Открытый урок по химии в 10 «б» классе на тему: «Алкины: состав, строение, изомерия, физические свойства

Цель: организация деятельности учащихся, направленной на прочное усвоение знаний по строению и способов получения алкинов (на примере ацетилена).

Задачи:

            образовательные: Познакомить учащихся с гомологическим рядом, изомерией, номенклатурой алкинов, рассмотреть физические свойства алкинов и основные способы получения ацетилена (карбидный и метановый).                                    

             развивающие: Развивать у учащихся умения сравнивать и анализировать строение и геометрию молекул алкинов, алкенов с алканами на основе разного типа гибридизации орбиталей атома углерода; выделять главное и существенное.                                                                                             

            воспитывающие: Продолжить формирование химической картины мира, умение рационально оценивать ответы товарищей, самокритичность, аккуратность.                                                                                                        Планируемые  результаты:                                                                          

         предметные: Знать строение молекулы ацетилена, виды изомерии, характерные для  ацетиленовых УВ, их физические свойства  и основные способы получения.                                                                            

 метапредметные: Уметь составлять молекулярные, структурные формулы алкинов и сравнивать их с алкенами, называть их.                            

личностные: Строить рассуждения , анализировать, сравнивать, делать

выводы на примере зависимости состава и строения алкинов.           

Термины: алкины,  ацетилен, карбидный и метановый способы получения ацетилена.

Оборудование:

1.     Компьютерная презентация .

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.

Тип урока: КУ     

Ход урока

1.Организационный момент  ( приветствие класса  и проверка Д/З)                                                                                   2.Актуализация знаний и умений  (фронтальная беседа)

Учитель: «Какие классы углеводородов вы знаете?»

Ученики: «Алканы и алкены»

Учитель: «Чем они отличаются по составу и строению ?»

Ученики: Состав алканов отвечает общей формуле СnH2n+2, а состав алкенов –общей формуле СnH2n. В молекулах алканов  атомы углеродов связаны одинарными связями, а в молекулах алкенов помимо одинарных связей имеется одна двойная связь».

Учитель: «Что называется гибридизацией? Какие типы гибридизации углерода вы  знаете?»

Уч-ки: « Это выравнивание электронных орбиталей по форме и плотности. Атомы углерода в молекулах алканов находятся в состоянии sp³ –гибридизации,  при двойной связи- в состоянии sp² - гибридизации».

Учитель: «Какие виды изомерии вы знаете?»

Уч-ки: « Изомерия углеродного скелета, положения кратной связи, межклассовая и пространственная».

Дифференцированные письменные задания :

1-й уровень: Составить уравнения реакций горения, гидрирования, бромирования, гидрогалогенирования,  гидратации и  полимеризации пропилена. Укажите механизм реакции гидрогалогенирования и  гидратации.

2-й уровень: (Составить уравнения реакций к цепочке превращений ):

СН₄→СН₃Cl→C₂H₆ → C₂H₄ → C₂H₅ OH → C₂H₄→ [C₂H₄ ]_n

Указать условия проведения реакций.

2.Целеполагание и мотивация  изучения темы:

Учитель: Сегодня на уроке мы продолжим изучать тему “Непредельные глеводороды”, будем знакомиться с новым классом соединений, изучим особенности их строения, номенклатуру, изомерию и получение его типичного представителя.

Решим задачу: При сжигании УВ массой 5,2 г выделилось 17,6г углекислого газа и 3,6 г воды. Относительная плотность этого вещества по водороду 13. Найдите молекулярную формулу УВ и запишите его структурную формулу. (Слайд 2).

3.Изучение нового материала.

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

Ученики: Вещество под № 3.

Учитель: Запишите молекулярную формулу этого 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 – алкинов. Давайте вместе выведем общую формулу алкинов.

Общая формула алкинов C_nH_2n-2

Учитель: Давайте поиграем в хорошо известную вам игру “Крестики-нолики”. Выигрышный путь составляют формулы, которые могут соответствовать алкинам: 

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

·        Алкины – непредельные углеводороды, молекулы которых содержат одну тройную углерод-углеродную связь. Состав отражает формула: C_nH_2n-2.

Составим гомологический ряд алкинов, если n> или=2.

Ученики составляют гомологический ряд .

Учитель: Далее отметим особенности номенклатуры ацетиленовых углеводородов. В названиях алкинов используется суффикс – ин. 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: Выполним задание – составим формулы следующих алкинов ; а)пентин-1; б)пентин-2;. в)3, 4-диметилпентин-1. Кто первым сделает, идет к доске.

Учитель: Я предлагаю вам внимательно рассмотреть структурные формулы веществ (1) и (2). Чем они отличаются по строению?

Ученики:  Они  различаются положением тройной связи.

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

 Ученики: Вещества пентин-1 и пентин-2 являются изомерами.

Учитель: Вспомните, как называется такой вид изомерии.

Ученики: Изомерия положения кратной связи.

Учитель: Какой еще вид изомерии характерен для углеводородов?

Ученики: Для углеводородов характерна изомерия углеродного скелета.

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

2 ряд – записать возможные изомеры положения кратной связи для гексина.

3 ряд -  Изготовьте шаростержневую модель молекулы ацетилена и обсудите ее строение; возможна ли для алкинов геометрическая изомерия? Почему?                    (После самостоятельной работы учащихся вместе разбираем результаты выполненной работы).                         

Физические свойства ацетилена (Д. Получение этина из CaC₂,ознакомление с его физическими свойствами.)

Учитель:  Ацетилен – газ, без запаха, малорастворим в Н₂О, легче воздуха.

Учитель: Со способами получения ацетилена я предлагаю вам ознакомиться самостоятельно. (Ученики работают по карточкам в тетради)

Способы получения ацетилена

Напишите уравнения упомянутых в данном тексте реакций, указав условия их течения.

1.                 Ацетилен был открыт Г.Дэви в 1836 году в продуктах разложения метана, под действием искровых электрических разрядов (Справка в § 3, стр. 29).

2.                 В 1860 г. М. Бертло синтезировал ацетилен из простых веществ, пропуская водород через электрическую дугу между угольными электродами.

3.                 В 1862 г. Ф.Велер получил ацетилен из карбида кальция, действуя на него водой (Справка в § 6, стр. 44).

4.                 Объясните способ дегидрогалогенирования алканов 

5.     Первичное закрепление учебного материала

Физкультминутка

Сядем ровно,  опираясь на спинку стула, руки положим на колени. Отвечая на поставленный вопрос положительно – киваем головой вниз, отрицательно – вбок, затрудняемся с ответом – пожимаем плечами вверх-вниз.

1.                 Алкины – ациклические УВ?

2.                 Для алкинов характерна межклассовая изомерия?

3.                 Вы в детстве проделывали опыт получения ацетилена?

4.                 Ацетилен малорастворим в воде?.

5.                 Пентин относится к алкинам?

6.Информация о домашнем задании: § 13(до стр. 105), № 1-3.4.

Проблемно-поисковое задание .

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

7.Рефлексия

Учитель: В заключение урока я  вам  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.

8.Подведение итогов урока.

Цель: Ознакомить учащихся  с классом алкадиенов, продолжить изучение электронного и пространственного строения углеводородов

Задачи:

 образовательные :  - изучить особенности строения алкадиенов, рассмотреть общее и особенное в гомологическом ряду, выяснить возможные виды изомерии алкадиенов;

- изучить химические свойства: реакции присоединения и полимеризации.  развивающие:

-способствовать развитию внимательности, усидчивости, дисциплины;

-развивать самостоятельность и волю к учебе, используя поощрение настойчивости при решении заданий;

-развивать познавательный интерес при  изучении вопроса о применении алкадиенов;

  воспитательные:

-воспитание патриотизма на примере жизни С.В. Лебедева на благо Родины.

Планируемые результаты:

предметные: Знать строение  молекул, виды изомерии, номенклатуру  , физические свойства Знать способы получения; химические и физические свойства; применение алкадиенов.

метапредметные: Уметь составлять молекулярные и структурные формулы алкадиенов, сравнивать их с алкенами Уметь составлять химические уравнения, сравнивать свойства алкенов и алкадиенов,

личностные: Самостоятельно сформулировать выводы о кратности химических связей. Совершенствовать навыки иобщения. Чувство

патриотизма  при изучении реакции Лебедева. Практическая значимость изучаемого класса углеводородов.

Термины: алкадиены, кумулированные, сопряженные и изолированные кратные связи.

Оборудование: Учебник, модели молекул, проектор Образцы каучука и резины, учебник, проектор

Тип урока : УОНМ.

Ход урока

1. Организационный момент урока.

2. Мотивация и целеполаганиие урока.

·        Какие классы непредельных углеводородов вы знаете?

·        Каковы их общие формулы?

·        Какие виды изомерии характерны для ациклических непредельных (ненасыщенных) углеводородов?

·        Предположите, какие еще связи могут быть у непредельных веществ?

·        Посмотрите на химические формулы веществ и давайте попробуем сформулировать тему нашего сегодняшнего урока

СН₂ =СН-СН=СН₂ , СН₂ =СН-СН=СН-СН₂ –СН₃ .

 Что вы замечаете в составе их молекул?

Ученики: наличие в их молекуле  двух двойных связей.
Учитель: Итак, как можно назвать этот класс углеводородов?

Ученики: Алкадиены.

Учитель: Правильно. Это и есть тема нашего сегодняшнего урока. Запишите в тетрадях тему урока.

3. Изучение новой темы.

Учитель: А теперь давайте попробуем сформулировать определение класса алкадиенов и вывести общую формулу.

Ученики: Алкадиены это класс углеводородов , в молекулах которых помимо одинарных связей сдержатся две двойные связи и состав, которых отвечает общей формуле СnН2n – 2 , где n > или равно 3.

Учитель: Задание – составьте структурные формулы изомеров алкадиена с числом атомов углерода в молекуле 5 и попробуйте дать им названия, вспомнив номенклатуру алкенов.( ученики по желанию выходят к доске и предлагают свои варианты формул и общими усилиями приходим к записи следующих формул)

 СН₂ =СН-СН=СН-СН₂ –СН₃    пентадиен-1,3

 СН₂ =СН-СН₂-СН₂-СН =СН₂   пентадиен-1,4

СН₂ =С=СН-СН₂-СН₂ –СН₃       пентадиен-1,2

Учитель: Обратите внимание на формулы написанных алкадиенов и скажите, на какие три группы можно разделить алкадиены в зависимости от взаимного расположения двух двойных связей. Алкадиены можно разделить на три группы - с сопряженными двойными связями, с изолированными двойными связями, с кумулированными двойными связями. Наибольшее практическое значение имеют алкадиены с сопряженными двойными связями, а именно такие,  как

СН₂ =СН-СН=СН₂       бутадиен-1,3     или         дивинил

СН₂ =С-СН=СН₂              2- метилбутадиен-1,3     или          изопрен

         I

         СН₃

Запишите и запомните эти формулы

Учитель: Предложите  виды изомерии, характерные для алкадиенов? Приведите примеры межклассовых изомеров.(У доски приводим примеры изомеров по межклассовой изомерии с алкинами).

Учитель: Как вы думаете ,какие реакции будут для них характерны?

-Ученики: Исходя из того, что алкадиены содержат две двойные связи, для них будут характерны реакции присоединения и эти реакции будут идти в две стадии.

Учитель :Используя рабочую тетрадь и учебник заполните таблицу. Работая по вариантам.

1 вариант – реакции присоединения.

2 вариант – реакция полимеризации.

Учитель: Теперь давайте рассмотрим способы получения и применения алкадиенов. Как было сказано ранее наибольшее практическое значение имеют алкадиены с сопряженными двойными связями, так как являются исходными веществами для получения каучуков.(Рассказ учителя о природном и синтетическом каучуке, о работах С.В.Лебедева в области получения каучуков в нашей стране. )

В 1910 году С. В. Лебедеву впервые удалось получить синтетический каучук и бутадиен. Сырьём для получения синтетического каучука служил этиловый спирт, из которого получали 1,3-бутадиен (он оказался более доступным продуктом, чем изопрен). Затем через реакцию полимеризации в присутствии металлического натрия получали синтетический бутадиеновый каучук.

В нашей стране не было известно природных источников для получения натурального каучука, а из других стран каучук к нам не завозился. С 1932 г. было начато промышленное производство 1,3-бутадиена по методу Лебедева, а из 1,3-бутадиена — производство каучука.

§     В 1930 году по методу Лебедева была получена первая партия нового каучука на опытном заводе в Ленинграде, а спустя два года в Ярославле пущен в строй первый в мире завод по производству синтетического каучука.

Позднее, на основе реакции Лебедева был построен и запущен завод Синтетического Каучука в г.Казани.

4.Закрепление

·                     Работа по тестам

1. Диеновые углеводороды имеют формулу: а) СnН2n + 2; б) СnС2n; в) СnНn;г) СnН2n – 2

 2. Кратные связи в углеводороде: СН2 = СН – СН = СН – СН3 называются  а) кумулированные. б) сопряженные. в ) изолированные.

3. Укажите тип гибридизации атомов углерода в веществе:                              СН₂ = С = СН – СН₃

4. Исходным веществом для синтеза бутадиена 1, 3 по методу Лебедева является      а ) бутиловый спирт б) бутен-1. в) этиловый спирт.

5.Диеновые углеводороды являются межклассовыми изомерами:                                                        а) алканов. б) алкенов в) алкинов.

 6.Алкадиены способны присоединять: а) водород б)галогеноводороды.        в) галогены. г) все ответы верны.

·                       Творческое задание. Пользуясь подсказками, предложите как можно больше сравнений. Каждое сравнение должно начинаться с подсказки.

 1. По сравнению с ...

2. Так же как и ...

 3. Сравнивая .... и...., можно сказать

  4. Больше чем ...

 5. Не только ... , но и …

5.Подведение итогов урока, комментирование оценок.

6.Домашнее задание  § 14. № 5 (а, б). Творческое задание-История каучука.

7. Рефлексия

Выполните рефлексивный тест выбрав лишь три пункта, которые вам были наиболее приемлемы на сегодняшнем уроке.

1. Я узнал много нового.

2. Мне это пригодится в жизни.

3. На уроке было над чем подумать.

4. На все возникшие вопросы я получил(а) ответы.

5. На уроке я поработал добросовестно. 

8.Подведение итогов урока.