Методическая разработка урока по учебной дисциплине «Естествознание (химия)» на тему: «Ароматические углеводороды (арены). Способы получения, свойства и применение аренов».

Методическая разработка  урока по учебной дисциплине «Естествознание (химия)» на тему: «Ароматические углеводороды (арены). Способы получения, свойства и применение аренов».    

Тема урока: «Ароматические углеводороды (арены). Способы получения, свойства и применение аренов».

Цели:

1. Сформировать знания учащихся об ароматических углеводородах, их получении, свойствах и применении (с использованием компьютерной презентации на тему: “Ароматические углеводороды”).

2. Развивать наблюдательность, память (при просмотре компьютерной презентации, при изучении свойств, получении и применение аренов), информационную культуру;  умение сравнивать (например, сравнение свойств гомологов аренов).

 3. Продолжить формирование диалектико-материалистического мировоззрения на основе представлений о применении ароматических углеводородов.

Тип урока: изучение  нового материала.

Вид урока: смешанный.

Методы:словесные (беседа, объяснение, рассказ); наглядные (компьютерная презентация, плакат по строению ароматических углеводородов); практические (демонстрация опытов, проведение виртуальной лаборатории в сети с использованием компьютеров)

Форма обучения: коллективная.

Приёмы обучения: изложение информации, активизация внимания, выделение главного, показа, обеспечения лучшей видимости (экран), обсуждения результатов проведенных наблюдений, постановка задания, вопросов, планирования его выполнения, управления процессом выполнения,  анализ итогов работы.

Оборудование и реактивы: презентация урока ( проектор, экран),  плакат по строению ароматических углеводородов, виртуальной лаборатории в сети с

МПС: экология,  математика.

Хронометраж урока:

1. Организационный момент (2 мин).

2. Актуализация  знаний, умений , навыков (8 мин).

3. Изучение нового материала (30 мин).

4. Подведение итогов. Домашнее задание (5 мин).   

Ход урока

I. Организационный момент. (Кабинет оформлен плакатами по теме: “Арены”; на демонстрационном столе образцы представителей класса: “Арены”: бензол, толуол, ксилол, стирол, нафталин; на экране 1 слайд презентации с названием темы урока.)

II. Актуализация знаний, умений и навыков.

Вопрос.

          Что такое ароматические углеводороды? Какие виды ароматических углеводородов можно выделить?

Ответ.

        Арены – это углеводороды с общей формулой С_nH_2n-6, в молекулах которых содержится хотя бы одно бензольное кольцо. Существуют несколько основных видов аренов: 1. Моноциклические арены, 2. Арены, содержащие два или несколько изолированных цикла, 3. Арены с сопряженными циклами (сопряженные и конденсированные)

Демонстрация 2 слайда презентации (ЦОР: Химия 8 – 11 класс “Ароматические углеводороды”)

Демонстрация 3 слайда презентации (ЦОР: Химия 8 – 11 класс “Ароматические углеводороды”)

Вопрос.

 Кто открыл и изучил строение бензола?

Ответ.

         Бензол был выделен М. Фарадеем в 1825 г., а его строение было описано Ф.А. Кекуле в 1865 г.

           Майкл Фарадей - Английский физик и химик, член Лондонского королевского общества. В 1825 г. открыл бензол, изучил его физические и

некоторые химические свойства.

Демонстрация 4 слайда презентации (ЦОР: Химия 8 – 11 класс. Виртуальная лаборатория “Майкл Фарадей”.)

             Ф.А. Кекуле - немецкий химик-органик. Предложил структурную формулу молекулы бензола. С целью проверки гипотезы о равноценности всех шести атомов водорода в молекуле бензола получил его галоген-, нитро-, амино-, и карбоксипроизводные. Открыл перегруппировку диазоамино- в азоаминобензол, синтезировал трифенилметан и антрахинол.

Демонстрация 5 слайда презентации (ЦОР: Химия 8 – 11 класс. Виртуальная лаборатория. “Ф.А. Кекуле”)

Вопрос.

 Каково строение бензола?

Ответ.

Студент рассказывает о строении бензола (Демонстрация плаката по строению бензола). Учащийся рассказывает и рисует строение бензола, используя графический планшет.

Демонстрация 6 слайда презентации

Демонстрация 7, 8, 9, 10, 11 слайда презентации (ЦОР: Химия 8 – 11 класс “Строение бензола”; ЦОР: Химия 8 – 11 класс. Виртуальная лаборатория “Строение аренов”; ЦОР: Подготовка к ЕГЭ по химии “Ароматические углеводороды”)

          А теперь давайте вспомним изомерию и номенклатуру аренов. Как давать названия гомологам бензола? Какие принципы номенклатуры используются при названии гомологов бензола?

Ответ.

Студент рассказывает о принципах систематической номенклатуры по слайду.

Демонстрация 13, 14 слайда презентации (ЦОР: Химия 8 – 11 класс “Номенклатура аренов”, “Гомологи бензола”)

На доске написано несколько формул ароматических углеводородов, студенты по очереди их называют, используя основные принципы номенклатуры аренов.

III. Изучение нового материала:

План: (на доске)

1.                 Способы получения аренов.

2.                 Физические свойства аренов.

3.                 Химические свойства аренов.

4.                 Применение аренов.

Способы получения аренов

 Рассказ о способах получения аренов, получение из природных источников (из каменного угля, древесины и нефти), лабораторные и промышленные способы получения бензола и его гомологов (реакции дегидрирования циклогексана, циклоароматизация алканов, алкилирование бензола, реакция тримеризации бензола).

Демонстрация 16 слайда презентации

Демонстрация 17, 18 слайда презентации (ЦОР: Химия 8 – 11 класс “Получение бензола и его гомологов методом дегидрирования циклоалканов”)

Демонстрация 19 слайда презентации (ЦОР: Химия 8 – 11 класс “Получение бензола методом циклоароматизации алканов”)

Демонстрация 20 слайда презентации (“Тримеризация ацетилена”)

Демонстрация 21 слайда презентации (ЦОР: Химия 8 – 11 класс “Николай Дмитриевич Зелинский”)

    Николай Дмитриевич Зелинский - русский химик, академик. Основал большую школу исследователей в области органического катализа, в которой ему принадлежат классические работы. Важное народнохозяйственное значение имеют исследования Зелинского в области химии нефти. Он разработал методы получения из нефти ценных углеводородов, служащих исходными материалами для синтеза красителей, искусственного каучука, пластмасс, медикаментов и т. д. Открыл реакцию тримеризации ацетилена, подобрав оптимальные условия для осуществления данной реакции.

Демонстрация 22 слайда презентации (ЦОР: Химия 8 – 11 класс “Алкилирование аренов”)

Физические свойства аренов

(Демонстрация образцов ароматических углеводородов: бензола, толуола ксилола, стирола, нафталина)

      Рассказ о физических свойствах аренов. В обычных условиях низшие арены - бесцветные жидкости, с характерным запахом. Они не растворимы в воде, но хорошо растворимы в неполярных растворителях: эфире, четыреххлористом углероде, лигроине. Температуры плавления аренов зависят от степени симметричности молекулы. Чем выше симметрия, тем выше температура плавления.

Демонстрация 23, 24 слайда презентации (ЦОР: Химия 8 – 11 класс. Виртуальная лаборатория. “Физические свойства аренов”)

Демонстрация опыта: Демонстрация бензола, толуола, ксилола, их агрегатное состояние, цвет, растворение в воде, ацетоне, эфире. Замораживание бензола. (Учитель ставит перед учащимися проблему: Растворим ли бензол? Какова растворимость бензола? Учащиеся делают предположения, которые затем учитель подтверждает или опровергает при помощи опытов и показа слайдов презентации).

       Ароматические углеводороды не растворимы в воде, но хорошо растворимы в неполярных растворителях: эфире, четыреххлористом углероде, лигроине. Помимо этого бензол и его гомологи могут сами выступать в роли растворителей.

Демонстрация 26 слайда презентации (ЦОР: Химия 8 – 11 класс. “Растворимость бензола”)

Демонстрация 28 слайда презентации (ЦОР: Химия 8 – 11 класс. “Бензол как растворитель”)

Химические свойства аренов

         А теперь давайте с вами разберем, какие же химические свойства характерны для веществ класса “Арены”. (Учитель ставит перед учащимися проблему: вспомнив строение аренов сделать предположение о реакционной способности аренов. Ученики, исходя из строения бензола предполагают, какие свойства характерны для класса аренов).

Учитель: Для разрыва ароматической системы аренов необходимо затратить большую энергию, поэтому арены вступают в реакции присоединения только в жестких условиях: при значительном повышении температуры или в присутствии очень активных реагентов. В связи с этим, наиболее характерными для них будут реакции замещения атомов водорода, протекающие с сохранением ароматической системы.

         Рассказ учителя о реакционной способности аренов с использованием демонстрации слайдов презентации. Используя слайды презентации, учитель объясняет реакционную способность ароматический углеводородов.     

       Студенты записывают в тетрадь все реакции характерные для бензола и его гомологов.

Демонстрация 30 слайда презентации (ЦОР: Химия 8 – 11 класс. Виртуальная лаборатория “Общая характеристика реакционной способности аренов”)

Демонстрация 31 слайда презентации (ЦОР: Химия 8 – 11 класс. “Галогенирование аренов”)

Демонстрация 32 слайда презентации (ЦОР: Химия 8 – 11 класс. “Взаимодействие бензола с бромной водой”)

Демонстрация 33 слайда презентации (ЦОР: Химия 8 – 11 класс. “Реакция нитрования бензола”)

Демонстрация 34 слайда презентации (ЦОР: Химия 8 – 11 класс. “Реакция сульфирования бензола”)

Демонстрация 35 слайда презентации (ЦОР: Химия 8 – 11 класс. “Реакция алкилирования бензола”)

Демонстрация 36, 37 слайда презентации (ЦОР: Химия 8 – 11 класс. “Правила ориентации в бензольном кольце”). Рассказ учителя о влиянии заместителей на реакции замещения в бензольном кольце.

Демонстрация 38 слайда презентации (ЦОР: Химия 8 – 11 класс. “Гидрирование бензола”)

Демонстрация 39 слайда презентации (ЦОР: Химия 8 – 11 класс. “Хлорирование бензола”)

Демонстрация 40, 41 слайда презентации (ЦОР: Химия 8 – 11 класс. “Окисление бензола”)

Демонстрация 42, 43 слайда презентации (ЦОР: Химия 8 – 11 класс. “Окисление толуола”)

Демонстрация 44 слайда презентации (ЦОР: Химия 8 – 11 класс. “Горение бензола”)

Применение аренов

Учебник Г.Е, Рудзитис, Ф.Г. Фельдман, стр. 58, читаем в классе о применении ароматических углеводородах и основные направления применения аренов студентов записывают в тетрадь (Практическое значение аренов).

Демонстрация 45 слайда презентации (ЦОР: Подготовка к ЕГЭ по химии. “Применение аренов”)

       Итак, мы с вами разобрали класс ароматических углеводородов, узнали об их особенностях, об их получении, свойствах и применении. И теперь мы с вами проведем практическую работу по ароматическим углеводородам. Но так как работать с бензолом и другими аренами очень опасно, из-за того, что это токсичная и ядовитая жидкость, работать мы будем в виртуальной лаборатории, с проведением в реализованной на экране монитора лаборатории со всем оборудованием и химической посудой, а также химическими реагентами.

         Но, прежде чем нам проводить практическую работу, давайте вспомним основные правила техники безопасности. Несмотря на то, что нам с вами придется работать в виртуальной лаборатории, знание ТБ все-таки очень важно.

Тестовые задания проецируются на экран, и учащиеся отвечают на вопросы теста.

(<Рисунок 1>: Фотография монитора компьютера, показывающая тестирование по ТБ по теме: “Ароматические углеводороды”)

             Затем, используя локальную компьютерную сеть, студенты проводят виртуальную лабораторную работу, проводя ее в реализованной на экране монитора лаборатории со всем оборудованием и химической посудой, а также химическими реагентами. Все наблюдения записываются в журнал и сдаются преподавателю на проверку.

(ЦОР: Химия 8 - 11 класс) Виртуальная лаборатория, “Ароматические углеводороды”, проводятся опыты: бромирование бензола, нитрование бензола).

(<Рисунок 2>: Фотографии монитора компьютера, показывающие практическую работу по теме: “Ароматические углеводороды”)

IV. Закрепление изученного материала

                 Ну, что же вы сегодня очень хорошо работали, теперь давайте еще раз вспомним, все то о чем мы с вами говорили. А помогут нам в этом тесты

Тесты: (ЦОР: Химия 8 - 11 класс) Виртуальная лаборатория, “Ароматические углеводороды”). Тестовые задания проецируются на экран, и учащиеся отвечают на вопросы теста.

(<Рисунок 3>: Фотография монитора компьютера, показывающая итоговое тестирование по теме: “Ароматические углеводороды”)

V. Подведение итогов

VI. Домашнее задание

Прочитать параграф стр. 51 - 64, стр. 64 № 13.

Творческие задания:

Придумать и нарисовать ребусы или кроссворд;

Составить модели молекул аренов.

Составить проекты промышленного получения из углерода – бензола, толуола и ксилола (по группам).