边解释反应原理。

【讲】上述反应没有到此终止，CH3Cl与Cl2继续依次反应。现在请同学们试写出其余方程式。

光

光

光

【学生板书】 CH3Cl＋Cl2――→CH2Cl2＋HCl；CH2Cl2＋Cl2――→CHCl3＋HCl；CHCl3＋Cl2――→CCl4＋HCl

止，那甲烷与氯气的产物应该有几种？哪一种物质最多？

【答】五种，生成了四种有机物，一种无机物氯化氢，氯化氢最多。

【讲】这四种取代产物都难溶于水，常温下，一氯甲烷是气体，另外三种都是油状液体。【讲】甲烷与氯气的取代反应是一种连琐反应，第一步反应一开始，后续反应立即进行，且前面的反应也没有停【过渡】刚才我们用方程式分析了甲烷与氯气的取代反应，再通过动画来模拟这个反应，请同学们归纳取代反应的概念。

【动画演示】甲烷与氯气的四步取代反应

【学生】像这样，有机物分子里的原子或原子团被其它原子或原子团替代的反应，被称为——取代反应。【课件】判断下列反应属于取代反应的是（）高温A．CH4――→C＋2H2 B．2HI＋Cl2===2HCl＋I2 点燃C．CH4＋2O2――→CO2＋2H2O 光D．CH4＋Cl2――→CH3Cl＋HCl 【小结】从以上几个取代反应，我们可以看出，取代反应的反应物可以有单质，也可以没有单质，生成物一般没有单质,而置换反应的反应物和生成物都有单质，取代反应和置换反应是不同的。

【强调】甲烷发生取代反应常注意的问题。

【课件】甲烷取代反应注意：反应条件是光照，暗处不发生反应，日光直射会爆炸；反应物是纯卤素；取代产物是4中卤代物的混合物。

【过渡】性质决定用途，甲烷燃烧放出大量热，可以做燃料，甲烷的取代反应有什么应用吗? 【讲】反应生成的一氯甲烷可做局部麻醉剂，三氯甲烷，四氯甲烷都是重要的有机溶剂，四氯化碳还可做灭火剂。所以说甲烷是化工生产的重要原料。

【合作探究4】学生总结本节主要内容。【板书】

四、用途

1.清洁能源

2.化工原料

【讲】甲烷的用途还不止这些，同学们有兴趣的话，可以在网上收集整理甲烷的更多用途。【总结】总结本节课所讲的相关内容。【布置作业】《化学固学案》P129相应习题。【板书设计】

第一节：最简单的有机化合物——甲烷

一、甲烷的结构

结构式 ：用短线来表示一对共用电子的图式叫结构式

立体结构：正四面体型

二、甲烷的物理性质

无色、无味，密度比空气小，极难溶于水，容易燃烧的气体。

三、甲烷的化学性质

1、氧化反应

CH4（g）+ 2O2（g）

CO2（g）+ 2H2O（l）

2、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替代的反应

四、甲烷的用途