Многообразие углеводородов. Взаимосвязь гомологических рядов

Цель урока: обобщение, закрепление и систематизация знаний учащихся по теме "Углеводороды".

Задачи урока: повышение мотивации к изучению химии, развитие познавательного интереса к предмету, развитие умений применять полученные знания при изучении незнакомых соединений, закрепление знаний о гибридизации, номенклатуре, изомерии, химических свойствах и генетической связи углеводородов, развитие интеллектуальных, коммуникативных, творческих способностей учащихся.

Эпиграф урока: "Ум заключается не только в знании, но и в умении прилагать знания на деле". (Аристотель)

Оборудование: наборы шаростержневых моделей молекул, компьютер, экран, мультимедийный проектор, схема "Виды изомерии", таблицы: "Классификация химических связей", "Классификация углеродных цепей", таблица пустышка "Сравнительная характеристика углеводородов".

Краткое описание хода урока: на перемене учитель с помощью учащихся раздает на парты наборы шаростержневых моделей молекул, таблицы пустышки и условие задач по вариантам (предлагается четыре варианта.)

Урок начинается с короткой вводной информации: с органическими веществами человечество знакомо с глубокой древности.

На сегодняшний день их насчитывают более 20 миллионов. Органические вещества используются, как в индивидуальном состоянии, так и в виде природных смесей. Постоянно синтезируют новые вещества, знать все обо всем нереально, но изучив основные закономерности, можно применять их для сложных неизученных соединений.

Сегодня на уроке мы попробуем обобщить Ваши знания об углеводородах. У вас на партах лежат наборы шаростержневых моделей молекул, класс разделен по вариантам, на экране условие задачи на вывод молекулярной формулы вещества. Решите предложенную задачу согласно Вашему варианту, оформите ее решение в тетради, а затем соберите шаростержневую модель того углеводорода, формулу которого Вы получили при решении задачи.

Задания для каждого варианта заблаговременно заносится в компьютер и выводится на экран. Задания различного уровня сложности, варианты указаны для учащихся дифференцированно.

Предложенные задачи по вариантам:

1. Найдите молекулярную формулу углеводорода, массовая доля углерода в котором составляет 81,8%.Относительная плотность вещества по азоту равна 1,57. (ответ: С₃Н₈)

2. 10,5 г алкена присоединяет 5,6 л бромоводорода (н. у.). Определите молекулярную формулу алкена. (ответ: С₃Н₆)

3. Найдите молекулярную формулу алкина, массовая доля водорода в котором составляет 11,1%.Относительная плотность его по воздуху равна 1,863. (ответ С₄Н₆)

4. Найдите молекулярную формулу органического соединения, если при сжигании 3,9 г его образовалось 13,2 г оксида углерода (IV) и 2,7 г воды. Относительная плотность его по водороду равна 39. (ответ: С₆Н₆ )

После выполнения этого вида работы учащиеся в зависимости от варианта начинают представлять гомологические ряды по следующему плану:

1. Общая формула.

2. Первый представитель.

3. Особенности строения.

4. Виды изомерии.

5. Общие химические свойства (перечислить).

6. Характерные химические свойства.

Работа идет в виде фронтальной беседы, разбираем все кратко (самое главное), во время ответа ученикам предлагается использовать собранные шаростержневые модели молекул.

Повторив опорные знания, можно приступить к повторению пройденного материала. В ходе беседы систематизируются и корректируются знания учащихся. Обсуждаются с классом следующие вопросы: Причины многообразия углеродных соединений? Разговор идет о различных гомологических рядах, о явлении изомерии, о способности атома углерода образовывать цепи нормального, разветвленного и циклического строения, а также разные виды связи: простые, кратные, ароматические.

После правильных ответов для наглядности на экран выводится классификация углеродных цепей (углеродных скелетов): cхема.

Все рассмотренные классы углеводородов не разобщены, а находятся в родстве и связаны друг с другом взаимными переходами.

Для обсуждения генетической связи углеводородов учащимся по вариантам предлагается выполнить следующие ряды превращений:

1. этан -> этилен -> ацетилен -> бензол
2. метан -> ацетилен -> этилен -> этан
3. бензол -> циклогексан -> гексан -> пропен
4. карбид кальция -> ацетилен -> этан -> углекислый газ

Класс работает по вариантам, во время написания уравнений химических реакций, классом обсуждаются следующие вопросы:

1. Какие свойства должен проявлять этан в связи со строением молекулы? Ответ необходимо мотивировать.

2. Чем объясняются различия в свойствах алкенов и алкинов?

3. Объясните причины того, что в бензоле реакции замещения идут легче, чем в алканах, а реакции присоединения - труднее, чем в алкенах.

4. Назовите качественные реакции для представителей каждого класса углеводородов.

5. Существует ли зависимость между свойствами вещества и его химическим строением? Что от чего зависит, что - причина, а что следствие.

6. Существует ли взаимосвязь между органическими и неорганическими соединениями?

Для развития у учащихся логического мышления им предлагается выдвинуть гипотезу о химических свойствах стирола, соединения химического свойства которого не рассматривались ранее. На экране представлена формула стирола, ученикам предлагается высказать свои мысли о возможных свойствах этого соединения:

Эта работа еще раз показывает, что химическое строение определяет свойства соединений. Свойства зависят от количественного и качественного состава молекул, последовательности соединения атомов, характера связей и взаимного влияния атомов друг на друга.

Если время позволит, то можно предложить классу решить и проанализировать задачу на знание химических свойств различных углеводородов:

Легкокипящая бесцветная жидкость А со своеобразным запахом, нерастворимая в воде, способна реагировать с хлором с образованием разных соединений в зависимости от условий. При освещении образуется только соединение В, в присутствии катализатора - два вещества - жидкость С и газ Д, образующий при пропускании через водный раствор нитрата серебра белый осадок. Приведите формулы веществ, напишите уравнения реакций. (ответ А - бензол, В - гексахлорциклогексан, С - хлорбензол, Д - хлороводород)

Учащимся предлагается самостоятельно подвести итоги урока.

Завершающим этапом урока будет оценка ответов учащихся и домашнее задание.

Домашнее задание: на столе учащихся лежит таблица пустышка "Сравнительная характеристика углеводородов", которую они должны самостоятельно заполнить.

"Сравнительная характеристика углеводородов"

Использованная литература:

1. В.Я.Вивюрский. Вопросы, упражнения и задачи по органической химии. М.: Гуманитарный издательский центр ВЛАДОС,2002.
2. Н.Е.Кузьменко, В.В.Еремин, В.А.Попков. Начала химии. М.: Издательство "Экзамен", 2007
3. А.М.Радецкий, В.П.Горшкова, Л.Н.Кругликова. Дидактический материал по химии для 10-11 классов. М.:" Просвещение",1999
4. В.И.Слесарев. Тренажер по химии для абитуриентов и студентов. Спб: Химиздат,2003