天然氣的利用教案

第1單元 課時(shí)1 天然氣的利用  甲烷 教學(xué)設(shè)計(jì) 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1、知識(shí)與技能：通過(guò)甲烷分子式的教學(xué)，使學(xué)生初步學(xué)會(huì)確定氣態(tài)烴分子式的計(jì)算方法；復(fù)習(xí)碳原子結(jié)構(gòu)和共價(jià)鍵的知識(shí)，掌握甲烷的電子式、結(jié)構(gòu)式的寫法、甲烷的正四面體構(gòu)型；掌握甲烷的重要化學(xué)性質(zhì)。 2、過(guò)程與方法：培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算過(guò)程的邏輯思維能力訓(xùn)練；培養(yǎng)空間想象能力。 3、情感態(tài)度與價(jià)值觀：認(rèn)識(shí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)本質(zhì)，能透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)。提高學(xué)生關(guān)心社會(huì)、能源等問(wèn)題的意識(shí)。 二、教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn) 重點(diǎn)：甲烷分子式的確定；甲烷分子的空間構(gòu)型；甲烷的取代反應(yīng) 難點(diǎn)：取代反應(yīng) 三、設(shè)計(jì)思路 本節(jié)是有機(jī)化學(xué)入門，甲烷是有機(jī)化學(xué)中接觸到的第一種物質(zhì)，對(duì)于有機(jī)物立體結(jié)構(gòu)多變的特性。宜使用直觀教學(xué)道具以及多媒體．增強(qiáng)學(xué)生的空問(wèn)想象能力。通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的強(qiáng)烈愿望，采用直觀道具和多媒體動(dòng)畫的演示，帶給學(xué)生深刻的感性體驗(yàn)，打開有機(jī)學(xué)習(xí)的大門。重視了解學(xué)生已有的“學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)”－如何認(rèn)識(shí)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的“自主性”，把外界施加的信息通過(guò)主動(dòng)建構(gòu)變成學(xué)生自身的知識(shí)。 四、教學(xué)過(guò)程 【引入】火的使用使人擺脫了茹毛飲血的蠻荒時(shí)代，走向了文明，人們用火燒烤食物、取暖，歷史上，人們?cè)�使用過(guò)各種燃料來(lái)取火，如柴、煤等，我們?nèi)粘Ｉ�活中還使用哪些燃料？ 【總結(jié)】煤、石油、天然氣是三種重要的化石燃料，今天我們先來(lái)了解天然氣，天然氣的主要成分是什么？ 【講解】除了天然氣的主要成分是甲烷外，甲烷還存在于池沼底部、油田氣和煤礦坑道，故甲烷又名沼氣、坑氣、瓦斯。西氣東輸是我國(guó)一項(xiàng)巨大的工程，輸送的氣體就是天然氣。而且，科學(xué)家從海底發(fā)現(xiàn)了一種新能源—“可燃冰”實(shí)際上是甲烷的水合物，據(jù)估計(jì)，可燃冰的貯存量能提供人類社會(huì)1000年的能源使用。 【提問(wèn)】你已對(duì)甲烷了解了哪些？從甲烷的組成、結(jié)構(gòu)及性質(zhì)考慮。 【板書】一、甲烷的分子組成和結(jié)構(gòu)   分子式：CH4 電子式  結(jié)構(gòu)式 【思考】歷史上人們是怎樣知道甲烷的分子式為CH4的？ 【提示】它的測(cè)定經(jīng)歷了有定性到定量的過(guò)程 【討論】（1）設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明甲烷中含有氫元素和碳元素？ （2）甲烷的燃燒實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能否說(shuō)明甲烷分子中不含有氧元素？ 【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】 點(diǎn)燃甲烷氣體，用一個(gè)干燥的燒杯罩在火焰上方，然后在燒杯中加入澄清石灰水 【學(xué)生活動(dòng)】觀察現(xiàn)象并總結(jié)：火焰顏色是藍(lán)色，燒杯壁上有水霧，澄清石灰水變渾濁，說(shuō)明產(chǎn)物是H2O和CO2 。所以甲烷中一定含有C元素和H元素，不能確定甲烷中是否含有氧元素。 【提示】要測(cè)定分子式不僅要做定性實(shí)驗(yàn)，更要做定量實(shí)驗(yàn)。 【交流與討論】根據(jù)課本59頁(yè)數(shù)據(jù)計(jì)算甲烷的分子式 【說(shuō)明】甲烷分子的結(jié)構(gòu)式僅表明甲烷分子中碳原子、氫原子的連結(jié)情況,不能表示甲烷分子中碳、氫原子在空間的分布，甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)是什么樣的？ 【思考】歷史上，科學(xué)家們?cè)跍y(cè)定了甲烷分子組成為CH4后，對(duì)甲烷的分子結(jié)構(gòu)曾提出了兩種猜想：正四面體型與平面正方形，科學(xué)家如何判斷出甲烷分子是哪種空間構(gòu)型的？ 【講述】為解決甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)問(wèn)題，科學(xué)家們提出：通過(guò)研究二氯甲烷有幾種來(lái)確定�！�—若甲烷分子呈正四面體型，則其二氯代物只可能有一種。而若甲烷分子呈平面正四邊形，則其二氯代物可以有兩種：   所以，根據(jù)甲烷的二氯代物只有一種，即可判斷甲烷分子的正四面體型。 【演示】甲烷的二氯取代 【板書】二、甲烷的物理物質(zhì) 無(wú)色無(wú)味氣體，難溶于水，比空氣輕。 【提問(wèn)】甲烷的化學(xué)性質(zhì)如何？ 【講解】甲烷是一種清潔高效的燃料，與一氧化碳或氫氣相比，在相同條件下等體積的甲烷釋放出的熱量較多。我國(guó)天然氣資源豐富，但分布不均，西氣東輸工程樹的就是天然氣。 【提問(wèn)】1．點(diǎn)燃甲烷前要進(jìn)行什么操作? 2．火焰的顏色如何? 【板書】三、甲烷的化學(xué)性質(zhì) 1．氧化反應(yīng)：CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O 【練習(xí)】1mol甲烷完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出889.6KJ的熱量，寫出熱化學(xué)方程式。 【創(chuàng)設(shè)情境】甲烷除了可以作燃料，還是一種重要的化工原料，大名鼎鼎的氟利昂就可以以甲烷為原料制取。 【展示】氟利昂（CHFCl2）的球棍模型，與甲烷的球棍模型作比較，思考氟利昂可能是甲烷用過(guò)怎樣的反應(yīng)制得的。 【視頻】甲烷與氯氣反應(yīng) 【觀察與思考】重點(diǎn)觀察量筒內(nèi)氣體顏色的變化，量筒水面上升情況，量筒內(nèi)壁的變化。 【回答】量筒內(nèi)氣體黃綠色褪去，水位不斷上升、內(nèi)壁有油狀物質(zhì)生成。 【講述】這說(shuō)明甲烷與氯氣發(fā)生了反應(yīng)。   【板書、講述】述反應(yīng)中生成的一氯甲烷可與氯氣繼續(xù)進(jìn)一步反應(yīng)，依次有生成了難溶于水的油狀液體：二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷（四氯化碳）     【學(xué)生練習(xí)】學(xué)生書寫二氯甲烷、三氯甲烷與氯氣反應(yīng)的化學(xué)方程式。     【問(wèn)題解決】如何用甲烷來(lái)制取氟利昂？ 【講解】有機(jī)化學(xué)的反應(yīng)中往往發(fā)生副反應(yīng),所以在有機(jī)化學(xué)方程式中用箭號(hào)來(lái)代替等號(hào) 【講述】甲烷與氯氣發(fā)生了反應(yīng)生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷和氯化氫。由于氯化氫極易溶于水，產(chǎn)物中只有一氯甲烷是氣體，二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷都是不溶于水的液體，所以量筒內(nèi)氣體黃綠色褪去、有白霧，水位不斷上升、內(nèi)壁有油狀物質(zhì)生成。 【講述】這種反應(yīng)類型叫取代反應(yīng)。 【板書】2．取代反應(yīng)：有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其它原子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng) 【強(qiáng)調(diào)】該反應(yīng)的歷程并歸納反應(yīng)特點(diǎn)。在這些反應(yīng)里，甲烷分子里的氫原子逐步被氯原子所代替而生成了四種取代產(chǎn)物。 【介紹】四種取代產(chǎn)物的性質(zhì)和用途 【提問(wèn)】取代反應(yīng)與置換反應(yīng)有什么異同？ 【歸納】從概念、反應(yīng)物、產(chǎn)物、反應(yīng)條件總結(jié)區(qū)別 【閱讀】60頁(yè)甲烷的利用 【講解】甲烷是最簡(jiǎn)單的有機(jī)物，所謂有機(jī)物就是含碳化合物（除一氧化碳，二氧化碳，碳酸，碳酸鹽等），甲烷中只含有碳元素和氫元素，我們把類似于甲烷的這一類有機(jī)物稱為“烴”，這個(gè)字取用了碳中的“火”，和氫中的下半部分，另外還取用了碳的聲母及氫的韻母，這樣就構(gòu)成了“烴”。 【展示】展示甲烷、乙烷、丙烷的結(jié)構(gòu)式和模型 【提問(wèn)】1．甲烷、乙烷、丙的組成元素是什么？ 2．甲烷、乙烷、丙烷的結(jié)構(gòu)式有什么相同點(diǎn)？ 【講述】烴、烷烴的概念，烷烴通式及名稱。 【板書】四.烷烴 1、通式：CnH2n+2  (n≥1) 【提問(wèn)】結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì)，乙烷有什么化學(xué)性質(zhì)？十八烷呢？ 【板書】2、性質(zhì)：物理性質(zhì)，n越大，熔沸點(diǎn)越高，n小于等于4的烴在通常條件下為氣態(tài) 化學(xué)性質(zhì)，較穩(wěn)定，可燃性，光照下與氯氣取代  3、簡(jiǎn)單命名：甲烷，乙烷，丙烷，丁烷……   4、同系物：分子結(jié)構(gòu)相似（含有相同的官能團(tuán)），組成相差一個(gè)或若干個(gè)“CH 2” 【提問(wèn)】同系物與同分異構(gòu)體有什么異同？ 【小結(jié)】甲烷是我們接觸有機(jī)化學(xué)的第一種物質(zhì)。學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)首先要掌握有機(jī)物中碳原子呈四價(jià)(即構(gòu)成四個(gè)共價(jià)鍵)，再理解有機(jī)物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。甲烷的分子結(jié)構(gòu)是正四面體，它的主要化學(xué)性質(zhì)是能發(fā)生取代反應(yīng)。對(duì)甲烷的學(xué)習(xí)是我們打開有機(jī)化學(xué)的金鑰匙，請(qǐng)大家體會(huì)這節(jié)課的探究方法。 【課堂練習(xí)】 1．  1mol甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，若生成等物質(zhì)的量的四種鹵代烴，則此時(shí)消耗的氯氣的物質(zhì)的量為多少？ 2．  乙烷與氯氣取代的產(chǎn)物有幾種？ 【布置作業(yè)】        

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