Конспект урока химии на тему: «Предельные углеводороды. Алканы» 10 класс.
· Ознакомить учащихся с гомологическим рядом, строением молекул, изомерией, свойствами и способами получения алканов.
Оборудование и реактивы:
Набор для составления моделей молекул, парафиновая свеча, стеклянный стакан, спички, известковая вода.
Приветствие, отметить отсутствующих, раздать тетради для пр/р
Органическая химии — химия углеводородов и их производных
Т.о., изучение этого класса соединений имеет особое значение, ведь УВ являются структурной основой всех остальных классов органических соединений. Все органические вещества содержат углеродные цепи.
Гомологами называют вещества, сходные по строению и химическим свойствам, но отличающиеся друг от друга по составу молекул на одну или несколько групп СН2.
СН2 – группу называют гомологической разницей, а гомологи, расположенные в порядке возрастания их относительных молекулярных масс – гомологическим рядом.
Алканы (предельные УВ, насыщенные УВ, парафины) — это предельные углеводороды в молекулах которых все атомы связаны одинарными. Состав их соответствуют общей формуле СnН2n+2
Общая формула алканов: С n H 2 n +2
При отрыве одного атома водорода возникает радикал (номенклатура).
Изомерия алканов:
Изомерия углеродного скелета (начиная с бутана).
Номенклатура алканов
Алгоритм составления названия
1. Выбрать самую длинную углеводородную цепь и пронумеровать атомы углерода в ней. Нумерацию начинают с того конца цепи, к которому ближе стоит радикал (заместитель). Если радикалов несколько, то нумеруют так, чтобы атомы углерода, с которыми связаны радикалы, получили минимальные номера, т. е. сумма цифр в названии должна иметь наименьшее значение.
2. Назвать радикалы в алфавитном порядке (метил, пропил, этил).
3. Перед названием каждого радикала указать номера атомов углерода, с которыми связаны такие радикалы.
4. Если один и тот же атом углерода связан с двумя одинаковыми радикалами, то цифру, указывающую на номер этого атома углерода, нужно повторить дважды.
5. Число одинаковых радикалов указать числовыми (греческими) приставками (ди- — два, три- — три, тетра- — четыре).
6. Все цифры в названиях отделяют от слов дефисами, а друг от друга — запятыми.
7. Назвать углеводород по числу атомов углерода в пронумерованной цепи.
(Рассмотреть номенклатуру примеров стр.23-24)
В предельных УВ атомы С находятся в первом валентном состоянии sp 3 -гибридизации. Все 4 гибридные орбитали атома С составляют геометрическую фигуру тетраэдр (рис.11. учеб.). Обратите внимание на то, что даже в УВ нормального неразветвленного строения атомы С не расположены по прямой, а имеют зигзагообразную форму. В молекулах алканов наблюдается практически свободное вращение вокруг связи С — С, поэтому углеродная цепь может принимать разную форму.
Молекула первого члена гомологического ряда алканов – метана – имеет тетраэдрическое строение. Угол между валентными связями 109 0
Алгоритм составления структурных формул изомеров
1. Составить структурную формулу углеводорода нормального строения с заданным числом атомов углерода.
2. Постепенно укорачивать цепь (каждый раз на один атом углерода) и производить все возможные перестановки одного или нескольких радикалов.
Лабораторная работа:
Изготовление моделей молекул углеводородов.
С увеличением молекулярной массы алканов их физические свойства последовательно изменяются: повышаются температуры плавления и кипения. Первые 4 члена ряда метана — газы, все последующие — жидкости. Начиная с С16Н34, предельные углеводороды (ПУВ) являются твердыми веществами.
Газообразные и твердые алканы запаха не имеют, но жидкие ПУВ имеют характерный бензиновый запах.
Парафин смесь твердых алканов (С18 –С35), в основном нормального строения, получают его из нефти.
Химические свойства алканов:
I . Окисление:
2. Каталитическое окисление:
В зависимости от условий протекания реакций, температуры и природы катализатора могут образовываться спирты, альдегиды или кислоты:
в) 2СН4 + 3О2 = 2НСООН – метановая кислота
II .Замещение :
1. Галогенирование:
— тетрахлорметан СС14 (четыреххлористый углерод, «жидкость для выведения пятен»).
— фреоны: дифтордихлорметан CF2C12, фтортрихлорметан CFC13 и дифторхлорметан CHF2CI
2. Нитрование:
III . Термические превращения алканов:
При t выше 500°С алканы разлагаются с выделением водорода.
1. Полное разложение при t выше 1000°С без воздуха (пиролиз):
3. Неполное разложение (дегидрирование),
при t 300 — 350°С в присутствии катализаторов (оксида хрома ( III )):
Дегидрированием называют реакции отщепления молекул водорода от молекул органического соединения.
4. Изомеризация:
При t и катализатор А12О3 (при наличии не менее 4 атомов углерода) :
IV .Конверсия метана:
При высокой t 800 — 900° C , в присутствии никеля в качестве катализатора:
Смесь СО и водорода – синтез-газ.
Применение (самостоятельно)
Составление формул по карточкам
Источник
Урок по химии 10 класс по теме «Алканы»
план-конспект урока по химии (10 класс)
Цель урока: познакомить учащихся с алканами и выявить важную их роль в промышленности.
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.
Оборудование: компьютер, мультимедиа проектор, экран, презентация.
I. Организационный момент. (Сообщить цель и тему урока).
II. Изученного нового материала.
Тема урока: «Алканы». Слайд № 1
План изучения алканов. Слайд № 2
Определение. Общая формула класса углеводородов.
Алканы. (Предельные углеводороды. Парафины. Насыщенные углеводороды.)
Алканы — углеводороды в молекулах которых все атомы углерода связаны одинарными связями и имеют общую формулу: C n H 2n+2 Слайд № 3
Гомологический ряд метана
Гомологи — это вещества, сходные по строению и свойствам и отличающиеся на одну или более групп СH 2 .
1. Выбор главной цепи: Слайд № 5
2. Нумерация атомов главной цепи: Слайд № 6
3. Формирование названия: Слайд № 7
Атом углерода во всех органических веществах находится в «возбуждённом» состоянии, имеет на внешнем уровне четыре неспаренных электрона.
Каждое электронное облако обладает запасом энергии: s- облако имеет меньший запас энергии, чем р-облако, в атоме углерода они находятся в разных энергетических состояниях. Поэтому при образовании химической связи происходит гибридизация, т. е. выравнивание электронных облаков по запасу энергии. Это отображается на форме и направленности облаков, происходит перестройка (пространственная) электронных облаков.
В результате sp3 — гибридизации все четыре валентных электронных облака гибридизованы: валентный угол между этими осями гибридизованных облаков 109° 28′, поэтому молекулы имеют пространственную тетраэдрическую форму, форма углеродных цепей зигзагообразна; атомы углерода не находятся на одной прямой, т. к. при вращении атомов валентные углы остаются прежними.
Все органические вещества построены в основном за счёт ковалентных связей. Углерод — углеродные и углерод — водородные связи относятся к сигма — связям — это связь, образующаяся при перекрывании атомных орбиталей по линии, проходящей через ядра атомов. Возможно вращение вокруг сигма — связей, поскольку эта связь имеет осевую симметрию. Слайд № 13
С 5 Н 12 :C 15 Н 32 — жидкости
С 16 Н 34 :и далее- твёрдые вещества
С увеличением относительных молекулярных масс предельных углеводородов закономерно повышаются их температуры кипения и плавления. Слайд № 14
C 16 H 34 -> C 8 H 18 + C 8 H 16
A l4 C 3 +12 H 2 O = 3 CH 4 + 4 Al(OH) 3
C 2 H 5 Cl + 2Na -> C 4 H 10 + 2NaCl
в) Декарбоксилирование натриевых солей карбоновых солей:
СН 3 СООNa + 2NaОН -> СН 4 + Nа 2 СО 3 Слайд № 15
Для алканов характерны следующие типы химических реакций:
Замещение атомов водорода;
1) Замещение атомов водорода:
А) Реакция галогенирования:
Б) Реакция нитрования (Коновалова):
CH 4 + HNO 3 -> CH 3 -NO 2 + H 2 O + Q
CH 4 + H 2 SO 4 -> CH 3 -SO 3 H + H 2 O + Q
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3 -> СН 3 -СН-СН 2 -СН 3
3) Реакция с водяным паром:
CH 4 + 2O 2 > CO 2 + 2H 2 O + Q Слайд № 20
(Возможно, заранее подготовленные выступления учащихся.)
Широко используются в качестве топлива, в том числе для
двигателей внутреннего сгорания, а также при производстве сажи
(1 — картриджи; 2 — резина; 3 — типографическая краска), при получение органических веществ (4 — растворителей; 5 — хладогентов, используемых в холодильных установках; 6 — метанол; 7 — ацетилен) Слайд № 21
Составьте все возможные изомеры для гептана и назовите их.
Составьте 2 ближайших гомолога для пентана и назовите их.
Определить предельный углеводород, плотность паров которого по воздуху равна 2. (C 4 H 10 ).
IV. Домашнее задание: Учебник О.С. Габриелян (10 класс базовый уровень): 3, упр. 4, 7, 8 (стр. 32).
Горковенко М. Ю. Поурочные разработки по химии к учебным комплектам О. С. Габриеляна и др., 10 (11) класс. М.: «ВЕКО», 2008 г.
Источник
План-конспект по химии на тему «Алканы» 10 класс
1.5. Для урока учащиеся должны знать такие темы как: природные источники углеводородов, типы химических реакций в органической химии, строение атома углерода.
Урок необходим для дальнейшего изучения следующих тем: — алкены, алкины, циклоалкапны, алкадиены, ароматические углеводороды..
1.6. 10 класс базовый уровень
2. Цель – формирование ключевых знаний у учащихся об изомерии, гомологии, строении, свойствах, способах получения, применения алканов.
1. Образовательные — 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, области применения алканов.
2. Развивающие — развивать умение выдвигать гипотезу и проверять её, умение наблюдать и рассуждать, классифицировать и анализировать, делать выводы, способность к рефлексии и саморефлексии,
3. Воспитывающие — воспитание самостоятельности, ответственности, активной жизненной позиции; показать единство материального мира на примере генетической связи углеводородов разных гомологических рядов, получаемых при переработки природного и попутного нефтяного газов, нефти и каменного угля .
4. Тип урока – изучение нового материала.
5. Оборудование и реактивы: Химия 10 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений /О.С.Габриелян, Ф.Н. Маскаев, С.Ю.Пономарев, В. И. Теренин — М.: Дрофа, 2005.-300,[4]с.: ил., компьютер, проектор, презентация, шаростержневая система, портрет Семенова Н.Н., парафиновая свеча, керосиновая лампа, холодная и горячая вода, кристаллизаторы, спички, пинцет.
Источник