/index8.1.1化石燃料與有機(jī)化合物（第1課時）一、教學(xué)目標(biāo)1.認(rèn)識甲烷的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。會書寫甲烷的分子式、結(jié)構(gòu)式及電子式，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念，培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的能力。2.知道甲烷能發(fā)生氧化反應(yīng)和取代反應(yīng)，掌握取代反應(yīng)的概念，能通過分析、推理等方法，判斷有機(jī)物的取代反應(yīng)，培養(yǎng)證據(jù)推理能力。3.了解烷烴及同系物的概念，學(xué)會判斷及書寫簡單烷烴的同分異構(gòu)體，建立判斷及書寫同系物、同分異構(gòu)體的思維模型。二、教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)重點(diǎn)甲烷的化學(xué)性質(zhì)；難點(diǎn)取代反應(yīng)原理。三、教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)探究法、講授法、討論法四、教學(xué)工具PPT、視頻、濃氨水、濃鹽酸等相關(guān)試劑五、教學(xué)過程【導(dǎo)入】播放視頻：中國可燃冰第二輪試采成功，創(chuàng)兩項(xiàng)世界紀(jì)錄【問】視頻中可燃冰的成分是什么？【生】甲烷【講述】一、甲烷的存在及用途甲烷存在于天然氣、沼氣和“可燃冰”中。我國的天然氣主要分布在西部地區(qū)及南海和東海的海底。以甲烷為主的天然氣和沼氣都是理想的清潔能源，甲烷還可用作化工原料。【展示】灌裝甲烷照片?！局v述】二、甲烷的物理性質(zhì)無色、無味、難溶于水的氣體，熔點(diǎn)為-182.5℃，沸點(diǎn)為-164℃，密度比空氣小?！締枴考淄榈碾娮邮胶徒Y(jié)構(gòu)式是什么？【生】電子式，結(jié)構(gòu)式【問】甲烷的球棍模型是什么？【生】球棍模型【講述】甲烷是以碳原子為中心，四個氫原子為頂點(diǎn)的正四面體的空間結(jié)構(gòu)，四個碳?xì)滏I完全相同，鍵長短，鍵能大（413KJ/mol），所以碳?xì)涔矁r鍵很牢固，不易破壞。通常情況下，甲烷性質(zhì)比較穩(wěn)定，與高錳酸鉀溶液等強(qiáng)氧化劑、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿不反應(yīng)?！締枴考淄榉肿又凶疃鄮讉€原子共平面？【生】3個【講述】結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)。2、甲烷化學(xué)性質(zhì)（1）氧化反應(yīng)（可燃性）CH4＋2O2eq\o(→,\s\up7(點(diǎn)燃))CO2＋2H2O。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：1、淡藍(lán)色火焰,放出大量熱，生成水和能使澄清石灰水渾濁的氣體。注意：有機(jī)反應(yīng)方程式中用“→”不用“＝”2、點(diǎn)燃甲烷和空氣，可能會發(fā)生爆炸（空氣中爆炸極限5%~15%），因此，在點(diǎn)燃甲烷之前，必須進(jìn)行的操作是檢驗(yàn)純度?！菊故尽坎シ偶淄楹吐葰獾膶?shí)驗(yàn)視頻（2）取代反應(yīng)【生】實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：A裝置：試管內(nèi)氣體顏色逐漸變淺；試管內(nèi)壁有油狀液滴出現(xiàn)，試管中有少量白霧，且試管內(nèi)液面上升，水槽中有固體析出。B裝置：無現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論：甲烷和氯氣在光照條件下發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)?！菊故尽繌奈⒂^結(jié)構(gòu)認(rèn)識甲烷與氯氣反應(yīng)的歷程視頻?！局v述】取代反應(yīng)定義：有機(jī)化合物分子中的某種原子(或原子團(tuán))被另一種原子(或原子團(tuán))所取代的反應(yīng)?！菊故尽縿赢嬔菔痉磻?yīng)過程特點(diǎn)：“有上有下”請寫出甲烷與氯氣的相關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式【生】CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))CH3Cl＋HCl(一氯代物)；CH3Cl＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))CH2Cl2＋HCl(二氯代物)；CH2Cl2＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))CHCl3＋HCl(三氯代物)；CHCl3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))CCl4＋HCl(四氯代物)【講解】甲烷發(fā)生取代反應(yīng)的有關(guān)規(guī)律(1)反應(yīng)條件：反應(yīng)條件為光照，其光照為漫射光，強(qiáng)光直射易發(fā)生爆炸。(2)反應(yīng)物：反應(yīng)物為鹵素單質(zhì)，如甲烷與氯水、溴水不反應(yīng)，但可以與氯氣、溴蒸氣發(fā)生取代反應(yīng)。(3)反應(yīng)產(chǎn)物：雖然反應(yīng)物的比例、反應(yīng)的時間長短等因素會造成各種產(chǎn)物的比例不同，但甲烷與氯氣反應(yīng)生成的產(chǎn)物都是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四種有機(jī)物與HCl形成的混合物。反應(yīng)產(chǎn)物中HCl的物質(zhì)的量最多。(4)反應(yīng)特點(diǎn)-連鎖反應(yīng)甲烷分子中的氫原子被氯原子逐步取代，第一步反應(yīng)一旦開始，后續(xù)反應(yīng)立即進(jìn)行，且各步反應(yīng)可同時進(jìn)行?！締枴恳宦燃淄椤⒍燃淄?、三氯甲烷、四氯化碳的結(jié)構(gòu)有幾種？【生】因?yàn)镃H4是一個正四面體結(jié)構(gòu)，C原子處于正四面體的中心，H原子位于四個角上，位置是等效的。所以，一氯甲烷，二氯甲烷，三氯甲烷、四氯化碳都是一種。【講述】甲烷的四種氯代烷唯有二氯甲烷只有一種結(jié)構(gòu)能證明甲烷是正四面體。【問】甲烷取代反應(yīng)中的數(shù)量關(guān)系是什么？【講述】CH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)時，每有1molH被取代，則消耗1molCl2，同時生成1molHCl，即n(Cl2)＝n(H)＝n(HCl)。1molCH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)，最多消耗4molCl2。應(yīng)用：在光照條件下，將1molCH4與Cl2反應(yīng)，得到四種有機(jī)產(chǎn)物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4物質(zhì)的量之比為1∶2∶3∶4，則消耗Cl2物質(zhì)的量為()A．0.5mol B．1.25molC．2.5mol D．3mol【生】D【展示】乙烷、丙烷、丁烷的結(jié)構(gòu)式和球棍模型圖【問】以上三種物質(zhì)結(jié)構(gòu)有什么共同特點(diǎn)？【生】都是單鍵【總結(jié)】分子中碳原子都以碳碳單鍵相連，其余的價鍵均用于與氫原子結(jié)合，達(dá)到“飽和”的烴?！菊故尽緾H4、C2H6、C3H8、C4H10【問】烷烴的分子通式是什么？【生】CnH2n＋2【展示】乙烷、丙烷、丁烷球棍模型圖【講述】烷烴都是立體結(jié)構(gòu)。碳原子不在一條直線上，直鏈烷烴的空間構(gòu)型是折線形或鋸齒形。且碳碳單鍵可以旋轉(zhuǎn)?！締枴客闊N怎么命名？【講述】碳原子數(shù)(n)及表示n≤1012345678910甲烷乙烷丙烷丁烷戊烷己烷庚烷辛烷壬烷癸烷n>10相應(yīng)數(shù)字＋烷碳原子數(shù)相同而結(jié)構(gòu)不同的烷烴，一般在烷烴命名之前加上“正、異、新”加以區(qū)別。【展示】烷烴碳原子數(shù)與沸點(diǎn)的關(guān)系圖【講述】1、隨著烷烴中碳原子數(shù)的遞增，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)、密度逐漸增大。2、對于碳原子數(shù)相同的烷烴，支鏈越多，熔沸點(diǎn)越低。【講述】五、同系物(1)概念：結(jié)構(gòu)相似、分子組成相差1個或若干個“CH2”原子團(tuán)的有機(jī)化合物互稱為同系物，如CH4和CH3CH3。(2)特點(diǎn)：通式相同，結(jié)構(gòu)相似，化學(xué)性質(zhì)相似，物理性質(zhì)一般隨碳原子數(shù)的增多而呈規(guī)律性變化。1．同系物判斷的三個關(guān)鍵點(diǎn)(1)同系物一定具有不同的碳原子數(shù)(或分子式)。(2)同系物一定具有不同的相對分子質(zhì)量(相差14n)。2．同系物判斷的幾個“一定”和“不一定”(1)同系物在分子組成上一定相差1個或若干個“CH2”原子團(tuán)；但在分子組成上相差1個或若干個“CH2”原子團(tuán)的有機(jī)化合物不一定是同系物。(2)同系物具有同一通式，但具有同一通式的有機(jī)化合物不一定是同系物。(3)同系物的化學(xué)性質(zhì)一定相似，但化學(xué)性質(zhì)相似的物質(zhì)不一定是同系物。(4)同系物的相對分子質(zhì)量一定不相同?！菊n堂練習(xí)】兩種氣態(tài)烴組成的混合氣體，完全燃燒后得到CO2和H2O的物質(zhì)的量隨著混合烴的物質(zhì)的量的變化如圖所示，則下列對