Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015

Опубликуйте свой материал в официальном Печатном сборнике методических разработок проекта «Инфоурок»

(с присвоением ISBN)

Выберите любой материал на Вашем учительском сайте или загрузите новый

Оформите заявку на публикацию в сборник(займет не более 3 минут)

+

Получите свой экземпляр сборника и свидетельство о публикации в нем

Инфоурок / Химия / Конспекты / Конспект урока "Предельные углеводороды"
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 24 мая.

Подать заявку на курс
  • Химия

Конспект урока "Предельные углеводороды"

библиотека
материалов

Министерство образования и науки Хабаровского края

ГОУ СПО «Комсомольский-на-Амуре строительный колледж»




Методическое пособие по дисциплине

«Химия»

На примере урока по теме « Предельные углеводороды»


hello_html_727d3486.jpg






г. Комсомольск-на-Амуре

2011 г.

Данный урок предназначен для студентов нехимических специальностей по теме: «Предельные углеводороды». Будет интересен преподавателям химии СПО и НПО. Разработка урока с элементами игры, проектной технологии с уклоном на профессию содержит презентацию, подборку заданий с различного содержания. Предлагаемая методика основана на компетентностном подходе в профессиональном образовании.




Разработчик: Русских Т.П. – преподаватель общеобразовательных и общепрофессиональных дисциплин «Комсомольского-на-Амуре строительного колледжа»




Рецензент:______________________________________ ________________________________________________




Рассмотрено и утверждено на заседании ПЦК общеобразовательных и общепрофессиональных дисциплин «Комсомольский-на-Амуре строительный колледж»

Протокол № ___ от «____» _________ 200__ г.

Председатель ______________ /Богданова Г.В./





Рекомендовано к использованию в колледже на заседании НМС колледжа.



Содержание.

  1. Введение………………………………………………………………4

  2. Методическая разработка……………………………………………5

  3. Критерии оценки……………………………………………………..9

  4. Приложение…………………………………………………………15

  5. Список литературы…………………………………………………16

  6. Статистика…………………………………………………………..17



Введение.

Сегодня многие исследователи и учителя-практики сходятся на том, что школа должна перенести главный акцент в своей работе с традиционной количественной ориентации на насыщение учащихся знаниями на качественно иное – формирование у них умения работать с этими знаниями, уметь их анализировать, применять, критически осмысливать. И как бы подводя итоги вот уже треть века идущей дискуссии по этому поводу, ее активный участник французский социолог образования М. Крозье приходит к следующему заключению: «Мы должны сегодня признать, что развитие умения размышлять важнее накопления знаний».

В связи с этим можно говорить о существовании следующих проблем:

студенты недостаточно понимают необходимость обучения химии и вследствие этого имеют низкий уровень мотивации к её изучению;

не умеют применять знания, полученные при изучении химии на специальных дисциплинах, связанных с будущей профессией.

Таким образом, имеется противоречие между требованиями по подготовке конкурентоспособных специалистов, и недостаточной разработанностью методик обучения студентов химии в образовательных учреждениях СПО.

На основании выделенного противоречия были выделены:

Объект исследования – педагогический процесс обучения химии. Предмет исследования – методика профессионально направленного обучения химии в СПО. Целью предлагаемого методического пособия является повышение качества профессиональной подготовки студентов механических специальностей (техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта, эксплуатация строительных машин). Поставленная цель позволила сформулировать гипотезу: если использовать в качестве средства обучения учебно-производственные задания, создающие контекстное образовательное пространство, моделирующее будущую профессиональную деятельность, то мотивация и процесс формирования профессиональных компетенций будет эффективнее.

Значительные потенциальные возможности в реализации связи химии с предстоящей профессиональной деятельностью студентов заключены в учебно-производственных и профессионально направленных заданиях. Использование таких заданий позволяет приблизить студентов, как к изучаемым веществам и явлениям, так и к будущей профессии. Этот методический прием во многом обеспечивает интерес учащихся к предмету, активизирует мотивацию, так как они убеждаются в полезности химии для их будущей профессии.


Методическая разработка

Методика профессионально направленного обучения по предельным углеводородам в органической химии обеспечивает повышение качества теоретической и профессиональной подготовки студентов за счет профессиональной направленности обучения, раннего формирования профессионально значимых качеств выпускников(ещё на первом курсе). Предлагаемая методика основана на компетентностном подходе в профессиональном образовании.

Тип урока: комбинированный тип урока.


Методы:

  • информационно-развивающий;

  • исследовательский;

  • объяснительно-иллюстративный;

Приемы

  • использование наглядности технических средств обучения;

  • практический;

  • работа с тестовым заданием.

Формы деятельности студентов:

1 этап-приветствуют преподавателя;

2 этап-фронтальная, актуализация знаний по разделу органической химии (выполнение задания по группам)

3 этап-расшифровка ребуса «Углеводороды»

4 этап-работа с тестовым заданием

5 этап – подведение итогов

Цель: Изучить особенности строения предельных углеводородов, их характерные свойства и применение в профессиональной деятельности.

Задачи:

1. формирование знаний учащихся о классе предельные углеводороды, пространственном строении алканов. Продолжить формировать понятия о изомерах. Рассмотреть физические и химические свойства алканов, показать взаимосвязь между строением и свойствами.

2. формирование у студентов навыков совместной деятельности, правильной самооценки и чувства ответственности

3. развитие умения составлять структурные формулы углеводородов и давать им название; самостоятельности и способности к рефлексии


Оснащение урока: интерактивная доска, компьютер, мультимедийный проектор, диск «Виртуальная лаборатория 9 класс», «Химия 1С», «Химия для всех ХХ1», «Органическая химия 10 класс», карточки-задания «Изомерия», презентация «Предельные углеводороды», сообщения учащихся «»


Планируемые результаты обучения: учащиеся должны знать общую формулу класса, уметь составлять формулы конкретных представителей и давать им названия, учащиеся должны понимать смысл понятия предельные углеводороды, получить представления об их строении.


Ход урока


  1. Организационный момент. Проверить готовность студентов к уроку. Разбить класс на 4 группы (3 мин.)


  1. Актуализация знаний. (10-15мин.)

Каждая группа получает задание, состоящее из двух вопросов. Один вопрос-теоретического характера, другой – практического.

1 вариант:

1. Дайте определение процессу «изомерия»

2. Постройте возможные изомеры углеводорода состава С5Н12.


2 вариант:

1. Дайте определение «изомеры»;

2. Постройте возможные изомеры углеводорода состава С6Н14


3 вариант:

1. назовите основоположника теории строения органических соединений

2. постройте четыре изомера углеводорода состава С7Н16


4 вариант:

1. назовите виды изомерии;

2. приведите примеры.

  1. Объяснение нового материала

Перед вами ребус. Ваша задача – расшифровать.


hello_html_55cdb99.pnghello_html_295381c3.png



hello_html_m3ce937ae.png

  • Октава – октан.

  • Бутон – бутан.

  • Танк – этан


Итак, вы расшифровали ребус и назвали вещества, с которыми нам предстоит познакомиться сегодня на уроке при изучении новой темы органической химии – «Предельные углеводороды» (слайд № 1). Сообщение целей урока.

Знакомство с планом новой темы:

  1. Понятие о классе предельные углеводороды.

  2. Особенности пространственного строения предельных углеводородов.

  3. Гомологический ряд метана и составление названий алканов.

  4. Получение алканов.

  5. Химические свойства.

  6. Физические свойства алканов.

  7. Применение алканов.


Рассмотрение новой темы начинаем с формулировки класса.

Предельные углеводороды – это углеводороды с общей формулой СnН2n -2 , которые не присоединяют водород и другие элементы.

По международной номенклатуре их называют алканами, исторически сложившееся название алканов – парафины ( с лат. малоактивный). Их также называют насыщенными, т.к. все валентности атомов С насыщены атомами водорода.


Простейшим представителем класса предельных углеводородов является метан.

1.Особенности пространственного строения предельных углеводородов.

Преподаватель пишет на доске молекулярную, электронную, структурную формулы метана и объясняет, что они показывают:

СН4 – молекулярная формула (качественный, количественный состав);

hello_html_504f42a1.pngэлектронная формула (ковалентная полярная связь);

hello_html_2695d151.pngструктурная формула (порядок соединения атомов в молекуле).

Но данные формулы не отражают истинного строения молекул метана. Молекула метана не имеет плоского строения, как можно представить на основании структурной формулы.

Работа с виртуальной лабораторией

Молекула метана в действительности имеет форму тетраэдра. Тетраэдр – это пирамида, в основании которой лежит равносторонний треугольник. В центре тетраэдра находится атом углерода, а все его четыре валентности направлены к вершинам тетраэдра. Физическими методами исследования установлено, что валентные углы равны 109о28'.

Учащимся предлагаются проблемные вопросы:

  • Почему молекула метана имеет такую пространственную форму?

  • Чем объясняется направление валентных связей атома углерода от центра к вершинам тетраэдра?

Ответ следует искать в электронном строении атома углерода и молекулы метана.

С 1S2 2S2 2P2hello_html_m3933d67b.png––> C * 1S2 2S1 2P3hello_html_3924fa41.png

     (основное состояние)                      (возбужденное состояние)

Так как на втором энергетическом уровне Р-подуровне есть свободная орбиталь, то на неё переходит один из 2S2-электронов. В результате этого атом углерода в возбуждённом состоянии имеет четыре неспаренных электрона, т.е. становится четырёхвалентным.

hello_html_m29f5d0c5.png

(негибридные электронные облака)      (гибридные электронные облака)

Облака всех четырёх валентных электронов атома углерода выравниваются, становятся одинаковыми. При этом они принимают форму вытянутых в направлении к вершинам тетраэдра восьмёрок.

Явление, при котором происходит смешение и выравнивание по форме и энергии электронных облаков, называется гибридизацией.

Так как гибридизации подвергаются один S и три Р-электрона, то такое состояние называется SP3-гибридизацией.

Несимметричное распределение электронной плотности означает, что вероятность нахождения электрона по одну сторону от ядра больше, чем по другую. Гибридные электронные облака вытянуты в пространстве под углом 109о28' к вершинам воображаемого тетраэдра, и в этом направлении они перекрываются с электронными облаками атомов водорода.

Итак, молекула метана имеет тетраэдрическое строение, что обусловлено SP3-гибридизацией атома углерода, тетраэдрическим направлением четырёх гибридных электронных облаков атома углерода.

Для активизации учащихся им предлагается рассмотреть данные таблицы и ответить на вопросы (анализ информации, заключённой в таблицах).

Проанализировав информацию, учащиеся делают выводы.

Для метана характерно:

  • тетраэдрическое строение атома углерода (SP3-гибридизация);

  • одинаковое значение всех валентных углов;

  • наличие С – С и С – Н химических связей.

Практическое задание с использованием виртуальной лаборатории для каждой группы: Построить структурную, молекулярную, электронную пространственную и шаростержневую формулы этана, пропана, бутана и пентана.

После выполнения задания – проверка правильности построения формул предельных углеводородов. Вывод: Валентность углерода во всех соединениях равна IV, а водорода –I.

3. Гомологический ряд метана.

Существует много углеводов, сходных с метаном, то есть гомологов метана. В их молекулах имеются 2, 3, 4 и более атомов углерода. Каждый последующий углеводород отличается от предыдущего группой атомов СН2. Например, если к формуле СН4 прибавить группу СН2, получим следующий углеводород С2Н6 – этан – гомолог метана. Группа СН2 называется гомологической разностью.

Для предельных углеводородов характерна общая формула: СnH2n+2, где n – целое число атомов углерода. Пример:

n=5 C5Н2Х5+25Н12 – пентан

n=8 C8Н2Х8+28Н18 – октан

Для названия углеводородов используют две номенклатуры: историческую (случайные названия) и систематическую.

Для составления названия алканов по систематической номенклатуре нужно:

  1. Выбрать самую длинную неразветвленную цепь углерода.

  2. Пронумеровать эту цепь таким образом, чтобы заместители, которые в молекулах углеводородов замещают атомы водорода, были ближе к началу цепи.

  3. Указать цифрой место и название заместителя, затем название основной цепи с суффиксом –ан. Для этого нужно знать название радикалов (образуются при отщеплении атома водорода от атома углерода), которые образуются от названий соответствующих углеводородов, путём замены суффикса –ан на –ил.

СН4 - метан, СН3 - метил

С2Н6 – этан, С2Н5 – этил

С3Н8 – пропан, С3Н7 – пропил

Для примера рассмотрим молекулу бутана и изобутана.

? записать на доске структурную формулу молекулы бутана и изобутана.

Сhello_html_m7eaa7d36.gifН3 – СН2 - СН2 – СН3 и СН3 – СН – СН3

бутан СН3

изобутан

молекулу изобутана назовем по систематической номенклатуре

1 2 3

СН3 – СН – СН3 2-метил-пропан

hello_html_m7eaa7d36.gif

СН3

СН3 – СН2 – СН2 – СН2 – СН2 – СН2 – СН3 гексан


СН3

hello_html_m7eaa7d36.gif

hello_html_m7eaa7d36.gifСН3 – С – СН2 – СН3 изогексан или 2,2, - диметилбутан.

СН3

3.Нахождение в природе. Заслушиваем сообщение студента «Нахождение метана в природе»


4. Получение:

  1. Пhello_html_70b0adcf.gifромышленный крекинг.

С8Н18 → С4Н10 + С4Н8

С4Н10 → С2Н6 + С2Н4 алкан + алкен

С16Н34 → С8Н18 + С8Н16

  1. Лабораторные способы:

    1. при нагревании ацетата натрия с твердым гидроксидом натрия:

t

CH3COONa + NaOHCH4 + Na2CO3

ацетат натрия


2. реакцией Вюрца:

CH3Cl + 2NaCH3 - CH3 + 2NaCl

хлорметан этан

5.Физические свойства. Заслушиваем сообщение студента «Физические свойства метана»


? проблемный вопрос: В благоустроенных квартирах используют смесь газов пропана и бутана. Почему прошедшей зимой во многих домах газ замерз и не поступал в квартиры?


С увеличением Mr закономерно изменяются:

а) агрегатное состояние углеводородов

С14 - газы

С516 – жидкости

n > 16 – твердые вещества

б) увеличиваются tпл и tкип.

в) уменьшается растворимость.

Вернемся к поставленному ранее вопросу, кто ответит?

5. Химические свойства.

Предельные углеводороды характеризуются малой реактивной способностью. Их называют инерционными, химически стойкими, парафинами (от латинского parum affinis – “мало сродства”).

Сегодня на уроке познакомимся с взаимодействием алканов с кислородом, галогенами, термическим разложением, изомеризацией.

1. Горючесть алканов.

При поджигании (t = 600oС) алканы вступают в реакцию с кислородом, при этом происходит их окисление до углекислого газа и воды.

СnН2n+2 + O2 CO2 + H2O + Q

например:

СН4 + 2O2 CO2 + 2H2O + Q

Смесь метана с кислородом или воздухом при поджигании может взрываться.

Наиболее сильный взрыв получается при объёмных отношениях 1 : 2 (с кислородом) или 1 : 10 (с воздухом), т.к. метан и кислород вступают в реакцию полностью.

Подобные смеси опасны в каменноугольных шахтах. Чтобы обеспечить безопасность работы в шахтах, там устанавливают анализаторы, сигнализирующие о появлении газа, и мощные вентиляционные устройства.

С3Н8 + 5O2 3CO2 + 4H2O + Q

Горение пропан-бутановой смеси можно продемонстрировать на примере газовой зажигалки.

При горении алканов выделяется много теплоты, что позволяет использовать их в качестве источника энергии. Но большая часть их используется в качестве сырья для получения других продуктов.

2. Разложение алканов.

СnН2n+2 hello_html_5fd9e0dc.pngC + H2

СНhello_html_5fd9e0dc.pngC + 2H2

С4Н10  hello_html_5fd9e0dc.png4C + 5H2

Метан в термическом отношении более устойчив, чем другие алканы. Причина этого в достаточной прочности С – Н связей.

3. Реакции замещения (протекают с галогенами и другими окислителями при определённых условиях: свет, температура).

СН4 + Cl2hello_html_m6909b3cf.pngCH3Cl + HCl

СН3Cl + Cl2hello_html_m6909b3cf.pngCH2Cl2 + HCl

СН2Cl2 + Cl2hello_html_m6909b3cf.pngCHCl3 + HCl

СНCl3 + Cl2hello_html_m6909b3cf.pngCCl4 + HCl

Механизм цепных реакций достаточно сложен, объяснение ему было дано русским учёным Н.Н. Семёновым, за что он в 1956 г. был удостоен Нобелевской премии.

4. Реакции изомеризации характерны не для всех алканов. Обращается внимание на возможность превращения одних изомеров в другие, наличие катализаторов.

С4Н10hello_html_m3441e3b7.pngC4H10

Уравнение вызывает недоумение, т.к. учащиеся не встречались с реакциями, при которых состав молекул не изменялся. Значит, химические реакции могут сопровождаться не только изменением состава веществ, но и изменением их строения, что часто встречается в органической химии. Чтобы выразить такое превращение, надо пользоваться структурными формулами.

Структурно это выглядит следующим образом:

Сhello_html_m7eaa7d36.gifhello_html_m7eaa7d36.gifН3 – СН2 – СН2 – СН3 hello_html_m3441e3b7.png СН3 – СН – СН3

СН3 СН3

бутан изобутан

  1. Применение. Студентам было дано домашнее задание к этому уроку принести слайды на тему «Применение предельных углеводородов».


? Сторонники природоохранного движения в целях защиты окружающей среды и экономии природных ресурсов предложили прекратить добычу природных углеводородов. Можно ли поддержать их предложение? Ответ обоснуйте.

Заслушиваем два сообщения учащихся на темы «Экологическая роль метана», «Применение предельных углеводородов в профессии»

IV. Выводы.

В конце урока учащиеся записывают выводы, вытекающие из содержания изученного материала .

Алканы (предельные углеводороды) характеризуются общими свойствами, на основании которых объединяются в гомологические ряды:

  • имеют общую формулу СnH2n+2;

  • все атомы углерода находятся в них в состоянии SP3-гибридизации;

  • имеют прочные ковалентные hello_html_m26a9a0f3.png(сигма) связи;

  • на основе их свойств алканы широко используются в различных сферах деятельности человека.

Свойства алканов находятся в зависимости от электронно-пространственного строения, прочных химических связей.

V. Первичная проверка полученных знаний

1. Укажите ошибочное определение алканов:

а) предельные углеводороды;
б) карбоциклические соединения (в молекулах имеются циклы);
в) насыщенные углеводороды;
г) парафиновые углеводороды.

2. Общая формула алканов:

а) СnH2n;
б) СnH2n+1;
в) СnH2n+2;
г) СnН2n-2.

3. Признаки, характеризующие строение алканов:

а) SP3-гибридизация, плоская форма молекул hello_html_59731c75.png120о, hello_html_m26a9a0f3.pngи hello_html_3943b915.png-связи;
б) SP-гибридизация, линейная форма молекул hello_html_59731c75.png180о, hello_html_m26a9a0f3.pngи hello_html_3943b915.png-связи;
в) SP3-гибридизация, форма молекул – тетраэдр hello_html_59731c75.png109о28', hello_html_m26a9a0f3.png-связи.

4. Невозбуждённый атом углерода имеет электронную конфигурацию:

а) 1S22S12P3;
б) 1S22S22P2;
в) 1S22S22P3;
г) 1S22S22P4.

5. Возбужденный атом углерода имеет электронную конфигурацию:

а) 1S22S22P3;
б) 1S22S22P2;
в) 1S22S22P4;
г) 1S22S12P3.

6. Всем алканам присущи свойства:

а) вступать в реакцию замещения;
б) окисляться при обычных условиях;
в) гореть в кислороде;
г) реагировать с активными металлами.

VI. Итоги урока, оценки, дом. задание.

Пар-ф 46, стр. 154, А(2,4,6). Тест (стр. 156-158) – обязательный уровень, А(5,8) – повыш. Сложности. Составить задание по пройденной теме –творч. задание.

Проектное задание по теме «Углеводороды»

1. Выберите для работы Вашей группы определённый класс углеводородов (возможно, этот класс не изучается в курсе школьной химии…).

2. Согласуйте Ваш выбор с учителем.

3. Выберите конкретный углеводород – представитель класса и дайте его характеристику по показателям:

Название вещества, его молекулярная, структурная формула.

Название класса, особенности строения, общая формула, вид гибридизации атома углерода, валентный угол, пространственное строение.

Изомерия.

Нахождение в природе.

Физические свойства.

Химические свойства:

а) реакция горения

б) реакция замещения

в) реакция присоединения

г) другие свойства

Области применения.


Рекомендации по работе группы: четко распределите роли и обязанности каждого члена группы, определите сроки промежуточного контроля и дату подведения итогов работы. Приветствуется использование ИКТ, нестандартная форма представления материала, творчество.


Приложение 2

Оценочный лист


Показатель Оценка группы _______

Химическая грамотность характеристики, наличие ошибок, неточностей

Полнота характеристики вещества

Оригинальность формы представления вещества


Оценка дана группой ____________________

Список литературы:


  1. Черникова Л.П. «Химия для технических колледжей», учебное пособие, Ростов-на-Дону: «Феникс», 2001

  2. Г.Е.Рудзитис, Ф.Г.Фельдман Химия:Учебник для 10кл. общеобразовательных учреждений. М. : Просвещение, 2008

  3. Э.Е. Нифантьев «Органическая химия 10(11)»учебник для общеобразовательных учреждений. М. : Мнемозина, 2007.

  4. Кирсанова О.С, Плотникова Н.П. «Пособие для ШМС»

  5. интернет. Сайт - Фестиваль «Открытый урок», «Я иду на урок»




























hello_html_76729e6c.png


Краткое описание документа:

Данный урок предназначен для студентов нехимических специальностей  по теме: «Предельные углеводороды». Будет интересен преподавателям химии  СПО и НПО. Цель урока: Изучить особенности строения и характерные свойства предельных углеводородов, рассмотреть их применение. Разработка урока содержит элементы игровой технологии, проектной технологии с уклоном на профессию (подготовка презентации о применении алканов в профессии), содержит презентацию и подборку заданий с различного содержания. Предлагаемая методика основана на компетентностном подходе в профессиональном образовании.

Автор
Дата добавления 26.11.2014
Раздел Химия
Подраздел Конспекты
Просмотров1347
Номер материала 155328
Получить свидетельство о публикации

Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх