Конспект урока по теме «Алканы» учитель А

Конспект урока по теме «Алканы» учитель

Цель урока: познакомить учащихся с алканами (строение молекул алканов, ознакомление с изомерией предельных углеводородов, номенклатурой алканов, их физическими и химическими свойствами, основными способами получения) и выявить их важную роль в промышленности.

Задачи урока:

Образовательная: рассмотреть гомологический ряд предельных углеводородов, строение, физические и химические свойства, способы их получения при переработке природного газа, возможности их получения из природных источников: природного и попутного нефтяного газов, нефти и каменного угля. Развивающая: развить понятие о пространственном строении алканов; развитие познавательных интересов, творческих и интеллектуальных способностей, развитие самостоятельности в приобретении новых знаний с использованием новых технологий. Воспитательная: показать единство материального мира на примере генетической связи углеводородов разных гомологических рядов, получаемых при переработки природного и попутного нефтяного газов, нефти и каменного угля.

Знания, умения, навыки: актуализируют понятия: «алканы», «общая формула алканов», «гомологи», «изомеры». Приобретут знания химических понятий: «углеродный скелет», «метан», «этан», характеризовать строение и химические свойства метана, этана, объяснять зависимость свойств метана и этана от их состава и строения, важнейшие применения метана и этана. Закрепят умения называть вещества по международной номенклатуре, определять принадлежность органических веществ к классу алканов, объяснять зависимость свойств веществ от их состава и строения.

Оборудование: компьютер, мультимедиа проектор, экран, презентация, таблица.

Ход и содержание урока.

I. Организационный момент. (Сообщить цель и тему урока).

II. Изученного нового материала.

Тема урока: "Алканы".

План изучения алканов.

Определение. Общая формула класса углеводородов. Гомологический ряд. Изомерия алканов. Строение алканов. Физические свойства. Способы получения. Химические свойства. Применение.

1.  Определение. Общая формула класса.

Вопрос к классу «Что такое углеводороды?»

«Это органические соединения состоящие из двух элементов – углерода и водорода».

Алканы. (Предельные углеводороды. Парафины. Насыщенные углеводороды.)

Алканы - углеводороды в молекулах которых все атомы углерода связаны одинарными связями (-) и имеют общую формулу: CnH2n+2.

Задание. Выведите формулу алкана, если n=3, 5, 7.

2. Гомологический ряд.

Вопрос к классу «Что такое гомологи?»

-«Гомологи - это вещества, сходные по строению и свойствам и отличающиеся на одну или более групп СH2.»

Простейшим представителем алканов является - метан СН4. Следующим за ним гомологом является – этан С2Н6.

Мысленно прибавляя к этану группу СH2, скажите формулы следующих за ними гомологов.

Итак у нас получился гомологический ряд алканов. Как видим суффикс «ан» является общим для всех алканов, а начиная с пятого гомолога название алкана образуется от греческого числительного, указывающего число атомов углерода в молекуле и суффикса «ан».

Таблица «Гомологический ряд алканов».

Если мысленно вычесть из формул предельных углеводородов по одному атому водорода, то получится формулы групп атомов с неспаренными электронам, которые называют радикалами.

Задание. Назовите по систематической номенклатуре следующие углеводороды.

3. Изомерия алканов.

Вопрос к классу «Что такое изомерия?»

«Изомерия - это явление при котором вещества, имеют один и тот же химический состав, но разное строение и свойства.»

Первые три члена гомологического ряда алканов – метан, этан, пропан – не имеют изомеров. Четвертый член – бутан C4H10 отличается тем, что имеет два изомера: нормальный бутан с неразветвленной углеродной цепью и изобутан с разветвленной цепью.

CH3–CH2–CH2–CH3(бутан) CH3-CH–CH3 (2-метилпропан)

  I СН3

Вид изомерии, при которой вещества отличаются друг от друга порядком связи атомов в молекуле, называется структурной изомерией или изомерией углеродного скелета.

Задание. Составьте полуструктурные формулы всех возможных изомеров пентана.

4.  Строение алканов.

Вопрос к классу «Химические связи какого типа присутствуют в молекулах углеводородов?»

«Химические связи, образующиеся в результате перекрывания орбиталей вдоль линии, соединяющей центры ядер двух атомов, называют сигма - связями»

«Химические связи, образующиеся в результате перекрывания орбиталей в двух областях, т. е. вне линии, соединяющей центры ядер атомов, называют пи-связями».

Атом углерода во всех органических веществах находится в "возбуждённом" состоянии, т. е. имеет на внешнем уровне четыре неспаренных электрона. В образовании химической связи участвуют 1 s и 3 р электронные орбитали. В результате их слияния происходит образование 4 гибридных облаков (sp3 – гибридизация). Гибридные облака располагаются в пространстве, образуя пространственную тетраэдрическую форму.

5.  Физические свойства.

Таблица « Зависимость температур кипения и плавления алканов от молекулярной массы».

Гомологи отличаются молекулярной массой и, следовательно, физическими характеристиками. С увеличением числа углеродных атомов в молекуле алкана (с ростом молекулярной массы) в гомологическом ряду наблюдается закономерное изменение физических свойств гомологов (переход количества в качество): повышаются температуры кипения и плавления, увеличивается плотность.

Алканы от СН4 до С4Н10 – газы, от С5Н12 до С17Н36 – жидкости, далее – твердые вещества.

6.  Получение.

В промышленности алканы выделяют из природных источников (природный и попутный газы, нефть, каменный уголь).

В лаборатории алканы получают сплавлением ацетата натрия с твердым гидроксидом натрия.

1.  CH3COONa + NaOH ¾® CH4 + Na2CO3

Более сложные алканов получают при взаимодействии галогенопpоизводных предельных углеводоров с металлическим натрием.

2.  2CH3Cl + 2Na ¾® CH3-CH3 + 2NaCl (реакция Вюpца)

7.  Химические свойства.

Химические свойства любого соединения определяются его строением, т. е. природой входящих в его состав атомов и характером связей между ними.

1.  Предельные углеводороды при нагревании горят:

СН4 + 2О2 →СО2 + 2Н2О

смесь метана с кислородом (1:2) при поджигании взрывается

2.  Разлагаются при нагревании при 1000 ºС до простых веществ:

СН4 → С+ 2Н2

при нагревании до 1500С из метана получают ацетилен

2СН4 → С2Н2+3Н2

3.  Хлорирование метана:

1 стадия CH4 + Cl2 ® CH3Cl +HCl

2 стадия CH3Cl + Cl2 ® CH2Cl2 +HCl

3 стадия CH2Cl2 + Cl2 ® CHCl3 + HCL

4 стадия CHCl3 + Cl2 ® CCL4 + HCL

4.  Реакции изомеризации идут при нагревании и в присутствии катализатора. Изомеризация пентана (с хлоридом алюминия)

8.  Применение.

Метан и его производные имеют большое практическое применение: в качестве топлива, являются сырьем для производства органических веществ, растворителей, горючего для дизельных и турбореактивных двигателей.

III. Закрепление.

Тест по теме АЛКАНЫ

1. Состав алканов отражает общая формула. . .

а) CnH2n б) CnH2n+2 в) CnH2n-2 г)СnH2n-6

Варианты ответов (выберите правильный):

Ответ_1: формула а

Ответ_2: формула б

Ответ_3: формула в

Ответ_4: формула г

2. Какие соединения относятся к гомологическому ряду метана:

а) С2Н4 б) С3Н8 в) С4Н10 г) С5Н12 д) С7Н14 ?

Ответ_1: соединения а, в, г

Ответ_2: соединения б, г, д

Ответ_3:соединения б, в, г

Ответ_4: соединения г, д

3. Какое из соединений, получится при нагревании метана без доступа воздуха при температуре 1500О

Ответ_1: этилен

Ответ_2: ацетилен

Ответ_3: углекислый газ

Ответ_4: сажа

4. С какими реагентами могут взаимодействовать алканы:

а) Br2 (р-р); б) Br2, t°; в) H2SO4 (25 °С);

г) HNO3 (разб), t°; д) KMnO4 (25 °С); е) NaOH?

Ответ_1: а, б, г, д

Ответ_2: б, в, е

Ответ_3: а, д

Ответ_4: б, г

5. К какому типу относится реакция взаимодействия хлора с метаном (на свету)

Ответ_1: окисления

Ответ_2: изомеризации

Ответ_3: замещения

Ответ_4: соединения

6. Какой галогеналкан нужен для получения

2,5-диметилгексана по реакции Вюрца без побочных продуктов?

Ответ_1: 2-бром-2-метилпропан

Ответ_2: 2-бромпропан + 1-бром-3-метилбутан

Ответ_3: 1-бром-2-метилпропан

Ответ_4: бромэтан + 1-бромбутан

IV. Домашнее задание:

Учебник «Химия-10» Рудзитис, Фельдман.

Стр.21-27, упр. 9,11 (стр.27)

Литература.