一、教學(xué)背景
（一）課標(biāo)分析
課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容的基本要求是在初中的基礎(chǔ)上進(jìn)一步學(xué)習(xí)與人類生存和發(fā)展密切相關(guān)的一些有機(jī)化合物的重要知識(shí)；并不特別要求去追求知識(shí)的系統(tǒng)性和知識(shí)遷移。
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《甲烷》內(nèi)容選擇于人教版高一化學(xué)（必修2）第三章第一節(jié)，這一節(jié)是學(xué)生在中學(xué)階段第接觸有機(jī)物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的有關(guān)內(nèi)容，有機(jī)化學(xué)是化學(xué)學(xué)科的重要分支，烴是一切有機(jī)物的主體，而甲烷作為烷烴的第一個(gè)簡(jiǎn)單的分子，學(xué)生對(duì)它的理解將直接影響到今后對(duì)各種有機(jī)物的理解，因此本節(jié)內(nèi)容對(duì)幫助學(xué)生樹立正確的學(xué)習(xí)有機(jī)物的學(xué)習(xí)方法有重要的作用。
�。ㄈ⿲W(xué)情分析
初中化學(xué)就介紹了甲烷的燃燒反應(yīng)和一些主要的用途，高中化學(xué)必修2第二章也介紹了部分物質(zhì)結(jié)構(gòu)的知識(shí)，為學(xué)好本節(jié)內(nèi)容提供了前提條件。
本節(jié)課將主要介紹以甲烷為代表的烴的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和主要用途，以及它們的性質(zhì)與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系，讓學(xué)生掌握好甲烷這一節(jié)的知識(shí)，能為學(xué)生學(xué)習(xí)烴及烴的衍生物等有機(jī)內(nèi)容奠定良好的基礎(chǔ)。
二、教學(xué)目標(biāo)：
知識(shí)與技能：
1.了解甲烷的存在、物理性質(zhì)、用途。
2.掌握甲烷分子的化學(xué)式、電子式、結(jié)構(gòu)式、空間構(gòu)型。
3.掌握甲烷的化學(xué)性質(zhì)（通常穩(wěn)定、取代反應(yīng)、氧化反應(yīng)、高溫分解）。
4.理解取代反應(yīng)的概念。
過程與方法：
1．通過觀察甲烷分子的空間構(gòu)型模型、觀看甲烷發(fā)生取代反應(yīng)的多媒體模擬反應(yīng)歷程，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)甲烷分子空間構(gòu)型這類抽象的知識(shí)的理解，提高空間思維能力。
2．在重點(diǎn)掌握甲烷化學(xué)性質(zhì)的過程中，逐漸理解“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”，并學(xué)會(huì)遷移運(yùn)用。
3．了解有機(jī)化學(xué)研究的對(duì)象、目的、內(nèi)容和方法，初步學(xué)會(huì)化學(xué)中對(duì)有機(jī)物進(jìn)行科學(xué)探究的基本思路和方法。
4．通過觀察記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論來培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)的觀察能力、思維能力。
情感、態(tài)度與價(jià)值觀：
1．認(rèn)識(shí)化學(xué)微觀世界分子結(jié)構(gòu)的立體美。
2．通過學(xué)生合作進(jìn)行模型制作明確甲烷分子的空間構(gòu)型，欣賞天然氣應(yīng)用的圖片，觀賞甲烷和氯氣反應(yīng)機(jī)理的動(dòng)畫以及聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際等設(shè)計(jì)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，力求形成長(zhǎng)久穩(wěn)定的化學(xué)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)以及探究新知的欲望。
3．通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，初步形成嚴(yán)謹(jǐn)、有序地分析問題、解決問題的科學(xué)態(tài)度及科學(xué)方法。
4．與日常生活緊密結(jié)合，了解甲烷對(duì)于人類日常生活及身體健康的重要性，形成環(huán)保意識(shí)及關(guān)心能源、社會(huì)問題的意識(shí)。
三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：
�。ㄒ唬┙虒W(xué)重點(diǎn)：甲烷的分子組成、結(jié)構(gòu)特征、主要化學(xué)性質(zhì)（燃燒反應(yīng)和取代反應(yīng)）；
�。ǘ┙虒W(xué)難點(diǎn)：甲烷分子的空間立體結(jié)構(gòu)、取代反應(yīng)的概念和實(shí)質(zhì)。
四、教學(xué)策略和手段：
�。ㄒ唬┙虒W(xué)策略：以計(jì)算機(jī)多媒體輔助模擬實(shí)驗(yàn)和學(xué)生討論為主，教師串聯(lián)講解為輔的啟發(fā)式教學(xué)。
1.采用圖文并茂的多媒體展示，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，層層推進(jìn)；
2.創(chuàng)設(shè)問題情境，吸引學(xué)生有意注意；
3.通過展示模擬實(shí)驗(yàn)組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察、對(duì)比、分析、討論、歸納。
�。ǘ┙虒W(xué)手段：PPT等多媒體課件、黑板。
五、教學(xué)方法：
實(shí)驗(yàn)探究、多媒體輔助、討論、講解、練習(xí)
六、教學(xué)過程：
【引入】在前面的學(xué)習(xí)中，我們學(xué)習(xí)了化學(xué)的一大模塊——無機(jī)化學(xué)，從今天開始，我們將進(jìn)入化學(xué)另一個(gè)模塊——有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)。
【講述】有機(jī)化學(xué)主要是研究一些有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與制備的學(xué)科，那么什么又是有機(jī)化合物呢？其實(shí)，有機(jī)化合物就是指含有碳元素的化合物，簡(jiǎn)稱有機(jī)物。有機(jī)化合物有兩個(gè)基本特點(diǎn)：數(shù)量眾多，分布極廣。但由于CO、CO2、H2CO3及其鹽、氫氰酸（HCN）及其鹽、硫氰酸（HSCN）及其鹽等與無機(jī)化合物的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)相似，所以把他們歸入了無機(jī)化合物之列。
【提問】有機(jī)化合物中是否只含有碳元素嗎？
【講述】答案是否定的，顧名思義，化合物自然是含有兩種或兩種以上元素的純凈物，有機(jī)化合物不只是含有碳元素，它還含有氫、氧、氮、硫、磷、鹵素等。其中僅含有碳、氫元素的有機(jī)化合物叫做烴。
【過渡】今天我們就一起來學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單的烴，也是簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物——甲烷
【板書】第一節(jié)簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物——甲烷
【板書】一、甲烷在自然界中的存在及其分子結(jié)構(gòu)
【引入】我們都知道我們國家正在實(shí)施一項(xiàng)重大的能源工程——“西氣東輸”工程。
【提問】大家知道“西氣東輸”工程里面的氣指的是什么嗎？
【學(xué)生回答】天然氣
【講述】很好，這項(xiàng)工程主要是將新疆、甘肅等地豐富的天然氣資源，通過管道東輸?shù)介L(zhǎng)江三角洲，終到達(dá)上海的一項(xiàng)巨大工程。由于天然氣是一種高效、低耗、污染小的清潔能源，所以我們國家才不惜重金把它從新疆那么遙遠(yuǎn)的地方引過來。天然氣它的主要成分了就是甲烷，其實(shí)自然界中甲烷不只單單存在于天然氣中，在沼氣、油田氣和煤礦坑道氣中甲烷也是他們的主要成分。
【PPT展示】【板書】1、甲烷在自然界中的存在
【板書】2、分子結(jié)構(gòu)
【過渡】通過我們?cè)诔踔械膶W(xué)習(xí)，我們知道甲烷的分子式為CH4，根據(jù)我們第一章所學(xué)化學(xué)鍵的知識(shí)寫出甲烷的電子式。
【PPT展示】【板書】（1）、甲烷的電子式
如果我們將電子式中的一對(duì)共用電子用一條短線表示,得到的式子叫結(jié)構(gòu)式。
【板書】結(jié)構(gòu)式：將電子式中的一對(duì)共用電子用一條短線表示,得到的式子。
那么甲烷用結(jié)構(gòu)式來表示的話我們就可以把它表示成這個(gè)樣子
【PPT展示】【板書】（2）、甲烷的結(jié)構(gòu)式
【提問】我們知道了甲烷的分子式和結(jié)構(gòu)式，那么甲烷分子的結(jié)構(gòu)到底是不是和它的結(jié)構(gòu)式一樣呢？
【實(shí)踐】下面我們就動(dòng)起手來，利用我們手上的橡皮泥和牙簽，搭建出你想象中的甲烷的空間結(jié)構(gòu)。
搭建出來后想一下以下兩個(gè)問題：
【PPT展示】1、如果我們用一個(gè)X原子替代甲烷分子其中的一個(gè)氫原子，有幾種可能？
2、如果我們用兩個(gè)X原子替代甲烷分子其中的兩個(gè)氫原子，又有幾種可能？
找?guī)讉�(gè)同學(xué)問一下他們做出來的模型的空間幾何結(jié)構(gòu)。
【講述】通過我們科學(xué)家精確的實(shí)驗(yàn)測(cè)定發(fā)現(xiàn)，如果我們用兩個(gè)X原子替代甲烷分子其中的兩個(gè)氫原子，其結(jié)果只有一種空間結(jié)構(gòu)，那現(xiàn)在甲烷它的空間結(jié)構(gòu)該是那一種呢？你們動(dòng)手做一下，用兩個(gè)X原子替代甲烷分子其中的兩個(gè)氫原子，其結(jié)構(gòu)只有一種，看看應(yīng)該是哪一種結(jié)構(gòu)。
【學(xué)生回答】正四面體
【PPT展示】甲烷的正四面體結(jié)構(gòu)、球棍模型及比例模型。
【講述】很好，如果我們用兩個(gè)X原子替代甲烷分子其中的兩個(gè)氫原子，其結(jié)果只有一種空間結(jié)構(gòu)的話，那么甲烷的空間結(jié)構(gòu)肯定就是正四面體了；如果它是一個(gè)平面正方形或者四棱錐的空間結(jié)構(gòu)，那么用兩個(gè)X原子替代甲烷分子其中的兩個(gè)氫原子相鄰和相對(duì)肯定是兩種不同的結(jié)構(gòu)，如果我們用兩個(gè)X原子替代甲烷分子其中的兩個(gè)氫原子，其結(jié)果只有一種空間結(jié)構(gòu)的話，那么甲烷的空間結(jié)構(gòu)肯定就是正四面體。在這種結(jié)構(gòu)中，每個(gè)C-H與C-H都是等價(jià)的，且他們之間的夾角也就是鍵角為109?28’。
【過渡】好，看完了甲烷的結(jié)構(gòu)，接下來我們來看一下甲烷的性質(zhì)。
【板書】二、甲烷的性質(zhì)
1、物理性質(zhì)
【講述】【PPT展示】通常情況下，甲烷是一種無色、無味的氣體，密度比空氣小為0.717g/L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，極難溶于水。
【過渡】這些就是甲烷的一些物理性質(zhì)，接下來我們來看一下它的化學(xué)性質(zhì)。
我們常說結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，那么甲烷穩(wěn)定的正四面體結(jié)構(gòu)決定了它有那些化學(xué)性質(zhì)呢？
【板書】2、化學(xué)性質(zhì)
（1）、穩(wěn)定性
甲烷穩(wěn)定的正四面體結(jié)構(gòu)決定了甲烷通常情況下是比較穩(wěn)定的，如與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和強(qiáng)氧化劑等一般不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
【板書】【PPT展示】與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和強(qiáng)氧化劑等一般不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
【講述】甲烷的穩(wěn)定性是由它具有正四面體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)決定的。
【過渡】但任何物質(zhì)的穩(wěn)定性都是相對(duì)的，而它的變化是絕對(duì)的，內(nèi)因是變化的根據(jù)，外因是變化的條件，一旦外部條件發(fā)生變化，甲烷也能發(fā)生反應(yīng)。比如在特定條件下甲烷能與某些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如可以燃燒和發(fā)生取代反應(yīng)等。下面我們就一起來看一下甲烷的燃燒反應(yīng)。
【板書】（2）、甲烷的氧化反應(yīng)——燃燒反應(yīng)
【講述】甲烷是一種優(yōu)良的氣體燃料，通常情況下1mol甲烷在空氣中完全燃燒，生成水和CO2,放出890kJ的熱量,火焰呈淡藍(lán)色。
【板書】CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)
下面請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本P61資料卡片并思考以下兩個(gè)問題：
�。�1）怎么檢驗(yàn)甲烷燃燒生成的產(chǎn)物？
甲烷燃燒產(chǎn)物是二氧化碳和水，可以通過將干燥燒杯罩在甲烷的火焰上，之后倒轉(zhuǎn)燒杯迅速倒入澄清石灰水來檢驗(yàn)。
�。�2）點(diǎn)燃甲烷前應(yīng)有什么操作？
【總結(jié)歸納】點(diǎn)燃甲烷前應(yīng)該驗(yàn)純，這就提醒我們，在使用任何可燃性氣體前一定要進(jìn)行驗(yàn)純，否則他們與空氣混合達(dá)到一定的比例的時(shí)候就會(huì)發(fā)生爆炸。
【提問】如果你發(fā)現(xiàn)你家里面使用的煤氣或天然氣發(fā)生泄漏的話，你將怎么進(jìn)行查漏呢？
【講述】我們應(yīng)該先打開門窗，讓可燃性氣體在室內(nèi)的濃度，同時(shí)關(guān)閉煤氣或天然氣的總閥門，并且要到戶外去打電話進(jìn)行求救，切勿觸動(dòng)任何電器開關(guān)(如開、關(guān)燈)、在室內(nèi)使用電話或手機(jī)、使用火柴或打火機(jī)、按動(dòng)鄰居的門鈴、開啟任何煤氣用具，直至漏氣情況得到控制。
那么我們?cè)撛趺磥頇z驗(yàn)這兩種物質(zhì)呢？
【過渡】接下來我們來看一下甲烷的另一個(gè)重要的化學(xué)性質(zhì)
【板書】（3）、甲烷的取代反應(yīng)（特征反應(yīng)）
【講述】甲烷在通常情況下不與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)，但在特定的條件下甲烷是可以與一些氧化劑發(fā)生反應(yīng)的。如在光照的條件下就可以與氯氣發(fā)生反應(yīng)。下面我們一起來看一個(gè)甲烷與氯氣反應(yīng)的視屏。
【提問】在這個(gè)實(shí)驗(yàn)視屏你看到了些什么現(xiàn)象？
【總結(jié)】色變淺、水上升、出油滴。為什么會(huì)出現(xiàn)這些現(xiàn)象呢，這是因?yàn)榧淄榕c氯氣發(fā)生反應(yīng)生成了能溶于水的氯化氫與不溶于水的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷等油狀液體。其生成一氯甲烷的化學(xué)方程式為：
【板書】
【講述】在上述反應(yīng)中生成的一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷不是直接性完成的，而它們是一個(gè)連鎖的反應(yīng)，反應(yīng)中生成的一氯甲烷又可與氯氣進(jìn)一步反應(yīng)，依次生成難溶于水的油狀液體二氯甲烷、三氯甲烷（氯仿）、四氯甲烷（四氯化碳——是一種很好的滅火劑），注意：有機(jī)反應(yīng)方程式用“→”，不用“=”。
【講述】仿照生成一氯甲烷化學(xué)方程式，嘗試寫出一氯甲烷與氯氣進(jìn)一步反應(yīng)的化學(xué)方程式
【板書講述】在常溫下，一氯甲烷是氣體，二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷是液體。
【講述】在上述反應(yīng)中甲烷分子中的4個(gè)H原子逐一被Cl原子所代替生成了4種四種不同的取代物，像這種有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng)叫取代反應(yīng)。
【板書】取代反應(yīng)：有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng)叫取代反應(yīng)。
【講述】甲烷在光照下除與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)以外，還能與其它氣態(tài)鹵素單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，它與氟氣的反應(yīng)更容易，與溴蒸氣的反應(yīng)更困難，與碘蒸氣幾乎不反應(yīng)。但甲烷不能與氯水、溴水等反應(yīng)，使氯水、溴水等褪色。
【提問與思考】1、在甲烷與氯氣的取代反應(yīng)中那種生成物多？2、取代反應(yīng)與置換反應(yīng)有何區(qū)別？
【PPT展示】【小結(jié)】
1、甲烷分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；說明“甲烷分子是正四面體結(jié)構(gòu)”基本的實(shí)驗(yàn)事實(shí)是什么？
2、甲烷主要存在于那些物質(zhì)中，有什么樣的物理性質(zhì)
3、甲烷的化學(xué)性質(zhì)有哪些？
4、什么是取代反應(yīng)？它與置換反應(yīng)有什么區(qū)別？
[課堂小結(jié)]甲烷的化學(xué)性質(zhì)通常情況下比較穩(wěn)定，但在一定條件下可以發(fā)生燃燒反應(yīng)、取代反應(yīng)。它主要取決于甲烷穩(wěn)定的正四面體結(jié)構(gòu)。取代反應(yīng)是甲烷的特征反應(yīng)。
七、布置作業(yè)：
1、完成課本P65課后習(xí)題1、2、3、5、6
2、查閱資料，從反應(yīng)形式、反應(yīng)條件、反應(yīng)的方向和可逆性等幾個(gè)方面比較取代反應(yīng)和我們學(xué)習(xí)過的置換反應(yīng)有什么區(qū)別？
八、板書設(shè)計(jì)：
第一節(jié)簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物——甲烷
一、甲烷在自然界中的存在及其分子結(jié)構(gòu)
1、甲烷在自然界中的存在
2、分子結(jié)構(gòu)
二、甲烷的性質(zhì)
1、物理性質(zhì)
2、化學(xué)性質(zhì)
�。�1）穩(wěn)定性
�。�2）甲烷的氧化反應(yīng)——燃燒反應(yīng)
CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)
（3）甲烷的取代反應(yīng)（特征反應(yīng)）
取代反應(yīng)的概念：有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所取代的反應(yīng)叫取代反應(yīng)。
氯氣與甲烷的取代反應(yīng)方程式：
【教材版本】
新課標(biāo)人教版高中化學(xué)必修2第二章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)能與熱能。
【課標(biāo)分析】
知道化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因，通過生產(chǎn)、生活中的實(shí)例了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。
【教材分析】
本節(jié)內(nèi)容分為三部分。第一部分教材從化學(xué)鍵入手，說明化學(xué)健與能量的密切聯(lián)系，揭示了化學(xué)反應(yīng)中能量變化的本質(zhì)原因，然后分析了化學(xué)反應(yīng)過程中反應(yīng)物和生成物的能量?jī)?chǔ)存與吸、放熱的關(guān)系，為后面“質(zhì)量守恒、能量守恒”奠定基礎(chǔ)。第二部分，教材通過三個(gè)實(shí)驗(yàn)說明化學(xué)反應(yīng)中能量變化主要表現(xiàn)為熱量的形式，引出吸熱反應(yīng)，放熱反應(yīng)的術(shù)語。第三部分，教材為了開闊學(xué)生的科學(xué)視野，圖文并茂的說明了生物體內(nèi)生命活動(dòng)過程中的能量變化、能源與人類社會(huì)發(fā)展的密切關(guān)系，使學(xué)生在更廣闊的背景下認(rèn)識(shí)能源與人類生存和發(fā)展的關(guān)系，認(rèn)識(shí)化學(xué)技術(shù)在其中的重大，甚至關(guān)鍵的作用。
通過化學(xué)能與熱能的學(xué)習(xí)，學(xué)生將對(duì)化學(xué)在提高能源的利用率和開發(fā)新能源中的作用與貢獻(xiàn)有初步認(rèn)識(shí)；初步樹立起科學(xué)的能源觀；這將增進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)科學(xué)的興趣與情感，體會(huì)化學(xué)學(xué)習(xí)的價(jià)值。
【學(xué)情分析】
學(xué)習(xí)者是高中一年級(jí)學(xué)生，通過在初中的學(xué)習(xí)，他們對(duì)化學(xué)反應(yīng)伴隨能量變化這一現(xiàn)象已經(jīng)有了感性的認(rèn)識(shí)，建立了初步的概念。在這堂課中他們要初步明確產(chǎn)生這一現(xiàn)象的本質(zhì)原因什么，就是要求他們要從感性認(rèn)識(shí)升級(jí)為較為理性的認(rèn)識(shí)，這就要求他們要有化學(xué)鍵的概念，而在上一章他們剛剛學(xué)習(xí)過，所以接受本堂課的內(nèi)容對(duì)他們來說就顯得比較輕松。
【教學(xué)目標(biāo)】
知識(shí)與技能：
1、了解化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中的能量變化之間的關(guān)系；
2、在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過吸放熱反應(yīng)的概念，理解化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。
過程與方法：
具有較強(qiáng)的問題意識(shí)，能夠發(fā)揮和提出有探究?jī)r(jià)值的化學(xué)問題，質(zhì)疑、思考，逐步形成獨(dú)立思考的能力，善于與人合作，具有團(tuán)隊(duì)精神。
情感態(tài)度與價(jià)值觀：
1、通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，初步培養(yǎng)學(xué)生合作交流、反思提高的能力；
2、有參與化學(xué)活動(dòng)的熱情，將化學(xué)能與熱能知識(shí)應(yīng)用于生活實(shí)踐，樹立正確的能源觀；
【教學(xué)重點(diǎn)】
用化學(xué)鍵、物質(zhì)總能量大小、物質(zhì)穩(wěn)定性來解釋和判斷吸、放熱反應(yīng)。
【教學(xué)難點(diǎn)】
實(shí)驗(yàn)探究的基本過程和方法，理性思考化學(xué)反應(yīng)能量變化的深層微觀本質(zhì)。
