Метан и этан простейшие представители алканов

Урок № 5 03.10.23 10 класс химия

Тема урока: Метан и этан — простейшие представители алканов

Цель урока: рассмотреть физические и химические свойства алканов, способы их получения и

применение на примере метана; научить обучающихся решать задачи на нахождение

молекулярной формулы органического вещества по массе продуктов реакции.

Задачи урока:

Образовательные: 

-рассмотреть физические и химические свойства, способы их получения и применение метана;

- рассмотреть алгоритм решения задач на нахождение молекулярной формулы органического

вещества по массе продуктов реакции.

Развивающие: 

- развить познавательную активность, умение работать с таблицами, анализировать, делать

выводы, умение выделить главное.

Воспитательные:

- воспитать уверенность к себе, самостоятельность, аккуратность, внимательность.

Планируемые результаты

Предметные:

- знать физические и химические свойства алканов, способы их получения и применения на

примере метана;

- сформировать умение решать задачи на нахождение молекулярной формулы органического

вещества по массе продуктов реакции.

Личностные:

- формирование умений управлять своей учебной деятельностью, подготовка к осознанию

ыбора дальнейшей образовательной траектории

Метапредметные:

Коммуникативные:

-формулировать собственное мнение и позицию, задавать вопросы.

Регулятивные:

- продолжить развитие умения планировать и регулировать свою деятельность, самостоятельно

планировать пути достижения цели.

Познавательные:

-уметь определять решать задачи по алгоритму.

Тип урока: урок изучения нового материала

Ход урока

I Организационный момент

II Проверка дз

Актуализация опорных знаний учащихся

Блиц - опрос

1. Углеводороды – это …

2. Предельные углеводороды (алканы) – это …

3. Общая формула алканов - …

4. Гомологический ряд – это …

5. Гомологическая разность – это …

6. Гибридизация – это …

7. Тип гибридизации характерный для алканов - …

8. Длина связи, характерная для алканов - …

9. Валентный угол, характерный для алканов - …

10. Форма молекулы метана – это …

III Мотивация учебной деятельности обучающихся

Вспомните план изучения неорганических веществ. Что мы не знаем об алканах? (физические и

химические свойства, способы получения и применение). Как вы считаете, какова цель нашего

урока?

IV Изложение нового материала

1.Физические свойства алканов

При обычных условиях С₁- С₄ – газы, С₅- С₁₇ – жидкости, начиная с С₁₈ – твердые вещества.

Алканы практически нерастворимы в воде, но, хорошо растворимы в неполярных растворителях, например, в бензоле. Так, метан СН₄ (болотный, рудничий газ) – газ без цвета и запаха, хорошо растворимый в этаноле, эфире, углеводородах, но плохо растворимый в воде. Тпл. = - 189, 5 ⁰, Ткип. = - 161, 5 ⁰. Метан является основной составной частью природного газа (80 – 90 %) и сопутствующих газов. В природе метан образуется в процессе гниения растительных остатков без доступа воздуха.

2. Получение алканов в лаборатории

А) Сплавление ацетата натрия с твердым гидроксидом натрия (декарбоксилирование)

Б) Реакция Вюрца (взаимодействие однородных галогенопроизводных алканов с металлическим натрием)

3.Химические свойства

А)Горение алканов

При поджигании (t = 600ºС) алканы вступают в реакцию с кислородом, при этом происходит их окисление до углекислого газа и воды.

С_nН_2n+2 + O₂ ––>CO₂ + H₂O + Q

например:

СН₄ + 2O₂ ––>CO₂ + 2H₂O + Q

Смесь метана с кислородом или воздухом при поджигании может взрываться.

Наиболее сильный взрыв получается при объёмных отношениях 1 : 2 (с кислородом) или 1 : 10 (с воздухом), т.к. метан и кислород вступают в реакцию полностью.

Подобные смеси опасны в каменноугольных шахтах. Чтобы обеспечить безопасность работы в шахтах, там устанавливают анализаторы, сигнализирующие о появлении газа, и мощные вентиляционные устройства.

С₃Н₈ + 5O₂ ––>3CO₂ + 4H₂O + Q

Горение пропан - бутановой смеси можно продемонстрировать на примере газовой зажигалки.

При горении алканов выделяется много теплоты, что позволяет использовать их в качестве источника энергии. Но большая часть их используется в качестве сырья для получения других продуктов.

Б) Разложение алканов

С_nН_2n+2 → C + H₂ ↑

С₄Н₁₀ → 4C + 5H₂↑

При сильном нагревании (свыше 1000⁰С) без доступа воздуха метан разлагается на углерод (в виде сажи) и водород:

СН₄ → C + 2H₂ ↑

Метан в термическом отношении более устойчив, чем другие алканы. Причина этого в достаточной прочности С – Н связей.

В этом процессе промежуточными продуктами могут являться этилен и ацетилен:

2СН₄→ Н₂С=СН₂ + 2Н₂

2СН₄→ НС≡СН + 3Н₂

В) Реакции замещения (протекают с галогенами и другими окислителями при определённых условиях: свет, температура).

1) Галогенирование:

CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl (хлорметан)

CH₃Cl + Cl₂ → CH₂Cl₂ + HCl (дихлорметан)

CH₂Cl₂ + Cl₂ → CHCl₃ + HCl (трихлорметан)

CHCl₃ + Cl₂ → CCl₄ + HCl (тетрахлорметан).

Механизм цепных реакций достаточно сложен, объяснение ему было дано русским учёным Н.Н. Семёновым, за что он в 1956 г. был удостоен Нобелевской премии.

Г) Реакции изомеризации характерны не для всех алканов. Обращается внимание на возможность превращения одних изомеров в другие, наличие катализаторов.

Д № 2Отношение алканов к растворам перманганата калия, щелочей, кислот и к бромной воде.

Следует указать, что метан и его гомологи не взаимодействуют в обычных условиях с кислотами и щелочами, окислителями и восстановителями

4. Применение алканов – составить схему (сам. работа с учебником стр.40 – 41)

Физкультминутка

5.Решение расчетных задач:Нахождение молекулярной формулы органического соединения по массе (объему) продуктов сгорания.

Задача 1. При сжигании 29 г углеводорода образовалось 88 г углекислого газа и 45 г воды, относительная плотность вещества по воздуху равна 2. Найти молекулярную формулу углеводорода.

Решение

1. Записать условие задачи.

2. Найти относительную молекулярную массу вещества:

Mr = Dвозд•Мr(возд.),

Mr(CхHy)= 2•29 = 58.

3. Найти количество вещества образовавшегося оксида углерода(IV):

4. Найти количество вещества углерода в сожженном веществе:

 (C) =   (CO₂) = 2 моль.

5. Найти количество вещества воды:

 (H₂O) = 45/18 = 2,5 моль.

6. Найти количество вещества водорода в сожженном веществе:

 (H) = 2(H₂O),

 (H) = 2,5•2 = 5 моль.

7. Найти простейшую формулу углеводорода:

 (C) :   (Н) = 2 : 5,

следовательно, простейшая формула – С₂Н₅.

8. Найти истинную формулу углеводорода:

Мr(C2H5) = 29,

Mr (CхHy) = 58,

следовательно, истинная формула – C₄H₁₀.

V Домашнее задание

3 стр.20-23 изучить, выполнить задание 5, 7 стр. 23 -10А

§ 9, выполнить упр.5- 6 , стр.42 - 10Б

VI Рефлексия

«Незаконченное предложение»: ребятам нужно высказаться одним предложением, выбирая начало фразы на доске:

Сегодня на уроке

я узнал (а)…

мне особенно запомнилось…

было интересно…

было трудно…

я понял, что…

теперь я могу…

меня удивило…

Ответы на блиц – опрос (каждый правильный ответ – 0,5 балла)

1. Углеводороды – это органические соединения, молекулы которых состоят только из атомов двух химических элементов углерода и водорода.

2. Предельные углеводороды (алканы) – это углеводороды, в молекулах которых атомы углерода соединены между собой только одинарной сигма – связью

3. Общая формула алканов - C_nH_2n+2.

4. Гомологический ряд – это ряд веществ, молекулы которых схожи по строению и свойствам, но отличаются на одну или несколько групп – CH₂.

5. Гомологическая разность – это группа атомов –CH₂.

6. Гибридизация – это взаимное выравнивание взаимодействующих орбиталей разных уровней по форме и энергии.

7. Тип гибридизации характерный для алканов - sр³-гибридизация.

8. Длина связи, характерная для алканов - 0,154 нм.

9. Валентный угол, характерный для алканов - 109 ° 28.

10. Форма молекулы метана – это тетраэдр.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/575765-metan-i-jetan--prostejshie-predstaviteli-alk