蘇教版必修2第一單元《化石燃料與有機化合物》教案

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1、 最新蘇教版必修 2 第一單元《化石燃料與有機化合物》教 案 第 1 課時 天然氣的利用 甲烷 【教學(xué)目標 】 ( 一 ) 知識技能： （ 1）掌握甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)特征,能夠書寫甲烷分子的結(jié)構(gòu)式、電子式。 （ 2）掌握甲烷的化學(xué)性質(zhì)。了解取代反應(yīng)的特征。 （ 3）了解甲烷的存在和甲烷的用途等。 （ 4）了解烴、烷烴的概念及烷烴的通式。 ( 二 ) 過程方法： （ 1）通過對甲烷的正四面體結(jié)構(gòu)的認識 ,掌握分析四氯化碳、一氯甲烷、二氯甲烷和三氯甲烷分析結(jié)構(gòu)的方法。 （ 2）通過甲烷分子模型的分析

2、 ,學(xué)會根據(jù)比例模型、球棍模型分析分子結(jié)構(gòu)的方法。 ( 三 ) 情感態(tài)度與價值觀： 通過實踐活動、探究實驗等 ,培養(yǎng)學(xué)生關(guān)心科學(xué)、研究科學(xué)和探索科學(xué)的精神 ,激發(fā)學(xué)生 學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣 ,探索新知識的欲望。 【教學(xué)難、重點 】 重點：甲烷的分子結(jié)構(gòu) 、化學(xué)性質(zhì) 難點：甲烷跟氯氣的取代反應(yīng) 【教學(xué)過程設(shè)計 】 ﹝展示﹞西氣東輸相關(guān)圖片及神奇可燃冰。 【引入】介紹我國天然氣資源 ,“西氣東送”工程及其意義。介紹神奇的可燃冰。 西氣東輸是我國目前一項巨大的工程 , 輸送的氣體就是天然氣 , 天然氣的主要成分是甲 烷 , 目前 , 農(nóng)

3、村普遍使用的沼氣的主要成分也是甲烷 , 而且 , 科學(xué)家從海底發(fā)現(xiàn)了一種新能源 —“可燃冰” , 實際上是甲烷的水合物 , 據(jù)估計 , 可燃冰的貯存量能提供人類社會 1000 年的 能源使用 . 所以 , 為了合理開發(fā)并利用這些新能源 , 我們今天要來研究天然氣的利用以及它的 主要成分甲烷的性質(zhì) . 【板書】一、甲烷 【展示】一瓶用排水集氣法收集的純凈的甲烷氣體 (集氣瓶倒放 )。觀察并敘述物理性質(zhì)。 【板書】 1.物理性質(zhì) 1 / 6 無色、無味的氣體 ,密度比空氣小 ,難溶于水。

4、 【探究活動】已知甲烷的密度在標準狀況下是 0． 717g/L, 含碳 75％ ,含氫 25％ ,利用這些數(shù) 據(jù)怎樣確定它的分子式？ 解析：甲烷的 Mr=0 ． 717g/L 22.4 L/mol=16.06 g/ mol 碳原子與氫原子的個數(shù)比為：（ 75％ /12）：（ 25％ /1） =1： 4 綜合上述分析：可知甲烷的分子式為： CH 4 【討論】（ 1）哪些實驗事實說明 , 甲烷中含有氫元素？碳元素？你能設(shè)計一個實驗嗎？ （2）甲烷的燃燒實驗現(xiàn)象能否說明甲烷分子中不含有氧元素？ 【實驗設(shè)計】 點燃集氣瓶中的甲烷氣體 , 用一個 冷而干燥 的

5、燒杯罩在火焰上方 , 然后在集氣 瓶中加入澄清石灰水。 【學(xué)生活動】觀察現(xiàn)象并總結(jié) : 火焰顏色是藍色 , 燒杯壁上有水霧 , 澄清石灰水變渾濁 , 說明 產(chǎn)物是 H2O和 CO2 . 所以甲烷中一定含有 C元素和 H 元素 . 【提示】要測定分子式不僅要做定性實驗 , 更要做定量實驗。 【課堂練習(xí) 】①寫出甲烷的電子式；②寫出甲烷的結(jié)構(gòu)式。討論分子里各原子在空間的分 布情況？ 分子式： CH 4 電子 式： 結(jié)構(gòu)式 : 【展示】甲烷分子的比例模型、球棍模型。 經(jīng)過科學(xué)實驗證明甲烷分子的結(jié)構(gòu)是正四面體結(jié)構(gòu) ,碳

6、原子位于正四面體的中心 ,4 個 氫原子分別位于正四面體的 4 個頂點上。 【過渡】既然我們了解了 CH 4 的結(jié)構(gòu) ,結(jié)構(gòu)決定性質(zhì) ,那么甲烷具有哪些性質(zhì)呢？ 【板書】 2.化學(xué)性質(zhì) 甲烷的穩(wěn)定性 在通常情況下 ,甲烷比較穩(wěn)定 ,與強氧化劑（如酸性 KMnO 4 溶液）、強酸、強堿均不反 應(yīng)。 ①甲烷的氧化反應(yīng) -可燃性 CH 4+2O2 CO 2+2H 2O 甲烷氣體在空氣或氧氣中點燃 ,完全燃燒時生成二氧化碳和水 ,同時放出大量的熱 ,還伴有淡 藍色的火焰。 注意 ：

7、 2 / 6 點燃甲烷與空氣或氧氣的混合氣體時 , 容易發(fā)生爆炸。因此 ,在點燃甲烷氣體前 ,必須進 行純度檢驗 ,只有純度符合要求的甲烷氣體才能點燃。 甲烷完全燃燒的生成物是 CO2 和 H2O。查閱資料了解 1 mol 甲烷在通常狀況下完全燃 燒后放出的熱量 ,寫出甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式。 CH4（ g） +2O 2（ g）==CO 2（ g） +2H 2O（ l ） H =-890 kJ/mol 【探究質(zhì)疑】 1. 在空氣中燃燒時火焰呈藍色的物質(zhì)除甲烷還有哪些？解析：還有氫氣、硫、酒精、一氧化碳、硫

8、化氫等。 2. 甲烷燃燒時 ,若氧氣不充分 ,可能生成哪些產(chǎn)物？ 解析：除了生成水之外 ,還可能生成炭黑、 CO 、 ,其造成的危害主要是炭黑會導(dǎo)致管道堵 塞、氣流不暢 ,嚴重時可能引起爆炸 ,生成的 CO 會導(dǎo)致人中毒。 3. 家用燃氣灶若原來燒液化石油氣（主要成分為 C3H 8） ,現(xiàn)要改燒天然氣 ,應(yīng)如何改造？ 解析：根據(jù)反應(yīng)方程式： C3H8+5O 2 3CO2+4H 2O 和 CH 4+2O2 CO2+H 2O,可知等 體積的液化石油氣和天然氣分別完全燃燒時 ,液化石油氣消耗氧氣的量多 ,所以改造的方法是 增大燃氣進氣量或減小

9、空氣進氣量。 【設(shè)問】甲烷還有什么化學(xué)性質(zhì)呢？ 【觀察與思考】 甲烷與氯氣反應(yīng) 【提醒】重點觀察部位：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、有白霧 , 水位不斷上升、內(nèi)壁有油狀物質(zhì)生成。 【講述】這說明甲烷與氯氣發(fā)生了反應(yīng)。 【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。 3 / 6

10、 【強調(diào)】 有機化學(xué)的反應(yīng)中往往發(fā)生副反應(yīng) , 所以在有機化學(xué)方程式中用箭號來代替等號 【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)： 【強調(diào)】該反應(yīng)的歷程并歸納反應(yīng)特點。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

11、取代產(chǎn)物。 有機物分子里的某些原子或原子團被其它原子或原子團 所代替的反應(yīng)叫做取代反應(yīng)。 【說明】 a. 甲烷與氯氣的反應(yīng)條件為光照 , 該光照只能是日光漫射 , 若是強光直射則會發(fā)生爆 炸。 b. 與氯氣相似 , 其他的鹵素單質(zhì)在氣態(tài)和光照條件下 , 也可以和甲烷發(fā)生取代反應(yīng)?！局R拓展】 【講述】 將甲烷在隔絕空氣加熱到 1000 度以上 ,甲烷會發(fā)生分解反應(yīng)。 ③熱分解： CH 4 —→ C + 2H2 【推論】甲烷分解要求的溫度很高 ,說明甲烷的熱穩(wěn)定性很強。 【歸納】甲烷的三大化學(xué)性質(zhì)。 【過渡】甲烷的這些性質(zhì)決定了它的用

12、途 , 請同學(xué)們閱讀教材 56 頁上的資料卡 , 了解甲烷的 用途。 【多媒體】展示乙烷、丙烷、丁烷的結(jié)構(gòu)式 【提問】 1．乙烷、丙烷、丁烷的組成元素是什么？ 2．乙烷、丙烷、丁烷的結(jié)構(gòu)式有什么相同點？ 【板書】二、 烷烴 【學(xué)生活動】根據(jù)甲烷、乙烷、丙烷的分子式 , 歸納烷烴的通式 【板書】通式： Cn H2n+2 (n ≥ 1) 【分析】分析甲烷、乙烷、丙烷的分子組成 , 引出同系物的概念。 4 / 6 【講述】烴、烷烴的概念 , 烷烴通式及名稱 【板書】同系物：結(jié)構(gòu)相似 ,

13、分子組成上相差 1 個或若干個 “CH”原子團的有機化合物的互 2 稱。 【總結(jié)】這節(jié)課我們研究了甲烷的分子結(jié)構(gòu) , 物理性質(zhì)及化學(xué)性質(zhì) , 了解甲烷的性質(zhì)和用途 就能幫助我們合理開發(fā)和利用資源 , 更好地為人類社會的生產(chǎn)和生活服務(wù)。 【鞏固練習(xí)】 1. “可燃冰 ”又稱 “天然氣水合物 ”,它是在海底的高壓、低溫條件下形成的 ,外觀象冰。 1 體積 “可燃冰 ”可貯載 100～200 體積的天然氣。下面關(guān)于 “可燃冰 ”的敘述不正確的是 A 可“燃冰 ”有可能成為人類未來的重要能源 B 可“燃冰 ”是一種比較潔凈的能源 C 可“

14、燃冰 ”提供了水可能變成油的例證 D “燃冰可 ”的主要可燃成分是甲烷 2. 已知天然氣的主要成份 CH4 是一種會產(chǎn)生溫室效應(yīng)的氣體 ,等物質(zhì)的量的 CH4 和 CO2 產(chǎn)生 的溫室效應(yīng) ,前者大。下面是有關(guān)天然氣的幾種敘述：①天然氣與煤、柴油相比是較清潔的 能源；②等質(zhì)量的 CH4 和 CO2 產(chǎn)生的溫室效應(yīng)也是前者大；③燃燒天然氣也是酸雨的成因 之一。其中正確的 A 是①、②、③ B 只有① C 是①和② D 只有③ 3. 1mol 甲烷完全與氯氣發(fā)生取代反應(yīng) ,若生成相同物質(zhì)的量的四種取代物 ,則

15、消耗氯氣的物 質(zhì)的量為 A 1mol B 2mol C 2.5mol D 4mol 4. 等物質(zhì)量的甲烷和氯氣組成的混和氣體,經(jīng)較長時間的光照 ,最后得到的有機物是 ① CH3Cl ② CH2Cl 2 ③CHCl 3 ④ CCl 4 A 只有① B 只有② C 只有①②③ D ①②③④ 5. 一定量的甲烷燃燒之后得到的產(chǎn)物為 CO、 CO2 和水蒸氣 ,此混合氣體重 49.6g,當其緩緩?fù)ㄟ^足量無水氯化鈣時 ,CaCl2 固體增重 25.2g,原混合氣體中 CO2 的質(zhì)量為 A 12.5g B

16、13.2g C 19.7g D 24.4g 6. 乙烷在光照的條件下與氯氣混和 ,最多可以生成幾種物質(zhì) A 6 種 B 7 種 C 9 種 D 10 種 7. 下列物質(zhì)：①金剛石②白磷③甲烷④四氯化碳 ,其中分子具有正四面體型的是（ ） A. ①②③ B. ①③④ C .②③④ D. ①②③④ 8. 把 1 體積 CH4 和 4 體積 Cl 2 組成的混合氣體充入大試管中 ,將此試管倒立在盛有飽和食鹽 水的水槽里 ,放在光亮處 ,試推測可觀察到的現(xiàn)象是： 5 / 6

17、 ① _______________ ； ② _______________ ； ③ _______________ ； ④ _______________ 。 參考答案 1.C 2.C 3..C 4.D 5.B 6.D 7.C(說明金剛石是原子晶體不是分子晶體 ) 8.①黃綠色逐漸消失；②試管壁上有黃色油珠；③水位在試管內(nèi)上升；④水槽內(nèi)有少量晶 體析出。 6 / 6