《化石燃料与有机化合物》教案5 苏教版必修2 高一化学word教案

第一单元  化石燃料与有机化合物第一课时  天然气的利用  甲烷
【教学目标】
(一)知识技能：
（1）掌握甲烷分子的空间结构特征，能够书写甲烷分子的结构式、电子式。
（2）掌握甲烷的化学性质。了解取代反应的特征。
（3）了解甲烷的存在和甲烷的用途等。
（4）了解烃、烷烃的概念及烷烃的通式。
(二)过程方法：
（1）通过对甲烷的正四面体结构的认识，掌握分析四氯化碳、一氯甲烷、二氯甲烷和三氯甲烷分析结构的方法。
（2）通过甲烷分子模型的分析，学会根据比例模型、球棍模型分析分子结构的方法。
 (三)情感态度与价值观：
通过实践活动、探究实验等，培养学生关心科学、研究科学和探索科学的精神，激发学生学习化学的兴趣，探索新知识的欲望。
【教学难、重点】
重点：甲烷的分子结构、化学性质
难点：甲烷跟氯气的取代反应
【教学过程设计】
﹝展示﹞西气东输相关图片及神奇可燃冰。
【引入】介绍我国天然气资源，“西气东送”工程及其意义。介绍神奇的可燃冰。
西气东输是我国目前一项巨大的工程 ，输送的气体就是天然气,天然气的主要成分是甲烷,目前,农村普遍使用的沼气的主要成分也是甲烷,而且,科学家从海底发现了一种新能源—“可燃冰”,实际上是甲烷的水合物,据估计,可燃冰的贮存量能提供人类社会1000年的能源使用.所以,为了合理开发并利用这些新能源,我们今天要来研究天然气的利用以及它的主要成分甲烷的性质.
【板书】一、甲烷
【展示】一瓶用排水集气法收集的纯净的甲烷气体(集气瓶倒放)。观察并叙述物理性质。
【板书】1.物理性质
          无色、无味的气体,密度比空气小,难溶于水。
【探究活动】已知甲烷的密度在标准状况下是0．717g/L，含碳75％，含氢25％，利用这些数据怎样确定它的分子式？
解析：甲烷的Mr=0．717g/L×22.4 L/mol=16.06 g/ mol
      碳原子与氢原子的个数比为：（75％/12）：（25％/1）=1：4
综合上述分析：可知甲烷的分子式为：CH4
【讨论】（1）哪些实验事实说明，甲烷中含有氢元素？碳元素？你能设计一个实验吗？
（2）甲烷的燃烧实验现象能否说明甲烷分子中不含有氧元素？
【实验设计】 点燃集气瓶中的甲烷气体,用一个冷而干燥的烧杯罩在火焰上方,然后在集气瓶中加入澄清石灰水。
【学生活动】观察现象并总结:火焰颜色是蓝色,烧杯壁上有水雾,澄清石灰水变浑浊,说明产物是H2O和CO2 .所以甲烷中一定含有C元素和H元素.
【提示】要测定分子式不仅要做定性实验，更要做定量实验。
【课堂练习 】①写出甲烷的电子式；②写出甲烷的结构式。讨论分子里各原子在空间的分布情况？
分子式：CH4     电子式：                            结构式: 

【展示】甲烷分子的比例模型、球棍模型。
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。
【过渡】既然我们了解了CH4的结构，结构决定性质，那么甲烷具有哪些性质呢？
【板书】2.化学性质
甲烷的稳定性
在通常情况下，甲烷比较稳定，与强氧化剂（如酸性KMnO4 溶液）、强酸、强碱均不反应。
①甲烷的氧化反应-可燃性
CH4+2O2        CO2+2H2O
甲烷气体在空气或氧气中点燃，完全燃烧时生成二氧化碳和水，同时放出大量的热，还伴有淡蓝色的火焰。
注意：
点燃甲烷与空气或氧气的混合气体时，容易发生爆炸。因此，在点燃甲烷气体前，必须进行纯度检验，只有纯度符合要求的甲烷气体才能点燃。
甲烷完全燃烧的生成物是CO2和H2O。查阅资料了解1 mol甲烷在通常状况下完全燃烧后放出的热量，写出甲烷燃烧的热化学方程式。
CH4（g）+2O2（g）==CO2（g）+2H2O（l）
ΔH =-890 kJ/mol
【探究质疑】
1. 在空气中燃烧时火焰呈蓝色的物质除甲烷还有哪些？
解析：还有氢气、硫、酒精、一氧化碳、硫化氢等。
2. 甲烷燃烧时，若氧气不充分，可能生成哪些产物？
解析：除了生成水之外，还可能生成炭黑、CO、，其造成的危害主要是炭黑会导致管道堵塞、气流不畅，严重时可能引起爆炸，生成的CO会导致人中毒。
3. 家用燃气灶若原来烧液化石油气（主要成分为C3H8）,现要改烧天然气，应如何改造？
解析：根据反应方程式：C3H8+5O2         3CO2+4H2O和CH4+2O2         CO2+H2O,可知等体积的液化石油气和天然气分别完全燃烧时，液化石油气消耗氧气的量多，所以改造的方法是增大燃气进气量或减小空气进气量。
【设问】甲烷还有什么化学性质呢？
【观察与思考】 甲烷与氯气反应
【提醒】重点观察部位：量筒内气体颜色的变化，量筒水面上升情况，量筒内壁的变化。
【回答】量筒内气体黄绿色褪去、有白雾，水位不断上升、内壁有油状物质生成。
【讲述】这说明甲烷与氯气发生了反应。
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