【VR課堂】最簡單的有機化合物——甲烷

【VR教學目標】

知識目標：

1.使學生了解甲烷分子的結構式和及其正四面體結構。

2.掌握甲烷的物理性質、化學性質，引入兩個新概念：結構式、取代反應。

技能目標：在甲烷分子結構的探究過程中，學習準確觀察模型、利用模型幫助思維的方法。

情感態度：在揭示甲烷性質與結構、性質與用途的關系的過程中感受化學知識在生產生活中的作用和價值。

【教學重點與難點】

重點：甲烷的分子組成、結構特征、主要化學性質（氧化反應和取代反應）。

難點：取代反應的概念和實質。

【教學用具】

甲烷的分子結構模型（球棍模型和比例模型）；VR 教學資源（高中化學——有機化學—— 甲烷）

【VR教學過程】

1.  課堂導入

[投影]可燃冰、我國西氣東輸工程等圖片，并進行如下講解。

[小結]天然氣是一種高效、低耗、潔凈的新能源。我國已探明儲量居世界第19位。天然氣水合物，也就是可燃冰，是一種很有前途的能源物質。據科學家估計，全球天然氣水合物的碳儲量是全球石油與天然氣儲量的兩倍。如果能開發利用，那將是人類莫大的福音。甲烷是天然氣，沼氣和煤礦坑道氣的主要成分。但同時甲烷也是一種重要的溫室氣體。他的溫室效應是二氧化碳的 20 倍，且在大氣中的濃度呈現出快速增長的趨勢。我們知道事物都是有兩面性的。想要很好的利用甲烷的優勢為我們的生活服務，首先，就必須對甲烷有一個完整的認識。

2. 新課教學

（1）甲烷的分子組成和分子結構

[提問]  碳原子需要形成   對共用電子對才能達到八個電子的穩定結構；氫原子欲形成兩個 電子的穩定結構，需要形成                               對共用電子對。

[展示]  甲烷分子結構模型：球棍模型、比例模型

[師生互動]  打開 VR 教學資源練習部分（高中化學——有機化學——甲烷）

步驟 1：拖動價鍵，使其角度與高亮顯示的角度重合。

步驟 2：拖動滾動條，將價鍵放置至合適角度。

通過 VR 課件互動向學生立體呈現甲烷分子結構，甲烷呈正四面體型結構，呈高度對稱狀，而且 C—H 鍵比較牢固，每個價鍵間的角度為 109.5 度。

[過渡]至此，我們對甲烷的結構有了進一步的認識。甲烷的結構決定了甲烷具有什么樣 的性質呢？這是本節課的重點。

（2）甲烷的性質

A.甲烷的物理性質

 [展示]貯存甲烷氣體的裝置，并結合甲烷的式量，讓學生判斷甲烷的部分物理性質。 [學生活動]預期回答：顏色、狀態、水溶性及密度（比空氣輕）等。

 [小結]甲烷的物理性質：無色、無味的氣體、難溶于水、密度比空氣小。

B.甲烷的化學性質

a.甲烷較穩定，不與水、高錳酸鉀溶液、溴水、鹽酸、氫氧化鈉溶液等物質反應。

b.在特定條件下，甲烷會發生某些反應，播放 VR 教學視頻，留意甲烷的氧化反應與取代反應。

                                            點燃

甲烷的氧化反應： CH4+ 2 O2  →  CO2+2H2O

                                                                       光

氯氣與甲烷的取代反應方程式 CH4+Cl2  →  CH3Cl+HCl

[提問]CH4 與 Cl2 反應后產物有幾種？哪些是有機化合物？哪種產物最多？

[學生活動]完成一氯甲烷與氯氣進一步反應的方程式 。

[課堂小結]甲烷的化學性質通常情況下比較穩定，但在一定條件下可以發生燃燒反應、

取代反應和熱解反應。它主要取決于甲烷穩定的正四面體結構。取代反應是甲烷的特征反應。

3、布置作業：

1、完成課本課后習題 1、2、3、5、6。

2、查閱資料，從反應形式、反應條件、反應的方向和可逆性等幾個方面比較取代反應 和我們學習過的置換反應有什么區別？