Медиалекция по химии в 10-м классе "Химические свойства углеводородов"

Разделы: Химия

Цели урока:

  • на основе представлений о составе и строении углеводородов рассмотреть особенности их химических свойств;
  • познакомить учащихся с химическими свойствами углеводородов различных гомологических рядов;
  • углубить представления учащихся о химической реакции.

Оборудование: медиапроектор, компьютер, программное обеспечение, медиапрезентация PowerPoint

Форма урока: беседа - медиалекция.

Структура урока:

I. Организационный момент (1-2 мин)

Приветствие. Объявление темы, цели.

II. Актуализация зон ближайшего развития (3-6 мин)

Прогнозирование учащимися химических свойств углеводородов, исходя из их строения.

III. Изучение нового материала (20-40 мин)

Химические свойства углеводородов.

В ходе работы используются демонстрационные опыты в виртуальной лаборатории.

Уравнения химических реакций записываются на доске и в тетрадях, сравниваются с записями учителя, даются пояснения.

На доске записываются новые термины:

  • реакции хлорирования,
  • бромирования,
  • гидрирования,
  • галогенопроизводные,
  • правило Марковникова,
  • гидратация.

По ходу объяснения заполняется сводная таблица по углеводородам (Рисунок 1)

IV. Обобщение (5-10 мин)

Подводится итог и проверяется сводная таблица "Химические свойства углеводородов"

V. Контроль и коррекция (3-10мин)

Графический диктант (одна группа - компьютерная проверка, вторая группа - работа в тетради)

Задание: Определите, какое выражение соответствует алканам (1 вариант), алкенам (2 вариант). Ответы отмечайте знаками "+" и "-"

VI. Домашнее задание (1-2 мин)

Параграфы 11 - 16, химические свойства. Составить опорный конспект

СОДЕРЖАНИЕ УРОКА

I. Организационный момент.

II. Актуализация зон ближайшего развития.

  1. Какие типы химических реакций в органической химии вам известны?
  2. Назовите группы углеводородов, которые мы изучаем и каковы особенности строения молекул каждой группы?
  3. На основе знаний о составе и строении углеводородов предположите, какие химические реакции будут характерны для каждой из названных групп?

III. Изучение нового материала.

IV. План изучения химических свойств углеводородов:

  1. Горение
  2. Галогенирование
  3. Гидрирование
  4. Гидрогалогенирование
  5. Гидратация
  6. Нитрование
  7. Окисление
  8. Полимеризация

Ход урока (согласно плана)

1. В ходе работы используются демонстрационные опыты в виртуальной лаборатории (CD-диск "Виртуальная лаборатория" или "Опыты для всех")

  1. Горение метана
  2. Горение этена
  3. Горение ацетилена
  4. Горение гексана и бензола

Ученики записывают на доске уравнения приведенных реакций.

Вывод: все углеводороды, впрочем, как и все органические вещества обладают горючестью. Характер горения органических веществ в одинаковых условиях зависит от массовой доли содержащегося в них элемента углерода.

2. Демонстрационные опыты: взаимодействие углеводородов с бромной водой (слайд 11-14).

  1. Метана
  2. Этена
  3. Ацетилена

Ученики самостоятельно записывают уравнения происходящих реакций и сравнивают с записями учителя (Демонстрация слайдов 15, 16, 17, 18 (уравнения реакций)

  1. Какой тип реакции демонстрировался в опытах?
  2. Почему продукты реакции с этеном в вашей реакции и в приведенной реакции разные? (вода принимает участие не только как растворитель, но и как реагент)
  3. Как метан будет реагировать с галогенами? Запишите уравнение реакции. (алканы реагируют с галогенами (без участия воды), в качестве галогенов можно использовать только хлор и бром, т.к. реакция с фтором происходит со взрывом, а иод как менее активный галоген на такое превращение не способен и при определенных условиях (облучение смеси газов светом или сильном нагревании).

Вывод: для алканов галогенирование происходит по типу замещения, непредельных - присоединение, для аренов замещение и присоединение.

3-5. Демонстрационные опыты: гидрирование (слайды 19-21), гидрогалогенирование (слайды 22-24) и гидратация (слайд 25). Данные реакции характерны для непредельных углеводородов, т.к. они имеют кратные связи.

Наличие -связи в непредельных углеводородах обуславливает высокую реакционную способность этих соединений.

В связи с этим необходимо отметить, что алканы обладают малой реакционной способностью и для них больше характерны горючесть и галогенирование (замещение).

6. Впервые реакцию нитрования осуществил в 1888г. русский ученый Н.И. Коновалов. Реакции проводились при действии на алканы разбавленной азотной кислоты при температуре 110-1400 и повышенном давлении.

7. Демонстрационный опыт взаимодействие с перманганатом калия. Эти реакции называются окислением (слайды 29-30).

8. Демонстрационный опыт: реакции полимеризации.

V. Обобщение.

В результате нашей с вами работы сводная таблица стала иметь следующий вид (проверяется сводная таблица Рисунок 2 "Химические свойства углеводородов")

VI. Контроль и коррекция.

Графический диктант (одна группа - компьютерная проверка, вторая группа - работа в тетради) (Рисунок 3)

Задание: Определите, какое выражение соответствует алканам (1 вариант), алкенам (2 вариант).

Ответы отмечайте знаками "+" и "-"

VII. Домашнее задание. параграфы 11 - 16, химические свойства. Составить опорный конспект

 

Презентация.

Приложение.

Комментарии к слайдам

ГАЛОГЕНИРОВАНИЕ

Слайд 11. Хлорирование метана проводится при повышенной температуре или при облучении видимым или ультрафиолетовым светом. Хлорирование метана является промышленным процессом, хотя и получается смесь хлорметанов. Реакция хлорирования протекает по цепному механизму.

Слайд 12. Монохлорирование гомологов метана (начиная с пропана) приводит к образованию смеси изомеров, содержание которых зависит от различных факторов:

  • различной скорости замещения атомов водорода при первичном, вторичном, третичном углероде;
  • от температурных условий проведения реакции.

Слайд 14. Реакция бромирования является качественной на С=С (двойную) связь. В данной реакции вода принимает участие не только в качестве растворителя, но и реагента, в результате чего образуется смесь продуктов.

Слайд 16. Хлорирование и бромирование алкинов протекает легко с сопровождением разрыва ?-связей и образованию тетрагалогенопроизводных. Если к охлажденному ацетилену по каплям добавлять раствор брома, то реакция может остановиться на стадии образования 1,2-дибромэтена.

Слайд 17. Из галогенирования аренов практическое значение имеют реакции хлорирования и бромирования. Обычно галогенирование проводится при действии на бензол молекулярного галогена при температуре 0-200 в присутствии катализатора (кислот Льюиса FeCl3, AlCl3).

Cлайд 18. При облучении раствора хлора в бензоле ярким солнечным светом происходит разрыв ароматической связи и присоединение к молекуле бензола 3-х молекул хлора. Один из изомеров - гексахлоран использовался в качестве инсектицида контактного действия.

ГИДРИРОВАНИЕ

Слайд 19. Реакция гидрирования протекает при действии на алкен молекулярного водорода в присутствии катализатора.

Слайд 20. Гидрирование алкинов протекает в тех же условиях, что и гидрирование алкенов. При использовании катализаторов с пониженной каталитической активностью (Pd/CaCO3) гидрирование удается остановить на стадии образования алкена.

Слайд 21.Гидрирование бензола протекает в более жестких условиях и приводит к образованию циклогексана.

ГИДРОГАЛОГЕНИРОВАНИЕ

Слайд 22. При пропускании различных галогеноводородов в растворы алкенов в различных растворителях происходит образование галогеноалканов.

Слайд 23. Присоединение галогеноводородов к несимметричным алкенам протекает в соответствии с правилом Марковникова, согласно которому водород присоединяется к более гидрогенизированному атому углерода при двойной связи.

Слайд 24. Присоединение галогеноводородов у алкинов протекает труднее, чем у алкенов. При присоединении хлороводорода процесс можно остановить на получении хлорэтена. В случае с бромоводородом процесс не удается остановить на первой стадии и процесс протекает с образованием смеси галогенопроизводных.

ГИДРАТАЦИЯ

Слайд 25. При определенных условиях алкены способны вступать в реакции гидратации, но поскольку вода слабая кислота, то реакция протекает в присутствии минеральных кислот. Гомологи этилена гидратируются значительно легче в более мягких условиях. Гидратация несимметричных молекул протекает по правилу Марковникова.

НИТРОВАНИЕ

Впервые реакцию нитрования осуществил в 1888г. русский ученый Н.И. Коновалов. Реакции проводились при действии на алканы разбавленной азотной кислоты при температуре 110-1400 и повышенном давлении.

ОКИСЛЕНИЕ

Слайд 29. Окисление алкенов в мягких условиях сопровождается разрывом только ?-связи и образованием 1,2-диолов (реакция Вагнера) или оксидов (реакция Прилежаева).

Слайд 30. Окисление алкинов в зависимости от силы действующего окислителя может приводить к разрыву ?-связи или тройной связи полностью. Реакция с перманганатом калия является качественной для ацетилен.

ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ

Слайд 31. Алкены достаточно легко вступают в реакции полимеризации

Слайд 32. Практический интерес имеет реакция циклотримеризации алкинов, которая приводит к образованию бензола и его производных. В качестве наиболее эффективных катализаторов процесса используются активированный уголь (Н. Д. Зелинский) или комплексные соединения никеля (В.Реппе).

Слайд 33. Качественная реакция на связь С-Н при тройной связи.