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BIU1200甲烷换热器实体的建模
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BIU1200甲烷换热器实体的建模
官方公共微信周江平化学工作室 Zhou Jiangping chemical studio
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第一节　最简单的有机化合物——甲烷
上传: 李华 &&&&更新时间： 15:06:08
第一节　最简单的有机化合物&&甲烷
第1课时 教案
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 甲烷的结构、研究某物质的程序和方法。?
教具准备 多媒体、甲烷分子的球棍模型和比例模型
甲烷的发射装置、氯气的发生装置、铁架台、水槽、高压汞灯（220V、250W）、电源、试管、导气管、100ml量筒；
酸性高锰酸钾溶液、饱和食盐水、无水醋酸钠晶体、碱石灰、二氧化锰、浓盐酸等。
多媒体展示常见的有机化合物的图片，让学生欣赏图片。?
师 从今天起，我们将学习有机化合物的知识。
板书&& 第三章 有机化合物
师&& 有机化合物与人类的生活有密切的关系，在衣、食、住、行、医疗、能源、材料、科学技术及工农业生产等领域中都起着重要作用。有机物不仅分布广泛而且数量很多，迄今为止已经超过2000万种。，?师 具体认识有机化合物，请大家阅读课文58页，思考：
1、什么是有机物？
2、有机物的组成元素有哪些？
3、什么叫烃?组成烃的元素是什么?
生 觉大多数含有碳元素的化合物为有机化合物
但碳的单质及氧化物、碳酸、碳酸盐、碳酸氢盐金属碳化物等看作无机物。
&&& 如CO、CO2 、CaC2以及H2CO3、CO32-、HCO3-等
生 除碳外，常有氢、氧，有时含有氮、硫、卤素和磷等。?
师 仅含有碳和氢两种元素的有机物称为烃。?
（动画） 由&碳&&氢&两个字的底部偏旁组成&烃&。
板书 有机物：绝大多数的含碳化合物
烃：只含有碳、氢两种元素的有机物。
过渡 今天我们就从烃中最简单的有机物&&甲烷学起。??
板　书：? 第一节&& 最简单的有机化合物---甲烷
师 初中化学曾对甲烷作过简单介绍，现在请同学们回忆一下已学过的甲烷在自然界中的主要存在形式是什么，又有哪些性质？
生& 回忆、讨论并集体回答：天然气、沼气、坑气、油田气的主要成分均为甲烷。甲烷是一种无色、无味、难溶于水，比空气轻，能燃烧的气体。
师&& 除了燃烧之外，其余就是甲烷的主要物理性质。
板书 一、甲烷的存在和物理性质?
1、甲烷在自然界中的存在：天然气、沼气、坑气、油田气等
2、甲烷的物理性质?
无色、无臭的气体，密度是0.717 g&L-1（标准状况）比空气小，极难溶于水。?
过渡 甲烷的分子式和电子式怎么写呢？
师 一位同学板演，其余同学在下面练习。
二、甲烷分子的结构
板书& 1、甲烷的分子式、电子式和结构式
板书& 甲烷的分子式：CH4?
师 因为碳原子有四个价电子，欲形成八个电子的稳定结构，需要形成四对共用电子才能达到八个电子的稳定结构；氢原子核外有一个电子，欲形成两个电子的稳定结构，需要形成一对共用电子才能达到两个电子的稳定结构。
板书& 甲烷的电子式： &&&&&& 板书 结构式：用短线表示一对共用电子的图式
师 那么上述结构式是不是就表明甲烷分子的真实构型就是这样以碳原子为中心，四个氢原子为顶点的平面正方形呢？?
师 请看甲烷分子的球棍模型和比例模型。?
（实物展示）甲烷分子的球棍模型和比例模型：
? &&&&&&&&&&
生 相互传看两种模型，观察、体会、理解碳原子和氢原子之间的相对位置关系。?
师 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109&28&）。?
板书 2、甲烷分子的立体结构：
师 这样看来甲烷的结构式并不能代表其真实的空间构型，我们称之为平面结构式，
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。?
师 结构决定性质，甲烷的分子结构决定其具有怎样的化学性质呢？
板书?三、甲烷的化学性质?
师 作为一种可燃性的气体，请大家回忆甲烷在空气中燃烧有何现象？
生 &火焰明亮并呈淡蓝色，有水滴和能使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳生成。
师 从燃烧产物可以得到什么启示？请写出这个反应的化学方程式。?
生 可以证明甲烷中含有碳元素和氢元素
师 其化学方程式可表示为：
板书：?1、甲烷的氧化反应（燃烧）
CH4（g）+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)
师 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？?
生 （观察、思考后回答）方程式中间用&&&（箭头）而不是用&=&（等号）
师 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。
师& 而且甲烷在燃烧的过程中会放出大量的热，因此是一种很好的燃料。但在点燃前一定不要忘了验纯，否则会发生爆炸。中国就是世界上最早利用天然气作燃料的家，我国的天然气主要分布在中西部，像四川、甘肃等。
过渡 我们知道酸性高锰酸钾具有很强的氧化性，若遇到一般的还原性物质时常发生氧化还原反应，且自身被还原而褪色，那么甲烷能否被酸性高锰酸钾溶液氧化呢？我们通过下面的试验来验证。
[探究问题1]把甲烷通入盛有酸性高锰酸钾溶液的试管中，观察紫色的高锰酸钾溶液& 是否褪色？??
（动画模拟）甲烷通过高锰酸钾酸性溶液的动画。?
生 观察、记录、思考实验现象：经过一段时间后，酸性高锰酸钾溶液的颜色无任何&&&&&&&&& 变化，即不褪色。
师 通过刚才的实验可以得出什么结论？
生 甲烷气体不能被酸性高锰酸钾溶液氧化。
师 通常情况下，甲烷不仅与高锰酸钾等强氧化剂不反应而且与强酸、强碱也不发生化学反应，可以说甲烷的化学性质是比较稳定的。
板书& 2、稳定性：通常情况下，甲烷比较稳定，与强酸、强碱、强氧化剂（三强）不发生化学反应。
过渡 那是不是就意味着甲烷跟其它物质在任何条件下都不会反应呢？
生 &可以燃烧还可以发生取代反应
板　书：?3、甲烷的取代反应?
【演示实验】P61科学探究，观察发生的现象。（由现象讨论后得出结论）?
【生观察】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）?
师 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。可见稳定是相对的，在一定条件下甲烷也可以与氯气发生某些反应。
（动画模拟）学生观看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。?
师 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，四种取代产物。我们称这种反应为取代反应。请大家由刚才的动画思考，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。
师 CH4的四种氯的取代产物都有什么性质呢？请大家阅读教材回答
师 CH4的四种氯的取代产物都不溶于水，在常温下，CH3Cl是气体，其他三种都是液体，CHCl3和CCl4是重要的有机溶剂。这些产物都属于卤代烃。?
师 我们以前学习过置换反应，置换反应与取代反应有什么区别和联系呢？请思考讨论后填写下表。
取代反应与置换反应的比较表
可与化合物发生取代，生成物中不一定有单质
反应物、生成物中一定有单质
反应能否进行受催化剂、温度、光照等外界条件的影响较大
在水溶液中进行的置换反应遵循金属或非金属活动顺序
分步取代，很多反应是可逆的
反应一般单向进行
过渡 除了氧化反应和取代反应，甲烷还有无其它性质呢
生& 在隔绝空气的情况下，加热至1 000 ℃，甲烷分解生成炭黑和氢气
【知识拓展】
板书 4、甲烷的受热分解?
CH4 C+2H2?
师 氢气是合成氨和合成汽油等的工业原料；炭黑是橡胶和染料的工业原料。
[例1] 在光照条件下，将等物质的量的CH4和Cl2充分反应后，得到的产物的物质的量最多的是（& &E）
A、　CH3Cl& B、　CH2Cl2&& C、　CＨCl３& D、CCl4& E、&& HCl?
【例2】 氯仿可作局部麻醉剂，常因保存不慎而被空气氧化，产生剧毒气体&&光气（COCl2）：?
2CHCl3＋O2 2COCl2＋2HCl?
（1）上述反应&& A &&&（填选项符号，下同）。?
A.属于取代反应&&&&&&&&&&&&&&&& B.不属于取代反应?
（2）为防止事故发生，在使用前检验氯仿是否变质可选用的试剂是& &&&&ＢＥ　　　。
A.NaOH（aq）&&&&&&&&&& B.AgNO3（aq）?&&& C.HCl（aq）&&&&&& D.水?
E.湿润的蓝色石蕊试纸&&&&&&&&&&&& F.湿润的无色酚酞试纸?
师 联系生活实际的试题是一种常见题型，它们以实际生活为背景，往往具有更大的生命力。我们应该以不变应万变，认真解析题意，得出正确答案。如何解答本题呢？?
生1 可以直接使用概念判定法：题中反应，有机物分子CHCl3变成COCl2，可认为CHCl3中的1个H原子和1个Cl原子被1个O原子代替了，符合取代反应（&某些&被&其他&代替）的概念，属于取代反应。
生2 可以使用假设判定法：若有COCl2生成，则必有HCl生成，B、E可检验出是否有HCl生成：用B检验时出现白色沉淀，用E检验时试纸变红色。?
答案：（1）A（2）BE??
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、受热分解反应，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关的观点。?
布置作业&&&&& P64-65 1、2、3、10
第一节　最简单的有机化合物&&甲烷?
一.甲烷的存在和物理性质
二、甲烷的结构?
甲烷的分子式：CH4?
甲烷的电子式： ?
三、甲烷的化学性质?
&(1)& 甲烷的氧化反应
CH4+2O2 CO2+2H2O
（2）甲烷的稳定性?
(3) 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。
（4）甲烷受热分解?
CH4 C+2H2?
1、本节是学生第一次系统接触甲烷组成的推断、结构特点及其主要的化学性质。对有机物的空间结构，学生接受起来还存在一定的困难。取代反应是学生学到的第一个有机反应类型，应该注意从甲烷与氯气反应的现象和甲烷的组成、结构以及在反应中发生的变化来分析取代反应的特点。注意从无机反应进行引申，通过对取代反应方程式的练习，并和无机反应进行比较，总结有机反应的类型和特点。通过这样的教学，既教会学生分析问题的方法，又培养了学生的分析和能力。
2、甲烷和氯气的反应这个演示实验是本节的另一个重点，教师在课前已经多次实验过但效果都不明显，因此在授课时借助了多媒体辅助教学，通过一段视频让学生能够观察到明显的实验现象,今后在这个方面还要加以改进。
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Zhoujiangping
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图3-1甲烷分子结构示意图和图3-2甲烷分子结构模型
上传: 周江平 &&&&更新时间： 19:58:01
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