课题名称
最简单的有机物——甲烷（第一课时）
教师姓名
课题来源
□适用年级 高一年级  □教材版本：人教版  □教材册（模块）名称：必修2       
□所属单元章节：第三章章第一节
录制工具和方法
多摄像机录制合成
教学目标
一、知识与技能
1.了解自然界中甲烷的存在和物理性质；
2.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；
二、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；
3.初步学会化学中对有机物进行科学探究的基本思路和方法。
三、情感态度价值观
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；
4.关心社会、环境、能源等问题，提高学生的环护意识。
教学重点难点
重点：甲烷的结构和性质。
难点：从甲烷的结构认识卤素的取代反应。
教学策略
1. 采用直观道具和多媒体，激发兴趣，层层推进；
2. 创设问题情境，吸引学生有意注意；
3. 通过演示实验组织学生进行实验探究、分析、归纳、对比、演绎。
教学过程
教师活动
学生活动
设计意图
[导入]学生板演自主预习，教师点评
我们初中学过甲烷的物理性质和能源用途，那么本节的甲烷能给我们带来精彩的呈现？对我们生活又带来什么启示？我们来看一个视频。
[视频播放] 甲烷与生命
[讲述]为什么甲烷与生命有关，甲烷又有那些性质在？
[过渡]进入我们这节课的学习。
[板书]最简单的有机物——甲烷
一、甲烷的存在
[板书]1存在
[提问]课本中的甲烷是什么的主要成分？我国甲烷主要分布？
[图片展示]甲烷是天然气、油田气、沼气、坑道气（瓦斯）的主要成分。
[讲解]甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产生的气体的主要成分。这些甲烷都是在隔绝空气的情况下，由植物残体经过微生物发酵的作用而生成的。
我们国家的甲烷主要分布在中西部的四川、甘肃、青海、新疆等。当然大海的海底更多的甲烷，它们是以可燃冰的形式存在，由于太深，距离陆地又远，不易开采，不易运输。我们使用的甲烷是以西气东输的形式，从新疆运往临沂。
[过渡]为什么甲烷运到临沂，进过万里长的路，甲烷没有变质，说明甲烷有什么性？为什么甲烷有稳定性，研究性质看结构。
二、甲烷的分子组成和结构
试写出甲烷的电子式，并根据以前学习的共价键理论写出其结构式。
[思考1]甲烷的电子式为什么这样写？[思考2]甲烷分子的真实构型是以碳原子为中心平面正方形，还是其它？为什么？
[思考]为什么插出结构的不是教师展示的平面正方形，而是其它？
根据学生的回答，归纳总结。
[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原子要结合4个H原子。四对公用电子对相互排斥，促使C-H共价键尽量远离，又因四条C-H键距离一样，C-H键强度一样，因此各种因素使甲烷呈现正四面体结构。
[板书]二、甲烷分子结构
[板书]  电子式：        结构式：
       
结构简式:
甲烷结构特点：
1.碳四价
2.四条C—H化学键
3.正四面体
[过渡]结构式只能初步表明分子中各个原子的结合方式，并不能真实的体现各原子在空间的排布事实，下面，我们来探究一下甲烷的空间结构。
[实践活动]根据教材60页实践活动，感受甲烷的正四面体空间构型
[提问]请××同学来总结你们小组讨论的结果，并展示你们的作品。并解释碳原子与氢原子如何在正四面体中分布？
[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]正是因为甲烷分子的正四面体结构，使得甲烷分子体系能量降低，导致甲烷分子性质稳定，下面，我们进入来验证甲烷性质的稳定性。
三、甲烷的化学性质
[板书]三、甲烷的化学性质
[讲述]下面请大家仔细观察视频。
实验一、甲烷通入酸性高锰酸钾和分别滴入石蕊的氢氧化钠和硫酸溶液。
现象：三种溶液均不褪；
结论：无发生反应。
[提问]由实验可以推出甲烷具有稳定性，也就是甲烷的化学性质比较稳定。
[板书]1.稳定性
[过渡]但任何物质的稳定性都是相对的，而它的变化是绝对的，一旦外部条件发生变化，甲烷也能发生反应。
[演示视频]
[过渡]视频很有趣，说明甲烷具有什么性质？
[过渡]由学生回答可燃性引起爆炸极限
[板书]2.甲烷的氧化反应
CH4 + 2O2      CO  CO2 + 2H2O
[小结]
1. 点燃甲烷前必须验纯，否则会爆炸。2.有机反应复杂用→，而不用=
[思考]如何检验甲烷中有碳氢两种元素？
[小结]
用一只冷而且干燥的烧杯罩在火焰上方，烧杯内壁有水珠出现，证明有水生成。把烧杯迅速倒转过来，立即向杯内注入少量澄清石灰水震荡，石灰水变混浊，证明有二氧化碳生成。[过渡]我们学了甲烷可以做为能源，那么甲烷能否作为其它用途？
[视频演示]甲烷与的反应
[提问]看完了这段视频，同学们再来总结一下，你看到了什么？
[现象] 试管②中淡黄绿变浅，有油状,有白雾，液上升。
[结论]光下反应，剩余，压强减小，产生氯化氢及其复杂的的有机物。
[讲述]白雾我们能推测到有氯化氢生成，油状液滴应该是复杂的有机物，因为甲烷是正四面体，四条C—H键的强度一样，和反应，断键几率一样，所以可能有一氯甲烷、二氯甲烷、、四氯化碳。那么这个反应到底是怎样发生的，便于研究，我们用结构式完成一氯甲烷的生成。
[讲述]原来甲烷和的反应有个新的名称——取代反应
[板书]一氯取代：
[小结]
反应前后：  保持：碳四价、化学键的空间分布  变化：部分化学键（断单成单）        分子组成（有上有下）
        局部替换
[动画模拟]
[思考]根据反应特点，让学生下定义。
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。
[思考]
1、1molCH4变成1molCCl4需多少molCl2？生成多少molHCl？
2、甲烷的量与的量为1:1或1:2产物各有几种？
3、CH2Cl2 有几种结构？
[过渡]我们知道，性质决定了用途，同学们学完了甲烷的性质，可以猜测它的用途吗？
四、甲烷的用途
[板书]用途
课堂延伸1：
拼插乙烷（C2H6）的球棍模型并预测化学性质。
①写出结构式
②拼插球棍模型
③预测化学性质
课堂延伸2：             
                                      A
当堂达标
1.近年来，科学家在海底发现了一种冰状物质——可燃冰，其有效成分为甲烷，下列说法正确的是(  )
①甲烷属于烃类　②在相同条件下，甲烷的密度大于空气　③甲烷难溶于水　④可燃冰是一种极具潜力的能源
A.①②③      B.②③④    C.①③④      D.①②④
2.甲烷和以物质的量比1∶3混合，在光照条件下，得到的有机产物是(  )
①CH3Cl　②CH2Cl2　③CHCl3　④CCl4
A.只有①    B.①和②的混合物    C.只有②        D.①②③④的混合物
3.下列叙述错误的是(  )
A.在通常情况下，甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂都不反应
B.甲烷化学性质比较稳定，不能被任何氧化剂氧化
C.甲烷跟反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4，都属于取代反应
D.甲烷的四种取代物都不溶于水
[小结]今天我们认识了最简单的有机物——甲烷，同学们重点掌握甲烷的分子结构，结构决定了它的稳定性，还有特定的有机反应—取代反应。甲烷虽然简单，但是学习甲烷的方法却为我们以后学习甲烷做了很好的指引，建议以后学习有机物都从碳四价、化学键、还有结构来分析。
学生板演
学生观看视频
学生阅读教材
根据教师的提示，引发思路
学生写甲烷的电子式和结构式，
学生用手头模型插出甲烷分子。
以小组为单位讨论、并搭出甲烷的球棍模型、比例模型等。
观察现象；得出结论
联系刚刚学过的内容，思考回答：甲烷为正四面体结构，比较稳定
观测实验现象
学生活动，让学生展示。
学生观察视频
牛棚爆炸
领悟安全的重要性
学生讨论
学生回答
学生推测甲烷与反应的各种可能性
讨论、分析
仔细观看多媒体演示实验
总结并解释实验现象
对重点内容进行记录
根据手头模型模拟甲烷的一氯取代反应。讨论结构中哪些部分发生变化？
学生板演反应方程式
思考、讨论、总结
总结
阅读、自己提取重要信息
思考、讨论、回答
思考、讨论、回答
甲烷与反应
思考、讨论、回答
通过温故知新构建新的知识网络。
视频激发学习兴趣。
培养学生学会使用教材能力，与生活观察能力；使学生对甲烷有初步的感性认识。
归纳总结
对学生进行环保教育
提高学生计算能力
通过提问，引发学生回忆旧知识，引出新知识，自然过渡到甲烷的电子式
培养学生的思维能力，引导其通过思考解决问题。
引导学生应用几何知识分析物质空间结构，培养学生的推理能力、空间想象能力。
在交流中进一步认识，使学生认识物质结构决定性质,性质映证结构的辨证关系
层层推进，得出探究结果。
通过甲烷构型的探究，培养学生探究思维的能力，归纳总结的能力。
顺应学生学习有机物的基本思路：结构决定性质
让学生领悟实验是检验事实的客观标准
映证有机物的结构决定性质的结论
对学生进行辨证教育，指导学生应从不同角度看待问题
借助多媒体直观展示实验，节省复杂实验所需时间。
对学生进行安全教育
训练学生知识构建能力
训练学生总结归纳的能力，引导学生发现问题、分析问题。
根据现象预测反应，推断性质。
对重难点内容详细分析，引导学生对实验现象做出正确理解。通过结构，重新引导结构决定性质。
书写重要方程式，加深对新概念的理解。
让同学回扣结构决定性质，构建学生知识网络。
训练学生知识运用能力，回扣课前甲烷与生命有关，进一步培养学生科学素养。
进一步回扣学生当堂所学。了解掌握学期。
作业：
思考：如何通过实验验证甲烷的正四面体结构？查阅相关资料，设计可行的实验方案下节课继续探讨。
查阅资料、小组讨论
培养学生查阅资料、设计实验的能力
板书设计
第一节  最简单的有机化合物——甲烷
一、甲烷的存在
 
二、甲烷的分子组成和结构
化学式：CH4
电子式：              结构式：
空间结构：碳四价、4个C-H键、正四面体结构 
三、甲烷的化学性质
1、    1.稳定性
2.甲烷的氧化反应  CH4 + 2O2      CO2 + 2H2O
    3.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。
一氯取代：
四、甲烷的用途
最简单的有机物——甲烷
学情分析
    从经验分析，学生在初中时已经学过甲烷，了解它的物理性质，知道甲烷是一种能源，可以燃烧，能从甲烷的组成，认识甲烷燃烧的产物。在经过必修一无机物的学习，学生对物质认识的方法有一定的储备；在必修二元素周期律和化学键学习，学生对物质的结构有一定认识，特别电子式和结构式的书写方法，学生对结构概念有一定认识。如何由感性认识上升到理性认识是本节的关键，也就是从结构的角度认识有机物的有关性质，能从化学键变化的角度解释有关反应。
    从学生的心理特征分析，甲烷与生活息息相关，学生对此节课有较大的兴趣，学生能自觉地把本节内容与生活联系起来，也就能自觉地参与本节学习。
效果分析
    本节目的了解自然界中甲烷的存在和物理性质；掌握甲烷的电子式、结构式和甲烷的正四面体结构；掌握甲烷的重要化学性质，并理解取代反应的含义；
    本节重难点都是围绕着结构决定性质，因此本节教学手段选择学生分组组装甲烷的球棍模型，来突破这个性质。根据学生课堂情况看，学生能独立完成这个问题。只是不能用准确的语言表达出来，这样不能怪学生，毕竟他们中考的成绩都在550分以下。
学生是学习的主体，本节课学生课下积极预习，准备充分，对甲烷表现了极大的兴趣。课上也是很好配合老师，他们之间也是积极配合，相互之间讨论激烈，能说出甲烷和取代前后结构变化。当堂达标做的又快又准，他们基础虽差，但是接受能力还是不错。
总之，通过本节课的学习，学生学得效果不错，圆满达到教学目的。
                最简单的有机物——甲烷
教材分析
甲烷内容位于人教版高一化学《化学必修2》第三章第一节，初中已经接触过甲烷的物理性质和能源这一用途，在《化学必修1》中学习元素与化合物无机知识，在《化学必修2》学习元素周期律与化学键，学生已经具备了研究物质的过程与方法。
最简单的有机物——甲烷放在这里有承上启下的衔接功能。在这一节学习我们可以用学生已有的知识储备，也就是结构决定性质，性质反映用途来学习甲烷，然后进一步学习其它的有机物。因此学生对甲烷的理解将直接影响到今后对各种有机物的理解，因此教材在此处设计了甲烷这节对我们学习其它有机物有很好的指导作用。