Разработка открытого урока по химии по теме: Полимеры

Тема урока:

Плана - конспект урока по химии. 11 класс

Учебник: О.С.Габриелян, Г.Г.Лысова Химия 11 класс.- М.: Дрофа, 2016 годПолимеры.

Форма проведения урока - (комбинированный)

• Групповая работа

• Индивидуальная работа

Тип урока: урок комплексного применения знаний

Реализуемые педагогические технологии: технология с использованием активных методов обучения, педагогика сотрудничества и товарищеской взаимопомощи

Цели урока:

1. Образовательные: создать условия для изучения основных характеристик полимеров: состав, классификация, физические свойства, практическое значение.

2. Развивающие: продолжить формирование умений сравнивать, анализировать, делать выводы, устанавливать причинно - следственные связи, развивать интерес к химии, опираясь на интерес к другим учебным предметам (межпредметные связи)

3. Воспитательные: развитие чувства ответственности за порученное дело, прививать навыки коллективной работы и товарищеской взаимопомощи

«ПРОСТО ЗНАТЬ - ЕЩЁ НЕ ВСЁ, ЗНАНИЯ НУЖНО УМЕТЬ ИСПОЛЬЗОВАТЬ»

И.В.ГЁТЕ

Оборудование: компьютер, презентация

на электронном носителе, графопроектор, раздаточный материал, классная доска

Ход урока

Структурные этапы урока

Содержание взаимодействия с учащимися

Прогнозируемая деятельность учащихся

1. Организационный этап.

Цель: повысить мотивацию учащихся к участию в процессе познавательной деятельности, организация активной, самостоятельной и результативной работы каждого ученика

УЧИТЕЛЬ. Начало XX века ознаменовалось и тем, что учёными химиками был внедрён способ промышленного получения полимеров. Большинство полимеров были синтезированы в ХХ веке. Поэтому его по праву можно назвать веком полимеров.

Полимеры приобретают всё большее значение в развитии всех отраслей промышленности, сельского хозяйства, транспорта, медицины. Они - важный фактор ускорения научно-технического прогресса в стране. Поэтому целью нашего урока является запомнить основные способы получения полимеров и повторить их классификацию, уметь определять по формуле мономера способ получения полимера и по строению последнего некоторые его физические характеристики, уметь описывать физические свойства.

II Целеполагание и мотивация

Цель: проверить правильность, полноту и осознанность приобретённых ранее знаний; мотивировать и мобилизовать силы учеников, стимулировать их к успеху; формирование настойчивости и дисциплинированности.

Ум - хорошо, а два - лучше!

И так, слово полимер. В переводе с греческого «поли» - много, «мерос» - часть.

У вас на столах на карточках красного цвета основные понятия данной темы, на карточках белого цвета - их определения. Соотнесите карточки.

( слайд №2)

Учащиеся работают в группах Результатом их работы являются следующие определения.

Полимеры - вещества, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся группировок и имеющие большую молекулярную массу.

Мономеры - низкомолекулярные вещества, из которых образуются полимеры.

Структурное звено - повторяющаяся группа атомов.

Степень полимеризации -

III Подготовка к основному этапу усвоения учебного материала.

Цель: проверить правильность, полноту и осознанность приобретённых ранее знаний; мотивировать и мобилизовать силы учеников, стимулировать их к успеху; формирование настойчивости и дисциплинированности.

Проверим результат вашей работы.

Уравнение реакции записано на презентации ( слайд №3).

На слайде уравнение реакции. Указать данные понятия на основе написанного уравнения.

n CH₂ = CH₂ (-CH₂ - CH₂-) _n

Учащиеся докладывают, что у них получилось

Внимание, полимеры могут иметь ещё и другие названия Например, ВМС - высокомолекулярные соединения.

Объясните происхождение данного слова.

Ученики:

Полимеры имеют большую молекулярную массу.

Как найти молекулярную массу полимера, например, полиэтилена, формула которого (- СН₂-СН₂-)n

Mr = 28n

Т.к., n - величина переменная, то и масса полимера будет разной, отсюда все полимеры не имеют определённой температуры плавления.

IV Усвоение новых знаний и способов действий.

Цель: дать учащимся конкретные представления об изучаемых фактах, явлениях, об основной идее изучаемого вопроса; добиться усвоения учащимися метода воспроизведения изучаемого материала, осуществлять нравственное и эстетическое воспитание.

Не будь тороплив, будь памятлив!

Способы получения полимеров (слайд №4)

Полимеризация Поликонденсация

На столах имеются карточки под номерами 1 и 2.(см. приложение №2,№3)

Рассмотрите таблицу на карточке №1 и ответьте на вопрос: Какими особенностями строения молекулы должны обладать мономеры, вступающие в реакцию полимеризации? (слайд №5)

К какому типу относится данная химическая реакции

Это должны быть непредельные соединения, содержащие двойные или тройные связи:

Присоединения

Рассмотрите таблицу на карточке №2 и ответьте на вопрос. Какими особенностями строения молекулы должны обладать мономеры, вступающие в реакцию поликонденсации? (слайд №6)

К какому типу относится данная химическая реакция?

В поликонденсацию могут вступать соединения, содержащие не менее двух функциональных групп, способных к химическому взаимодействию.

Замещения

V Первичная проверка понимания

Цель: добиться повышения уровня осмысления нового материала, проверить понимание сущности новых понятий, закрепить в памяти ЗУНы, которые необходимы для самостоятельной групповой работы по новому материалу.

Не обдумав, не решай, а, решив, не передумай!

( слайд №7-8)

1.Укажите соединения, которые можно использовать в качестве мономеров в полимеризации:

г) C₂H₅-C₆H₄-COOH

б) CH₂=CCl₂

д) H₂N-(CH₂)₅-COOH

в) HO-CH₂CH₂-OH

е) HO-CH₂CH₂CH₂-COOH

2.Укажите соединения, которые можно использовать в качестве мономеров в поликонденсации:

Ответ : а, б

Ответ : б, в, д + е

3. Какой мономер использован для получения полимера:

Ответ 1 : CH₂=CH-CH₃

Ответ 2 : CH₂=C(CH₃)-CH=CH₂

Ответ 3 : CH₂= C(CH₃)₂

Ответ 4 : CH₂=CH-CH=CH₂

4. Какова формула мономера, если при его полимеризации образуются макромолекулы следующего cтроения:

...-CH₂-CCl=CH-CH₂-CH₂-CCl=CH-CH₂-... ?

Ответ 1 : Cl-CH₂-CH=CH-CH₂-Cl

Ответ 2 : CH₂=CCl-CH=CH₂

Ответ 3 : CH₂=CH-CH=CH₂-Cl

Ответ 4 : CH₂Cl-CH=CH-CH=CH₂

5. К какому виду относится химические реакции

А) получение полиэтилена

n CH₂ = CH₂ (-CH₂ - CH₂-) n

Б) В) получение капрона из ε-аминокапроновой кислоты:

n H₂N-(CH₂)₅-COOН H-[-NH-(CH₂)₅-CO-]_n-OH +(n-1) H₂O

Г) получение лавсана из терефталевой кислоты и этиленгликоля:

n HOOC-C₆H₄-COOH + n HO-CH₂CH₂-OH

HO-(-CO-C₆H₄-CO-O-CH₂CH₂-O-)_n-H + (n-1) H₂O

Ответ 3

Ответ 2</</p>

А - полимеризации

Б - полимеризации

В - поликонденсации

Г - поликонденсации

Сравнение - основа мышления!

Чем отличается реакция полимеризации А от реакции Б и аналогично, реакция поликонденсации В и Г?.

В реакции А и В в реакции вступает один мономер, а в реакцию Б и Г - два мономера.

Гомополимеризация -А, гомополиконденсация - В, сополимеризация - Б, сополиконденсация - Г

Дайте определения данным реакциям.

Работа в группах.

У пространства нет размера, а у знаний нет предела!"

Вспомним классификацию полимеров.

Классификация полимеров.

Перед вами лежат: деревянная линейка, пластмассовый треугольник, клубок шерсти, бумага. Скажите, что объединяет все эти предметы, и найдите среди них лишний.

( слайд №9)

Все предметы состоят из ВМС, но пластмасса - синтетический полимер, а дерево, шерсть, бумага - природные

Соотнесите название геометрической формы молекулы и

соответствующий рисунок. ( слайд №10)

Соотнесите описание физических свойств с названием группы полимеров. ( слайд №11)

По расположению заместителей в пространстве найдите полимеры стереорегулярного и нестереорегулярного строения (слайд №12)

VI Закрепление и применение полученных знаний.

Цель: закрепить в памяти учащихся те знания и умения, которые учащиеся приобрели на уроке.

На столах находится карточка №3 с заданиями. Необходимо написать уравнение реакции, определить тип реакции и классифицировать полимер по определённым признакам.

(приложение № 4)

Работа в группах.

Мудрым никто не родился, а научился!

Отчёт групп по заданию

Среди рассмотренных полимеров по применению можно выделить следующие группы полимеров - это эластомеры, волокна и пластмассы. Наибольшее применение имеют эластомеры(каучук, резина). Дом. задание было также по группам, где нужно было вспомнить один из вопросов о каучуке.

Например, 1 группа -

В связи, с чем возникла необходимость производства синтетического каучука?

Уже в 15 веке индейцы придумали, как можно использовать каучук в хозяйстве.Они пропитывали млечным соком лодки, корзины, одежду, чтобы те не пропускали воду. Из каучука стали изготавливать факелы, которые долго и равномерно сгорали. Туземцы научились изготавливать каучуковую обувь. Каучук получил первое в Европе применение в 1770 году в школе под

названием гуммиэластика (смолы эластичной) для стирания карандашных

рисунков. Открытие резины, полученной от нагревания каучука и серы, привело к

широкому её применению. В 1919 году было предложено уже 40 000 различных изделий из резины. Англичанин Роберт Вильям Томсон, который в 1846 году изобрёл

«патентованные воздушные колеса» и ирландский ветеринар Джон Бойд Денлоб,

натянувший каучуковую трубку на колесо велосипеда своего маленького сына,не подозревали, что этим положили начало применению каучука в шинной

промышленности.

В результате быстрого развития промышленных отраслей в начале 20 века, появилась огромная потребность в каучуке. Но натурального каучука было слишком мало для удовлетворения этих потребностей. Поэтому остро встал вопрос о синтетическом получении каучука.

В нашу страну не привозят каучук из других стран. Ещё в 1931 году И.В.Сталин сказал:

«У нас имеется в стране всё, кроме каучука. Но через год-два и у нас будет свой каучук»

Не прошло и года, как колхозник Спиваченко указал ботанику Л.Е. Родину в горах Тянь-Шаня в Казахстане на каучуконосный одуванчик, содержащий в корнях от 16 до 28 % каучука. Но теперь не требуется трудоёмкой добычи

каучука из одуванчика, так как был найден более дешёвый способ его производства.

В чём заключается этот способ и какая связь между каучуком и картошкой?

В 1926 году ВСНХ СССР объявил Международный конкурс по разработке

промышленного способа синтеза каучука из отечественного сырья. К первому

января 1928 года в жюри надо было представить описание способа, схему

промышленного получения продукта и 2 кг каучука. Победителем конкурса стала группа исследователей, которую возглавлял профессор Медико-хирургической академии в Ленинграде С.В. Лебедев.

Под руководством академика С.В. Лебедева в 1932г. впервые в мире

было осуществлено промышленное производство синтетического каучука из 1,3-бутадиена. Его получили из этилового спирта, исходным сырьём которого служили зерно и картофель.

В конце 20-х годов нашего

столетия ленинградские химики во главе с С. В. Лебедевым разработали способ получения каучука из этилового спирта с последующей полимеризацией его на металлическом натрии. На основе этого метода в нашей стране было основано первое в мире промышленное производство синтетического каучука.

2 С₂Н₅ОН СН₂=СН - СН =СН₂ + 2Н₂О +Н₂

n СН₂=СН - СН =СН₂

(-СН₂-СН =СН -СН₂-)n

Когда весть о том, что в Советском Союзе найден способ получения искусственного каучука, дошла до капиталистических стран, там не поверили этому. Даже известный американский изобретатель Томас Эдисон заявил:

«Я не верю, что Советскому Союзу удалось получить синтетический каучук! Это сплошной вымысел! Мой собственный опыт и опыты других показывают, что вряд ли процесс промышленного синтеза каучука вообще когда-нибудь увенчается успехом!»

Это было сказано в 1931 г. А в 1932 году начато промышленное широкомасштабное производство синтетического каучука в Советском Союзе.

Где находились промышленные предприятия по производству каучука?

В 1930 году по методу Лебедева

была получена первая партия нового каучука на опытном заводе в Ленинграде, а спустя два года в Ярославле пущен в строй первый в мире завод по производству синтетического каучука в широких масштабах.

В 1932 году в нашей стране были построены первые заводы по производству синтетического каучука. Были основаны и другие российские заводы резиновых изделий: «Каучук» и «Богатырь» в Москве, «Проводник» в

Риге и другие.

в 1937-1940 годах

производство бутадиенового синтетического каучука было организовано в Германии и США. Сырьём для получения бутадиенового каучука служил этиловый спирт, который получали из крахмала картофеля или зерна. В условиях аграрного в то время Советского Союза использование в качестве исходного продукта этанола, получаемого из растительного сырья, значительно удешевляло производство.

Значение этого события и масштабы производства с 1932 года?

Значение этого события трудно переоценить: возможность оснастить отечественную технику шинами собственного производства сыграла важную роль в победе над фашистской Германией.

С 1932 и вплоть до 1990 СССР по объемам производства синтетического каучука занимал первое место в мире. И сегодня Россия сохраняет позиции экспортера мирового значения. На внутреннем рынке остается примерно половина продукции.

Вплоть до 1990 г. наша страна оставалась крупнейшим в мире производителем синтетических каучуков: в России ежегодно производилось до 2,3 млн тонн синтетического каучука, тогда как производство этого вида продукции в США составляло не более 2,2 млн тонн. В 2000 г. на долю России приходилось 8% мирового производства синтетических каучуков. Основными потребителями синтетического каучука являются шинные заводы, а около 40 процентов каучука идет на широкий ассортимент резинотехнических изделий (более 50 000), среди которых наиболее заметное место занимают технические изделия из мягкой резины, подошвы для обуви, ленточные транспортеры, разнообразные трубы и шланги всех видов, электроизоляция, герметики, клеи, краски на латексной основе и т.д.

Как видим, что в современной жизни полимеры имеют большое значение.

А почему синтетические полимеры называют «бессмертными жителями» Земли?

Для них не находится подходящих организмов, которые бы разрушили его до простых неорганических соединений, поэтому они почти не включаются в круговорот веществ.

VIII Подведение итогов занятия.

Д/з: как учёные решают проблему утилизации отходов из полимеров. 11

Приложение 1

МОНОМЕРЫ

ПОЛИМЕРЫ

СТЕПЕНЬ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ

СТРУКТУРНОЕ ЗВЕНО

Вещества, молекулы которых состоят из постоянно повторяющихся групп атомов.

Низкомолекулярные вещества, из которых образуются полимеры.

Повторяющаяся группа атомов в молекуле.

Количество повторяющихся групп атомов

Приложение 2

Приложение 3.

Карточка №1.

Полиизобутилен получают из мономера изобутилена (2-метилпропена). Этот полимер занимает промежуточное положение между пластмассами и каучуками: менее эластичен, однако химически-, термо- и влагостоек. Напишите уравнение реакции и дайте характеристику по следующим пунктам:

1. Способ получения полимера (поликонденсации или полимеризации)

2. Продемонстрируйте на уравнении: мономер, структурное звено, степень полимеризации.

3. Геометрическая форма молекулы полимера, отношение к нагреванию

4. Физические свойства полимера.

Карточка №2.

Волокно нитрон по внешнему виду более других волокон похоже на шерсть. Оно достаточно прочное и хорошо сохраняет теплоту. Из него делают ткани для костюмов, свитеров, спортивной одежды, а также искусственный мех. Мономером для получения нитрона служит нитрил акриловой кислоты CH₂= CH.

C N

Составьте уравнение реакции и дайте характеристику

по следующим пунктам:

1. Способ получения полимера (поликонденсации или полимеризации)

2. Продемонстрируйте на уравнении: мономер, структурное звено, степень полимеризации.

3. Геометрическая форма молекулы полимера, отношение к нагреванию.

4. Область применения.

Карточка №3.

Полимер, используемый для производства лавсана, синтезируют путём поликонденсации этиленгликоля СН₂-СН₂ и терефталевой кислоты

НООС СООН ОН ОН

Используется лавсан в виде нитей и штапеля в смеси с другими волокнами. Это ткани для изготовления одежды, трикотажные изделия, тюль, обивочные материалы; изделия технического назначения: канаты, фильтровальные ткани, пожарные рукава. Напишите уравнение реакции и дайте характеристику по следующим пунктам:

1. Способ получения полимера (поликонденсации или полимеризации)

2. Продемонстрируйте на уравнении: мономер, структурное звено, степень полимеризации.

3. Геометрическая форма молекулы полимера, отношение к нагреванию

4. Области применения.

Карточка №4.

Полимеризацией хлоропрена СН₂=СН- С=СН₂ получают хлоропреновый каучук,

Cl

характеризующийся высокой устойчивостью к действию света, теплоты, растворителей. Напишите уравнение реакции и дайте характеристику по следующим пунктам:

1. Способ получения полимера (поликонденсации или полимеризации)

2. Продемонстрируйте на уравнении: мономер, структурное звено, степень полимеризации.

3. Геометрическая форма молекулы полимера, отношение к нагреванию

4. Физические свойства полимера.