Урок-расследование "Секретное производство" по теме "Сложные эфиры". 10-й класс

Разделы: Химия

Класс: 10

Задачи урока:
Образовательные: повторить, обобщить и систематизировать знания учащихся по  темам: «Углеводороды», «Кислородсодержащие органические вещества»; совершенствовать умения учащихся в решении задач на вывод молекулярной формулы органического вещества, изображать структурные формулы изомеров и гомологов, давать им названия по систематической номенклатуре.
Развивающие: развивать у учащихся умения сравнивать и анализировать теоретические сведения, применять их на практике, делать выводы; развивать логическое мышление; развивать навыки совместной деятельности.
Воспитательные : формировать естественно-научное мировоззрение; информационную культуру; умение распределять обязанности и планировать действия.

Методы, используемые на уроке: поисковые; индивидуальная и групповая  работа учащихся.

Оборудование: периодическая таблица химических элементов Д.И.Менделеева; индивидуальные карточки – заготовки: подсказки в виде задач разного уровня сложности; «Банк заданий» - расчетные задачи и упражнения; деши (денежная единица школы) – выполняют роль денег, на них указана ценность (10,20,30,40,50), всего понадобится дешей на сумму 300х, где х-число лабораторий. Таблицы  с надписями «Банк заданий», «Биржа идей», «Химическая лаборатория».

Ход урока.

Вводная часть.

Честь науке – ей дано уменье
Выводить нас из недоуменья.
М. Светлов.

Всегда держись начеку!
Козьма Прутков.

Цель нашего урока - повторить, обобщить и систематизировать знания по  темам: «Углеводороды», «Кислородсодержащие органические вещества»; совершенствовать умения  в решении задач на вывод молекулярной формулы органического вещества по массовым долям элементов, по продуктам сгорания, изображать структурные формулы изомеров и гомологов, давать им названия по систематической номенклатуре. Для успешной работы нам необходимо разделиться на группы – «химические разведывательные лаборатории» (ребята вытягивают фишки разного цвета, учащиеся с одинаковым цветом фишек – одна лаборатория). Каждая «лаборатория» занимает один стол. Команды должны быть достаточно удалены друг от друга, чтобы избежать возможной утечки информации.

I этап.
Учитель: давайте познакомимся с правилами и сюжетом нашего урока – расследования. Представим, что на территории военизированного и агрессивно настроенного государства действует секретное производство вещества «Д». Вам, разведывательным химическим лабораториям, получили узнать:

  1. какое вещество получают на секретном производстве (0,5 балла);
  2. какова его структурная формула (0,5 балла);
  3. названия промежуточных продуктов ( по 0, 5 балла);
  4. схему производства ( 1 балл);
  5. записать соответствующие уравнения реакций ( по 1 баллу);

Лаборатории располагают следующими данными:

  1. вещество «Д» получают по схеме:

 Х1          Х2        Х3
А→ В → С → Д

  1. на заводе есть человек ( его роль будет выполнять учитель), готовый продать информацию о производстве. Он продает её сразу всем разведчикам частями в виде задач – подсказок. Чем объемнее, тем точнее подсказка; чем легче решается, тем она дороже;
  2. химические лаборатории рассчитываются с информатором в денежных единицах школы (деши).
  3. Для выполнения задания каждой химической разведывательной лаборатории выдается первоначальный капитал – 100 дешей;
  4. Лаборатории могут зарабатывать дополнительные деши, взяв в «Банке заданий» задания, решить его и сдать решение на «Биржу идей» за цену, указанную в задании. Чем сложнее задание, тем больше за его решение заплатят на «Бирже идей».

II этап.
На доске записывается схема производства вещества «Д»:
  Х1         Х2     Х3
А→ В → С → Д

  А В С Д Х1 Х2 Х3
Стоимость подсказок в дешах 10 30 50 60 20 20 30
20 40 60 90 30 40 50
30 50 70 100      

Учитель: химические разведывательные лаборатории должны сами выработать свою стратегию:

  1. купить одну дорогую или много дешевых подсказок;
  2. начать с первого вещества схемы, с середины или с последнего;
  3. решать каждую задачу всей командой или разделиться;
  4. начать зарабатывать деньги  сразу или когда они закончатся.

Учитель: необходимо в каждой группе выбрать человека, который будет осуществлять сделки с информатором, и приступать к торгам. Для этого необходимо подойти к информатору, назвать подсказку и её стоимость, оплатить покупку.
В ходе урока информатор продает подсказки, проверяет решения лабораторий на «Бирже идей», получает соответствующие гонорары.
Лаборатории самостоятельно выбирают задания в «Банке заданий», решают их, разгадывают подсказки, осуществляют сделки с информатором, распоряжаются своими деньгами – дешами.

III этап.
В конце урока лаборатории сдают ответы ( все, что они успели узнать о секретном производстве), подсчитываются заработанные деши.
Учитель проверяет ответы, оценивает работы лабораторий и открывает «секрет» производства.
Оценивание работ лабораторий:

  1. если спецзадание выполнено, лаборатория получает одну оценку;
  2. если, кроме этого, лаборатория заработала сто дешей, она получает дополнительную оценку, если двести дешей – две оценки;
  3. члены лаборатории имеют право лишить сотрудника «зарплаты» частично или полностью, если он отлынивал от работы.

H2O                    Ag2O                     CH3OH
C2H2→ CH3CHO → CH3COOH → CH3COO CH3

Вещество «А» - ацетилен
Вещество «Б» - ацетальдегид
Вещество «С» - уксусная кислота
Вещество «Д» - метилацетат
Вещество «Х1» - вода
Вещество «Х2»- аммиачный раствор оксида серебра
Вещество «Х3»- метиловый спирт

Подсказки.

Подсказка А (10 дешей)
Это газ легче воздуха, мало растворим в воде, в чистом виде почти без запаха. При его сжигании в кислороде температура пламени достигает 31500С , поэтому его используют при резке и сварке металлов.

Подсказка А (20 дешей)
Это газ, который выделяется при взаимодействии карбида кальция с водой.

Подсказка А (30 дешей)
Первый представитель гомологического ряда алкинов.

Подсказка В (30 дешей)
Этот альдегид получают по реакции М.Г. Кучерова гидратацией ацетилена в присутствии солей ртути в качестве катализатора.

Подсказка В (40 дешей)
Массовые доли углерода, водорода и кислорода в альдегиде равны соответственно 54,55%, 9,09%, 36,36%.

Подсказка В (50 дешей)

Подсказка С (50 дешей)
Это вещество не имеет изомеров, принадлежит к классу карбоновых кислот. Это жидкость с острым запахом, хорошо растворимая в воде.

Подсказка С (60 дешей)
Процентный состав этого соединения следующий : массовая доля углерода – 40%, кислорода – 53,3%, водорода – 6,67%. Молекулярная масса 60 г/моль.

Подсказка С (70 дешей)
Эта жидкость необходима для синтеза красителей, ацетатного волокна, органического стекла;
7-9 %  водный раствор этого вещества – вкусовое и консервирующее средство.

Подсказка Д (60 дешей)
Это летучая жидкость легче воды, обладает приятным запахом; сложный эфир. Молекулярная масса 74 г/моль.

 Подсказка Д (90 дешей)
Это сложный эфир, содержащий в молекуле три атома углерода.

Подсказка Д (100 дешей)
Это соединение образуется при реакции этерификации между первым представителем предельных одноатомных спиртов и уксусной кислотой.

Подсказка Х1 (20 дешей)
Реагент Х1 это вещество очень распространенное в природе, но в чистом виде практически не встречается. Это оксид, но никто его так не называет. У древних народов это вещество считалось символом бессмертия и плодородия. В общем, это самая необыкновенная жидкость на свете.

Подсказка Х1 (30 дешей)
При разложении этого вещества электрическим током образуются два газа: кислород и водород.

Подсказка Х2 (20 дешей)
Это соединение – оксид металла, атом которого имеет электронную формулу
1s22s22p63s23p64s23d104p64d105s1

Подсказка Х2 (40 дешей)
Это оксид, формула которого R2O. Молекулярная масса 232.

Подсказка Х3 (30 дешей)
Это вещество в промышленности получают в основном из водяного газа CO+2H2O

Подсказка Х3 (50 дешей)
Это вещество является первым представителем гомологического ряда предельных одноатомных спиртов.
В «Банке заданий» должно быть достаточно задач разного уровня сложности. Например:
10 дешей.
1. Составьте структурные формулы бутана, пентана, этана. Укажите первичные атомы углерода в соединениях.
2. Для вещества 2-метилбутан составьте формулу гомолога с более длинной углеродной цепью, назовите соединение по систематической номенклатуре.
3. Напишите структурные формулы трех изомеров гексана.
20 дешей.
1. Напишите структурные формулы соединений по их названиям: 1) 2,3,5-триметилгексан; 2) 4,4- диметилоктан; 3) 2-метил – 3,3 – диэтилоктан; 4) 2,4-диметилпентан.
2. Напишите уравнения реакций нитрования следующих углеводородов: 1) этана; 2) пропана. Назовите продукты реакции.
3. Некоторый объем метана имеет массу 10г. Найдите этот объем.
30 дешей.
1. Напишите уравнения реакции : 1) горение метана в кислороде; 2) бромирование пропана; 3) термический крекинг октана.
2. Какой объем кислорода потребуется для сжигания 22,4 л (н.у) гексана?.
3. Какой объем воздуха потребуется для сжигания 10л этана?.
40 дешей.
1. Какие из перечисленных алканов  являются изомерами: 1)2-метилоктан; 2) 2,4- диметилгексан; 3) 2,2- диметилгептан; 4) 3-этилгексан; 5) 3-метилгептан; 6) 2-метилгексан.
2. Как, используя реакцию Вюрца, можно получить: бутан, гексан, 2,3-диметилбутан.
3. Рассчитайте объем кислорода, который потребуется для сжигания смеси метана объемом 6л с этаном объемом 8л.
50 дешей.
1. Найдите молекулярную формулу углеводорода, массовая доля водорода в котором составляет 20%. Относительная плотность углеводорода по воздуху равна 1,035.
2. Массовая доля углерода в циклоалкане составляет 85,71%. Относительная плотность его паров по воздуху равна 1,931. Найдите молекулярную формулу углеводорода.
3. Найдите молекулярную формулу углеводорода, массовая доля углерода в котором составляет 80%. Относительная плотность углеводорода по водороду равна 15.
60 дешей.
1. Какой объем этана (н.у.) можно получить при взаимодействии иодметана массой 284 г с натрием массой 50 г. ?
2. Рассчитайте массу ацетата натрия и гидроксида натрия, которые потребуются для получения метана объемом 56 л (н.у.).
3. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
метан → А → этан → Б → бутан

Список использованной литературы:

  1. О.С. Габриелян «Химия 10 класс» ( М.: Дрофа, 2006), учебник для 10 класса.
  2. О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов, Е.Е. Остроумова «Органическая химия в тестах, задачах, упражнениях, 10 класс» (М.: Дрофа, 2004)
  3. УМК к учебнику О.С. Габриеляна «Химия 10 класс» М.А. Рябов, Р.В. Линко, Е.Ю. Невская «Тесты по химии» (М.: Экзамен, 2006)
  4. «Нетрадиционные формы и методы проведения уроков химии», составитель  Л.Ф. Федосова, Краснодар, ККИДППО, 2001
  5. А.М. Радецкий, В.П. Горшкова, Л.Н. Кругликова «Дидактический материал по химии 10-11 класс», (М.: Просвещение, 1996)