Урок химии Получение и применение спиртов
Урок химии в 10 классе
Тема: Получение и применение предельных одноатомных спиртов.
Цели урока:
Познавательные: изучить способы получения и области применения спиртов на основе их свойств; расширить знания учащихся о причинах и последствиях негативного влияния алкоголя на организм человека.
Развивающие: продолжить развитие общеучебных умений: анализ информации, её обобщение, проведение эксперимента с соблюдением правил техники безопасности; умение наблюдать, делать выводы, устанавливать причинно-следственные отношения.
Воспитательные: продолжить формирование негативного отношения к алкоголизму как общественному явлению; подвести учащихся к осознанному отказу от алкоголя, основанному на знаниях о его вредных последствиях.
Формирование ключевых компетенций:
ценностно-смысловых (видеть и понимать окружающий мир с позиции химии, выбирать целевые и смысловые установки для своих действий и поступков, вести здоровый образ жизни)
коммуникативных (владеть химическим языком, уметь работать в группе)
учебно-познавательных (самостоятельно ставить цели, добывать знания на основе наблюдений, анализа, обобщения результатов эксперимента, проводить рефлексию собственной деятельности, оценивать свою работу).
информационной (искать, анализировать, отбирать необходимую информацию, преобразовывать ее).
Тип урока: урок изучения нового материала.
Оборудование и реактивы:
Для учителя:
мультимедийный проектор,
экран, презентация к уроку,
реактивы: раствор яичного белка, этиловый спирт, азотная кислота, вода.
Для обучающихся:
Дидактические материалы для групп
Информационные материалы
Реактивы и оборудование: р-р яичного белка, этиловый спирт, чистые пробирки
Спиртсодержащие медицинские препараты, средства бытовой химии (1 группа) – спиртовой раствор борной кислоты, настойка пиона;
Овощи, фрукты, материалы, из которых можно получить этиловый спирт (сахар, картофель, древесные опилки)
Вещества и материалы, которые могут быть получены из этилового спирта (уксусная кислота, резиновые изделия)
Ход урока:
I. Организационный этап.
II. Фронтальный письменный опрос
Проверка домашнего задания «Химические свойства предельных одноатомных спиртов» работают все, первый уровень для всех, уровень 2 и мини исследование для «сильных» учащихся, тесты проверяем вместе (взаимопроверка), карандашом, часть 2 проверяет учитель
Первый уровень:
Вариант 1.
При окислении этанола оксидом меди (11) образуется:
Формальдегид
Ацетальдегид
Муравьиная кислота
Диэтиловый эфир
При взаимодействии пропанола – 2 с бромоводородом образуется:
Пропилен
1-бромпропан
2-бромпропан
2-бормпропен
Метиловый спирт не реагирует с
Уксусной кислотой
Концентрированной серной кислотой
БромоводородомВодным раствором гидроксида калия
Одноатомные предельные спирты не вступают в реакцию
Гидрирования
Замещения
Этерификации
Дегидратации
Межмолекулярная дегидратация спиртов приводит к образованию
Простых эфиров
Сложных эфиров
АлкеновКарбонильных соединений
Часть 2.
Задание на соответствие
Формула Название спирта
1.С5Н11ОН А.Этанол
2.СН3СН2(ОН)СН3 Б.Пропанол-1
3.С2Н5ОН В.Пентанол-1
4.С3Н7ОН Г.Пропанол-2
Этанол реагирует с каждым из пары веществ, формулы которых:
а) NaOH и CuO б) HCl и NaOH в) Na и CuO г) NaCl и O2 .
Напишите уравнения реакций для этой пары веществ, укажите условия их протекания и назовите образующиеся соединения.
Объем (н.у.) этилена, полученного из 115 г. этанола, равен: а) 56 л. б) 22,4 л. в) 44,8 л. г) 33,6л.Выбранный ответ подтвердите решением задачи.
Вариант 2
Функциональная группа – ОН характерна для молекул
Альдегидов
Сложных эфиров
Спиртов
Простых эфиров
Изомером бтанола-1 является
СН3- (СН2)3- СН2 – ОН
СН3- СН (ОН) -СН2- СН3
СН3 – О – СН2 – СН3
СН3 – СН2 – СН2 СНО
3.Изомером 2-метилпропанола-1 является
Метилизопропиловый эфир
Пропанол-2
2-метилбутанол-2
Пропандиол-1,2
4.Межмолекулярная дегидратация спиртов приводит к образованию
1)Простых эфиров
2)Сложных эфиров
3)Алкенов4)Карбонильных соединений
5.Одноатомные предельные спирты не вступают в реакцию
1)Гидрирования
2)Замещения
3)Этерификации
4)Дегидратации
Часть 2.
Задание на соответствие:
Формула Название спирта
1.СН3ОН А.Этанол
2.С3Н7ОН Б.Метанол
3.СН3(СН2)3СН2ОН В.Пропанол-1
4.С2Н5ОН Г.Пентанол-1
Этанол вступает в каждую из пары реакций:
а) горения и гидролиза; б) внутримолекулярной дегидратации и присоединения; в) этерификации и гидратации; г) внутримолекулярной дегидратации и этерификации. Напишите уравнения этих реакций, укажите условия их проведения и назовите образующиеся вещества.
3. Объем (н.у.) оксида углерода (IV), который выделится при сжигании 48 г метанола, равен: а) 33,6л б) 44,8 л в) 67,2 л г) 22,4 л.
Второй уровень:
Вариант 1: Решение задач высокого уровня сложности (задание 34 ЕГЭ)
Вариант 2: Мини-исследование «Физические и химические свойства этанола»
Критерии оценивания:
5 – 11-13 баллов
4 – 8-10 баллов
3 – 5-7 баллов
2 – менее 5 баллов.
III.Взаимопроверка. Критерии оценивания на слайде
IV. Ориентировочно-мотивационный этап.
Тему нашего сегодняшнего урока нам подскажут предметы, которые Вы видите на своих столах. Среди них - медицинские препараты, средства бытовой химии, резиновые изделия, уксусная кислота
Как Вы думаете, что их объединяет?
Предполагаемые ответы обучающихся: Запасной вариант:
1 группа: Наличие спирта в составе предложенных парфюмерных и косметических средств, медицинских препаратов, средств бытовой химии Достаточно правильного ответа хотя бы в одной группе, учащимся других групп (если нет ответа) можно предложить ответить на этот вопрос в конце урока.
2 группа: из картофеля, сахара , древесных опилок можно получить спирт
Учитель: Ученики:
- Так о чём же пойдет речь сегодня на уроке? 2 группа отвечает, затем 1 группа
(Способы получения и применение спиртов)
- Давайте вспомним, что нам известно об этом классе органических соединений Учащиеся вспоминают, какой материал был изучен на предыдущих уроках и формулируют тему сегодняшнего урока
Учитель предлагает записать тему урока в рабочие тетради.
Тема урока: Получение и применение предельных одноатомных спиртов
Слайд 1
Учитель: Ученики:
- Сформулируйте задачи, которые Вы поставите перед собой
- познакомиться со способами получения спиртов и выяснить их области применения.
Учащиеся записывают цель урока
- Итак, сегодня на уроке вам предстоит:
- изучить способы получения спиртов (лабораторные и промышленные, общие и частные);
- установить взаимосвязь между применением спиртов и их свойствами.
IV. Операционно-исполнительский и исследовательский этап.
1. Мозговой штурм.
Учитель: Слайд 2 Ученики:
- Давайте подумаем, какие способы получения спиртов вам уже известны?
Для этого надо вспомнить химические свойства ранее изученных классов органических веществ (углеводородов и их производных)
Могут вспомнить: щелчок 1
а) гидратация алкеновщелчок 2
б) гидролиз галогеналканов (обратить внимание на обратимость)
щелчок 3
в) гидролиз сложных эфиров (обратить внимание на обратимость)
Учитель может предусмотреть подсказку.
Подсказка: обратимость реакции взаимодействия спиртов с галогеноводородами; обратимость реакции этерификации.
- Приведите примеры этих реакций:
2 группа: получение этанола С2Н4+ Н2О = С2Н5ОН
1группа: получение пропанола-1 С3Н7Cl + NaOH = C3H7OH + NaCl + H2O
Гидролиз сложных эфиров: CH3COOC2H5 + H2O = CH3COOH + C2H5OH Записывают в тетради.
Три ученика записывают уравнения реакций на доске.
Учитель проверяет правильность написания уравнений реакций.
Слайд 3
Общие способы получения спиртов:
Щелчок 1
1. CnH2n+1Г + МеОН(водн) → CnH2n+1ОН + Ме Г
Щелчок 2
2. CnH2n + Н2О → CnH2n+1ОН
Щелчок 3
ОН-
3. R1COOR2 + H2O ↔ R1COOH + R2OH
Самопроверка
Слайд 4
3.Частные способы получения спиртов
Существуют частные способы, которые позволяют получать конкретные продукты.
Один из них вам, пожалуй, знаком.
Это одна из самых древних реакций, известных человечеству
Посмотрите на (сахар, картофель, целлюлоза и др.)
Предполагаемый ответ: сбраживание сахаристых веществ.
Запишите реакцию получения этанола: щелчок 1,2,3
ферменты
а) С6Н12О6 à 2C2Н5ОН + 2СО2 ↑
Она протекает под действием ферментов.
Сырье: пищевые крахмалсодержащие продукты: зерно, фрукты, овощи, древесные опилки, отходы бумажно-целлюлозной промышленности.
Записывают
б) метанола щелчок 4,5
t°,P,кат
СО + Н2 СН3ОН
водяной пар
Записывают
Какое сырье используется для производства спиртов?
Углеводороды природного газа, нефти
Слайд 5
VI. Информационная справка
Справка:
мировое производство
СН3ОН - 30 млн. тонн в год (настоящее время)
С2Н5ОН - 240 млн. тонн
- Вам известно, что обе эти жидкости токсичны, зачем производить так много яда?
Слайд 6
«Применение спиртов» слайды презентации
Области применения Свойства
1. Химическая промышленность Химические свойства
А) взаимодействие с карбоновыми кислотами - получение эфиров
Б) получение алкадиенов(р. Лебедева) – каучука – резины
В) производство уксусного альдегида - уксусной кислоты
Слайд 7
2. Медицина Растворитель, дезинфицирующее средство
3. Парфюмерия Растворитель, дезинфицирующее средство
4. Топливо (горючее для двигателейвнутреннего сгорания) Горит, высокое октановое число горючей смеси
Р.горения:
5. Пищевая промышленность
(изготовление спиртных напитков)? ? ?
[ разрыв – несоответствие]
Заполняют таблицу
Обсуждение Учитель помогает ученикам увидеть проблему (подводит к ней) и предлагает ее сформулировать. Проблема:
Огромные масштабы производства и употребление населением всего мира токсичного вещества
Практическая работа: «Влияние этанола на молекулы белков».
Учитель: Проведем небольшое исследование. Вы должны проверить опытным путем влияние этанола на молекулы белков.
Работа будет проходить в группах. Перед тем, как приступить к эксперименту, необходимо повторить Правила техники безопасности при проведении практических работ.
Инструктивная карта № 1.
Влияние этанола на молекулы белков.
Опорные знания.
Клеточные катализаторы называют ферментами. Каталитическая активность ферментов исключительно велика. Они ускоряют реакции в десятки, сотни миллионов раз. По химической структуре ферменты – белки.
Почти каждая химическая реакция в клетке катализируется особым ферментом. Цель эксперимента:
Выявить последствия воздействия спирта на молекулы ферментов, находящихся в клетке.
Ход эксперимента:
Добавьте в три пробирки с яичным белком: 1 пробирка -5 мл воды, 2 пробирка –этиловый спирт. Сравните содержимое пробирок. Что вы наблюдаете? Что происходит с молекулами белков под действием спирта и кислоты? Как называется этот процесс?
Инструктивная карта № 2.
Влияние этанола на молекулы белков.
Опорные знания.
В состав эритроцитов входит белковое вещество гемоглобин, которое определяет красный цвет крови. Поэтому эритроциты называют красными кровяными клетками. Гемоглобин состоит из двух частей: белковой – глобина и железосодержащей – гемма. Цель эксперимента:
Выявить причину разрушения молекулами спирта красных кровяных клеток и последствия этого процесса.
Ход эксперимента:
Добавьте по отдельности в три пробирки с яичным белком: 1 пробирка -5 мл воды, 2 пробирка –этиловый спирт. Сравните содержимое пробирок. Что вы наблюдаете? Что происходит с молекулами белков под действием спирта и кислоты? Как называется этот процесс?
Инструктивная карта № 3.
Влияние этанола на молекулы белков.
Опорные знания.
Бактерии имею очень малые размеры и различную форму. Снаружи бактериальная клетка окружена плотной оболочкой, а у некоторых видов еще и капсулой. Под оболочкой, состоящей из углеводов, находится плазматическая мембрана. Плазматическая мембрана состоит из липидов и белков.
Бактериальная клетка содержит богатый набор ферментов и биологически активных веществ. Цель эксперимента:
Объяснить, почему спирт обладает дезинфицирующими свойствами ( вызывает гибель бактериальных клеток)
Ход эксперимента:
Добавьте по отдельности в три пробирки с яичным белком: 1 пробирка -5 мл воды, 2 пробирка –этиловый спирт. Сравните содержимое пробирок. Что вы наблюдаете? Что происходит с молекулами белков под действием спирта и кислоты? Как называется этот процесс?
Учитель: Ребята, давайте подведем итог по практической части нашего урока:
- как влияет этанол на ферменты клетки?
- что происходит с эритроцитами под влиянием этанола?
- как влияет этанол на живые клетки?
Вывод: этиловый спирт вызывает гибель белковых молекул. Опасен для живого организма.
Сообщение «Метанол – яд!»
Первичное закрепление изученного материала.
Учитель: а теперь, для закрепления изученного материала, выполним следующее задание.
Работая индивидуально, выполните одно задание (по выбору).
* - задание на «3».
Закончите уравнение реакции.
СН2 = СН2 + Н2О = - первый вариант
СО + 2Н2 = - второй вариант
** -задание на «4»
Закончите следующие уравнения реакций:
C2H6 + Cl2 =
C2H5Cl + NaOH -HO --
*** - задание на «5»
Осуществите следующее превращение для соединения с тремя атомами углерода.
СnH2n+2 ---- СnH2n+1 Hal ---- СnH2n+1 OH.
Выставление оценок.
Домашнее задание: п. 17, зад. 1,2 стр. 87, дополнительно: получить бутанол-1 несколькими способами (1 способ –оценка «3», 2 способа – оценка «4», 3 способа – оценка «5»)
Слайд заключительный
Рефлексия, построенная по принципу незаконченного предложения: В конце урока школьникам предлагается устно или письменно закончить следующие предложения. Варианты: «На уроке я понял, узнал, разобрался ...», «На уроке меня порадовало …», «Особенно мне понравилось …», «Сегодня мне удалось …», «Было интересно …», «Было трудно …», «Я понял, что …», «Теперь я могу …», «Я научился …» Инструктивная карта № 1.
Влияние этанола на молекулы белков.
Опорные знания.
Клеточные катализаторы называют ферментами. Каталитическая активность ферментов исключительно велика. Они ускоряют реакции в десятки, сотни миллионов раз. По химической структуре ферменты – белки.
Почти каждая химическая реакция в клетке катализируется особым ферментом. Цель эксперимента:
Выявить последствия воздействия спирта на молекулы ферментов, находящихся в клетке.
Ход эксперимента:
Добавьте в три пробирки с яичным белком: 1 пробирка -5 мл воды, 2 пробирка –этиловый спирт, 3 пробирка –азотную кислоту. Сравните содержимое пробирок. Что вы наблюдаете? Что происходит с молекулами белков под действием спирта и кислоты? Как называется этот процесс?
Инструктивная карта № 2.
Влияние этанола на молекулы белков.
Опорные знания.
В состав эритроцитов входит белковое вещество гемоглобин, которое определяет красный цвет крови. Поэтому эритроциты называют красными кровяными клетками. Гемоглобин состоит из двух частей: белковой – глобина и железосодержащей – гемма. Цель эксперимента:
Выявить причину разрушения молекулами спирта красных кровяных клеток и последствия этого процесса.Ход эксперимента:
Добавьте по отдельности в три пробирки с яичным белком: 1 пробирка -5 мл воды, 2 пробирка –этиловый спирт, 3 пробирка –азотную кислоту. Сравните содержимое пробирок. Что вы наблюдаете? Что происходит с молекулами белков под действием спирта и кислоты? Как называется этот процесс?
Инструктивная карта № 3.
Влияние этанола на молекулы белков.
Опорные знания.
Бактерии имею очень малые размеры и различную форму. Снаружи бактериальная клетка окружена плотной оболочкой, а у некоторых видов еще и капсулой. Под оболочкой, состоящей из углеводов, находится плазматическая мембрана. Плазматическая мембрана состоит из липидов и белков.
Бактериальная клетка содержит богатый набор ферментов и биологически активных веществ. Цель эксперимента:
Объяснить, почему спирт обладает дезинфицирующими свойствами ( вызывает гибель бактериальных клеток)
Ход эксперимента:
Добавьте по отдельности в три пробирки с яичным белком: 1 пробирка -5 мл воды, 2 пробирка –этиловый спирт, 3 пробирка –азотную кислоту. Сравните содержимое пробирок. Что вы наблюдаете? Что происходит с молекулами белков под действием спирта и кислоты? Как называется этот процесс?
Инструктивная карта № 1.
Влияние этанола на молекулы белков.
Опорные знания.
Клеточные катализаторы называют ферментами. Каталитическая активность ферментов исключительно велика. Они ускоряют реакции в десятки, сотни миллионов раз. По химической структуре ферменты – белки.
Почти каждая химическая реакция в клетке катализируется особым ферментом. Цель эксперимента:
Выявить последствия воздействия спирта на молекулы ферментов, находящихся в клетке.
Ход эксперимента:
Добавьте в три пробирки с яичным белком: 1 пробирка -5 мл воды, 2 пробирка –этиловый спирт, 3 пробирка –азотную кислоту. Сравните содержимое пробирок. Что вы наблюдаете? Что происходит с молекулами белков под действием спирта и кислоты? Как называется этот процесс?
Задача 1 высокого уровня сложности
При сгорании 17,5 г органического вещества получили 28 л (н.у.) углекислого газа и 22,5 мл воды. Плотность паров этого вещества (н.у.) составляет 3,125 г/л. Известно также, что это вещество было получено в результате дегидратации третичного спирта.
На основании данных условия задачи:
произведите вычисления, необходимые для установления молекулярной формулы органического вещества;
запишите молекулярную формулу органического вещества;
составьте структурную формулу исходного вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
напишите уравнение реакции получения данного вещества дегидратацией соответствующего третичного спирта.
Задача 2 высокого уровня сложности
При сгорании 8,64 г органического вещества получили 21,12 г углекислого газа и 8,64 г воды. Известно, что это вещество не реагирует с гидроксидом меди(II) и может быть получено в результате окисления соответствующего спирта оксидом меди(II). На основании данных условия задачи:
1) произведите вычисления, необходимые для установления молекулярной формулы органического вещества;
2) запишите молекулярную формулу органического вещества;
3) составьте структурную формулу исходного вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
4) напишите уравнение реакции получения данного вещества окислением соответствующего спирта оксидом меди(II).
Лабораторный опыт 1.Рассмотрите выданный вам в пробирке образец этилового спирта. Понюхайте его. Что ощущаете? В другую пробирку прилейте несколько капель выданного вам спирта с помощью пипетки, добавьте 2 мл дистиллированной воды и содержимое взболтайте. Что можно сказать о растворимости этилового спирта в воде? 2. В одну пробирку налейте 1-2 мл дистиллированной воды, а во вторую-2 мл этилового спирта и добавьте в каждую по 2-3 капли подсолнечного масла. Перемешайте содержимое обеих пробирок. Что можно сказать о свойствах этилового спирта как растворителя? 3. На фильтровальную бумагу капните одну каплю воды и чуть поодаль одну каплю этилового спирта. Какая капля быстрее испарится? Сделайте вывод о свойствах спирта на основе этого опыта. 4.Накалите на пламени спиртовки свернутую в спираль медную проволоку до появления черного налета оксида меди (II) и внесите ее в этиловый спирт, находящийся в выданной вам пробирке. Что наблюдаете? Повторите операцию 4-5 раз. Понюхайте содержимое пробирки. Что ощущаете? Запишите уравнение проведенной реакции Ход выполнения лабораторной работы: 1. Выданный образец спирта-прозрачная легкоподвижная жидкость, имеет характерный запах. После добавления воды получился однородный раствор, а это говорит о хорошей растворимости этилового спирта в воде. 2. Во второй части опыта, после добавления масла в воду, жидкости не перемешались, наблюдается расслоение смеси. А в пробирке со спиртом наблюдается частичное растворение масла, что говорит о спирте как о веществе с хорошими свойствами растворителя. 3. Капля спирта испарится быстрее чем капля воды. Т. е. спирт является летучей жидкостью.4. При внесении накаленной проволоки в этиловый спирт, происходит растворение черного налета оксида меди, имеющего формулу CuO. После 4-5 повторов этой части лабораторной работы, ощущается характерный запах уксусного альдегида. Уравнение:
C2H5OH + CuO → CH3HO + Cu + H2O