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        高中化學(xué)甲烷的教學(xué)案例設(shè)計(jì)及反思

        2018-10-20 10:53:56彭光明
        文理導(dǎo)航 2018年17期
        關(guān)鍵詞:甲烷教學(xué)設(shè)計(jì)高中化學(xué)

        彭光明

        【摘 要】甲烷是重要的能源之一,西氣東輸?shù)奶烊粴?,農(nóng)村的有機(jī)物發(fā)酵所產(chǎn)生的沼氣,其主要成分都是甲烷,甲烷與人們的生活生產(chǎn)聯(lián)系十分密切。可是甲烷的實(shí)驗(yàn)室制備是一個(gè)難做的實(shí)驗(yàn),教學(xué)效果都不太理想。因此本文結(jié)合教學(xué)過程及反思,總結(jié)了該實(shí)驗(yàn)探究的一些方法及經(jīng)驗(yàn)。

        【關(guān)鍵詞】高中化學(xué);甲烷;實(shí)驗(yàn);教學(xué)設(shè)計(jì)

        一、高中化學(xué)甲烷的教學(xué)導(dǎo)入設(shè)計(jì)

        甲烷是一種重要的綠色能源。在高中化學(xué)課程導(dǎo)入過程中,教師可以利用生活現(xiàn)象來(lái)進(jìn)行引入,這樣不僅可以貼近學(xué)生的生活,還能培養(yǎng)學(xué)生善于觀察、善于提問的品質(zhì)。

        師: 在農(nóng)村里我們煮飯燒菜時(shí)往往看不到管道煤氣,也不再使用濃煙滾滾的柴火。大家知道從灶里面冒出來(lái)的是什么氣體嗎?

        以生活實(shí)際出發(fā),進(jìn)行課堂的導(dǎo)入,再引進(jìn)新課學(xué)習(xí),有利于學(xué)生從身邊出發(fā)去探索發(fā)現(xiàn)化學(xué)知識(shí)。等學(xué)生開始想進(jìn)一步了解這一可燃?xì)怏w時(shí),教師再順勢(shì)進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的介紹:天然氣、沼氣和煤礦坑道里產(chǎn)生的坑氣的主要成分都是甲烷。其中,在我們國(guó)家天然氣已經(jīng)進(jìn)入大部分城市家庭,沼氣也已成為很多農(nóng)村家庭主要的能源?,F(xiàn)在世界石油資源爭(zhēng)奪戰(zhàn)越演越烈,甲烷可以作為一種非常好的替代能源,目前有些城市的汽車已經(jīng)以天然氣作為燃料。那么,甲烷具有怎樣的性質(zhì)呢?帶著問題引導(dǎo)學(xué)生走進(jìn)堂課的學(xué)習(xí)當(dāng)中。

        二、以問題為“向?qū)А?,探索化學(xué)奧秘、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的過程

        學(xué)而不思則罔,思而不學(xué)則殆。在教學(xué)的過程中,教師要善于利用問題作為“向?qū)А敝敢龑W(xué)生一步一步地走進(jìn)高中化學(xué)的探索殿堂。巧設(shè)疑問則是教師充分發(fā)揮教學(xué)藝術(shù)的方法之一,因此,在動(dòng)手探索化學(xué)知識(shí)的過程中,教師要將設(shè)疑作為一塊塊學(xué)生“過河”探索的石頭,讓學(xué)生踩著石頭過河探索發(fā)現(xiàn)。

        例如通過課本預(yù)習(xí),學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)1中甲烷是一種無(wú)色、無(wú)味的氣體。在實(shí)驗(yàn)2可以發(fā)現(xiàn):甲烷燃燒時(shí)火焰明亮并呈淡藍(lán)色,在氣體燃燒的火焰上方罩一個(gè)干燥燒杯,觀察燒杯壁有液滴生成,迅速倒轉(zhuǎn)燒杯,向燒杯中加入少量澄清的石灰水觀察到有白色沉淀產(chǎn)生。

        在實(shí)驗(yàn)3中得知:酸性高錳酸鉀溶液無(wú)明顯變化。那么,這時(shí)候,教師就可以為學(xué)生設(shè)計(jì)以下的疑問,激發(fā)學(xué)生去思考:

        首先,根據(jù)實(shí)驗(yàn)1的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,結(jié)合生活實(shí)際,試總結(jié)甲烷的物理性質(zhì);

        其次,請(qǐng)解釋實(shí)驗(yàn)2中,把一干燥的小燒杯罩在火焰上,后迅速倒轉(zhuǎn)燒杯,向燒杯中加入少量澄清的石灰水的目的,并書寫出甲烷燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式;

        最后,根據(jù)酸性高錳酸鉀溶液的性質(zhì),試解釋實(shí)驗(yàn)3的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明什么問題。

        【學(xué)生活動(dòng)】充分思考、討論,書寫的甲烷的分子式、電子式、結(jié)構(gòu)式

        【問題1】根據(jù)實(shí)驗(yàn)1的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,結(jié)合生活實(shí)際,試總結(jié)甲烷的物理性質(zhì):甲烷是一種無(wú)色、無(wú)味的氣體,熔點(diǎn)低,密度小于空氣,難溶解于水。

        【問題2】學(xué)生總結(jié),在甲烷燃燒的火焰上方罩一個(gè)干燥燒杯,觀察燒杯壁有無(wú)液滴生成證明是否有水生成;向燒杯中加入少量澄清的石灰水,觀察有無(wú)白色沉淀生成的目的是證明是否有二氧化碳生成。甲烷的氧化反應(yīng):CH■+2O■→CO■+2H■O。

        教師這個(gè)時(shí)候可以繼續(xù)追問:我國(guó)煤資源非常豐富,許多煤礦都是瓦斯煤礦,容易發(fā)生瓦斯爆炸事故,造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。請(qǐng)你分析,在什么情況下容易發(fā)生礦井瓦斯爆炸?對(duì)此應(yīng)采取哪些安全措施?

        【學(xué)生思考后回答】瓦斯遇到明火容易發(fā)生礦井爆炸;為避免瓦斯爆炸,井下應(yīng)嚴(yán)禁煙火。

        【提問】根據(jù)酸性高錳酸鉀溶液的性質(zhì),試解釋實(shí)驗(yàn)3的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明什么問題。

        【學(xué)生回答】高錳酸鉀是實(shí)驗(yàn)室中常用的強(qiáng)氧化劑,而甲烷不能使高錳酸鉀溶液褪色,說(shuō)明甲烷不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化。

        【教師小結(jié)】通過這個(gè)實(shí)驗(yàn),我們可以看出甲烷雖然能與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng),但不能被其他氧化劑氧化,也就是說(shuō)甲烷的化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定。

        【過渡】雖然甲烷的化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定,但它在一定條件下也可以與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。

        【演示實(shí)驗(yàn)】取一支大試管,用排飽和食鹽水的方法收集體積比為1:4的甲烷和氯氣,用橡皮塞塞好管口,放在光亮的地方。大約3分鐘后,將試管倒立于盛有飽和食鹽水的水槽中,并取下試管上的橡皮塞,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

        【學(xué)生總結(jié)】試管中的水面上升,氣體的顏色變淺,試管的內(nèi)壁上有油狀液滴,水槽中有無(wú)色晶體析出。

        教師繼續(xù)追問:試管中的水面上升,氣體的顏色變淺,試管的內(nèi)壁上有油狀液滴,說(shuō)明什么問題?

        【學(xué)生回答】甲烷和氯氣在光照下發(fā)生化學(xué)反應(yīng),且有難溶于水的物質(zhì)生成。

        教師最后點(diǎn)撥:強(qiáng)調(diào)觀察反應(yīng)過程中物質(zhì)斷鍵和成鍵的情況。在光的作用下,甲烷中一個(gè)碳?xì)滏I、氯氣中的共價(jià)鍵斷裂,甲烷中的氫原子被氯原子來(lái)代替生成一氯甲烷和氯化氫。此時(shí)這個(gè)反應(yīng)并沒有結(jié)束,甲烷中的其他的氫原子也會(huì)逐步被氯原子代替。

        三、甲烷教學(xué)設(shè)計(jì)的反思

        1.甲烷的燃燒反應(yīng),學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)過,之所以補(bǔ)充甲烷與高錳酸鉀的反應(yīng),一方面通過對(duì)比,說(shuō)明甲烷在通常條件下是穩(wěn)定的,在一定條件下,甲烷也可以發(fā)生氧化反應(yīng);另一方面,將來(lái)學(xué)習(xí)乙烯的性質(zhì)時(shí),可以將甲烷、乙烯的性質(zhì)進(jìn)行對(duì)比,以加深印象。

        2.甲烷的取代反應(yīng)是本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn),甲烷和氯氣的取代反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)學(xué)生操作起來(lái)比較困難,可由教師演示,同時(shí)組織學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,然后由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象入手,提出問題,逐步揭示甲烷與氯氣反應(yīng)的實(shí)質(zhì)。

        3.教師演示氯氣與甲烷取代反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)3分鐘是否能有明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,因?yàn)檫@個(gè)反應(yīng)進(jìn)行得比較慢。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中有無(wú)色晶體析出在后面的討論中沒有出現(xiàn),會(huì)不會(huì)留下疑點(diǎn)。建議課下組織學(xué)生搜集、查閱相關(guān)的信息,收集和分析信息,得出正確解釋,這樣學(xué)生通過合作,既完成了資料的收集,又鍛煉了獲取信息的能力,加深了對(duì)知識(shí)的理解。

        4. 討論取代反應(yīng)概念時(shí)與置換反應(yīng)作了對(duì)比是為了加深對(duì)這個(gè)概念的理解,可是放在前面是否沖淡了這節(jié)課的主題,建議教師可將取代反應(yīng)與置換反應(yīng)的對(duì)比作為課下思考題,由學(xué)生對(duì)比思考或互相討論得出結(jié)論,這樣可以鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力。

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