Поурочный план урока химии на тему 'Химические свойства, получение и применение алканов ' (11 класс)

Тема: "Химические свойства, получение и применение алканов".

Цели:

Образовательная: изучение химических свойств алканов, опираясь на строение. Развивающая: продолжить формирование умения составлять уравнения химических реакций, умений анализировать, сравнивать делать собственные выводы.

Воспитательная: воспитание патриотизма на примерах значительных вкладов в химическую науку ученых, показать использование алканов и их производных в мирных целях.

Задачи: Изучить важнейшие химические свойства алканов и показать их зависимость от особенностей строения предельных углеводородов.

Совершенствование составления структурных формул гомологов, изомеров, номенклатуры, уравнений химических реакций.

Раскрыть важнейшие области практического применения алканов

Тип урока:

Урок изучения нового материала с использованием компьютерных технологий

Используемые учебники и учебные пособия:

• Г.Е.Рутзитис, Ф.Г.Фельдман. Химия. Органическая химия 10 класс общеобразовательных учереждений. Москва «Просвещение» 2000.

• З. Шпаусцус. Путешествие в мир органической химии.Москва «Мир»1967

• А.Темирбулатова, Н.Нурахметов Химия 11 кл. Алматы. «Мектеп» 2007

• О.С. Габриелян, И.Г. Остоумов. Химия учеб. для студ. учреждений сред. проф.образования. Москва «Академия» 2011

• О.С. Габриелян, И.Г. Остоумов Практикум по общей, неорганической и органческой химии. Москва «Академия» 2007

Используемое оборудование:

Компьютер, проектор, презентация «Химические свойства алканов», таблицы: «Генетический ряд алканов», «Пространственное строение молекулы метана, этана и бутана». Видеоопыты: «Взрыв метана с кислородом», «Горение метана и изучение его физических свойств», «Горение жидких углеводородов», «Качественный состав углеводородов», карточки для самостоятельной работы по новой теме, по проверочной работе у доски и на местах, проверочные тесты, мел, доска.

Этапы урока

Деятельность учителя

Деятельность обучающегося

1.Организационный

Приветствует студентов, проверяет готовность к уроку. Объявляет тему. СЛАЙД -1

Направляет учащихся для правильной постановки цели.

СЛАЙД - 2, 3

Записывают в тетради тему урока.

Составляют цель урока

2.Повторение

Какой раздел химии мы начали изучат? Дайте определение.

Предлагает просмотреть видеоопыт «Определение элементарного состава органических соединений»

Предлагает вопрос:

1. Какие вещества называются алканами? Как еще называют класс алканов? Почему алканы называют "предельными" или "насыщенными" углеводородами? (Предельные углеводороды характеризуются малой реактивной способностью. Их называют инертными, химически стойкими, парафинами (от латинского parum affinis - "мало сродства").

2. Работа с таблицами "Строение метана" и "Строение этана»

• Что общего в строении молекул метана, этана, бутана вы видите?

• Чему равны валентные углы в молекуле метана?

• Почему углеродный скелет у молекулы бутана имеет зигзагообразную форму?

• Какую форму имеет в пространстве молекула метана? (тетраэдрическое строение)

• Гибридизация алканов? (SP³-гибридизация);

• одинаковое значение всех валентных углов;

Предлагает учащимся дать определение "Гомологи", «Изомеры»

Проанализировав информацию, учащиеся делают выводы.

Записывают описание опыта

Дают определени

1.Приглашает студентов к доске для выполнения индивидуальных заданий с взаимопроверкой (восемь студентов).

2.Раздает такие же карточки для выполнения «слабым» студентам (3 студента)

3. для сильных студентов карточки с вопросами и тестами по пройденным темам.

4. Всем остальным вопросы по вводным темам органической химии.

Записывают структурные формулы.

Осуществляют взаимопроверку, исправляют ошибки

3.Актуализация знаний

Предлагает вопрос: Каковы физические свойства алканов?

Плавно переходит к изучению химических свойств алканов.

Демонстрирует видеоопыт «Горение жидких алканов»

Дают характеристику физических свойств алканов, на основании видеоопыта. Записывают описание опыта

4.Изучение нового материала

Рассматриваются химические свойства алканов и области их применения

Какая по типу реакция не возможна для алканов, почему? (присоединения)

1. Горение (определение) СЛАЙД -4

При поджигании на воздухе алканы горят, превращаясь в двуокись углерода и воду и выделяя большое количество тепла.

CH₄ + 2O₂ --^пламя> CO₂ + 2H₂O

C₅H₁₂ + 8O₂ --^пламя> 5CO₂ + 6H₂O

Демонстрирует видеоопыт «Взрыв смеси метана с кислородом»

1.Смесь метана с кислородом или воздухом при поджигании может взрываться.

2.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.

3.Подобные смеси опасны в каменноугольных шахтах. Чтобы обеспечить безопасность работы в шахтах, там устанавливают анализаторы, сигнализирующие о появлении газа, и мощные вентиляционные устройства.

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.

Отвечают на вопросы (вспоминают об инертности класса углеводородов, приводя в пример их старое название - парафины (от лат. parum affinis - малое сродство).

записывают уравнения химических реакций:

1 вариант Горение метана

2 вариант Горение пентана

Объясняют видеоопыт

Записывают описание опыта

2.Изомеризация. СЛАЙД - 5

Что такое изомерия?

Под влиянием катализаторов при нагревании углеводороды нормального строения подвергаются изомеризации - перестройке углеродного скелета с образованием алканов разветвленного строения.

CH₃-CH₂-CH₂-CH₃ ^AlCl3 CH₃-CH-CH₃

CH₃

n-бутан 2-метил пропан

Смотрят презентацию, слушают, отвечают на вопросы, делают выводы

Записывают уравнения реакций

Межпредметная связь с математикой и языками.

Число изомеров нонана - 35; пентадекана С15Н32 -4347; триконтанаС30Н62 -4111846763, а тетраконтана С40Н82 - 62491178805831 ; (Д.З.:узнать на уроке математики как называется число указывающее число изомеров у тетраконтана).

проговорить цифры на казахском и английском языках

3.Реакции замещения (протекают с галогенами и другими окислителями при определённых условиях: свет, температура). СЛАЙД - 6

1. Галогенирование СЛАЙД - 7

СН₄ + Cl₂CH₃Cl + HCl СЛАЙД - 8

СН₃Cl + Cl₂CH₂Cl₂ + HCl СЛАЙД - 9

СН₂Cl₂ + Cl₂CHCl₃ + HCl СЛАЙД - 10

СНCl₃ + Cl₂CCl₄ + HCl СЛАЙД - 11

Механизм цепных реакций достаточно сложен, объяснение ему было дано русским учёным Н.Н. Семёновым, за что он в 1956 г. был удостоен Нобелевской премии.

Бромирование алканов СЛАЙД - 12

2. Нитрование. СЛАЙД - 13

Несмотря на то, что в обычных условиях алканы не взаимодействуют с концентрированной азотной кислотой, при нагревании их до 140°С с разбавленной (10%-ной) азотной кислотой под давлением осуществляется реакция нитрования - замещение атома водорода нитрогруппой (реакция М.И.Коновалова).

СН₄ + HO-NO₂ = CH₃-NO₂ + H₂O

Эта реакция была проведена в 19 веке и про учёного говорили, что он сумел оживить «мертвецов»

Смотрят презентацию, слушают, отвечают на вопросы, делают выводы

Записывают уравнения реакций

Опережающий материал, тема: «Алкены»

3. Разложения

1.Рассматривает возможность протекания реакций алканов, сопровождающихся отщеплением части молекулы. Как называются подобные реакции? . СЛАЙД - 14 При нагревании до температуры выше 500° в молекулах алканов происходит разрыв связей между атомами углерода. И могут образоваться углеводороды с меньшей молярной массой. Не только алканы, но и алкены. Этот процесс называется термическим крекингом (от англ. tocrack- «колоть, расщеплять»).

C ₁₀H₂₂---------C₅H₁₂+C₅H₁₀

C₁₀H₂₂---------C₄H₁₀+C₆H₁₂

В результате крекинга образуется смесь алканов и алкенов с меньшим количеством атомов углерода в молекулах, чем у исходного углеводорода. Чем выше температура крекинга, тем более легкие углеводороды образуются в результате. В настоящее время в промышленности крекинг проводят чаще всего, используя катализаторы. В качестве катализаторов обычно применяют алюмосиликаты.

СЛАЙД - 15 Каталитический крекинг протекает при более низких температурах, чем термический, и при этом происходит не только простое расщепление углеводородов, но и перестройка их углеродного скелета или изомеризация. В результате образуются углеводороды с более разветвлённым скелетом, чем исходные. .

2. Это важно для повышения качества топлива.

СЛАЙД - 16

Каталитический крекинг углеводородов нефти - один из промышленных способов повышения октанового числа бензина. При увеличении температуры можно достичь такой степени протекания реакции, при которой органические вещества - углеводороды - полностью разлагаются на углерод и водород.

3.Такой процесс называется пиролизом.

СН₄ С+2Н₂

СЛАЙД - 17

3.При пропускании нагретого алкана над платиновым или никелевым катализатором может отщепиться водород. Этот процесс называется дегидрированием.

C₃H₈C₃H₆ + H₂

В результате этой реакции получаются непредельные углеводороды - алкены. Есть еще один важный процесс, при котором алканы, содержащие более 6 атомов углерода, нагревают над сложным катализатором. Этот катализатор обычно состоит из алюмосиликатов с добавкой платины. В результате отщепляется водород и образуются ароматические углеводороды - арены. Такой процесс называют риформингом

Его, так же, как и крекинг, используют в промышленности для получения бензина с высоким октановым числом.

СЛАЙД - 18

4.Есть еще важная для промышленности реакция алканов -

конверсия.

СН₄+Н₂O CO+3H₂

Так называют взаимодействия алканов, из которых чаще всего используют природный газ с парами воды. При высокой температуре около 1000 образуется смесь оксида углерода - угарного газа и водорода. Эту смесь называют синтез газ. Часто ее не разделяют, а используют для получения разных органических веществ.

Смотрят презентацию, слушают, отвечают на вопросы, делают выводы (отмечают причину термической устойчивости метана в достаточной прочности С - Н связей)

5.Самостоя тельная работа с учебником

1. Напишите самые важные области применения алканов из раздела «Отдельные представители алканов» (стр. 41)

Работают с учебником

6.Закрепления знаний

3. Составить вопрос по уроку и ответиь на вопросы других.

Отвечают на вопросы

7.Домашнее задание

Творческое задание

СЛАЙД - 20

1.Составить генетическую цепь, используя полученные знания химических свойств (3-4 звена)

2.Написать сообщение: а) Какой из галогензамещённых алканов применяли как анестезирующее средство? Б) «Хлороформ» «Октановое число» ( стр 78)

3.Составить конспект «Получение алканов»

8.Рефлексия

1.Какую бы выделили реакцию, которая самым главным образом характеризует алканы, как предельные углеводороды?

2.По презентации: «Проверь себя» СЛАЙД - 20, 21

Отвечают на вопрос

Отвечают на тесты

9.Подведение итогов

Объявление итогов урока

Слушают учителя