教材分析：
物質(zhì)結(jié)構(gòu)和元素周期律是化學(xué)的重要理論知識，也是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容。通過學(xué)習(xí)這部分知識，可以使學(xué)生對所學(xué)元素化合物等知識進行綜合、歸納，從理論進一步加深理解。同時，作為理論指導(dǎo)，也為學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)化學(xué)打下基礎(chǔ)。這部分知識既是化學(xué)必修2的內(nèi)容，也是選修化學(xué)的基礎(chǔ)。本章內(nèi)容雖然是理論性知識，但教材結(jié)合元素化合物知識和化學(xué)史實來引入和解釋，使理論知識與元素化合物知識相互融合，以利于學(xué)生理解和掌握。
學(xué)情分析：
在初中化學(xué)的基礎(chǔ)上，學(xué)生對電子層的概念已經(jīng)有了不同程度的認(rèn)識和理解，再進一步介紹原子核外電子排布。教材沒有具體介紹原子核外電子排布的規(guī)律，而是直接給出了1～18號元素原子核外電子的排布，讓學(xué)生從中發(fā)現(xiàn)一些簡單規(guī)律，學(xué)生有能力自主完成次部分內(nèi)容。學(xué)生能夠比較熟練的繪制數(shù)學(xué)中的坐標(biāo)系圖像，本節(jié)課講數(shù)學(xué)思想融入進來，更加直觀和形象。對于原子半徑的查找作為課下小組探究的內(nèi)容，增加學(xué)生小組合作意識，課堂上學(xué)生愿意代表小組成員展示，符合高一學(xué)生的心理要求。
高一學(xué)生的大腦里的知識結(jié)構(gòu)仍比較簡單，同化新概念的能力不強，這就要求教師努力調(diào)動學(xué)生已有的知識，調(diào)整學(xué)生頭腦中的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，幫助學(xué)生加強新舊概念間的聯(lián)系，同化理解新概念。
教學(xué)目標(biāo)：
知識與技能：掌握原子核外電子排布規(guī)律；元素的原子半徑、化合價隨原子序數(shù)的遞增而呈現(xiàn)出的周期性變化規(guī)律；微粒半徑及大小的比較。
過程與方法：1、歸納法、比較法。2、培養(yǎng)學(xué)生抽象思維能力。
情感、態(tài)度與價值觀：培養(yǎng)學(xué)生勤于思考、勇于探究的科學(xué)品質(zhì)。
教學(xué)重點：元素化合價隨原子序數(shù)的遞增而變化的規(guī)律，微粒半徑及大小的比較。
教學(xué)難點：元素周期律的探索與發(fā)現(xiàn)過程。
教學(xué)策略和方法：本課在設(shè)計上主要以發(fā)現(xiàn)教學(xué)方式進行，以學(xué)生的自主發(fā)現(xiàn)探究為主，利用教材提供的數(shù)據(jù)，指導(dǎo)學(xué)生進行理論探究，同時在教學(xué)過程中，輔助以講授法，發(fā)現(xiàn)法，讀書指導(dǎo)法，任務(wù)驅(qū)動法等教學(xué)方法，調(diào)動學(xué)生積極性，形成“全員參與，學(xué)生為本”的課堂氛圍，大程度的利用各方資源為課堂教學(xué)服務(wù)。
課堂類型：新授課
教學(xué)手段：多媒體、學(xué)案輔助教學(xué)
教學(xué)設(shè)計理念：
化學(xué)概念是將化學(xué)現(xiàn)象、化學(xué)事實經(jīng)過比較、綜合、分析、歸納、類比等方法抽象出來的理性知識，它是已經(jīng)剝離了現(xiàn)象的一種更高級的思維形態(tài)，反映著化學(xué)現(xiàn)象及事實的本質(zhì)，是化學(xué)學(xué)科知識體系的基礎(chǔ)。因此化學(xué)概念學(xué)習(xí)與教學(xué)的理論研究受到廣泛的重視，注重教學(xué)的階段性就是要根據(jù)學(xué)生的特點，依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，掌握好知識處理的分寸，準(zhǔn)確把握知識的深廣度，在不同階段給學(xué)生提出不同的要求。教學(xué)中不能不顧學(xué)生實際能力，過分追求科學(xué)性和完整性，將概念隨意擴展和深化。
對原子外層電子數(shù)，元素化合價變化規(guī)律，以學(xué)生動手繪圖為主，引導(dǎo)學(xué)生將表格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖像，實現(xiàn)學(xué)生的自主探究學(xué)習(xí)。這樣的設(shè)計，一方面可以鍛煉學(xué)生數(shù)形轉(zhuǎn)化能力，也會使學(xué)生對知識有更深入的理解，另一方面利用圖像的直觀性，也能大大降低學(xué)生對規(guī)律性的理解難度，實現(xiàn)課堂的高效開展。
知識與技能：
1．掌握甲烷的性質(zhì)，理解取代反應(yīng)的含義，了解甲烷的用途。
2．培養(yǎng)學(xué)生的觀察、動手、思維能力。
3．通過聯(lián)系生產(chǎn)生活實際，增強安全意識、環(huán)保意識、能源利用的觀點。
過程與方法：
1、通過實踐活動、探究實驗、模型、圖片等，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)心科學(xué)、研究科學(xué)和探究科學(xué)的精神
2、通過講授、討論、小組合作等教學(xué)方法和實驗條件控制、比較、類比等科學(xué)方法，教給學(xué)生科學(xué)的方法
情感態(tài)度價值觀：
使學(xué)生初步掌握研究物質(zhì)的方法――結(jié)構(gòu)解析、推測可能的性質(zhì)、設(shè)計實驗、解析現(xiàn)象，得出結(jié)論。
教學(xué)重點：掌握甲烷的性質(zhì)
教學(xué)難點：理解取代反應(yīng)的含義
教學(xué)方法：實驗探索法
媒體選用：實驗、投影、電腦動畫、錄像
教學(xué)過程：
[引言]初中的時候我們已學(xué)過甲烷，那么大家一起回憶下甲烷是一種什么樣的物質(zhì)呢？
[學(xué)生回憶回答]
[教師講解]由初中我們可以知道甲烷的分子式是CH4
[板書]一、甲烷的結(jié)構(gòu)
1、甲烷的分子式：CH4
[提問]那么甲烷的電子式是怎樣的呢？
[學(xué)生思考回答]
[板書]2、甲烷的電子式：
[模型展示]展示甲烷的球棍模型
[過渡]我們知道了甲烷是簡單的一種有機物，甲烷是正四面體結(jié)構(gòu)，接下來我們一起通過實驗來研究甲烷的性質(zhì)，認(rèn)識甲烷的用途。
[板書]二、甲烷的性質(zhì)
[實驗]引導(dǎo)學(xué)生觀察甲烷的色態(tài)、水溶性，小心地聞氣味，動手演示甲烷與空氣密度的比較實驗器。
[歸納、板書]
1、物理性質(zhì)：無色無味氣體，比空氣輕，難溶于水。
[演示]將甲烷分別通入加了酸堿指示劑的鹽酸、氫氧化鈉、高猛酸鉀溶液中。
[學(xué)生觀察描述]溶液顏色均無變化
[歸納、板書]
2、化學(xué)性質(zhì)：
a、一般情況下，性質(zhì)穩(wěn)定，跟強酸、強堿或強氧化劑等不起反應(yīng)。
[講述]甲烷的穩(wěn)定性是相對的，在特定的條件下，也會發(fā)生某些反應(yīng)。
[板書]
b、特定條件下的反應(yīng)。
[演示]氯氣和甲烷的混合氣體在光照條件下的反應(yīng)，用一只配雙孔塞的大試管，把試管的體積劃分成五等份并做上標(biāo)記。試管內(nèi)裝滿飽和食鹽水，塞上雙孔塞，兩導(dǎo)管用止水夾夾住，倒放大試管，讓導(dǎo)管A與盛有飽和食鹽水的水槽相通。將裝置放在化學(xué)投影儀前，從導(dǎo)管B通人氯氣，收集氯氣到標(biāo)記四的地方，再通入甲烷，使試管內(nèi)的食鹽水排到標(biāo)記五的地方。這樣試管內(nèi)甲烷和氯的比是1∶4。打開投影儀開關(guān)，使強光照射試管并投影到銀幕上。
[講述]注意觀察反應(yīng)現(xiàn)象，用化學(xué)投影儀光源代替自然光源的好處是反應(yīng)易控制且不受天氣影響。
[觀察]鹽水面上升。黃綠色消失，油狀物出現(xiàn)（請學(xué)生講述實驗現(xiàn)象）
[講述]實驗現(xiàn)象說明甲烷跟氯氣在光照下直接起反應(yīng)生成了新物質(zhì)，這一反應(yīng)發(fā)生的過程是怎樣的呢？生成物又是什么呢？這個反應(yīng)是什么類型的反應(yīng)呢？為了形象、直觀地說明這些問題，我們用電腦動畫模擬反應(yīng)過程表示如下。
[演示]電腦動畫模擬一氯甲烷的生成過程。
[講述]從模擬過程可以看出，在光照的條件下甲烷分子中的氫原子可被氯氣中的氯原子所取代而生成一氯甲烷和氯化氫，但是反應(yīng)并沒有終止，生成的一氯甲烷仍繼續(xù)跟氯氣作用，依次生成二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷，請看反應(yīng)模擬過程：
[演示]電腦動畫模擬二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷的生成過程。
[講述]根據(jù)反應(yīng)過程，這個反應(yīng)生成一氯甲烷、二氯甲烷的化學(xué)方程式。
[設(shè)問]這兩個化學(xué)方程式和我們以前學(xué)過的方程式比較有何不同？
�。�1）用結(jié)構(gòu)式代替分子式；
�。�2）用箭號（→）代替等號（=）。
[講述]為了明顯起見，用結(jié)構(gòu)式代替分子式，注意化學(xué)方程式箭號（→）表示。這是因為有機化合物參加的化學(xué)反應(yīng)往往比較復(fù)雜，常有副反應(yīng)發(fā)生等。因此，這類反應(yīng)的化學(xué)方程式通常不用等號，而是用箭號（→）表示，且常常用結(jié)構(gòu)式代替分子式。
[設(shè)問]同學(xué)們能否將生成三氯甲烷和四氯甲烷的化學(xué)方程式表示出來？
[投影]四個反應(yīng)的方程式。
[講述]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)叫取代反應(yīng)。
[演示]（1）取代反應(yīng)：
[演示]電腦動畫重復(fù)模擬取代反應(yīng)的全過程，進一步理解取代反應(yīng)的含義。
[講述]純凈的甲烷能在空氣里安靜地燃燒，發(fā)生氧化反應(yīng)。
[演示]點燃純凈的甲烷，注意觀察火焰。然后在火焰上方罩一個干燥的燒杯，把燒杯倒轉(zhuǎn)過來，向杯內(nèi)注入少量澄清石灰水振蕩。
[觀察]淡藍(lán)色火焰，燒杯內(nèi)壁很快變模糊有水生成，生成物使澄清石灰水變渾濁。
[講述]純凈的甲烷能在空氣里安靜地燃燒，同時放出大量的熱。
[板書]（2）氧化反應(yīng)：
CH4+2O2CO2+2H2O+Q
[講述]甲烷是一種很好的氣體燃料。但是必須注意，如點燃甲烷跟氧氣或空氣的混合物，會立即發(fā)生爆炸。在煤礦的礦井里，如果空氣中甲烷的含量達(dá)到一定比例時，遇到火花就會發(fā)生爆炸，所以必須采取安全措施，如嚴(yán)禁煙火、注意通風(fēng)等，以防止爆炸事故發(fā)生。此例說明，對一個化學(xué)反應(yīng)有充分、全面的認(rèn)識，才能利用它、控制它，防止其有害的一面。
[講述]在隔絕空氣的條件下加熱到1000℃左右，甲烷就開始分解；當(dāng)溫度再升高時，分解比較完全，生成炭和氫氣。
[板書]（3）熱解反應(yīng)：
CH4C+2H2↑
[小結(jié)]甲烷的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系。
[講述]由于甲烷在特定條件下的這些性質(zhì)決定了甲烷在生活生產(chǎn)實際中的廣泛用途。
[板書]
三、甲烷的用途
[講述]性質(zhì)決定用途。甲烷取代反應(yīng)的產(chǎn)物（CH3Cl、CH2Cl、CHCl3、CCl4）都是很好的有機溶劑，熱解反應(yīng)的產(chǎn)物氫是合成氨和汽油的重要原料，熱解反應(yīng)的產(chǎn)物炭黑是橡膠工業(yè)的重要原料，也可用于制造顏料、油墨和油漆等。甲烷燃燒時放出很多的熱量，所以甲烷可用做氣體燃料。簡介天然氣的應(yīng)用和農(nóng)村沼氣制取的原料、發(fā)酵過程、使用和發(fā)酵廢物利用。著重強調(diào)指出沼氣的應(yīng)用對合理開發(fā)農(nóng)村能源、肥料，改善環(huán)境衛(wèi)生，防止疾病的傳染所起的作用。
[總結(jié)]這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了甲烷的性質(zhì)和用途，要求重點掌握甲烷的性質(zhì)、特別是化學(xué)性質(zhì)，理解有機物取代反應(yīng)含義，注意將所學(xué)知識運用于生產(chǎn)生活實際。
[思考]1．甲烷的性質(zhì)與氫氣的性質(zhì)有何區(qū)別？
2．取代反應(yīng)與置換反應(yīng)有何區(qū)別？
[作業(yè)]書本課后練習(xí)
