Методическая разработка урока "Химические свойства и применений алканов"
план-конспект урока по химии (10 класс) на тему

Этапы работы

Деятельность учителя

Деятельность ученика

I. Организационный момент

Учитель приветствует обучающихся,  проверяет готовность класса к уроку,  определяет  отсутствующих учеников.

Приветствуют учителя, дежурный сообщает о готовности класса к уроку и называет отсутствующих

II.Актуализация знаний обучающихся

Учитель приглашает трех учеников  к доске для самостоятельного выполнения индивидуальных заданий по карточкам:

1 ученик – работа по карточке: Назовите предложенные вещества.

2 ученик – работа по карточке: Составьте структурные формулы: а) 2,2-диметилбутана,

б) 2,3,5-триметилгексана.

3 ученик – решает задачу: Установите формулу алкана, если его молекулярная масса равна 58. Составьте структурные формулы одного изомера и одного гомолога для данного вещества, назовите их.

 В это время учитель проводит фронтальную беседу с остальными обучающимися в классе:

1. Какие вещества называются алканами?
2. Почему их называют “предельными” или “насыщенными” углеводородами?
3. Назовите общую формулу для класса алканов?
4. Какой тип химической связи присутствует в молекулах алканов?
5. Расскажите об основных способах получения алканов?

Учитель вместе с обучающимися класса проверяет задания, выполненные самостоятельно  у доски тремя учениками.

Трое учеников самостоятельно решают полученные задания у доски.

В ходе беседы обучающиеся класса отвечают на поставленные вопросы учителя.

Ученики вместе с учителем проверяю правильность выполненных заданий

III. Изучение нового материала

 Учитель рассказывает: Как мы с вами знаем, алканы при комнатной температуре химически малоактивны и даже с сильными окислителями тяжело реагируют. Поэтому их еще называют парафинами – от греческого «парум афинис» – что означает не терпящие сродства. Однако при специальных условиях алканы могут вступать в различные реакции. Сегодня мы приступаем к изучению химических свойств алканов и важнейших областей их применения человеком.  Запишите тему урока.

Учитель записывает на доске тему урока  «Химические свойства и применение алканов»

Демонстрация слайда № 1 (Эпиграф к теме урока «Границ научному познанию и предсказанию предвидеть невозможно» Д.И. Менделеев)

Определяет цель и задачи урока

Демонстрация  слайда № 2-3(Цель и задачи урока)

В течение урока в ходе объяснения учителя ученики заполняют таблицу «Химические свойства алканов и важнейшие области их применения», которую учитель чертит на доске:

Учитель объясняет: Наиболее характерными для алканов являются реакции  замещения, в ходе которых атом водорода замещается на атом галогена или какую-либо другую группу. Эти реакции протекают только при ярком освещении, сильном нагревании. Механизм цепных реакций достаточно сложен, объяснение ему было дано русским учёным Н.Н. Семёновым, за что он в 1956 г. был удостоен Нобелевской премии.

Демонстрация слайда № 4 (слайд о Н.Н. Семенове)

Учитель записывает на доске уравнения реакций замещения:

1. Галогенирование

СН4 + Cl2 CH3Cl + HCl

Демонстрация слайда № 5:

СН3 Cl (хлорметан или хлористый метил)– газ, легко сжижается и при последующем испарении поглощает большое количество теплоты. Применяется в холодильных установках.   

СН3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl

Демонстрация слайда № 6:

СН2 Cl2 (хлористый метилен) – применяется как растворитель, для склеивания  пластиков

СН2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl

Демонстрация слайда № 7:

СН Cl3  – хлороформ, бесцветная летучая жидкость с эфирным запахом и сладким вкусом используется:

при производстве фреонового хладагента;   в качестве растворителя в фармакологической промышленности; для производства красителей и пестицидов

СНCl3 + Cl2 CCl4 + HCl

Демонстрация слайда № 8:

СCl4 (четрыххлористый углерод) - применяется как растворитель (жиров, смол, каучука);для получения фреонов, в медицине. Являлся стандартным наполнителем переносных огнетушителей  для советской бронетехники

Учитель записывает уравнения реакции на доске:

2. Нитрование

СН4 + HO-NO2 = CH3-NO2 + H2O

Учитель объясняет: Несмотря на то, что в обычных условиях алканы не взаимодействуют с концентрированной азотной кислотой, при нагревании их до 140°С с разбавленной (10%-ной) азотной кислотой под давлением осуществляется реакция нитрования – замещение атома водорода нитрогруппой (реакция М.И.Коновалова).

Демонстрация слайда №9: Эта реакция была проведена в 19 веке и про учёного говорили, что он сумел оживить « химических мертвецов. Эта реакция применяется для получения нитро соединений, растворителей, используемыми человеком в промышленности.

Учитель объясняет второе важнейшее химическое свойство алканов:

Горение - при поджигании на воздухе алканы горят, превращаясь в двуокись углерода и воду и выделяя большое количество тепла.

Учитель показывает видеоопыт: «Горение метана»

http://school-collection.edu.ru/catalog/res/5e8f612a-b762-9f6b-de63-c5dc1d3e64c5/view/

Учитель записывает уравнение реакции на доске:

  CH4 + 2O2  ––пламя>  CO2 + 2H2O

Учитель показывает видеоопыт: «Горение жидких углеводородов»

http://school-collection.edu.ru/catalog/res/47cbac0d-2c6b-46bc-d57f-4b250cfa0e07/view/

Учитель записывает уравнение химической  реакции на доске:

2C6H14 + 19O2  ––пламя>  12CO2 + 14H2O 

Учитель демонстрирует горение пропанобутановой смеси на примере газовой зажигалки и дает задание учащимся записать уравнения горения:  1 вариант -  горение  пропана; 2 вариант – горение бутана.

Учитель проверяет правильность составленных уравнений реакций, вызывая к доске 2-х человек.

Демонстрация слайда №  9: (Горение алканов – это экзотерическая реакция, которая имеет очень большое значение при использовании алканов в качестве топлива)

Учитель объясняет, показывая практическое значение реакции  горения алканов – это экзотермическая реакция, имеющая большое значение при использовании алканов в качестве топлива.

Ученики слушают учителя.

Обучающиеся записывают тему урока и эпиграф к уроку в тетрадь.

Ученики чертят таблицу в тетрадь, заполняют шапку таблицы.

Ученики начинают заполнять таблицу в ходе объяснения учителя, записывая первое химическое свойство алканов реакции замещения

Ученики записывают в таблицу уравнения реакции галогенирования, смотрят слайды и отмечают области применения хлорметана, дихлорметана,

трихлорметана, четырххлорметана).

Ученики записывают уравнения реакции нитрования   в таблицу, смотрят слайд  презентации  и отмечают области применения полученных продуктов.

Ученики заполняют таблицу в ходе объяснения учителя, записывая второе химическое свойство алканов – горение, смотрят видеоопыт.

Ученики, записывают уравнение химической  реакции в таблицу.

Ученики смотрят видеоопыт.

Ученики записывают уравнения химической реакции в таблицу.

Ученики самостоятельно записывают уравнения горения пропана и бутана в таблицу:

1 вариант горение пропана

2.вариант горение бутана

Двое учеников записывают на доске составленные уравнения.

Ученики смотрят слайд, слушают объяснение учителя и записывают в таблицу использование алканов в качестве топлива для человека.

четырххлорметана).

Ученики записывают реакцию Коновалова  в тетрадь.

Ученики смотрят слайд и записывают применение алканов для получения нитросоединений.

Обучающиеся слушают объяснения учителя, заполняют таблицу, записывают второе химическое свойство алканов – горение.

Обучающиеся смотрят видеоопыт.

Обучающиеся записывают уравнение реакции в тетрадь.

Ученики смотрят второй видеоопыт.

Ученики записывают уравнение реакции в тетрадь.

Ученики смотрят демонстрацию – горение пропанобутановой смеси на примере газовой зажигалки и самостоятельно записывают уравнения реакций горения: 1 вариант горение пропана, 2 вариант - горение бутана.

Двое учеников пишут на доске уравнения реакций  горения пропана и бутана.

Обучающиеся смотрят демонстрацию слайда,  записывая практическое значение реакции горения алканов тетради.

Учитель объясняет третье важнейшее химическое свойство алканов:

Термическое разложение углеводородов

При нагревании до температуры выше 500° в молекулах алканов происходит разрыв связей между атомами углерода. И могут образоваться углеводороды с меньшей молярной массой. Не только алканы, но и алкены. Этот процесс называется термическим крекингом (от англ. tocrack– «колоть, расщеплять»).

Учитель записывает на доске уравнение реакции термического крекинга:

               t

C 4H10  -----  C2H6+C2H4

Учитель демонстрирует слайд №10 (Крекинг), рассказывая ребятам:

В результате крекинга образуется смесь алканов и алкенов с меньшим количеством атомов углерода в молекулах, чем у исходного углеводорода. Чем выше температура крекинга, тем более легкие углеводороды образуются в результате. Крекинг – это важнейшая стадия переработки нефти.

Учитель объясняет ребятам:

При увеличении температуры (до 1000 градусов) можно достичь такой степени протекания реакции, при которой органические вещества – углеводороды – полностью разлагаются на углерод и водород. Такой процесс называется пиролизом.

Учитель записывает на доске уравнение реакции пиролиза:

                 t

СН4            С+2Н2  

Учитель демонстрирует слайд № 11 , объясняет ученикам: Полученная сажа  идет на изготовление типографской краски и картриджей для принтеров,  а водород для производства аммиака.

Учитель объясняет: При нагревании до температуры 1500 градусов возможно образование ацетилена.

Учитель записывает на доске уравнение реакции:

            t=15000C

2СН4                      C2H2 + 3H2

Учитель демонстрирует слайд № 12, объясняя ученикам, что в ходе реакции происходит образование ацетилена (ценного углеводородного сырья и горючего)

Ученики заполняют таблицу в ходе объяснения учителя, записывая третье химическое свойство алканов – термическое разложение:

1.Крегинг

Ученики записывают уравнения химической реакции в таблицу.

Ученики смотрят слайд, слушают объяснение учителя и записывают в таблицу использование крекинга для переработки нефти

Ученики слушают объяснение учителя, записывая  в таблицу:

 2. Пиролиз

Ученики записывают уравнение реакции в таблицу.

Ученики смотрят слайд презентации, записывают применение  продуктов реакции в таблицу.

Ученики слушают объяснение учителя, записывают уравнение реакции в тетрадь и использование продуктов реакции в жизни человека.

Ученики смотрят слайд и отмечают применение реакции для получения ацетилена.

1. Учитель объясняет четвертое важнейшее химическое свойство алканов:

  Дегидрирование (отщепление водорода)

При пропускании алканов над катализатором (Pt, Ni) при высокой температуре (400-600 градусов) происходит отщепление молекулы водороды и образование алкена.

Учитель записывает уравнения реакции дегидрирования в тетрадь

                Pt,  t

C2H6                  C2H4 + H2

Учитель демонстрирует  слайд № 13, объясняя ученикам: дегидрированием этана получают ценный химический продукт этилен

Ученики заполняют таблицу в ходе объяснения учителя, записывая четвертое  химическое свойство алканов – дегидрирование

Ученики записывают уравнения реакций в тетрадь.

Ученики смотрят слайд,

записывают  применение этилена как ценного углеводородного сырья.

IV. Физкультминутка

Учитель демонстрирует слайд № 14, проводит вместе с обучающихся гимнастику для глаз.

Ученики выполняют упражнения для глаз вместе с учителем.

V.Закрепление полученных знаний

и способов деятельности

Обобщает и закрепляет полученные знания на уроке, демонстрируя слайд № 15-16,  задает вопросы ученикам:

1. Назовите  реакции, в которые  вступают алканы?
2. Какую бы выделили реакцию, которая самым главным образом характеризует алканы, как предельные углеводороды?
3. Кто из ученых сумел оживить «химических мертвецов»?

Ученики, смотрят слайды  № 15-16, отвечают на вопросы  учителя.

VI. Подведение итогов урока

Учитель объявляет итоги  урока, оценивает обучающихся  по итогам работы на  уроке.

Обучающиеся слушают учителя.

VII. Домашнее задание

Учитель объясняет домашнее задание, записывает на доске таблицу:

Записывают в тетради и  в дневнике домашнее задание: §3, вопрос 4-5 (стр.32), заполнить таблицу для предельного углеводорода этана.

VIII. Рефлексия

Учитель предлагает ребятам  с помощью смайликов, показать, как изменилось настроение во время урока!

Учитель предлагается  обучающимся продолжить фразу “Уходя с урока, я хочу сказать…”

Каждый из обучающихся при помощи смайликов показывает свое настроение,  и заканчивает фразу «Уходя с урока, я хочу сказать…»

Карточка № 1

1. Назовите вещества:

Карточка № 2

Составьте структурные формулы: а) 2,2-диметилбутана,  б) 2,3,5-триметилгексана

Карточка № 3

   Установите формулу алкана, если его молекулярная масса равна 58. Составьте структурные формулы одного изомера и одного гомолога для данного вещества, назовите их.

Химические свойства

Уравнения реакций

Области  применения