Урок химии в 10 классе (базовый уровень)

Урок химии в 10 классе (базовый уровень)

Тема урока: Алкины

Цель: познакомить учащихся с гомологическим рядом, изомерией, номенклатурой алкинов, физическими и химическими свойствами, основными способами получения применения ацетилена.

Задачи:

Образовательные: продолжить формирование знаний о классах углеводородов; дать представление о классе алкинов.

Развивающие: развивать умение составлять структурные формулы гомологов, изомеров, уравнений химических реакций, развивать у учащихся рациональные приемы мышления - анализ, сравнение, обобщение учебного материала.

Воспитательные: способствовать повышению интереса к изучению химии.

Тип урока: комбинированный

Формы работы учащихся: индивидуальная, парная.

Методы организации и осуществления учебно-познавательной деятельности: словесный, наглядный, метод самостоятельной работы (работа в парах), поисковый, здоровьесберегающий, ИКТ, игровой.

Оборудование:

1. Компьютерная презентация (Приложение);

2. карбид кальция, прибор для получения газов, растворы перманганата калия, вода, спиртовка, спички; интернет-ресурс

3. ученические столы: шаростержневой набор моделей атомов, карточки с заданием для самостоятельной работы.

Ход урока

1. Организация начала урока.

- Сейчас у нас урок химии. Вы узнаете, что химия – предмет в достаточной степени трудный и сложный. Каждый урок опирается на те знания, которые вы получили на предыдущих уроках, поэтому и наш урок мы начнем с проверки домашнего задания, повторения.

Индивидуальная работа по карточкам 5 карточек

(Актуализация знаний – фронтальная беседа)

Учитель: Какие вещества называются углеводородами?

Ученик: Углеводороды – это органические соединения, которые состоят из двух элементов – углерода и водорода.

Учитель: Какие типы углеводородов известны? Чем они отличаются по строению друг от друга?

Ученик: Углеводороды бывают предельные и непредельные.

Учитель: Что означает термин “предельный и непредельные углеводороды”? Предельные углеводороды в своем составе содержат одинарные углерод-углеродные связи, а непредельные – кратные.

Учитель: Назовите классы непредельных углеводородов и особенности их строения.

Ученик: К непредельным углеводородам относятся алкены и алкадиены. У алкенов между атомами углерода существует одна двойная связь, а у алкадиенов – две двойных связи.

Какие виды изомерии вы знаете?

Учитель: Сегодня на уроке мы продолжим изучать большую тему «Углеводороды», будем знакомиться с новым классом соединений, изучим особенности их строения, номенклатуру, изомерию, конечно, свойства и получение его типичного представителя. Но для начало мы решим задачу. К доске приглашается Махсудян Роза. (Слайд 2)

Задача: В соединении массовая доля углерода – 92,3%. Плотность по водороду равна 13. Вывести молекулярную формулу данного вещества.

Строение, номенклатура и изомерия алкинов

Учитель: Среди указанных веществ выберите вещество, которое является ответом и запишите в тетрадь: (Слайд 3)

1. СН₃ – СН₃

2. СН₂ = СН₂

3. СН ≡ СН

4. СН₂ = СН – СН = СН₂

Ученик: Вещество под № 3. Охарактеризуйте тип гибридизации, валентный угол, длину связи, форму молекулы, число пи-, сигма – связей.

Вспомни к ка ким классам относятся оставшиеся формулы?, - 1 вещество принадлежит к алканам, 2 – к алкенам, 4 – к алкадиенам.

Учитель: Запишите молекулярную формулу 3-го вещества в тетрадь.

Ученики: С₂Н₂

Учитель: Называется это вещество ацетилен. Название этому веществу дал в 1860 г. французский химик Марселен Бертло. (Слайд 3)

Учитель: Ацетилен – это вещество, которое является родоначальником нового класса непредельных углеводородов. Давайте вместе выведем общую формулу алкинов. Общая формула алканов C_nH_2n+2. В алкенах за счет отщепления двух атомов водорода образуется двойная связь, общая формула C_nH_2n. В алкинах появляется тройная связь, следовательно, они содержат на два атома водорода меньше. Значит, какую общую формулу будут иметь алкины?

Общая формула алкинов C_nH_2n-2

Составим гомологический ряд алкинов

Учитель: Давайте поиграем в хорошо известную вам игру “Крестики-нолики”. Выигрышный путь составляют формулы, которые могут соответствовать алкинам: (Слайд 4 на интерактивной доске)

С2Н2	С10Н22	С7Н12
С6Н12	С4Н6	С5Н10
С5Н8	С4Н8	С3Н4

Учитель: Кроме ацетилена известны другие углеводороды, имеющие сходное с ним строение. Из приведенного перечня веществ выпишите в тетрадь алкины: (Слайд 4)

(Проверка задания. Углеводороды, которые относятся к алкинам, на слайде выделяются синим и красным цветом)

Учитель: Давайте вместе сделаем вывод по первой части урока. Какие углеводороды называются алкинами? (Учащиеся могут воспользоваться учебником, стр. 47)

ЗАПИСАТЬ ОПРЕДЕЛЕНИЕ АЛКИНОВ в тетрадь!!!

Ученики:

Алкины – непредельные углеводороды, молекулы которых содержат одну тройную углерод-углеродную связь. Состав отражает формула: CnH2n-2.

Учитель: Далее отметим особенности номенклатуры ацетиленовых углеводородов. В названиях алкинов используется суффикс – . Вспомните правила, которые следует соблюдать, давая название органическим веществам.

Ученики: В структурной формуле выбирается самая длинная цепь, которая обязательно должна содержать кратную связь. Атомы углерода основной цепи нумеруют, начиная с того конца, к которому ближе кратная связь. В начале названия перечисляют радикалы с указанием атомов углерода, с которыми они связаны. Основой названия служит наименование предельного углеводорода (с измененным суффиксом) с тем же числом атомов углерода, что и в главной цепи.

Учитель: Назовите выписанные вами алкины.

(Учащиеся самостоятельно выполняют задание в тетради, проверка выполняется устно, правильные варианты ответов отображаются на сайде 4)

• Вещество 3 называется пентин-1;

• 4 – пентин-2;

• 6 – 3, 4-диметилпентин-1.

Учитель: Я предлагаю вам внимательно рассмотреть структурные формулы веществ (1) и (4). (На слайде они выделены красным цветом) Чем они отличаются по строению?

(Вещества 1 и 4 различаются положением тройной связи.)

Учитель: Чем эти вещества являются по отношению друг к другу?

(Вещества пентин-1 и пентин-2 являются изомерами.)

Учитель: Вспомните, как называется такой вид изомерии.

( Изомерия положения кратной связи.)

Учитель: Какой еще вид изомерии характерен для углеводородов?

(Для углеводородов характерна изомерия углеродного скелета.)

Задание: 1 ученик – записать изомеры углеродного скелета для гексина-2

1. ученик – записать возможные изомеры положения кратной связи для гексина – 2)

2. ученик - Изготовьте шаростержневую модель молекулы ацетилена и обсудите ее строение;возможна ли для алкинов геометрическая изомерия? Почему?

Для вещества 3,3-диметилпентин -1 укажите тип гибридизации каждого из атомов углерода, предварительно построив его структурную формулу.

Учитель: Какой еще вид изомерии характерен для углеводородов? Для алкинов характерна межклассовая изомерия . (с алкадиенами)

Учитель: А теперь поподробнее остановимся на свойствах ацетилена, способах его получения. Ацетилен – газ, без запаха, малорастворим в Н₂О, легче воздуха.

Получение алкинов

1. Карбидный способ (гидролиз карбида кальция):

Основной недостаток – большие затраты электроэнергии на производство карбида кальция.

2. Термический крекинг метана.

3. Дегидрогалогенирование спиртовым раствором щёлочи:

Химические свойства алкинов

Для алкинов характерны реакции присоединения. Однако реакции присоединения происходит в две стадии по месту расположения пи- связи (сначала разрушается одна пи-связь, образуется алкен, затем вторая – образуется алкан).

1. Гидрирование (присоединение водорода):

2) Галогенирование.

Алкины обесцвечивают бромную воду (качественная реакция на тройную связь). Реакция галогенирования алкинов протекает медленнее, чем алкенов.

HC≡CH + Br₂ → CHBr=CHBr (1,2 дибромэтен)

CHBr=CHBr + Br₂ → CHBr₂–CHBr₂ (1,1,2,2 тетрабромэтан)

3. Гидрогалогенирование (присоединение галогенводородов):

Правило В. В. Марковникова: водород присоединяется к наиболее гидрогенизированному атому углерода при двойной связи, то есть к атому углерода с наибольшим числом водородных атомов.

4. Реакция гидратации. Реакция Кучерова (присоединение воды к ацетилену в присутствии солей ртути с образованием альдегида):

5. Окисление алкинов

1) Горение (горят светящимся и коптящим пламенем с выделением большого количества тепла)

C₂H₂ + 2О₂ → 2СО₂ + Н₂О + 2600 кДж

2) Неполное окисление – качественная реакция на ацетилен и непредельные органические соединения является обесцвечевание раствора перманганата калия.

6. Реакция полимеризации (тримеризации) Реакция Зелинского:

 Применение ацетилена  обратимся к учебнику

III. Закрепление изученного материала

материала: (Слайд 9)

– К каким углеводородам относятся алкины?
– Какая особенность в строении алкинов?
– Как получить газ ацетилен?
– Где применяют ацетилен?

Учитель: Мы закончили изучение ацетиленовых углеводородов. Вам я предлагаю совершить “Подъем по лестнице знаний”, составив рассказ об алкинах. (Слайд 12)

1. Особенности строения.

2. Общая формула.

3. Родовой суффикс.

4. Изомерия алкинов.

5. Способ получения

6. Применение.

IV. Подведение итогов. Выставление оценок.

V. Домашнее задание.  Учебник О.С.Габриелян «Химия 10 класс», конспект.

Выполните тест:

1 вариант

1. Молекула ацетилена

1) линейная; 2) плоская; 3) тетраэдрическая;

4) зигзагообразная

2. Число  связей в молекуле бутин-1

1) 4; 2) 3; 3) 2; 4)1

3.Перечислите тип гибридизации атомов углерода в алкине СНС-СH₂-CH₃

₁₎ sp² sp² sp³ sp; 2) sp sp sp³ sp³

3) sp sp² sp³ sp; 4) sp² sp sp³ sp

4. Выберите соответствие:

1.Ацетилен	А) Форма молекулы тетраэдрическая
2.Метан	Б) sp гибридизация атомов углерода
3.Этилен	В) Число -связей равно 6
4.Пропин	Г) второе валентное состояние атомов углерода

Вариант 2

1. Тип гибридизации атомов углерода в молекуле ацетилена

1) sp; 2) sp² ; 3) sp³ 4) spd

2. Число  связей в молекуле пентин-2

1) 4; 2) 3; 3) 2; 4)1

3.Перечислите тип гибридизации атомов углерода в алкине H₃C-СС--CH₃

₁₎ sp²sp² sp sp; 2) sp sp sp² sp³

3) sp sp sp³ sp; 4) sp³ sp sp sp³

4. Выберите соответствие:

1.Ацетилен	А) Молекула плоская
2.Метан	Б) Третье валентное состояние атомов углерода
3.Этилен	В) Число -связей равно 9
4.Бутин-1	Г) sp3 гибридизация атомов углерода

Закрепление изученного материала

Учитель: Мы закончили изучение ацетиленовых углеводородов. Вам я предлагаю совершить “Подъем по лестнице знаний”, составив рассказ об алкинах. (Слайд 12)

1. Особенности строения.

2. Общая формула.

3. Родовой суффикс.

4. Изомерия алкинов.

5. Способ получения

6. Применение.

Ученики рассказывают об алкинах, на каждый пункт дает ответ отдельный ученик.

Проблемно-поисковое задание (Разбирается вместе с учениками)

• Какие реакции лежали в основе принципа действия карбидных фонарей, применяемых для освещения в 19-ом веке?

Решение: В фонарь, наполненный карбидом кальция, по каплям поступала вода, а получившийся ацетилен поступал в горелку и использовался для освещения:

Применение

Самостоятельно разобрать по схеме 5 + сообщения учащихся

Важной экологической проблемой, связанной с использованием ПВХ, является скопление твердых отходов, изготовленных из этого полимера. Они препятствуют газообмену в почвах и водоемах, выделяют токсичные для живых организмов вещества, медленно окисляются кислородом, очень медленно разрушаются под воздействием солнечных лучей. Конечным продуктом разложения являются: углекислый газ, вода, хлороводород. Время разложения полимера на земле и в пресной воде составляет несколько сотен лет. Способов вторичной переработки его не существует. ПВХ категорически запрещено сжигать, так как при этом образуются ядовитые хлорорганические соединения. Ученые установили, пребывание у костра в течение часа, где сжигают ПВХ, для организма равнозначно нахождению на оживленной автомагистрали.

Из вышесказанного можно сделать следующий вывод. ПВХ является ценным продуктом химической промышленности, но при утилизации этого полимера следует соблюдать определенные меры безопасности. Сжигать его нельзя

Учитель подводит итог урока, оценивает работу наиболее активных учеников.

Домашнее задание: § 13(до стр. 105), № 1-3.4.

Литература:

1. Габриелян О.С. Химия. 10 класс. Базовый уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений. – М: Дрофа, 2006.

2. Габриелян О.С. Химия. 10 класс: рабочая тетрадь к учебнику О.С. Габриеляна “Химия. 10 класс. Базовый уровень”. – М: Дрофа, 2007.

3. Дмитров Е.Н. Познавательные задачи по органической химии и их решения: Пособие для учителей и учащихся.– Тула: Арктоус, 1996. – 86 с.

Электронные учебные пособия:

1. Химия (8–11-й класс). Виртуальная лаборатория. – Лаборатория систем мультимедиа, МарГТУ, 2004.

Физические свойства алкинов

Простейшим представителем алкинов является ацетилен – газ, легче воздуха. При нормальном давлении и температуре от – 82,4⁰ до – 84⁰С ацетилен переходит в жидкое состояние, а при 8⁰ – 85⁰С затвердевает. Технический ацетилен имеет резкий специфический чесночный запах, обусловленный содержанием в нем примесей. Длительное вдыхание его вызывает тошноту, головокружение и даже отравление.

Открыт был в 1836 г. Э.Деви. (сообщение учащегося об открытии газа)

Демонстрация опыта.

Ацетилен горит коптящим пламенем, t⁰ пламени низкая.

- Почему ацетилен горит коптящим пламенем? (содержит 92% - С, а Н –7,7%) Углерод не успевает сгорать, т.к. не хватает кислорода.

- Но почему ацетилен используют для резки и сварки металлов, если он горит коптящим пламенем? (Работа по таблицы “ Газовая сварка”)

Для получения ацетилена сварщики в своей работе используют ацетиленовый генератор, который состоит из газообразователя, газосборника, предохранительного затвора и автоматической регулировки, вырабатываемого ацетилена, чтобы увеличить t⁰ газовой пламени до 3,150⁰С в водят кислород (ацетиленовый газовый рукав имеет красный цвет, кислородно–голубой).

4. Закрепление.

1. Что нового узнали об углеводородах?

2. С каким классом углеводородов вы познакомились? (алкинами)

3. Чем они отличаются от алкинов и алкенов? (в своем строении они имеют тройную связь, атом С – в SP – гибрид, линейная формула)

5.Подведение уроков (выставление оценок).

6.Домашнее задание. У вас на столах есть карточка №3 – это домашнее задание, их вы возьмете с собой и выучить учебный материал Г.4 §4.

Памятка Планируемые результаты обучения Знать: определение непредельных углеводородов ряда ацетилена, общую формулу алкинов, два вида изомерии, физические свойства. Уметь: объяснять особенности образования σ - (сигма) и π – (пи) связей, записывать молекулярные, структурные формулы, называть вещества ряда ацетилена по систематической номенклатуре, решать задачи на нахождение молекулярной формулы.

Карточка №3 Домашнее задание Выучить Г.4 § 4 (стр. 45 – 47). Задача. Найти молекулярную формулу вещества, массовая доля углерода в котором составляет 90%. Относительная плотность по водороду равна 20. Назвать вещество по систематической номенклатуре СН3 ‌‌| СН – СН – С ≡ С – С – СН2 – СН3 | | СН3 СН3

1. Самостоятельная работа по карточкам – заданиям (карточка №2)

Для 1 варианта

1. Назвать вещества по систематической номенклатуре

а) СН₃ – СН – С ≡ С – СН – СН₃ (4 балла)

| |

СН₃ СН₃

б) СН₃ – С ≡ С – СН₃ ( 3 балла)

Для 2 варианта

1. Назвать вещества по систематической номенклатуре

а) СН₃

‌‌| (4 балла)

СН ≡ С – С – СН₂ – СН₃

|

СН₃

б) СН₃ – СН₂ – С ≡ СН (3 балла)

Для 3 варианта

1. Назвать вещество по систематической номенклатуре

а) CH ≡ C – CH – CH – CH₂ – CH₃ (4 балла)

ا ا

CH₃ CH₃

б) CH₃ – CH₃ – C ≡ C – CH₃ (3 балла)