9-1 最简单的有机化合物—甲烷

第三章有机化合物课题第一节最简单的有机化合物——甲烷（第一课时）三维目标知识与技能1、了解自然界中甲烷的存在及分子式。

2、通过实践活动掌握甲烷的结构式和甲烷的正四面体结构3、通过实验探究理解并掌握甲烷的取代反应原理4、了解甲烷及其取代反应产物的主要用途过程与方法1 通过实践活动探究实验模型等，培养学生关心科学，研究科学的态度。

情感态度与价值观培养学生实事求是、严肃认真的科学态度，培养学生的实验操作能力教学重点甲烷的结构和甲烷的取代反应教学难点甲烷的结构和甲烷的取代反应教学方法实物展示、启发诱导、引导归纳、自学、讲述、实验探究教学媒体多媒体、实验教学内容师生活动修改建议通过简单计算确定甲烷的分子式画出碳原子的原子结构示意图，推测甲烷分子的结构。

一、甲烷的分子结构化学式：CH4电子式：HH:C:HH⋅⋅⋅⋅H|结构式： H- C— H|H二：甲烷的性质1：物理性质：无色、无味的气体，不溶于水，比空气轻，是天然气、沼气（坑气）和石油气的主要成分（天然气中按体积计，CH4占80%~97%）。

2：化学性质：甲烷性质稳定，不与高锰酸钾等强氧化剂反应,也不与强酸强碱反应，在一定条件下能发生以下反应：空间正四面体结构（1）可燃性（甲烷的氧化反应） CH 4 ﹢2O 2 →CO 2 ﹢ 2H 2O学生实验：①CH 4通入酸性KMnO 4溶液中观察实验现象：不褪色 证明甲烷不能使酸性高锰酸溶液褪色。

结论： 一般情况下，性质稳定,与强酸、强碱及强氧化剂等不起反应（2）取代反应： ② 取代反应实验观察现象：色变浅、出油滴、水上升、有白雾、石蕊变红。

在室温下，甲烷和氯气的混合物可以在黑暗中长期保存而不起任何反应。

但把混合气体放在光亮的地方就会发生反应，黄绿色的氯气就会逐渐变淡，有水上升、有白雾、石蕊试液变红，证明有HCl 气体生成，出油滴，证明有不溶于水的有机物生成。

定义——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。

化学复习知识点深度剖析专题九第一节最简单的有机物——甲烷由于本章内容的基础性，预测高考中考查的重点依然是化学反应方程式的书写及反应类型的判断，官能团的性质及相互转化，同系物、同分异构的书写与判断，分子构型的分析，一般涉及分会约12分左右。

第一节最简单的有机物——甲烷第二节考纲解读考纲内容要求名师解读有机化合物中碳的成键特征，有机化合物的同分异构现象Ⅱ有机化合物的成键特征和同分异构现象是高考的重点，新课标高考必考内容，主要涉及一取代物、二取代物种类的判断，起点高、落点低。

甲烷的主要性质I基础巩固一、甲烷的结构与性质1．甲烷的分子结构甲烷的分子式是_____，电子式是__________，结构式是____________，结构简式是____，甲烷的空间构型为________________，其中碳原子位于________________，四个氢原子分别位于____________________。

碳原子的四个价键之间的夹角都____，四个碳氢键的键长也都________。

2．甲烷的物理性质甲烷又名______，通常甲烷是一种____颜色，____气味的气体，比空气____，溶于水。

________的主要成分是甲烷。

3．甲烷的化学性质通常情况下，甲烷比较____，与高锰酸钾等强氧化剂_______，与强酸、强碱也____。

4．甲烷的氧化反应甲烷在空气中安静的燃烧，火焰呈_______。

通常情况下，1 mol甲烷在空气中完全燃烧，生成二氧化碳和液态水时，放出890 kJ热量。

则表示甲烷燃烧的热方程式为CH4(g)＋2O2(g)==== CO2(g)＋2H2O(g) △H ＝﹣890 kJ/mol。

二、烷烃1．烷烃又叫____烃，指烃分子中的碳原子之间只以____结合，剩余价键均与________结合，使每个碳原子的化合价都达到“饱和”的烃。

烷烃的通式为________。

2．烷烃的物理性质随着分子里碳原子数的____，呈现________的变化。

第三章有机化合物第一节最简单的有机化合物——甲烷一、甲烷的存在、结构1．存在甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分。

2．分子结构甲烷的分子式是CH 4；电子式是；结构式是。

实验证明，甲烷分子具有正四面体结构，其中四个C—H 键长度和强度相同，夹角相等。

提醒有机化合物必须含有碳元素，但含有碳元素的化合物不一定是有机化合物，如CO 、CO 2、碳酸及其盐等。

常见有机物结构的表示方法(以甲烷为例)表示方法含义分子式：CH 4用元素符号表示物质分子组成的式子，可反映一个分子中原子的种类和数目最简式(实验式)：CH 4表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子电子式：用小黑点等符号代替电子，表示原子最外层电子成键情况的式子结构式：①具有化学式所能表示的意义，能反映物质的结构；②表示分子中原子的结合或排列顺序的式子，但不表示空间构型球棍模型：小球表示原子，短棍表示价键(单键、双键或三键)比例模型：用不同体积的小球表示不同大小的原子二、甲烷的性质1．物理性质颜色状态气味密度(与空气相比)水溶性无色气体无味比空气小极难溶2、化学性质通常状况下，甲烷比较稳定，与高锰酸钾等强氧化剂不反应，与强酸、强碱也不反应。

但在特定的条件下，甲烷也会发生某些反应。

1．氧化反应(燃烧)(1)化学方程式：CH 4＋2O 2――→点燃CO 2＋2H 2O 。

(2)现象：甲烷在空气中安静地燃烧，火焰呈淡蓝色。

燃烧现象检验产物方法现象结论淡蓝色火焰在火焰上方罩一个干燥的烧杯烧杯内壁有水珠产生生成了H 2O 在火焰上方罩一个涂有澄清石灰水的烧杯烧杯内壁变浑浊生成了CO 22．取代反应(1)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替代的反应。

(2)甲烷与氯气的取代反应①实验探究实验操作实验现象A 装置：a.试管内气体颜色逐渐变浅；b.试管内壁有油状液滴出现；c.试管中有少量白雾；d.试管内液面上升；e.水槽中有固体析出B 装置：无明显现象实验结论CH 4与Cl 2在光照时才能发生化学反应，有关化学方程式为②产物性质CH 3ClCH 2Cl 2CHCl 3CCl 4状态气体均为油状液体水溶性都难溶于水点拨无论CH 4和Cl 2的比例如何，发生取代反应的产物都是CH 3Cl 、CH 2Cl 2、CHCl 3、CCl 4和HCl 的混合物。

教学设计一、指导思想与理论依据甲烷在生活生产中有重要的用途。

它作为重要的资源，能够为社会生产生活提供能源保障和物质保障，解决了社会发展的需求问题。

人们研究甲烷参与化学变化的规律，从而控制变化实现资源的有效利用。

学生在日常生活中也积累了对甲烷的一些感性认识，并且有兴趣进一步了解甲烷的性质与用途，有学习甲烷的内驱力。

甲烷作为高中有机化学的起始课，学生通过对其结构与性质的学习能够迁移到认识有机物分子结构的角度和研究有机物的方法。

结合不同的知识特点，组织不同形式的学习活动，让学生在有效的学习活动中掌握基本的知识，体会迁移的方法，帮助学生形成与发展核心观念。

例如，甲烷的学习过程中，需要研究其分子结构，并用分子结构认识氯代反应的特点。

这都是微观层面的认识，具有抽象性。

教师可以通过组织学生运用模型的方法，模拟微观过程，帮助学生形象化地理解并最终形成上位的认识。

二、课程标准、教材以及学生分析1．课程标准和教材分析对于《最简单的有机化合物——甲烷》的教学，《课程标准》要求了解甲烷的组成、结构、主要性质。

通过对甲烷分子结构的认识，了解有机化合物中碳的成键特征。

人教版《化学2》让学生从熟悉的有机化合物入手，认识到有机化学与我们生活息息相关，初步了解有机化学研究的对象、目的、内容和方法，提供有机化学中最基本的核心知识，满足公民基本科学素养的要求，能用所学的知识，解释和说明一些常见的生活现象和物质用途。

教材从学生生活实际和已有的知识出发，学习甲烷立体结构和甲烷与氯气的取代反应，重点认识取代反应的特点，使学生在初中知识的基础上有所提高。

初步体会有机物分子结构的特点及其对性质的影响，让学生进一步从结构的角度，加深对有机物和有机化学的整体认识。

初步学会对有机物进行科学探究的基本思路和方法，激发学生对有机化学领域的学习兴趣。

2．学生分析学生在九年级化学学习中，已经学习了甲烷的物理性质和甲烷能燃烧的化学性质，在学习这一章有机化合物之前，又较系统地学习了无机化合物，初步了解了学习元素化合物的一般方法，初步建立物质性质和用途间的关系，为学习有机化合物奠定了一定基础。

最简单的有机物——甲烷一、有机物1、定义：含有碳元素的化合物为有机物。

（碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物等看作无机物。

）2、组成元素：C、H、O、N、S、P、X（卤素）等主要元素其他元素3、有机物的特点：（1）数量庞大，种类繁多1999年12月，美国化学文摘（CA）收录的从自然界中得到的和人工合成的有机化合物达到约2000万个。

（2）原因：结构复杂A. 碳原子最外层有四个电子，通过与H、C、O、N、S、P、X等原子共用四对电子形成四个共价键B. 碳原子之间不仅可以形成C－C，还可以形成C=C或，形成多种链状或环状的化合物，普遍存在同分异构现象。

（3）可燃性绝大多数有机物可以燃烧，且燃烧后不留残渣（含金属的有机物除外），因此灼烧试验可以用来区别有机物与无机物。

（4）熔点低有机物的挥发性大，在常温下通常以气体、液体或低熔点固体的形式存在。

大多数有机物的熔点在室温和300℃之间，一般不高于400℃。

（5）溶解性一般，难溶于水，易溶于有机溶剂（6）电离性一般为非电解质，难电离（7）有机反应的特点：一般情况A. 反应速率较慢乙酸与乙醇间的酯化反应，在室温放置十年才能达到平衡。

为提高有机化学反应速度，通常可以采用加热、搅拌、加催化剂等措施。

B. 反应比较复杂: 副反应多，产物复杂C. 产率低二、如何学好有机化学1、重视结构与性质的关系2、抓住有机反应的特点（键的断裂和形成）3、认知个别——一般一般——个别4、能力：空间想象，逻辑思维和推理能力等最简单的有机物――甲烷三、甲烷的存在1、沼气：甲烷俗称沼气，是在隔绝空气情况下，主要由植物残体分解而成的。

2、天然气：主要成分是甲烷，天然气是当今世界上最重要的燃料。

我国是最早利用天然气的国家。

3、油田气和煤矿坑道气或者瓦斯主要成分为甲烷4、西气东输四、甲烷的结构1、甲烷分子的电子式和结构式2、甲烷分子的立体结构：正四面体以碳原子为中心，四个氢原子为顶点的正四面体。

最简单的有机化合物——甲烷甲烷1．有机化合物和烃及其包含关系(1)有机化合物：含有______元素的化合物(2)烃①定义：仅含有_______两种元素的化合物。

②代表物：最简单的烃是______。

【注意】含碳化合物不一定都是有机物。

如CO、CO2、碳酸盐、氰化物等为无机物。

2．甲烷的存在和用途(1)甲烷的存在：甲烷是______、________、_________和________的主要成分，我国的天然气主要分布在中西部及海底。

(2)是一种高效、低耗、污染小的清洁能源，还是一种重要的化工原料。

3.甲烷的分子结构(1)分子结构分子式电子式结构式球棍模型比例模型________________________________(2)空间结构分子结构示意图结构特点及空间构型4个C-H键的长度和强度相同，夹角相等，具有空间________结构【注意】可利用CH4分子中共价键的夹角为109°28′且相同，说明CH4为正四面体形而不是正方形。

4.物理性质颜色状态气味密度水溶性____色气体____味比空气_______极难溶于水5.化学性质通常状况下，甲烷比较稳定，与高锰酸钾等强氧化剂不反应，与强酸、强碱也不反应。

(1)氧化反应(燃烧)①现象：甲烷在空气中完全燃烧，火焰呈__________。

②化学方程式：____________________________。

(2)取代反应①取代反应的概念：有机物分子里的_____________被其他___________所替代的反应。

②实验探究(甲烷与Cl 2的取代反应)实验操作实验现象A 装置：试管内气体颜色____________;试管内壁有_____________出现，试管中有少量_______;试管内液面________.B 装置：___________________实验结论CH 4与Cl 2在光照时才能发生化学反应，有关化学方程式为：________________________________________;________________________________________;________________________________________;_________________________________________.③甲烷四种氯代产物的性质a．水溶性：CH 3Cl 、CH 2Cl 2、CHCl 3、CCl 4均______溶于水。

最简单的有机物---甲烷甲烷是一种简单的有机物，化学式为CH4，它是一种无色，无味，可燃的气体。

甲烷在自然界中普遍存在，在化石燃料中也有大量的含量。

甲烷在能源产业中有重要的地位，它是一种非常优秀的清洁燃料，在环保方面有很多的优势。

甲烷的构成甲烷由一个碳原子和四个氢原子组成，它是最简单的烷烃，也是所有有机物中碳原子数目最少的一种。

甲烷的化学式为CH4，它的分子量为16.04。

甲烷的性质甲烷是一种无色，无味，可燃的气体。

它的密度为0.718 g/L，沸点为-161.5°C，熔点为-182.5°C，它的燃烧生成水和二氧化碳。

甲烷是一种很稳定的化合物，它不易反应，也不易受到化学腐蚀。

甲烷的来源甲烷在自然界中普遍存在，它广泛分布在沉积岩层中。

甲烷的天然来源包括化石燃料、沼气、生物质降解和地下油气等。

化石燃料是最主要的甲烷来源之一，包括煤、石油和天然气等。

甲烷的应用甲烷是一种优秀的清洁燃料，它被广泛应用于燃气灶、热水器、燃气发电机组等各个领域。

与其他化石燃料相比，甲烷在燃烧过程中不会产生二氧化硫和颗粒物等污染物，对环境的影响非常小。

甲烷还被用作化学原料，可以制备一些有机化合物，如甲醇、甲醛和丙烯等。

甲烷的危害甲烷作为一种可燃气体，也存在着一定的危害性。

在高浓度情况下，甲烷会形成爆炸性的混合物，如果不当处理，会对人们的生命和财产造成威胁。

此外，甲烷还是一种温室气体，会导致全球气候变暖，因此在甲烷勘探和利用过程中需要注意环保问题。

总的来说，甲烷作为一种简单的有机物，具有重要的经济价值和环保优势。

它的应用范围很广，对于保障能源安全和促进经济发展都有重要的意义。

同时，应该加强对甲烷的环境监管，减少对环境的污染和对气候的影响，实现可持续发展。

高中化学《最简单的有机化合物—甲烷》说课稿高中化学《最简单的有机化合物—甲烷》说课稿1在《普通高中化学课程标准》的指导下，本节课设计的教学活动力求服务于学生的学习活动，通过科学探究完成一系列的学习任务，以帮助学生产生积极的情感体验和正确的价值观，最终促进学生科学素养的发展。

基于这样的理念，充分的尊重了学生在学习过程中的主体地位，从学生学习的视角来考虑，设立学习任务和设计学习活动。

一、教材分析1、教材的地位及其作用《最简单的有机化合物—甲烷》选择于人教版高中化学（必修2）第三章第一节，这一节是学生第一次接触有机物结构和性质。

烃作为一切有机物的母体，而甲烷又是最简单的有机物，学生对甲烷的理解将直接影响到今后对各种有机物的理解。

2、教材的功能与价值提高公民的基本素养，帮助学生树立正确的有机物学习方法。

学会用生活的眼光看化学，再用化学知识服务于生活。

3、教学重点和难点重点：甲烷的结构特点和取代反应。

难点：建立甲烷的立体结构模型，从化学键的层面认识甲烷的结构和性质。

二、学情分析1、知能储备知道甲烷是一种化石燃料，能从组成上认识燃烧产物；不能从结构角度认识甲烷的性质；储备了物质结构和化学键知识，具备了学习甲烷的理论基础。

2、学习方式喜欢从熟悉的事物入手学习新知，对图片、实物等感兴趣，喜欢自己动手。

3、认知方式缺乏对知识进行主动的探究和建构。

三、教学目标1、知识与技能了解甲烷的结构特点和取代反应，掌握甲烷的化学性质。

以甲烷的结构为例，认识有机物分子的立体结构，初步培养学生的空间想象能力；建立有机物“结构性质用途”的认识关系。

2、过程与方法运用模型制作、实验探究、观察、交流讨论等手段，结合多媒体提高学生的知识迁移能力，运用能力和形成有机化学的学习思想。

3、情感态度与价值观通过能源危机及可燃冰开发情况的了解，让学生感受到化学科学与生产和社会发展的密切联系，增强社会责任感和使命感，并体验科学探究的喜悦。

四、教法与学法1、教学方法“以问题为索引，学生为主体”的科学探究，并与实验探究、多媒体有机的结合，营造出师生互动和谐的.课堂。

最简单的有机化合物—甲烷要想做好实验，就要敏于观察。

——波义耳英国化学家In order to do the experiment, it is necessary to be sensitive to the observation.【知识要点】甲烷的结构与性质一、有机化合物绝大多数含碳的化合物称为。

一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸盐、氰酸盐、硫氰酸盐等物质，虽然含有碳元素，但它们的组成和性质跟无机物很近，一般把它们作为无机物。

二、甲烷1．存在和用途(1)存在：甲烷是________、________、油田气和煤矿坑道气的主要成分。

(2)用途：天然气是一种______、______、________的清洁能源，还是一种重要的__________。

2．组成与结构化学式电子式结构式分子结构示意图球棍模型比例模型(2)结构特点甲烷分子是以______为中心，________为顶点的__________结构，其中C—H键的______和______相同。

3．物理性质颜色状态气味密度(与空气相比) 水溶性4.化学性质通常状况下，甲烷比较稳定，与______等强氧化剂不反应，与______、______也不反应。

但在特定的条件下，甲烷也能发生某些反应。

(1)氧化反应纯净的甲烷在空气中安静的燃烧，火焰呈________，放出大量的热，反应的化学方程式为________________________________________________________________________。

(2)取代反应①取代反应：有机化合物分子里的某些________________被其他________________所代替的反应。

实验操作实验现象a.气体颜色________，最后________b.试管内壁有________出现c.试管内液面逐渐________d.试管中有少量白雾化学方程式③取代产物水溶性：甲烷的四种氯代产物均________状态：常温下除__________是气体，其余三种均为__________ 烷烃一、烷烃1．概念：分子中碳原子之间只以__________结合，剩余的价键全部跟__________结合，使每个碳原子的化合价都达到“饱和”，这样的烃叫__________，也叫______。

（下转第137页）一、设计思想在初中化学中已经介绍了甲烷的燃烧反应和一些主要用途。

本教学设计将甲烷的分子结构、甲烷的稳定性、取代反应作为主要教学内容，围绕“结构→性质→用途”的主线开展教学。

学生是课堂的主体，老师是引导者。

通过若干个分组活动和创新实验，力图在教学中营造活跃、宽松的学习氛围，激发学生学习的兴趣。

教师在课堂中恰当地融入对比实验、“猜想—验证”、类比分析等方法，培养学生的学科思维。

二、教材分析本节内容选自人教版高中化学必修2第三章第一节。

这是高中阶段初次学习有机化合物，有机化学是化学学科的重要分支，烃又是一切有机物的主体，而甲烷作为烷烃中的一个最简单的分子，学生对它的理解将直接影响到今后对各种有机物的学习，因此本节内容在帮助学生掌握正确的学习有机物的方法上，有着极其重要的作用。

三、学情分析本节课的授课对象是高一上学期的学生，学生并未学习高中化学必修2，因此没有物质结构和化学键的理论基础。

学生在初中阶段已经知道甲烷是天然气的主要成分，可以燃烧，能从甲烷的组成上认识燃烧反应的产物，但不能从结构角度认识其性质。

另外，取代反应是学生接触到的第一个有机反应，学生会存在理解上的困难，这是本节课要突破的难点。

四、教学目标（一）知识与技能1.了解甲烷在自然界中的存在和用途。

2.认识甲烷分子的正四面体结构。

3.掌握甲烷的化学性质，理解典型的有机反应———取代反应的特点。

（二）过程与方法1.通过寻找甲烷的比例模型和制作甲烷的球棍模型，培养学生的观察能力和动手能力。

2.通过分组（微型）实验，培养学生操作实验、合作学习的能力和绿色环保的意识。

3.通过演示实验，培养学生观察实验、分析实验、得出结论的能力。

4.通过化学反应方程式的仿写，培养学生类比分析、思维迁移的能力。

（三）情感态度与价值观1.了解甲烷的用途，感受有机物在生活、生产中的研究价值。

2.通过观看动画和亲身扮演反应过程，初步形成对有机化学的学习兴趣。

五、重点难点（一）重点甲烷的结构和性质、取代反应的特点（二）难点取代反应的特点（三）突出重点、突破难点的措施1.设计了四个学生活动，通过评比“眼力达人”“制作达人”“实验达人”“扮演达人”，营造活跃、宽松的学习氛围，吸引学生的眼球。

最简单的有机化合物——甲烷（考点）一、烃烃：仅由和两种元素组成的化合物。

烃类物质里组成最简单的化合物是。

二、甲烷：1、分子式：，电子式：，结构式：（用短线来表示共用电子对）。

2、甲烷分子空间的构型：甲烷分子的空间构型为结构。

甲烷的键角为。

3、甲烷的化学性质（1）稳定性：通常甲烷的性质比较稳定，跟、或等一般不起反应，不能使酸性KMnO4和溴水褪色。

（2）取代反应：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。

写出甲烷与氯气反应的化学方程式：a bc d反应现象：①②③反应产物有种，其中产物中物质的量最多的是，氯代产物中除为气体外，其余均为。

（3）燃烧——氧化反应：甲烷燃烧时发出火焰。

甲烷与氧气反应的化学方程式为：三烷烃1．写出乙烷、丙烷的结构式和结构简式：2．乙烷的分子式为，丙烷的分子式为，烷烃的通式为。

3．烷烃的物理性质：（递变性）随分子中碳原子数的增多，烷烃的密度逐渐，熔沸点逐渐，状态由态到态最终到态，其中个碳的烷烃为气态。

4．烷烃的化学性质：（相似性）a 稳定性：与、、不反应。

b 燃烧（氧化反应）：请写出乙烷燃烧的反应方程式：。

c 取代反应：（卤素单质）请写出乙烷与溴蒸汽发生取代反应的第一步反应方程式：5．同系物的概念：烷烃分子的结构，组成上相差1个或n个CH2，它们互称为同系物。

同系物分子的化学性质，物理性质。

6．根据烷烃的定义，写出丁烷可能的结构简式：（不止一种结构）7．同分异构体：像上述这种化合物具有相同的，但具有不同的物质互称为同分异构体。

正丁烷与异丁烷互称为。

烷烃中，、、没有同分异构体，丁烷的同分异构体有种，戊烷的同分异构体有种。

请写出戊烷可能的结构简式：。