資源簡介

第七章　有機(jī)化合物
第一節(jié) 認(rèn)識有機(jī)化合物
第二課時 《烷烴》教學(xué)設(shè)計
——基于“教、學(xué)、評”一體化思路學(xué)習(xí)“有機(jī)物中碳原子的成鍵特點(diǎn)”
教材分析
“烷烴”是《新課標(biāo)》中必修課程主題4“簡單的有機(jī)化合物及其應(yīng)用”中二級標(biāo)題“典型有機(jī)化合物的性質(zhì)”的內(nèi)容。本節(jié)課的內(nèi)容是在學(xué)生通過碳原子的成鍵特點(diǎn)對有機(jī)物結(jié)構(gòu)特別是甲烷的結(jié)構(gòu)有了一定認(rèn)識，并學(xué)習(xí)了烷烴、同系物和同分異構(gòu)體的概念之后，進(jìn)一步以甲烷為模型學(xué)習(xí)烷烴的物理、化學(xué)性質(zhì)，其中，取代反應(yīng)作為新的有機(jī)反應(yīng)類型，是這節(jié)課的重點(diǎn)與難點(diǎn)。教材從生活中常見的烷烴：天然氣、凡士林、石蠟等入手，讓學(xué)生體會烷烴的物理性質(zhì)，加強(qiáng)化學(xué)與生活的聯(lián)系；再基于對甲烷的認(rèn)識，引出烷烴的穩(wěn)定性、可燃性等化學(xué)性質(zhì)；最后重點(diǎn)介紹取代反應(yīng)，通過比較甲烷與氯氣的混合氣體分別在黑暗和光照條件下的變化，讓學(xué)生通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、討論分析原因認(rèn)識光照條件下甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)。
本節(jié)課位于人教版新教材（2019年）必修第二冊第七章“有機(jī)化合物”的第一節(jié)“認(rèn)識有機(jī)化合物”。舊人教版在有機(jī)化合物這一章節(jié)中，先學(xué)習(xí)最簡單的有機(jī)物——甲烷，通過學(xué)習(xí)甲烷的結(jié)構(gòu)已經(jīng)性質(zhì)，對有機(jī)物有了初步認(rèn)識之后，再引出烷烴、同系物、同分異構(gòu)體的概念。與舊人教版相比，新人教版則是以“有機(jī)物種類繁多”為切入點(diǎn)，先著重介紹碳原子的成鍵特點(diǎn)，并通過資料卡片介紹實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ脱芯课镔|(zhì)結(jié)構(gòu)的方法，讓學(xué)生認(rèn)識有機(jī)物的結(jié)構(gòu)，接著先從結(jié)構(gòu)角度，介紹了烷烴的概念，并引出“同系物”、“同分異構(gòu)體”的概念，再介紹烷烴的性質(zhì)，這樣可以讓學(xué)生建立研究有機(jī)物要從結(jié)構(gòu)入手的觀念，也深化了“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”這一化學(xué)觀念。
二、學(xué)情分析
學(xué)生在初中化學(xué)學(xué)習(xí)中，已經(jīng)學(xué)習(xí)了甲烷的物理性質(zhì)和甲烷能燃燒的化學(xué)性質(zhì)，在學(xué)習(xí)這一章有機(jī)化合物之前，又較系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了無機(jī)化合物，初步了解了學(xué)習(xí)元素化合物的一般方法，初步建立物質(zhì)性質(zhì)和用途間的關(guān)系，也對“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”有了一定認(rèn)識，為學(xué)習(xí)有機(jī)化合物奠定了一定基礎(chǔ)。在上一節(jié)課中，學(xué)生認(rèn)識了有機(jī)物，并通過碳原子的成鍵特點(diǎn)認(rèn)識了基本有機(jī)物的結(jié)構(gòu)，對烷烴的概念、元素組成以及結(jié)構(gòu)也有了一定了解。但是對于有機(jī)物的性質(zhì)還沒有涉及，還不知道有機(jī)物特有的反應(yīng)類型。
素養(yǎng)目標(biāo)
【教學(xué)目標(biāo)】
知道甲烷的物理性質(zhì)和甲烷具有可燃性、穩(wěn)定性和高溫分解性，能建立性質(zhì)與用途之間的聯(lián)系
通過實(shí)驗(yàn)探究，從宏觀上認(rèn)識甲烷與氯氣的取代反應(yīng)；能從化學(xué)鍵角度，于微觀層面認(rèn)識取代反應(yīng)的本質(zhì)
能通過學(xué)習(xí)甲烷的性質(zhì)為模型，認(rèn)識烷烴的物理和化學(xué)性質(zhì)。
【評價目標(biāo)】
1．通過對甲烷的性質(zhì)探討，診斷并發(fā)展學(xué)生對常見有機(jī)物的認(rèn)知模型的構(gòu)建和符號表征的理解。
2．通過對甲烷在生活生產(chǎn)中應(yīng)用的討論，診斷并發(fā)展學(xué)生對化學(xué)學(xué)科價值的認(rèn)識以及“性質(zhì)決定用途”觀念。
3．通過類比甲烷的性質(zhì)，推出烷烴性質(zhì)，診斷并發(fā)展學(xué)生分析推理能力和概念歸納運(yùn)用能力。
四、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
1．教學(xué)重點(diǎn)：從宏觀和微觀角度知道甲烷和烷烴的物理、化學(xué)性質(zhì)
2．教學(xué)難點(diǎn)：甲烷和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究和反應(yīng)實(shí)質(zhì)的微觀探究
五、教學(xué)方法
1．情境探究，閱讀素材，進(jìn)行信息提取與分析
2．實(shí)驗(yàn)探究（取代反應(yīng)概念的引出）
3．類比推理（以甲烷為模型推理出烷烴的性質(zhì)）
六、教學(xué)設(shè)計思路
在上一節(jié)課，學(xué)生通過學(xué)習(xí)碳原子的成鍵特點(diǎn)認(rèn)識了基本有機(jī)物的結(jié)構(gòu)，并知道了烷烴的定義，本節(jié)課先以甲烷在自然界的存在為問題引入新課，設(shè)置學(xué)習(xí)情境，接著讓學(xué)生通過閱讀材料，提取并分析信息，得出甲烷的物理性質(zhì)和具有可燃性、穩(wěn)定性和高溫分解性，其中甲烷的可燃性和穩(wěn)定性是與它可以作為燃料息息相關(guān)，培養(yǎng)學(xué)生“性質(zhì)決定用途”的化學(xué)觀念。取代反應(yīng)是有機(jī)物中的反應(yīng)類型，學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中沒有接觸過，在本節(jié)課中，以探究甲烷與氯氣反應(yīng)為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象并認(rèn)識到氯氣參與反應(yīng)生成了氯化氫和難溶于水的混合物質(zhì)，再從化學(xué)鍵的角度，讓學(xué)生從微觀層面認(rèn)識到取代反應(yīng)的本質(zhì)，并可以將取代反應(yīng)和無機(jī)化學(xué)中的復(fù)分解反應(yīng)、置換反應(yīng)做比較，舊知聯(lián)系新知，幫助學(xué)生理解新概念。接著，以甲烷的性質(zhì)為模型，類比推理出烷烴也具有類似的性質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生分析推理能力。
七、教學(xué)流程
八、教學(xué)過程
環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動
環(huán)節(jié)一： 情境探究，認(rèn)識甲烷基本性質(zhì) 通過問題：同學(xué)們，你們知道甲烷在自然界主要存在于哪里嗎？它有什么用處？從生活中常見的天然氣和學(xué)生較陌生的物質(zhì)可燃冰為引入，將學(xué)生帶入甲烷的學(xué)習(xí)課堂，引發(fā)學(xué)生的興趣。 思考，并回答自然界中甲烷的存在與用途。
【任務(wù)1】根據(jù)介紹甲烷的材料，總結(jié)出甲烷的性質(zhì)，并說出甲烷的哪些性質(zhì)令它可以作燃料？ 思考1：家用天然氣為什么要添加人工氣味？ 解析原因，強(qiáng)調(diào)甲烷是無色無味的氣體。 思考2：實(shí)驗(yàn)室為什么用向下排空氣法和排水法收集甲烷？ 引導(dǎo)學(xué)生得出甲烷密度比空氣小，難溶于水的結(jié)論。 閱讀材料，通過思考問題，結(jié)合材料，提煉出甲烷的物理性質(zhì)：無色無味的氣體，密度比空氣小，難溶于水。 并通過與實(shí)際生活中的現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)室收集氣體的方法聯(lián)系，加強(qiáng)物質(zhì)的性質(zhì)決定用途這一觀念。
回顧上節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容， 帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)甲烷的結(jié)構(gòu)和并加強(qiáng)其用符號表征有機(jī)物的能力，詳細(xì)介紹“球棍模型”和“空間充填模型”，加強(qiáng)學(xué)生對不同模型的特點(diǎn)和作用的理解。 寫出甲烷的分子式、電子式、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡式。 進(jìn)一步認(rèn)識甲烷的空間構(gòu)型，并深入學(xué)習(xí)“球棍模型”和“空間充填模型”的特點(diǎn)。
從材料中“甲烷中的碳?xì)涔矁r單鍵很穩(wěn)定”，引出甲烷的化學(xué)性質(zhì)也很穩(wěn)定，展示甲烷通入酸性KMnO4溶液和溴水溶液的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，帶領(lǐng)學(xué)生得出結(jié)論，將抽象的穩(wěn)定性轉(zhuǎn)化為具體的與不同試劑的反應(yīng)現(xiàn)象。 從化學(xué)鍵的性質(zhì)認(rèn)識甲烷的穩(wěn)定性，并通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出甲烷不與酸性KMnO4溶液和溴水溶液反應(yīng)的結(jié)論，將甲烷的穩(wěn)定性具象化，與實(shí)際聯(lián)系。
引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)材料提示，寫出甲烷在高溫下分解的反應(yīng)方程式，介紹甲烷高溫分解產(chǎn)物炭黑在生產(chǎn)中的應(yīng)用，加強(qiáng)化學(xué)與生活的聯(lián)系。 通過材料提示，寫出甲烷高溫分解的反應(yīng)方程式，加強(qiáng)根據(jù)反應(yīng)物和部分生成物寫出陌生反應(yīng)的方程式的能力，取新知：甲烷的分解反應(yīng)。
環(huán)節(jié)二： 實(shí)驗(yàn)探究，認(rèn)識甲烷的取代反應(yīng) 【任務(wù)2】根據(jù)甲烷和氯氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究取代反應(yīng)。 播放實(shí)驗(yàn)視頻，引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并思考原因。 介紹實(shí)驗(yàn)用到的藥品，并解釋用途，引導(dǎo)學(xué)生從“固、液、氣”的角度描述反應(yīng)現(xiàn)象，并逐一解釋出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因。 觀看實(shí)驗(yàn)視頻，描述現(xiàn)象，并思考出現(xiàn)這些現(xiàn)象的原因。 在老師的引導(dǎo)下，從宏觀角度認(rèn)識甲烷和氯氣發(fā)生反應(yīng)的條件和現(xiàn)象。
先從化學(xué)鍵角度介紹甲烷與氯氣發(fā)生的取代反應(yīng)中斷裂和新生成的化學(xué)鍵，再從物質(zhì)的角度，分析反應(yīng)生成了一氯甲烷和氯化氫。從甲烷中的氫原子被氯原子所取代，引出“取代反應(yīng)”的概念。 根據(jù)反應(yīng)后溶液呈酸性和生成難溶于水的混合物的提示，思考甲烷與氯氣反應(yīng)的實(shí)質(zhì)。 初步認(rèn)識甲烷的氯代反應(yīng)，體會其過程的復(fù)雜性。能夠運(yùn)用結(jié)構(gòu)式表達(dá)取代反應(yīng)的過程。
進(jìn)一步講解甲烷與氯氣反應(yīng)的歷程，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識甲烷中四個氫原子等效，都可以發(fā)生取代反應(yīng)，并加強(qiáng)學(xué)生用結(jié)構(gòu)式表示有機(jī)物反應(yīng)的能力。 通過思考題：“取代反應(yīng)的產(chǎn)物有哪些？那種產(chǎn)物最多？”，加強(qiáng)學(xué)生對取代反應(yīng)產(chǎn)物的認(rèn)識 以甲烷與氯氣反應(yīng)生成一氯甲烷為例，寫出生成二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳的反應(yīng)方程式，進(jìn)一步認(rèn)識和體會取代反應(yīng)的特點(diǎn)：連鎖反應(yīng)、產(chǎn)物復(fù)雜。 并通過思考題深刻認(rèn)識甲烷與氯氣反應(yīng)的產(chǎn)物是4種有機(jī)物和1種無機(jī)物的混合物，并知道反應(yīng)物和生成物的數(shù)量關(guān)系。
歸納甲烷的性質(zhì)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生較為陌生的高溫分解反應(yīng)和取代反應(yīng)。 在老師的帶領(lǐng)下，對甲烷的性質(zhì)進(jìn)行歸納，有一個總體的認(rèn)識。
環(huán)節(jié)三： 根據(jù)甲烷的性質(zhì)，類比推出烷烴的性質(zhì) 【任務(wù)3】根據(jù)甲烷的性質(zhì)，類比推理出烷烴的性質(zhì)。 引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)不同烷烴的熔沸點(diǎn)、密度的數(shù)據(jù)，得出烷烴的物理性質(zhì)和其變化規(guī)律。 通過甲烷的物理性質(zhì)的學(xué)習(xí)，以及烷烴的熔沸點(diǎn)、密度的書籍，類比推出烷烴有物理性質(zhì)，學(xué)會分析數(shù)據(jù)，得出規(guī)律。
引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)甲烷的化學(xué)性質(zhì)，推理出烷烴的化學(xué)性質(zhì)。 向?qū)W生介紹液化石油氣的主要成分為丙烷，并根據(jù)甲烷、丙烷燃燒的反應(yīng)方程式和烷烴的通式，引導(dǎo)學(xué)生對烷烴燃燒的反應(yīng)通式進(jìn)行配平。 聯(lián)系生活，向?qū)W生介紹烷烴高溫分解反應(yīng)在生產(chǎn)中的應(yīng)用。 根據(jù)甲烷的化學(xué)性質(zhì)，推理烷烴的化學(xué)性質(zhì)。 通過寫出丙烷燃燒的反應(yīng)方程式，歸納出烷烴燃燒的通式。 初步認(rèn)識烷烴高溫分解的產(chǎn)物，并與生活聯(lián)系，體會化學(xué)在生活中的應(yīng)用
重點(diǎn)解釋烷烴的取代反應(yīng)，以乙烷、丙烷和氯氣反應(yīng)生成一氯取代物為例，加強(qiáng)學(xué)生書寫有機(jī)反應(yīng)方程式的能力。通過分析丙烷和氯氣反應(yīng)生成一氯取代物有兩種可能，令學(xué)生體會取代反應(yīng)的產(chǎn)物復(fù)雜，復(fù)習(xí)、深入理解同分異構(gòu)體的概念。 通過思考題：“1mol乙烷最多可與多少mol氯氣反應(yīng)？”，令學(xué)生理解取代反應(yīng)中反應(yīng)物的數(shù)量關(guān)系。 寫出乙烷、丙烷和氯氣反應(yīng)生成一氯取代物的反應(yīng)方程式。 通過丙烷和氯氣的反應(yīng)，復(fù)習(xí)“同分異構(gòu)體”的概念，并通過實(shí)例，體會取代反應(yīng)產(chǎn)物復(fù)雜的特點(diǎn)。 通過思考題，掌握取代反應(yīng)中反應(yīng)物的數(shù)量關(guān)系與有機(jī)物中可被取代的原子數(shù)量有關(guān)。
環(huán)節(jié)四： 總結(jié)歸納 通過甲烷的性質(zhì)，對比并總結(jié)烷烴的物理、化學(xué)性質(zhì)，特別強(qiáng)調(diào)不同之處：烷烴分解反應(yīng)生成較短碳鏈的烷烴和烯烴；烷烴的取代反應(yīng)產(chǎn)物更加復(fù)雜，會有同分異構(gòu)體產(chǎn)生。 強(qiáng)調(diào)本節(jié)課學(xué)習(xí)的重點(diǎn)：取代反應(yīng)。 在老師的引導(dǎo)下，總結(jié)歸納甲烷和烷烴的性質(zhì)
板書設(shè)計
十、課堂測評
1.下列反應(yīng)屬于取代反應(yīng)的是(　　)
A.CH4C+2H2 B.2HI+Cl22HCl+I2
C.CH4+2O2CO2+2H2O D.CH4+Cl2CH3Cl+HCl
2.室溫下,下列關(guān)于甲烷與Cl2的取代反應(yīng)所得產(chǎn)物的說法正確的是(　　)
A.都是有機(jī)物
B.都不溶于水
C.有一種氣態(tài)物質(zhì),其余均是液體
D.除一種外,其余分子均是四面體結(jié)構(gòu)
3.下列有關(guān)甲烷的取代反應(yīng)的敘述正確的是(　　)
A.甲烷與氯氣的物質(zhì)的量之比為1∶1，混合發(fā)生取代反應(yīng)只生成CH3Cl
B.甲烷與氯氣的取代反應(yīng)，生成的產(chǎn)物中CH3Cl最多
C.甲烷與氯氣的取代反應(yīng)生成的產(chǎn)物為混合物
D.1 mol甲烷生成CCl4最多消耗2 mol氯氣
4.關(guān)于烷烴的敘述不正確的是(　　)
A.分子式符合CnH2n+2的烴一定是烷烴
B.烷烴均能與氯水發(fā)生取代反應(yīng)
C.正戊烷的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)比異戊烷的高
D.烷烴不能被酸性高錳酸鉀溶液等強(qiáng)氧化劑氧化
5.常溫下，1 mol某烷烴在光照條件下與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，若在適當(dāng)?shù)臈l件下，完全取代需要消耗6 mol Cl2，則下列判斷正確的是(　　)
A.該烷烴的分子式為C5H12
B.反應(yīng)所生成的有機(jī)產(chǎn)物能直接使AgNO3溶液褪色
C.該烷烴的四氯代物有2種
D.反應(yīng)容器中，一氯代物所占的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)最大
題號 答案 1 （D） 2 （D） 3 （C） 4 （B） 5 （C）
質(zhì)量 水平 L1 L2 L2 L3 L2 L2 L3 L1 L4 L2 L2 L1 L4 L2 L2 L3 L4 L3 L3 L2
SOLO M M R U U M M R E M M R M M R U E R R M
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