【VR教学目标】
知识目标:
1.使学生了解甲烷分子的结构式和及其正四面体结构。
2.掌握甲烷的物理性质、化学性质,引入两个新概念:结构式、取代反应。
技能目标:在甲烷分子结构的探究过程中,学习准确观察模型、利用模型帮助思维的方法。
情感态度:在揭示甲烷性质与结构、性质与用途的关系的过程中感受化学知识在生产生活中的作用和价值。
【教学重点与难点】
重点:甲烷的分子组成、结构特征、主要化学性质(氧化反应和取代反应)。
难点:取代反应的概念和实质。
【教学用具】
甲烷的分子结构模型(球棍模型和比例模型);VR 教学资源(高中化学——有机化学—— 甲烷)
【VR教学过程】
1. 课堂导入
[投影]可燃冰、我国西气东输工程等图片,并进行如下讲解。
[小结]天然气是一种高效、低耗、洁净的新能源。我国已探明储量居世界第19位。天然气水合物,也就是可燃冰,是一种很有前途的能源物质。据科学家估计,全球天然气水合物的碳储量是全球石油与天然气储量的两倍。如果能开发利用,那将是人类莫大的福音。甲烷是天然气,沼气和煤矿坑道气的主要成分。但同时甲烷也是一种重要的温室气体。他的温室效应是二氧化碳的 20 倍,且在大气中的浓度呈现出快速增长的趋势。我们知道事物都是有两面性的。想要很好的利用甲烷的优势为我们的生活服务,首先,就必须对甲烷有一个完整的认识。
2. 新课教学
(1)甲烷的分子组成和分子结构
[提问] 碳原子需要形成 对共用电子对才能达到八个电子的稳定结构;氢原子欲形成两个 电子的稳定结构,需要形成 对共用电子对。
[展示] 甲烷分子结构模型:球棍模型、比例模型
[师生互动] 打开 VR 教学资源练习部分(高中化学——有机化学——甲烷)
步骤 1:拖动价键,使其角度与高亮显示的角度重合。
步骤 2:拖动滚动条,将价键放置至合适角度。
通过 VR 课件互动向学生立体呈现甲烷分子结构,甲烷呈正四面体型结构,呈高度对称状,而且 C—H 键比较牢固,每个价键间的角度为 109.5 度。
[过渡]至此,我们对甲烷的结构有了进一步的认识。甲烷的结构决定了甲烷具有什么样 的性质呢?这是本节课的重点。
(2)甲烷的性质
A.甲烷的物理性质
[展示]贮存甲烷气体的装置,并结合甲烷的式量,让学生判断甲烷的部分物理性质。 [学生活动]预期回答:颜色、状态、水溶性及密度(比空气轻)等。
[小结]甲烷的物理性质:无色、无味的气体、难溶于水、密度比空气小。
B.甲烷的化学性质
a.甲烷较稳定,不与水、高锰酸钾溶液、溴水、盐酸、氢氧化钠溶液等物质反应。
b.在特定条件下,甲烷会发生某些反应,播放 VR 教学视频,留意甲烷的氧化反应与取代反应。
点燃
甲烷的氧化反应: CH4+ 2 O2 → CO2+2H2O
光
氯气与甲烷的取代反应方程式 CH4+Cl2 → CH3Cl+HCl
[提问]CH4 与 Cl2 反应后产物有几种?哪些是有机化合物?哪种产物最多?
[学生活动]完成一氯甲烷与氯气进一步反应的方程式 。
[课堂小结]甲烷的化学性质通常情况下比较稳定,但在一定条件下可以发生燃烧反应、
取代反应和热解反应。它主要取决于甲烷稳定的正四面体结构。取代反应是甲烷的特征反应。
3、布置作业:
1、完成课本课后习题 1、2、3、5、6。
2、查阅资料,从反应形式、反应条件、反应的方向和可逆性等几个方面比较取代反应 和我们学习过的置换反应有什么区别?