高中化学《最简单的有机化合物—甲烷》教案
一、教学目标
1．会写甲烷的结构式和电子式，能识别甲烷的正四面体结构；
3．通过甲烷的分子结构的探究，解析其可能有的性质，并设计实验来证明，初步掌握研究物质的方法。
4．认识化学微观世界分子结构的立体美。
二、教学重难点
【重点】
甲烷分子结构，化学性质及取代反应的含义。
【难点】
理解甲烷分子结构决定了性质，理解取代反应的含义。
三、教学过程
环节一：导入新课
上课，同学们好，请坐。
在我们前面的学习中，已经了解了很多种物质，比如碱金属元素、卤素、氧族元素、氮族元素及其化合物；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。前一类物质我们称之为无机物，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。有机物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。今天我们就来学习一下“最简单的有机化合物—甲烷”。
环节二：新课讲授
1．甲烷的结构
【提出问题】甲烷是最简单的有机物，这是因为它本身只含有一个碳原子，而且只含有有机物必须含有的两种元素：碳和氢。请同学们阅读课本资料，出甲烷的分子式、电子式、结构式。
【教师讲解】教师讲解结构式。
【过渡提问】那么甲烷分子中的原子在空间是如何分布的呢?（过渡提问，可不回答。）
【教师讲解】实际上，科学研究发现，甲烷分子是一个以碳为中心的正四面体结构，碳与每个氢间形成的键长键角都是相同的。下面我们大家都用自己手中的橡皮泥和牙签是做一个甲烷的模型，观察一下它的结构是什么样子的。
【学生活动】学生动手开始制备，教师巡回进行指导。
甲烷与反应【教师展示】通过展示实验室中的球棍模型和比例模型进一步验证甲烷分子的空间构型，它是一个正四面体结构。
2．甲烷的物理性质
【教师引导】从多媒体播放的视频（关于甲烷应用和物理性质的趣味资料）中，你能从中提取哪些关键信息?
【学生回答】甲烷俗名叫沼气，是天然气的主要成分，可用作燃料；无无味，密度比空气小，极难溶于水。甲烷的相对分子质量是16，空气的平均分子量为29，因此甲烷密度比空气小。
【过渡提问】了解了甲烷的物理性质，那甲烷有什么化学性质呢?
3．甲烷的化学性质
（1）甲烷的氧化反应
【教师引导】相信大部分同学家里都使用天然气吧，那我们很容易就能得到甲烷可以燃烧的化学性质，请推测一下燃烧产物是什么?
【学生回答】可能是二氧化碳和水。
【视频演示】确实是，接下来请同学们观看验证甲烷燃烧生成产物的实验视频，通过烧杯壁的水珠以及变浑浊的澄清石灰水进一步验证了刚刚同学们的猜想。请同学们写出反应方程式。
【学生回答】进行书写。
【教师补充】把等号改成箭头，这是有机反应的一个特殊之处：
同时提醒学生可燃性气体在点燃前要验纯。
【教师讲解】甲烷燃烧是一个氧化的过程。但是甲烷性质稳定，不与酸性高锰酸钾这样的强氧化剂反应，也不易与酸或碱反应。甲烷四条碳氢键，它们是饱和键，由结构决定性质也可以推断出，甲烷的性质稳定。
（2）甲烷的取代反应
【过渡】甲烷的性质稳定，与一般的物质不反应。其实，除了会与氧气反应以外，甲烷还会与发生反应，那会产生什么现象，同学们注意观察。
【教师演示】演示科学探究中的实验。同学们观察到了什么?这些现象说明了什么?
【学生回答】光亮地方的集气瓶中气体的颜变浅，证明有新的物质生成了，有白雾产生，试管内壁油状液滴，这些是生成物。
【教师提问】根据反应物的元素组成，你能推测出生成物吗?
【小组讨论】白雾可能为氯化氢气体。氯化氢气体是甲烷中的氢原子与中的氯原子的结合，你能由此推测油状物的成分吗?
【学生回答】油状物可能为甲烷中剩余原子与氯原子的结合，即甲烷中一个氢原子被氯原子替换了。
【教师讲解】同学们的猜想非常好，你能尝试写出这个反应吗?
【教师讲解】方程式书写的非常准确，甲烷中的氢原子确实可以被氯原子取代，但取代一个氯原子的时候生成的物质却是气态的，而非油状物，这就证明反应还有其他物质生成。其实甲烷与的反应是分步进行的，一个氢原子被替代后的产物中氢能继续被替代，共分四步完成。
【提出问题】你能猜想一下生成的其他几种物质是什么吗，并类比第一个反应写出它们的方程式吗?
【动画展示】观看视频动画展示的甲烷与发生反应时分子模型的变化，验证学生的猜想。
【教师讲解】一氯甲烷为气体，二、三、四氯甲烷为液体，（又叫氯仿），四氯甲烷又称四氯化碳，为常用的溶剂。并由黑布下的集气瓶没明显现象，得出反应需要光照的条件，提醒学生补充反应条件。并介绍其为取代反应。
【提出问题】请同学们阅读课本总结取代反应的概念?
【学生回答】有机物分子力的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应叫取代反应。
环节三：巩固提升
环节三：小结作业
请学生回答本堂课的收获：可以是知识，也可以是学习方法。
布置作业：大家看到这个取代反应，能不能想到哪个无机反应类型与之是十分相似的呢?对，就是置换反应，那么同学们就在课下整理一下置换反应与取代反应的基本特点，并形成表格下节课我们一起来分享。
四、板书设计
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