甲烷教案

第一篇：甲烷教案

第一节 甲 烷

教学目标：

（一）知识与技能目标

1．通过观察实验掌握甲烷的性质、取代反应。

2．理解甲烷的分子结构，初步培养学生空间想象能力

（二）过程与方法目标

通过“活动·探究”等活动，提高学生分析、联想、类比、迁移以及概括的能力。提高学生学习化学的积极性。

（三）情感态度与价值观目的

1．通过“活动·探究”活动，激发学生探索未知知识的兴趣，让他们享受到探究未知世界的乐趣。

2．通过用模型组装有机分子的实践活动，培养学生严谨认真的科学态度和探索精神。

教学重点：

甲烷的结构特点和甲烷的取代反应

教学难点：

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性质

教学过程：

[导入新课]：同学们：上节课大家开始接触了有机化合物，了解了有机物的结构特点。今天我们就来学习最简单的有机化合物—甲烷。

甲烷是天然气和沼气的主要成分。天然气作为一种重要的能源早已被大家熟知，走进了城市的千家万户。“西气东输”是把新疆等地天然气，通过管道东输到长江三角洲，最终到达上海市的一项巨大工程,其中也包括我们安徽省。缓解了东部能源紧缺问题。

广大的农村地区，因地置宜，大力推广和使用沼气，不仅节约了能源、保护了环境，更提高了农民的收益。

甲烷有如此广泛的应用，他到底是一种什么样的物质？

[板书]：

最简单的有机化合物

——— 甲烷

展示一集气瓶里的甲烷气体以及河底的甲烷气泡

[师]：能否描述甲烷的物理性质？（色、态、气味、密度、溶解性）

[生]：无色、无味的气体、密度比空气小(标准状况=0.717g/L)，极难溶于水。

[板书]：

一、甲烷的物理性质

无色、无味的气体、密度比空气小(标准状况=0.717g/L)，极难溶于水。

[师]：前面我给大家强调了学习有机物，一定要抓住结构决定性质；性质决定用途这条主线。所以我们先来了解甲烷分子的结构特征，进而研究它的化学性质。

[板书]：

二、甲烷的分子结构

甲烷的分子式 甲烷的电子式 甲烷的结构式

CH4

甲烷分子的球棍模型 甲烷分子的比例模型(球棍模型表示原子的相对位置)（比例模型可大体上表示各种原子的体积比）

[实践活动一]：

用发下去的碳、氢模型及铁棍制作甲烷的分子模型 [实践活动二]：

取一段长25cm宽8.7cm的矩形硬纸条，按书本54页图中所示，裁去两头的小三角形，按虚线向内折成如图3-1所示的正四面体，其顶点分别为甲烷中四个氢原子的位置，中心是碳原子。

[结论]：

甲烷分子中，碳原子位于正四面体的中间，氢原子位于正四面体的四个顶点，构成了一个空间正四面体结构。

HC

学生动手制作正四面体和甲烷的球棍模型，并展示，教师评价 HHH[思考]：甲烷中的 C—H 键稳定，不容易断裂，能否根据它的结构特点推测甲烷的化学性质？

[生]：结构决定性质，C-H键的稳定，可以推测甲烷化学性质比较稳定。[板书]：

三、甲烷的化学性质

在通常情况下，比较稳定，不与高锰酸钾等强氧化剂发生反应，与强酸、强碱也不发生反应。但稳定性是相对的，在特定条件下，甲烷能与某些物质发生反应。

[师]：例如我们利用的天然气、沼气，就是因为甲烷可以在空气中燃烧并放出热量。

[板书]：

（一）与氧气反应

展示甲烷燃烧时火焰图片

现象：淡蓝色火焰，放出大量的热。反应：CH4+2O2-点燃→CO2+2H2O [思考]：如何检验甲烷燃烧的产物？

[生]：用一个小烧杯照在火焰上方，有水蒸汽出现，说明有水生成；在往烧杯中加入澄清石灰水，变浑浊说明有二氧化碳。

[师]：很好，非常完整，从产物也可以看出甲烷燃烧没有污染，而且燃烧值也较大。

所以说甲烷是一种高效、清洁能源

[板书]：

1、甲烷是一种高效、清洁能源

2、点燃前要验纯（瓦斯爆炸）

3、写有机化学反应连接号时用“→”

[师]：甲烷除了可以燃烧外，还可以发生其他反应吗？

[板书]：

（二）甲烷与氯气的反应 [科学探究]：

用集气瓶分别收集一瓶甲烷和一瓶氯气，相互混合后，取其中一瓶放在黑暗处，另一瓶放在光亮处，并在其15cm处点燃镁条。3—5分钟后，对比两集气瓶，观察现象。

[板书]：

[现象]：出油滴

有白雾

色变浅 [结论]：有新的物质生成 生成有HCl生成 Cl2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做取代反应

反应方程式：CH

4＋

Cl2 →光照 CH3Cl ＋ HCl CH3Cl ＋ Cl2 →光照 CH2Cl2 ＋ HCl [师]：根据取代反应的定义完成二氯甲烷与氯气

CH2Cl2 ＋ Cl2 →

CHCl3 ＋ HCl CHCl3 ＋ Cl2 →光照 CCl4 ＋ HCl

光照

[板书]：

注意：

1、甲烷与氯气的反应一旦发生四种有机产物都将生成

2、甲烷除了可以和氯气发生取代反应，还可以与其他卤素单质的气体（Br2）反应。但不与这些单质的水溶液反应

3、产物分析：

CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4

结构式：

名称： 一氯甲烷 二氯甲烷 三氯甲烷 四氯甲烷

状态： 气体 液体 液体 液体（常温）

溶解性： 都难溶于水

CHCl3、CCl4是工业上重要的有机溶剂

四、甲烷的用途

做燃料、燃料电池、制溶剂、化工原料

主要存在于：天然气、沼气、坑道气（瓦斯）、可燃冰

[拓展视野]：可燃冰 ——未来的新能源

可燃冰简介

学名“天然气水合物”，也称气体水合物（gas hydrate），是由天然气与水分子在高压（>100大气压或>10MPa）和低温（0～10℃）条件下合成的一种固态结晶物质。因天然气中80%～90%的成分是甲烷，故也有人叫“甲烷水合物”（methane hydrate或methane gas hydrate）。天然气水合物多呈白色或浅灰色晶体，外貌类似冰雪，可以像酒精块一样被点燃，故也有人叫它“可燃冰”。

从微观上看其分子结构就像一个一个“笼子”，由若干水分子组成一个笼子，每个笼子里“关”一个甲烷气体分子

[课堂练习]： 1、2003年我国完成了具有划时代意义的西气东输工程。天然气是一种清洁的能源，其主要成分是，有报道说，使用天然气对提高人的生活质量有以下好处：

⑴可有效减少空气污染，提高空气质量；

⑵可大大减轻水陆运输的压力；

⑶可以控制温室气体的排放，减少温室效应；

⑷天然气无毒，泄露不具有危险性„

你认为其中不合适的宣传有（填序号）理由是：_______________________.2、甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是正方形的平面结构，理由是()A、CH3Cl只存在一种结构 B、CH2Cl2只存在一种结构 C、CHCl3只存在一种结构

D、CCl4中四个价键的键角和键长都相等

3、第28届国际地质大会提供的资料显示，海底有大量的天然气水合物，可满足人类1000年的能源需要。天然气水合物是一种晶体，晶体中平均每46个水分子构建成8个笼，每个笼可容纳1个CH4分子或1个游离H2O分子。若晶体中每8个笼只有6个容纳了CH4分子，另外两个笼被游离H2O分子填充，则天然气水合物的平均组成可表示为()A.CH4·14H2O B.CH4·8H2O C.CH4·(23/3)H2O D.CH4·6H2O 4

第二篇：《甲烷》教案

第一节 最简单的有机化合物——甲烷

学习目标

1．知道甲烷的结构式、甲烷的电子式和甲烷分子为正四面体结构

2．知道甲烷的化学性质稳定，了解有关实验的结论，了解取代反应和氧化反应；

3．认识到关心科学、研究科学和探索科学的精神。

教学重难点：

甲烷的结构和甲烷的化学性质。

教学过程：

【引言】 猜一猜

1、历史（华佗）

2、身边化学 【新课】第一节 最简单的有机化合物——甲烷

一、甲烷的结构

通过全体学生的探究练习引入甲烷的结构。[课堂练习1] 碳原子和氢原子的结构示意图。答案：

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：CH4 [课堂练习2] 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。讨论分子里各原子在空间的分布情况？

①甲烷的电子式：

②讨论结果：可能[总结]

甲烷分子的比例模型：

甲烷分子的球棍模型

经过科学实验证明甲烷分子的结构是正四面体结构，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。

有两种结构——平面正方形结构和正四面体结构

二、甲烷的性质

物理性质：甲烷是无色、无臭的气体，密度是0.717g/L（标准状况），极难溶于水。

通常情况下，甲烷稳定，如与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应。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。

化学性质： 1． 甲烷的氧化反应

[实验]点燃甲烷，燃烧，火焰呈淡蓝色。分别用干燥的小烧杯和沾有澄清石灰水的小烧杯罩在火焰上，可以发现干燥的小烧杯内有无色液体生成，沾有澄清石灰水的小烧杯罩石灰水变浑浊。

CH4+2O2 CO2+2H2O [实验]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？

从实验中可知溶液颜色没有变化，说明甲烷与高锰酸钾不发生反应。

2．甲烷的取代反应

[实验]取一个100mL的量筒，用排饱和食盐水的方法收集20mLCH4和Cl2，放在光亮的地方，日光不要直射，等待片刻，观察发生的现象。[由现象讨论后得出结论] 现象：量筒壁上出现油滴，量筒内的液面上升，气体颜色略微变浅。结论：（学生观看甲烷与氯气发生取代反应的教学软件）

甲烷分子里的氢原子是被氯原子逐步取代的，共生成五种物质，四种取代产物。

有机物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叫做取代反应。

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，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业上重要的溶剂。

3、补充性质 甲烷的分解

温度1000摄氏度

三、投影习题 CH4高温C2H2思考：若1mol甲烷和足量的氯气反应生成等物质的量的四种取代产物，则需要消耗的氯气的物质的量是多少？

附：板书设计www.xiexiebang.comG汽车试运行，至今运行情况良好；上海、广州、深圳、哈尔滨、成都、西安等地代用燃料车等都已驶上街头。

c.专家们认为，21世纪沼气在农村之所以能够成为主要能源之一，是因为它具有不可比拟的特点，特别是在我国的广大农村，这些特点就更为显著了。我国地广人多，生物能资源丰富。研究表明，在21世纪无论在农村还是城镇，都可以根据本地的实际情况，就地利用粪便、桔杆、杂草、废渣、废料等生产的沼气来发电。

第三篇：甲烷教案

天然气的利用

甲烷

教学目标 知识与技能：

1、了解自然界中甲烷的存在及储量情况；

2、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、了解甲烷对人类生产和生活的意义。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；

3、初步学会化学中对有机物进行科学探究的基本思路和方法。情感态度价值观：

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；

4、关心社会、环境、能源等问题，提高学生的环护意识。教学过程

[录像] 西气东输

[引入] 西气东输是我国目前一项巨大工程的示意图,输送的气体就是天然气,天然气的主要成分是甲烷,目前,农村普遍使用的沼气的主要成分也是甲烷,而且,科学家从海底发现了一种新能源—“可燃冰”,实际上是甲烷的水合物,据估计,可燃冰的贮存量能提供人类社会1000年的能源使用.所以,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.一、【板书】天然气的利用 甲烷

二、学习目标

1.了解甲烷的存在、物理性质、用途。

2.掌握甲烷分子的化学式、电子式、结构式、空间构型。

3.掌握甲烷的化学性质（通常稳定、取代反应、氧化反应、高温分解）。4．使学生理解取代反应的概念。

三、自学指导

[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。1.通过观察，甲烷的物理性质都有哪些啊？ 2.阅读资料了解甲烷的存在。

时间5分钟，然后回答以上两个问题

四、先学后教

要认识一个有机物必须先从分子式开始，然后是结构式及性质。请同学们也自学并回答下列问题，时间8分钟

【问】1.历史上人们是怎样知道甲烷的分子式为CH4的？

2.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？ 3.前面我们讲了C是第几主族的元素？最外层有几个电子呢？

4.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？请同学们计算一下。

请一个学生回答前面三个问题，并让其他同学改正，补充。

请两个学生将计算过程书写在黑板上。看其他同学有无异议。上前改正，并不同颜色的粉笔写在边上

【问】1．画出碳原子的结构示意图，碳原子有几个价电子，通常与别的原子形成几个共价键？

2．写出甲烷的电子式。

3．若用“—”代表一对共用电子，写出甲烷的结构式 时间5分钟后，请举手回答。

【投影】学生书写的甲烷电子式、结构式。

【说明】甲烷分子的结构式仅表明甲烷分子中碳原子、氢原子的连结情况,不能表示甲烷分子中碳、氢原子在空间的分布，甲烷分子的空间结构是什么样的？ 【展示】甲烷的球棍模型和比例模型

【甲烷的结构特点】正四面体型结构,C在中心,4H在顶点.【思考】历史上，科学家们在测定了甲烷分子组成为CH4后，对甲烷的分子结构曾提出了两种猜想：正四面体型与平面正方形，科学家如何判断出甲烷分子是哪种空间构型的【演示】分别用2个第三种颜色小球替换两个代表氢原子的小球，思考得到的构型分别有几种。

【讲述】为解决甲烷分子的空间结构问题，科学家们提出：通过研究二氯甲烷有几种来确定。——若甲烷分子呈正四面体型，则其二氯代物只可能有一种。而若甲烷分子呈平面正四边形，则其二氯代物可以有两种：

所以，根据甲烷的二氯代物只有一种，即可判断甲烷分子的正四面体型。【板书小结】甲烷的分子式、电子式、结构式。【板书】

二、甲烷的物理物质

无色无味气体，难溶于水，比空气轻。

【提问】甲烷的化学性质如何？时间5分钟后，请举手回答。【学生讨论】甲烷的燃烧实验

【提问】1．点燃甲烷前要进行什么操作?2．火焰的颜色如何?3．燃烧后的产物如何检验? 时间5分钟后，请举手回答。

【讲述】2005年煤矿爆炸事故从发生的事故类型看,主要是瓦斯爆炸事故,瓦斯爆炸事故665起，死亡2439人。【板书】

三、甲烷的化学性质 氧化反应：CH4 + 2OCO2 + 2H2O 【设问】甲烷还有什么化学性质呢？

【观察与思考】

2、甲烷与氯气反应（PPT8，9，10）

【提醒】重点观察部位：量筒内气体颜色的变化，量筒水面上升情况，量筒内壁的变化。【回答】量筒内气体黄绿色褪去、有白雾，水位不断上升、内壁有油状物质生成。【讲述】这说明甲烷与氯气发生了反应。

四、【课堂作业】

1.本节作业本相应章节练习，铃声响后上交。时间15分钟

2.实践活动：用橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙签、火柴棍等自制甲烷的分子模型 附：板书设计

最简单的有机化合物——甲烷

一、甲烷的结构

分子式 CH4 电子式

结构式 ：

立体结构：正四面体型

二、甲烷的物理性质（无色无味气体，难溶于水，比空气轻）

三、甲烷的化学性质 1．氧化反应：CH4 + 2O2

CO2 + 2H2O

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

第四篇：甲烷教案（定稿）

第五章 第一节

甲

烷

●教学目标

1.使学生了解甲烷的结构式和甲烷的正四面体结构，从而提高思维和空间想象的能力； 2.使学生掌握甲烷的化学性质，以增强学生的观察能力和思维能力； 3.使学生了解取代反应；

4.通过学生对结构决定性质这一规律的认识，对学生进行辩证唯物主义的教育。●教学重点

甲烷的化学性质，取代反应。●教学难点

1.甲烷的分子结构； 2.甲烷的取代反应。●课时安排 一课时 ●教学方法

1.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；

2.针对甲烷的重要化学性质——取代反应，采用实验演示和投影分析、启发的方式来解决； 3.投影列表比较分析有机物和无机物的主要区别以及取代反应和置换反应的区别。●教学用具

投影仪、甲烷分子的球棍模型和比例模型；

甲烷气体的发生装置、氯气的发生装置、铁架台、水槽、高压汞灯(220 V、250 W)、电源、试管、导气管、100 mL量筒；

酸性高锰酸钾溶液、饱和食盐水、无水醋酸钠晶体、碱石灰、MnO2、浓盐酸等。●教学过程 ［引言］在以前的学习中我们学习和了解了很多种的物质，如碱金属元素、卤素、氧族元素、氮族元素的单质及其化合物；也曾了解和接触过另外一类物质，如甲烷、乙烯、乙炔、蔗糖、葡萄糖、酒精等等。前者我们称之为无机物，后者就是在今后的一段时间即将学习和讨论的一类重要的物质——有机物。它与人类的关系非常密切，在人们的衣、食、住、行、医疗保健、工农业生产及能源、材料和科学技术领域中都起着重要的作用。［设疑］1.什么是有机物？

2.有机物种类繁多的主要原因是什么？

［生］自学、阅读教材的本章引言部分，思考、讨论后回答：

生甲：世界上绝大多数的含碳化合物叫做有机化合物，简称有机物。

生乙：有机物种类之所以繁多主要有以下几个原因：①碳原子最外电子层上有4个电子，可形成4个共价键；②在有机化合物中，碳原子不仅可以与其他原子成键，而且碳碳原子之间也可以成键；③碳与碳原子之间结合方式多种多样，可形成单键、双键或叁键，可以形成链状化合物，也可形成环状化合物；④相同组成的分子，结构可能多种多样。

［师］评价、肯定学生的回答，并作补充说明，定义中之所以说绝大多数的含碳化合物是有机物，是因为有些物质如CO、CO2、Na2CO3等物质虽然含碳，但性质和组成与无机物很相近，所以把它们看作为无机物。那么究竟哪些物质是有机物，哪些物质是无机物，有什么判断依据呢？我们可以通过有机物与无机物的主要区别加以判断。［投影显示］有机物与无机物的主要区别 性质和反应 有机物 无机物 溶解性 多数不溶于水，易溶于有机溶剂 部分溶于水而不溶于有机溶剂

耐热性 多数不耐热，熔点较低，一般在400℃以下 多数耐热，难熔化，熔点一般比较高 可燃性 多数可以燃烧 多数不能燃烧 电离性 多数是非电解质 多数是电解质

化学反应 一般比较复杂，副反应多，反应速率较慢 一般比较简单，副反应少，反应速率较快

［师］当然有机物和含碳化合物的正确关系应该是：有机物一定含碳元素，但含碳元素的物质不一定是有机物。刚才同学们关于有机物种类繁多的原因总结的基本完整，据统计，目前已知的有机物已超过二千万种，而且每年新合成的化合物中，90%的是有机物。［生］根据结构图5—1：4个碳原子相互结合的几种方式进一步理解有机物种类繁多的原因。［设疑］有机物主要由哪些元素构成？什么叫烃？

［生］思考后回答：有机物中除含碳元素外，通常还含有氢、氧、氮、硫、卤素、磷等。只含有碳和氢两种元素的有机化合物叫烃。

［师］补充说明：在一种具体的有机物中不一定全包括上述所有的元素。第五章

烃

［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。［板书］第一节

甲烷 ［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？

［板书］

一、甲烷的物理性质

［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(若干)［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，其立体结构式如图5—2所示，但为了简便其见，一般只写有机物的平面结构式。［板书］

二、甲烷的分子结构 ［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。［板书］

三、甲烷的化学性质 ［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。

［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。

［演示实验5—1］师生共同操作：制甲烷气，用导气管导入盛有紫色的酸性KMnO4溶液的试管中。

［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。(承上启下，并对学生进行辩证唯物主义的教育)［演示实验5—2］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和甲烷的反应过程投影显示出来，以帮助大家理解该反应的基本机理。

［投影显示］甲烷与氯气的反应过程(有条件的学校可利用CAI教学软件将上述反应制成动画效果演示)

［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。［板书］2.甲烷的取代反应

［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。［投影显示］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。

［板书］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。［投影表格］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↑

定义 有机物分子里的原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应 一种单质跟一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应

反应物 一种化合物和另一种化合物或单质反应 一种单质和另一种化合物反应 生成物 一般生成两种化合物 生成一种化合物和另一种单质 反应中电子得失 不一定发生电子偏移，因此不一定是氧化还原反应 一定发生电子转移，一定是氧化还原反应

反应是否可逆 很多反应是可逆的 反应一般是不可逆的 ［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］3.甲烷的受热分解

CH4 C+2H2 ［问］从甲烷的这些化学性质中可以推知甲烷会有什么样的重要用途呢？

［生］思考分析总结后回答：做燃料；制取氯仿、四氯化碳、氢气和炭黑；作其他有机化工原料。

［板书］

四、甲烷的用途

［过渡］那么如何制备甲烷呢？下面我们先看甲烷的工业制法。［师］工业上所用的甲烷主要来自于天然气、石油。［板书］

五、甲烷的制法

1.工业制法：主要来源于天然气、石油。［设问］在实验室中又该如何制备甲烷呢？

［师］下面我们再来共同学习、分析甲烷的实验室制法。［板书］2.实验室制法：

(1)原料药品：无水醋酸钠和碱石灰(2)原理：(脱羧反应)CH3COONa+NaOH CH4↑+Na2CO3 ［问］根据甲烷的制备原理，应选用什么样的制气装置？ ［生］固—固加热，应选用大试管灼烧。

［追问］在以前学过的气体中，哪些气体的制气装置与CH4相同？ ［生甲］氧气。［生乙］还有氨气。

［板书］(3)装置：大试管灼烧。与O2、NH3制气装置相同。［师］据甲烷的物理性质推测甲烷可用什么方法收集？ ［生甲］甲烷难溶于水，可用排水法收集。

［生乙］甲烷的密度比空气小，还可用向下排空气法收集。［板书］(4)收集：排水法或向下排空气法。

［师］说明：本实验成败关键在于反应物要保证无水。醋酸钠晶体CH3COONa•3H2O必须加热失水干燥后与碱石灰混合。若有水，则CH3COONa与NaOH发生电离，不会按分子间反应(脱羧反应)的方式进行反应，不能产生CH4。而碱石灰中CaO并不参加变化，但起三个作用：①吸水剂；②缓蚀剂：防止NaOH直接接触试管壁，而在高温下腐蚀试管；③疏松剂：使反应混合物呈疏松状，有利于甲烷的逸出。实验中仪器也必须干燥，加热温度不能 太高，否则发生副反应：2CH3COONa

+Na2CO3 ［本节小结］本节课我们开始了对有机物的系统学习，介绍了有机物、烃的概念，解释了有机物种类繁多的主要原因；认识到甲烷的正四面体立体结构和它的几个重要化学性质：氧化反应、取代反应、受热分解反应，学习中重点应对甲烷和Cl2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。［布置作业］P114~11

5一、二、三、四 ●板书设计 第五章

烃

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 取代反应

3.甲烷的受热分解 CH4 C+2H2

四、甲烷的用途

五、甲烷的制法

1.工业制法：主要来源于天然气、石油。2.实验室制法：

(1)原料药品：无水醋酸钠和碱石灰(2)原理：(脱羧反应)CH3COONa+NaOH CH4↑+Na2CO3(3)装置：大试管灼烧。与O2、NH3制气装置相同。(4)收集：排水法或向下排空气法。

第五篇：甲烷教案

第一节 甲烷

授课人 曹华东

一、教学目标:.知识技能目标：1使学生了解甲烷的分子结构和表达式。

2.使学生掌握甲烷的重要化学性质。

3.使学生了解取代反应,并学会对比分析的方法。

过程方法目标：通过试验培养学生的观察分析能力、空间想象能力,提高研究性学习的能力。

情感态度目标：认识物质结构本质，能透过现象看本质；关心社会、能源等问题；合作学习的精神养成。

重点：甲烷的分子结构和化学性质。

二、教学方法：提出问题-----分析探究------归纳应用

三、教学过程：

[图片]:沼气和天然气

[引入]:由图片引入我们今天要研究的内容甲烷.[板书]:第一节 甲烷

[介绍]: 甲烷是一种有机物,仅由碳和氢两种元素组成,本节课就来学习有机化学部分.[概念]: 大多数含碳的化合物都是有机物

仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物,又称烃.[展示]:一瓶甲烷气体(集气瓶倒放)观察甲烷的物理性质。[板书] :

一、甲烷的物理物质和存在

甲烷是无色无味的气体，难溶于水，比空气轻。

甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产生的气体的主要成分，天然气的主要成分也是甲烷（按体积计，天然气里一般约含有甲烷80%-90%）。[板书]:

二、甲烷的分子结构

[讲述]: 甲烷的分子式,电子式,结构式.结构式：用短线表示一对共用电子对的图式 [学生活动]:书写甲烷的电子式、结构式.[展示] :甲烷的球棍模型和比例模型

0,[甲烷的结构特点]:正四面体型结构,C在中心,4H在顶点.键与键之间的夹角为10928 [提问] :甲烷的化学性质如何？根据我们的知识,我们能知道甲烷能发生什么反应? [学生回答] : 燃烧

[实验] :甲烷的燃烧实验，[提问] :燃烧后的产物如何检验? [学生活动] :点燃集气瓶中的甲烷,然后在火焰上方罩一只干燥的烧杯,看是否有水雾,然后在集气瓶中加少量的澄清石灰水,充分振荡,看是否变浑浊.[学生活动] :写出甲烷燃烧的化学反应方程式.[板书]:

二、甲烷的化学性质

1、氧化反应：CH4 + 2O2

CO2 + 2H2O 注:有机反应方程式用箭头不用等号![设问]甲烷还有什么化学性质呢？

[讨论]甲烷可与氧气反应,是否能与酸性的高锰酸钾溶液反应呢?

2、稳定性：甲烷与酸性高锰酸钾溶液、溴水等不反应 [观察与思考] :甲烷能否与氯气发生反应? [实验] : 甲烷与氯气的反应

[提醒] :重点观察部位：量筒内气体颜色的变化，量筒水面上升情况，量筒内壁的变化。[回答] :量筒内气体黄绿色褪去、有白雾，水位不断上升、内壁有油状物质生成。[讲述] :这说明甲烷与氯气发生了反应。

[多媒体动画、板书、讲述]

[学生练习] :学生书写二氯甲烷、三氯甲烷与氯气反应的化学方程式。

[投影] :学生书写二氯甲烷、三氯甲烷与氯气反应的方程式。

[讲述]甲烷与氯气发生了反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷和氯化氢。由于氯化氢极易溶于水，产物中只有一氯甲烷是气体，二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷都是不溶于水的液体，所以量筒内气体黄绿色褪去、有白雾，水位不断上升、内壁有油状物质生成。[讲述]这种反应类型叫取代反应。[板书] :3．取代反应：

[强调]该反应的历程并归纳反应特点。在这些反应里，甲烷分子里的氢原子逐步被氯原子所代替而生成了四种取代产物。有机物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叫做取代反应。

[介绍] :四种取代产物的性质和用途

[练习] :

1、将1mol甲烷和4mol的氯气发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取

代物的物质的量相等，则消耗氯气为：（）A.0.5mol

B.2mol

C.2.5mol

D.4mol

2、在光照条件下，将等物质的量的甲烷和氯气充分反应得到的产物的物质的量最多的是：（）

A、一氯甲烷

B、二氯甲烷

C、三氯甲烷

D、HCl [讲述] :隔绝空气加热到1000℃以上，甲烷会分解为炭黑和氢气。高温

[板书] :

4、受热分解CH4 C + 2H2

[讲述] :氢气是合成氨及合成气油等工业的原料, 炭黑是橡胶工业的原料。[板书] :甲烷的用途

①甲烷的取代反应产物都是很好的有机溶剂。

②热分解产物炭黑是橡胶工业的重要原料，也可用于制造颜料、油墨、和油漆等。③做气体燃料。

[讲述] :从甲烷的化学性质可知, 甲烷的稳定性是相对的,在一定条件下,它可与一些物质起化学反应。甲烷是重要的燃料,人类需要它。但它也有对人类不利的一面, 它是一种温室气体,相同数量的气体引起的温室效应比二氧化碳还大,也不容忽视。[总结] :甲烷是我们接触有机化学的第一种物质。主要掌握甲烷的分子结构是正四面体, 它的主要化学性质是能发生起代反应。[作业]P115四 1 2