Физические и химические свойства алканов, способы получения

Конспект урока
Класс: 10
Тема урока: «Алканы. Физические и химические свойства, способы получения».
Тип урока: комбинированный
Вид урока: смешанный (используются несколько видов деятельности)
Цель урока: формирование представления о предельных углеводородах как классе органических соединений.
Задачи:
- образовательные: формирование у учащихся представлений о гомологическом ряде, видах изомерии, правилах номенклатуры ИЮПАК на примере алканов; изучение электронного и пространственного строения молекул алканов; формирование умения записывать уравнения реакций с органическими веществами;
- воспитательные: способствовать развитию навыков коммуникативной культуры и сотрудничества при работе в группах; воспитывать информационную компетентность.
- развивающие: создать условия для развития системы умений устанавливать причинно-следственные связи между строением, составом и свойствами; развивать умение работать с текстом учебника, с дополнительными источниками информации, анализировать, отбирать и представлять необходимую информацию; отрабатывать предметную культуру речи, творческое и логическое мышление.
Метода и методические приемы: исследовательский, поисковый, взаимоконтроль, эвристическая беседа.
Оборудование и реактивы для учителя: интерактивная доска, проектор, компьютер, программное обеспечение: компьютерная презентация к уроку.
Оборудование и реактивы для учащихся: ‒‒‒‒‒
Литература для учителя:
1. Программа курса химии 10 – 11 классов базовый уровень. Габриелян О. С, Химия. 10- 11класс, профильный уровень — М.: Дрофа, 2008;
2. Габриелян О. С. Химия, 10 класс (базовый уровень), М.: Дрофа, 2013 г.
3. Габриелян О. С., Остроумов И.Г. Настольная книга учителя химии. 10 класс. Учебное пособие для учителей и студентов старших курсов педагогических вузов. М.: «Блик и Ко», 2001 г.
4. Габриелян О. С. Остроумов И.Г. Химия. Методическое пособие (10-11 класс). М.: Мнемозина, 2015 г.
Литература для учащихся:
1. О. С. Габриелян. Химия, 10 класс (базовый уровень), М.: Дрофа, 2013 г.
План урока
Организационный момент
Проверка домашнего задания
Изучение нового материала
Закрепление
Домашнее задание
Ход урока
Этапы урока Методы Деятельность учителя Деятельность учащихся
Организационный момент (1 мин) Беседа Приветствие учащихся.
Создание рабочей обстановки, проверка готовности рабочего места учителя и учащихся.
Запись отсутствующих. Проверка готовности рабочего места.
Проверка домашнего задания (8 мин) Индивидуальная работа у доски Учитель заранее пишет на доске задания и формулы алканов: C2H6, C4H10, C7H16, пентан, октан, C9H20, метан, C3H8, C6H14, декан.
По окончанию работы учитель выставляет ученику отметку. Один из учащихся выходит к доске и пишет гомологичный ряд алканов.
Познавательные УУД: рефлексия способов и условий действия, контроль и оценка процесса и результатов деятельности, выведение следствий и доказательств, использование знаково – символических средств, самостоятельная адекватная оценка правильности, построение логической цепи рассуждений, анализ, синтез, обобщение, классификация аналогия, структурирование знаний; контроль и оценка процесса и результатов деятельности, выведение следствий и доказательств, подведение под понятия.Регулятивные УУД: самостоятельный учет выделенных ориентиров действия в учебном материале, волевая саморегуляция, познавательная инициатива, осуществление самоконтроля по результату и способу действия, внесение необходимых корректив.Коммуникативные УУД: координирование разных позиций c учетом разных мнений, достижение договоренности и согласование общего решения, выражение своих мыслей в соответствии c задачами и условиями коммуникации, формулирование и аргументация своего мнения и позиции, учет разных мнений.
Личностные УУД: внутренняя позиция школьника, учебно – познавательная мотивация.
Фронтальный опрос Учитель беседует c классом, задавая вопросы по пройденному материалу.
(1 слайд)
Дать определения следующим понятиям:
- валентность – это свойства атомов химических элементов образовывать химические связи. Она определяет число химических связей, которыми данный атом соединен с другими атомами в молекуле.
- гомологи - вещества, принадлежащие к одному классу, сходные по составу, строению и свойствам, но различающиеся на одну или несколько групп СН2  (группу СН2 называют гомологической разностью).
- изомеры - вещества, имеющие одинаковый количественный и качественный состав, но разное строение, a следовательно и разные свойства.
(2 слайд)
изомерия, виды изомерии - явление существования изомеров.

- гибридизация - изменение формы и энергии орбиталей атома при образовании ковалентной связи для достижения более эффективного перекрывания орбиталей, виды гибридизации – sp3, sp2, sp.
(3 слайд)
- строение молекулы алканов – молекула алкана имеет тетраэдрическую форму, т. e форму правильной пирамиды, все атомы углерода в молекуле алканов находится в sp3 гибридизации, угол между связями составляет 109° 28´, а длина связи 0,154 нм.
(4 слайд)
Назовите основные правила, по которым дают названия органическим соединениям:
В структурной формуле выбирают самую длинную цепь атомов углерода (главную цепь);
Атомы углерода главной цепи нумеруют, начиная c того конца, к которому ближе разветвление;
В начале названия перечисляют радикалы и другие заместители c указанием номера атомов углерода, c которыми они связаны. Если в молекуле присутствуют несколько одинаковых радикалов (два, три, четыре), то цифрой указывают место каждого из них в главной цепи, и перед их названием ставят соответственно частицы ди -, три -, тетра - и т. д.
Основой названия служит наименование предельного углеводорода c тем же числом атомов углерода, что и в главной цепи. Индивидуальная работа y доски Учащемуся дается следующее задание:
(5 слайд)
Задание 1: Составьте структурные формулы всех возможных изомеров состава C6H14. Назовите вещества по систематической номенклатуре.

По окончанию выполнения заданий учитель оценивает и комментирует результаты и выставляет отметки учащимся. Изучение нового материала (25 мин) Введение в тему урока, эвристическая беседа. Развитие критического мышления.
Демонстрация видео – фрагмента «Горение метана в кислороде» (6 слайд)
Сегодня мы продолжим знакомиться c классом предельные углевороды – алканы.
(7 слайд)
И начнем мы c физических свойств (схема c физическими свойствами выводится на слайд):

- Из схемы, мы видим, что c увеличением молекулярной массы y алканов увеличивается температура кипения и плотность, a также агрегатные состояния: первые четыре алкана – газообразные вещества, следующие одиннадцать – жидкости, a начиная c гексадекана – твердые вещества.
(8 слайд)
Химические свойства.
1) Реакция замещения - протекают с галогенами и другими окислителями при определённых условиях: свет, температура.
CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl (хлорметан)
CH3Cl + Cl2 → CH2Cl2 + HCl (дихлорметан)
CH2Cl2 + Cl2 → CHCl3 + HCl (трихлорметан, хлороформ)
CHCl3 + Cl2 → CCl4 + HCl (тетрахлорметан)
(9 слайд)
Рассмотрим механизма реакции (механизм выводится на слайде):
Реакция галогенирования метана протекает по цепному радикальному механизму (т. е. с образованием частиц, содержащих непарный электрон) и состоит из ряда повторяющихся стадий:
а)начало цепи, протекает под действием света и называется световой стадией: образуются атомы хлора, имеющие неспаренные электроны (свободные радикалы):
С12 → 2С1• ;б)рост цепи, может протекать в отсутствие света и называется темновой стадией:
С1• + СН4 → СН3• + HС1;
СН3 • + С12 → СН3С1 + С1• ;в) обрыв цепи, заключается в рекомбинации (соединении) двух каких-либо свободных радикалов:
СН3 • + С1• → СН3С1.
- Рассмотрим химические свойства алканов:
(10 слайд)
2) Реакция горения (окисления) - все предельные углеводороды горят с образованием углекислого газа и воды. Газообразные углеводороды, смешанные с воздухом в определённых соотношениях, могут взрываться.
CH4+2O2→CO2+2H2O+Q
2C4H10+13O2→8CO2+10H2O+Q
(11 слайд)
3) Реакции дегидрирования – реакции отщепления молекул водорода от молекулы органического соединения.
При пропускании алканов над катализатором (Pt, Ni, Cr2O3) при высокой температуре (400—600 °С) происходит отщепление молекулы водорода и образование алкена:
CH3‒CH3 → CH2=CH2 + H2
этилен
(12 слайд)
4)Реакция нитрования (реакция Коновалова) - реакция применяется для получения нитросоединений — растворителей, исходных веществ для многих синтезов.
CH4 + HNO3 (10% - й p-p) → CH3NO2 + H20
120°C
(13 слайд)
5) Реакция неполного разложения:
2CH4 → C2H2 + 3H2
6) Реакция полного разложения (при температуре 1000° C)
CH4 → C + 2H2
7) Изомеризация - при нагревании линейных углеводородов с катализатором (хлоридом алюминия) образуются алканы с разветвлённым углеродным скелетом:

(14 слайд)
8) Каталитическое окисление алканов кислородом. Эти реакции являются основой важнейших промышленных процессов получения кислородсодержащих органических соединений.
Спирты, альдегиды, карбоновые кислоты могут образовываться при непосредственном взаимодействии алканов с кислородом в зависимости от условий проведения реакций (катализатора, температуры, давления):

- Теперь мы перейдем к способам получения алканов.
(15 слайд)
Способы получения
Основные источником различных предельных углевородов – нефть и природный газ. Алканы c небольшим числом атомов углерода можно выделить фракционной перегонкой природного газа или бензиновой фракции нефти.
(16 слайд)
Промышленные способы получения:
t, Ni
C + 2H2 → CH4
200-300° C, Ni
CO + 3H2 CH4 + H2O
t, кат.
CO2 + 4H2 → CH4 + H2О
(17 слайд)
Лабораторные способы:
Al4C3 + 12H2O → 3CH4 + Al(OH)3
CH3COOH + NaOH → CH4 + Na2CO3 Познавательные УУД: построение логической цепи рассуждений, анализ, синтез, обобщение, классификация аналогия, структурирование знаний; контроль и оценка процесса и результатов деятельности, выведение следствий и доказательств, подведение под понятия.
Коммуникативные УУД: координирование разных позиций c учетом разных мнений, достижение договоренности и согласование общего решения, выражение своих мыслей в соответствии c задачами и условиями коммуникации, формулирование и аргументация своего мнения и позиции, учет разных мнений.
Личностные УУД: внутренняя позиция школьника, учебно – познавательная мотивация.
Учащиеся записывают формулы в тетрадях
Закрепление (10 мин) - Итак, сегодня на уроке мы вспомнили строение молекулы алканов, виды изомерии, характерные для класса предельных углеводородов, a также основные правила, по которым даются названия углеводородам. Познакомились c физическими и химическими свойствами алканов и способами получения.
(18 слайд)
- Давайте, выполним следующее задание на странице учебника 32 под № 7 (задание выводится на слайд):
Задание 7. Назовите углеводороды, структурные формулы которых:

a) 2 – метилпропан (изо - бутан)
б) 2, 2 - диметилбутан
в) 3 - метилпентанг) 2, 3 - диметилбутанПознавательные УУД: рефлексия способов и условий действия, контроль и оценка процесса и результатов деятельности, выведение следствий и доказательств, использование знаково – символических средств, самостоятельная адекватная оценка правильности;
Регулятивные УУД: самостоятельный учет выделенных ориентиров действия в новом учебном материале, волевая саморегуляция, познавательная инициатива, осуществление самоконтроля по результату и способу действия, внесение необходимых корректив.Коммуникативные УУД: адекватное использование речевых средств для решения коммуникационных задач.Личностные УУД: нравственно-этическое оценивание усваиваемого содержания.Домашнее задание (1 мин) (19 слайд)
§ 3, вопросы на стр. 32 № 7 (если не успели на уроке),8 (письменно); № 9,10 (устно) Учащиеся записывают домашнее задание в дневник