Конспект урока
Тема урока: Алканы.
Цель урока: На примере ацетилена изучить и научиться предсказывать химические свойства, составлять уравнения реакции, характеризующие химические свойства алкинов.
Задачи:
Образовательные:
- обобщить понятие класса алканов, их общую формулу, гомологический ряд, гомологии и изомерии характерной для класса алканов, проверить уровень усвоения учебного материала по теме урока.
Воспитательные:
- воспитывать мировоззрение и единую химическую картину мира,- воспитывать дисциплинированность, ответственное отношение к учебному труду, выработка личностных качеств: аккуратности, внимательности при заполнении тетрадей, точности ответов, показать тесную связь химии с жизнью, умение работать самостоятельно.
Развивающие:
- развивать умения выделять главное, существенное, развивать химически грамотную речь, образное и логическое мышление
Новые знания: алканы, метан
Опорные знания: природные источники углеводородов, изомерия, номенклатура.
Формы проведения урока: урок.
Методы проведения урока: объяснительно-иллюстративный репродуктивный, частично-поисковый, наглядный.
Тип урока: урок усвоения новых знаний.
Литература:
Габриелян О.С. – Химия. 10 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений/ О.С.Габриелян. – М.: Дрофа 2005;
О.С.Габриелян, И.Г. Остроумова Настольная книга учителя химия 10 Дрофа М 2008г Л.Ю. Аликберова Занимательная химия;
Габриелян О.С. – Химия: пособие для школьников старших классов и поступающих в вузы.
Ход урока.
№
Деятельность учителя
Деятельность учащихся
t
1
Организационный момент
- Здравствуйте, ребята. Присаживайтесь. Все ли присутствуют на уроке?
Ученики здороваются. Дежурный называет отсутствующих.
2
Актуализация чувственного опыта т опорных знаний учащихся.
Что называется органической химией?
Правила и особенности классификации.
раздел химии, изучающий соединения углерода, их структуру, свойства, методы синтеза Органическими называют соединения углерода с другими элементами. Наибольшее количество соединений углерод образует с так называемыми
элементами-органогенами: H, N, O, S, P.
В основе классификации лежит структура органических соединений. Основа описания структуры структурная формула. Атомы элементов обозначаются латинскими символами, как они обозначены в периодической таблице химических элементов
3
Мотивация
Значение органических соединений огромно уже потому, что жизнь на Земле связана с их возникновением и превращениями. В любом живом организме протекают миллионы химических реакций, обеспечивающих процессы дыхания, пищеварения, размножения, функционирования каждой клетки, органов и ткани.
4
П ервичное восприятие и осознание нового материала
Алканы, или парафины алифатические предельные углеводороды, в молекулах которых атомы углерода связаны между собой простой s-связью. Оставшиеся валентности углеродного атома, не затраченные на связь с другими атомами углерода, полностью насыщены водородом. Поэтому предельные углеводороды содержат в молекуле максимальное число водородных атомов.
Что такое изомеры?
Характерна изомерия углеродного скелета (структурная изомерия).
Что такое номенклатура?
Номенклатура.
Для названия предельных углеводородов применяют в основном систематическую и рациональную номенклатуры. Названия первых четырех членов гомологического ряда метана тривиальные: метан, этан, пропан, бутан. Начиная с пятого названия образованы от греческих числительных с добавлением суффикса –ан. Общее название предельных углеводородов алканы. По рациональной номенклатуре алканы рассматривают как производные метана, в молекуле которого один или несколько водородных атомов замещены на радикалы
Получение алканов.
Для получения алканов используют в основном природные источники. Газообразные алканы получают из природного и попутных нефтяных газов, а твердые алканы из нефти. Природной смесью твердых высокомолекулярных алканов является горный воск природный битум.
1. 500 °С, оксиды железа nC+2nН2(СnН2n + 2
2 лабораторные методы:
1.Гидрирование этиленовых и ацетиленовых углеводородов в присутствии катализатора (Pt, Pd, Ni): H2C=CH2+H2(H3CCH3
2.Действие металлического натрия на галогенопроизводные алканов (галогеналкилы) реакция А.Вюрца:
Н3СI + 2Na + IСН3(Н3ССН3 + 2NaI
3. Сплавление солей карбоновых кислот со щелочами:
Н3ССOONa + NaOH(СН4 + Na2CО3
4. Восстановление галогенопроизводных (Pt):
Н3СС1+Н2(CH4+НС1
Физические свойства.
Первые четыре члена гомологического ряда метана газообразные вещества, начиная с пентана жидкости, а углеводороды с числом углеродных атомов 16 и выше твердые вещества (при обычной температуре). Алканы неполярные соединения и трудно поляризуемые. Они легче воды и в ней практически не растворяются. Не растворяются также в других растворителях с высокой полярностью. Жидкие алканы хорошие растворители для многих органических веществ. Метан и этан, а также высшие алканы не имеют запаха. Алканы горючие вещества. Метан горит бесцветным пламенем.
Химические свойства.
Предельные углеводороды характеризуются малой реактивной способностью. Их называют инерционными, химически стойкими, парафинами (от латинского parum affinis – “мало сродства”).
Сегодня на уроке познакомимся со взаимодействием алканов с кислородом, галогенами, термическим разложением, изомеризацией.
1. Горючесть алканов.
При поджигании (t = 600oС) алканы вступают в реакцию с кислородом, при этом происходит их окисление до углекислого газа и воды.
СnН2n+2 + O2 CO2 + H2O + Q
например:
СН4 + 2O2 CO2 + 2H2O + Q
Смесь метана с кислородом или воздухом при поджигании может взрываться.
Наиболее сильный взрыв получается при объёмных отношениях 1 : 2 (с кислородом) или 1 : 10 (с воздухом), т.к. метан и кислород вступают в реакцию полностью.
Подобные смеси опасны в каменноугольных шахтах. Чтобы обеспечить безопасность работы в шахтах, там устанавливают анализаторы, сигнализирующие о появлении газа, и мощные вентиляционные устройства.
С3Н8 + 5O2 3CO2 + 4H2O + Q
Горение пропан-бутановой смеси можно продемонстрировать на примере газовой зажигалки.
При горении алканов выделяется много теплоты, что позволяет использовать их в качестве источника энергии. Но большая часть их используется в качестве сырья для получения других продуктов.
2. Разложение алканов.
СnН2n+2 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]C + H2
СН4 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]C + 2H2
С4Н10 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]4C + 5H2
Метан в термическом отношении более устойчив, чем другие алканы. Причина этого в достаточной прочности С – Н связей.
3. Реакции замещения (протекают с галогенами и другими окислителями при определённых условиях: свет, температура).
СН4 + Cl2 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]CH3Cl + HCl
СН3Cl + Cl2 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]CH2Cl2 + HCl
СН2Cl2 + Cl2 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]CHCl3 + HCl
СНCl3 + Cl2 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]CCl4 + HCl
Механизм цепных реакций достаточно сложен, объяснение ему было дано русским учёным Н.Н. Семёновым, за что он в 1956 г. был удостоен Нобелевской премии.
4. Реакции изомеризации характерны не для всех алканов. Обращается внимание на возможность превращения одних изомеров в другие, наличие катализаторов.
С4Н10 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]C4H10
Уравнение вызывает недоумение, т.к. учащиеся не встречались с реакциями, при которых состав молекул не изменялся. Значит, химические реакции могут сопровождаться не только изменением состава веществ, но и изменением их строения, что часто встречается в органической химии. Чтобы выразить такое превращение, надо пользоваться структурными формулами.
Структурно это выглядит следующим образом:
СН3 – СН2 – СН2 –СН3 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] СН3 –СН – СН3 СН3
бутан СН3
изобутан
присоединение (гидрирование):
C6H12 + H2 (C6H14
(при нагревании под давлением в присутствии Ni-катализатора)
разложение (дегидрирование, крекинг, пиролиз):
C6H12 (C6H6 + 3H2 (при нагревании с катализатором).
- химические соединения, одинаковые по составу и молекулярной массе, но различающиеся по строению и свойствам.
- это совокупность терминов, названий, употребляемых в какой-либо специальной области знаний или деятельности
5
Осмысление внутренних закономерностей, связей между изучаемыми предметами в процессе мыслительной работы и выполнения познавательных заданий
Составьте структурные формулы:
2,2-диметилнонан
2,2,3,3-терахлорбутан
2,3-диметилбутан
3,3-дифторпентан
6
Обобщение и систематизация изученных на уроке понятий и ранее усвоенных знаний
1. Укажите ошибочное определение алканов:
а) предельные углеводороды;б) карбоциклические соединения (в молекулах имеются циклы);в) насыщенные углеводороды;г) парафиновые углеводороды.
2. Общая формула алканов:
а) СnH2n;б) СnH2n+1;в) СnH2n+2;г) СnН2n-2.
3. Признаки, характеризующие строение алканов:
а) SP3-гибридизация, плоская форма молекул [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]120о, [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]-связи;б) SP-гибридизация, линейная форма молекул [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]180о, [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]-связи;в) SP3-гибридизация, форма молекул – тетраэдр [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]109о28', [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]-связи.
4. Невозбуждённый атом углерода имеет электронную конфигурацию:
а) 1S22S12P3;б) 1S22S22P2;в) 1S22S22P3;г) 1S22S22P4.
5. Возбужденный атом углерода имеет электронную конфигурацию:
а) 1S22S22P3;б) 1S22S22P2;в) 1S22S22P4;г) 1S22S12P3.
7
Подведение итогов урока. Оценка работы всего класса.
В конце урока учащиеся записывают выводы, вытекающие из содержания изученного материала .
Алканы (предельные углеводороды) характеризуются общими свойствами, на основании которых объединяются в гомологические ряды:
имеют общую формулу СnH2n+2;
все атомы углерода находятся в них в состоянии SP3-гибридизации;
имеют прочные ковалентные [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ](сигма) связи;
на основе их свойств алканы широко используются в различных сферах деятельности человека.
Свойства алканов находятся в зависимости от электронно-пространственного строения, прочных химических связей.
8
Домашнее задание.
параграф 11,составить задание по пройденной теме – творч. задание.
учащиеся записывают
Заголовок 115
Тема урока: Алканы.
Цель урока: На примере ацетилена изучить и научиться предсказывать химические свойства, составлять уравнения реакции, характеризующие химические свойства алкинов.
Задачи:
Образовательные:
- обобщить понятие класса алканов, их общую формулу, гомологический ряд, гомологии и изомерии характерной для класса алканов, проверить уровень усвоения учебного материала по теме урока.
Воспитательные:
- воспитывать мировоззрение и единую химическую картину мира,- воспитывать дисциплинированность, ответственное отношение к учебному труду, выработка личностных качеств: аккуратности, внимательности при заполнении тетрадей, точности ответов, показать тесную связь химии с жизнью, умение работать самостоятельно.
Развивающие:
- развивать умения выделять главное, существенное, развивать химически грамотную речь, образное и логическое мышление
Новые знания: алканы, метан
Опорные знания: природные источники углеводородов, изомерия, номенклатура.
Формы проведения урока: урок.
Методы проведения урока: объяснительно-иллюстративный репродуктивный, частично-поисковый, наглядный.
Тип урока: урок усвоения новых знаний.
Литература:
Габриелян О.С. – Химия. 10 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений/ О.С.Габриелян. – М.: Дрофа 2005;
О.С.Габриелян, И.Г. Остроумова Настольная книга учителя химия 10 Дрофа М 2008г Л.Ю. Аликберова Занимательная химия;
Габриелян О.С. – Химия: пособие для школьников старших классов и поступающих в вузы.
Ход урока.
№
Деятельность учителя
Деятельность учащихся
t
1
Организационный момент
- Здравствуйте, ребята. Присаживайтесь. Все ли присутствуют на уроке?
Ученики здороваются. Дежурный называет отсутствующих.
2
Актуализация чувственного опыта т опорных знаний учащихся.
Что называется органической химией?
Правила и особенности классификации.
раздел химии, изучающий соединения углерода, их структуру, свойства, методы синтеза Органическими называют соединения углерода с другими элементами. Наибольшее количество соединений углерод образует с так называемыми
элементами-органогенами: H, N, O, S, P.
В основе классификации лежит структура органических соединений. Основа описания структуры структурная формула. Атомы элементов обозначаются латинскими символами, как они обозначены в периодической таблице химических элементов
3
Мотивация
Значение органических соединений огромно уже потому, что жизнь на Земле связана с их возникновением и превращениями. В любом живом организме протекают миллионы химических реакций, обеспечивающих процессы дыхания, пищеварения, размножения, функционирования каждой клетки, органов и ткани.
4
П ервичное восприятие и осознание нового материала
Алканы, или парафины алифатические предельные углеводороды, в молекулах которых атомы углерода связаны между собой простой s-связью. Оставшиеся валентности углеродного атома, не затраченные на связь с другими атомами углерода, полностью насыщены водородом. Поэтому предельные углеводороды содержат в молекуле максимальное число водородных атомов.
Что такое изомеры?
Характерна изомерия углеродного скелета (структурная изомерия).
Что такое номенклатура?
Номенклатура.
Для названия предельных углеводородов применяют в основном систематическую и рациональную номенклатуры. Названия первых четырех членов гомологического ряда метана тривиальные: метан, этан, пропан, бутан. Начиная с пятого названия образованы от греческих числительных с добавлением суффикса –ан. Общее название предельных углеводородов алканы. По рациональной номенклатуре алканы рассматривают как производные метана, в молекуле которого один или несколько водородных атомов замещены на радикалы
Получение алканов.
Для получения алканов используют в основном природные источники. Газообразные алканы получают из природного и попутных нефтяных газов, а твердые алканы из нефти. Природной смесью твердых высокомолекулярных алканов является горный воск природный битум.
1. 500 °С, оксиды железа nC+2nН2(СnН2n + 2
2 лабораторные методы:
1.Гидрирование этиленовых и ацетиленовых углеводородов в присутствии катализатора (Pt, Pd, Ni): H2C=CH2+H2(H3CCH3
2.Действие металлического натрия на галогенопроизводные алканов (галогеналкилы) реакция А.Вюрца:
Н3СI + 2Na + IСН3(Н3ССН3 + 2NaI
3. Сплавление солей карбоновых кислот со щелочами:
Н3ССOONa + NaOH(СН4 + Na2CО3
4. Восстановление галогенопроизводных (Pt):
Н3СС1+Н2(CH4+НС1
Физические свойства.
Первые четыре члена гомологического ряда метана газообразные вещества, начиная с пентана жидкости, а углеводороды с числом углеродных атомов 16 и выше твердые вещества (при обычной температуре). Алканы неполярные соединения и трудно поляризуемые. Они легче воды и в ней практически не растворяются. Не растворяются также в других растворителях с высокой полярностью. Жидкие алканы хорошие растворители для многих органических веществ. Метан и этан, а также высшие алканы не имеют запаха. Алканы горючие вещества. Метан горит бесцветным пламенем.
Химические свойства.
Предельные углеводороды характеризуются малой реактивной способностью. Их называют инерционными, химически стойкими, парафинами (от латинского parum affinis – “мало сродства”).
Сегодня на уроке познакомимся со взаимодействием алканов с кислородом, галогенами, термическим разложением, изомеризацией.
1. Горючесть алканов.
При поджигании (t = 600oС) алканы вступают в реакцию с кислородом, при этом происходит их окисление до углекислого газа и воды.
СnН2n+2 + O2 CO2 + H2O + Q
например:
СН4 + 2O2 CO2 + 2H2O + Q
Смесь метана с кислородом или воздухом при поджигании может взрываться.
Наиболее сильный взрыв получается при объёмных отношениях 1 : 2 (с кислородом) или 1 : 10 (с воздухом), т.к. метан и кислород вступают в реакцию полностью.
Подобные смеси опасны в каменноугольных шахтах. Чтобы обеспечить безопасность работы в шахтах, там устанавливают анализаторы, сигнализирующие о появлении газа, и мощные вентиляционные устройства.
С3Н8 + 5O2 3CO2 + 4H2O + Q
Горение пропан-бутановой смеси можно продемонстрировать на примере газовой зажигалки.
При горении алканов выделяется много теплоты, что позволяет использовать их в качестве источника энергии. Но большая часть их используется в качестве сырья для получения других продуктов.
2. Разложение алканов.
СnН2n+2 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]C + H2
СН4 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]C + 2H2
С4Н10 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]4C + 5H2
Метан в термическом отношении более устойчив, чем другие алканы. Причина этого в достаточной прочности С – Н связей.
3. Реакции замещения (протекают с галогенами и другими окислителями при определённых условиях: свет, температура).
СН4 + Cl2 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]CH3Cl + HCl
СН3Cl + Cl2 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]CH2Cl2 + HCl
СН2Cl2 + Cl2 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]CHCl3 + HCl
СНCl3 + Cl2 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]CCl4 + HCl
Механизм цепных реакций достаточно сложен, объяснение ему было дано русским учёным Н.Н. Семёновым, за что он в 1956 г. был удостоен Нобелевской премии.
4. Реакции изомеризации характерны не для всех алканов. Обращается внимание на возможность превращения одних изомеров в другие, наличие катализаторов.
С4Н10 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]C4H10
Уравнение вызывает недоумение, т.к. учащиеся не встречались с реакциями, при которых состав молекул не изменялся. Значит, химические реакции могут сопровождаться не только изменением состава веществ, но и изменением их строения, что часто встречается в органической химии. Чтобы выразить такое превращение, надо пользоваться структурными формулами.
Структурно это выглядит следующим образом:
СН3 – СН2 – СН2 –СН3 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] СН3 –СН – СН3 СН3
бутан СН3
изобутан
присоединение (гидрирование):
C6H12 + H2 (C6H14
(при нагревании под давлением в присутствии Ni-катализатора)
разложение (дегидрирование, крекинг, пиролиз):
C6H12 (C6H6 + 3H2 (при нагревании с катализатором).
- химические соединения, одинаковые по составу и молекулярной массе, но различающиеся по строению и свойствам.
- это совокупность терминов, названий, употребляемых в какой-либо специальной области знаний или деятельности
5
Осмысление внутренних закономерностей, связей между изучаемыми предметами в процессе мыслительной работы и выполнения познавательных заданий
Составьте структурные формулы:
2,2-диметилнонан
2,2,3,3-терахлорбутан
2,3-диметилбутан
3,3-дифторпентан
6
Обобщение и систематизация изученных на уроке понятий и ранее усвоенных знаний
1. Укажите ошибочное определение алканов:
а) предельные углеводороды;б) карбоциклические соединения (в молекулах имеются циклы);в) насыщенные углеводороды;г) парафиновые углеводороды.
2. Общая формула алканов:
а) СnH2n;б) СnH2n+1;в) СnH2n+2;г) СnН2n-2.
3. Признаки, характеризующие строение алканов:
а) SP3-гибридизация, плоская форма молекул [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]120о, [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]-связи;б) SP-гибридизация, линейная форма молекул [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]180о, [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]-связи;в) SP3-гибридизация, форма молекул – тетраэдр [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]109о28', [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]-связи.
4. Невозбуждённый атом углерода имеет электронную конфигурацию:
а) 1S22S12P3;б) 1S22S22P2;в) 1S22S22P3;г) 1S22S22P4.
5. Возбужденный атом углерода имеет электронную конфигурацию:
а) 1S22S22P3;б) 1S22S22P2;в) 1S22S22P4;г) 1S22S12P3.
7
Подведение итогов урока. Оценка работы всего класса.
В конце урока учащиеся записывают выводы, вытекающие из содержания изученного материала .
Алканы (предельные углеводороды) характеризуются общими свойствами, на основании которых объединяются в гомологические ряды:
имеют общую формулу СnH2n+2;
все атомы углерода находятся в них в состоянии SP3-гибридизации;
имеют прочные ковалентные [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ](сигма) связи;
на основе их свойств алканы широко используются в различных сферах деятельности человека.
Свойства алканов находятся в зависимости от электронно-пространственного строения, прочных химических связей.
8
Домашнее задание.
параграф 11,составить задание по пройденной теме – творч. задание.
учащиеся записывают
Заголовок 115