Презентация "Алканы"
презентация к уроку по химии (10 класс)
Презентация "Алканы" содержит полную характеристику класса алканы. Данную презентация можно использовать на уроке в 10 классе при знакомстве с данным классом органических соединенй, а также в качестве лекции, источника информации при самостоятельном обучении обучающимися. Полезной будет презентация и при подготовке к ЕГЭ в качестве обобщающего материала. Розовые слайды содержат информацию базового уровня, голубые- продвинутого.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
 alkany.pptx | 1.59 МБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Предельные углеводороды Алканы
Цель урока-презентации: формирование представления о предельных углеводородах как классе органических соединений.
Не так давно случилась на Кольском полуострове небывалая история. Горный инженер, работавший в апатитовом руднике близ города Кировска, услышал какой-то странный свист и шум, идущий из-под земли. Кто-то из рабочих неосторожно предложил: «Попробуем – подожжем?..» И попробовали... Вспыхнувшая спичка вызвала взрыв. К счастью , инженер и рабочие отделались только ожогами. Позднее выбросы газа повторились. Химики определили, что в состав газа входит 75 % углерода и 25 % водорода, относительная плотность газа по воздуху равна 0,55. Что за газ чуть не унес жизни людей ?»
Дано: ω (Н)=25% ω (С)=75% ᴅ возд =0,55 ------------- С х Н y -? Т.е молекулярную формулу Решение: n(C) : n (Н)=1:4 =› формула СН 4 Ответ: горючий газ метан СН 4
Применение метана Метан входит в состав природного газа (от 75-98%), попутных нефтяных газов (до 57%). Используют метан и его гомологи как топливо.
прпорплл Метан-источник получения множества веществ
Метан- представитель класса органических соединений АЛКАНЫ Представители алканов : Алканы (предельные, насыщенные углеводороды, парафины)-ациклические углеводороды (с открытой углеродной цепью), в молекулах которых все химические связи –одинарные. Общая формула предельных углеводородов С n H 2n+2 СН 4 - метан С 2 Н 6 -этан С 3 Н 8 -пропан С 4 Н 10 -бутан С 5 Н 12 -пентан С 6 Н 14 - гексан С 7 Н 16 -гептан С 8 Н 18 -октан С 9 Н 20 -нонан С 10 Н 22 -декан гомологи Гомологический Ряд алканов
Задание: Составьте сокращенные структурные формулы бутана и 2 его гомологов. 2-хлор-3-метилпентана и 2 его гомолога Гомологи – вещества, сходные по строению и свойствам, но различающиеся на гомологическую разницу -СН 2 - Гомологический ряд – ряд веществ, расположенных по возрастанию их относительной молекулярной массы, сходные по строению и свойствам, но различающиеся на гомологическую разницу -СН 2 -
Задание: Для вещества с молекулярной формулой С 6 Н 14 составьте 5 возможных структурных формул. Дайте им названия. Номенклатура алканов 1. Выбирают самую длинную цепь углеродных атомов (главная цепь); если в разветвленном углеводороде имеются цепи равной длины, то в качестве главной выбирают наиболее разветвленную. 2. Цепь нумеруют; направление нумерации выбирают так, чтобы лок á нты (цифры, указывающие положение заместителей) были наименьшими. 3. К локанту с названием заместителя добавляют название углеводорода с числом, отвечающим длине главной цепи. При этом нужно соблюдать следующие правила: заместители перечисляются в алфавитном порядке; повторяющиеся одинаковые заместители называют с добавлением; умножающих приставок ( ди -, три-, тетра-и т.д.). Приставки не влияют на алфавитный порядок перечисления; цифры отделяются от букв дефисом, а друг от друга – запятой; каждому заместителю отвечает свой локант .
Запомните! У алканов только изомерия углеродного скелета (структурная изомерия) Изомеры- вещества, имеющие одинаковый количественный и качественный состав, но разное строение молекул и свойства Изомерия- явление, существования веществ, имеющих одинаковый количественный и качественный состав, но разное строение молекул и свойства
1 2 3 4 5 2,4- диметил пентан Назовите алкан
А)2,2,4-триметилгексан Б)5,5-диметил-3этилгексан В)2-диметил-4 этилгексан Г)2,2-диметил-4 этилгексан Тест: Название алкана
Строение алканов Атомы углерода в молекулах алканов находятся в состоянии sp 3 - гибридизации. МЕТАН ЭТАН Валентный угол между гибридными облаками составляет 109°28´. Геометрическая форма молекулы- тетраэдр. У пропана и других гомологов зигзагообразная углеродная цепь. Длина связи С-С равна 0,154 нм. Связи С-С ковалентно-неполярные , связи С-Н слабополярные ( ковалентно-полярные ). По типу перекрывания только σ - связи (сигма) 109°28´ 109°28´ 0,154 нм . σ - связь
Физические свойства алканов Т пл °С Т кип °С Агрег . сост-е Запах Цвет Растворимость Метан –182,5 –161,5 газы отсутствует отсутствует Не растворимы в воде и полярных растворителях, но являются хорошими растворителями для неполярных веществ Этан –183,3 –88,6 Пропан –187,7 –42,1 Бутан –138,4 –0,5 Пентан –129,7 36,1 жидкости Бензиновый запах Гексан –95,3 68,7 Гептан –90,6 98,4 Октан –56,8 125,7 Октадекан 28,18 317,4 твердые отсутствует белые
Химические свойства алканов Алканы-предельные углеводороды, т.е их углерод-водородные связи насыщены до предела, углерод-углеродные связи соединены прочной σ -связью. Эти связи разрываются при жестких условиях. Алканы-малоактивные вещества. Но участвуют в реакциях замещения и отщепления.
I. Реакции замещения 1.1 Галоген ирование ( реакция, в которой происходит замещение атомов водорода атомами галогенов. Практическое значение имеют реакции с хлором и бромом) H CI H- C -H + CI CI H- C -H +HCI H H Хлорметан СН 3 С I – хладоагент , применяется в холодильных установках. h ν Метан Хлорметан или хлористый метил
Реакции замещения Галогенирование( 2 стадия) CI CI H- C -H + CI CI H- C - CI +HCI H H Или CH 3 CI+CI 2 CH 2 CI 2 +HCI Дихлорметан СН 2 Cl 2 – применяется как растворитель, для склеивания пластиков Хлорметан Дихлорметан или хлористый метилен h ν h ν
Галогенирование( 3 стадия) CH 2 CI 2 +CI 2 CHCI 3 +HCI Хлороформ СН Cl 3 , бесцветная летучая жидкость с эфирным запахом и сладким вкусом используется при производстве фреонового хладагента; в качестве растворителя в фармакологической промышленности; для производства красителей и пестицидов Галогенирование( 4 стадия) CHCI 3 +CI 2 CCI 4 +HCI Тетрахлорметан С Cl 4 применяется как растворитель (жиров, смол, каучука); для получения фреонов, в медицине Реакции замещения h ν Дихлорметан Трихлорметан или хлороформ h ν Трихлорметан Тетрахлорметан или четыреххлористый углерод
Реакция галогенирования протекает довольно сложно, по свободнорадикальному механизму S R (S- от англ. substitution «замещение» , R- радикальное.)Такие реакции имеют цепной механизм, включающий три стадии: начало цепи(инициирование), рост цепи, обрыв цепи. Цепной механизм был изучен Н.Н. Семёновым. Реакции замещения
Зарождение цепи (инициирование) С I CI CI + CI Рост, или развитие, цепи CH 4 + CI CH 3 +HCI CH 3 +CI 2 CH 3 CI + CI Обрыв цепи CH 3 + CI CH 3 CI CH 3 + CH 3 CH 3 - C Н 3 Реакции свободнорадикального замещения h ν Свободные радикалы Энергия связи CI-CI мала, под действием света она подвергается гомолитическому разрыву с образованием радикалов Образовавшиеся радикалы хлора, метила атакуют новые молекулы, образуя новые радикалы При столкновении радикалов образуются молекулы, реакция заканчивается
Бромирование происходит медленнее и селективнее . Замещение у разветвленных алканов идет сначала у третичного атома углерода, затем вторичного, затем первичного. Реакции свободнорадикального замещения НО
I. Реакции замещения 1.2 Нитр ование ( реакция, в которой происходит замещение атомов водорода нитрогруппой -NO 2 . Нитрующим агентом выступает разбавленная азотная кислота) H NO 2 H- C -H + HO-NO 2 H- C -H +H 2 O H р-р H Впервые реакция была осуществлена М.И. Коноваловым, ему удалось оживить «химических мертвецов», заставив реагировать неактивные парафины. Эта реакция получила название РЕАКЦИЯ КОНОВАЛОВА Метан Нитрометан t°
II. Реакции отщепления 2. 1 Де гидрир ование- реакция отщепления водорода. Реакция осуществляется при нагревании и в присутствии катализаторов: Cr 2 O 3 ; Cr 2 O 3 / AI 2 O 3 ; Ni; Pt; Pd
II. Реакции отщепления 2.2 Крекинг -разрушение углеродной цепи алкана при нагревании без доступа воздуха. Продуктами крекинга являются алканы и алкены . Термический крекинг осуществляется при температуре 650-700°С, продукты реакции- алканы линейного строения. CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3 CH 3 -CH 2 -CH 3 + CH 2 =CH-CH 3 алкан - пропан алкен- пропен t°
Крекинг протекает по свободнорадикальному механизму. Продукты крекинга могут быть различны, что определяется структурой исходного алкана и условиями проведения крекинга. II. Реакции отщепления
2.2 Крекинг Каталитический крекинг осуществляется при температуре 450°С с применением катализаторов Cr 2 O 3 ; AI 2 O 3 ; SiO 2 , продукты реакции- алканы разветвленного строения. II. Реакции отщепления
II. Реакции отщепления 2.3 Пир о лиз - разложение вещества при высокой температуре без доступа воздуха Полный пиролиз СН 4 С + 2Н 2 Неполный пиролиз 2СН 4 СН =СН + 3Н 2 ацетилен 1500°С
Изомеризация - превращение алканов линейного строения в изомеры с разветвленной углеродной цепью. III. Реакции изомеризации AICI 3
IV. Реакции окисления 4.1 Реакция горения ( полное окисление) СН 4 +2О 2 СО 2 +2Н 2 О Горят алканы голубым некоптящим пламенем 4.2 Неполное окисление При обычных условия алканы устойчивы к действию окислителей
IV. Реакции окисления 4.2. При каталитическом окислении и нагревании алканы окисляются до различных кислородсодержащих продуктов. Катализатор Бутан Уксусная кислота
Получение алканов В промышленности Из нефти и природного газа Крекинг нефти Газообразные алканы получают из природного и попутного нефтяных газов; Жидкие и твердые – из нефти.
Получение алканов В промышленности Гидрир ование алкенов , алкинов Синтез на основе синтез-газа
Получение алканов В лаборатории Реакция Вюрца - взаимодействие галогеналканов с натрием, происхо - дит удвоение углеводородной цепи. Если в реакцию вступают различные галогеналканы , то образуется смесь алканов .
Получение алканов В лаборатории Де карбокси лирование солей карбоновых кислот (Реакция Дюма ) - сплавление солей карбоновых кислот со щелочью.
Получение алканов В лаборатории Гидро лиз карбидов металлов- реакция обменного разложения водой Элект ро лиз солей карбоновых кислот(синтез Кольбе )-разложение солей под воздействием электрического тока Al 4 C 3 + 12H 2 O → 4Al(OH) 3 + 3CH 4 ↑ карбид алюминия
Домашнее задание Базовый уровень Кузнецова §9,10 СЗ: упр.1 Повторить материал; СЗ упр.2