Презентация по химии "Химические свойства алканов" (10 класс). Презентация "алканы" термическое расщепление

Урок - изучение нового материала

«Химические свойства и применение алканов».

10 класс, продолжительность урока 45 минут.

Цель урока: Изучение химических свойств алканов, особенностей уравнений и условий протекания реакций с участием органических веществ. познакомить учащихся с основными областями применения алканов.

Задачи урока: формирование коммуникативных навыков, навыков само и взаимоконтроля, развитие умения применять полученные знания в сходной или новой ситуации, развитие интеллектуальных способностей.

Оборудование: мобильный класс, презентация «Химические свойства и применение алканов», таблица «Природный газ - химическое сырье», «синий» ящик- в нем газета, холодильник, газовый баллон, автомобильное колесо, машинка, катридж. На столе - свеча, загадки по применению алканов (Приложение № 4), на партах – рабочие листы (приложения 1,2,3), цветные листы бумаги (по количеству групп).

Оформление доски: слева - химические свойства алканов- уравнения реакций, дублируются из приложения № 2 (запись уравнений цветным мелом по цвету листов цветной бумаги на партах), справа- уравнения, иллюстрирующие химические свойства серной кислоты (основные), обе записи закрыты белыми листами разного размера, на обороте левой доски- таблица «Природный газ - химическое сырье», на обороте правой «ключ» к решению проверочного теста (приложение № 3).

Ход урока:

1. Организационно - мотивационный этап.(3-5 мин.)

Деятельность учителя

Деятельность учеников

Приветствие:

- «Здравствуйте, я приветствую вас на очередном уроке химии и рада видеть всех в классе. Устали? Нам сегодня на уроке понадобятся силы. Вот что говорит Дистервег по этому поводу «Развитие и образование ни одному человеку не могут быть даны или сообщены. Всякий, кто желает к ним приобщиться, должен достигнуть этого собственной деятельностью, собственными силами, собственным напряжением». А силы действительно пригодятся, т.к. нам предстоит сегодня разобраться с белыми пятнами на доске и вот этим синим ящичком. Готовы?

Приветствуют учителя, заинтригованы наличием свечи и бархатной шкатулки на столе, выражают готовность начать урок.

Прежде чем приступить к разгадыванию тайны двух белых пятен на доске, посмотрим, какие белые пятна в знаниях о предельных углеводородах есть у нас.

Учащиеся обращаются к рабочему листу, вклеенному у них в тетрадях на последней странице под названием «Знаю, умею» (Приложение 1), где знаками + или – отмечено усвоение материала и сообщают, что они не знают химические свойства алканов, особенности уравнений реакций и применение алканов.

Действительно, вот эти два вопроса нам и предстоит сегодня рассмотреть.

Записывают тему урока.

Скажите, от чего зависят химические свойства веществ?

От строения и состава вещества (пользуются подсказкой на рабочем листе «Знаю, умею», при необходимости)

Хорошо, какой состав имеют алканы?

Они состоят из двух химических элементов углерода и водорода.

Какое строение имеют данные углеводороды?

Все атомы в молекуле соединены одинарными связями.

Согласитесь, довольно несложное строение и состав имеют алканы. Может и химические свойства можно описать несложной химической реакцией, например, горение свечи (указываю на свечу на столе).

Соглашаются, ведь свеча- это твердый углеводород, который хорошо горит и можно определить продукты реакции.

Что ж, проверим и разберемся уже с этими белыми пятнами на доске. За ними спрятаны записи химических свойств веществ, с одной стороны – неорганического - серной кислоты, с другой- метана и его гомологов. Предположите, где и какие записи?

Дети указывают на небольшой лист справа, предполагая, что там записаны свойства алканов и, соответственно слева за большим листом - свойства серной кислоты.

Проверим (открывает белые листы).

Дети охают! и делают вывод, что вещества простого строения и состава не всегда имеют «простые» химические свойства.

Выражают интерес и желание подробно изучить все химические реакции и их особенности.

2. Информационно- поисковый этап.(20-25 мин.)

Деятельность учителя

Деятельность учеников

Порядок работы:

На столах лежат рабочие листы (Приложение № 2), в которых дублируется запись на доске (уравнения записаны рязноцветным мелом, а на партах- такие же листы цветной бумаги- это указатель, какие реакции рассматривает данная группа);

На рабочем столе компьютера – презентация «Химические свойства алканов», учебник;

- «Ваша задача: внимательно познакомиться с материалом презентации и учебника, дать полную характеристику «своим» реакциям и представить их классу, а также быть готовым к тому, что группы могут задать вопрос, если что-то в данной реакции им будет непонятно. Фиксируем информацию в свои рабочие листы»;

Время выполнения работы 10 минут.

Определились с группами и реакциями, которые им необходимо изучить и представить классу (по цветной бумаге). Внимательно изучают и просматривают презентацию, материал учебника, делают записи в свои рабочие листы, готовятся к выступлению, распределяют между собой реакции.

По истечении времени, приглашает группы по очереди представить свой материал.

Группы представляют материал, остальные фиксируют, задают вопросы, уточняют названия, особенности и условия реакций.

По окончании работы еще раз сравнить записи на доске и в своих рабочих листах.

Хорошо, с химическими свойствами разобрались, приступим к изучению применения алканов, в частности природного газа, не можем же мы без внимания оставить этот симпатичный синий ящичек! (демонстрирует таблицу «Природный газ – химическое сырье»). Рассмотрите области применения природного газа, пользуясь данной таблицей и рисунком в учебнике.

Изучают таблицу и рисунок в учебнике. С интересом поглядывают на синий ящичек на столе. Готовы перечислить области применения алканов.

- Для результативного подведения итогов предлагаю провести зарядочку сил

Дети выходят из-за парт и вместе с учителем выполняют упражнение: поднимаются на носки, поднимают руки вверх, при этом глубоко вдыхают, опускаясь- выдыхают (3-4 раза). После поворачивают голову влево-вправо и улыбаются соседу.

3. Оценочно- рефлексивный этап. (12-15 мин)

Деятельность учителя

Деятельность учеников

Выполняют тест индивидуально, подписывают листы.

Готовы проверить? (правильные ответы на развороте правой доски), отметьте количество правильных ответов и результат перенесите в лист «Знаю, умею» соответствующим знаком (все ответы правильные – знак + в графе Химические свойства алканов, правильно четыре ответа, знак - , если 3 , то -. Поделитесь своими результатами.

Проверяют ответы, отмечают в рабочем листе, анализируют и сообщают, какие недочеты или ошибки допустили, с чем справились или нет, что нужно еще дополнительно, самостоятельно изучить.

Листы сдают учителю.

Назовите области применения метана и его гомологов (приглашает одного из учеников помочь открыть синий ящик).

При затруднениях, учитель задает загадки (приложение № 4)

Ученик достает предметы из ящичка, дети по очереди называют предмет и вещество, которое используют для его изготовления или непосредственно область применения.

Молодцы и с применение алканов вы тоже справились, отметьте плюсом графу «Применение алканов» в листе «Знаю, умею».

Работают с рабочими листами

Запишите домашнее задание: сайт Химуля, урок 7-8, найти в данном материале то, чего сегодня на уроке мы не нашли.

Записывают домашнее задание.

Вопросы есть? Всем спасибо, до свидания.

Алгоритм составления названий органических соединений Выбирают наиболее длинную (главную) цепь и нумеруют ее ближе к тому концу, к которому стоит радикал (заместитель, обозначен желтым цветом) (3) (4) (5) (6) (7) СН 3 – СН – СН 2 – СН 2 – СН 2 – СН – СН 2 – СН 3 ! ! (2) СН 2 СН 2 – СН 2 – СН 3 ! (8) (9) (10) (1) СН 3 Данное вещество называется: 3-метил, 7-этилдекан

2. Название строится в следующей последовательности: А) ПРЕФИКС: состоит из цифры, указывающей на номер углеродного атома, возле которого стоит радикал. Например: 3- и пишется название самого радикала. Например: 3- метил,7-этил……. Если молекула содержит несколько одинаковых радикалов, то после перечисления всех цифр, указывающих их местоположение, к радикалу добавляют числовую приставку (ди –два, три – три, тетра – четыре). Например: 2,3 – диметил………….., или 3,4,5 – триэтил……. Б) КОРЕНЬ: ставится в соответствии с гомологическим рядом алканов (смотри по количеству атомов углерода в главной цепи) В) СУФФИКС: у алканов суффикс «АН».

5. Угол между атомами углерода в алканах составляет: а) 120 градусов б) 90 градусов в) 109 градусов г) 110 градусов 6. Углеводородный Радикал – это а) группа атомов, соединённая с функциональной группой молекулы. б) группа атомов, отличающаяся от метана на СН2- в) группа атомов, имеющая положительный заряд г) группа атомов, которая называется функциональной

7. Установите порядок для определения названия углеводорода а) Определяют местонахождение радикалов б) Выбирают самую длинную цепь и нумеруют атомы углерода в ней в) Определяют корень названия по числу атомов углерода в длинной цепи г) Составляют приставку в виде цифр и греческих числительных 8. Установите соответствие: 1. Пропан а) СН3-СН2-СН2-СН2-СН2-СН2-СН2- СН3 2. Пентан б) СН3-СН2-СН3 3. Бутан в) СН3-СН2-СН2-СН3 4. Октан г) СН3-СН2-СН2-СН2-СН3

все возможные продукты. Реакция бромирования алканов – селективная, т.к. образуются далеко не все возможные продукты.

Бромирование алканов

Вернуться к содержанию

CH4 + Br2===CH3Br + HBr механизм реакции «Sr». Аналогично: CH3-CH3+ Br2=== CH3-CH2Br + HBr. Йод же с алканами реагирует очень медленно или не реагирует вообще. Реакция является обратимой и практического значения не имеет.

Селективность реакций хлорирования и бромирования алканов

Продолжить просмотр химических свойств

В случаях хлорирования и бромирования простых линейных алканов данный вопрос не актуален, т.к. основной продукт реакции только один… Если же мы рассмотрим реакции хлорирования и бромирования н-пропана, то обнаружим существенные различия: в случае хлорирования пропана в качестве продуктов мы получим 1-хлорпропан и 2-хлорпропан, т.е. хлор будет замещать атом водорода у первого и у второго атома углерода; в случае же бромирования пропана Br будет замещать водород только у второго атома С… Такая тенденция будет наблюдаться и при дальнейшем увеличении цепи реагирующего алкана. Cl соединяется со всеми радикалами, а бром только с самым устойчивым радикалом (который существует дольше по времени). Это объясняется их различной химической активностью, бром более «медлительный» и хуже вступает в соединение. В случае с пропаном бром соединился с более устойчивым вторичным радикалом.

Мело, мело по всей земле

Во все пределы.

Свеча горела на столе,

Свеча горела…

Б.Пастернак

«Зимняя ночь »

РАЗГАДАЙТЕ РЕБУСЫ

НАЗВАНИЯ КАКИХ веществ ЗАШИФРОВАНЫ?

УГЛЕВОДОРОДЫ –

это органические соединения, состоящие из двух химических элементов –

УГЛЕРОДА И ВОДОРОДА.

С – углерод валентность = 4

Н – водород валентность = 1

АЛКАНЫ

(предельные, насыщенные, парафины)

Общая формула

C n H 2 n+ 2

ПАРАФИНЫ

(от лат. parrum affinis – малоактивный).

СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

CH 4

Молекулярная формула sp3-гибридизация

Угол между связями HCH 109°28`

строение тетраэдрическое

МЕТАН В ПРИРОДЕ

МЕТАН образуется в природе в результате разложения без доступа воздуха остатков растительных и животных организмов.

Может быть обнаружен в заболоченных водоемах.

НАХОЖДЕНИЕ АЛКАНОВ В КОСМОСЕ

Метан и этан содержатся в атмосфере планет Солнечной системы: на Юпитере, Сатурне, Уране, Нептуне.

Кроме того, метан найден в хвосте кометы Хиякутаке и в метеоритах.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛКАНОВ

алканы

название

агрегатное состояние

температура кипения

Бесцветные газы.

Плохо растворимы в воде.

На воздухе горят.

Ядовиты, вызывают тяжелый наркоз.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛКАНОВ

алканы

название

агрегатное состояние

Бесцветные жидкости с запахом.

В воде нерастворимы,

легче воды,

на воздухе горят.

температура кипения

Пентадекан

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛКАНОВ

Алканы от н-С 17 Н 36 и выше – твердые вещества белого цвета, нерастворимы в воде, легче воды, на воздухе горят. Не ядовиты.

НАХОЖДЕНИЕ АЛКАНОВ В ПРИРОДЕ

ЭТАН, ПРОПАН И БУТАН входят в состав природного и попутного нефтяного газов .

АЛКАНЫ содержатся в нефти.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АЛКАНОВ

Алканы являются главным источником органического химического сырья для промышленности.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АЛКАНОВ

В народном хозяйстве алканы являются основным энергетическим ресурсом.

«ДА-НЕТ» Поставьте знак «+» или «-».

Молекула метана имеет форму тетраэдра.
Молекула метана имеет форму треугольника.
В молекуле метана атом углерода находится в возбужденном состоянии.
Атом углерода 2-валентен.
Атом углерода 4-валентен.
В атоме углерода происходит sp2-гибридизация и образуются 3 гибридных электронных облака.

«ДА-НЕТКА» Поставьте знак «+» или «-».

7. Все связи С ─ Н в молекуле метана одинаковы и расположены под углом 109°28"

8. В природном газе содержится только газ метан.

9. Гомологи ─ это вещества, сходные по строению, но отличающиеся друг от друга на группу атомов ─ СН 2 ─ (гомологическая разность).

10. Группа атомов (СН 3 ─) − это гомологическая разность.

ПРОВЕРКА

1,3,5,7,9 «+». 2,4,6,8,10 «-».

ДАЙТЕ НАЗВАНИЯ УГЛЕВОДОРОДАМ

СН 3 – СН 2 – С – СН 3

СН 3 – СН – СН – СН – СН 3

СН 3 С 2 Н 5 СН 3

НАПИШИТЕ ФОРМУЛЫ АЛКАНОВ ПО НАЗВАНИЮ

Н 3 Н 2 Н 2 Н 3

С – С – С – С – С

а) 3,3 - ди метил пентан

СН 3 – СН – СН – СН – СН 3

СН 3 СН 3 СН 3

б) 2, 3, 4 - три метил пентан

СН 3 – СН – СН – СН 2 – СН 2 – СН 3

СН 3 С 2 Н 5

в) 2 - метил- 3 -этил гексан

УКАЖИТЕ ИЗОМЕРЫ

а) СН 3 – СН 2 – СН – СН 3 б) СН 3 – СН – СН 3 в) СН 3

СН 3 СН 3 СН 3 – С – СН 3

г) СН 3 – СН 2 – СН 2 – СН – СН 3

СН 3 е) СН 3 – СН 2 – СН 2 – СН 3

д) СН 3 – СН 2 – СН 2 – СН 2 – СН 3

ж) СН 3 – СН – СН – СН 3 з) СН 3 – СН 2 – СН 2 – СН 2 – СН 2 – СН 3

Ответ: а) , в), д)

Учебник п.11
Р.т.(синяя)-стр20-21№3

Алканы – углеводороды с общей формулой: С n H 2n+2 ,

в молекулах которых атомы связаны одинарными связями.

Метан

Пропан

Этан

Бутан

Структурная формула пропана

S Р 3 – гибридизация

Валентный угол -109 о 28 

Тетраэдр

Длина углерод – углеродной связи: 0,154 нм

Алканы с большим числом атомов углерода имеют зигзагообразное строение

Модель молекулы пентана

Различия в порядке соединения атомов в молекулах (т. е. в химическом строении) приводят к структурной изомерии . Строение структурных изомеров отражается структурными формулами. В ряду алканов структурная изомерия проявляется при содержании в цепи 4-х и более атомов углерода, т. е. начиная с бутана С 4 Н 10 .

С С

 

С  С  С  С С  С  С  С

 

С С

2,2 диметилбутан

2,3 диметилбутан

Все алканы плохо растворимы в воде. С ростом молекулярной массы закономерно увеличиваются температуры кипения и плавления.

Начиная с гексадекана появляются твёрдые алканы.

1 – выделение углеводородов из природного сырья

2- гидрирование циклоалканов и непредельных углеводородов

4- синтез Вюрца

5- гидролиз карбидов

Реакции гидрирования

Циклоалканов:

С 5 Н 8 + Н 2 = С 5 Н 10

Алкинов:

С 2 Н 2 + 2Н 2 = С 2 Н 6

Алкенов:

С 2 Н 4 + Н 2 = С 2 Н 6

Алкадиенов:

С 4 Н 6 + 2Н 2 = С 4 Н 10

+ Н 2

Получение метана при сплавлении ацетата натрия со щелочью :

CH 3 COONa + NaOH  CH 4  + Na 2 CO 3

ацетат натрия метан

Свойства метана:

1) метан не вступает в реакцию окисления при действии водного раствора KMnO 4 ;

2) метан не вступает в реакцию с раствором брома;

3) горение метана:

CH 4 + 2О 2  СО 2 + 2Н 2 О + Q

Синтез Вюрца

проводят с целью получения алканов с более длинной углеродной цепью.

Например: получение этана из метана

1 этап. Галогенирование исходного алкана

СН 4 + С l 2 = CH 3 Cl + HCl

2 этап. Взаимодействие с натрием

2CH 3 Cl + 2 Na = C 2 H 6 + 2NaCl

Метан в лаборатории можно получить гидролизом карбида алюминия

Al 4 C 3 + 12 H 2 O = 4 Al(OH) 3 + 3 CH 4

1- реакции замещения

2- реакции дегидрирования

3- реакции горения

4 - реакции изомеризации

5- термическое расщепление

Хлорирование метана:

CH 4 + Cl 2 = CH 3 Cl +HCl

CH 3 Cl + Cl 2 = CH 2 Cl 2 +HCl

CH 2 Cl 2 + Cl 2 = CHCl 3 + HCL

CHCl 3 + Cl 2 = CCL 4 + HCL

Пример реакции замещения:

Взаимодействие декана с бромом

С 10 Н 22 + Br 2 = С 10 Н 2 1 Br + HBr

При дегидрировании алканов образуются алкены и другие непредельные углеводороды.

Например, дегидрирование пентана:

С 5 Н 10 С 5 Н 8 + Н 2

пентен

Все алканы горят с образованием углекислого газа и воды

Например: горение бутана

2С 4 Н 10 + 13О 2 = 8СО 2 + 10Н 2 О

Реакции изомеризации идут при нагревании и в присутствии катализатора

Например: изомеризация пентана (с хлоридом алюминия)

СН 3 -СН 2 -СН 2 -СН 2 -СН 3 СН 3 -СН-СН 2 -СН 3

СН 3

Термическое расщепление

1- крекинг (400-500 о С)

Алкан новый алкан и алкен

С 20 Н 42 С 10 Н 22 + С 10 Н 20

2- пиролиз метана при 1000 о С

СН 4 С + 2Н 2

3- получение ацетилена при нагревании до 1500 о С

2СН 4 С 2 Н 2 + 3Н 2

Получение растворителей

Получение ацетилена

А также сырьё для синтезов спиртов, альдегидов, кислот.

Горючее для дизельных и турбореактивных двигателей

В металлургии

Какие углеводороды относят к алканам?

Запишите формулы возможных изомеров гексана и назовите их по систематической номенклатуре.
Напишите формулы возможных продуктов крекинга октана

4. В каком объёмном соотношении смесь метана с воздухом становится взрывоопасной?

5. Каковы природные источники получения алканов?

6. Назовите области применения алканов

ТЕСТ

ОТВЕТЫ К ТЕСТУ: