1、1最简单的有机化合物-甲烷教学设计课题 第一节 最简单的有机化合物-甲烷知识与技能1、掌握甲烷的电子式、结构式和甲烷的正四面体结构；3、掌握甲烷的重要化学性质，并理解取代反应的含义；4、了解烷烃的结构和性质4、能正确命名简单的烷烃，能区分同系物，判断同分异构体的种类过程与方法1、在探究甲烷结构的过程中，提高空间思维的能力；2、掌握甲烷和烷烃性质的过程中，逐渐理解“结构决定性质，性质反映结构”并学会运用；学习目标情感、态度与价值观1、初步形成对有机化学领域的学习兴趣；2、认识化学微观世界分子结构的立体美；3、初步认识“结构决定性质”、“内因、外因辨证关系”等哲学思想；学习重点 甲烷和烷烃的结构和
2、性质学习难点 甲烷与卤素的取代反应，烷烃的命名和同分异构体的书写教学环节 教师活动 学生活动 设计意图环节一、情境引入图片展示这是西气东输的工程建设示意图，那你们知道它输送的是什么气体吗？西气东输的主角其实就是天然气，这是俗名，它的主要成分是甲烷。思考 激发学生的兴趣环节二、甲烷的结构及性质一、甲烷的分子组成与结构提问已知甲烷的密度在标况下是 0.717g/L，含碳 75，含氢 25，利用这些数据怎样确定它的分子式？板书分子式：CH 4提问那为什么一个 C 要结合 4 个 H 结合？而不是 3 个、5 个或者更多呢？讲述C 原子有 4 个价电子，而 H 原子有 1 个电子，C 原子的 1 个价
3、电子与 H 原子的 1 个电子形成 1 对归纳总结甲烷的物理性质动脑分析，并培养学生的观察能力和总结能力5共用电子对。所以，C 原子欲形成八电子的稳定结构，则需形成四对共用电子对，所以 1 个 C 原子要结合 4 个 H 原子。由此，同学们便可以写出甲烷的电子式。在我们以后的学习中，常用一根短线来代替一对共用电子对，从电子式便得到结构式，同学们写出甲烷的结构式。探究活动甲烷的空间构型实验测得甲烷分子中 4 个 CH 键完全相同，每相邻的两个 CH 键之间的键角、键长、键能均相等。思考甲烷的空间构型，并画出空间构型图实物展示甲烷分子的球棍模型和比例模型空间构型：对称的正四面体构型构形特点：4 个
4、 C-H 键是等价的讲述C 位于正四面体的中心，4 个 H 分别位于正四面体的 4 个顶点上。过渡我们知道了甲烷分子的结构，而结构决定性质。甲烷这样的结构决定它有怎样的性质呢？下面，我们进入甲烷性质的学习。二、甲烷的物理性质及其在自然界中的存在展示装有甲烷气体的储气瓶(瓶中留有少量水)，简单介绍仪器名称。板书 1.物理性质：无色、无味、密度比空气小，极难溶于水。讲述植物在隔绝空气情况下分解能够产生甲烷，在油田和煤矿附近往往有天然气，它们都是“清洁”的燃料，无毒并且热能高。很多城市由烧煤改烧天然气后，酸雨的危害明显减弱。板书2.存在：天然 气田、煤矿坑道、池沼三、甲烷的化学性质看书 61 页动手
5、计算电子式： 结构式：观察，总结，记忆学生动手做实验，观察现象，分6探究实验一、甲烷通入酸性高锰酸钾和溴水现象：两种溶液均不褪色；结论：无发生反应。演示实验或视频实验二、点燃甲烷引导a、理论火焰颜色和实际火焰 颜色的区别b、提醒点燃之前必须验纯，并与实际生活相联系讲述甲烷与氧气反应，也就是天然气和沼气燃烧的道理所在.但和氢气一样，它也要验纯，当甲烷与空气混合到一定比例时就会发生爆炸，这也就是各种矿难中最主要的一点“ 瓦斯”爆炸，大家看一下瓦斯爆炸造成的危害。(展示图片)板书（2）可燃性CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O探究实验大家看到，甲烷与氧气反应要点燃，那么与比 O2氧 化能力更强的
6、 Cl2反应时是怎样的呢？在与氯气反应时只要光照就行了。是不是就这么简单的反应呢？同 学们对各种推测可能产生的现象进行预测与分析。接着，用动画演示展示实验现象和结果，对比之下自然可以知道哪一个推理才是符合实际情况的。动画演示甲烷与氯气的反应提问看完了这段动画，同学们再来总结一下，你看到了什么？总结 氯气的黄绿色逐渐消失，瓶壁上有黄 色、无色油状液滴生成。讲述原来甲烷和氯气的反应有个新的名称取代反应析原因，7板书取代反应：有机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。取代反应和置换反应的区别：一氯取代：讲述从实验现象我们知道，取代反应过程中甲烷分子的 H 原子是逐步被 Cl 原子所
7、代替生成了四种取代物。同学们在课本写出二氯、三氯、四氯取代的反应方程式。CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl一氯甲烷光CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl二氯甲烷光CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl三氯甲烷（氯仿）光CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl四氯化碳总结：该反应的反应条件和反应物质有何要求？反应有何特点？1、 反应条件：光照（室温或暗处不反应）动手书写方程式总结记录练习，反思82、 反应物质：甲烷与纯净的卤素单质发生取代反应，与氯水，溴水不反应。3、 甲烷分子中四个氢原子都可被逐一取代，1 摩尔氯气取代 1 摩尔氢原子，甲烷的卤代物并不是一种，
8、而是四种物质的混合物，4、 有机物参加的反应比较复杂，常有副反应发生，生成副产物，因此有机方程式一般用箭头而不用等号练习：1在光照条件下，将等物质的量的 CH4和 C12充分反应，得到产物的物质的量最多的是( )ACH 3C1 BCH 2C12 CCCl 4 DHCl2若要使 05 mol CH 4完全和氯气发生取代反应，并生成相同物质的量的四种取代物，则需要氯气的物质的量为( )A25 mol B2 mol C125 mol D05 mol3在光照条件下，下列各组物质几乎没有发生反应的是（ ）A甲烷和溴蒸气 B甲烷和氧气混合C氢气和氯气混合 D甲烷和氯气混合一、甲烷的分子组成与结构提问已知甲
9、烷的密度在标况下是 0.717g/L，含碳 75，含氢 25，利用这些数据怎样确定它的分子式？板书分子式：CH 4提问那为什么一个 C 要结合 4 个 H 结合？而不是 3 个、5 个或者更多呢？讲述C 原子有 4 个价电子，而 H 原子有 1 个电子，C 原子的 1 个价电子与 H 原子的 1 个电子形成 1 对共用电子对。所以，C 原子欲形成八电子的稳定结构，则需形成四对共用电子对，所以 1 个 C 原子归纳总结甲烷的物理性质动脑分析，并动手计算培养学生的观察能力和总结能力9要结合 4 个 H 原子。由此，同学们便可以写出甲烷的电子式。在我们以后的学习中，常用一根短线来代替一对共用电子对，
10、从电子式便得到结构式，同学们写出甲烷的结构式。探究活动甲烷的空间构型实验测得甲烷分子中 4 个 CH 键完全相同，每相邻的两个 CH 键之间的键角、键长、键能均相等。思考甲烷的空间构型，并画出空间构型图实物展示甲烷分子的球棍模型和比例模型空间构型：对称的正四面体构型构形特点：4 个 C-H 键是等价的讲述C 位于正四面体的中心，4 个 H 分别位于正四面体的 4 个顶点上。过渡我们知道了甲烷分子的结构，而结构决定性质。甲烷这样的结构决定它有怎样的性质呢？下面，我们进入甲烷性质的学习。二、甲烷的物理性质及其在自然界中的存在展示装有甲烷气体的储气瓶(瓶中留有少量水)，简单介绍仪器名称。板书 1.物
11、理性质：无色、无味、密度比空气小，极难溶于水。讲述植物在隔绝空气情况下分解能够产生甲烷，在油田和煤矿附近往往有天然气，它们都是“清洁”的燃料，无毒并且热能高。很多城市由烧煤改烧天然气后，酸雨的危害明显减弱。板书2.存在：天然 气田、煤矿坑道、池沼三、甲烷的化学性质看书 61 页探究实验一、甲烷通入酸性高锰酸钾和溴水电子式： 结构式：观察，总结，记忆学生动手做实验，观察现象，分析原因，10现象：两种溶液均不褪色；结论：无发生反应。演示实验或视频实验二、点燃甲烷引导a、理论火焰颜色和实际火焰 颜色的区别b、提醒点燃之前必须验纯，并与实际生活相联系讲述甲烷与氧气反应，也就是天然气和沼气燃烧的道理所在
12、.但和氢气一样，它也要验纯，当甲烷与空气混合到一定比例时就会发生爆炸，这也就是各种矿难中最主要的一点“ 瓦斯”爆炸，大家看一下瓦斯爆炸造成的危害。(展示图片)板书（2）可燃性CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O探究实验大家看到，甲烷与氧气反应要点燃，那么与比 O2氧 化能力更强的 Cl2反应时是怎样的呢？在与氯气反应时只要光照就行了。是不是就这么简单的反应呢？同 学们对各种推测可能产生的现象进行预测与分析。接着，用动画演示展示实验现象和结果，对比之下自然可以知道哪一个推理才是符合实际情况的。动画演示甲烷与氯气的反应提问看完了这段动画，同学们再来总结一下，你看到了什么？总结 氯气的黄绿色逐渐
13、消失，瓶壁上有黄 色、无色油状液滴生成。讲述原来甲烷和氯气的反应有个新的名称取代反应板书取代反应：有机分子里的某些原子或原子11团被其它原子或原子团所代替的反应。取代反应和置换反应的区别：一氯取代：讲述从实验现象我们知道，取代反应过程中甲烷分子的 H 原子是逐步被 Cl 原子所代替生成了四种取代物。同学们在课本写出二氯、三氯、四氯取代的反应方程式。CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl一氯甲烷光CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl二氯甲烷光CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl三氯甲烷（氯仿）光CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl四氯化碳总结：该反应的反应条件
14、和反应物质有何要求？反应有何特点？5、 反应条件：光照（室温或暗处不反应）6、 反应物质：甲烷与纯净的卤素单质发生取代反动手书写方程式总结记录练习，反思12应，与氯水，溴水不反应。7、 甲烷分子中四个氢原子都可被逐一取代，1 摩尔氯气取代 1 摩尔氢原子，甲烷的卤代物并不是一种，而是四种物质的混合物，8、 有机物参加的反应比较复杂，常有副反应发生，生成副产物，因此有机方程式一般用箭头而不用等号练习：1在光照条件下，将等物质的量的 CH4和 C12充分反应，得到产物的物质的量最多的是( )ACH 3C1 BCH 2C12 CCCl 4 DHCl2若要使 05 mol CH 4完全和氯气发生取代反
15、应，并生成相同物质的量的四种取代物，则需要氯气的物质的量为( )A25 mol B2 mol C125 mol D05 mol3在光照条件下，下列各组物质几乎没有发生反应的是（ ）A甲烷和溴蒸气 B甲烷和氧气混合C氢气和氯气混合 D甲烷和氯气混合环节三、烷烃的性质及命名阅读教材 62 页学与问，观察乙烷，丙烷，丁烷的结构式和分子模型，归纳出分子结构特点，给出烷烃的定义。一：烷烃：结构特点和通式：烃的分子里碳原子间都以单键互相连接成链状，碳原子的其余的价键全部跟氢原子结合，达到饱和状态。所以这类型的烃又叫饱和烃。由于 C-C连成链状，所以又叫饱和链烃，或叫烷烃。（若C-C 连成环状，称为环烷烃。
16、）烷烃的通式：CnH2n+2(n1)为了书写方便有机物除了用结构式表示外，还可以用结构简式表示：如丁烷：ACH 3(CH2)2CH3 对比电子式，结构式，结构简式，最简式，阅读教材，自主学习13分子式的区别与联系对比表 3-1 总结烷烃物理性质变化规律：物理性质：分子中碳原子数越多，熔沸点越高，密度越大，碳原子数相同，支链越多，熔沸点越低（组成和结构相似的物质，其相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高）化学性质：结构相似，性质相似，烷烃的化学性质与甲烷性质相似1、 稳定性：不与酸碱反应，不能使酸性高锰酸钾褪色2、 燃烧反应：3、 取代反应：二、烷烃的命名：1、习惯命名法：有几个碳就叫几
17、烷，与含不含支链无关（市以下的用天干甲乙丙丁戊己庚辛.如甲烷） 不含支链的叫正某烷，带一个甲基的叫异某烷，带两个甲基的叫新某烷如：乙烷 丁烷 己烷，十七烷， 正戊烷，异戊烷，新戊烷2、系统命名法：1定主链，称“某烷“。选定分子里最长的碳链为主链，并按主链上碳原子的数目称为“某烷“。碳原子数在 110 的用甲，乙，丙，丁，戊，己，庚，辛，壬，癸命名. 2编号，定支链所在的位置。把主链里离支链最近的一端作为起点，用 1，2，3 等数字给主链的各碳原子依次编号定位,以确定支链所在的位置. 练习：指出下列有机物的主链名称，并给主链上的碳原子定位。3把支链作为取代基.把取代基的名称写在烷烃名称的前面，在
18、取代基的前面用阿拉伯数字注明它在烷烃主链上的位置，并在号数后连一短线，练习14中间用“ “隔开。4当有相同的取代基，则相加，然后用大写的二，三，四等数字表示写在取代基前面。但表示相同取代基位置的阿拉伯数字要用“，”隔开；如果几个取代基不同，就把简单的写在前面，复杂的写在后面。最小原则：当支链离两端的距离相同时，以取代基所在位置的数值之和最小为正确。最简原则：当有两条相同碳原子的主链时，选支链最简单的一条为主链1命名步骤： (1)找主链 最长的主链；(2)编号 靠近支链(小，多)的一端；(3)写名称 先简后繁，相同基请合并。2名称组成：取代基位置 取代基名称 母体名称 3数字意义：阿拉伯数字 取
19、代基位置 汉字数字 相同取代基的个数 小结：有机物的系统命名遵守：1，最长原则 2，最近原则 3，最小原则 4，最简原则练习：【投影】1给下列有机物命名。2某烷烃的结构为： ，下列命名正确的是A1，2-二甲基-3-乙基戊烷 B 3-乙基-4，5-二甲基已烷C4，5-二甲基-3-乙基已烷 D 2，3-二甲基-4-乙基已烷3对于结构简式为(CH 3)2CHC(CH3)2CH2CH(C2H5)C(CH3)3的烃命名时，其主链上的碳原子的数目练习CH3CH CH CH CH2CH3 CH3 C2H5 CH315是( )A6 B7 C8 D94下列有机物的命名正确的是( )A2 一乙基丁烷 B2，4 一
20、二甲基戊烷C1，3，4-三甲基己烷 D2，4，4 一三甲基戊烷三、同系物：概念：结构相似，组成上相差一个或 n 个 CH2 的化合物互称为同系物注意：1、结构相似，同一类物质2、组成上相差 n 个 CH23、通式相同甲烷、乙烷、丁烷、己烷等都互为同系物四、同分异构体：概念：分子式相同，结构不同的化合物互称为同分异构体。如正戊烷，异戊烷，新戊烷互称为同分异构体。烷烃同分异构体的书写方法：1力求顺序性按一定的顺序进行书写，可有效避免遗漏、重复现象的发生，顺序为：无支链有一个支链(先甲基后乙基)有两个支链；支链的位置：由中到边但不到端。当支链不止一个时，彼此的相对位置应是先同位再到邻位后到间位2采用
21、对称性在同分异构体的书写中若将原子在空间的排列看作是几何图形的话，则可利用几何中的对称性知识，以解决重复书写同分异构体的问题，使书写过程得到简化。3做到简约性所谓简约性是指在书写同分异构体的最初阶段，只写出有关碳原子间的排列情况(即碳骨架)，氢原子开始时均不写出，待碳原子间的排列顺序确定后，再依据碳为四价用氢原子补齐碳的剩余价键。例题、写出分子式为 C6H14的所有同分异构体的结构简式。解析：按照上述步骤先写出只有碳原子的结构(称为碳骨架)。15（1）无支链：CCCCCC（2）有一个支链：（3）有两个支链：在(2)中主链碳原子以号碳为对称点，、号碳原子对称，故甲基连在号碳原子上与连在号碳原子上
22、一样。（3）中以、号碳原子之间的键的中点为对称点。、号碳原子对称，两个甲基连在号碳原子上与连在号碳原子上一样。故共有 5 种碳骨架，再根据价键理论用 H 补齐 C 的剩余价键。、点拨：作为基本常识，当主链碳原子数目少于 5 个时，烷烃分子中不可能有乙基作支链，主链碳原子数目少于 3 个时，烷烃分子中不可能有支链，首尾碳原子上不可能有烃基作取代基，号（或倒数第号）碳原子上无乙基。练习：C 5H12，C 7H16的同分异构体环节四、课堂巩固练习1写出下列各种烷烃的结构简式（1） 2,3,3-三甲基戊烷_（2）2,3二甲基4乙基已烷_解题能力形成及提高15（3）相对分子质量为 100 且支链有乙基的烷烃_2命名下列烷烃. CH3CH3CH3CHCH2_ CH3CH3CH3CH3C_ 3下列各组物质 O2和 O3 H2、D 2、T 2 12C 和 14C CH3CH2CH2CH3 和 (CH3)2CH2CH3 乙烷和丁烷 CH3CH2CH2CH(C2H5)CH3 和 CH3CH2CH2CH(CH3)C2H5 NH 4CNO 和 CO(NH2)2 互为同系物的是_， 互为同分异构体的是_互为同位素的是_， 互为同素异形体的是_，是同一物质的是_。本堂小结：当堂检测、布置作业15板书设计
