Генетическая связь между классами углеводородов

Разработка урока

по теме: «Генетическая связь между классами углеводородов»

10 класс (с профильным изучением химии)

Цели и задачи урока

• рассмотреть генетическую связь между типами углеводородов и классами органических соединений;

• обобщить и систематизировать знания учащихся об углеводородах и их производных на основе сравнительной характеристики их свойств.

• развитие логического мышления, опираясь на химию углеводородов и их производных.

• формирование навыков самообразования у учащихся.

• развивать у учащихся логическое мышление (посредством установления генетической связи между разными классами углеводородов, выдвижения гипотез о химических свойствах незнакомых органических веществ);

• развивать у учащихся способность к сравнению (на примере сравнения химических свойств углеводородов);

• развивать информационно-познавательную компетентность учащихся;

• развивать коммуникативные способности учащихся, воспитывать умение выслушивать ответы одноклассников.

Методы:

• словесные (беседа),

• практические - составление схем превращений и их выполнение,

• выполнение самостоятельной работы.

Оборудование:

• компьютер,

• мультимедийный проектор,

• интерактивная доска

Д/з 1)§10-16 повторить

2)выполнить все задания к §.

Ход урока

Вводное слово учителя: органическая химия - наука о жизненно-важных веществах. Углеводороды имеют большое значение для современных отраслей промышленности, техники, повседневной жизни людей. Эти вещества, как в индивидуальном состоянии, так и в виде природных смесей (газ, нефть, уголь), служат сырьем для производства десятка тысяч более сложных органических соединений, несут в наши дома тепло и свет. В нашей жизни органические вещества занимают очень большое место. Без них из обихода исчезли бы многие привычные вещи: изделия из пластмасс и резины, средства бытовой химии, косметика. Каждый день синтезируются все новые и новые вещества. Знать все обо всем невозможно. Но можно понять основные закономерности, которые применяются в превращении органических веществ.
Большое значение имеют разработки наших русских ученых - Н.Д.Зелинского, В.В.Марковникова, Б.А.Казанского, М.Г.Кучерова.

Таким образом, ребята, мы на завершающем (на обобщающем) этапе изучения темы «Углеводороды». На сегодняшнем уроке займемся установлением генетической связи между классами углеводородов

В тетрадях запишем сегодняшнее число 19.12.08 и тему урока:

Генетическая связь между классами углеводородов.

Запишем также дом.задание на следующий урок: §10-16 повторить и выполнить все задания к §10-13.

На уроке мы должны сформировать целостное представление об углеводородах через изучение их генетической взаимосвязи систематизировать и корректировать наши знания, устанавливать причинно-следственную связь через рассмотрение

СОСТАВА → СТРОЕНИЯ →СВОЙСТВ изученных классов углеводородов. Мы знаем, что на сегодняшний день их насчитывается более 20 миллионов. В чем же кроются причины многообразия углеводородов? ( гомологические ряды, изомерия, способность углерода соединяться в цепи, образовывать кратные связи)

Классификация углеводородов и их генетическая связь поможет нам объединить в единое целое то, о чем только что говорили.

УГЛЕВОДОРОДЫ

Непредельные Предельные Циклические

Алкадиены Алканы Циклоалканы

С_пН_2п-2 С_пН_2п+2 С_пН_2п

Алкены Арены

С_пН_2п С_пН_2п-6

Алкины

С_пН_2п-2

А теперь попробуем сформулировать отличительные признаки каждой группы углеводородов (предельные до предела насыщены атомами водорода, не содержат кратных связей или цикла;

непредельные имеют хотя бы одну двойную или тройную связь между атомами углерода;

циклические содержат замкнутую цепочку углеродных атомов).

Как отличаются углеводороды по составу? (гомологи различаются на одну или несколько групп -СН₂ - гомологическая разность, непредельные и циклические - меньшим числом атомов водорода по отношению к углеродным.)

Отсюда можно сделать важный вывод о том, что углеводороды одного класса можно превратить в другой класс с помощью присоединения или отщепления атомов водорода. Этот метод пригоден для большинства переходов, но он не универсален.

Демонстрация таблицы Стрелками на схеме связаны углеводороды, которые можно превратить друг в друга одной реакцией.

А сейчас попробуем осуществить превращения и устанавливать генетическую связь на конкретном примере (Работа с конвертами).

(проверка цепочек по вариантам:

Карбид кальция → Этин →Бензол → Циклогексан → Гексан →Пропан

Карбид алюминия →Метан →Этин →Этен → Этан → Хлорэтан

Пропановая кислота →Этан→ Этин →Этин →Бензол →Оксид углерода (IV)

Осуществите эти реакции в рабочих тетрадях. Какие типы реакций вы использовали?

Существует ли взаимосвязь между классами углеводородов? С другими классами органических соединений? С неорганическими веществами? (Да. Карбоновые кислоты. Карбиды кальция и алюминия, диоксид улерода.) Ребята, мы знаем, что углеводороды с 6-12 атомами углерода можно получить из синтез газа, т.е. из смеси СО и Н₂.

Изучение генетической связи углеводородов было бы неполным без рассмотрения взаимосвязи состава, строения и свойств изученных нами классов этих соединений. Используя таблицу-матрицу «Сравнительная характеристика углеводородов», попробуем дать сравнительную характеристику углеводородов по составу, строению, свойствам.

Алкадиены сюда не включены, т.к. они во многом родственны с алкенами.

(Обратим внимание!!!)

1) Ключевые С - это атомы углерода, определяющие принадлежность вещества к тому или иному классу углеводородов.

2) Строка, касающаяся взаимодействия с галогенами, на что здесь необходимо обратить внимание? Важно запомнить!!! От условий реакции зависит возможность её осуществления (алкан + бромная вода - нет реакции; алкан + газообр. Бром при освещении есть реакция), так и направление протекания процесса (гомологи бензола на свету бромируются по боковой цепи, в присутствие катализатора - по кольцу).

Уравнения реакций на доске.

Таким образом, сегодня мы с вами убедились в том, что существует тесная взаимосвязь между классами углеводородов. Используя определенные реагенты и условия, мы можем их превратить друг в друга. Дома вы должны были составить свою цепочку превращений, устанавливающую генетическую связь между отдельными классами углеводородов. Удалось ли это вам? (Оценки за урок!!!)

А теперь, с целью закрепления, используя таблицу-матрицу выполним задание. (Объяснение задания, совместное решение с ребятами заданий 1в - 5, 2в - 7)

Ответы

№ вопроса

Вариант 1

№ вопроса

Вариант 2

1

1а, 2б, 3а, 3в, 3д, 4г, 5г, 5д

1

1б, 2в, 3б, 4г, 4д, 5в

2

1б, 2в

2

1а, 2б, 3в, 3д

3

2е, 3е, 4е,

3

5е

4

4г, 4г, 5д, 5г, 3а, 3а, 3а

4

1з

5

5з

5

6з

6

3а, 4г, 5г

6

3а, 4г, 5г, 5д

7

а) 1а, 2б, 3в,3д, 4г б) 3б, 5г, 5д

7

7г

8

6ж

8

3и, 4и, 8и

9

а) 7а б) 8в

9

1ж или 4ж

10

8е

10

2е, 3е, 4е, 5е

11

3а, 4г, 5г, 5д

11

Да

12

3г, 4г

12

5и, 9и

13

9б, 9в, 9е, 9ж

13

9а, 9г, 9д, 9ж

14

1б

14

6е

15

6е

15

2е, 3е, 4е

Вопросы к таблице-матрице «Сравнительная характеристика углеводородов»:

Вариант 1

1. Представители предельных углеводородов.

2. Алкены, не имеющие изомеров.

3. Общая формула непредельных углеводородов.

4. Изобутан, 2-метилпропан, 2,2-диметилпропан, 2,3-диметилбутан, 2,2-диметилпентан, 3,3-диметилпентан, 2,4-диметилпентан.

5. Как называют вещества, сходные по составу, но отличающиеся по строению?

6. Алканы, для которых характерна изомерия углеродного скелета.

7. Гомологи метана, имеющие при н. у. а) газообразное, б) жидкое состояние.

8. Типы связей в алкинах.

9.Численное значение а) углов НСН в алканах; б) длины углерод-углеродных связей.

10. Частицы, инициирующие реакции замещения алканов.

11.Для каких алканов осуществима реакция 9г?

12. Продукты крекинга октана.

13.Характерные реакции для алкенов.

14.Может быть получен гидрированием этина.

15.Структуру его молекулы впервые предложил Ф.А.Кекуле.

Вариант 2

1.Представители ряда алкенов.

2.Алканы, не имеющие изомеров.

3.Общая формула ароматических углеводородов.

4.Сколько веществ скрывается под формулой 2б?

5. Чем являются по отношению друг к другу вещества ряда этина?

6. Алканы, для которых в справочнике можно найти несколько значений t_пл, t_кип и растворимости.

7. Тип гибридизации атомных орбиталей в алкинах.

8.Вещества, реагирующие с алканами.

9. Какие связи рвутся при горении алканов?

10. Для каких углеводородов характерна реакция с 1и?

11.Подвергаются ли предельные углеводороды реакциям 9е?

12.Какие продукты при этом образуются?

13. Характерные реакции для алканов.

14. Может быть получен тримеризацией ацетилена.

15. Для данного класса углеводородов характерна реакция полимеризации.

Список литературы:

1. Габриелян О.С., Остроумов И.Г. Настольная книга учителя химии 10 класс: учебное пособие для учителей и студентов старших курсов педагогических вузов. - М.: Блик и К0, 2001.

2. Габриелян О.С., Маскаев Ф.Н., Пономарев С.Ю., Теренин В.И. Химия 10 класс: учебник для общеобразовательных учебных заведений. - М.: Дрофа, 2010.

3. Новошинский И.И., Новошинская Н.С. Органическая химия. 11 класс. Базовый уровень: Учебник для общеобразовательных учреждений. - М.: ООО «ТИД «Русское слово» - РС», 2007.

Учитель химии

МОБУ Гимназия №2 с.Бураево

Алиева Э. Х.

Учитель:
Какие классы углеводородов вы знаете, называйте сразу с общей формулой.

Таблица «Классификация веществ»

Ответить на вопросы:

Учитель:

- Чем отличаются по составу углеводороды разных типов?

Учащиеся (числом атомов водорода)

Учитель:

- Какие реакции следует провести, чтобы из одного типа углеводородов получить другой?

Учащиеся:

(Реакции гидрирования или дегидрирования.

Так можно осуществить большинство переходов, однако, этот способ получения углеводородов не является универсальным. Стрелками в схеме указаны углеводороды, которые непосредственно можно превратить друг в друга одной реакцией).

Учитель:

Схематически это выглядит так:

Задание: для закрепления изученного материала осуществите несколько цепочек превращения. Определите тип каждой реакции:

Учитель: А теперь давайте поработаем во Flash - программе:

Учитель: Вы знаете, что генетическая взаимосвязь существует не только между углеводородами, но и между их производными - кислородосодержащими органическими веществами, которые в промышленных масштабах получают из продуктов переработки нефти, газа и угля. Давайте выявим эту взаимосвязь на примере цепочек превращения:

1)

Далее учащиеся выполняют это превращение по алгоритму в рабочих тетрадях, на обычной доске или на интерактивной доске в «режиме белой доски».

Работа учащегося на интерактивной доске.

Это позволяет осуществить целенаправленный синтез заданных соединений, используя ряд необходимых химических реакций (цепь превращений)

Учитель:

1)Сначала просматриваем весь фрагмент.
2) Потом учитель останавливает кадр на определенном моменте, а
учащиеся составляют превращение блоками - самостоятельно на доске.
3) Когда превращение составлено, осуществляем его с помощью записи
уравнений реакций по алгоритму действий.

Фрагмент видео-сюжета.

Задание: составить уравнения реакций, указать условия протекания и тип реакций.

Вывод: Сегодня на уроке - на примере генетической связи органических веществ разных гомологических рядов мы увидели и доказали с помощью превращений - единство материального единства мира.

Домашнее задание:

Решить задачу: Дано 2 моль этилового спирта.

Сколько образуется 1 ряд - грамм дибромэтана;
2 ряд - литров углекислого газа
3 ряд - грамм этиленгликоля;

Повторить темы по гомологии и изомерии: составить формулы одного и двух изомеров состава .