最简单的有机化合物甲烷教案.doc

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1、第一节最简单的有机化合物甲烷第1课时教学目标知识与技能1.使学生掌握甲烷的结构式、甲烷的电子式和甲烷分子的正四面体结构。2.掌握甲烷的化学性质,了解有关实验结论,了解取代反应。3.了解甲烷的存在和甲烷的用途等。过程与方法1.通过实践活动(模型制作)、探究实验、模型、图表、图片、甲烷、烷烃的多媒体动画等,培养学生关心科学、研究科学和探索科学的精神。2.通过讲授、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,教给学生科学的方法。3.培养学生用新概念理解知识的能力;培养学生设计实验、动手实验、观察现象,并根据实验现象得出可能的规律的能力。情感、态

2、度与价值观1.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,激发学生学习化学的兴趣,探索新知识的欲望,且在实验研究中培养求实、进取的优良品质。2.使学生初步掌握研究物质的方法结构解析、推测可能的性质、设计实验、观察现象、解析现象、得出结论,再辩证地解析结论的适用范围。3.结合甲烷的组成、结构和性质关系的教学过程,对学生进行事物联系和发展的普遍规律的观点的教育;通过动手实验,使其体会理论上的理解和亲手实验的不同,而且实验不总是每次都能成功,解析教训、总结经验,培养学生科学研究的态度,认真仔细、实事求是的作风。教学重点甲烷的结构和化学性质。教学难点甲烷的取代反应。教学过程 导入新

3、课多媒体播放肖家湾煤矿瓦斯爆炸事故的视频,让学生观看。提问 瓦斯的主要成分是什么?为何能引起爆炸?今天我们来学习简单的有机化合物甲烷。板书:一、甲烷的分子结构讲述 大家都知道甲烷的分子式为CH4,那么甲烷的电子式怎样书写呢?学生 一位同学板演,其他的同学在下面练习。投影展示:甲烷的电子式: 思考 如果甲烷电子式中的每一对共用电子用一条短线替代后将变成什么样子呢? 学生 在练习本上画,得出结果. 结构式:过渡这种用短线表示一对共用电子的式子叫结构式。那么上述结构式表示甲烷分子的真实构型吗?探究问题1甲烷分子的空间构型可能有哪几种情况?(学生小组讨论)学生交流讨论 讨论结果是可能有两种结构平面正方

4、形结构和正四面体结构。设疑 究竟甲烷的空间结构是怎样的呢?学生实践用球棍模型组装甲烷的分子模型。(实物展示)甲烷分子的球棍模型和比例模型:学生 相互传看两种模型,观察、体会甲烷的空间结构中碳原子和氢原子之间的相对位置关系。讲述 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(键角是10928)。这样看来甲烷的结构式并不能代表其真实的空间构型,其立体结构式可用下图表示,但是为了简便起见,一般只写有机物的平面结构式。过渡 一般来说,结构决定性质,那么甲烷的分子结构决定其具有怎样的化学性质呢?板书:二、甲烷的性质 1. 甲烷的物理性质自

5、主探究甲烷有什么物理性质(让学生阅读教材P61完成导学案上相应的内容)学生 阅读教材P61并填空投影展示甲烷,俗名为沼气,坑气,是无色、无臭的气体,0.717 g/L,极难溶于水。它是天然气、沼气(坑气)和石油气的主要成分。(天然气中按体积计,CH4占80%97%)过渡甲烷除了具有物理性质之外,还具有化学性质,那它又具有哪些化学性质呢?板书:2. 甲烷的化学性质: (1) 甲烷的氧化反应(复习)点燃甲烷,燃烧,火焰呈淡蓝色,放出热量。板书:CH4+2O2CO2+2H2O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?学生思考回答化学方程式中间用(箭头)而不是用(等号

6、),这主要因为有机物参加的化学反应往往比较复杂,多有副反应发生,故不用等号。过渡 除了与氧气反应,甲烷还能否与其他物质发生反应?板书:(2) 甲烷的取代反应科学探究 甲烷与氯气的反应(P61). 播放实验视频,观察发生的现象。(学生观看完后,由现象讨论得出结论) 现象没有光照的试管不变化;光照后的试管壁上出现油滴,试管内的液面上升,气体颜色略微变浅。(色变浅、出油滴、水上升、有白雾、石蕊变红) 结论 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的油状物质;试管内液面上升,说明随着反应的进行,试管内的气压在减小,即气体总体积在减小。(动画模拟)学生观看

7、甲烷与氯气发生取代反应的教学动画上述反应没有到此终止,CH3Cl与Cl2继续依次反应。探究问题2 CH4与Cl2反应后,产物有几种?哪些是有机物?哪种产物最多?学生交流讨论 五种,一氯甲烷,二氯甲烷,三氯甲烷(氯仿),四氯化碳等4种是有机物;HCl 最多讲解,点拨 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,其中,四种有机物,量最多的是氯化氢。我们称这种反应为取代反应。那么,什么是取代反应呢?(学生很有兴趣地大胆猜测、估计,试探说出取代反应的含义)板书: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。思考并练习 让学生写出CH4和Cl2反应的化学方程式课堂

8、小结 本节课我们开始了对有机物的学习,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,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连的观点。 布置作业板书设计第一节最简单的有机化合物甲烷一、甲烷的结构甲烷的分子式:CH4甲烷的电子式:二、甲烷的性质1.甲烷的物理性质2.甲烷的化学性质:(1)甲烷的氧化反应CH4+2O2CO2+2H2O(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他原子或原子团所代替的反应叫做取代反应。第二课时:教学目标:(1)知识与技能:1、知道烷烃、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

9、态(2)过程与方法:1、通过探究了解烷烃与甲烷结构上的相似性和差异性,培养学生动手的能力,培养学生整体、全面的分析问题的能力(3)情感态度价值观1、培养学生的探究精神及探究能力,通过烷烃在结构上的相似性及差异性,让学生建立科学、严谨的学习态度和科学精神教学重难点:烷烃同分异构体的写法和同系物概念的理解教学过程:【导入新课】通过复习上次课的甲烷的几种模型结构,引出与甲烷相似的结构的物质:乙烷、丙烷、丁烷、戊烷【提出问题】他们在结构上有些什么相似的地方呢?(让学生分组讨论)通过学生回答引导学生归纳总结出烷烃在结构上相似的地方,并进入到这节课的学习当中,然后提出烷烃的概念和通式【板书】烷烃概念:通式

10、:CnH2n+2再次明确烷烃的概念与结构特点。并列出乙烷、丙烷、丁烷、戊烷的结构式让其判断他们是否为烷烃【过渡】通过乙烷、丙烷、丁烷、戊烷的结构式,得出结构式的表示方式太过复杂,引入到结构简式的介绍上,然后让学生进行乙烷、丙烷、丁烷的结构简式的书写练习。【板书】结构简式【过渡】烷烃在结构上具有相似性,那么他们在物理性质上有什么异同点呢?(让学生阅读课本63页然后做出归纳总结)在学生总结之后做出一定的强调和解释【板书】烷烃的物理性质【提出问题】我们知道甲烷、乙烷、丙烷分别含有一、二、三个碳原子,那大家思考一下如果一个烷烃含有八个碳应该叫什么呢?下面就来看看烷烃的命名【板书】烷烃的命名【实践活动】

11、现在我手上有甲烷的结构模型,还有一些其他的模型,但是我想得到乙烷、丙烷的结构模型大家想想该怎么办?(老师提供甲烷、亚甲基的结构模型,让学生分组思考)然后请学生上去演示自己设计的转变过程【提出问题】通过上面的活动,大家想一想,甲烷、乙烷、丙烷在分子结构上有什么联系在此基础上提出同系物的概念并总结出其特点。【板书】同系物1、同系物:结构相似,组成上相差一个或若干个“CH2”原子团的物质。注意事项:(1)同系物必须是同类有机物(2)结构相似指具有相似的原子连接方式,相同的官能团类别和官能团数目(3)具有相同通式的有机物除烷烃外,不能以通式相同的作为确定是不是同系物的充分条件(4)同分异构体之间不是同

12、系物关系(5)同系物的物理性质具有规律性的变化;同系物的化学性质相似。2、同系物的判断规律:(1)一差(分子组成至少相差一个CH2原子团)(2)一同(具有相同的通式)(3)二相似(结构相似,化学性质相似)【练习】给出丁烷、异丁烷丁烷、戊烷让学生判断哪些是同系物【过渡】上面的丁烷和异丁烷不是同系物,那他们又有什么关系呢?在此基础上提出同分异构体、同分异构现象的概念,并以丁烷和异丁烷的物理性质总结出同分异构体的特点【板书】同分异构现象1、概念:化合物具有相同的分子式,但具有不同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2、特点:分子式相同,结构不同3、烷烃的同分异构体书

13、写规则如下:成直链,一条线;摘一碳,挂中间;往边移,不到端;摘两碳,乙基安;二甲基,同、邻、间;不重复,要写全。【知识延伸】到目前为止学习了同系物、同分异构体、同素异形体、同位素四个名词,大家课后去比较他们的异同点课后作业:板书设计:一、烷烃1、概念:分子中的碳原子之间只以单键结合,剩余的价键均与氢原子相结合,使每个碳原子的化合价都达到“饱和”。这样的烃叫做饱和烃,又叫烷烃。2、通式:CnH2n+23、结构简式4、烷烃的物理性质5、烷烃的命名二、同系物1、概念:结构相似在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物2、同系物的的特点:分子式不同、化学性质相似。三、同分异构现象:1、

14、概念:化合物具有相同的分子式,但具有不同结构式的现象叫做同分异构现象。2、同分异构体:具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体3、特点:分子式相同,结构不同练习:1.下列反应属于取代反应的是( ) A、CH4+Br2 CH3Br+HBr B、Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2 C、CH4+2O2 CO2+2H2O D、NaOH+HF=NaF+H2O 2.下列物质可与甲烷发生化学反应的是( ) A.氯气B.溴水C.氧气D.高锰酸钾溶液3.将等物质的量的甲烷和氯气混合,在漫射光照射下充分反应,生成物中最多的是( )A.HCl B.CH3Cl C.CH2Cl2 D.CHCl3 E.CCl44.下

15、列有机物没有同分异构体的是( )A、C4H10 B、CH3Cl C、CH2Cl2 D、C5H125.下列分子式只能表示一种物质的是( )A、C2H6 B、C4H10 C、C4H4Cl2 D、C6.标准状况下将35ml气态烷烃完全燃烧,恢复到原来状况下,得到140ml二氧化碳气体,则该烃的分子式为( )A、C5H12 B、C4H10 C、C3H6 D、C3H87.两种气态烃的混合气体共1L,在空气中燃烧生成1.5LCO2气体和2L水蒸气(气体体积均在相同状况下测定),关于该混合气体的说法正确的是( )A、一定含有甲烷 B、一定含有甲烷,不一定含乙烷C、一定含有乙烷,不一定含有甲烷 D、一定不含有

16、乙烷8.相对分子质量为100的烷烃,主链上有5个碳原子的同分异构体有 种A、3 B、4 C、5 D、69下列各物质中属于同分异构体的是( )A、石墨与金刚石 10.互称为同分异构体的物质不可能具有( )A、相同的相对分子质量 B、相同的结构C、相同的通式 D、相同的化学式第二节 来自石油和煤的两种基本化工原料第1课时教学目标知识与技能:1.探究乙烯分子的组成、结构式;掌握乙烯的典型化学性质,掌握加成反应。2.了解乙烯的制备和收集方法。过程与方法:1.通过乙烯分子结构的有序推理过程,培养学生的抽象思维和逻辑思维能力;利用乙烯和乙烷之间的比较,培养学生的思辨能力;对乙烯的微观结构有一定的三维想象能

17、力。2.从实验现象到乙烯结构的推理,使学生体会科学研究的方法;结合乙烯实验室制法条件的选择控制,使学生领悟到科学的实验方法。情感态度与价值观: 1.通过对乙烯分子结构的推理过程,使学生从中体会到严谨求实的科学态度;2.结合乙烯实验室制法条件的选择控制,使学生领悟到化学现象与化学本质的辩证认识;3.通过乙烯分子结构模型,意识到化学世界的外在美。教学重点、难点:乙烯的化学性质和加成反应教学过程石油、煤是不可再生的化石能源,由石油、煤可以得到多种常用燃料,而且可以获得大量的基本化工原料。例如,从石油中获得 乙烯 (目前生产乙烯的主要途径);从石油或煤中获得苯 等其他基本化工原料。这一节里我们要学习、

18、探讨乙烯和苯的分子结构及性质。【实验探究】石蜡油分解的实验装置如下图:将浸透了石蜡油(17个碳原子以上的液态烷烃的混合物)的石棉放置在硬质试管的底部,试管中加入碎瓷片。给碎瓷片加强热,石蜡油蒸汽通过炽热的碎瓷片表面发生反应,生成气体。利用该气体进行如下实验: 操 作 现 象1气体.通入紫色的KMnO4溶液 溶液褪色2气体.通入红棕色的溴的CCl4溶液 溶液褪色3.用排水法收集一试管气体,点燃 气体燃烧,火焰明亮有黑烟 【思考与交流】1. 那些现象证明生成物具有与烷烃相同的性质?答: 气体不溶于水 ; 气体能在空气中燃烧 。2. 那些现象证明生成物具有与烷烃不同的性质?答: 气体能使KMnO4溶

19、液褪色 ; 气体能使KMnO4溶液褪色 。【 结论】产物中有与烷烃性质不同的烃。研究表明,石蜡油分解的产物中含有烷烃和烯烃。烯烃分子中碳碳双键( C = C )属于不饱和烃,化学性质比烷烃活泼,最简单的烯烃是乙烯。乙烯的产量可以用来衡量一个国家的 石油化工发展水平 。一、乙烯 1.乙烯的分子组成和结构(1)分子组成 :C2H4 (属于 烯烃 )(2)分子结构: H H H H 电子式 H C C H 结构式 C C H H 结构模型: 结构简式: CH2 = CH2 乙烯的分子结构模型 甲烷的分子结构模型结构特点:6个原子 在一个平面上 ,键角 120 ;属于 非极 性分子 2.乙烯的物理性质

20、:乙烯是 无 色、 略带甜味 气味的气体,密度比空气略 小 , 难 溶于水。3.乙烯的化学性质:比较活泼,能发生氧化反应、 加成 反应、 聚合 反应。. 第2页(共8页) 点燃 (1)氧化反应:CH2=CH2 可燃性: + 3O2 2CO2 2H2O 现象:火焰 明亮 且伴有 黑烟 同时放出 大量的热 。 乙烯在空气中的爆炸极限是3.4%34%,所以点燃乙烯之前一定要注意什么? 答:检验纯度。被KMnO4(H)氧化:使KMnO4 溶液 褪色 。 (2)加成反应;与卤素单质、水、氢气、卤化氢等加成。 溴的CCl4 溶液 C2H4 ( 褪色 ) 反应: H H H H H C = C H + Br

21、 Br H C C H Br Br (1,2 二溴乙烷) 生成的1,2 二溴乙烷是 无 色 液 体 难 溶于水。请尝试完成下列反应的化学方程式:乙烯在一定条件下与氢气加成:乙烯在一定条件下与氯化氢加成:乙烯在一定条件下与水加成:乙烯在一定条件下与氯气加成: 加成反应:有机物分子中的 不饱和 碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应叫 加成 反应。(3)聚合反应:由相对分子质量 较小 的化合物的分子 结合成相对分子质量大 的高分子 的反应,叫聚合反应。 催化剂 由乙烯制取聚乙烯: n CH2 CH2 CH2 CH2 n 乙烯的聚合反应又属于“加聚反应”。 4.乙烯的用途:乙烯的产量可

22、以用来衡量一个国家的 石油化工 发展水平 。石油化学工业最重要的基础原料(制聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等)植物生长调节剂:水果催熟剂。 【课后作业】第2课时教学目标知识与技能1.了解苯的组成和结构特征,理解苯环的结构特征。2.掌握苯的典型化学性质。过程与方法1.通过解析推测苯的结构,提高根据有机物性质推测结构的能力。2.通过苯的主要化学性质的学习,掌握研究苯环性质的方法。情感态度与价值观1.通过化学家发现苯环结构的历史介绍,体验科学家艰苦探究、获得成功的过程,培养用科学观点看待事物的观点。2.通过苯及其同系物性质的对比,对学生进行“事物是相互影响、相互联系的”辩证唯物主义教育。教学重点 苯的主

23、要化学性质教学难点 苯的分子结构教学过程:新课导入二、苯 H 1.苯的分子组成和结构 (1)苯的分子组成:分子式 C6H6 H C H C C(2)苯的分子结构: C C H C H 结构式: H 结构简式: 或 分子模型: 结构特点:苯分子里不存在单、双交替的结构,6个碳原子之间的键 完全等同,是一种介于单键和双键之间的独特的键。6个碳原子形成平面正六边形结构,12个原子 共平面 。芳香烃:分子里含有一个或多个 苯环 的碳氢化合物。2.苯的物理性质:苯通常是 无色 色、带有 特殊气味 气味有毒的 液 体,密度比水 小 , 不 溶于水,与有机溶剂(乙醇、氯仿、乙醚、二硫化碳、四氯化碳、丙酮等)

24、混溶,苯也是常用的有机溶剂,熔沸点 较低 (熔点为5.5,沸点为80.1),易挥发,蒸气有毒。3.苯的化学性质 :难氧化、易取代、能加成。(兼有饱和烃和不饱和烃的性质)比 饱和烃 活泼 ,易发生 取代 反应;比不饱和烃 稳定 ,难发生 加成 反应。 KMnO4溶液 加入苯 振荡 ( 不褪色 ) 溴 水 加入苯 振荡 ( 不褪色 )(1)氧化反应:苯不能被KMnO4 (H) 氧化,能在空气中燃烧。点燃反应方程式:2C6H6 15 O2 12CO2 + 6H2O 现 象:火焰 明亮 ,带有 浓烟 。解 释:苯中含碳质量分数高,不能充分燃烧,游离出炭的颗粒。(2)取代反应:BrFeBr3 苯的溴化反

25、应: + Br2 + HBr 生成的溴苯:是 无 色的 油 状 液 体,不 溶于水,密度比水 大 。 苯的硝化反应:苯与浓硝酸和浓硫酸的混酸共热至50-60发生反应 。 浓硫酸 NO2 + HONO2(浓)+ H2O 生成的溴苯:是 无 色的 油 状 液 体,不 溶于水,密度比水 大 。有 苦杏仁 味,蒸气有毒。 (3)苯的加成反应:在有镍催化剂存在和180-250的条件下,与H2 加成。Ni + H2 (环己烷) 含有一个苯环结构的化合物:如甲苯、二甲苯等,都可以发生上述类似的取代反应和加成反应。练习:1. 可以用来鉴别甲烷和乙烯, 又可以用来除去甲烷中混有的少量乙烯的操作方法是A混合气通过

26、酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶B混合气通过盛足量溴水的洗气瓶C混合气通过盛水的洗气瓶D混合气跟氯化氢混合2.下列各组物质在一定条件下反应,可以制得较纯净的1,2二氯乙烷的是A 乙烷与氯气光照反应 B 乙烯与氯化氢气体混合 C 乙烯与氯气混合 D 乙烯通入浓盐酸3.下列说法正确的是 .乙烯的化学性质比乙烷稳定 .乙烯分子中6个原子共平面.乙烯分子的二氯代物只有一种结构 .聚乙烯能使溴水褪色4.下列物质不可能是乙烯加成产物的是ACH3CH3 BCH3CHCl2 CCH3CH2OH DCH3CH2Br5物质的量相同的下列有机物充分燃烧耗氧量最大的是AC2H2BC2H6CC4H6DC4H86下列反应属于加成反应的是A由乙烯制乙醇B由甲烷制四氯化碳C苯与浓硫酸、硝酸混合 D点燃乙醇7下列物质跟橡胶长时间接触不会发生反应的是A高锰酸钾溶液B溴水C浓硝酸D氢氧化钠溶液8下列物质中, 既能与氢气在一定条件下加成, 又能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是 (A)己烷 (B) 己烯 (C)乙苯 (D)苯9用分液漏斗可分离的混合物是 (A)苯和酒精 (B)酒精和溴水 (C)溴苯和水 (D)苯和水 11

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