Урок по химии на тему "Общие сведения об углеводах. Глюкоза- важнейший моносахарид"(для профильных классов)

МБОУ «Лицей Многоуровневый образовательный комплекс №2

г. Воронеж

Учитель химии высшей категории. Соросовский учитель, Почётный работник общего образования Российской Федерации, победитель конкурса лучших учителей России Приоритетного национального проекта «Образование»

 Строгонова Нина Ивановна

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ УГЛЕВОДАХ.

ГЛЮКОЗА – ВАЖНЕЙШИЙ МОНОСАХАРИД.

10 класс

(Урок изучения нового учебного материала

с использованием дифференцированного подхода )

Цели урока:

- образовательные (в соответствии с уровнем обучаемости и обученности учащихся): обобщить и дополнить сведения учащихся об углеводах, рассмотреть историю изучения этих веществ; доказать экспериментально, что глюкоза – альдегидоспирт, выяснить циклическое строение глюкозы, исследовать физические и химические свойства глюкозы, научиться записывать уравнения реакций, составлять опорный конспект.

           По уровням:

(I-III) – выполнять исследовательский опыт с помощью подробной инструкции;

(I-V) – самостоятельно (задания повышенной сложности, требующие дополнительных знаний);

(I-III) – первичное знакомство с циклическим строением глюкозы;

(IV-V) – осмысление циклического строения глюкозы, разницы и форм, знакомство с оптической изомерией моносахаридов; научиться составлять уравнения образования сложных эфиров и хелатов глюкозы;

-развивающие:

(I-III) – развитие умения сравнивать, обобщать, делать выводы на основе эксперимента, развитие познавательного интереса, разрешение противоречий, экспериментальная проверка гипотез;

(I-IV) – осуществлять перенос знаний (с опорой на межпредметные и внутрипредметные связи);

-воспитывающие: воспитание коллективизма, доброты, целенаправленности, навыков контроля и взаимоконтроля, диалектико-материалистического мировоззрения.

Оборудование: таблицы, слайды презентации (строение глюкозы , функциональные группы, пространственные формы пентана, таблица сладости углеводов, пространственная форма глюкозы, стереохимия моносахаридов, витамин C), модели; раздаточный материал: классификация углеводов, строение глюкозы, конспект «Углеводы»; формула витамина C; задания для выполнения эксперимента (различной сложности); инструкции по выполнению отдельных опытов; для сильных учащихся – программа для поступающих в вузы; стереохимия моносахаридов; задания для закрепления знаний и контроля (разного уровня: I-II, III-II, IV-V).

Реактивы и приборы для выполнения опытов: раствор NaOH, CuSO_4, Ag₂O, индикаторная бумага, штатив с пробирками, держалка, прибор для нагревания, глюкоза (раствор и кристаллы), вода.

Структура урока

1.Организация начала урока

2.Совместная работа учащихся и учителя по определению темы урока, девиза, целей и задач.

3.Актуализация знаний учащихся. Подготовка учащихся к усвоению нового материала.

4.Изучение нового материала (с использованием принципов индивидуализации и дифференциации).

5.Первичное закрепление знаний.

6.Первичная проверка усвоения знаний.

7.Контроль и самопроверка.

8.Информация о домашнем задании.

9. Рефлексия.

10.Подведение итогов урока.

Виды деятельности на уроке, средства, которые помогут добиться цели

            1. Сообщения учащихся (исторические справки).

2. Беседа с использованием проблемных вопросов, разрешением противоречий.

3. Групповая исследовательская работа с использованием дифференцированных

знаний различной степени сложности и выполнением химического эксперимента.

4. Обсуждение результатов и выводов в группах.

5. Самостоятельная работа (различная степень самостоятельности) после

объяснения учителя по составления опорного конспекта (можно с опорой на

раздаточный материал).

6. Работа учителя с группой сильных учащихся:

- по объяснению материала, выходящего за рамки школьного курса,но

  необходимого для поступления в вуз;

-обсуждение результатов выполнения заданий повышенной сложности.

7. Тестовый контроль, взаимопроверка по коду.

Х о д   у р о к а

            I.Организация начала занятия. Мотивация деятельности учащихся.

Приветствие, проверка готовности к уроку.

Пояснение смысла девиза: «Стратегической задачей химии является познание сущности жизни». Совместная работа учителя и учащихся по определению темы урока, его места в изучаемой большой теме, постановка цели и задач, пояснение структуры (виды деятельности). Обращение внимания на план изучения.( На экране).

План

                       1.Общие сведения об углеводах.

2. Углеводы в природе (краткое сообщения учащихся).

3. Историческая справка (как возникло название «углеводы»).

4. Определение углеводов. Их классификация.

5. История первого синтеза сахаров.

Глюкоза - важнейший моносахарид.

1.      Состав, историческая справка о первом получении глюкозы.

2.       Доказательства строения глюкозы.

3.      Циклическое строение глюкозы. Таутомерия.

4.      Физические свойства.

5.      Химические свойства.

6.      Биологическая роль, получение и применение.

7.      Изомерия моносахаридов (межклассовая и оптическая)

II. Актуализация знаний учащихся.

а) проверка задачи, решенной дома, по установлению состава глюкозы;

-простейшая формула;

-молекулярная формула;

б) историческая справка;

в) беседа с учащимися:

- Как установить строение вещества

(теория Бутлерова, методы, которые используют химики и физики по

установлению строения веществ);

г) Какие кислородосодержащие соединения вы изучали? Назовите их

функциональные группы? Перечислите качественные реакции?

д) Знаете ли вы вещества, которые одновременно содержат несколько

функциональных групп?

III. Изучение нового материала.

1.Установление строения глюкозы в открытой форме:

а) экспериментально доказать строение глюкозы (наличие функциональных

групп).

(Используются дифференцированные задания.)

Учитель работает по проверке сделанных выводов индивидуально: с группой

сильных учащихся; с остальными учащимися.

б) сделать выводы по строению: нет группы СООН, неразветвленная цепь из 6

атомов углерода, 5 групп ОН, альдегидная группа (крайняя).

Глюкоза – альдегидоспирт (ещё раз вспоминаем об уже известных учащимся

бифункциональных соединениях).

в) составить структурную формулу глюкозы (сравнить с учебником).

2. Определение циклического строения глюкозы.

Учитель обращает внимание учащихся на то, что глюкоза даёт не все реакции

альдегидов, например, не реагирует с фуксинсернистой кислотой, один из её

гидроксилов химически более активный.

Возникает противоречие между этими фактами и установленным учащимися

строением глюкозы.

а) рассматривается сложный вопрос о циклическом строении глюкозы

(используются таблица, слайды презентации и раздаточный материал).  

Образование циклической формы рассматривается в сравнении с

пространственными формами пентана (модель, таблица; слайды презентации):

учащиеся вспоминают sp³ гибридизацию алканов, валентный угол,

зигзагообразную цепь атомов углерода, возможность вращения атомов по связи С-

-С);

б) дается понятие тауромерии, таутомеров, их отличие от изомеров (всем учащимся

– для информации, сильным – понять и запомнить);

в) вводятся перспективные формулы (Хеуорса) , понятие гликозидного гидроксила;

г) вместе с учащимися делаются выводы о том, что необходимо понять и знать о

строении глюкозы.

3. Изучение физических свойств глюкозы.

Выполняется лабораторный опыт. Учащиеся должны ответить на вопрос,

почему глюкоза хорошо растворяется в воде. Сильным учащимся дается задание

сравнить растворимость гексанола, капроновой кислоты и глюкозы.

4. Изучение химических свойств глюкозы.

Учащиеся работают с учебником и раздаточным материалом по составлению конспекта. Тренируются в написании химических уравнений. Характеризуют глюкозу как альдегид6 реакции с Ag₂O, Cu(OH)₂, H_2. Сильные учащиеся с помощью учителя составляют уравнения реакций этерификации с хлороуксусным ангидридом и Cu(OH)₂, простых эфиров (участвует гликозидный гидроксил).

5. Изучение биологической роли, получения и применения глюкозы (очень кратко).

(Более подробно учащиеся должны подготовить в качестве домашнего задания).

Дается задание на дом для сильных учащихся: «Подумайте, какую реакцию могут применять при анализе крови для обнаружения сахаров в крови человека?»

6.Краткая характеристика фруктозы- изомера глюкозы. Вывод об изомерии глюкозы с кетоноспиртами.

С сильными учащимися с помощью моделей проводится повторение понятия «ассиметричный атом углерода». Сколько таких атомов в глюкозе (в открытой и циклической форме)? Рассмотрение по таблице и раздаточному материалу оптической изомерии моносахаридов.

В это время остальные учащиеся выполняют задания по закреплению знаний. Обсуждают результаты в группах, а затем с учителем (задания даны в приложении).

IV. Контроль знаний учащихся.

В конце занятия осуществляется контроль знаний (по проверке первичного усвоения). Предлагаются задания в тестовой и в открытой форме различной степени сложности. Усложнение заданий происходит от группы «А» к группе «С» (см. приложение).

Учащиеся осуществляют взаимоконтроль по готовым ответам (раздаются в конвертах) и сдают работы учителю.

V. Уточняется домашнее задание (задачи из пособия «Репетитор по химии» под ред. А.С.Егорова, с. 683 №1, 4, 13; по учебнику Кузнецовой Н.Е. и др. –§40-41; записи в тетрадях).

VI. Рефлексия.

VII. Учащиеся вместе с учителем подводят итог урока, отмечая активность некоторых учащихся и дружную работу класса в цел

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Задание для выполнения лабораторных опытов (повышенной сложности)

Проделать опыты по исследованию химических свойств глюкозы и сделать вывод о её строении.

1.Дан раствор глюкозы, её состав – C₆H₁₂O₆. Какие функциональные группы вы можете предположить в её составе?

2. Используя выданные реактивы, проделайте опыты. Сделайте выводы.

3. Достаточно ли теперь данных, чтобы написать структурную формулу глюкозы?

4. Вступите в беседу с учителем, если необходимы дополнительные данные.

5. Составьте формулу, уточнив её, поработав с учебником Кузнецова Н.Е. (с.252).

Приложение 2

       Задание для выполнения лабораторных опытов

1.      Экспериментально исследуйте свойства глюкозы. Как учит теория химического строения А.М.Бутлерова, «Зная строение вещества, можно говорить о его свойствах и, наоборот, зная свойства, можно предположить строение ».

2.      Формула молекулы глюкозы C₆H₁₂O_6.  К какому классу веществ она принадлежит:

а) является ли она углеводородом?

б) является ли она кислородсодержащим веществом?

3.      Какие функциональные группы, содержащие атом кислорода, вы знаете?

4.      Проверьте опытным путем, не является ли глюкоза кислотой (посмотрите, какие реактивы для этого выданы).

5.      Установите, не проявляет ли глюкоза свойств многоатомных спиртов? Получите для опыта необходимый реактив, используя уже имеющиеся у вас вещества.

6.      А может глюкоза – альдегид? Проведите качественные реакции на альдегиды.

7.      Отметьте знаком «+» или «-» результаты опытов:

Кислота.

      Многоатомный спирт.

      Альдегид.

8.      Ученые установили, что цепь из 6 атомов углерода и глюкозы неразветвленная, в её молекуле 5 гидроксогрупп. Попытайтесь составить структурную формулу глюкозы.

9.       Проверьте составленную вами структурную формулу глюкозы по учебнику Кузнецова Н.Е. (с.252).

Приложение 3

Вопросы для контроля

I вариант

1.      В каких гибридных состояниях находятся атомы углерода в глюкозе (открытая альдегидная форма)?

а)  в sp² ;

б) в sp ;

в) в sp³ и sp² ;

г) в s²p² ;

2.      Какие из веществ проявляют двойственные функции?

а) глюкоза и уксусная кислота;

б) глицерин и глюкоза;

в) глюкоза и олеиновая кислота;

г) метановая кислота и глюкоза.

3.      Какие группы веществ дают реакцию серебряного зеркала?

а) глюкоза, глицерин, этиленгликоль;

б) глицерин, глюкоза, этиловый спирт;

в) глюкоза формальдегид, метановая (муравьиная) кислота;

г) глюкоза, фруктоза, молочная кислота.

Приложение 4

Вопросы для контроля

II вариант

1.      Укажите, какие из реакций характеризуют свойства глюкозы:

а) C₆H₁₂O₆              2CH₃-CHOOH-COOH

б) C₆H₁₂O₆                 6С + Н₂О

в) C₆H₁₂O₆ +  Н₂              СН₂ОН-(СНОН)₄-СН₂ОН

г) C₆H₁₂O₆  + 5СН₃СООН            СН₂(ОСОСН₃)-(СНОСОСН₃)₄-СОН +5Н₂О

2.      Составьте уравнения по схеме:

СН₄-СН₃Сl            СН₃ОН            Н-СОН            C₆H₁₂O₆

3.      Напишите уравнение спиртового брожения глюкозы.

Повышенной сложности

Приложение 5

Вопросы для контроля

III вариант

1.      Как называется вещество «Х»?                                                 О   

                       СО₂+Н₂О _{фотосинтез} глюкоза _{брожение}  С₂Н₅ОН              СН₃ – С*             «Х»

*+Cl₂

                                                                                                                                    ОН

                       Напишите уравнения реакций.

2.Укажите (выберите) вид связи С-С, валентный угол:

а) sp², одинарная связь, угол 120 °;

б) sp² , двойная связь, угол 180;

в) sp³ , одинарная связь, угол 109 °28'

г) sp , тройная связь, угол 180 ° 

                        3.Допустим, что в результат сильной вулканической деятельности в  

первичной атмосфере Земли накопился метан, присутствовал там и хлор. Как из этого газа в «первичном бульоне» могла образоваться глюкоза?