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碳和碳的化合物教案中班(汇总8篇)

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碳和碳的化合物教案中班(汇总8篇)
2023-11-20 13:57:15    小编:ZS文王

作为一名专为他人授业解惑的人民教师,就有可能用到教案,编写教案助于积累教学经验,不断提高教学质量。那么问题来了,教案应该怎么写?以下我给大家整理了一些优质的教案范文,希望对大家能够有所帮助。

碳和碳的化合物教案中班篇一

教学目标。

知识目标。

掌握碳酸钠和碳酸氢钠的相互转化规律及性质的不同点。

能力目标。

运用“对立统一”的辩证唯物主义观点分析掌握物质之间的相互关系。

情感目标。

通过阅读材料“侯氏制碱法”,对学生进行化学史方面的教育及爱国主义教育。

教学建议。

教材分析。

很多,本节教材在初中已介绍过的氢氧化钠和氯化钠等的基础上,主要介绍过氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠。

对于过氧化钠,重点介绍它与水的反应,及与二氧化碳的反应。同时,还简单介绍了过氧化钠的用途。其中过氧化钠与二氧化碳的反应是本节的难点。

对于碳酸钠和碳酸氢钠,重点介绍它们与盐酸的反应,以及它们的热稳定性。同时,通过对它们的热稳定性不同的介绍,使学生进一步了解碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别方法。碳酸钠和碳酸氢钠的性质及其鉴别方法,同时也是本节的重点。

本节教材与第一节教材相类似,本节教材也很重视实验教学。例如,教材中对过氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠的介绍,都是先通过实验给学生以感性知识,然后再通过对实验现象的观察和分析,引导学生共同得出有关结论。这样编写方式有利于学生参与教学过程,使他们能主动学习。教材最后的家庭小实验,具有探索和设计实验的性质,有利于激发学生的学习兴趣和培养能力。

在介绍碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸的反应及它们的热稳定性时,采用了对比的方法,这样编写,可使学生在比较中学习,对所学知识留下深刻的印象,有利于理解、记忆知识,也有利于他们掌握正确的学习方法。

教材也重视知识在实际中的运用及化学史的教育。引导学生运用所学知识来解决一些简单的化学问题。对学生进行化学史方面的教育及爱国主义教育。

教法建议。

1.加强实验教学。可将一些演示实验做适当的改进,如〔实验2-5〕可改为边讲边做实验。可补充与反应的实验,把蘸有的棉团放入盛有的烧杯中,观察棉团的燃烧,使学生更好地理解这一反应及其应用。

还可以补充漂白织物的实验,以说明的强氧化性。

的性质也可运用滴水着火这一引人入胜的实验来引入。

2.运用对比的方法。对于和的性质,可在学生观察和实验的基础上,让学生填写表格。充分发挥学生的主动性,使他们积极参与。在活动中培养学生的自学能力及训练学生科学的方法。

3.紧密联系实际。

教学要尽可能地把性质和用途自然地联系起来。对的一些用途所依据的化学原理(如制玻璃、制皂),可向学生说明在后面的课程里将会学到。

4.阅读材料“侯氏制碱法”是进行爱国主义教育的好素材。指导学生认真阅读,或参考有关我国纯碱工业发展的史料,宣扬侯德榜先生的爱国主义精神。也可指导学生查阅相关资料,利用综合实践活动课进行侯氏制碱法讲座。

碳和碳的化合物教案中班篇二

本节教学的设计体现了“以生为本”的新课程理念,体现了“让生活走进化学,让化学走向社会”的新课程教学目标,反思本节课的教学过程,有以下四个特点:

(1)整节课我重视把课堂交给学生,体现他们的主体地位,重视由他们自己去发现问题,解决问题和归纳问题。比如关于氧化铝的性质,我是通过几个生活中的问题来引导他们去归纳氧化铝的性质;对于氢氧化铝的两性性质,我是通过探究活动“氢氧化铝能用氢氧化钠和氯化铝来制得吗”来开展,通过学生的大胆猜想,并由学生自己做实验来验证问题,最后得出结论。另有一点得到认可的是我整节课紧紧地联系生活,从铝锅煮水、胃舒平等事例来引入知识,突出了“让生活走进化学,让化学走向社会”的新课程教学目标,也让学生提高学习的积极性,充分体验学习的价值。

(2)充分展现学生的思维过程。尤其是实验探究,认识氢氧化铝的化学性质以及制备方法这一部分,通过引导学生抓住实验目的,设计实验方法,力求让每个学生知道怎么做,为什么这样做,不这么做会怎么样。对每个活动都力求让通过学生分组讨论和师生交流,由学生自己归纳出结论,把以往的机械操作变为活的思维过程。

都能有些收获,我希望除了知识他们还能有其他的进步,比如提高表达能力,会用化学语言来描述现象等等。

(4)注重对学生学习方法的指导。本教学设计中实施对学生自主探究、主动学习的引导,使学生正确地确立学习目标和合适自己的学习方法,增强学生学习的主动性和积极性,培养学生主动探索的精神和自主学习的能力,并最终提高学习效率和教学效果,从而全面提高师生的综合素质。从对学生的调查中反映出这节课是成功的。学生感觉课堂气氛活跃,获得了从学法到知识的全方位收获,同时也感到参与的乐趣。从反馈中也不难看出:学生注重的是获取知识的过程,而不仅仅是将结论直接灌输给他们,他们希望老师的讲解能够使他们充满了继续研究和探究的欲望。这也印证了鲁纳在《教学理论的建议》一文中论述的“所谓求知,是过程,不是结果”这一教学理念,我想这也应该引起我们教师的共鸣。我们在使用新课程标准的过程中,不应只关心学生对某些具体的过程、某些结论是否记住,而是利用我们学科的特点去引导他们的思维,做到在课堂上重视学生接受知识的过程,力求做到让学生想学、乐学,创设一个和谐的课堂氛围。

碳和碳的化合物教案中班篇三

1.俗名:na2co3(纯碱、苏打);nahco3(小苏打)。

2.除杂:co2(hcl),通入饱和的nahco3溶液而不是饱和na2co3溶液。

3(少量与过量)与石灰水的反应:命题角度为离子方程式的书写正误。

4.鉴别:用bacl2、cacl2或加热的方法,不能用石灰水。

hco3溶液中离子浓度大小的顺序问题:因hco3-水解程度大于电离程度,顺序为c(na+)c(hco3-)c(oh-)c(h+)c(co32-),也有c(co32-)。

二、氯化钠:

1.除杂:nacl的溶解度受温度的影响不大,而kno3的溶解度受温度的影响较大,利用二者的差异情况,进行分离。

nacl(kno3):蒸发、结晶、过滤;kno3(nacl):降温、结晶、过滤。

2.氯碱工业:电解饱和的食盐水,以此为载体,考查电解原理的应用。

题目的突破口为:一是湿润的淀粉ki试纸变蓝,判断此极为电解池的阳极;二是在电解后的溶液滴入酚酞试液,溶液液变红,判断此极为电解池的阴极。

3.配制一定物质的量的浓度的溶液:因其是高中化学中的第一个定量实验,其重要性不言而喻。

主要命题角度:一是计算所需的物质的质量;二是仪器的缺失与选择;三是实验误差分析。

一、钠单质。

与水反应的离子方程式:命题角度为是否违反电荷守恒定律。

的保存:放于煤油中而不能放于水中,也不能放于汽油中;。

实验完毕后,要放回原瓶,不要放到指定的容器内。

失火的处理:不能用水灭火,必须用干燥的沙土灭火。

的焰色反应:颜色为黄色,易作为推断题的推破口。

注意做钾的焰色反应实验时,要透过蓝色的钴玻璃,避免钠黄光的干扰。

与熔融氯化钾反应的原理:因钾的沸点比钠低,钾蒸气从体系中脱离出来,导致平衡能向正反应移动。

【na+kcl(熔融)=nacl+k】。

二、氢氧化钠。

1.俗名:火碱、烧碱、苛性钠。

2.溶解时放热:涉及到实验室制取氨气时,将浓氨水滴加到氢氧化钠固体上,其反应原理为:一是naoh溶解放出大量的热,促进了氨水的分解,二是提供的大量的oh-,使平衡朝着生成nh3的方向移动。

与之相似的还有:将浓氨水或铵盐滴加到生石灰上。涉及到的方程式为nh4++oh-nh3?h2onh3↑h2o。

3.与co2的反应:主要是离子方程式的书写(co2少量和过量时,产物不同)。

4.潮解:与之相同的还有cacl2、mgcl2。

三、过氧化钠。

1.非碱性氧化物:金属氧化物不一定是碱性氧化物,因其与酸反应除了生成盐和水外,还有氧气生成,化学方程式为:2na2o2+4hcl=4nacl+2h2o+o2↑。

2.过氧化钠中微粒的组成:1mol过氧化钠中所含有离子的数目为3na,或说它们的微粒个数之比为2:1,命题角度为阿伏加德罗常数。

二是考查电子转移的数目(以氧气的量为依据)。

4.强氧化性:加入过氧化钠后溶液离子共存的问题;。

过氧化钠与so2反应产物实验探究。

如何才能学好高中化学。

要科学地阅读教材和资料书。

新教材在充分考虑学生心理、生理特征、教育教学原理、学科特点、社会发展等诸多因素的基础上精心编制而成的,具有极高的阅读价值,课前阅读能把握好重点方能提高听课效率,课上阅读使学生有充足的时间去分析思考问题,发现疑点,展示其特长,减少惰性,减少两极分化,课后充分利用资料书,可以及时弥补课堂上因疏忽等原因而产生的疑惑,并使已有的知识得到进一步升华,安排阅读应抓住时机,应本着阅读后能解决问题,能在提出新问题,再阅读再解决问题的原则,通过阅读仔细推敲,全面准确地领会知识的内涵,明确联系,掌握规律,使知识成块、成串,逐步培养自学能力。

课上注意学习化学方法,课下注意搞好复习总结。

高一新教材以化学基本理论开始,指导学生认识概念的涵义,理解概念的本质,明确概念产生、发展、完善的过程,重视概念的运用和迁移,促使概念系统化,对元素化合物知识指导学生采用对比、归纳的方法找出知识的共性、差异性及递变规律,如卤族元素要要善于从代表物――cl2出发,找出它们之间的相似性、差异性、递变性、特殊性的归纳方法并加以应用,以掌握科学地学习研究化学的方法。高一新生常出现“一讲就会,一做就错”的现象,究其原因是知识不系统,知识点不到位,方法不灵活等,为了避免上述现象,要经常复习。

注重培养自己的实验技能。

高中学生只具备了一些基本的实验操作方法和能力,其它各方面的方法和能力还未形成,新教材使用的过程中应有改进实验的意识,增强动手能力。所以,请同学们多参加实验活动,这样,可以给自己创造一片广阔的天地,多动手、勤动脑,理论联系实际,形成多方面的能力,同时开发内在的潜力。

碳和碳的化合物教案中班篇四

知识与技能:

1.初步掌握氧化铝和氢氧化铝的两性和主要用途。

2.了解明矾的组成和净水作用。

过程与方法:

1.通过课堂教学,培养观察、分析和推理等思维能力;

2.通过学生分组实验,培养探索问题的科学方法。

情感态度与价值观:

2.通过氧化铝及氢氧化铝两性的.学习进行辩证唯物主义观点的教育。

【教学重点】氧化铝和氢氧化铝的两性。

【教学难点】氧化铝和氢氧化铝的两性。

【课型】新授课。

【教具】氧化铝固体、al2(so4)3溶液、naoh溶液、盐酸、氨水。

试管、试管夹、酒精灯等。

【课时】1课时。

【教学指导思想】。

突出学生的实践活动和元素化合物的课以实验为基础,以理论为指导的特点,立足所学知识及学生已掌握的有关概念和理论,按单质、氧化物、氢氧化物、盐的知识生长顺序来组织学习材料,运用实验探究验证的分析问题方法来学习物质的性质,让学生的眼(观察实验现象),手(动手实验),口(动口议论),脑(动脑思考)处于多功能协同动作的状态,以期能牢固掌握知识,启迪思维,培养能力。

【教学过程】。

[复习提问]前面我们已经学习了铝的性质,那么铝有哪些化学性质?(学生回答)。

[引入新课]铝在自然界中为什么可以存在?

铝表面有一层致密而坚固的氧化物保护膜----氧化铝。

碳和碳的化合物教案中班篇五

1、通过让学生亲自做钠及化合物性质的实验,使学生加强对碱金属及其化合物的性质的认识。

2、使学生初步学会利用焰色反应检验钠和钾及其化合物。

3、培养学生的发散思维能力。

实验重点。

2、对实验现象的.分析与思考。

实验难点。

提高学生的思维能力并初步培养其设计实验和评价实验的能力。

实验用品。

试管、试管夹、烧杯、胶头滴管、铁架台、酒精灯、药匙、滤纸、粗玻璃管(10mm×10mm),带导管的橡皮塞、铂丝、蓝色钴玻璃、铝箔、火柴、小刀、水槽、镊子、蒸发皿、细长玻璃管、脱脂棉、气球。

钠、na2o2、na2co3、nahco3、cuso45h2o、kcl的固体及溶液、bacl2溶液、稀盐酸、酚酞试液、澄清的石灰水。

实验形式。

单人单组。

实验过程。

[引入]本章我们主要学习了钠及化合物性质。本节课我们通过具体的实验来对这些知识加以巩固。

碳和碳的化合物教案中班篇六

1、常识性介绍有机化合物的初步概念及性质上的一些共同特点,能够判断生活中的有机物;了解甲烷的存在和物理性质及其可燃性。

2、了解酒精学名、化学式、物理性质、化学性质及重要应用;分辨甲醇及乙醇性质的异同,认识甲醇的毒性;常识性介绍醋酸。

3、常识性介绍煤和石油既是重要的能源,又是重要的化工原料。

能力目标。

1、学生探究甲烷的元素组成化学式的过程中,了解科学发明的过程和方法:发现问题—寻求解决方法—实施方案—结果分析—得出成果,培养学生的实验能力和思维能力。

2、提高学生配平化学方程式的技能。

3、培养学生的自学能力。

情感目标。

1、通过古代对天然气、沼气的'利用,对学生进行爱国主义教育。联系甲烷燃烧放热,说明甲烷可作重要能源以及对农村发展的重要意义。

2、通过介绍我国在酿酒造醋工艺方面的重大发明和悠久历史,对学生进行爱国主义教育。

3、树立环保意识、能源意识。

教学建议。

关于甲烷的教学材料分析:

化学科学的发展,增进了人类对自然的认识,促进了社会的发展。但某些化学现象可能影响人类的生活和社会的可持续发展,因而帮助学生正确认识化学与社会发展的关系是十分重要的。

甲烷是继一氧化碳、二氧化碳、碳酸钙等含碳化合物以后又一种含碳化合物,所不同的是,甲烷属于有机物。有机物知识的增加,是九年义务教育化学教学大纲的一个重要特点。

甲烷作为一种简单的有机物广泛存在于日常生活中,但学生却未必注意到它的存在、它在生活中所起的重大作用,更难与化学联系在一起。因此经过提示,极易激发学生的学习兴趣。同时甲烷的广泛存在,使学生容易收集到相关资料,使自主学习成为可能。

本节教学材料分成“有机化合物”、“甲烷”两部分,甲烷是重点,有机物的应用是选学材料。前一部分着重介绍有机化合物的初步概念。教学材料在列举了一氧化碳、二氧化碳等含碳化合物后,又列举了蔗糖、淀粉、蛋白质等另一类含碳化合物,使学生对这两类含碳化合物有一个初步的了解。接着给后一类有机化合物下了定义。在初中化学里简单介绍一些有机化合物的知识,有利于适应现代生活的需要,为学生参加社会建设和进一步学习打好初步的化学基础。教学材料第二部分着重介绍了最简单的有机物甲烷,列举了甲烷的自然存在,对于这些内容,只需要学生有个粗略的了解,在教学中不宜引申扩展。教学材料通过甲烷的燃烧实验,引导学生思考甲烷包含哪些元素,进而确定甲烷的化学式,这样有助于辨证唯物论的认识论,而且有益于学生能力的培养。要做甲烷验纯点燃的实验,并联系氢气、一氧化碳也要验纯的知识,说明甲烷在点燃前也要验纯。联系甲烷燃烧放出大量热量来说明甲烷可作为重要能源。

本节教学可采用自学、讨论、实验相结合的教学方法。

关于甲烷的教法建议:

可以通过实验探究甲烷的元素组成,通过甲烷燃烧实验,培养学生的实验能力和思维能力。

引导学生查找有关有机物和甲烷的资料来使学生对有机物有一定的认识,并在查找资料的过程中提高自主学习能力、组织材料、信息加工的能力。

关于煤和石油的教学建议:。

本节课是常识性介绍内容。

强调煤和石油是重要的能源,接着又阐述了煤和石油是重要的化工原料。通过教学材料的图片使学生对“煤是工业的粮食”及“石油是工业的血液”形成较为具体的认识。结合实际介绍我国的煤炭工业和石油工业的发展史,对学生进行爱国主义教育。

并教育学生养成节约能源的意识及环境保护意识。

可在课上播放vcd视频“煤的综合利用”、“石油化工产品”等增加直观性,使学生更易于接受。

关于乙醇醋酸的教学建议:

本节教学材料分为乙醇和醋酸两部分,乙醇属于了解内容,甲醇和醋酸属于常识性介绍内容。

乙醇是一种重要的有机物,可以制造醋酸、饮料、染料、香精,还可以做绿色能源——燃料。联系生产和生活实际,让学生充分了解乙醇。对我国的酿酒工艺做介绍,使学生了解我国悠久的酒文化历史。增强学生的自豪感和爱国主义精神。强调甲醇的毒性,并熟练掌握甲醇、乙醇燃烧的化学方程式的配平。

常识性介绍的醋酸是我们日常生活中调料——醋的主要成分,学生对醋酸并不陌生,醋酸是学生在初中阶段接触到的唯一一种有机酸,教学材料介绍了醋酸的物理性质和用途,对醋酸的化学性质只涉及了使指示剂石蕊试液变色,建议议增加课外家庭小实验:醋与苏打或小苏打反应制取二氧化碳。还可用制得的二氧化碳进行灭火实验。

对课后选学内容的学习,因与生活实际联系的较紧密,建议利用课上时间组织学生学习为好。

碳和碳的化合物教案中班篇七

1.通过学生亲自收集体会学习和社会与生活及经济建设的密切联系。

2.通过探究实验体会探究过程的乐趣,学会用实验的方法探究物质的性质。

3.通过列举应用,培养学生关心经济建设和社会生活,并学以致用的思想。

设计流程。

教材分析。

1、学生以前未学过有机物,虽然接触到的有机物较多,但并不知道有机物的概。

念,对性质也不甚了解,所以安排本节,对今后学习很有帮助。

2、我校学生大多来自贫困家庭,家庭经济状况不佳,寄宿在学校对现代化信息。

知识与技能目标:

1、通过探究实验认识含碳元素的化合物是有机化合物,在性质上有一些共同特点。

过程与方法:

1、进一步学习科学的探究方法,能自主设计实验方案。

2、初步学会从实验中做出正确结论的方法。

情感态度与价值观:

1.、通过探究实验使学生体会动手实验的乐趣,感受实验过程,进一步认识实验的重要性。

2、培养学生实事求是、严肃认真的科学态度及探究和创新精神。

教学重点。

2、认识有机物在经济建设和日常生活中的广泛应用。

教学难点。

实验方案的设计。

教学手段。

实验与多媒体。

教学准备。

教学仪器。

1、学生电源、小灯炮、炭棒、酒精灯、试管、试管夹、小烧杯、石灰水等。

2、学生也可以根据设计方案,自选仪器和用品。

教学过程。

教师活动。

学生活动。

设计思路。

复习提问。

导入。

新课。

检查预习:

1、什么是有机物?

2、列举生活中常见的。

有机物?

有机化合物家族庞大,从组成元素上来说,都含有碳元素,下面让我们认识一下大家收集的各种有机物。

出示各小组收集的有机物。

有机物有上述这些特点,怎样用实验来证明呢?

布置各组设计实验方案。

倾听。

点评。

总结学生设计方案。

布置各组进行探究实验,教师巡回指导。

实验结论点评。

小结:学生实验结论。

提问:我们知道了有机化合物的共性,那么有机物有哪些应用呢?

播放影片“多姿多彩的有机化合物”

思考回答。

使学生进入情境。

了解有机物的概念,知道有机物都含有碳元素。

共享。

初步认识有机物。

学生归纳总结出几大共性,从而提出假设。

了解要证明哪些性质。

学生分组讨论设计本组实验方案。

表达交流本小组的设计方案,其他小组点评是否可行和优缺点。

确立本组实验方案步骤和内容。

学生分组实验。

记录实验现象和结论。

学生表达交流,得出实验结论。

明确实验结论。

碳和碳的化合物教案中班篇八

化学教学2015年07期。

一、课标要求与学情基础。

1.课程标准的要求和教科书的编排。

关于《化学2》中的“甲烷”,《普通高中化学课程标准(实验)》(以下简称《课程标准》)的要求是“了解甲烷的……主要性质”[1]。《江苏省普通高中化学课程标准教学要求》将其细化为“知道甲烷的分子结构,了解甲烷的来源,了解甲烷的可燃性、取代反应等性质及主要用途”[2]。

人教版教科书以“最简单的有机化合物――甲烷”为题,将其安排在《化学2》第3章“有机化合物”的第一节[3]。教科书以甲烷在自然界中的存在、我国使用天然气的历史以及“西气东输”的现状、天然气作为能源的特点等导入新课,然后介绍了甲烷的分子式、电子式和结构式,并设计了制作正四面体和甲烷球棍模型的“实践活动”帮助学生认识甲烷分子的结构特征。关于甲烷的性质,在回忆初中已知的物理性质的基础上,首先介绍“在通常情况下,甲烷比较稳定”,不能与酸性高锰酸钾溶液、强酸、强碱等反应,然后依次介绍了甲烷的氧化反应和取代反应。在取代反应中,教科书通过“科学探究”栏目采用“减法原理”设计了一个对比实验,将“一支试管用黑纸包好”,人为地去除了“光”的因素,并与没有包裹黑纸的试管进行比较,让学生获得“光”是甲烷取代反应必备条件的事实材料[4]。

综上可知,课程标准和教科书主要是让学生从生活实际和已有知识出发,学习甲烷的结构和性质,重点认识甲烷的正四面体结构和取代反应的特点,使学生在初中知识的基础上有所提高。同时,使学生进一步加深对物质结构决定性质、性质决定存在和用途的认识,并了解学习有机化合物的基本思路和方法,激发学生对有机化学领域的学习兴趣。

2.学情基础。

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够燃烧的化学性质,在《化学1》中又较系统地学习了无机化合物的性质,了解了认识元素化合物性质的一般方法,初步建立了物质性质和用途之间的联系,这都为学习有机化合物奠定了一定的基础。但是由于受《课程标准》的限制,现行高中化学教科书对于无机化合物的知识,“主要介绍了一些基本的或典型的化学事实,如物质的物理或化学性质、物质的用途及物质与生活、社会的联系等,并不追求知识的系统性和连贯性,而是注重知识的实用性和有效性”[5]。所以,学生对“结构决定性质”的认识不是非常的深刻。而对于有机化合物的学习,更需要从结构的角度认识其反应的机理,所以,逐步建立起有机物“(组成)结构――性质――用途”的认识关系,使学生了解学习和研究有机物的一般方法,并形成相应的分析和解决问题的能力,是开启有机化合物的学习时亟须解决的问题。

二、教学目标。

通过道尔顿等科学家研究甲烷等有机物结构的化学史实、对甲烷分子结构模型的搭建,以及二氯甲烷只有一种结构的事实,认识甲烷分子的正四面体结构特征。

通过天然气、可燃冰、页岩气等图片的介绍,了解甲烷的来源。

在回忆初中所学甲烷知识的基础上巩固甲烷的可燃性,进一步体会甲烷是一种重要的能源。

通过对实验现象的观察和分析认识甲烷的取代反应等性质,知道卤代烃在有机合成中具有重要的作用。

结合对甲烷组成、结构、性质、用途的学习,进一步加深对物质结构决定性质、性质决定存在和用途的认识,并激发起对有机化学领域的学习兴趣。

三、教学实录。

1.播放新闻,引入新课。

[师]我们知道,有机化合物是指含有碳元素的化合物。它在我们身边随处可见,也与我们的生活息息相关。下面请大家看一个新闻视频。

[视频]2014年5月21日中俄两国签署了30年天然气“供气框架协议”。

[生]甲烷。

[师]它是最简单的有机化合物。今天,我们就一起来进一步学习这种最简单的有机化合物――甲烷。

设计意图:通过新闻视频让学生切实体会到甲烷在我们日常生活中的重要用途,激发学生学习甲烷的热情,并将燃料作为甲烷学习的情景线索贯穿本课教学的始终。

2.分析图片,回顾旧知。

[师]除了天然气以外,你知道甲烷在自然界中的其他存在形式吗?

[生]沼气、油田气、煤矿坑道气、可燃冰等。

[投影]图片展示:“西气东输”工程建设示意图、农村沼气池、煤矿坑道气、油田气、可燃冰、深海机器人潜入海底探寻可燃冰。

[生]甲烷的分子式是,通常情况是无色无味的气体,有可燃性,可做燃料。

[投影]这些是甲烷在自然界中的存在、分子组成、主要性质和主要用途。

设计意图:让学生回顾对甲烷已有的认识,教师再从4个方面进行总结,主要是为了让学生通过本节课的学习能获得新的认识,体现课堂的前后呼应。这也符合学生的新知识生长在旧知识之上的一般规律。

3.分析史料,认识结构。

[师]下面请大家写出甲烷的电子式。

[生]一位学生上黑板书写甲烷的电子式。

[师]在化学上,常用一根短线表示一对共用电子,这种形式叫做结构式。请写出甲烷的结构式。

[生]一位学生上黑板书写甲烷的结构式。

[师]甲烷分子的空间结构到底是怎样的呢?

早在1804年,“近代化学之父”道尔顿就开始甲烷分子结构的研究。随后,在德国凯库勒、俄国布特列洛夫等一批科学巨匠的努力下,有机化合物的经典结构理论基本建立,人们提出了一些甲烷分子结构的猜想。1874年,第一位诺贝尔化学奖的获得者――范特霍夫提出了碳原子具有四面体结构的假说。下面请同学们搭出历史上科学家猜想的甲烷分子结构。

[生]两人一组,合作完成甲烷分子结构模型的搭建。

[生]我们一共搭了3种结构,有平面正方形、四棱锥形和正四面体形。我们认为正四面体形是合理的,因为甲烷分子中的4对共用电子对在碳原子的核外应该是均等分布的,平面正方形和四棱锥形的共用电子对在碳原子的四周都不是完全均等分布的。

[师]回答得非常好!我这里有4个气球,现在用皮筋把它们扎在一起,请大家看一看它们将怎样分布?(四面体分布)我现在把这4个气球在黑板上压在一个平面中,现在是什么形状?(平面正方形),用力往上抛(将4个气球用一个手指弹离黑板),再看!!是什么形状?4个气球又呈正四面体的分布,这说明四面体才是它的自然状态。如果将这4个气球看成碳原子周围的4个共用电子对,这个中心就是碳原子的核,甲烷分子结构的自然取向应该是正四面体。近代,科学家通过x-射线和电子衍射等科学实验都证实了这一假说。在甲烷分子中4个c-h键的长度和强度相同,夹角相等。

[投影]x-射线衍射仪和电子衍射试验仪;甲烷分子的键长、键能、键角。

设计意图:甲烷分子的立体结构是本课的难点和重点,也是贯穿本课的一条主线。通过介绍历史上科学家对甲烷立体结构的探索历程,并让学生自己搭建模型进行对比分析,促进学生对甲烷立体结构的认识。借助气球演示,引导学生从粒子之间作用的层面认识甲烷的立体结构,突破难点,进一步强化学生对甲烷正四面体结构的认识。

4.操作实验,探究性质。

[师]刚才大家搭建的甲烷分子模型是球棍模型,这是甲烷分子的比例模型(呈现模型)。我们知道天然气是一种重要的高效清洁能源,请大家写出甲烷燃烧的化学方程式。

[生]一位学生上黑板书写甲烷燃烧的化学方程式。

[师]25℃、1.01×pa时,1mol在空气中完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水,能放出890kj的热量。天然气能作为燃料正是利用该反应放出的能量。在这个氧化还原反应中,甲烷被氧气――氧化,甲烷发生了――氧化反应,体现了甲烷的――还原性。我们在讨论有机物的性质时,经常从有机物的角度判断反应的类型,也就是说在这个反应中甲烷发生了氧化反应,该反应的类型通常简称为氧化反应。

[师]实验室可以用哪些物质来制取氧气?

[生]氯酸钾和二氧化锰;高锰酸钾;双氧水。

[投影]实验试剂:甲烷气体(小针筒内)、酸性高锰酸钾溶液。实验仪器:白色点滴板。实验操作:(1)将2~3滴酸性高锰酸钾溶液滴在白色点滴板上;(2)将点滴板上的试剂抽人针筒,并塞上塞子,轻轻晃动;(3)实验结束时,将针筒内试液保留,等课后处理。

[师]请一位同学来读一下实验操作要点,其他同学听清楚了再开始实验。

[生]分组进行实验探究。

[师]请一组代表来汇报交流一下。

[生]实验现象:酸性高锰酸钾溶液没有褪色。

[师]这说明在通常情况下,甲烷还是比较稳定的,它不能与酸性高锰酸钾溶液反应。另外,甲烷也不能与强酸或强碱反应。

[师]在实验室里,可以用高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气。氯气也是一种具有强氧化性的物质。甲烷能与氯气反应吗?课前老师利用一组装置进行了相应的实验,下面请大家来看实验的录像视频。

[投影]甲烷与氯气反应实验的录像视频。

[生]用两个字概括――对比。其中,有反应条件光照和不光照的对比,还有单独氯气光照和混合气体光照的对比。

[生]说明在光照条件下,氯气和甲烷发生了化学反应。

[师]请大家判断反应的生成物。

[生]石蕊试液变红,说明反应有酸性物质生成;管内出现白雾,说明有液态小滴生成。

[生]氢原子来自甲烷分子,氯原子来自氯气分子。

[师]那么,除了氯化氢以外,还有什么物质生成?请大家完成化学方程式。

[生]一位学生上黑板板书:甲烷与氯气光照条件下反应生成一氯甲烷和氯化氢。

[生]管壁还有油状小液滴。

[生]甲烷分子中的4个氢原子完全相同,除了生成一氯甲烷外,应该还能进一步发生取代反应,生成二氯甲烷、三氯甲烷或四氯甲烷。

[师]分析的有理有据。请大家写出其他几个反应的化学方程式。

[投影]一氯甲烷与氯气反应生成二氯甲烷和氯化氢;二氯甲烷与氯气反应生成三氯甲烷和氯化氢;三氯甲烷与氯气反应生成四氯甲烷和氯化氢。

[师]甲烷氯代的产物可能有4种,其中只有一氯甲烷是气体,其他都是不溶于水的油状液体。三氯甲烷又名氯仿,它和四氯化碳都是重要的有机溶剂。虽然氯气和氧气都是氧化剂,但甲烷与氧气和甲烷与氯气反应的原理有所不同。甲烷与氧气反应能放出大量的热,这就决定了甲烷是一种重要的能源;甲烷以及后面要学习的其他烷烃与氯气反应所生成的一系列氯代烃是有机合成的重要中间体,这在有机合成中具有重要的意义。

设计意图:甲烷与氯气的取代反应是本课的重点,通过氧气、高锰酸钾到氯气的演绎,将甲烷的化学性质进行有机联系并加以对比,可以帮助学生形成条理化和结构化的知识;通过实验装置的优化和对比实验的设计,又能使学生体会甲烷与氯气反应的条件,同时体验科学探究的有关思路和一般方法。

5.搭建模型,深化认识。

[师]请通过模型搭建来检验下列推理:因为二氯甲烷只有一种结构,所以甲烷分子的结构是正四面体形而不是平面正方形。

[生]小组合作完成。

[师]请一组同学通过你们搭建的模型来阐述一下自己的理解。

[生]如果甲烷分子是平面正方形,两个氯原子可以处于邻位或者对位,那么二氯甲烷就有两种结构。而如果甲烷分子是正四面体形,怎么替换都只有一种结构。

设计意图:有机物学习与无机物的显著不同就是分子结构的重要性。通过二氯甲烷分子结构模型的搭建,可以进一步加深学生对甲烷分子正四面体结构的认识。

6.再播视频,拓展认识。

[视频]能源与军事。

[投影]甲烷的广泛应用:汽车行业,化工行业,电力行业,陶瓷行业。

[师]甲烷的应用十分广泛,在军事、汽车等行业的运用主要是通过多种不同形式利用甲烷发生氧化反应时所放出的能量;工业上还经常通过直接转化法或间接转化法,将甲烷用于制取甲醇、甲醛,以及氨气、二甲醚等化工产品。

[师]大家听说过页岩气吗?

[投影]页岩气图片。

[师]目前一些国家从页岩层中开采出来了一种重要的非常规天然气资源,人们称其为页岩气。打个比方,岩石就像是人的肌肉,而页岩气就是渗透在肌肉中的血液,开发常规的天然气是在静脉中采血,而开发页岩气就如同直接从毛细血管中采血。美国是最早开发利用页岩气的国家。在2000年,页岩气产量不足美国天然气供应的1%,而今天已经占到30%。日前从在上海举行的“2014ecf亚洲页岩气峰会”传来消息,中国已经成为继美国、加拿大之后,第三个能够使用自主技术进行页岩气商用开采的国家。有专家预测,它将极大地改变世界能源格局。我想人类孜孜不倦地对甲烷的存在进行探索,这恰恰说明――探索来自需求。

设计意图:丰富学生对甲烷用途和自然界存在的了解,打开资源利用和能源发现的新视角。

7.归纳总结,结束新课。

[师]今天我们对甲烷又有了新的认识,谁能总结一下!

[生]我们学习了甲烷分子的正四面体结构、甲烷和氯气的取代反应以及甲烷的广泛用途,了解了页岩气等甲烷的存在情况。

[师]今天我们对甲烷又有了新的认识,我们用4个关键词来对应:结构、性质、存在、用途。

[投影]甲烷分子呈正四面体结构,碳原子对应甲烷,4个氢原子分别对应结构、性质、存在和用途(图略)。

[师]本课从甲烷立体结构的分析,到甲烷化学性质的探究,借助模型的搭建,学习了甲烷的空间结构和化学性质,还学习了一种重要的有机反应类型――取代反应。这其实就是我们学习有机物的一般思路和方法。

[投影]有机化学杂志《tetrahedron》的封面。

[师]这是国际上一本权威的有机化学杂志,有没有同学知道这本杂志的名称?

[生]四面体。

[师]四面体是有机化合物的一种基本结构,正是它的发现揭开了其他复杂有机物结构的神奇面纱!我想以这几句话来结束今天的课:探索来自需求,神奇出自平凡,创新源于思考。今天我们打开了有机化学学习的大门,让我们慢慢体会有机化学的无穷魅力!

四、教学反思。

1.利用已有知识。

关于甲烷,九年级化学课程标准中有“了解使用天然气(或沼气)等燃料对环境的影响、知道天然气等化石燃料是人类社会重要的自然资源”等教学要求。也就是说,学生已经了解了甲烷的主要物理性质以及甲烷的可燃性。奥苏伯尔有一个著名的命题:“如果我不得不将所有的教育心理学原理还原为一句话的话,我将会说,影响学习的最重要因素是学生已经知道了什么。根据学生的原有知识状况进行教学”[6]。所以,本课教学过程中注意从学生的已有知识出发,对甲烷的物理性质在回忆的基础上进行了直接利用,关于甲烷的可燃性没有再通过有关实验探究其燃烧产物,而是直接书写燃烧的反应方程式,在分析甲烷发生了氧化反应的基础上,着重介绍了有机物反应类型的判断角度,说明甲烷的燃烧虽然是氧化还原反应,但在有机化学中通常是以有机物发生的反应为叙说主体,把该反应称为“甲烷的氧化反应”或简称为“氧化反应”。这样既避免了对学生已有知识的重复讲解,也为突出重点和突破难点留下宝贵的时间。

2.注重结构主线。

通过结构理解性质是化学学习的重要策略,这在学习有机化合物的过程中显得尤为突出。甲烷的正四面体是有机物结构中的一种典型代表,为了帮助学生认识甲烷的正四面体结构,教科书安排了制作正四面体和甲烷球棍模型的“实践活动”。为了使学生认识到结构对性质的意义以及正四面体是甲烷分子的必然结构,本课教学中贯穿了一条结构主线,主要包括以下几个教学活动。(1)介绍了道尔顿、凯库勒、布特列洛夫、范特霍夫等科学家对甲烷或有机物结构的探索历程;(2)组织学生根据科学家的猜想搭建甲烷分子的可能结构;(3)用气球模拟4对共用电子对的自然取向;(4)结合二氯甲烷只有一种结构的事实进一步体会甲烷的正四面体结构;(5)借用甲烷的正四面体结构总结甲烷的结构、性质、存在和用途;(6)以《四面体》杂志的封面说明四面体是有机化合物的一种基本结构。这样不仅可以帮助学生建立起甲烷的立体结构,而且可以强化学生在有机化学学习过程中的结构意识。

3.突出实验探究。

实验是化学学习活动中实施科学探究的重要途径。关于甲烷的化学性质,本课主要涉及了甲烷与氧气、酸性高锰酸钾溶液、氯气等三种氧化剂的作用,其中甲烷的可燃性是学生的已有知识,因此本课只剩两个化学实验。其中,甲烷与酸性高锰酸钾溶液的作用,教科书没有安排实验,但是由于操作简单,于是就增设了相应的学生实验。关于甲烷的取代反应,教科书的对比实验,是用“减法原理”将一支试管用黑纸包好,以避免光照,但是实验中发现不包黑纸的试管中反应也比较慢,于是又用“加法原理”改进实验,用光源照射不包黑纸的试管。这样,不仅“加”光和“减”光形成了鲜明的对比,而且加快了反应的速率,在较短时间内观察到了明显的现象,为分析甲烷的取代反应提供了足够的感性材料,保证了教学活动的顺利进行。同时,这对于强化学生的实验观,提升他们的实验素养也具有积极的意义。

4.紧密联系实际。

甲烷作为一种清洁能源,自从“西气东输”工程实施以来,几乎惠及每一个家庭。所以,教科书以甲烷在自然界中的存在、我国使用天然气的历史以及“西气东输”的现状、天然气作为能源的特点等导入新课,完全是必要的也是可行的。为了充分展示甲烷的能源意义,本课又搜集并介绍了中俄两国天然气“供气框架协议”的签订、页岩气的开采等有关甲烷作为能源的最新动态。但是仅强调甲烷是一种重要的能源,学生对甲烷社会价值的认识就只能停留在初中水平。为此,本课在比较甲烷与氧气、氯气两种氧化剂反应情况后指出,甲烷燃烧放热决定了甲烷是一种重要的能源,而甲烷以及后面要学习的其他烷烃与氯气反应所生成一系列氯代烃是有机合成的重要中间体,对于有机合成具有重要的意义。这样不仅能使学生理解学习甲烷取代反应的意义,而且能提升学生的学科价值观,激起学生进一步学习有机化学的兴趣和热情。

注:作者执教的“最简单的有机化合物――甲烷”在中国教育学会化学教学专业委员会举办的“2014年全国高中化学优质课观摩暨教学培训活动”中获特等奖。

作者介绍:陈风雷,江苏省南通中学(江苏南通226001)。

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