化学教案－甲烷

第 一 节 甲烷

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教学目的

蓬街私立中学  彭小文

1、  使学生了解甲烷的结构式和甲烷的正四面体结构。

2、  使学生掌握甲烷的化学性质，实验室制法和收集方法。

3、  使学生了解取代反应。

4、

教学重点

培养学生观察、分析实验现象，形成规律性认识，并应用概念认识新事物的思维能力。

甲烷的实验室制法，甲烷的化学性质，取代反应。

教学难点

甲烷的分子结构、甲烷的取代反应。

教具准备

实验5——1、实验5——2用品

课时安排

二课时

教学方法

自学——辅导法

教学过程

第一课时

[引    言]1、什么是有机物？定义：含碳元素的化合物（碳氢化合物及其衍生物）称为有机化合物。简称有机物（注意：CO、CO ₂ 、H ₂ CO ₃ 及碳盐例外，它们称为无机物）。

2、有机物与人类的关系。

3、人类早期、和现在取得有机物的手段。

[阅    读]P115页上

[提    问]1、有机物和无机物的种类比较（多少）

2、为什么有机物的种类繁多？

3、组成有机物的元素。

4、那类有机物叫烃？最简单的烃是什么？

[简    述]有机物的特点：

①有机物种类繁多，结构复杂。

②大多数有机物难溶于水而易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂。

③绝大多数有机物受热易分解，而且容易燃烧。

④绝大多数有机物是非电解质，不易导电，熔点低。

⑤有机物所起的化学反应比较复杂，一般比较慢，并且还常伴随有副反应发生。

[板    书]  第一节  甲    烷

一、甲烷的分子结构

[阅    读]P115页——116页上

要求掌握：⑴甲烷的分子式

⑵甲烷的电子式

⑶甲烷的结构式

⑷甲烷的分子结构示意图

[展示甲烷的球辊模型和比例模型]加深对甲烷的正四面体结构的认识。

CH4分子中1个C与4个H形成一个四面体，C在正四面体中心，4个H在正四面体的4个顶点。

① 键角：109°28 ˊ      正四面体

② 键长：C-H键键长：1.09×10 <?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" /> ^-10 m

③ 键能：413 KJ·mol ^-1

但由于有机物的立体结构式书写起来比较费事，为方便起见，一般采用平面的结构式。

[板    书]甲烷的物理性质

⑴ 无色、无味气体

⑵ 在标准状况下，ρ= 0.717g ·L ^-1

⑶ 极难溶于水

[板    书]二、甲烷的实验室制法

1、  原料：无水CH ₃ COONa和干燥的碱石灰（NaOH和CaO）。

2、  反应原理：

CH ₃ -C0ONa + NaOH  △→ Na ₂ CO ₃ + CH ₄ ↑

CaO的作用

①     干燥剂（吸收反应中的水分产生）

②     疏松剂（使生产的CH ₄ 易于外逸）

③     防止试管破裂（防止NaOH在高温下与玻璃反应）

[提    问]讨论制取甲烷的装置与制取什么气体相同？为什么？

[学生回答]与制氧气、氨气的装置相同（S+S              g）

[板    书]三、甲烷的化学性质

1、甲烷的氧化反应

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CxHy + (x+y/4) O ₂ 点燃→ xCO ₂ + y/2H ₂ O

*若在甲烷燃烧导管上方罩一个烧杯，烧杯内沾有石灰水能观察到什么现象？

火焰呈淡蓝色，烧杯内部有水蒸气凝结，石灰水变浑浊，同时放出大量的热。

证明：甲烷燃烧时有二氧化碳和水生成

用途： 甲烷燃烧时要放出大量的热，故甲烷可用作燃料。

注意：如果点燃甲烷和氧气（或空气）的混和物，它立即发生爆炸，爆炸极限为：空气中含甲烷：5—15%   氧气中含甲烷：5.4—59.2%。所以点燃甲烷前必须检验纯度。

在煤矿矿井里要采取通风，严禁烟火等安全措施。

[实验5——4]演示

[讲    述]高锰酸钾的酸性溶液是强的氧化剂。甲烷与之不反应说明甲烷很稳定，甲烷与强酸、强碱也不反应。

[板    书]2、甲烷的取代反应

[实验5——2]演示

[学生讨论]由你观察到的现象，可以分析得到那些实验信息？

[回    答]  1、混合气体在光照下发生了化学反应。

2、生成了新的油状物质。

3、量筒内气体压强减小。

[阅    读]P117页，要求用结构式和化学方程式表示上述反应过程。

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）

取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应。

甲烷分子里H原子在一定条件下可被其他某些原子逐步取代而发生取代反应 。

取代反应与置换反应的比较

	取代反应	置换反应
反应中物质的特征	一般生成物无单质，反应物中可有可无。	反应物、生成物中必有一者为单质。
条    件	反应受催化剂、光等影响较大。	在水溶液中进行，遵循金属和非金属活动性顺序。
反应特点	逐步取代，很多反应是可逆的。	反应一般不可逆。

甲烷氯化物的比较

	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	CH 3 Cl	CH 2 Cl 2	CHCl 3	CCl 4
状  态	气态	液态	液态	液态
用  途	局部麻醉剂	溶剂	溶剂、防腐剂	溶剂、灭火剂

[板    书]3、甲烷的受热分解

在隔绝空气的条件下，加热到 1000℃ 以上，甲烷就会分解生成炭黑和氢气。            CH ₄ 高温→ C + 2H ₂

用途： 分解生成的炭黑是橡胶工业的重要原料，也可用于制造颜料、油墨、油漆等。

[小    结]

[课堂练习]第一课时：发单页题、第二课时课本习题

[布置作业]创新作业第一、第二课时题

[教学后记]