最简单的有机化合物甲烷教案.docx
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最简单的有机化合物甲烷教案
第一节最简单的有机化合物――甲烷
【学情分析】
通过初中化学的学习,学生初步了解了甲烷的部分性质为系统学习甲烷、烷烃等相关知识奠定了一定基础。
但因学生刚开始较全面的学习有机化合物缺乏理论指导,教师不能急于求成,应注重衔接,注重基础,发挥学生主动参与的积极性。
第1课时
【教学目标】
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)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,掌握分析四氯化碳、一氯甲烷、二氯甲烷和三氯甲烷分析结构的方法。
(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。
情感与价值观要求:
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。
【教学重难点】
重点:
甲烷的化学性质。
难点:
甲烷跟氯气的取代反应。
【教学设计】
教师活动
学生活动
【引入】天然气主要成分是甲烷,瓦斯主要成分也是甲烷,为了更好利用天然气,避免瓦斯爆炸事故再次发生,我们有必要进一步了解甲烷的性质特点.
观看图片,思考回答
【板书】天然气的利用甲烷
【知识回顾】初中学习了甲烷的哪些性质?
【展示】展示甲烷。
观察、总结
个别回答,及时补充
【知识回顾】进入高中以后,我们在学习球棍模型和比例模型时,以甲烷为例介绍了它的空间结构。
甲烷的空间结构是什么样的?
甲烷空间结构特点怎样?
【展示】甲烷球棍模型,复习正四面体构型。
观察、回答
【探究活动】同学们对甲烷已经了解了这么多,写出它的分子式没问题吧,但是你知道它的分子式是如何确定的吗?
思考、计算
【板书】一、分子式的确定
交流、回答
【总结】计算有机物分子式一般方法
理解、记忆
【设置情景】从甲烷的组成上看,它应该属于非金属气态氢化物。
我们学过哪些非金属的气态氢化物?
它们化合价有何特点?
体现什么性质?
我们也学习过元素周期律和元素周期表的有关知识,元素非金属性和其气态氢化物稳定性又有什么关系?
思考、回答
【设疑】甲烷也是一种非金属气态氢化物,那你能否预测一下甲烷可能具有什么化学性质?
分组讨论,汇报成果
用已有知识推测未知的性质
【设疑】由已有知识去推测未知世界,这是一种重要的思想方法。
但是,任何推测都必须经得起实验的检验。
我们如何加以验证呢?
思考、回答
【实验验证】将甲烷通入KMnO4溶液
【阅读】甲烷隔绝空气加热
观察、思考
学会书写有机方程式
【结论】甲烷性质比预测的稳定
分组讨论、回答
【设疑】原因是什么
分组讨论、回答
【板书】二、分子结构和化学性质
1、结构特点
观察、总结
【设疑】甲烷到底具有什么化学性质?
思考、回答
【板书】2、化学性质
(1)可燃性
【实验】甲烷的燃烧
设计方案检验产物
完成方程式
【设疑】有无氧元素?
课后设计实验并写报告。
指出甲烷可以氧化制甲醇。
思考、记下课后作业
阅读资料卡2
【实验】光照射氯气和甲烷混合气体。
【探索反应机理】
1、为何液面上升?
2、强调光照使Cl-Cl键断裂,Cl代替了H,以及四种有机物状态。
3、给出取代反应概念,四个反应方程式。
预测反应现象
观察、思考,描述现象
观看微观动画
逐一完成方程式
【板书】
(2)取代反应
指出甲烷还可以取代制氟利昂
理解取代反应实质,比较取代反应与置换反应。
阅读资料卡1
取代反应
置换反应
生成物中不一定有单质
反应物和生成物中一定有单质
反应能否进行,受温度、光照、催化剂等外界条件的影响较大
在水溶液中进行的反应,遵循金属活动性顺序等
反应逐步进行,很多反应是可逆的
反应一般为单方向进行
反应中无电子转移
反应中有电子转移
【总结】甲烷化学性质
【强调】结构特殊→性质稳定
总结归纳
【板书】三、我国的天然气资源
阅读拓展视野
【介绍】可燃冰
【作业】
第2课时
【教学目标】
1、掌握烷烃、同系物、同分异构体、同分异构现象等概念
2、了解常温下常见烷烃的状态
3、通过探究了解烷烃与甲烷结构上的相似性和差异性
4、培养学生的探究精神及探究能力
【教学重难点】
重点:
1.烷烃的组成、分子结构和通式;
2.了解烷烃性质的递变规律;
难点:
烷烃结构和通式,同系物、同分异构体。
【教学过程】
【引言】在有机化合物中有一系列结构和性质与甲烷很相似的物质。
课题:
§5-2烷烃
一、烷烃的结构和同系物
【探究过程】
教师引入→学生讨论→学生总结
⑴由教师给出甲烷、乙烷、丙烷和丁烷等部分的名称和化学式,请同学们完成结构简式和结构式。
名称
化学式
结构简式
结构式
电子式
甲烷
CH4
乙烷
C2H6
CH3CH3
丙烷
C3H8
CH3CH2CH3
丁烷
C4H10
CH3(CH2)2CH3
戊烷
C5H12
CH3(CH2)3CH3
癸烷
C10H22
CH3(CH2)8CH3
略
略
十七烷
C17H36
CH3(CH2)15CH3
略
略
⑵让学生分析表中的各种分子结构。
【结论】以下特点:
①碳原子间以碳碳非极性共价键—单键结合成链状,碳原子剩余的价键全部跟氢原子结合。
小结:
以上各结构中,每个碳原子的化合价都已充分利用,都达到“饱和”。
这样的烃叫做饱和烃,又叫烷烃。
②分子间相邻两个烷烃在分子组成上相差一个CH2原子团,分子间不相邻两个烷烃在分子组成上相差若干个CH2原子团。
小结:
在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互相称为同系物。
如烷烃中的甲烷、乙烷、十七烷等,它们互为同系物。
⑶通过烷烃之间相差“CH2”原子团,得出烷烃的通式:
CnH2n+2
二、烷烃的性质
1.物理性质
名称
常温时的状态
熔点/0C
沸点/0C
相对密度
甲烷
气
-182
-164
乙烷
气
丙烷
气
丁烷
气
戊烷
液
-130
癸烷
液
十七烷
固
22
二十四烷
固
54
由上表总结:
随着烷烃碳原子数的增加,总的趋势(递变性)是①气→液→固;②熔点升高;③沸点升高;④密度增大。
另外,与甲烷相似,烷烃易溶于有机溶剂,难溶于水。
2.化学性质
由甲烷的性质得出烷烃的化学性质。
⑴烷烃的氧化反应
烷烃完全燃烧的通式:
CnH2n+2+(3n+1)O2nCO2+(n+1)H2O
通常情况下,烷烃与高锰酸钾等强氧化剂不发生反应,不能与强酸和强碱溶液反应。
⑵烷烃的取代反应
其它烷烃与甲烷一样,一定条件下能发生取代反应。
因为可以被取代的氢原子多,所以发生取代反应,其它烷烃比甲烷复杂。
⑶烷烃的受热分解
由于其它烷烃的碳原子多,所以其它烷烃分解比甲烷复杂。
一般甲烷高温分解、长链烷烃高温裂解、裂化。
三、同分异构现象和同分异构体
在分子组成相同的情况下,发现性质有差异的物质。
如表格:
名称
分子式
熔点/0C
沸点/0C
相对密度
正丁烷
C4H10
异丁烷
C4H10
产生这种现象的原因,经科学实验证明,正丁烷和异丁烷结构不同。
如表格:
名称
结构式
结构简式
正丁烷
异丁烷
【结论】
化合物具有相同的分子式,但具有不同的结构式的现象,叫做同分异构现象。
具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。
(区别同分异构体与同素异形体的概念:
)
从表中数据可以看出:
同分异构体之间的熔沸点、相对密度有何变化规律?
结论:
烷烃分子中,支链越多,熔沸点越低,相对密度越小
【总结】烷烃的结构和同系物的概念
烷烃的性质
【作业】
第三章有机化合物
第一节最简单的有机化合物-----甲烷
教学目标:
1、掌握甲烷的空间结构,能够书写甲烷的电子式,结构式
2、掌握甲烷的存在、化学性质及用途
3、了解取代反应
4、掌握烷烃的分子组成、结构等特征,了解烷烃性质变化规律
5、理解同系物、同分异构体等概念
有机化合物与人类的生活有密切的关系,在衣、食、住、行、医疗、能源、材料、科学技术及工农业生产等领域中都起着重要作用。
迄令为止已经超过2000万种。
有机物不仅数量很多,而且分布极广。
例如刚才图片中涉及的常见燃料:
汽油、煤油、柴油;建材中的木材、黏合剂、涂料、油漆;日用品中的塑料、橡胶、纤维、清洁剂;食物中的营养餐—糖类、油脂、蛋白质等都是有机化合物。
其中仅含碳氢两种元素的有机物称为碳氢化合物,也称为烃,甲烷是最简单的烃。
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。
一、甲烷的物理性质及其在自然界中的存在
甲烷在自然界中的存在:
池沼的底部(沼气),油田气和煤矿坑道(坑气、瓦斯),天然气(一般含CH480﹪-97﹪),可燃冰等。
甲烷的物理性质:
二、甲烷的化学性质
甲烷的分子式:
甲烷的电子式:
甲烷的结构式:
甲烷分子的空间结构
甲烷的空间结构与金刚石的结构相同,很稳定。
但由于有机物的立体结构式书写起来比较费事,为方便起见,一般采用平面的结构式。
1.甲烷的氧化反应
甲烷是一种优良的气体燃料,在通常状态下,1mol甲烷在空气中完全燃烧,火焰为淡蓝色,生成二氧化碳和水,放出890KJ热量
化学反应方程式:
注意:
1、点燃甲烷前必须验纯,否则会爆炸。
(思考:
什么时候甲烷会爆炸最强烈?
)
CH4爆炸极限:
5%~15.4%
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做取代反应
反应机理:
3.甲烷的分解反应
甲烷常温时很稳定,但在高温时可分解
甲烷的高温分解反应方程式:
产物用途:
H2是合成氨及合成汽油等工业的原料。
C是橡胶工业的原料,可以用于制造颜料、油墨、油漆等。
①、在光照下,将等物质的量的CH4和Cl2充分反应,得到的产物物质的量最多的是()
A、CH3ClB、CH2Cl2
C、CCl4D、HCl
②、下列反应不属于取代反应的是()
A、CH4+Br2
CH3Br+HBr
B、Zn+H2SO4===ZnSO4+H2
C、CH4+2O2
→CO2+2H2O
D、CHCl3+HF→CHFCl2+HCl
从石油炼制的产品中可以获得一系列和甲烷结构相似的化合物,如:
以上分子结构有什么特点?
每个碳原子的化合价都已充分利用,都达到“饱和”。
这样的烃叫做饱和烃,又叫烷烃。
四、烷烃
1.烷烃的概念
碳原子都以碳碳单键相连,其余的价键均用于与氢原子结合,达到“饱和”的一系列化合物。
结构特点:
2、烷烃的结构
结构式
结构简式:
3、烷烃的物理性质:
规律:
CnH2n+2(n≥1)状态:
气→液→固;熔沸点依次升高,相对密度依次增大且小于1,均不溶于水。
4、烷烃结构、组成特征
1.碳原子间都以C-C相连、其余都是C-H键;
2.C原子都形成4个共价键;形成四面体结构;
3.碳链可以转动……
4.组成上可以用通式“CnH2n+2”表示。
5、同系物
结构上相似,在分子组成上相差一个或若干个“-CH2-”原子团的物质互相称为同系物。
烃失去一个或几个氢原子后所剩余的部分叫做烃基。
-CH3、-CH2-、-CH2CH3、-CH2CH2CH3
特点:
①通式_____(填“同”或“不同”,以下相同)
②是______一类物质;
③组成元素_____;
④化学式量相差;
⑤结构相似但不完全相同;
⑥化学性质相似。
烷烃的命名(了解)
(1)1-10个C原子的直链烷烃:
甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。
(2)11个C原子以上的直链烷烃:
以汉字数字代表,如“十一烷”、“十七烷”
6、同分异构现象、同分异构体
(1)同分异构体现象:
化合物具有相同的分子式,但具有不同的结构现象,叫做同分异构体现象。
(2)同分异构体:
具有同分异构体现象的化合物互称为同分异构体。
特点:
①组成元素_____(填“同”或“不同”,以下相同)
②化学式_____;
③化学式量_____;
④结构______(可能相似也可能完全不同);
⑤化学性质______(可能相似也可能完全不同
练习1、下列哪些物质是属于同一物质?
()
练习2、写出CH3CH2CH(CH3)2的一氯代物。
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
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- 简单 有机化合物 甲烷 教案