7.1 认识有机化合物 第3课时 教学设计-2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

附件1： 云南省下关第一中学集体备课课时教学设计 年级：高一 学科：化学 备课组长：杨继源 主备人：郑志明 审核： 杨继源 第一节 认识有机化合物 课时3 烷烃的性质 教学设计 课题 烷烃的性质 课型 新授课 教材 必修第二册第七章 第一节 第3课时（人教版） 一、教学目标 知识目标 1. 掌握烷烃的结构特点，理解同系物的概念，能正确判断烷烃的同系物。 2. 掌握烷烃的物理性质（溶解性、熔沸点、密度、状态等）随碳原子数的变化规律，了解同分异构体对熔沸点的影响。 3. 掌握烷烃的化学性质（稳定性、氧化反应、高温分解、取代反应），理解取代反应的概念与特点，能正确书写甲烷与氯气取代反应的分步化学方程式。 4. 能从烷烃的性质归纳有机物的通性，建立“结构决定性质”的有机化学核心思维。 素养目标 宏观辨识与微观探析：从宏观现象认识烷烃的性质，从微观化学键角度理解烷烃的结构与反应本质，建立结构与性质的关联。 证据推理与模型认知：通过实验现象分析取代反应的特点，建立取代反应的认知模型，能运用模型解决同类反应的分析问题。 科学探究与创新意识：通过甲烷与氯气取代反应的实验探究，提升实验设计、现象观察与结论推导的探究能力。 科学态度与社会责任：了解烷烃在生产生活中的应用，认识化学与能源、化工产业的关联，树立安全使用有机物的意识。 二、教学重难点 教学重点 1. 烷烃的结构特点与同系物概念； 2. 烷烃的物理性质变化规律； 3. 烷烃的化学性质与取代反应 教学难点 1. 取代反应的原理与特点； 2. “结构决定性质”思维的建立与应用 三、教学分析 本节内容是学生系统学习有机化学的起始章节，在初中甲烷知识的基础上，进一步延伸到烷烃类物质的共性规律，是“结构决定性质”核心观念建立的关键载体。教学从生活中常见的烷烃（苹果表皮蜡质、蚂蚁信息素、天然气、石蜡等）引入，遵循“结构→性质→应用”的认知逻辑，先明确烷烃的结构共性，再分别讲解物理性质的递变规律与化学性质的相似性，重点通过实验突破取代反应难点，最后归纳有机物通性，为后续烃的衍生物学习奠定方法基础。课件补充了环烷烃的结构与性质、取代反应的微观过程、烷烃裂化裂解的工业应用等拓展内容，丰富了教学的广度与深度，适合高一学生的认知拓展需求。 四、学情分析 学生已具备甲烷的基础认知，了解甲烷的燃烧反应，但对烷烃的类别共性、结构与性质的关联认识较模糊。思维层面处于从形象思维向抽象思维过渡阶段，具备一定的小组讨论与实验观察能力，但对有机反应的微观过程分析、规律归纳能力有待提升。 学习难点预判：① 同系物的判断与通式应用；② 取代反应的分步过程与产物分析；③ 从甲烷性质推广到烷烃共性的逻辑推导。教学中需通过数据支撑、实验直观演示、分层问题引导帮助学生突破难点。 五、教学过程 教学环节 教学内容 教师复备 教学任务一 新课导入 【情境引入】展示生活中烷烃的实例：苹果表面的蜡状物质含二十七烷(C27H56)，圆白菜叶子表层含二十九烷(C29H60)，蚂蚁分泌的信息素含十一烷(C11H24)和十三烷(C13H28)，天然气主要成分是甲烷，石蜡、凡士林的主要成分是碳原子数较多的烷烃。 【驱动问题】这些物质都属于烷烃，它们在结构上有什么共同点？又具有哪些共性的性质？这就是我们本节课要探究的核心问题。 教学环节二 烷烃的性质 【任务1：结构分析】展示甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、正戊烷的分子结构模型，要求学生写出结构简式与分子式，分析组成与结构的相似点： 组成：均仅含C、H两种元素，分子组成相差n个CH2原子团 结构：碳原子均采取sp3杂化，全部为σ单键，呈四面体空间结构，碳原子锯齿状排列，所有原子不可能共平面 【概念建构】 链状烷烃通式：CnH2n+2（n≥1），符合该通式的一定是链状烷烃 同系物：结构相似、分子组成相差一个或若干个CH2原子团的化合物，化学性质相似，物理性质随碳原子数递变。注意：通式相同的物质不一定是同系物，如C3H6（环丙烷）与C4H8（丁烯） 环烷烃拓展：单环烷烃通式为CnH2n（n≥3），与链状烷烃结构相似，均为饱和烃，性质与烷烃相近，如环丙烷、环己烷等。 【即时巩固】判断下列物质是否为同系物：甲烷与丁烷、乙烷与乙烯、丙烷与环丙烷。 教学环节三：烷烃的物理性质 【任务2：性质猜想】结合生活经验（天然气是气体、石蜡是固体、天然气不溶于水等），小组讨论烷烃可能具有的物理性质。 【数据验证】展示烷烃物理性质数据表： 烷烃名称 分子式 常温状态 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/(g/cm³) 甲烷 CH4 气 -182 -164 0.423 乙烷 C2H6 气 -172 -89 0.545 正丁烷 C4H10 气 -138 -0.5 0.579 正戊烷 C5H12 液 -129 36 0.626 十六烷 C16H34 液 18 280 0.775 十八烷 C18H38 固 28 308 0.777 【规律总结】 状态：常温下C1~C4为气态，C5~C16为液态，C17及以上为固态（新戊烷常温下为气态） 溶解性：均难溶于水，易溶于有机溶剂 熔沸点：随碳原子数增加而升高；碳原子数相同时，支链越多，熔沸点越低 密度：均小于水，随碳原子数增加而逐渐增大 教学环节四：烷烃的化学性质 【结构引导】烷烃分子中全部为σ单键，键能大，通常情况下性质稳定。 1. 稳定性 【演示实验】将甲烷分别通入酸性高锰酸钾溶液、溴的四氯化碳溶液，观察现象：溶液均不褪色。 结论：通常情况下，烷烃与强酸、强碱、强氧化剂均不反应。 2. 氧化反应（可燃性） 【情境素材】煤矿瓦斯爆炸事故与甲烷燃烧的关联，强调安全使用可燃性气体的注意事项。 【任务3：方程式书写】写出甲烷、丙烷、辛烷的燃烧方程式，推导烷烃燃烧通式： CnH2n+2+ (3n+1)/2 O2 点燃 nCO2+ (n+1)H2O 现象：甲烷燃烧产生淡蓝色火焰，碳原子数较多的烷烃燃烧会伴有黑烟（碳含量升高，燃烧不充分）。 注意：点燃烷烃前必须验纯，防止爆炸。 3. 高温分解 【工业应用讲解】烷烃在高温、隔绝氧气条件下可分解为短链烃，用于石油化工的裂化与裂解： 甲烷高温分解：CH41000~1200℃ C + 2H2，产物炭黑可用于橡胶、油墨生产 石油裂化：C16H34催化剂、加热加压 C8H18+ C8H16，用于提高汽油产量 4. 取代反应（重点） 【任务4：实验探究】甲烷与氯气的取代反应： 实验操作：取两支试管，通过排饱和NaCl溶液各收集半试管CH4和半试管Cl2，一支用铝箔包裹避光，另一支置于光亮处（避免日光直射），静置观察现象。 实验现象： 避光组：无明显现象 光照组：气体颜色逐渐变浅，试管壁出现油状液滴，试管内水面上升 现象分析：光照下CH4与Cl2发生反应，生成易溶于水的HCl和不溶于水的液态氯代产物，导致试管内压强减小。 【概念建构】 取代反应定义：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，特点是“有进有出，取而代之”。 甲烷与氯气的分步反应： CH4+ Cl2 CH3Cl + HCl（一氯甲烷，气态） CH3Cl + Cl2 CH2Cl2+ HCl（二氯甲烷，液态） CH2Cl2+ Cl2 CHCl3+ HCl（三氯甲烷/氯仿，液态） CHCl3+ Cl2 CCl4+ HCl（四氯化碳，液态） 反应特点： 条件：光照，反应物为气态卤素单质（水溶液不反应） 过程：多步反应同时进行，产物为混合物（5种产物：4种氯代甲烷+HCl），其中HCl的物质的量最多 定量关系：每取代1mol H原子，消耗1mol Cl2，生成1mol HCl 【典例巩固】1mol CH4与Cl2反应，生成等物质的量的四种氯代物，求消耗Cl2的物质的量。 解析：每种氯代物0.25mol，消耗Cl2的量为0.25×(1+2+3+4)=2.5mol。 【规律推广】所有烷烃在光照条件下都能与卤素单质发生取代反应，写出乙烷与氯气生成一氯乙烷的反应方程式： CH3CH3+ Cl2 CH3CH2Cl + HCl 教学环节五：有机物的通性 【任务5：归纳总结】以烷烃为模板，小组讨论有机物的共性： 物理通性：大多数有机物熔点低，难溶于水，易溶于有机溶剂。 化学通性： 大多易燃烧，受热易分解 有机反应复杂，常伴有副反应，产物多为混合物 反应常需要特定条件（光照、加热、催化剂等） 教学环节六：课堂小结 【知识框架梳理】 烷烃 → 结构特点：sp3杂化、全σ单键、通式CnH2n+2→ 同系物 ↓ 性质 → 物理性质：随碳原子数递变的规律 → 化学性质：稳定性、氧化反应、高温分解、取代反应 ↓ 应用 → 燃料、化工原料、有机溶剂等 ↓ 推广 → 有机物通性 六、课堂小结 七、板书设计 一、烷烃的结构 1. 结构特点：sp3杂化、全单键、锯齿形 2. 通式：CnH2n+2（链状） 3. 同系物：结构相似，差n个CH2 二、烷烃的性质 1. 物理性质：状态、溶解性、熔沸点、密度递变规律 2. 化学性质： 稳定性：不与强酸、强碱、强氧化剂反应 氧化反应：燃烧通式，点燃验纯 高温分解：石油裂化、裂解 取代反应：定义、特点、甲烷与氯气反应方程式 三、有机物通性 物理通性、化学通性 八、随堂练习 1. 下列有关烷烃的叙述中，正确的是（ ） ①在烷烃分子中，所有的化学键都是单键 ②烷烃都能使酸性KMnO4溶液褪色 ③分子通式为CnH2n+2的烃不一定是烷烃 ④烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应 ⑤所有烷烃都可以在空气中燃烧 A.①②③ B.①④⑤ C.②③④ D.①②④ 答案：B 2. 乙烷与氯气在光照下反应生成的产物共有（ ） A.5种 B.6种 C.9种 D.10种 答案：D（提示：9种氯代乙烷+HCl） 3. 下列反应属于取代反应的是（ ） A. 甲烷燃烧 B. 乙烯使溴水褪色 C. 乙烷与氯气光照下反应 D. 甲烷高温分解 答案：C 4. 将下列气体通入酸性高锰酸钾，酸性高锰酸钾褪色的是（ ） A、 B、​ C、​ D、​ 【答案】C 【解析】A. 甲烷性质稳定，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，A选项错误；B. 二氧化碳不与酸性高锰酸钾溶液反应，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，B选项错误；C. 二氧化硫具有还原性，能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，使酸性高锰酸钾溶液褪色，C选项正确；D. 氢气与酸性高锰酸钾溶液不反应，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，D选项错误。答案选C。 5．取一支硬质大试管，通过排饱和溶液的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气（如图所示）。下列关于试管内发生的反应及现象的说法不正确的是 A．和完全反应后试管内的液面会上升 B．为加快化学反应速率，应在强光照射下完成 C．甲烷和反应后试管内壁的油状液滴含有、、 D．若与足量在光照下反应，如果生成相同物质的量的四种有机物，则消耗的物质的量为 【答案】B 【详解】A．CH4和Cl2反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和HCl，其中HCl易溶于水，导致试管内压强减小，反应后液面上升，A正确； B．甲烷和氯气发生取代反应，须在光照条件下进行，但不需要采用强光照射，如采用强光照射，可能发生爆炸，B错误； C．CH4和Cl2反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳，其中二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳为油状液滴，C正确； D．甲烷和Cl2反应发生取代反应生成，相同物质的量的四种有机物，根据守恒可知生成，0.25ml、0.25ml 、0.25ml 、0.25ml ，发生反应时1ml氯气取代1mlH，则有机物产物中氯原子的物质的量等于消耗氯气的物质的量，即为0.25×(1+2+3+4) ml=2.5ml，D正确； 故选：B。 九、教学反思 第 1 页 共 17 页 学科网（北京）股份有限公司 $