Презентация к уроку "Химические свойства алканов"

• 1 слайд

  урок № 3 - 4 в теме
  «ПРЕДЕЛЬНЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ»
  10 класс
  Презентацию подготовила:
  учитель химии высшей категории
  Малык Светлана Николаевна
  МБОУ СМШ № 65 г. Липецка
  Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
  средняя многопрофильная школа № 65
  г. Липецка
  

• 2 слайд

  ТЕМА УРОКА:
  «Химические свойства алканов»
  Цели урока:
  На основе представлений о составе и строении молекул, природе химических связей рассмотреть химические свойства предельных углеводородов.
  Обратить внимание на соблюдение правил пользования бытовым газом вследствие его взрывоопасности.
  
  

• 3 слайд

  Теория строения органических соединений А.М. Бутлерова
  2 положение: Свойства веществ определяются не только их качественным и количественным составом, но и порядком соединения атомов в молекуле, т.е. химическим строением вещества.
  => Строение вещества определяет его химические свойства.
  

• 4 слайд

  Тест по теме «Строение алканов»
  Вставьте в текст пропущенные слова, термины, символы:
  1) Алканами называются углеводороды, в молекулах которых все атомы связаны ______ связями. Их общая формула ______. Все атомы углерода в алканах находятся в состоянии ___ гибридизации. Оси гибридных орбиталей направлены к вершинам правильного _____, угол между ними составляет ____. Относительно одинарных С-С связей ______ свободное вращение.
  2) Валентное состояние атома углерода в алканах:
  1. первое; 2. второе; 3. третье.
  3) Оси гибридных орбиталей в метане направлены к вершинам:
  1. куба; 2. тетраэдра; 3. параллелепипеда; 4. октаэдра.
  4) Величина угла между осями гибридных орбиталей в алканах составляет:
  1. 180о 2. 120о 3. 109о28/ 4. 90о
  5) Длина связи С-С в алканах составляет:
  1. 0,120нм 2. 0, 134 нм 3. 0,140нм 4. 0,154нм
  6) Какая связь в алканах длинее?
  1. С-Н 2. С-С 3.длины С-Н и С-С связей одинаковы
  7) Тип углерод-углеродной связи в молекуле этана:
  1. ионная 2. ковалентная полярная 3. водородная 4. ковалентная неполярная
  8) Какова валентность углерода в алканах?
  1. Один 2. два 3. три 4. четыре
  9) Число первичных, вторичных, третичных и четвертичных атомов углерода в углеводороде, имеющем формулу: равно соответственно:
  СН3 1. 5,1,1,1 2. 2,1,1,1 3. 4,1,2,1 4. 2,3,1,1
  |
  CH3- C- CH2- CH-CH3
  | |
  CH3 CH3
  

• 5 слайд

  CnH2n+2
  Химическая устойчивость алканов объясняется высокой прочностью б - связей С-С и С-Н, а также их неполярностью. Неполярные связи С-С и слабополярные С-Н не склонны к ионному разрыву, но способны расщепляться гомолитически
  
  А : В t o А. + В .
  или свет свободные радикалы
  

• 6 слайд

  Строение метана и этана
  
  

• 7 слайд

  Характеристики связей в алканах
  

• 8 слайд

  I. Наиболее характерны
  для алканов реакции замещения
  Протекают по механизму радикального замещения, обозначаемого Sr (англ. substitution radicalic).
  

• 9 слайд

  Реакции замещения.
  1. Галогенирование - замещение атома водорода атомом галогена – F, Cl, Br, I с образованием галогеналкана RHal
  F2 -со взрывом, Cl2 -легко- Br2, с трудом-I2
  | |
  на свету при to
  Хлорирование метана
  

• 10 слайд

  Механизм реакции замещения
  Состоит из 3 стадий:
  
  -зарождение цепи
  Cl2
  2Cl·
  -развитие цепи
  CH4
  +
  Cl·
  свет
  ·CH3
  +
  HCl
  -обрыв цепи
  ·CH3
  ·CH3
  +
  Cl2
  CH3Cl
  +
  Cl·
  +
  Cl·
  CH3Cl
  2Cl·
  Cl2
  2·CH3
  C2H6
  

• 11 слайд

  Перед нами типичная цепная реакция… Теоретически хлорирование метана может идти до бесконечности, т.е. до тех пор пока не перестанут образовываться радикалы, пока цепь не замкнется.
  Академик Н.Н. Семенов (1896-1986г.), советский ученый, один из основоположников химической физики, разработал теорию цепных реакций, за что в 1956г. был удостоен Нобелевской премии.
  

• 12 слайд

  Общая схема реакции Sr
  * Замещение у хлорметана идет легче, чем у метана, так как атом хлора поляризует связи С-Н и делает их реакционноспособными.
  
  * Замещение легче всего идет у третичного атома углерода, сложнее – у вторичного, первичного атомов.
  (36%)
  (64%)
  

• 13 слайд

  2. Нитрование алканов -
  замещение атома водорода нитрогруппой – NO2 с образованием нитроалканов R-NO2
  Схема реакции:
  
  
  
  R-H + HO-NO2
  140 C°,P
  R-NO2 + H2O
  Разб.
  CH4 + HO-NO2
  140 C°,P
  CH3-NO2 + H2O
  Разб.
  нитрометан
  Нитрующий реагент: азотная кислота HNO3 (HO-NO2)
  Условия: HNO3 - разбавл., to= 140o , P – повышенное или нормальное
  Именная реакция: реакция М.И. Коновалова
  нитрогруппа
  

• 14 слайд

  3. Сульфирование алканов -
  замещение атома водорода сульфогруппой – SO3H с образованием алкансульфокислот RSO3H
  Сульфирующий реагент: серная кислота H2SO4 (HO-SO3H)
  Условия: H2SO4 - концентрированная, to
  
  сульфогруппа
  Схема реакции:
  
  R-H + HO-SO3H
  t°
  R-SO3H+ H2O
  Конц.
  CH4 + HO-SO3H
  t°
  CH3-SO3H+ H2O
  Конц.
  сульфометан
  

• 15 слайд

  II. Реакции окисления
  CnH2n+2
  При обычных условиях устойчивы к действию окислителей: KMnO4, K2Cr2O7
  Окисление кислородом воздуха при невысоких температурах в присутствии катализаторов (неполное каталитическое окисление)
  Окисление кислородом воздуха при высоких температурах (горение)
  Полное окисление (избыток О2)
  CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
  to
  Неполное окисление (недостаток О2)
  2CH4 + 3O2 2CO + 4H2O
  CH4 + O2 C + 2H2O
  to
  to
  

• 16 слайд

  Опыт «Горение метана»
  

• 17 слайд

  Взрыв метана с кислородом
  
  Для полного сгорания метана на один объем метана нужно взять два объема кислорода (см. уравнение реакции). Пластиковую бутылку, разделенную метками на три равные части, заполним способом вытеснения воды одной частью метана и двумя частями кислорода. При поджигании смеси происходит взрыв - полное сгорание метана в кислороде.
  CH4 + 2О2 = СО2 + 2 Н2О 
  Оборудование: пробирка,
  газоотводная трубка, промывалка,
  кристаллизатор, цилиндр, горелка,
  штатив.
  Техника безопасности.
  Соблюдать правила работы с
  горючими газами и нагревательными
  приборами.
  
  

• 18 слайд

  Неполное каталитическое окисление
  CnH2n+2 + O2
  R-OH
  
  
  R-C=O + H2O
  |
  H
  
  R-C-R+ H2O
  ||
  О
  
  R-C=O + H2O
  |
  OH
  спирт
  альдегид
  Кетон число «С» ≥ 3
  Карбоновые кислоты
  to2
  кат.2
  to3
  кат.3
  to1
  кат.1
  to4
  кат.4
  а) CH4 + O2 2CH3OH в) 2CH4 + O2 2H-C=O + H2O
  б) CH4 + O2 H-C=O + H2O |
  | OH
  H
  метановая кислота
  to
  кат.
  to
  кат.
  to
  кат.
  метанол
  метаналь
  

• 19 слайд

  В обычных условиях алканы химически инертны. Они устойчивы к действию многих реагентов: не взаимодействуют с концентрированными серной и азотной кислотами, с концентрированными и расплавленными щелочами, не окисляются сильными окислителями – перманганатом калия KMnO4 и т. п.
  CnH2n+2
  

• 20 слайд

• 21 слайд

• 22 слайд

• 23 слайд

  Подведение итогов
  

• 24 слайд

  ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
  § 11, с. 75 – 81, упр. 5, 9