高中化学《最简单的有机化合物甲烷》教案9 新人教版必修2.docx
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高中化学《最简单的有机化合物甲烷》教案9新人教版必修2
2019-2020年高中化学《最简单的有机化合物——甲烷》教案9新人教版必修2
教学目标:
1.要求学生掌握甲烷的电子式、结构式的写法,初步认识甲烷分子的空间结构。
2.掌握甲烷的重要化学性质
3.使学生了解烷烃的组成、结构和通式。
使学生了解烷烃性质的递变规律。
4.使学生了解同系物、同分异构现象和同分异构体(碳原子数在5以内)。
教学重点:
甲烷的结构特点和甲烷的取代反应;同分异构体和同系物。
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性质。
课时:
甲烷的性质1课时、烷烃1课时
教学方法:
讲授、讨论、小组合作、学生制作等教学方法和实验条件控制、比较、类比、模拟、抽象、模型等科学方法与逻辑方法。
教学过程:
[投影]西气东输工程简介;煤矿瓦斯爆炸事故原因。
[讲述]世界20%能源由天然气提供,天然气还是重要的化工原料。
这节课我们就来研究甲烷的结构及物理、化学性质。
[板书]第三章有机化合物
第一节最简单的有机化合物—甲烷
1、分子组成CH4
2、结构
[提问]1、碳原子有几个价电子,通常与别的原子形成几个共价键?
[4个价电子,四个共价键。
2、写出甲烷的电子式。
[板书]电子式:
用“—”代表一对共用电子,结构式:
[讲解]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。
[实践活动]按课本要求动手实验:
[展示]优秀作品。
引导观察图3-1所示的C与H的相对位置关系。
[结论]甲烷是正四面体结构,碳原子位于正四面体的中心,顶点都是氢原子。
[展示]球棍模型及比例模型:
借助球棍子模型讲解人们是如何确定甲烷是正四面体空间结构,而不是平面正方形结构。
[投影]拓展资料:
甲烷分子结构的参数:
1、键角都是109028′
2、键长1.09×10-10m
3、键能是413kJ/mol
[强调]结构式实际是分子球棍模型在平面上的投影。
[练习]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不存在同分异构体B、CH2Cl2不存在同分异构体
C、CHCl3不存在同分异构体D、CH4中四个价键的键长和键角都相等
[讲解]甲烷不论是正四面体结构,还是平面正方形结构,CH3Cl、CHCl3都无同分异构体,故选项A、C的理由不充分。
若甲烷是平面正方形结构,CH2Cl2存在两种同分异构体:
而实际CH2Cl2不存在同分异构体,因此假设不合理。
若甲烷是正四面体结构,此时CH2Cl2不存在同分异构体,故选项B是正确的。
选项D也是错误的,因为甲烷不论是正四面体结构,还是平面正方形结构,CH4中四个价键的键长和键角都相等,故理由不充分。
[过渡]下面我们来研究甲烷的性质
[板书]一、甲烷的性质
[复习]初中所学甲烷的物理性质。
[归纳、板书]物理性质:
无色无味气体,比空气轻,难溶于水。
[演示]将甲烷分别通入加了酸碱指示剂的盐酸、氢氧化钠、高猛酸钾溶液中。
[观察]溶液颜色均无变化(请学生回答)
[归纳、板书]一般情况下,性质稳定,跟强酸、强碱或强氧化剂等不起反应。
[讲述]甲烷的稳定性是相对的,在特定的条件下,也会发生某些反应。
[练习]咱们都知道甲烷是一种重要的燃料,请同学们写出甲烷燃烧的化学方程式。
[板书]1、甲烷的氧化反应
CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)
[强调]有机方程式书写用→表示。
[小组探讨]1、点燃甲烷前要进行什么操作?
[验纯]
2、火焰的颜色是什么?
[淡蓝色]
3、燃烧时火焰是淡蓝色的气体还有哪些?
[CO、H2、H2S、(CH4)]
4、燃烧后的产物如何检验?
[用冷烧杯罩住火焰,再向烧杯中加入澄清石灰水]
[讲述]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。
此例说明,对一个化学反应有充分、全面的认识,才能利用它、控制它,防止其有害的一面。
[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?
[板书]2.甲烷的取代反应
[科学探究]实验条件控制
1:
在收集好甲烷的试管中,迅速加入0.5gKMnO4和1mL盐酸,用黑纸包好。
2:
在收集好甲烷的试管中,迅速加入0.5gKMnO4和1mL盐酸。
距离15cm用燃着的镁条(日光、高压汞灯等其他光源)照射。
实验测试:
用润湿的蓝色石蕊试纸在瓶口检验。
[实验记录]
反应条件
反应物状态
生成物状态
反应中的现象
试纸的变化
实验1
实验2
[反应现象原理探究]
(1)光是反应发生的主要原因。
(2)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。
(3)瓶口有白雾,使试纸变红,推断有氯化氢生成。
[结论]甲烷与氯气在光照条件下可以反应。
[讲述]实验现象说明甲烷跟氯气在光照下直接起反应生成了新物质,这一反应发生的过程是怎样的呢?
生成物又是什么呢?
这个反应是什么类型的反应呢?
为了形象、直观地说明这些问题,我们用电脑动画模拟反应过程表示如下。
[演示]电脑动画模拟一氯甲烷的生成过程。
[讲述]从模拟过程可以看出,在光照的条件下甲烷分子中的氢原子可被氯气中的氯原子所取代而生成一氯甲烷和氯化氢,但是反应并没有终止,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,请看反应模拟过程:
[演示]电脑动画模拟二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷的生成过程。
[讲述]根据反应过程,这个反应生成一氯甲烷、二氯甲烷的化学方程式。
[设问]这两个化学方程式和我们以前学过的方程式比较有何不同?
(1)用结构式代替分子式;
(2)用箭号(→)代替等号(=)。
(请学生回答)
[讲述]为了明显起见,用结构式代替分子式,注意化学方程式箭号(→)表示。
这是因为有机化合物参加的化学反应往往比较复杂,常有副反应发生等。
因此,这类反应的化学方程式通常不用等号,而是用箭号(→)表示,且常常用结构式代替分子式。
[设问]同学们能否将生成三氯甲烷和四氯甲烷的化学方程式表示出来?
[学生板演](略)
[投影]四个反应的方程式。
[讲述]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它原子或原子团所代替的反应叫取代反应。
[演示]电脑动画重复模拟取代反应的全过程,进一步理解取代反应的含义。
[讲述]在隔绝空气的条件下加热到1000℃左右,甲烷就开始分解;当温度再升高时,分解比较完全,生成炭和氢气。
[板书]3、热解反应:
CH4C+2H2↑
[总结]这节课我们学习了甲烷的性质,要求重点掌握甲烷的性质、特别是化学性质,理解有机物取代反应含义,注意将所学知识运用于生产生活实际。
[思考]1.甲烷的性质与氢气的性质有何区别?
2.取代反应与置换反应有何区别?
[课堂练习]
1、xx年1月21科学家对“惠更斯”号探测器拍摄的土卫六照片分析后发现,“惠更斯”号着陆地带有刚下过甲烷雨的痕迹。
除降雨的痕迹外,还发现了侵蚀、机械摩擦的痕迹以及一些水文活动痕迹。
这些痕迹与地球上的很相像。
已知土卫六大气层主要由氮和甲烷组成,甲烷沸点-161.49℃,下列说法正确的是
A、土卫六表面温度大约为零下180摄氏度B、土卫六上有可能存在生命
C、土卫六可能有氧气存在
D、土卫六大气层与约40亿年前生命诞生前的地球大气层完全不同
2.二氟甲烷是性能优异的环保产品,它可替代某些会破坏臭氧层的“氟里昂”产品,用作空调、冰箱和冷冻库的制冷剂。
试判断二氟甲烷的结构简式有
A、有4种B、有3种C、有2种D、只有1种
3.若要使0.5mol甲烷和Cl2发生取代反应,并生成相同物质的量的四种取代物,则需要Cl2的物质的量为
A、2.5molB、2molC、1.25molD、0.5mol
4.28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个游离水分子。
根据上述信息,完成
(1)~
(2)题:
(1)下列关于天然气水合物中两种分子极性的描述正确的是
A、两种都是极性分子
B、两种都是非极性分子
C、CH4是极性分子,H2O是非极性分子
D、H2O是极性分子,CH4是非极性分子
(2)若晶体中每8个笼只有6个容纳了CH4分子,另外2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、CH4·14H2OB、CH4·8H2OC、CH4·7H2ODCH4·6H2O
5.把1体积CH4和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中,将此试管倒立在盛饱和NaCl溶液的水槽里,放在光亮处。
片刻后发现试管中气体颜色____________,试管中的液面____________,试管壁上有____________出现,水槽中还观察到_____________。
参考答案:
1、A2、D3、C
4、解析:
水分子是极性分子,甲烷是非极性分子。
根据题示条件,所求天然水合物中CH4和H2O分子数之比为:
48:
6=8:
1。
所以,化学式可表示为:
CH4·8H2O。
答案为:
(1)D。
(2)B。
5.甲烷和氯气光照生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、氯化氢等物质,随着反应的进行,氯气不断消耗,黄绿色逐渐消失。
又由于生成的二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳在常温下都为液体,氯气易溶于有机溶剂中,使试管壁上有黄色油滴出现。
因生成的氯化氢易溶于水,反应后,试管内气体压强减小,水位在试管内上升。
氯化氢溶于水后,氯离子浓度增大,使氯化钠溶解度降低,析出氯化钠晶体。
所以答案为:
变浅,上升;黄色油珠;白色沉淀。
[作业]P571、2、3
[板书计划]
第三章有机化合物
第一节最简单的有机化合物—甲烷
甲烷的分子组成和结构
1、分子组成CH4
2、结构电子式:
结构式:
一、甲烷的性质
物理性质:
无色无味气体,比空气轻,难溶于水。
一般情况下,性质稳定,跟强酸、强碱或强氧化剂等不起反应。
1、甲烷的氧化反应
CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)
2.甲烷的取代反应
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取代反应。
3、热解反应:
CH4C+2H2↑
2019-2020年高中化学《有关化学方程式的计算》第一课时教案大纲人教版
从容说课
有关化学方程式的计算,是化学计算中的一类重要计算。
在此之前学生已初步接触过一些有关化学方程式的最基本计算以及物质的量应用于化学方程式的计算,本节又介绍了两种计算,即反应物中有一种过量的计算和多步反应的计算。
本节单独将化学计算编为一节,主要目的是在以前介绍过的有关化学方程式的基本计算的基础上。
将计算相对集中编排并进一步讨论有关问题,以有利于学生对有关化学方程式的计算形成一个整体性和综合性的认识,也有利于复习过去已学过的知识,提高学生的解题能力。
本节教材具有以下特点:
(1)注意培养学生分析问题和解决问题的能力,训练学生的科学学习方法。
教材在分析例题时,给出了思维过程,帮助学生分析问题,在介绍反应物中有一种过量的计算时,还给出了一个错误的解法,以帮助学生理解、记忆。
在解题时,给出解题技巧,使学生能掌握科学的解题方法。
(2)注意联系生产实际。
在选择例题时,尽量选择生产中的实际反应事例,说明化学计算在实际生产中的作用,使学生能认识到学习化学计算的重要性。
(3)注意联系学过的化学计算知识。
这一节的有些例题,从题目中已知量的给出到解题过程,都以物质的量的有关计算为基础,来介绍新的化学计算知识,使学生在学习新的计算方法的同时,复习学过的知识。
教学中应抓住反应物中有一种过量的计算。
以及多步反应的计算规律,以引导学生提高篇题能力。
●教学目标
1.使学生掌握反应物中有一种过量的计算。
2.使学生初步掌握多步反应的计算。
3.通过化学计算,训练学生的解题技能,培养学生的思维能力和分析问题的能力。
4.通过对化学计算的方法学习和讨论,培养学生辩证唯物主义理论联系实际的世界观。
●教学重点
反应物中有一种过量的计算,多步反应的计算。
●教学难点
多步反应计算中反应物与最终产物间量的关系式的确定。
●课时安排
二课时
●教学方法
1.对于多步反应的计算中间产物的消耗量转化为起始原料的损耗量的问题可采用打比方,分步计算对比等方法消除。
2.通过典型练习题的训练和分析,使学生掌握过量计算和多步反应计算的一般技巧。
●教具准备
投影仪、多媒体电脑
●教学过程
第一课时
[引言]化学反应方程式的意义在于不仅告诉我们物质之间可否反应,而且揭示了在反应中物质间所遵循的量的关系,这节课我们就来讨论有关化学方程式的计算问题,因为在生产和科学实验中具有重要的意义,如在生产中常常需要根据原料的量计算能生产多少产物,或根据产物的量计算需要投入多少原料等。
[板书]第五节有关化学方程式的计算
[师]有关化学方程式的计算是化学计算中最重要的一类,根据化学方程式中各物质间的定量关系,可以由反应物的量求算生成物的量,也可以由生成物的量来求算反应物所需的量。
但一般地有关化学方程式的计算可以从下列步骤去思考。
[板书]一、有关化学方程式计算的一般步骤
[投影显示]有关化学方程式计算的一般步骤:
1.设未知量:
即设出所要求的某物质的质量或物质的量。
2.写方程式:
即写出有关反应的化学反应方程式。
3.找关系:
找出已知物质与所求物质间的量的关系。
4.列比例:
根据已知物质与所求物质间的定量关系列比例式。
5.解方程:
根据比例式求未知量。
6.答:
回答题目所提问题。
[板书]一、有关化学方程式计算的一般步骤
1.设未知量
2.写方程式
3.找关系
4.列比例
5.解方程
6.答
[师]其实,关于化学方程式的计算类型是比较多的,本节我们讨论两种类型的计算,即有一种反应物过量的计算和多步反应计算。
今天先着重讨论关于有一种反应物过量的计算及解题方法。
[板书]二、有一种反应物过量的计算
[师]化学反应中实际参加反应的反应物之间,符合化学方程式中所确定的定量关系,各物质的物质的量之比等于其化学计量数之比。
但在实际生产中,投入的反应物往往不能恰好反应。
故在计算生成物的量的时候,应先进行判断。
下面我们通过几个具体的典型的例题,来探讨有关过量计算的特点和解题步骤。
[投影显示]P23[例1],8molH2与6molO2充分反应,求生成H2O的质量。
[师]请同学们思考后解答一下这道题。
[学生计算后汇报计算结果]
学生甲:
216gH2O由O2的物质的量计算。
学生乙:
144gH2O由H2的物质的量计算。
[师]究竟两位同学谁分析得准确,大家看一看下面的电脑动画演示就会一目了然了。
[电脑演示]设计三维动画效果:
反应前分别为8个黑色的H2分子(小)和6个粉红色的O2分子(大),并在做无规则的运动;反应后,生成了8个H2O分子(一个大的粉红色的。
原子和2个小的黑色的H原子)。
还剩下2个粉红色的O2分子在做无规则的运动。
[师]通过刚才的模拟反应演示,大家说刚才的分析哪一种正确呢?
[生]异口同声回答:
后一种分析正确。
[师]由以上分析可知,解这一类题首先要判断谁过量,然后再以不足量的物质进行计算。
[板书]
解题步骤:
(1)判断过量;
(2)以不足量的物质进行计算。
[师]请同学们按以上解题步骤,规范地写出解题过程。
[学生完成后,投影显示学生的不同解题方法]
点燃
学生甲:
2H2+02=====2H2O
21
8moln(02)
n(O2)==4mol<6mol,
所以02过量,应按H2的物质的量计算。
点燃
2H2+02=====2H2O
22
8moln(H2O)
所以n(H2O)==8mol,
m(H2O)=n·M=8mol×18g·mol-1=144g。
答:
可生成144gH2O。
点燃
学生乙:
2H2+02=======2H2O
2l
×
8mol6mol
/\
8×l<2×6
所以O2过量,应以H2的量进行计算。
点燃
2H2+02======2H2O
2mol2×18g
8molm(H2O)
m(H2O)==144g.
答:
可生成144gH2O。
[投影显示][例2]向30mL2mol·L-1NaOH溶液中加入20mL1mo1·L-1H2S04溶液后,再滴加2~4滴紫色石蕊试液,通过计算说明加入石蕊试液后溶液显什么颜色。
[设问]作为一种常见的酸碱指示剂,石蕊试液在各种条件下显什么颜色?
[回答]它本身是紫色的,酸性条件下变红色,中性条件下呈紫色,碱性条件下变蓝色。
[问]那我们要想知道,加入石蕊以后溶液显什么颜色。
首先应摘清楚溶液的酸碱性。
如何确定上述二者反应后溶液的酸碱性呢?
[生]思考,回答,那要看NaOH和H2S04反应时谁过量,若NaOH过量,溶液就将显碱性,加入石蕊后应呈蓝色;若二者正好完全反应,则溶液呈中性,应显紫色;若H2SO4过量,溶液呈酸性,就应变红色.
[师]请同学们通过计算,判断最后溶液到底显什么颜色。
[学生计算后回答]NaOH过量,滴人石蕊后应显蓝色。
[投影练习]25gH2和C12的混合气体反应后,生成的HCI气体恰好能与100g质量分数为20%的NaOH溶液反应。
求原混合气体中H2和C12的质量分数。
解析:
能与20gNaOH反应的氯化氢为18.25g,生成上述质量的HCl需Cl217.75g和H200.5g小于25g,故有一种气体是过量的。
解:
m(NaOH)=100×20%=20g。
设20gNaOH能中和HCI-的物质的量为n,
NaOH十HCl======NaCI+H20
401
20gn
n=0.5mol。
设H2过量,C12完全反应且需Cl2的质量为m(Cl2),
点燃
H2+C12=======2HCI
7lg2mol
m(C12)0.5mol
,m(Cl2)=17.75g。
w(Cl2)=×100%=71%,
w(H2)=1-71%=29%。
设Cl2过量,则m(H2)=0.5g。
w(H2)=×100%=2%,
w(Cl2)=1-2%=98%。
答:
当H。
过量时,混合气体中氢气的质量分数为29%,氯气为7l%。
当氯气过量时’混合气体中氢气的质量分数为2%,氯气为98%。
[本节小结]本节课我们重点讨论的是关于一种反应物过量的计算,包括计算特点、基本步骤、解题格式.强调了有关化学方程式计算的重要意义,其重要性就在于生产实践中对物料的调配的指导和参考价值。
当然,我们还讨论了解决关于化学方程式计算问题的一般步骤:
设未知量,写方程式;找关系,列比例,解方程;答等。
[布置作业]Pz,一、二、1.2.3
第五节有关化学方程式的计算
一、有关化学方程式计算的一般步骤
1.设未知量
2.写方程式
3.找关系
4.列比例
5.解方程
6.答
二、有一种反应物过量的计算
解题步骤:
(1)判断过量
(2)以不足量的物质进行计算
●教学说明
我们学习讨论的好多问题其目的就在于实际应用,有关化学方程式的计算问题其重要性就在于对生产实践中物料调配的指导和参考价值,所以在本节课导入时,先强调其重要性以激发同学们学习的积极性。
在学习中,尤其是解化学计算题的时候,许多同学往往只追求一个正确的结果而忽略格式的规范化,针对这一情况教学中不仅强调了解题步骤,而且在分析完每个例题都让同学规范地解一次,实际上这对同学们的性情也是一种陶冶。
本节课的重头戏在过量计算问题,通过两个典型例题,师生间设问、答疑、启发、多媒体电脑的动画演示等手段,使学生对过量计算的基本特点,解题步骤有了较深刻的理解,最后用一个典型的过量计算练习,使学生对本知识点技能的掌握和提高得到进一步的落实。
[参考练习]
1.用40mL10mol·L-1的浓盐酸与足量的MnO2反应,生成n1molCl2;用0.1molMnO2与足量的浓盐酸反应,生成n2molCl2。
则n1与n2的关系是()
A.n1>n2B.n1=n2C.n1 答案: C 2.将3.2g铜和5.4mL密度为1.8g·mL-1、含H2SO4质量分数98%的浓硫酸混合,加热使铜和硫酸充分反应,下列说法正确的是() A.被氧化的铜为0.050molB.被氧化的铜小于0.050mol C.被还原的硫酸为0.050molD.被还原的硫酸小于0.050mol 答案: BD 3.32g锌与质量分数为20%的盐酸146g反应,可制得氢气多少克? 答案: 0.8g 4.标准状况下,H2、Cl2的混合气体aL,经光照反应后,所得气体恰好能使bmolNaOH完全转化为盐,则a、b的关系可能是() A.b=B.b 答案: B
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