《甲烷的性质和用途》教案设计

【教学目标】 1．掌握甲烷的性质，理解取代反应的含义，了解甲烷的用途。

1. 培养学生的观察、动手、思维能力。

2. 通过联系生产生活实际，增强安全意识、环保意识、能源利用的观点。

【教学重点】掌握甲烷的性质

【教学难点】理解取代反应的含义

【教学方法】实验探索法

【媒体选用】实验、投影、电脑动画、录像

【教学过程】

[引言]上节课，我们知道了甲烷是最简单的一种有机物，分析了甲烷的正四面体结构，通过无水醋酸钠和碱石灰加热制取了甲烷，本节课我们通过实验研究甲烷的性质，认识甲烷的用途。

[板书]甲烷的性质、用途一、甲烷的性质

[投影]认识物质物理性质（色态、味、水溶性、与空气密度比较）的实验方法。

[讲述]投影片显示了我们认识物质物理性质的常用方法，请大家观察、实验并报告结果。

[实验]引导学生观察甲烷的色态、水溶性，小心地闻气味，动手演示甲烷与空气密度的比较实验器。

[归纳、板书]（一）物理性质：无色无味气体，比空气轻，难溶于水。[演示]将甲烷分别通入加了酸碱指示剂的盐酸、氢氧化钠、高猛酸钾溶

液中。

[观察]溶液颜色均无变化（请学生回答）

[归纳、板书]（二）化学性质：1．一般情况下，性质稳定，跟强酸、强碱或强氧化剂等不起反应。

[讲述]甲烷的稳定性是相对的，在特定的条件下，也会发生某些反应。[板书]2．特定条件下的反应。

[演示]氯气和甲烷的混合气体在光照条件下的反应，用一只配双孔塞的大试管，把试管的体积划分成五等份并做上标记。试管内装满饱和食盐水， 塞上双孔塞，两导管用止水夹夹住，倒放大试管，让导管 A 与盛有饱和食盐水的水槽相通。将装置放在化学投影仪前，从导管 B 通人氯气，收集氯气到标记四的地方，再通入甲烷，使试管内的食盐水排到标记五的地方。这样试管内甲烷和氯的比是 1∶4。打开投影仪开关，使强光照射试管并投影到银幕上。

[讲述]注意观察反应现象，用化学投影仪光源代替自然光源的好处是反应易控制且不受天气影响。

[观察]盐水面上升。黄绿色消失，油状物出现（请学生讲述实验现象） [讲述]实验现象说明甲烷跟氯气在光照下直接起反应生成了新物质，这

一反应发生的过程是怎样的呢？生成物又是什么呢？这个反应是什么类型的反应呢？为了形象、直观地说明这些问题，我们用电脑动画模拟反应过程表示如下。

[演示]电脑动画模拟一氯甲烷的生成过程。

[讲述]从模拟过程可以看出，在光照的条件下甲烷分子中的氢原子可被氯气中的氯原子所取代而生成一氯甲烷和氯化氢，但是反应并没有终止，生成的一氯甲烷仍继续跟氯气作用，依次生成二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷， 请看反应模拟过程：

[演示]电脑动画模拟二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷的生成过程。

[讲述]根据反应过程，这个反应生成一氯甲烷、二氯甲烷的化学方程式。[设问]这两个化学方程式和我们以前学过的方程式比较有何不同？（1）

用结构式代替分子式；（2）用箭号（→）代替等号（=）。（请学生回答） [讲述]为了明显起见，用结构式代替分子式，注意化学方程式箭号（→）

表示。这是因为有机化合物参加的化学反应往往比较复杂，常有副反应发生等。因此，这类反应的化学方程式通常不用等号，而是用箭号（→）表示， 且常常用结构式代替分子式。

[设问]同学们能否将生成三氯甲烷和四氯甲烷的化学方程式表示出来？ [学生板演]（略）

[投影]四个反应的方程式。

[讲述]在这些反应里，甲烷分子里的氢原子逐步被氯原子所代替而生成了四种取代产物，有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应叫取代反应。

[投影]取代反应的定义。[演示]（1）取代反应：

[演示]电脑动画重复模拟取代反应的全过程，进一步理解取代反应的含义。

[讲述]纯净的甲烷能在空气里安静地燃烧，发生氧化反应。

[演示]点燃纯净的甲烷，注意观察火焰。然后在火焰上方罩一个干燥的烧杯，把烧杯倒转过来，向杯内注入少量澄清石灰水振荡。

[观察]淡蓝色火焰，烧杯内壁很快变模糊有水生成，生成物使澄清石灰水变浑浊。

[讲述]纯净的甲烷能在空气里安静地燃烧，同时放出大量的热。[板书]（2）氧化反应：

CH4+2O2CO2+2H2O+Q

[讲述]甲烷是一种很好的气体燃料。但是必须注意，如点燃甲烷跟氧气或空气的混合物，会立即发生爆炸。在煤矿的矿井里，如果空气中甲烷的含量达到一定比例时，遇到火花就会发生爆炸，所以必须采取安全措施，如严禁烟火、注意通风等，以防止爆炸事故发生。此例说明，对一个化学反应有充分、全面的认识，才能利用它、控制它，防止其有害的一面。

[讲述]在隔绝空气的条件下加热到 1000℃左右，甲烷就开始分解；当温度再升高时，分解比较完全，生成炭和氢气。

[板书]（3）热解反应：

CH4C +2H2↑

[小结]甲烷的性质与结构的关系。

[讲述]由于甲烷在特定条件下的这些性质决定了甲烷在生活生产实际中的广泛用途。

[板书]

二、甲烷的用途

[投影]甲烷的性质决定用途表

[录像]甲烷的用途资料（化工原料、化工产品、天然气、沼气应用）

[讲述]结合投影、录像讲述。性质决定用途。甲烷取代反应的产物

（CH3Cl、CH2Cl、CHCl3、CCl4）都是很好的有机溶剂，热解反应的产物氢是合成氨和汽油的重要原料，热解反应的产物炭黑是橡胶工业的重要原料，也可用于制造颜料、油墨和油漆等。甲烷燃烧时放出很多的热量，所以甲烷可用做气体燃料。简介天然气的应用和农村沼气制取的原料、发酵过程、使用和发酵废物利用。着重强调指出沼气的应用对合理开发农村能源、肥料，改善环境卫生，防止疾病的传染所起的作用。

[总结]这节课我们学习了甲烷的性质和用途，要求重点掌握甲烷的性质、特别是化学性质，理解有机物取代反应含义，注意将所学知识运用于生产生活实际。

[思考]1．甲烷的性质与氢气的性质有何区别？ 2．取代反应与置换反应有何区别？