Урок по химии на тему Предельные углеводороды ( 10 кл.)

Тема: «Предельные углеводороды».

1.Предмет: химия

2.Класс: 10 -й

3.Тема: «Предельные углеводороды».

4.Цель: Обобщение и систематизация знаний и умений по теме: «Предельные углеводороды: свойства, получение и применение». Составление опорных карт для работы на уроке.

5.Задачи:

-Образовательные: расширение понятий об алканах ( гомологи, изомеры, радикал, sp³ - гибридизация), умений решать задачи с алканами, развитие навыков написания структурных формул, углубление понятий строения, а также совершенствование учебно-коммуникативных навыков и умений.

-Воспитательные: Формировать у учащихся познавательный интерес к изучаемому предмету.

-Развивающие: Развивать у учащихся умение выделять главное, сравнивать, обобщать, логически излагать свои мысли.

6.Тип урока: Урок обобщения и систематизации знаний при помощи опорных карт.

7.Методы обучения: использование ИКТ, методического пособия «химической линейки», тренировочные упражнения в группах, работа с опорными картами.

8.Ход урока:

1.Организационный момент - 1 мин.

2.Проверка домашнего задания - 5 мин.

3.Объяснение нового материала- 30 мин.

4 Составление опорной карты совместно с учащимися.

5.Групповая работа (в 4группах). 1 группа - внесение в опорную карту физических свойств алканов,

2 группа - внесение в опорную карту химических свойств алканов, 3 группа - внесение в опорную карту получение алканов ,

4 группа - внесение в опорную карту применение алканов.

6.Повторение и закрепление знаний -7 мин.

7.Подведение итогов урока- 2 мин.

9.Структура урока:

1.Сообщение темы, задач урока, мотивация учебной деятельности.

2.Проверка ранее усвоенных знаний - устная фронтальная.

3. Восприятие и осмысление учащимися нового материала.

4. Усвоение навыков и умений по опорным картам.

5.Подведение итогов урока и оценка деятельности учащихся.

Ход урока. 1.Организационный момент 2.Проверка домашнего задания: Стр.11 № 4, 5.- 1 чел.

(пока письменно на рабочем месте Стр.11 № 7 (а) - 1 чел отвечают, проводится фр. опрос) Стр.11 № 15 - 1 чел Фронтальный опрос:

1.Две группы веществ на начало XIX столетия? (минеральные и органические).

2.Кого называли виталистами? (Учёных, считавших, что органические вещества могут образовываться только в живых организмах при помощи «жизненной силы»).

3.Что вам известно об учёном Ф. Вёлере, А.В .Кольбе, М. Бертло, А.М. Бутлерове, Н.Н. Зинине, С.В. Лебедеве?(открытие щавелевой к-ты, мочевины; уксусной кислоты; синтез жира; получение сахаристого вещества; промышленная разработка анилина из бензола, производство синтетического каучука).

4.Основные положения теории органических веществ:

-1) все атомы, образующие молекулы….

-2)свойства веществ зависят….

-3) по свойствам данного вещества…

-4)атомы и группы атомов….

5.Значение теории строения орг. в-в А.М. Бутлерова. (Теория не только объяснила строение….).

3. Новый материал.

Тема нашего сегодняшнего урока «Предельные углеводороды (алканы или парафины)». На прошлом уроке вы увидели структурную формулу молекул углеводородов метана СН_4, пропана С₃Н₈ и бутана С₄Н₁₀. В молекулах алканов все валентные связи С и Н полностью насыщены, поэтому они не способны к реакциям присоединения.

И поэтому данному классу можно дать определение: Углеводороды с общей формулой СnН₂n₊₂, которые не присоединяют водород и другие элементы, называются предельными углеводородами или алканами.

Включаю проектор. Вы видите здесь структурные формулы алканов. Простейший представитель предельных углеводородов - метан СН_4., его структурная и электронная формула. Здесь же и пространственное строение молекулы. Вспомним о формах электронных облаков и размещении электронов по энергетическим уровням и подуровням. Эта картина вам знакома и изучена в 9 классе « Положение элементов подгруппы углерода в П.С.Х.Э., строении их атомов», (глава V, параграф 28, стр.78-80). Какие электроны участвуют в гибридизации? Верно. Так как в гибридизации участвуют один s-электрон и три p-электрона, то вы знаете, что такой её вид называется = правильно= sp³ - гибридизацией.

А теперь перейдём к подобным углеводородам, сходных по свойствам и строению с метаном. На прошлом уроке мы с вами использовали «химическую линейку» с изображением структурных формул, на которой справа указаны наименования алканов. Какие вы уже знаете? Обратите внимание на их структурные формулы. Существует много углеводородов, сходных с метаном, т.е. гомологов метана (греческое «гомолог» - сходный). Посмотрите на линейку, назовите гомологи. Правильно. Кто заметил отличие? Чем отличаются друг от друга эти углеводороды? (СН2). Группу СН₂ -называют гомологической разностью. А общая формула предельных углеводородов будет СnН2n+2 . А теперь поверните линейку обратной стороной и вы увидите, что справа стоят окончания - ил. Это линейка радикалов. Пользуясь ею, прочтите название первого, второго, третьего и т.д. радикала алкана, передвигая движущуюся часть вправо. А какие отличия вы здесь видите? Да. Правильно. Это тот же ряд углеводородов, что и на обратной стороне... Но, вычисляя из формул по одному атому водорода, мы получаем группы атомов, которые называются радикалами. Изменение суффикса -ан на -ил даёт название радикалу : метил, этил…

Многочисленность углеводородов объясняется явлением изомерии. С возрастанием числа атомов углерода в молекуле число изомеров резко увеличивается. На экране показаны структурные формулы веществ. Назовите увиденный углеводород. Правильно. Это бутан. А его изомер называется изобутан. Изомерия начинается с четвёртого атома углерода, т. е. с бутана. На следующем уроке мы познакомимся с изомерами подробно и изучим их построение. А сейчас мы делимся на четыре группы. Вы принесли чистые листы, в которых запишите результаты опыта и сведения об алканах А теперь внимание: опыт. Я беру ацетат натрия и и твёрдый гидроксид натрия, соединяю их и нагреваю. Скажите, что вы наблюдаете при нагревании ацетата натрия с твёрдым гидроксидом натрия? Да, выделяется газ. Эта реакция была названа реакцией Вюрца( в 1855 г. её осуществил фр.химик А.Вюрц).Первая группа , графически обозначьте в цветном изображении на листе бумаги, что за газ находится в пробирке. Его физические свойства. Да, правильно заметили, что газ легче воздуха, поэтому пробирка перевёрнута. Обсудите его свойства, исходя из наблюдения. Вторая группа, посмотрите на экран и вспомните, в какие реакции могут вступать предельные углеводороды и почему. Почему их назвали предельными? Значит , в какие реакции они могут вступать, а в какие нет? Вспомните фильм и слайды об алканах . Обозначьте все химические свойства на листе бумаги. Третья группа, посмотрите и вспомните, из каких веществ получился газ. Выполните то же, что и другие группы. И четвёртая группа - где можно применить предельные углеводороды. А теперь все посмотрим ещё раз опыт на экране, на продукты реакции и нахождение в природе, сделаем в группах необходимые выводы на основе увиденного и услышанного и продолжим графическое изображение на листах, как вы уже умеете это делать. Ученики заполняют листы, а я вывешиваю опорную карту предельных углеводородов, заранее приготовленную. Внимание: группы, теперь обменяйтесь картами друг с другом так, чтобы у вас осталась одна ваша карта, а другие обменяйте на другие, чтобы они не повторялись. Посмотрите, вы сделали общую большую карту, на которой указаны физические, химические свойства, получение и применение. Сравните её с моей. Вы будете ею пользоваться при работе на уроках. А теперь напишем общую формулу для предельных углеводородов. Назовите её. Правильно СnН2n+2.

Физические свойства

С₃-С₄- под Р (жидк).

С₅-до пентадекана

С₁-С₄

С₁( - Н₂О) пентадекан-…

Получение

CH₃COONa+NaOH CH₄ +NA₂CO₃

2CH₃I +2Na C₂H₆ + 2NaI

(реакция А.Вюрца)

Химические свойства

H H

(1)H-C-H + CL-CL H-C-CL + H-CL

H H

(2)

C

(3) (4) -C-C-C-C-

2H₂

-C-C-C- CH4 - C -

Применение

-метанол

-уксусная кислота

-синтез-газ

-в холодильных установках:СН₃CL.

-растворители:СН₂СL_2,CH CL₃,CCL_4.

-резка, сварка

-типографская краска

-резина

-моторное топливо, растворители

-жирные кислоты, смазочные масла, синтетические жиры

- высшие алканы - в медицине

</ Здесь, на карте, мы собрали все сведения о предельных углеводородах. В следующий раз при прохождении темы «Циклопарафины (циклоалканы)» я с классом так же буду составлять опорную карту, и так по всем темам. При необходимости учащиеся не будут листать учебник «Химия» и выискивать формулы или свойства. Опорные карты будут под рукой постоянно.

Закрепление темы:

-представитель 1-й группы - расскажите о физических свойствах, опираясь на вашу карту: от метана до бутана газы без цвета, без запаха, легче воздуха, метан плохо растворим в воде. Пропан, декан под давлением жидкости, от пентана до пентадекана жидкости, а от пентадекана твёрдые вещества.

-представитель 2-й группы - расскажите о химических свойствах, опираясь на вашу карту: реакция замещения (1),реакция горения - бесцветным пламенем(2), реакция разложения (3), реакция изомеризации (4).

- представитель 3-й группы - расскажите о получении, опираясь на вашу карту: в лаборатории при нагревании ацетата натрия с твёрдым гидроксидом натрия и при взаимодействии однородных галогенопроизводных предельных углеводородов с металлическим натрием.

- представитель 4-й группы - расскажите о применении, опираясь на вашу карту: холодильные установки, тетрахлорметан CCL₄ для тушения пожаров, для получения синтетического каучука, резины, краски, бензина, растворителей, при резке и сварке металлов, иодоформ -CHI₃ для ускорения заживления открытых ран в медицине. И так, вы таким образом повторили и закрепили новую тему о свойствах алканов. Какие у вас вопросы? Что непонятно из нового материала? Для закрепления материала - задание: уравнение : С СН₄ СН₃CL C₂H₆ C₂H₅CL. Вспомните из 9 класса тему « Подгруппа углерода» и скажите, в какие химические реакции он вступает. Какая реакция подходит для нашего уравнения? (окислительные свойства, С+2Н₂ t СН_{4 (метан)} Здесь вы узнали впервые о метане и о sp³ - гибридизации. На опорных картах посмотрите: в какие химические реакции вступают предельные углеводороды. Да, верно, т.к. все связи насыщены - в реакцию замещения, здесь с CL₂: СН₄ + CL₂ CH₃CL + HCL(метилхлорид). Смотрим далее на карту: получение алканов. Да, на примере реакции А.Вюрца: 2CH₃CL+2Na C₂H₆+2NaCL. Какие продукты реакции? Что можно сказать о связях? И, это вы уже писали, реакция….да, замещения. C₂H₆+ CL₂ C₂H₅CL+ HCL.На примере опорной карты вы повторили свойства не только теоретически, но и закрепили на практике решением уравнений.

А теперь посмотрим связь химии с биологией, вернее с разделом «Человек», но не о его строении, а о медицинских препаратах, применяемых для человека. Например, «Розенталя паста»: йод - 0,3 г, спирт этиловый-10 г, парафин- 15 г, хлороформ - 80 г. Какие вещества вам известны? (новое - хлороформ - CH CL₃). При бронхиальной астме и хроническом бронхите применяется препарат необензинол (необензинолюм -Neobenzinolum) и его состав: гексан и гептан по 16% и масло персиковое или прованское 68%. И какие вещества вам известны? Конечно, это только что изученные предельные углеводороды.

Домашнее задание: стр.22 № 3,4,5,6,10,11,14.

стр.22 уравнения № 17, 18.

стр.23 задачи 1,2,3.

Отметки за урок.

Урок окончен.

Если позволяет время, повторяем связь химии с другими науками и готовимся к вопросам для участия во внеклассном мероприятии. А из 9 класса , например, вспоминаем медицинский состав «Локка раствор»: натрия хлорид, калия хлорид, кальция хлорид, натрия гидрокарбонат, глюкоза, вода дистиллированная; всем известная марганцовка (калий тетраоксоманганат) или перманганат калия - формула? (KMnO4). И вспомним состав гипса - сульфат кальция дигидрат (CaSO4*2H2O). Задаю вопросы, на вспоминание наименования химических веществ. Например, нашатырь или (аммоний хлорид)- хлорид аммония (NH4CL).Спрашиваю, как химия взаимосвязана с такой наукой, как математика? (расчёты на массовые доли веществ, все математические действия). Прошу привести пример связи химии с географией (минералы и горные породы). А вспомнить любую формулу?. К примеру NaCL - каменная соль, добываемая на Украине, FeO*Fe₂O₃ магнитный железняк (магнетит)-Урал… А почему лёд не тонет? Почему под крышкой в кастрюле быстрее закипает вода? Это связь с физикой…Прошу ответить дома на эти вопросы и начинать готовиться к внеклассному мероприятию «Неделя химии».

На следующем уроке при подробном изучении изомеров в качестве тренировки пишем структурные формулы, расширяя кругозор, например, на лекарственную тему:

Ритосепт -2,2 - метилен - бис (3,4,6 - трихлорфенол) - забегая вперёд к теме «Фенолы»(показания: дезинфекция рук хирурга перед операцией).

Фторотан - 1,1,1 - трифтор -2 -хлор-бром-этан(показания: применяется для наркоза при различных хирургических вмешательствах у взрослых и детей).

Работа учащихся на уроке с «химической линейкой».

Применение

Сдвиг

ПРЕДЕЛЬНЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ CnH2n+2

(-ан)

(СН₄) 1.метан

2.этан

3.пропан

4.бутан

5.пентан

6.гексан

7.гептан

8.октан

9.нонан

10.декан

Н

1

Н С

Н

Н

ДЛЯ НАХОЖДЕНИЯ СТРУКТУРНОЙ ФОРМУЛЫ ПРЕДЕЛЬНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ.

Структурное строение углеводородных радикалов

Сдвиг

ПРЕДЕЛЬНЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ (CnH2n+2)-Н

РАДИКАЛ - R (-ан ил )

(СН3-) 1.метил

2.этил

3.пропил

4.бутил

5.пентил

6.гексил

7.гептил

8.октил

9.нонил

10.декил

Н

1

Н С

Н

ДЛЯ НАХОЖДЕНИЯ СТРУКТУРНЫХ ФОРМУЛ РАДИКАЛОВ

Основная карта. Общие сведения о структурной формуле предельных углеводородов.

Сдвиг

_ _ _ _

ПРЕДЕЛЬНЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ CnH2n+2

(-ан)

1.метан

(С₂Н₆) 2.этан

3.пропан

4.бутан

5.пентан

6.гексан

7.гептан

8.октан

9.нонан

10.декан

Н Н

1 2

Н С С

Н н

н

_ _ _

Структурное строение углеводородных радикалов

Сдвиг

ПРЕДЕЛЬНЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ (CnH2n+2)-Н

РАДИКАЛ - R (-ан ил)

1.метил

(С₂Н₅-) 2.этил

3.пропил

4.бутил

5.пентил

6.гексил

7.гептил

8.октил

9.нонил

10.декил

Н H

1 2

Н с с

Н H

Методическое пособие «химическая линейка».

Линейка в работе. Сдвигая вправо движущуюся часть, мы наблюдаем увеличение атомов углерода, которые пронумерованы и сопоставляем с правой частью наименований. Здесь на линейке при одном атоме углерода - справа находим СН₄ - метан, на второй линейке оканчивается на атоме углерода 2С и справа находим второй по счёту С₂Н₆ - этан. Передвигая далее, так же будем находить наименование по числу атомов углерода. Эта линейка удобна для отсутствующих детей на первых уроках занятий и могут самостоятельно изучить как строение предельных углеводородов, так и их радикалов. Поэтому на линейке радикалов 1С находим справа СН₃- - метил, а на второй линейке 2С радикал С₂Н₅- - этил и т.д.. Пользуются в основном до запоминания.

Пояснение: На изучение темы «Предельные углеводороды» отводится 5 уроков. При подготовке к уроку я решила составить и применить опорную карту по свойствам, получения и применения предельных углеводородов на один урок, чем освободила время остальных 4- х уроков для тренировочных заданий по решению задач и составлению структурных формул. На первом уроке я так же даю краткое понятие электронному и пространственному строению алканов, а так же о гомологах, изомерах и радикалах, которые будут рассматриваться полностью и закрепляться на остальных уроках с применением уравнений и задач.

Список использованной литературы:

1.Г.Е.Рудзитис, Ф.Г. Фельдман, Химия 10 класс,М.,Просвещение,1997 г.

2. Справочник « Лекарственные препараты», Минск, 1968 . стр.443,357.

3.111 вопросов по химии для всех, М.,Просвещение,1994.

Учитель МОУ СОШ № 16

г.Королева М.О. Л.Ю. Ивакина Л.Ю.