Проект урока химии в 10 классе "Физические и химические свойства алканов"
план-конспект урока по химии (10 класс) по теме

Муниципальное образовательное учреждение вечерняя (сменная) общеобразовательная школа № 9 при исправительной колонии

Урок химии в 10 классе

Тема урока: «Физические и химические свойства алканов»

Цели урока:

Образовательные: 

1. Обеспечить усвоение особенностей физических и химических свойств у алканов;

2. Отработать навыки составления уравнений химических реакций, характеризующих свойства алканов;

3. Добиться усвоения механизма галогенирования алканов и прогнозирования протекания реакций замещения у различных атомов углерода.

Развивающие:

1. Развитие аналитического и синтезирующего мышления;

2. Развитие познавательных умений.

Воспитательные:

1.  Воспитание мотивов учения и дисциплинированности;

2. Содействовать становлению нравственных и экологических устоев личности.

Тип урока: изучения нового учебного материала.

Методы: монологические, диалогические, эвристической беседы.

Оборудование:

1. Доска;
2. Мультимедийное оборудование;
3. Компьютерная презентация «Физические и химические свойства алканов»;
4. Видеоролики: «Взаимодействие метана с перманганатом калия и бромной водой», «Пространственное строение этана», «Реакция замещения», «Горение метана», «Горение алканов», «Взрыв метана»;
5. Экран;
6. Карточки с заданием (тест);
7. Карточки с дозированной помощью;
8. Учебник Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. Химия  10 класс.

Оформление доски:

13.12.11

Физические и химические свойства алканов.

План урока:

1. Организация начала урока………………………………..2 мин.;
2. Актуализация знаний……………………………………..7 мин.;
3. Изучение нового материала……………………………....20 мин.;
4. Этап проверки понимания и закрепления знаний………9 мин.;
5. Подведение итогов на рефлексивной основе……………2 мин.

Ход и содержание урока:

I. Организационный момент.  Цели урока.       (слайд 1)

Учитель: На сегодняшнем уроке мы продолжим изучение органических веществ.  Перед нами стоит задача – изучить физические и химические свойства предельных углеводородов. Вспомнить понятия «Углеводороды», «Алканы», «Гомологи».

II. Подготовительный этап. Актуализация знаний

Давайте с вами вспомним.

-Какие вещества называются углеводородами?    (слайд 2)

-Органические вещества, состоящие из атомов углерода и водорода.

- Какие углеводороды называются алканами?    (слайд 3)

-Органические вещества, состоящие из атомов углерода и водорода, имеющие в своем строении между атомами углерода только одинарные связи, с общей формулой CnH2n+2.

- Как называется первый представитель алканов и какую он имеет формулу?        (слайд 4)

-Метан; Молекулярная формула молекулы метана  CH4

- Какое же пространственное строение будут иметь гомологи метана? (слайд 5)

- Строение молекул других  алканов.            (слайд 6)

-Какие вещества называют гомологами?       (слайд 7)

-Соединения, сходные по строению, а значит, и по химическим свойствам и отличающиеся друг от друга на одну или несколько групп CH2, называются гомологами.

III. Рассмотрение нового материала урока.

Мы вспомнили состав, строение алканов. Сейчас нам предстоит изучить физические и химические свойства данного класса веществ.

Тема нашего урока «Физические и химические свойства алканов»     (слайд8)

1. Физические свойства алканов (слайды 9-10)

1)Температуры плавления и кипения увеличиваются с молекулярной массой и длиной главной углеродной цепи

       При нормальных условиях неразветвлённые алканы с CH4 до C4H10 — газы; с C5H12 до C15H32 — жидкости; после C16H34 — твёрдые тела.

Температуры плавления и кипения понижаются от менее разветвленных к более разветвленным. Так, например, при 20 °C н-пентан — жидкость, а неопентан — газ.

Все алканы легче воды, в ней не растворимы, однако растворимы в неполярных растворителях (например, в бензоле) и сами являются хорошими растворителями.

2)МЕТАН – газ, без цвета и запаха, почти в 2 раза легче воздуха, мало растворим в воде. Он образуется в природе в результате разложения без доступа воздуха остатков растительных и животных организмов. Поэтому может быть обнаружен в заболоченных водоемах, где появляется в виде пузырьков газа, или накапливается в каменноугольных шахтах, куда выделяется из угольных пластов. В значительном количестве (80-97%) метан содержится в природном газе и в попутных нефтяных газах.   (слайд 11)

3)ЭТАН, ПРОПАН И БУТАН входят в состав природного и попутного нефтяного газов. АЛКАНЫ содержатся в нефти. С ростом относительной молекулярной массы наблюдается переход количественных отношений в качественные: изменяется агрегатное состояние, возрастают температуры плавления и кипения.    (слайд 12)

1. Химические свойства алканов.

          В обычных условиях алканы химически инертны. Они устойчивы к действию многих реагентов: не взаимодействуют с концентрированными серной и азотной кислотами, с концентрированными и расплавленными щелочами, не окисляются сильными окислителями – перманганатом калия KMnO4 и т. п. (слайды 13 - 14)

Насыщенные или предельные и поэтом алканы химически малоактивны и могут вступать в реакции замещения и отщепления, горения при создании необходимых условий.   (слайд 15)

1)Реакции замещения:         (слайды 16 – 21)

А) Реакции галогенирования, т.е. замещения галогенами (за исключением фтора)

CH4 + Cl2 = CH3Cl + HCl (на свету)

        Теперь мы познакомимся с Вами с тем, каким образом протекает данная реакция, т.е. узнаем ее механизм.

На первой стадии – инициировании происходит гомогенный распад  молекул галогена на свету на радикалы:

Cl2 = 2Cl·

        На второй стадии – росте цепи, радикалы атакуют молекулы, находящиеся в системе.

Cl· + CH4 = CH3· + HCl

CH3· + Cl2 = CH3Cl + Cl·

        Третья стадия приводит к взаимодействию радикалов между собой и называется – обрыв цепи.

CH4· + Cl· = CH3Cl

CH3· + CH3· = CH3-CH3

2Cl· = Cl2

        Таким образом, механизм данной реакции принято считать цепным свободнорадикальным. Данная реакция может протекать в молекулах алканов до тех пор, пока не будут замещены все атомы водорода.

        В случае галогенирования метана и этана не возникает вопрос о том, где же произойдет замещение, т.к. все атомы водорода равноценны, но как же быть в случае с алканами более сложного строения? На этот вопрос можно ответить, если рассмотреть взаимное влияние в углеводородных радикалах (первичных, вторичных и третичных). Было установлено, что реакции замещения легче протекают у третичных атомов углерода, чуть сложнее – у вторичных, еще сложнее – у первичных.

          С-С-С                                С-С-С                                С-С

           С

третичный атом углерода        вторичный атом                        первичный атом

Б) реакция нитрования по Коновалову (с раствором азотной кислоты при 120ºС).

RH + HNO3 = R NO2 + HOH             (слайд 22)  

B) Сульфирование – замещение атома водорода  сульфогруппой. При нагревании конц. серная кислота («дымящаяся»)  дает с высшими парафинами  сульфокислоты.

 R-H + H2SO4 → R-SO3H + H2O    (слайд 22)

Запомните!                                            (слайд 23)

• Для алканов характерны реакции замещения атомов водорода на другие атомы или группы атомов.
• В этих реакциях водород никогда не выделяется, а образуется галогеноводород или вода.
• Замещение у алканов идет в первую очередь по менее гидрогенизированному атому углерода.

2).Реакции отщепления.            (слайд 24)

А) дегидрирования – отщепления водорода (нагрев; катализатор)

CnH2n+2 = CnH2n + H2

Б) крекинг алканов (при 400-500 ºС) – разрушение цепи с образованием алкана и алкена. Например:

C4H10 = C2H4 + C2H6

Или CnH2n+2 = CmH2m+2 + CbH2b

В) термического разложения (нагрев до 1000ºС).

CnH2n+2 = n C+ (n+1)H2

Г) пиролиз метана (нагрев до 1500 ºС)

2CH4 = C2H2 + 3 H2

3). Реакции изомеризаци    (слайд 25)

Изомеризация – образования изомеров (катализатор – AlCl3) (начиная с С4).                                                                        C-C-C-C-C = C-C-C-C

                               C         

 н-пентан         2-метилбутан

4).Реакции окисления.    (слайд 26 - 31)

А) горение

CnH2n+2 + (1.5n+0.5) O2 = nCO2  + (n+1) H2O

Запомните!           (слайд 32)

Аланам характерны следующие химические реакции:

1. Реакции замещения;

2. Реакции отщепления;

3. Реакции изомеризации;

4. Реакции окисления (горение).

IV.   Первичная проверка понимания и закрепления знаний

1)Составить уравнения химических реакций, характеризующих свойства гептана (работа на доске вместе с учащимися, они диктуют, учитель – записывает).

2)Вопросы для самотестирования (слайды 33 – 37)

1. Назовите по систематической номенклатуре алкан строения:

а) 1-метил-2-этилбутан

б) 2-метил-3-этилбутан        CH3 – CH – CH – CH3

в) 2-этил-3-метилбутан

г) 2, 3-диметилпентан                      CH3  C2H5

2. Укажите формулы гомологов метана:

а) C3H8

б) C4H8

в) C4H!0

г) C7H8

3. Каким соединениям даны неправильные названия?

а) 2-метилпентан

б) 2-этилбутан

в) 1-метилпентан

г) диметилбутан

4. Какое вещество имеет наибольшую температуру кипения?

а) бутан

б) пропан

в) 2-метилбутан

г) пентан

5. Какие характеристики применимы для описания реакции хлорирования этана?

а) цепная

б) свободнорадикальная

в) протекает в темноте без нагревания

г) сопровождается гомолитическим разрывом связей

6. Для алканов невозможны реакции:

а) замещения

б) полимеризации

в) присоединения

г) изомеризации

7. В отличие от пропана бутан вступает в реакцию:

а) горения в кислороде

б) хлорирования при освещении

в) разложения на простые вещества при сильном нагревании

г) изомеризации

8. Как изменяется массовая доля углерода в алканах с возрастанием их молярной массы:

а) не изменяется                в) уменьшается

б) возрастает        г) изменяется немонотонно

- проверка теста   (слайды 38 -39)

- выставление оценок учащимися за тест    (слайды 40)

3)Выводы по уроку: (слайд 41)

1. При нормальных условиях неразветвлённые алканы с CH4 до C4H10 — газы; с C5H12 до C15H32 — жидкости; после C16H34 — твёрдые тела.
2. В обычных условиях алканы химически инертнты. При создании необходимых условий для них характерны реакции замещения, отщепления, изомеризации. окисления (горение).

V. Подведение итогов. Рефлексия.    (слайд 42)

В заключение – рефлексивный тест.

1. Узнал(а) много нового.

2. Мне это пригодится в жизни.

3. Было над чем подумать.

4. На возникшие вопросы я получил(а) ответ.

5. Поработал(а) добросовестно, цель достигнута.

На доске два рисунка с рожицами (с улыбкой и без).

Предлагается выбрать вариант ответа в рефлективном тесте и зарисовать рисунок рожицы, который отражает отношение ученика к проведенному уроку на листах с кроссвордом.

Учитель благодарит учащихся за работу на уроке, комментирует полученные оценки за урок.  (слайд 43)