化學教案－甲烷

第  一  節  甲烷

教學目的

蓬街私立中學  彭小文

1、  使學生了解甲烷的結構式和甲烷的正四面體結構。

2、  使學生掌握甲烷的化學性質，實驗室制法和收集方法。

3、  使學生了解取代反應。

4、 

教學重點

培養學生觀察、分析實驗現象，形成規律性認識，并應用概念認識新事物的思維能力。

                               甲烷的實驗室制法，甲烷的化學性質，取代反應。

教學難點

 

                                甲烷的分子結構、甲烷的取代反應。

教具準備

 

                                實驗5——1、實驗5——2用品

課時安排

 

                        二課時

教學方法

 

                               自學——輔導法

教學過程

第一課時

 

 

 

[引    言]1、什么是有機物？定義：含碳元素的化合物（碳氫化合物及其衍生物）稱為有機化合物。簡稱有機物（注意：CO、CO₂、H₂CO₃及碳鹽例外，它們稱為無機物）。

         2、有機物與人類的關系。

         3、人類早期、和現在取得有機物的手段。

[閱    讀]P115頁上

[提    問]1、有機物和無機物的種類比較（多少）

         2、為什么有機物的種類繁多？

         3、組成有機物的元素。

         4、那類有機物叫烴？最簡單的烴是什么？

[簡    述]有機物的特點：

    ①有機物種類繁多，結構復雜。

       ②大多數有機物難溶于水而易溶于汽油、酒精、苯等有機溶劑。

       ③絕大多數有機物受熱易分解，而且容易燃燒。

       ④絕大多數有機物是非電解質，不易導電，熔點低。

       ⑤有機物所起的化學反應比較復雜，一般比較慢，并且還常伴隨有副反應發生。

[板    書]  第一節  甲    烷

一、甲烷的分子結構

[閱    讀]P115頁——116頁上

要求掌握：⑴甲烷的分子式

⑵甲烷的電子式

⑶甲烷的結構式

⑷甲烷的分子結構示意圖

[展示甲烷的球輥模型和比例模型]加深對甲烷的正四面體結構的認識。

CH4分子中1個C與4個H形成一個四面體，C在正四面體中心，4個H在正四面體的4個頂點。

① 鍵角：109°28 ˊ      正四面體

② 鍵長：C-H鍵鍵長：1.09×10^-10m

③ 鍵能：413 KJ·mol^-1

但由于有機物的立體結構式書寫起來比較費事，為方便起見，一般采用平面的結構式。

[板    書]甲烷的物理性質

⑴ 無色、無味氣體

⑵ 在標準狀況下，ρ=0.717g·L^-1

⑶ 極難溶于水

[板    書]二、甲烷的實驗室制法

1、  原料：無水CH₃COONa和干燥的堿石灰（NaOH和CaO）。

2、  反應原理：

CH₃-C0ONa + NaOH  △→ Na₂CO₃ + CH₄↑

CaO的作用

①     干燥劑（吸收反應中的水分產生）

②     疏松劑（使生產的CH₄易于外逸）

③     防止試管破裂（防止NaOH在高溫下與玻璃反應）

[提    問]討論制取甲烷的裝置與制取什么氣體相同？為什么？

[學生回答]與制氧氣、氨氣的裝置相同（S+S              g）

[板    書]三、甲烷的化學性質

1、甲烷的氧化反應

        

  CxHy + (x+y/4) O₂ 點燃→ xCO₂ + y/2H₂O

*若在甲烷燃燒導管上方罩一個燒杯，燒杯內沾有石灰水能觀察到什么現象？

火焰呈淡藍色，燒杯內部有水蒸氣凝結，石灰水變渾濁，同時放出大量的熱。

證明：甲烷燃燒時有二氧化碳和水生成

用途：甲烷燃燒時要放出大量的熱，故甲烷可用作燃料。

注意：如果點燃甲烷和氧氣（或空氣）的混和物，它立即發生爆炸，爆炸極限為：空氣中含甲烷：5—15%   氧氣中含甲烷：5.4—59.2%。所以點燃甲烷前必須檢驗純度。

在煤礦礦井里要采取通風，嚴禁煙火等安全措施。

[實驗5——4]演示

[講    述]高錳酸鉀的酸性溶液是強的氧化劑。甲烷與之不反應說明甲烷很穩定，甲烷與強酸、強堿也不反應。

[板    書]2、甲烷的取代反應

[實驗5——2]演示

[學生討論]由你觀察到的現象，可以分析得到那些實驗信息？

[回    答]  1、混合氣體在光照下發生了化學反應。

           2、生成了新的油狀物質。

           3、量筒內氣體壓強減小。

[閱    讀]P117頁，要求用結構式和化學方程式表示上述反應過程。

  H            光    H

H-C-H + Cl-Cl —→ H-C-H + H-Cl 

  H                  H

（一氯甲烷）      

   H             光     H

 H-C-Cl + Cl-Cl —→ Cl-C-Cl + H-Cl

          H                    H

（二氯甲烷）

   H             光     Cl                    

Cl-C-Cl + Cl-Cl —→ Cl-C-Cl + H-Cl

         H                     H

（三氯甲烷）     

   Cl            光     Cl

Cl-C-Cl + Cl-Cl —→ Cl-C-Cl + H-Cl

          H                    Cl

（四氯甲烷）     

取代反應：有機物分子里的某些原子或原子團被其他原子或原子團所代替的反應。

甲烷分子里H原子在一定條件下可被其他某些原子逐步取代而發生取代反應 。

取代反應與置換反應的比較

	取代反應	置換反應
反應中物質的特征	一般生成物無單質，反應物中可有可無。	反應物、生成物中必有一者為單質。
條    件	反應受催化劑、光等影響較大。	在水溶液中進行，遵循金屬和非金屬活動性順序。
反應特點	逐步取代，很多反應是可逆的。	反應一般不可逆。

 

甲烷氯化物的比較

	一氯甲烷	二氯甲烷	三氯甲烷	四氯甲烷
俗  名	——	——	氯仿	四氯化碳
分子式	CH3Cl	CH2Cl2	CHCl3	CCl4
狀  態	氣態	液態	液態	液態
用  途	局部麻醉劑	溶劑	溶劑、防腐劑	溶劑、滅火劑

 

[板    書]3、甲烷的受熱分解

在隔絕空氣的條件下，加熱到1000℃以上，甲烷就會分解生成炭黑和氫氣。            CH₄ 高溫→ C + 2H₂

用途：分解生成的炭黑是橡膠工業的重要原料，也可用于制造顏料、油墨、油漆等。

[小    結]

[課堂練習]第一課時：發單頁題、第二課時課本習題

[布置作業 ]創新作業 第一、第二課時題

[教學后記]