Путешествие в страну Органического Синтеза. Игровой урок.
план-конспект урока по химии (10 класс) на тему

Путешествие в страну  Органического Синтеза.

Тип урока: обобщение знаний

Вид урока: урок – исследование с элементами ролевой игры.

Цели урока:

• обобщить знания полученные учащимися по теме «Генетическая связь органических соединений» на основе самостоятельного поиска дополнительного материала, его осмысления, исходя из проблем органического синтеза и его значимости для современного общества, путем анализа полученных результатов

• формировать систему комплексного восприятия взаимосвязей различных областей жизни и науки в решении проблем  органического синтеза (ОС).

Задачи урока:

• активизировать межпредметные связи, используя комплексный подход к проблеме ОС
• развивать навыки аналитического мышления
• совершенствовать навыки решения химических уравнений и задач
• формирование системы знаний генетической связи органических соединений
• воспитание патриотизма, гордости за русскую науку и ученых на примере работ   Марковникова, Зинина, Зайцева,
• повысить интерес к проблемам современной науки

План урока:

1. Постановка задачи учителем.

2. Станция экологическая. Экологические проблемы, которые создает  промышленность, в том числе и химическая.

2. Исследование основ технологического процесса ОС Беглый опрос «Особенности течения реакций» Технологический тир.
3. Химические аспекты органического синтеза. Решение цепочки уравнений, обобщение знаний генетической связи ОС
4. Самостоятельная работа по теме «Генетическая связь органических соединений»
5.  Физкультминутка
6. Практическая задача. Совершенствование навыков аналитической и практической работы. Решение задачи и выполнение практической работы по определению органических соединений
7. Экономические аспекты ОС
8.  Органическая химия в Казани. Блиц-викторина.
9. Станция «Историческая» Роль органического синтеза в истории. Формирование взаимосвязи ОС, экономических и социальных процессов, развитие патриотических чувств.
10. Анализ полученной информации с помощью справочной таблицы. Подведение итогов урока.
11. Домашнее задание.

Виды работы учащихся:

1. Устные  ответы во время беглого опроса.
2. Представление результатов предварительного исследования
3. Лабораторная работа
4. Решение  цепочки уравнений

5. Групповое сотрудничество при подготовке к уроку и при обсуждении проблемы.

5. Систематизация знаний в блок – схеме
6. Анализ информации и попытки установить взаимосвязь органического синтеза и других областей жизни человека и общества.

Организация урока:

Целесообразно провести урок, используя групповую форму работы для активизации обмена знаниями и взаимопомощи учащихся. Необходима небольшая предварительная подготовка учащихся  для организации комплексного подхода в рассмотрении проблемы. Для этого группы получают задания и проводят исследования данной проблемы с точки зрения  экономики, экологии, геологии, истории и технологии. На столы заранее выставляются наборы для практической работы, карточки с названиями соединений и задачами, заготовки блок- схемы для систематизации полученных знаний.

Оборудование урока: 

• Мультимедийный проектор, экран, системный блок с установленным Office  XP ( не ниже  Windows 2000),колонки.

• Презентация , выполненная в программе Mikrosoft Power Point XP;

• Раздаточный материал: инструкция к практической работе, карточки с названиями углеводородов и задачами, заготовки блок- схемы для систематизации полученных знаний.

•  .Набор для практической работы: три пронумерованные пробирки (две с водой, одна с раствором глицерина или фенола), растворы хлорида трехвалентного железа, гидроксида натрия, сульфата меди, пробирка с нефтью, стаканчик с водой.

Слайд 1.

Учитель говорит: Внимание! Внимание!  Президент страны ОС  прислал телеграмму. Он просит воссоединения с Татарстаном и приглашает в путешествие по своей стране. Занимайте места согласно взятым билетам, отдыхайте и наслаждайтесь видами за окном. Господа пассажиры, не забывайте свой багаж. Вам пригодится в пути все, что вы знаете об органических соединениях.

Не забывайте также, что вы – экспертная группа, вам предстоит провести исследование  и составить заключение, будет ли выгодно это объединение Татарстану

 Желаю Вам преодолеть все трудности! Счастливого  пути!

На экране мелькают кадры природы. Вдруг стоп-кран. Слайды с экологическими катастрофами.

Станция «Экологическая»

Так ты разумен Человек? 

 В космические дали мысли мчаться

Земля дает любовь, дает богатство.

        А ты ее грызешь ковшом, сверло вонзаешь,

        И дымом душишь,  и огнем,

        И забываешь: не бесконечно это все тебе дается!

        Подумай, за тобой что остается?

 Век 19, 20, 21…идет бурный научно-технический прогресс, развивается промышленность, в том числе и химическая. Рост химической промышленности в 20 веке обогнал все остальные отрасли народного хозяйства. (слайд 2,3 «весы») А на другой чаше весов что?   Что вы скажете, экологи? На другой чаше весов загубленная природа во время добычи и транспортировки полезных ископаемых, загрязнения окружающей среды всевозможными отходами, новые болезни, вызванные химическими веществами. Глядя на это, невольно задумываешься: Что же такое органический синтез? Действительно ли он важен  и необходим?          Вы не сможете путешествовать дальше, если не ответите на этот вопрос.

Без продукции органического синтеза трудно представить современный мир. Кино и фотопленки, дождевые плащи и игрушки, искусственная кожа, паркетные плитки, синтетические волокна, посуда, трубы,  упаковочный материал, каучук и резина, пищевые красители и консерванты, смолы и пластики, ткани, взрывчатые вещества, лекарства, бытовая химия, парфюмерия и даже искусственные белки. Попробуем  от этого отказаться? (Слайд 4,5) Все понимают, что отказаться невозможно. Значит, продолжаем движение вперед.

Химический тир. « Технологическая»

Понятно, что отказаться от продукции органического  синтеза на современном этапе просто невозможно. Значит нужно овладеть безопасной технологией производства. Для этого нужно знать особенности химических процессов, которыми пользуются химики-органики. Что такое технология? Как вы понимаете значение этой науки?

 Демонстрация опыта «Окисление  этилена раствором перманганата  калия». Объясните происходящий процесс.

  Представители групп выбирают мишень (слайд с мишенью) и  ребята отвечают на вопросы, которые открываются после выстрела

• Как  органические вещества относятся к нагреванию? (горение, крекинг)
• Какие неорганические вещества часто используют в органической химии?             (щелочные металлы, оксиды металлов, водород, галогены,  галогеноводороды,  вода, щелочь, серная кислота).
• Для чего  в органической химии используют неорганические вещества? (катализаторы, водоотнимающие вещества получение галогенопроизводных, получение новых классов органических веществ)
• Как называется реакция, в результате которой от вещества отщепляется вода? (дегидрогенизация)
•  Для чего используют эту реакцию? (получение непредельных углеводородов)
• Условия протекания реакций? (катализаторы, температура, давление, водоотнимающие вещества). Термические процессы более жесткие, чем каталитические.

Прекрасно.  Вы знаете особенности протекания процессов органического синтеза. А теперь попробуем разобраться, как вы владеете формулами веществ и разбираетесь в химическом аспекте вопроса.

. Вам нужно произнести фразу устами химика: В саду благоухают розы (слайд 6). ( Пахнет фенилэтиловым эфиром) Формула вещества проецируется на слайде с розами. А как вы догадались, что это вещество относится к классу эфиров? Можно ли назвать его по-другому?

Затем учитель обращает внимание учеников на доску, на которой записана цепочка уравнений. Учитель формулирует задание и выбирает длину цепочки в зависимости от уровня подготовленности учащихся.

Варианты заданий:

1. Вставьте пропущенные формулы:
2. Определите неизвестные вещества:
3. Определите условия протекания реакций:
4. Впишите над стрелочками условия реакций, а под стрелочками необходимые реагенты:

Расшифруйте  формулы веществ:  А -----  Б ------- В -------- Г, где

                                                            1

                                                                                  Д

А – вещество легко найдете под землей или в болоте (ответ: метан)

Б – судьба совсем другая, металл сплавляет он сгорая (ответ: ацетилен)

В – горючий, плотный словно ОЛ(масло), недаром назван он …(ответ: бензол)

Г– цепочка замкнутая здесь и углеродов ровно шесть (ответ: циклогексан)

 Д -гордо носит суффикс –ол, он ядовит, зовут ….(ответ: фенол)

В этой цепочке оказались важнейшие для ОС вещества. Я прошу экспертов записать уравнения реакций на доске.

Остальные в это время работают над карточками. (см. дидактические материалы) Проверка карточек происходит с помощью компьютера. Карточки с верными ответами отдают диспетчеру группы.

Когда цепочка уравнений  и самостоятельная работа будут решены, учитель задает вопрос:

Какой класс веществ может служить основой любого органического синтеза? Учащиеся должны прийти к выводу, что это – углеводороды (вариант: алканы, предельные углеводороды). 

Информация учителя:

Органических веществ миллионы, но практически все они  могут быть получены с помощью синтеза, основанного на генетической связи. На следующем уроке мы начнем знакомиться с особенностями класса альдегидов.  Но мы уже встречались с этими веществами. Как вы видите, основой для получения уксусного альдегида служит ацетилен. Кто вспомнит и сможет написать уравнение промышленного получения уксусного альдегида? Его изобрел русский ученый Кучеров. Он получается при взаимодействии ацетилена с водой в присутствии солей ртути 2+. Давайте попробуем составить уравнение реакции.

Уксусный альдегид  дает начало множеству других органических соединений и все они генетически связаны между собой. Какие классы соединений вы видите на схеме?  

Физкультминутка: Пожалуйста, встаньте, посмотрите направо, посмотрите налево, посмотрите наверх. Посмотрите под ноги. Вы его не видите?

Пароль - практическая задача:  В процессе крекинга сбежал породистый ОЛ, массой  94 г и спрятался в одной из пробирок. Легко подзывается на раствор хлорида трехвалентного железа. Прошу вернуть за вознаграждение.

Учащиеся выполняют практическую работу. ( см. дидактические материалы)

        Химия – наука многогранная и влиятельная. Она тесно связана  не только с экологией, геологией и технологией, но и с экономикой.

Ответьте: Кто из  английских промышленников обанкротился, так как плохо знал химию?              

( Макинтош. Плащи из полученной им ткани зимой становились хрупкими, а летом плавились и прилипали). 

Станция «Экономическая»

Чтобы оценить истинное значение органического синтеза в жизни современного человека давайте заглянем немного в историю. Бесценный источник сырья для органического синтеза – нефть, известен с шестого века до н.э.. :Ее использовали в различных целях: египтяне изготовляли из нее особые составы для бальзамирования тел, основоположник античной медицины Гиппократ создал немало лекарств, основой которых является нефть, застывшей окислившийся нефтью азербайджанцы отапливали жилища.  Использование природного газа в уличных фонарях Лондона позволило ученым открыть важнейший компонент органического синтеза – бензол. Коксование каменного угля подарило миру устойчивые красители. С развитием автомобильной промышленности нефть и газ стали играть роль самого выгодного топлива. Нефтехимическая промышленность и органический синтез, наравне с электроникой определяют уровень развития страны. В России доля химии и нефтехимии 8,8%. Топливная промышленность составляет 19,4 %. В республике Татарстан наибольший удельный вес в химической промышленности занимает нефтехимия ( более 70% произведенной продукции), в которой основную долю продукции составляют синтетические каучуки (43%) и шины(27%), а в химии – пластмассы и синтетические смолы.

Остановка «Казанская».

Блиц- викторина:

1. Вещество, спрятанное в черном ящике,  дало второе название органическому синтезу. Что это за вещество?  ( нефть)
2. Кто из казанских ученых изучал состав Бакинской нефти?  (Марковников)
3. В каком году в Татарстане начали добывать нефть в промышленном объеме? (1943)
4. .В  структуре промышленности Казани преобладают химическая и нефтехимическая промышленность, она составляет 17,5 %. Предприятия Казани выпускают органические полуфабрикаты, полиэтилен, пластмассы, синтетический каучук, резинотехнические изделия, лекарственные препараты и изделия  бытовой химии. Назовите предприятия Казани, выпускающие эту продукцию. ( Казаньоргсинтез,  Тасма,  заводСК, предприятие Нэфис, Татхимфармпрепараты, комбинат им. Вахитова, сороковой завод)

5. О каких правилах идет речь?

Вот так уж в этом мире повелось,

Несправедливость всюду правит.

Где много – там еще дадут,

Где мало – там еще убавят. (Правило Марковникова и правило Зайцева)

 Доп. Вопрос. Сформулируйте правило Марковникова. Напишите пример реакции, в которой присоединение  бромоводорода идет по правилу Марковникова.  

Значение органического синтеза было бы неполным, если не учитывать исторических событий.

Все вопросы демонстрируются на слайдах. Например:

«Историческая»

22 июня 1941 началась Великая Отечественная война. (на экране кадры военной хроники) Какое отношение к органическому синтезу имеют эти кадры? 

Это была война техники. Но техника не могла обойтись без горюче-смазочных материалов. Как хлеб стране нужна была нефть, чтобы получать разнообразную продукцию, необходимую фронту. Южные месторождения нефти в Грозном и Баку были отрезаны врагом. Из-за нехватки сырья возникла угроза остановки заводов, производящих аккумуляторы для танков, не хватало авиационного топлива, создалась явная угроза срыва снабжения колхозников смазочными материалами. Нефтяники неустанно вели поиск. Заложили  новые скважины. За исключением мастеров- бурильщиков на скважинах работали женщины. 2 августа 1943 года из скважины № 1 близ села Шугуры была получена первая нефть.

Ученые – химики в Казани  в годы войны разработали способ получения высококачественного моторного топлива, разработали синтетические добавки к моторным маслам, новый способ получения тиокольного каучука, способ синтеза витамина В-1, лечебных препаратов, необходимых фронту.

Это была последняя станция. Я прошу экспертов взять бланки отчетов и заполнить их с помощью справочной таблицы. Красными кругами вы отмечаете те моменты, которые нежелательны для нас, могут иметь неблагоприятные последствия после соединения  Страны органического синтеза и Татарстана и зелеными кругами желательные для нас последствия. Диспетчеров групп прошу подвести итоги работы в группах. Сколько очков набрала группа? Кто у вас лидер на сегодняшнем уроке?

Основным итогом урока должно стать следующее: Органический синтез неотъемлемая часть экономики развитых стран. На основе углеводородного сырья методом органического синтеза получают многообразные вещества, без которых практически немыслима жизнь современного человека. К сожалению, большая часть сырья тратится, , как топливо, хотя еще Менделеев сказал, что «сжигать нефть – все равно, что топить печь ассигнациями.»Запасы сырья ограниченны, поэтому требуют разумного экономного подхода. Будущее органического синтеза в безотходных высокоразвитых технологиях, в целях более полного использования сырья и охраны окружающей среды. Вывод дети делают сами, поработав со схемой.

Учитель отмечает активных учащихся, подводит итог работы.

Домашнее задание. Составьте небольшое письмо потомкам, в котором было бы ясно состояние современной химической промышленности и предположите перспективы ее развития.