Урок химии по теме: "Обобщение темы "Кислородосодержащие органические вещества" 10 класс
учебно-методический материал по химии (10 класс) на тему

УРОК ПО ТЕМЕ: «ЗАВИСИМОСТЬ СТРОЕНИЯ,

СВОЙСТВ, ПРИМЕНЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ»,

«ХИМИЧЕСКИЙ ВЕРНИСАЖ» - РОЛЕВАЯ ИГРА.

Не случайно многие педагоги-гуманисты подчеркивали, что именно дети способны стать могучим источником совершенствования взрослых, ибо внутри ребенка сокрыт неисчерпаемый потенциал развития.

/Л.Н.Толстой, С.Шацкий, Я.Корчак, В.А.Сухомлинский/

План-конспект урока.

Тема: «Зависимость строения, свойств, применения органических веществ».

Учебные, воспитательные и развивающие

цели:

Конкретизировать взаимосвязи состава, строения, свойств и применения веществ (обобщить и систематизировать знания суворовцев о кислородосодержащих органических соединениях). Продолжать формирование интереса суворовцев к химии; военное воспитание (применение органических веществ в военном деле), связь с жизнью. Формирование осознанного расширения кругозора, культуры, любознательности, развитие познавательного интереса суворовцев к предмету.

Метод: самостоятельная творческая работа суворовцев, игровые ситуации - ролевая игра «Химический вернисаж», «Что? Где? Когда?», «Поле чудес».

Материальное обеспечение урока: Реактивы - оливковое масло, бензин, раствор перманганата калия, этиловый спирт, медная спираль, спиртовка, штатив с пробирками, экран, елочные украшения. Фрагменты к/ф «Доказательство непредельного характера жидких жиров», стенд «Сегодня на уроке»; «Горение нитроклетчатки»; «Смесь Кибальчича», кодопозитивы, художественные картины, подвижное графическое пособие, дидактический материал, таблицы.

Ход урока:

II. Сообщение темы и цели урока.                                      1 мин.

III. Содержание урока.

      1. Ролевая игра «ХИМИЧЕСКИЙ ВЕРНИСАЖ».

Разъяснение смысла слова «вернисаж». «Вернисаж» (франц.) – буквально – «покрытие лаком». Вкладывают смысл – торжественное открытие художественной выставки в присутствии специально приглашенных лиц: художников, деятелей культуры, науки, искусства, и т.п. Ведет свое название от возникшего художниками Франции обычая покрывать картины лаком накануне открытия выставки для публики.

         Условия игры (творческие группы).

Распределение ролей (экскурсовод, репортер, художники, научные консультанты, экспериментаторы, посетители выставки).

Зрители заполняют таблицу и отвечают на вопросы научных консультантов.

Репортер: Уважаемые коллеги и гости! Сегодня мы имеем возможность побывать на химическом вернисаже. На нем представлено четыре картины на химические темы. Кроме того, у нас есть возможность выслушать комментарии авторов, научных консультантов, экспериментаторов; нас будет интересовать и мнение публики.

Картина первая.

Экскурсовод: Путешествуя летом, мы остановились на берегу необычного живописного озера, сразу принялись за дело: стали готовить, мариновать шашлыки, собирать хворост, а художник разложил краски, кисти и стал писать пейзаж. Пригревало солнышко, но вскоре мы почувствовали головокружение, возбуждение и мы приняли решение поменять место стоянки.

В результате этого похода осталась картина «Фантастическое озеро» и наш экспериментатор предусмотрительно взял пробу жидкости из озера. Что же оказалось? Слово экспериментатору.

Экспериментатор: проделывает качественную реакцию -окисление этилового спирта оксидом меди (II) Вывод: это озеро этилового спирта. Что же с нами произошло, объяснит научный консультант.

Научный консультант: Эта работа посвящена применению важнейшего вещества - этилового спирта. Как вы видите, в центре картины показано фантастическое озеро, состоящее из этилового спирта. Подгоняемые ветром волны причудливо складываются, представляя химическую формулу второго представителя гомологического ряда алканолов. На формуле показано, что электронная плотность в молекуле распределена неравномерно. Причиной тому - атом кислорода. Будучи более электроотрицательным, чем остальные атомы, он «оттягивает» электронную плотность на себя. Это придает атому водорода, находящемуся возле атома кислорода, независимость. Вы хорошо знаете, что он может замещаться щелочными металлами. Относительно независима и сама функциональная группа [ОН]. Она может быть замещена на атом галогена. Эти особенности молекулы на картине показаны с помощью формулы и интенсивности окраски волн, окружающих формулу.

Верхняя часть пейзажа - солнечное небо, едва покрытое легкими облаками. Чувствуется, что все пронизано летним теплом. В связи с этим нельзя не вспомнить о водородных связях. Как мы видим на формуле, у атома кислорода сосредоточивается отрицательный электрический заряд. Атом водорода, находящийся рядом с ним, вследствие упомянутого уже смещения электронной плотности имеет частично положительный заряд. Это позволяет молекулам особым образом взаимодействовать. Частично отрицательно заряженный атом кислорода одной молекулы притягивает к себе частично положительной заряженный атом водорода другой молекулы. В итоге все молекулы оказываются связанными между собой, так называемыми водородными связями. Именно водородные связи являются причиной того, что даже в теплую солнечную погоду этанол находится в жидком состоянии. Кипения вещества в этих условиях не наблюдается. Ощущение стабильности придает картине особый колорит.

Следует также обратить внимание зрителей на однородность жидкости, составляющей волны, несмотря на дожди, которые в этой местности идут часто. Расслоения двух жидкостей (этанола и воды) не происходит. Это говорит о том, что этанол хорошо смешивается с водой благодаря тому, что молекула воды тоже полярная. В водном растворе спирта образуются водородные связи между молекулами спирта и воды. Как говорится в народной химической пословице, «Подобное растворяется в подобном».

В левой части картины мы видим автомобиль. Шины этого автомобиля сделаны из особого каучука. Создание его производства занимает целую страницу в истории химии. В результате кропотливого труда наш соотечественник профессор С.В.Лебедев путем серии реакций дегидратации и дегидрирования в 1935 г. получил бутадиен, полимеризация которого и привела к образованию каучука.

На картине показано, что выхлопы двигателя автомобиля отличаются чистотой. Вы видите, что у выхлопной трубы стоит заяц и не испытывает никакой тревоги. Специалист могут с уверенностью утверждать, в выхлопах практически нет сажи и оксида углерода (II). Объясняется это тем, что в качестве топлива используется этанол. Следует отметить, что топливо, содержащее этанол, отличается высоким октановым числом. На картине невозможно изобразить, насколько тихо работает двигатель, но то, что заяц не боится находиться возле автомобиля, нам позволяет судить о царящей тишине. Это является следствием высокой детонационной устойчивости топлива.

Далее «научный консультант» приводит уравнения химических реакций, характеризующие химические свойства спиртов и области применения, на которых они основаны. Делает акцент на военном применении и вредном действии метилового и этилового спирта на организм.

«Научный консультант» задает вопросы зрителям:

1. Почему этиловый спирт – жидкость, несмотря на малую молекулярную массу, и почему хорошо растворяется в воде?

2. Перечислите военные области применения этилового спирта.

Картина вторая.

Экскурсовод: Вторая творческая группа представляет свою картину «Натюрморт с фруктами» (художник выносит картину).

На картине изображены разнообразные фрукты, бутылка рома. Мастерство художника так велико, что вслед за восприятием этих образов появляются ощущения - запахи, необыкновенный аромат, даже перевод - мертвая натура теряет смысл. В чем секрет? Есть ли научное объяснение? Слово научному консультанту.

Научный консультант объясняет механизм реакции этерификации, дает определение класса сложных эфиров; объясняет физические свойства, обусловленные строением (отсутствием водородных связей). Подробно освещает области применения ложных эфиров, делая акцент на применении веществ в военном деле.

Суворовцы заполняют таблицу:

Научный консультант приводит данные периодической печати о вручении Нобелевской премии американским ученым за расшифровку механизма ощущения запахов. Затем рассматривается вопрос изомерии. Для состава С5Н10О2 составить изомеры (вопрос суворовцам) - Почему эфиры не растворимы в воде?

Картина третья.

Экскурсовод: Эта картина не так романтична, как первая и не источает ароматы как вторая, но, на мой взгляд, не лишена привлекательности. Это жанровая сценка - сельские мотивы. Слово научному консультанту.

Научный консультант освещает вопросы строения, классификации, свойств и областей применения жиров, их роль в организме; основные способы переработки (особое внимание военным областям применения). При объяснении используется подвижное графическое пособие. Приводятся сведения периодической печати о современных С.М.С. и переработке жиров, суворовцы заполняют таблицу.

Далее вопросы взводу:

-        Чем, по своему строению, жидкие жиры отличаются от твердых жиров?

-        Как доказать непредельный характер жидких жиров?
Экспериментатор   демонстрирует   опыт:    взаимодействия

оливкового масла с раствором перманганата калия (обесцвечивание раствора). Демонстрируется кинофрагмент - обесцвечивание бромной воды в растворе оливкового масла.

Суворовцы делают выводы о зависимости строения, свойств и областей применения, иллюстрируя конкретными примерами, заполняют таблицу.

Картина четвертая.

Экскурсовод: Картина представляет одно из направлений в живописи - символизм, и называется: «Глюкоза». Но не думайте, она посвящена не Наташе Ионовой, известной поп-звезде Глюк-Озе», а одному из важнейших органических веществ - глюкозе. Художник изобразил дерево, которое символично рассказывает нам о целом классе органических веществ «Углеводы».

Научный консультант в образной форме объясняет, что дерево символизирует как бы классификацию углеводов: ствол -название класса, расходящиеся ветви - простые углеводы (пентозы, гексозы) и сложные (дисахариды и полисахариды). А где же затерялась глюкоза? Маленькие зеленые листочки символизируют это вещество. Во-первых, глюкоза в природе образуется в результате процесса фотосинтеза. Во-вторых, глюкоза является теми «кирпичиками», из которых построены сложные углеводы.  α - Глюкоза является структурным звеном природного высокомолекулярного соединения крахмала; (β - глюкоза - клетчатки).

Далее, научный консультант рассказывает о строении глюкозы, показывает, как строение обуславливает физические и химические свойства глюкозы, освещает области применения, уравнения химических реакций записаны на доске, в ходе объяснения используются таблицы.

Экспериментатор демонстрирует реакцию медного и серебряного зеркала. Опыт - брожение глюкозы - поставлен заранее. Заснят на видео кинофрагмент - опыт:

- горение нитроклетчатки

-  «смесь Кибальчича».

Примечание:

1) 1902 г. Эмиль Фишер (Германия) - вторая по счету Нобелевская премия по химии за изучение Сахаров и пуринов. Фишер объяснил существование циклических форм глюкозы.

2) Николай Иванович Кибальчич (1854-1881) —русский инженер, участник покушения на Александра II, создатель проекта реактивного летательного аппарата.

Смесь Кибальчича. Так называли смесь, состоящую из триоксохлората калия КСlОз и сахара С12Н22О11. Ее использовали в качестве запала к кустарно изготовленным бомбам. Если смочить смесь каплей концентрированной серной кислоты Н2SО 4, то происходит сильная вспышка:

ЗКlО3+Н28О4=2Сl2↑+КСlO4+К28О4+Н2О

Выделяющийся диоксид хлора СlО2 тотчас же разлагается на хлор Сl2 и кислород О2: воспламеняя сахар:

С12Н22ОП+12О2=12СО2↑ + 11H2O

Суворовцы работают над заполнением таблицы, иллюстрирующей зависимость строения, свойств и применения глюкозы, углеводов; отвечают на контрольные вопросы научного консультанта:

-        Объясните на основе строения физические свойства глюкозы: сладость, растворимость в воде,

-        Объясните закон диалектики единства и борьбы противоположностей на примере строения и свойств глюкозы,

-        Перечислите военные области применения углеводов.

Преподаватель подводит итоги творческой работы суворовцев, оценивает устные ответы и работу с таблицей.

Далее преподаватель приводит данные современной науки. Яркой иллюстрацией зависимости строения - свойств - применения является история производства лекарственного вещества талидамида -  94% женщин, применяющих этот препарат, рождали уродливых младенцев. Талидамид - биологически активное вещество. Существует в виде двух зеркальных изомеров (энантиомеры).

I               R1                                                                   R1        II

Это энантиомеры, у них разные оптические свойства, т.е. растворы пропускают свет под разным углом. До 70-х годов не разделяли энантиомеры.

I        - проявляет седативные свойства (успокаивающее действие)

II        - терратогенные свойства (греч. «урод»)
С* - хиральный центр (хирург)

 Вывод:    одной из основных задач современной фармакологии является получение чистых лекарственных препаратов.

Упражнения.

1. Как практически различить два сорта бензина (бензин прямой перегонки и крекинг-бензин)?

1. Зная, что олеиновая кислота имеет цис-строение, объясните почему

жиры, образованные этой кислотой являются жидкими?

3.        Имеется вещество следующего строения:

                   OH – C6H4 – CH2OH

Как оно будет взаимодействовать с  Nа;  NаОН?         Составьте уравнения реакций. С какими веществами еще будет взаимодействовать данное вещество?

4.        Составьте уравнения химических реакций взаимодействия
молочной кислоты

СН3-СH- СООН    а/ с Na;    б/ с NaОН.

                    ОН

5.        Как объяснить, почему одноатомные спирты и одноосновные карбоновые кислоты, содержащие подобно глюкозе шесть атомов углерода в молекуле, в воде нерастворимы, а глюкоза в воде хорошо растворима?

//. Игровая ситуация -

 игра «Что? Где? Когда?»

Отгадайте название вещества, которое записано в «черном

ящике»:

- при горении  1 моль вещества образовалось 3 моль углекислого

газа;

- вещество обесцвечивает перманганат калия;

- при взаимодействии с бромной водой образуется 1 ,2 – дибром

пропан.

Ответ: (пропен).

III. Кроссворд

(игровая ситуация «поле чудес»)

1.        Вещества, строение которых установили французские ученые, члены академии наук Мишель-Эжен Шеврель и Пьер-Эжен-Марселен Бертло.

2. К какому классу органических веществ относятся жиры по
   своему химическому строению.

2. Как иначе называются жидкие жиры.
3. Как перевести слово «легчайший» на арабский язык.

5.        Как называется реакция, лежащая в основе получения
ложных эфиров.

6. Как называется класс органических веществ в состав

названия, которого входит слово «вода».

7. Как называется группа атомов, которая входят в целый
   ряд функциональных групп и группировок.

 - С=О     - С = О     - С = О    - С =О

         Н            ОН                                 О

8. Назовите элемент, который входит в состав всех органических

веществ и образует каркас любого органического вещества.

                                                                                                                 Ответы:

1. Жиры
2. Эфиры
3. Масло
4. Алкоголь
5. Этерификация
6. Углеводы
7. Карбонил
8. Углерод

• IV Подводятся итоги работы.
• Задание на самоподготовку.
• В книге отзывов предлагается написать отзыв о «Химическом вернисаже».

Преподаватель цитирует А.Мюссе: «То, чему я хотел бы вас научить, точно яблоня, покрытая листвою. То, что я при этом знаю, - всего лишь веточка на кроне. То, что я при этом говорю, - всего лишь яблоко на ветке. А то, что у вас останется, - лишь плодовое зернышко, но из него иногда яблоня вырастает».

ПРИМЕЧАНИЕ. В опорном конспекте суворовцы заполняют 1 -2 графы в таблице:

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Урок по закреплению знаний, их систематизации спланирован и проведен в занимательной форме. Смоделирована игровая ситуация: конкурс картин. Урок развивает познавательный интерес учащихся к предмету, формирует осознанное расширение кругозора, культуры, любознательности. Урок нестандартен по форме. Своеобразно скомпонована содержательная часть урока. Проведение такого урока требует системного подхода к изучению учебного материала, особого внимания личности учителя на учащихся, совместного стремления к поиску интересных форм общения по предмету. Именно это является ценным и заслуживает внимания коллег.

Обсуждение картин показало, что учащиеся не восприняли их поверхностно. Смысловое содержание образов, возникших у них, оказалось адекватным. Из этого следует то, что учителю удалось организовать работу с достаточной глубиной. В этом и проявилось его мастерство.

Проведение химического вернисажа оказало благотворное влияние на воспитание у учащихся способностей к сотрудничеству. Обращает на себя внимание деловая и благожелательная атмосфера, царящая на уроке. Это следствие большой работы учителя в этом направлении. Зачастую бывает, что учащиеся оказываются не в состоянии аргументировано высказать свое суждение по какому-либо поводу. А уж понять суть высказывания одноклассника оказывается еще сложнее. Вместе с тем, если учащиеся способны самостоятельно сформулировать суждение и понимать суждения другого, то они могут лучше усвоить учебный материал. Не случайно коммуникативным аспектам обучения в последнее время педагогическая наука стала уделять пристальное внимание.