План-конспект уроку "запровадження органічну хімію". Методична розробка уроку "введення в органічну хімію" Відкритий урок введення в органічну хімію
Алгоритм побудови докази: 1.Викладається думка, яка вимагає докази або спростування (теза); 2.Наводяться докази, судження, пояснення, що доводять або спростовують раніше висловлену думку (аргументи); 3.Формулюється висновок про істинність чи хибність відповіді.
Аргументи... Треба вивчити 13 класів речовин... Щоб отримати 7-10 балів з хімії необхідно вміти розмірковувати... Ми повинні будемо вміти писати формули метилциклопентадеканону, метилфенхілового ефіру, аспартиламіномалонової кислоти... перетворити целюлозу на штучний шовк, бензин низької якості – на високоякісний високооктановий…
Теорія будови органічних сполук Атоми в молекулах органічних речовин з'єднуються у певній послідовності відповідно до їх валентності. Властивості органічних речовин залежать не тільки від якісного та кількісного складу, а й порядку з'єднання атомів у молекулах. Атоми та групи атомів у молекулах органічних речовин взаємно впливають одна на одну.
Урок на тему: Вступний інструктаж з Т/Б.Предмет органічної хімії. Формування органічної хімії як науки.
Цілі уроку :
1.Сформувати уявлення про склад і будову органічних сполук, їх відмітні ознаки.
2. Виявити причини різноманіття органічних речовин.
3. Продовжити формування вміння складати структурні формули з прикладу органічних речовин.
4. Сформувати уявлення про ізомерію та ізомери.
Обладнання уроку Склад: зразки органічних сполук, сірники, фарфорова чашка, щипці, шарострижневі моделі представників алканів, алкенів, циклоалканів.
Хід уроку.
Що таке “органічна хімія” і як відбувся термін “органічні речовини”?
Органічна хімія – наука про органічні сполуки та їх перетворення. Спочатку органічними вважалися речовини, знайдені в живих організмах і тваринах. Такі речовини, що зустрічаються в живій природі, обов'язково містять вуглець. Довгий час вважалося, що з отримання складних сполук вуглецю використовується якась “рушійна сила”, діюча лише у живої матерії. У лабораторіях вдавалося синтезувати лише найпростіші вуглецевмісні сполуки, такі, як діоксид вуглецю CO 2 , карбід кальцію CaC 2 , ціанід калію KCN. Початком синтезу органічних речовин по праву вважається синтез сечовини з неорганічної солі – ціанату амонію NH 4 CNO, вироблений Велером у 1828 році. Це й спричинило необхідність визначення органічних речовин. Сьогодні до них відносяться понад мільйон вуглецевмісних сполук. Деякі з них виділені з рослинних та тваринних джерел, проте набагато більша їх кількість синтезована в лабораторіях хіміками-органіками.
На якій підставі органічні речовини виділяють до окремої групи? Які їх відмітні ознаки?
Так як вуглецьнеодмінно присутній у всіх органічних речовинах, органічну хімію з середини XIX століття часто називають хімією сполук вуглецю.
Термін “органічна хімія” запровадили шведським ученим Й. Берцеліусом на початку ХІХ століття. До цього речовини класифікували за джерелом їх одержання. Тому у XVIII столітті розрізняли три хімії: "рослинну", "тварину" та "мінеральну". Ще XVI столітті вчені не робили відмінностей між органічними і неорганічними сполуками. Ось, наприклад, класифікація речовин на основі знань того часу:
Олії: купоросна (сірчана кислота), оливкова;
Спирти: винний, нашатирний, соляний (соляна кислота), селітровий (азотна кислота);
Солі: кухонна, цукор і т.д.
Незважаючи на те, що ця класифікація, м'яко кажучи, не відповідає нинішній, багато сучасних назв прийшли до нас із того часу. Наприклад, назва "спирт" (від латинського "спірітус" - дух) присвоювалося всім легколетким рідинам. Вже у ХІХ століття хіміки як вели інтенсивний пошук нових речовин, і способів їх отримання, а й приділяли особливу увагу визначенню складу речовин. Список найважливіших відкриттів тогочасної органічної хімії можна було б представити наступним чином:
1845 рік.Кольбе синтезує в кілька стадій оцтову кислоту, використовуючи як вихідні неорганічні речовини: деревне вугілля, водень, кисень, сірку і хлор.
1854 рік.Бертло синтезує жироподібну речовину.
1861 рік.Бутлеров, діючи вапняною водою на параформальдегід (полімер мурашиного альдегіду), здійснив синтез "метиленітану" - речовини, що відноситься до класу цукрів.
1862 рік.Бертло, пропускаючи водень між вугільними електродами, одержує ацетилен.
Ці експерименти підтверджували, що органічні речовини мають таку ж природу, як і всі прості речовини, і жодної життєвої сили для їхньої освіти не потрібно.
Органічні та неорганічні речовини складаються з тих самих хімічних елементів і можуть бути перетворені одна на одну.
Вчитель наводить приклади органічних речовин, називає їх молекулярну формулу (формули записані заздалегідь на дошці і закриті): оцтова кислота CH 3 -COOH, етиловий спирт CH 3 CH 2 OH, сахароза C 12 H 22 O 11 глюкоза C 6 H 12 O 6 , ацетилен HC = CH, ацетон
Запитання: Що спільного ви помітили у складі цих речовин? Яку хімічну властивість ви можете припустити для цих речовин?
Учні відповідають, що у перераховані сполуки входять вуглець і водень. Припускають, що вони палають. Вчитель демонструє горіння спиртування (C 2 H 5 OH), звертає увагу на характер полум'я, вносить послідовно в полум'я спиртування, уротропіну та свічки порцелянову чашку, показує, що від полум'я свічки утворюється кіптява. Далі обговорюється питання, які речовини утворюються під час горіння органічних речовин. Учні приходять до висновку, що утворитися може вуглекислий або чадний газ, чистий вуглець (сажа, кіптява). Вчитель повідомляє, що не всі органічні речовини здатні горіти, але вони розкладаються при нагріванні без доступу кисню, обвугливаются. Вчитель демонструє обвуглювання цукру під час нагрівання. Вчитель просить визначити вигляд хімічного зв'язкув органічних речовинах, з їх складу.
Питання: Як ви вважаєте, скільки органічних сполук зараз відомо? (Учні називають передбачувану кількість відомих органічних речовин. Зазвичай ці числа занижені проти фактичної чисельністю органічних речовин). 1999 року зареєстровано 18-мільйонне органічна речовина.
Питання: У чому причини різноманіття органічних речовин? Учням пропонується спробувати знайти їх у тому, що відомо про будову органічних речовин. Учні називають такі причини, як: з'єднання вуглецю в ланцюзі різної довжини; з'єднання атомів вуглецю простими, подвійними та потрійними зв'язками з іншими атомами та між собою; безліч елементів, що входять до складу органічних речовин. Вчитель наводить ще одну причину – різний характер вуглецевих ланцюгів: лінійні, розгалужені та циклічні, демонструє моделі бутану, ізобутану та циклогексану.
Учні у зошиті записують: Причини різноманіття органічних сполук.
1. З'єднання атомів вуглецю в ланцюзі різної довжини.
2. Утворення атомами вуглецю простих, подвійних та потрійних зв'язків з іншими атомами та між собою.
3. Різний характер вуглецевих ланцюжків: лінійні, розгалужені, циклічні.
4. Безліч елементів, що входять до складу органічних речовин.
5. Явище ізомерії органічних сполук.
Питання: Що таке ізомерія?
Це було відомо з 1823 року. Берцеліус (1830 рік) запропонував назвати ізомерами речовини, що мають якісний і кількісний склад, але мають різні властивості. Наприклад, було відомо близько 80 різноманітних речовин, що відповідають складу C6H12O2. У 1861 році загадка ізомерії була розгадана.
На з'їзді німецьких натуралістів і лікарів було прочитано доповідь, яка називалася “Щось у хімічній будові тіл”. Автором доповіді був професор університету Казанського Олександр Михайлович Бутлеров.
Саме це "щось" і склало теорію хімічної будови, яка лягла в основу наших сучасних уявлень про хімічні сполуки.
Тепер органічна хімія здобула міцну наукову основу, що забезпечила її стрімкий розвиток у наступне століття аж до наших днів. Передумовами для її створення послужили успіхи в розробці атомно-молекулярного вчення, уявлень про валентність та хімічний зв'язок у 50-ті роки XIX століття. Ця теорія дозволила передбачати існування нових сполук та його властивості.
Поняття про хімічну будову або, зрештою, про порядок зв'язку атомів у молекулі дозволило пояснити таке загадкове явище, як ізомерія.
Визначення понять “хімічна будова”, “ізомери” та “ізомерія” записуються у зошит.
Вміння будувати структурні формули ізомерів відпрацьовуються на прикладах:
C 2 H 6 O (етанол та диметиловий ефір), C 4 H 10 (бутан та ізобутан). Вчитель показує, як можна записати коротку структурну формулу
На дошці – плакат із зображенням ізомерів бутану та пентану.
Вчитель пропонує побудувати ізомери складу C 6 H 14 якщо відомо, що їх існує п'ять. Після винесення всіх ізомерів на дошку, вчитель звертає увагу учнів на методику побудови ізомерів: зменшення кожного разу головного ланцюга і збільшення числа радикалів.
Домашнє завдання: вивчити записи в зошиті, побудувати всі можливі ізомери складу C 7 H 16 .
«10 урок»
Тема: «ЦИКЛОПАРАФІНИ: БУДОВА, ВЛАСТИВОСТІ, ЗАСТОСУВАННЯ». Знаходження молекулярної формули газоподібного вуглеводню за його відносною щільністю та масовими частками елементів
Цілі уроку: 1. Дати учням поняття про циклічні вуглеводні. 2. Знати фізичні та хімічні властивості циклопарафінів у порівнянні з граничними вуглеводнями, вміти записувати рівняння реакцій, що доводять хімічні властивості циклопарафінів. 3. Знати практичне застосування циклопарафінів, з властивостей даних речовин, способи отримання.
Хідуроку
I . Підготовка до сприйняття нового матеріалу
1 . Перевірка домашнього завдання.
У дошки 1-й учень - завдання № 1, стор. 50. 2-й учень - завдання 7, стор. 23.
2. Робота класу.
Вирішити завдання:
При спалюванні 2,1 г речовини утворюється 6,6 г оксиду вуглецю (IV) та 2,7 гводи. Щільність парів цієї речовини повітрям дорівнює 2,91. Визначте молекулярну формулу цієї речовини.
3. Фронтальна бесіда з питань:
а) Які речовини називають гомологами? ізомерами?
б) Чому вуглеводні називають граничними?
в) Чому вуглеводневий ланцюг (у граничних вуглеводнів) має зигзагоподібну будову? Чому цей ланцюг може набувати у просторі різних форм?
г) Чому атоми вуглецю з'єднуються у ланцюзі?
д) У чому причина різноманіття органічних сполук? та інші питання.
II . Вивчення нового матеріалу (лекція)
1 . Поняття про циклопарафіни .
Крім розглянутих граничних вуглеводнів з відкритим ланцюгом атомів - парафінів, існують вуглеводні замкнутої, циклічної будови. Їх називають циклопарафінами,наприклад:
Загальна формула циклопарафінів: ПН 2п.
Вони мають на два атоми водню менше,ніж у граничних. Чому?
Циклопарафіни називають також циклоалканами.П'яти- та шестичленні циклопарафіни були вперше відкриті в нафті професором Московського університету В. В. Марковниковим. Звідси їхня інша назва - нафтени.
Молекули циклопарафінів часто містять бічні вуглецеві ланцюги:
2. Будова циклопарафінів .
За будовою молекул циклопарафіни подібні до граничних вуглеводнів. Кожен атом вуглецю в циклоалканах знаходиться у стані sp 3 -гібридизації і утворює чотири δ-зв'язку С - С і С - Н. Кути між зв'язками залежать від розміру циклу. У найпростіших циклах 3 і 4 кути між зв'язками С - С сильно відрізняються від тетраедричного кута 109°28 що створює в молекулах напругу і забезпечує їх високу реакційну здатність.
Вільне обертаннянавколо зв'язків С-С,утворюють цикл, неможливо.
3. Ізомерія та номенклатура .
Для циклоалканів характерні два види ізомерії.
а) 1-й вигляд- структурна ізомерія- ізомерія вуглецевого скелета (як всім класів органічних сполук). Але структурна ізомерія може бути зумовлена різними причинами.
По перше, розміром циклу.Наприклад, для циклоалкану С 4 Н 8 існує дві речовини:
Також до структурної ізомерії відноситься міжкласова.Наприклад, для речовини С4Н8 можна записати структурні формули речовин, що належать до різних класів вуглеводнів.
б) 2-й вигляд- просторова ізомеріяу деяких заміщених циклоалканів обумовлена відсутністю вільного обертання навколо зв'язків С – С у циклі.
Наприклад, у молекулі 1,2-диметилциклопропанадве групи СН 3 можуть знаходитися по одну сторону від площини циклу (цис-ізомер) або по різні сторони (транс-ізомер).
Назви циклоалканів утворюються шляхом додавання приставки цикло до назви алкану з відповідним числом атомів вуглецю. Нумерацію в циклі роблять таким чином, щоб заступники отримали найменші номери.
Структурні формули циклоалканів зазвичай записують у скороченому вигляді, використовуючи геометричну форму циклу та опускаючи символи атомів вуглецютакі водню.
4. Фізичні властивості циклопарафінів .
За звичайних умов перші два члени ряду (З 3 і 4) - гази, C 5 - С 10 - рідини, вищі - тверді речовини. Температури кипіння та плавлення циклоалканів, як і їх густини, дещо вище, ніж у парафінів з рівним числом атомів вуглецю. Як і парафіни, циклоалкани практично нерозчинні у воді.
5. Хімічні властивості.
За хімічними властивостями циклоалкани, зокрема циклопентані циклогексан,подібні до граничних вуглеводнів. Вони хімічно малоактивні, горючи, входять у реакцію заміщення з галогенами.
в) Також вони вступають у реакцію дегідрування (відщеплення водню) у присутності нікелевого каталізатора.
За хімічним характером малі цикли (циклопропан та циклобутан) схильні до реакцій приєднання,в результаті яких відбувається розрив циклу та утворюються парафіни та їх похідні, чим вони нагадують ненасичені сполуки.
а) Приєднання брому
6. Отримання циклопарафінів .
а) Циклопентан, циклогексан та їх похідні становлять основну частину деяких сортів нафти. Тому їх одержують переважно з нафти. Але є й синтетичні методи отримання.
б) Загальним способом отримання циклоалканів є дія металів на дигалогенопохідні алканів.
7. Застосування циклоалканів. З циклопарафінів практичне значення мають циклопентан, циклогексан, метил циклогексан, їх похідні та інші. У процесі ароматизації нафти ці сполуки перетворюються на ароматичні вуглеводні - на бензол, толуол та інші речовини, які широко використовуються для синтезу барвників, медикаментів і т.д. Циклопропан застосовують для наркозу. Циклопентанвикористовується як добавка до моторного палива для підвищення якості останнього та в різних синтезах.
У нафті містяться також карбоксильні похідні циклопентану-циклопенткарбонова кислота та її гомологи, які називаються нафтеновими кислотами. При очищенні нафтових продуктів лугом утворюються натрієві солі цих кислот, що мають миючу здатність (милонафт). Циклогексан використовують головним чином для синтезу адипінової кислоти та капролактаму – напівпродуктів для виробництва синтетичних волокон найлон та капрон.
III . Закріплення знань та умінь.
Завдання 2.При згорянні речовини масою 4,2 г утворюється 13,2 г оксиду вуглецю (IV) та 5,4 г води. Щільність парів цієї речовини повітрям дорівнює 2,9. Визначте молекулярну формулу цієї речовини.
Завдання 3. При згорянні 7,5 г речовини утворюється 11 г оксиду вуглецю (IV) та 4,5 г води. Щільність парів цієї речовини воднем дорівнює 14 Визначте молекулярну формулу даної речовини.
Зад додому §
Перегляд вмісту документа
"10.1"
Урок №11 10 клас Практична робота: «Якісне визначення вуглецю, водню та хлору в органічних сполуках»
Цілі. Навчитися експериментально доводити якісний склад вуглеводнів та їх галогенопохідних, обґрунтовувати дані експерименту.
Обладнання та реактиви. Шпателі (2 шт.), шматочок вати, U- та Г-подібні газовідвідні трубки, газовідвідна трубка-капіляр, спиртовка, сірники, штатив залізний з лотком, широкогорла пробірка, піпетка, скляна промивна, штатив з пробірками, щипці тигельні, фільтрувальна , фарфорова чашка, синє скло (Со), санітарна склянка, склянка на 50 мл; лакмусовий папір (фіолет.), С 2 Н 5 ОН (3–4 мл), вапняна вода Са(ОН) 2 або баритова вода Ba(OH) 2 , парафін (подрібнений), сахароза С 12 Н 22 О 11 , CuO ( порошок), CuSO 4 (безвод.), HNO 3 (конц.), хлороформ СНСl 3 або чотирихлористий вуглець CCl 4 , Na металевий (2–3 горошини, свіжоочищений), AgNO 3 (р-р, = 1%), Cu (Тонкий дріт, на кінці скручена в спіраль).
Визначення галогенів виробляють за Бейльштейном і Степановим. Проба Бейльштейна
. При нагріванні з СуO галогеновмісні речовини згоряють з утворенням летких сполук міді з галогеном, що забарвлюють полум'я в синьо-зелений колір.
Реакція Степанова
. Наявність галогену визначають шляхом відновлення сполуки галогену воднем (атомарним, у момент виділення). Галоген відщеплюється у вигляді галогеноводороду, що виявляється реакцією з нітратом срібла(I) по білому сирному осаду AgCl, нерозчинного в кислотах. Водень отримують дією металевого Na спирт.
| Порядок роботи | Завдання | Спостереження та висновки |
| 1. У пробірці змішати (1:3) трохи цукру З 12 Н 22 Про 11 з оксидом міді(II), засипавши оксидом суміш та зверху.
| Довести дослідним шляхом, що у складі виданої органічної речовини є вуглець та водень. Назвати ознаки хімічних реакцій. | |
| 3. Пробірку закрити пробкою з газовідвідною трубкою, кінець якої має бути у збірнику над рівнем вапняної води. Нагрівати спочатку всю пробірку, потім суміш. Спостерігати | Написати рівняння реакцій, що протікають. Додатково написати рівняння реакцій спалювання з CuO речовин | |
| Мідний дріт, взяту щипцями, прожарити в полум'ї пальника для утворення на поверхні шару оксиду міді(II). Якщо полум'я забарвлюється у синьо-зелений колір, то нагрівання вести до зникнення цього забарвлення. Після охолодження змочити кінчик дроту у випробовуваній речовині CCl 4 і ввести в полум'я, що не світиться. | Довести досвідченим шляхом наявність у складі чотирихлористого вуглецю атомів галогену. Доказ провести двома способами. Пояснити результати експерименту, записати рівняння реакцій розпізнавання | |
| Демонстраційний досвід . У 2-3 мл З 2 Н 5 ВІН (зневодненого безводним CuSO 4) розчинити кілька крапель (крупинок) речовини, що випробовується, і додати шматочок металевого Na (горошину). Після закінчення виділення водню, переконавшись у повному розчиненні натрію, суміш розбавити рівним об'ємом води, підкислити концентрованим розчином HNO 3 і долити 1% розчин нітрату срібла(I) |
Перегляд вмісту документа
«10kachreakzii»
Якісні реакції в органічній хімії» (10 клас)
Мета уроку:узагальнити знання учнів щодо розпізнавання органічних речовин за допомогою якісних реакцій, вміти вирішувати експериментальні завдання.
Обладнання:навчальне електронне видання «Органічна хімія» (лабораторія систем мультимедіа), картки з індивідуальними завданнями з розпізнавання органічних речовин.
Тип уроку:узагальнення та перевірка знань учнів з цієї теми.
Форма проведення уроку:урок проводиться дві академічні години по 45 хвилин: на першому уроці проглядається диск і записуються рівняння реакцій, за допомогою яких можна розпізнати органічні речовини, на другому уроці вирішуються експериментальні завдання, протягом останніх 15 хвилин уроку учні виконують
індивідуальні завдання.
Хід уроку:
Вчитель:Сьогодні на уроці ми згадаємо всі якісні реакції, які вивчали цього навчального року, навчимося вирішувати експериментальні завдання. Допоможе нам згадати та закріпити знання навчальний електронний посібник «Органічна хімія». Ви повинні будете подивитися та записати рівняння реакцій, щоб потім вирішувати завдання.
I . Перегляд диска та запис рівнянь реакцій. (Перший урок)
1. Ненасичені вуглеводні.
1. Знебарвлення бромної води під час пропускання етилену. (Тема "Алкени", розділ "Хімічні властивості", слайд 4.)
2.Знебарвлення перманганату калію у водному та кислому середовищі при пропусканні через неї алкену. (Тема «Алкени», розділ «Хімічні властивості», слайди 11, 12, 13)
3.Окислення алкінів та отримання ацетилену. (Тема «Алкіни», розділ «Окислення алкінів», слайди 1 та 8.)
2. Кисневмісні органічні речовини.
1.Взаємодія одноатомних граничних спиртів з натрієм та окислення спиртів. (Рівняння записують учні самостійно.)
2. Внутрішньомолекулярна дегідратація одноатомних спиртів – отримання алкенів. (Тема "Спирти", розділ "Хімічні властивості спиртів", слайд 17.)
3. Багатоатомні спирти. (Тема «Поліоли», слайди 2 та 4.)
4. Якісні реакції на фенол - взаємодія з бромною водою та хлоридом заліза (III). (Тема «Фенол», слайди 2 та 4.)
5. Окислення альдегідів. Реакції «срібного та мідного дзеркала». (Тема «Альдегіди», розділ «Хімічні властивості альдегідів», слайди 12, 13, 14, 15)
6. Розпізнавання граничних одноосновних карбонових кислот. Реакції на індикатори, взаємодія з карбонатами та хлоридом заліза (III). (Тема «Карбонові кислоти», розділ «Хімічні властивості», слайди 2, 3, 4)
7. Якісні реакції на мурашину кислоту. Знебарвлення перманганату калію в кислому середовищі та реакція «срібного дзеркала». (Розділ «Мурашина кислота», слайд 2.)
8. Розпізнавання вищих ненасичених карбонових кислот та розчину мила (стеарату натрію) – знебарвлення бромної води олеїновою кислотою та випадання в осад стеаринової кислоти при дії на мило мінеральної кислоти. (Рівняння учні записують самостійно.)
9. Розпізнавання глюкози. Реакції з гідроксидом міді (II), реакції «срібного та мідного дзеркала». (Рівняння записуються самостійно.)
10. Дія розчину йоду на крохмаль. (Тема «Вуглеводи», розділ «Крахмаль», слайд 6.)
3. Азотовмісні органічні сполуки.
1. Розпізнавання первинних та вторинних амінів. (Тема "Аміни", розділ "Хімічні властивості", слайд 7.)
2. Знебарвлення бромної води аніліном. (Тема «Аміни», розділ «Отримання та властивості амінів», слайд 9.)
3. Якісні реакції на амінокислоти. (Тема «Амінокислоти», розділ «Фізичні та хімічні властивості», слайд 6.)
4. Кольорові реакції білків. (Тема «Білки», розділ «Властивості білків», слайди 21 та 22.)
II . Розв'язання експериментальних завдань. (30 хвилин другого уроку)
Для вирішення завдань використовується матеріал підручника О. С. Габрієляна «Органічна хімія» 10 клас, с.293-294. (Практична робота № 8.) Для вирішення завдань мало знати якісні реакції, необхідно визначити перебіг розпізнавання.
III . Перевірочна роботаучнів. (15 хвилин другого уроку)
Робота ведеться за картками, що містять 4 варіанти завдань. Необхідно написати хід визначення речовин та рівняння якісних реакцій.
1 варіант.Розпізнати розчини крохмалю, формальдегіду, мила та глюкози.
2 варіант. Розпізнати розчини гліцерину, гексену, оцтової кислоти та білка.
3 варіант. Розпізнати розчини ацетальдегіду, етанолу, фенолу та етиленгліколю.
4 варіант.Розпізнати розчини мурашиної кислоти, оцтової кислоти, крохмалю та аніліну.
Вчитель:Якісний аналіз речовин – важлива тема щодо органічної хімії. Знання її допомагає у роботі як хімікам, а й медикам, екологам, біологам, епідеміологам, фармацевтам, працівникам харчової промисловості. Сподіваюся, що ці знання допоможуть вам і в повсякденному житті.
Перегляд вмісту документа
«11-12 урок»
Урок 11-12 10 клас
Тема. «Алкени: будова, ізомерія та номенклатура».
Ціль
Завдання: освітні розвиваючі: виховні
Методи: словесні (пояснення, оповідання, бесіда);
наочні (демонстрація таблиць, шаростержневі моделі молекул).
Тип уроку: вивчення нового матеріалу
Устаткування
Хід уроку.
Вступне слово вчителя
Урок починається поетичними рядками.
Нам щодня природа дарує
Дотик до вівтаря.
Тобі, Земле, дякую.
Кругообіг планети,
Дотик стихій,
Все – північ, південь, зима та літо,
Дорога, праця, кохання, вірші,
Сплетіння душі та думки,
Провали, злети вгору і вниз.
І ось сьогодні, як і на інших уроках, ми пізнаватимемо нове. А пізнаємо ми для того, щоб вміти застосовувати свої знання у житті.
По теорії Бутлерова, властивості речовин залежить від їх будови.
Повідомлення задач уроку.
1 .
2 . .
Рівень А (завдання на 4)
А. Алканов. Б. Алкенов.
Гомологами є:
А. Етану. Б. Етена.
Визначте тип реакції:
Рівень Б (завдання на 5)
Гомологами пентану є:
А. З 3 Н 8 . Б. З 2 Н 4 . У. З 6 Н 6. Р. З 7 Н 12.
Промисловим процесом переробки кам'яного вугілля є:
А. Ректіфікація. В. Коксування.
Б. Електроліз. Г. Крекінг.
2,3-диметилбутан має молекулярну формулу:
А. З 4 Н 10 . Б. З 5 Н 12 . У. З 6 Н 14. Р. З 7 Н 16
Всі атоми вуглецю знаходяться в sp 3 - гібридному стані:
А. Аренах. Б. Алкан. В. Алкенах. Г. Алкінах.
Допишіть рівняння реакції та визначте її тип:
Al 4 C 3 + Н 2 О → …
А. Гідратація. В. Гідрування.
Б. Гідроліз. Г. Окислення.
Молекулярна формула органічної речовини, що містить 52,17% вуглецю, 13, 04% водню, 34,78% кисню, що має щільність парів водню 23, - це:
А. З 2 Н 4 О. Б. З 2 Н 6 О. В. З 2 Н 4 О 2 . Р. З 2 Н 6 Про 2 .
Ключ. Рівень А: 1.А. 2. Б. 3. А. 4.А. 5. Б. 6. Б.
6 балів - "4", 5 балів - "3".
Рівень Б: 1. А. 2. У. 3. У. 4. Б 5. Б. 6. Б.
5. Al 4 C 3 + 12 Н 2 О → 3СН 4 + 4Al(OH) 3
7 балів – «5», 6 балів – «4», 5 балів – «3»
Учні перевіряють тестові завданняза ключом та самостійно виставляють собі оцінки.
3. Актуалізація знань.
Чому алкани відносяться до граничних вуглеводнів?
Які зв'язки утворюються між атомами у молекулах алканів?
Які типи гібридизації характерні для атомів вуглецю в алканах?
Які ще типи гібридизації атомів вуглецю існують?
Вивчення нового матеріалу.
Гомологічний ряд алкенів.
Ізомерія алкенів.
Номенклатура алкенів.
Самостійна роботаза підручником с. (2 хв)
? 1- які вуглеводні можна віднести до ненасичених?
2 – що означає термін ненасичені вуглеводні?
3 – назвіть найпростіший представник ненасичених вуглеводнів класу алкени.
СН 2 = СН 2 етен (етилен).
Повідомлення учня.
«Вперше етилен було отримано 1669 року німецьким хіміком Йоганом Йохімом Бехером нагріванням етилового спирту з концентрованою сірчаною кислотою. Сучасники не змогли гідно оцінити відкриття вченого. Адже Бехер не лише синтезував новий вуглеводень, а й уперше застосував хімічний каталізатор (сірчана кислота) у процесі реакції. До цього в науковій практиці та повсякденному житті застосовувалися лише біологічні каталізатори природного походження – ферменти.
Етилен понад сто років після його відкриття не мав власної назви. Наприкінці 18 століття з'ясувалося, що при взаємодії з хлором «газ Бехера» перетворюється на маслянисту рідину, після чого його назвали олефіном, що означає олію, що народжує. Потім ця назва поширилася на всі вуглеводні, які мали подібну до етилену будову».
Дайте визначення класу алкени.
Алкени (олефіни) – ациклічні вуглеводні, що містять у молекулі, крім одинарних зв'язків, один подвійний зв'язок між атомами вуглецю та відповідні загальній формулі С n Н 2n .
2. Електронна та просторова будова етилену.
Демонстрація шарострижневих моделей молекул гексану та етилену
Пояснення таблиці.
У молекулі етилену СН 2 = СН 2 обидва атоми вуглецю, пов'язані подвійним зв'язком, перебувають у стані sp 2 – гібридизації. Тобто в гібридизації бере участь 1 s-хмара і 2 p-хмари (на відміну від етану у якого в гібридизації беруть участь 1 s-хмара і 3 p-хмари), і по одному p-хмарі у кожного атома вуглецю залишаються негібридизованими.
Осі sp 2 - орбіталей лежать в одній площині (на відміну від алканів, в яких атом вуглецю має об'ємну форму - тетраедр).
Кут між ними становить 1200 (в алканах 109028/).
Довжина подвійного зв'язку менша за одинарну і становить 0,133 нм (у алканів l =0,154 нм).
Через наявність подвійного зв'язку вільне обертання щодо зв'язку С=С неможливе (тоді як у алканів можливе вільне обертання навколо одинарного зв'язку).
3. Гомологічний ряд алкенів.
?
етен пропен бутен-1
4. Ізомерія алкенів.
?
Ізомерія алкенів
Структурна Просторова
Бутен-1 Бутен-1 Бутен-1
Н Н Н 3 С Н
СН 3 бутен-2 СН 2 - СН 2
! .
5. Номенклатура алкенів.
Пояснення по таблиці"Номенклатура алкенів".
1. Вибір головного ланцюга
Перегляд вмісту документа
«12 урок»
10 клас
Тема. Електронна та просторова будова алкенів, гомологічний ряд алкенів. Алкени: будова, ізомерія та номенклатура ».
Ціль: продовжити формування понять про вуглеводні з метою з'ясування впливу електронної будови алкенів на появу великої кількостіізомерів у цього класу речовин.
Завдання: освітні: сприяти формуванню у учнів понять про хімічну та електронну будову, про гомологічний ряд, ізомерію та номенклатуру алкенів;
розвиваючі:продовжити розвивати поняття про будову речовини, про ізомерію та її види; продовжити розвивати вміння давати назви органічним сполукам за номенклатурою ІЮПАК та будувати формули речовин за назвою; працювати із тестами; продовжити розвивати вміння порівнювати будову та види ізомерії алканів та алкенів;
виховні: продовжити виховання пізнавального інтересу до науки
Методи: словесні (пояснення, розповідь, бесіда); наочні (демонстрація таблиць, шаростержневі моделі молекул).
Тип уроку: вивчення нового матеріалу
Устаткування: таблиці «Будова молекула етилену», «Будова атома вуглецю», «Номенклатура алкенів»; ключі до тестів та графічного диктанта; шарострижневі моделі молекул гексану, етену, бутену-2 (цис- та транс).
Хід уроку.
Організаційний момент.
Повідомлення задач уроку.
Перевірка пройденого матеріалу.
1 . Двоє учнів працюють біля дошки: 1-й учень – здійснює ланцюжок перетворень; 2-й учень – записує умови протікання реакцій у цьому ланцюжку. Інші учні виконують завдання у зошиті.
Здійснити ланцюжок перетворень за наступною схемою:
Етан → Брометан → н-Бутан → Ізобутан → Оксид вуглецю (IV).
За потреби вкажіть умови протікання реакцій.
2 . Різнорівневий тестовий контроль.
Учні самостійно обирають рівень складності завдання.
Рівень А (завдання на 4)
Речовини із загальною формулою СnН2n+2 відносяться до класу:
А. Алканов. Б. Алкенов.
Гомологами є:
А. Метан та хлорметан. Б. Етан та пропан.
Пі – зв'язок відсутній у молекулі:
А. Етану. Б. Етена.
Для алканів характерні реакції:
А. Заміщення. Б. Приєднання.
Визначте тип реакції:
СО + 3Н 2 Ni , t C Н 4 + Н 2
А. Гідролагагенування. Б. Гідрування.
Перегонка нафти проводиться з метою одержання:
А. Тільки бензину та метану. Б. Різні нафтопродукти.
Вивчення нового матеріалу.
Поняття про ненасичені вуглеводні.
Електронна та просторова будова етилену.
Гомологічний ряд алкенів.
Ізомерія алкенів.
Номенклатура алкенів.
Чим відрізняються граничні вуглеводні від ненасичених?
Які ненасичені вуглеводні вам відомі?
1. Поняття про ненасичені вуглеводні.
Алкени
Алкени (Ненасичені вуглеводні, етиленові вуглеводні, олефіни) – ненасичені аліфатичні вуглеводні, молекули яких містять подвійний зв'язок. Загальна формула ряду алкенів З n Н 2n.
За систематичною номенклатурою назви алкенів виробляють від назв відповідних алканів (з тим самим числом атомів вуглецю) шляхом заміни суфікса - Анна – він: етан (CH 3 -CH 3) – етен (CH 2 =CH 2) і т. д. Головний ланцюг вибирається таким чином, щоб він обов'язково включав подвійний зв'язок. Нумерацію вуглецевих атомів починають із ближнього до подвійного зв'язку кінця ланцюга.
У молекулі алкену ненасичені атоми вуглецю перебувають у sp 2 -гібридизації, а подвійний зв'язок між ними утворена σ- і π-зв'язком. sp 2 -Гібридні орбіталі спрямовані один до одного під кутом 120°, і одна негібридизована 2р-орбіталь, розташована під кутом 90° до площини атомних гібридних орбіталей.
Просторова будова етилену:
Довжина зв'язку С=С 0,134 нм, енергія зв'язку С=С Е с=с = 611 кДж/моль, енергія π-зв'язку Еπ = 260 кДж/моль.
Види ізомерії: а) ізомерія ланцюга; б) ізомерія положення подвійного зв'язку; в) Z, Е (cis, trans) - Ізомерія, вид просторової ізомерії.
Способи отримання алкенів
1. CH 3 -CH 3 → Ni, t→ CH 2 =CH 2 + H 2 (дегідрування алканів)
2. З 2 Н 5 OH →H,SO 4 , 170 °C→ CH 2 =CH 2 + Н 2 O (дегідратація спиртів)
3. (дегідрогалогенування алкілгалогенідів за правилом Зайцева)
4. CH 2 Cl-CH 2 Cl + Zn → ZnCl 2 + CH 2 =CH 2 (дегалогенування дигалогенопохідних)
5. HC≡CH + Н 2 → Ni, t→ CH 2 =CH 2 (відновлення алкінів)
Хімічні властивості алкенів
Для алкенів найбільш характерні реакції приєднання, вони легко окислюються та полімеризуються.
1. CH 2 = CH 2 + Br 2 → CH 2 Br-CH 2 Br
(Приєднання галогенів, якісна реакція)
2. (приєднання галогеноводородів за правилом Марковникова)
3. CH 2 =CH 2 + Н 2 → Ni, t→ CH 3 -CH 3 (гідрування)
4. CH 2 =CH 2 + Н 2 O → H + → CH 3 CH 2 OH (гідратація)
5. ЗCH 2 =CH 2 + 2КMnO 4 + 4Н 2 O → ЗCH 2 OH-CH 2 OH + 2MnO 2 ↓ + 2KOH (м'яке окиснення, якісна реакція)
6. CH 2 =CH-CH 2 -CH 3 + КMnO 4 → H + → CO 2 + З 2 Н 5 COOH (жорстке окиснення)
7. CH 2 = CH-CH 2 -CH 3 + O 3 → Н 2 С = O + CH 3 CH 2 CH = O формальдегід + пропаналь → (озоноліз)
8. З 2 Н 4 + 3O 2 → 2CO 2 + 2Н 2 O (реакція горіння)
9. (полімеризація)
10. CH 3 -CH=CH 2 + HBr → перекис→ CH 3 -CH 2 -CH 2 Br (приєднання бро-моводню проти правила Марковнікова)
11. (Реакція заміщення в α-положення)
Перегляд вмісту документа
«12.1 урок»
12 урок 10 клас
Тема. « Номенклатура та ізомерія алкенів» .
Ціль: продовжити формування понять про вуглеводні з метою з'ясування впливу електронної будови алкенів на появу великої кількості ізомерів у цього класу речовин.
Завдання:
освітні: сприяти формуванню у учнів понять про хімічну та електронну будову, про гомологічний ряд, ізомерію та номенклатуру алкенів;
розвиваючі:продовжити розвивати поняття про будову речовини, про ізомерію та її види;
продовжити розвивати вміння давати назви органічним сполукам за номенклатурою ІЮПАК та будувати формули речовин за назвою; працювати із тестами; продовжити розвивати вміння порівнювати будову та види ізомерії алканів та алкенів;
виховні: продовжити виховання пізнавального інтересу до науки
Методи: словесні (пояснення, оповідання, бесіда); наочні (демонстрація таблиць, шаростержневі моделі молекул).
Тип уроку: вивчення нового матеріалу
Устаткування: таблиці «Будова молекула етилену», «Будова атома вуглецю», «Номенклатура алкенів»; ключі до тестів та графічного диктанта; шарострижневі моделі молекул гексану, етену, бутену-2 (цис- та транс).
Хід уроку.
Організаційний момент.
Вступне слово вчителя – Урок починається поетичними рядками.
Нам щодня природа дарує
Дотик до вівтаря.
За життя – космічний подарунок –
Тобі, Земле, дякую.
Кругообіг планети,
Дотик стихій,
Все – північ, південь, зима та літо,
Дорога, праця, кохання, вірші,
Сплетіння душі та думки,
Провали, злети вгору і вниз.
Який же сенс – у пошуках сенсу?
Процес пізнання – у цьому сенс.
І ось сьогодні, як і на інших уроках, ми пізнаватимемо нове. А пізнаємо ми для того, щоб вміти застосовувати свої знання у житті. По теорії Бутлерова, властивості речовин залежить від їх будови.
Тема сьогоднішнього уроку – «Алкени: будова, ізомерія та номенклатура».
А на наступних уроках ми вивчимо їх властивості та застосування.
Повідомлення задач уроку.
Перевірка пройденого матеріалу.
1 . Двоє учнів працюють біля дошки: 1-й учень – здійснює ланцюжок перетворень; 2-й учень записує умови протікання реакцій у цьому ланцюжку. Інші учні виконують завдання у зошиті.
Завдання. Здійснити ланцюжок перетворень за наступною схемою:
Етан → Брометан → н-Бутан → Ізобутан → Оксид вуглецю (IV).
Вивчення нового матеріалу.
План.
Гомологічний ряд алкенів.
Ізомерія алкенів.
Номенклатура алкенів.
1 . Гомологічний ряд алкенів.
? – Які речовини називаються гомологами?
Запишіть структурні формули гомологів етилену та дайте їм назву.
СН 2 = СН 2; СН 2 = СН - СН 3; СН 2 = СН - СН 2 - СН 3 і т.д.
етен пропен бутен-1
2 . Ізомерія алкенів.
? - Які види ізомерії характерні для алканів?
Як ви вважаєте, а які види ізомерії можливі у алкенів?
Ізомерія алкенів
Структурна Просторова
Вуглецевого Положення Міжкласова Геометрична
скелета подвійний (з циклоалканами) (цис- та транс-)
СН 2 =СН–СН 2 –СН 3 СН 2 =СН–СН 2 –СН 3 СН 2 =СН–СН 2 –СН 3 Н 3 СН 3 Н СН 3
Бутен-1 Бутен-1 Бутен-1
СН 2 = СН-СН 3 СН 3 -СН = СН-СН 3 СН 2 - СН 2
Н Н Н 3 С Н
СН 3 бутен-2 СН 2 - СН 2
2-метилпропен циклобутан цис-бутен -2 транс-бутен -2
Схема викреслюється на дошці під час пояснення, учні записують у зошит.
! Фізкультхвилинка: виконуються вправи для м'язів очей, голови, плеча, кистей.
3 . Номенклатура алкенів.
Пояснення по таблиці"Номенклатура алкенів".
Номенклатура алкенів, розроблена ІЮПАК, схожа на номенклатуру алканів.
Правила складання назв алкенів.
Вибір головного ланцюга. У разі алкенів найдовший ланцюжок атомів вуглецю повинен містити подвійний зв'язок.
Домашнє завдання:
Перегляд вмісту документа
«13 урок»
«___»_____________2011р. Урок 13
Тема урока:Алкени. Одержання, хімічні властивості та застосування алкенів.
Цілі та завдання уроку:
Обладнання:
ХІД УРОКУ
I. Організаційний момент
1. Способи одержання алкенів
C 4 H
октан бутен бутан
бутан бутен водень
калію калію
Запам'ятайте!
а) Реакції приєднання
Запам'ятайте!
Запам'ятай!
етен поліетилен
б) реакція окиснення
Лабораторний досвід.
- Каталічне окислення
Запам'ятайте головне!
3. Застосування алкенів
2 – пластмас;
3 – вибухових речовин;
4 – антифризів;
5 – розчинників;
7 – одержання ацетальдегіду;
8 – синтетичного каучуку.
Домашнє завдання:
Перегляд вмісту документа
«14 урок»
«___»_____________2011р. Урок 14
Тема урока:Отримання алкенів та їх застосування Алкени. Одержання, хімічні властивості та застосування алкенів.
Цілі та завдання уроку:
розглянути конкретні хімічні властивості етилену та загальні властивості алкенів;
поглибити та конкретизувати поняття про пі-зв'язок, про механізми хімічних реакцій;
дати початкові уявлення про реакції полімеризації та будову полімерів;
розібрати лабораторні та загальні промислові способи одержання алкенів;
продовжити формування вміння працювати з підручником.
Обладнання:прилад для отримання газів, розчин КМnO 4 , етиловий спирт, концентрована сірчана кислота, сірники, спиртування, пісок, таблиці «Будова молекула етилену», «Основні хімічні властивості алкенів», демонстраційні зразки «Полімери».
ХІД УРОКУ
I. Організаційний момент
Ми продовжуємо вивчення гомологічного рядуалкенів. Сьогодні ми маємо розглянути способи отримання, хімічні властивості та застосування алкенів. Ми повинні охарактеризувати хімічні властивості, зумовлені подвійним зв'язком, отримати початкові уявлення про реакції полімеризації, розглянути лабораторні та промислові способи одержання алкенів.
ІІ. Активізація знань учнів
Які вуглеводні називають алкенами?
Які особливості їхньої будови?
У якому гібридному стані знаходяться атоми вуглецю, що утворюють подвійний зв'язок у молекулі алкену?
Підсумок: алкени відрізняються від алканів наявністю в молекулах одного подвійного зв'язку, що зумовлює особливості хімічних властивостей алкенів, способів їх отримання та застосування.
ІІІ. Вивчення нового матеріалу
1. Способи одержання алкенів
Скласти рівняння реакцій, що підтверджують способи одержання алкенів
– крекінг алканів C 8 H 18 –– C 4 H 8 + C 4 H 10; (Термічний крекінг при 400-700 o С)
октан бутен бутан
– дегідрування алканів C 4 H 10 – C 4 H 8 + H 2 ; (t, Ni)
бутан бутен водень
– дегідрогалогенування галогеналканів C 4 H 9 Cl + KOH –– C 4 H 8 + KCl + H 2 O;
хлорбутан гідроксид бутен хлорид вода
калію калію
– дегідрогалогенування дигалогеналканів 
- дегідратація спиртів С 2 Н 5 ОН - С 2 Н 4 + Н 2 О (при нагріванні в присутності концентрованої сірчаної кислоти)
Запам'ятайте!
При реакціях дегідрування, дегідратації, дегідрогалогенування та дегалогенування слід пам'ятати, що водень переважно відривається від менш гідрогенізованих атомів вуглецю (правило Зайцева, 1875)
2. Хімічні властивості алкенів
Характер вуглець - вуглецевий зв'язок визначає тип хімічних реакцій, в які вступають органічні речовини. Наявність у молекулах етиленових вуглеводнів подвійний вуглець – вуглецевого зв'язку зумовлює такі особливості цих сполук:
– наявність подвійного зв'язку дозволяє віднести алкени до ненасичених сполук. Перетворення їх у насичені можливе лише внаслідок реакцій приєднання, що є основною рисою хімічної поведінки олефінів;
– подвійний зв'язок є значною концентрацією електронної щільності, тому реакції приєднання носять електрофільний характер;
- подвійний зв'язок складається з одного - і одного зв'язку, який досить легко поляризується.
Рівняння реакцій, що характеризують хімічні властивості алкенів
а) Реакції приєднання
Запам'ятайте! Реакції заміщення властиві алканам і вищим циклоалканам, які мають лише одинарні зв'язки, реакції приєднання – алкенам, дієнам та алкінам, що мають подвійні та потрійні зв'язки.
Запам'ятай! Можливі наступні механізми розриву зв'язку:
а) якщо алкени та реагент – неполярні сполуки, то зв'язок розривається з утворенням вільного радикала:
H 2 C = CH 2 + H : H –– + +
б) якщо алкен і реагент – полярні сполуки, то розрив зв'язку призводить до утворення іонів:
в) при з'єднанні за місцем розриву зв'язку реагентів, що містять у складі молекули атоми водню, водень завжди приєднується до більш гідрованого атома вуглецю (правило Морковникова, 1869).
– реакція полімеризації nCH 2 = CH 2 –– n – CH 2 – CH 2 –– (– CH 2 – CH 2 –)n
етен поліетилен
б) реакція окиснення
Лабораторний досвід.Отримати етилен та вивчити його властивості (інструкція на столах учнів)
Інструкція з отримання етилену та дослідів з ним
1. Помістіть у пробірку 2 мл концентрованої сірчаної кислоти, 1 мл спирту та невелику кількість піску.
2. Закрийте пробкою з газовідвідною трубкою і нагрійте в полум'ї спиртування.
3. Газ, що виділяється, пропустіть через розчин з перманганатом калію. Зверніть увагу на зміну кольору розчину.
4. Підпаліть газ у кінці газовідвідної трубки. Зверніть увагу на колір полум'я.
- Алкени горять полум'ям, що світиться. (Чому?)
C 2 H 4 + 3O 2 –– 2CO 2 + 2H 2 O (при повному окисленні продуктами реакції є вуглекислий газ та вода)
Якісна реакція: «м'яке окиснення (у водному розчині)»
- Алкени знебарвлюють розчин перманганату калію (реакція Вагнера)
За більш жорстких умов у кислому середовищі продуктами реакції можуть бути карбонові кислоти, наприклад (у присутності кислот):
CH 3 - CH = CH 2 + 4 [O] - - CH 3 COOH + HCOOH
- Каталічне окислення
Запам'ятайте головне!
1. Ненасичені вуглеводні активно вступають у реакції приєднання.
2. Реакційна активність алкенів пов'язана з тим, що зв'язок під дією реагентів легко розривається.
3. В результаті приєднання відбувається перехід атомів вуглецю з sp 2 - sp 3 - гібридний стан. Продукт реакції має граничний характер.
4. При нагріванні етилену, пропілену та інших алкенів під тиск або у присутності каталізатора їх окремі молекули з'єднуються у довгі ланцюжки – полімери. Полімери (поліетилен, поліпропілен) мають велике практичне значення.
3. Застосування алкенів(повідомлення учня за наступним планом).
1 – отримання пального з високим октановим числом;
2 – пластмас;
3 – вибухових речовин;
4 – антифризів;
5 – розчинників;
6 – для прискорення дозрівання плодів;
7 – одержання ацетальдегіду;
8 – синтетичного каучуку.
ІІІ. Закріплення вивченого матеріалу
Домашнє завдання:§§ 15, 16, упр. 1, 2, 3 стор. 90, упр. 4, 5 стор. 95.
Перегляд вмісту документа
«15 урок»
23.10.2011р. Урок 15 10 клас
Урок на тему:Розрахунки за хімічними рівняннями, що характеризує властивості та способи отримання алкенів, за умови, що одна з реагуючих речовин дано надлишком.
Цілі:Навчити учнів складати та вирішувати хімічні завдання.
Тип уроку:Комбінований.
Хід уроку
I. Організація класу
ІІ. Актуалізація знань, умінь та навичок
ІІІ. Вивчення нового матеріалу:
Рішення:
H 2 O H 2 Na 5,6 г
C 2 H 5 OH96%;
112 мл;
0,8 г/мл.
m(C 2 H 5 OH, р-р)=Vp=112,5 . 0,8 = 90 (г); m(C 2 H 5 OH)=m(C 2 H 5 OH, р-р) . w (C 2 H 5 OH) = 90 . 0,96 = 86,4 (г); n(C 2 H 5 OH)=m/M=86,4:46=1,8(моль).
m(H 2 O)= m(C 2 H 5 OH, р-р)- m(C 2 H 5 OH)=90-86,4=3,6(г); n(H 2 O)= m/M=3,6:18=0,2(моль).
n (Na) = m / M = 5,6:23 = 0,24 (моль).
за умовою 0,24 моль 0,2 моль
2Na + 2H 2 O 2NaOH + H 2
за рівнянням 2моль 2моль
надлишок недолік
| післяр-ції |
за умовою 0,04 моль 1,8 моль
2Na + 2C 2 H 5 OH 2C 2 H 5 ONa + H 2
за рівнянням 0,04 моль0,04 моль
недолік надлишок
| післяр-ції |
m (р-ра) = m (C2H5OH, р-р) + m (Na)-m (H2) = 90 +5,6-(0.02 +0,1). 2 = 95,36 (г).
Тобто. після реакції в розчині:
m (C 2 H 5 OH) = n. M = 1,76. 46 = 80,96 (г),
w (C 2 H 5 OH )=m (C 2 H 5 OH ) / m (р-ра)=80,96:95,36=0,85;
m (C 2 H 5 ONa) = n. M = 0,04. 68 = 2,72 (г),
w(C 2 H 5 ONa)= m (C 2 H 5 ONa)/ m(р-ра)=2,72:95,36=0,03;
w(NaOH)= 1- w (C 2 H 5 OH)- w(C 2 H 5 ONa)=1-0,85-0,03=0,12.
В результаті окислення 12,32г метанолу і розчинення альдегіду, що утворився, в 224 мл води був отриманий 3%-ний формалін. Визначте масову часткувиходу препарату реакції.
Рішення:т.к. умова задачі об'ємна, розбираємо її на малюнку-схемі.
224 мл H 2 O
CH 3 OH [O]CH 2 O
12,32 г 3%
n(CH 3 OH)=m/M=12,32:32=0,385(моль);
m (CH 2 O, теор.) = M n = 30 . 0,385 = 11,55 (г)
m (H 2 O) = Vp = 224. 1 = 224 (г), w (H 2 O) = 100-3 = 97 (%)
m (CH 2 O) - 3%, = x - 3%, = m (CH 2 O, прак.) = 224 . 3: 97 = 6,93 (г)
m (H 2 O) - 97%.224 - 97%
w вих. (CH 2 O) = m (CH 2 O, прак.) / m (CH 2 O, теор.) = 6,93: 11,55 = 0,6.
Для перевірки на основі попереднього завдання складаємо нову умову та вирішуємо.
Розчин якої концентрації вийде, якщо після окислення 12,32г метанолу отриманий формальдегід (вихід становив 60% теоретично можливого) розчинили в 224 мл води?
Рішення:
n (CH 3 OH )=m /M =12,32:32=0,385(моль);
n (CH 2 O) = n (CH 3 OH) = 0,385 (моль), т.к. кількість атомів однакова.
m (CH 2 O, теор.) = M n = 30 . 0,385 = 11,55 (г);
m (CH 2 O, прак.) = m (CH 2 O, теор.). w вих. (CH 2 O): 100% = 11,55. 60: 100 = 6,93 (г);
m (H 2 O) = Vp = 224. 1 = 224 (г):
m (р-ра) = m (CH 2 O, прак.) + m (H 2 O) = 6,93 +224 = 230,93 (г);
w (CH 2 O) = m (CH 2 O, прак.): m (р-ра). 100% = 6,93: 230,93. 100 = 3 (%).
Домашнє завдання:П.12? 3, 5-9
Органічна хімія
Поняття органічної хімії та причини її виділення у самостійну дисципліну
Ізоміри– речовини однакового якісного та кількісного складу (тобто мають однакову сумарну формулу), але різної будови, отже, різними фізичними та хімічними властивостями.
Фенантрен (праворуч) та антрацен (ліворуч) - структурні ізомери.
Короткий нарис розвитку органічної хімії
Перший період розвитку органічної хімії, званий емпіричним(З середини XVII до кінця XVIIIстоліття), охоплює великий проміжок часу від первісного знайомства людини з органічними речовинами до виникнення органічної хімії як науки. У цей період пізнання органічних речовин, способів їх виділення та переробки відбувалося досвідченим шляхом. За визначенням знаменитого шведського хіміка І. Берцеліуса, органічна хімія цього періоду була «хімією рослинних та тваринних речовин». До кінця емпіричного періоду було відомо багато органічних сполук. З рослин були виділені лимонна, щавлева, яблучна, галова, молочна кислоти, із сечі людини – сечовина, із сечі коня – гіппурова кислота. Велика кількість органічних речовин послужило стимулом для поглибленого вивчення їх складу та властивостей.
Наступний період, аналітичний(Кінець XVIII - середина XIX століття), пов'язаний з появою методів встановлення складу органічних речовин. Найважливішу роль цьому зіграв відкритий М. У. Ломоносовим і А. Лавуазьє закон збереження маси (1748), покладений основою кількісних методів хімічного аналізу.
Саме цей період було встановлено, що це органічні сполуки містять вуглець. Крім вуглецю, у складі органічних сполук були виявлені такі елементи як водень, азот, сірка, кисень, фосфор, які в даний час називають елементами-органогенами. Стало ясно, що органічні сполуки відрізняються від неорганічних передусім за складом. До органічних сполук існувало тоді особливе ставлення: їх продовжували вважати продуктами життєдіяльності рослинних чи тваринних організмів, які можна отримати лише за участю нематеріальної «життєвої сили». Ці ідеалістичні погляди спростували практикою. У 1828 р. німецький хімік Ф. Велер синтезував органічну сполуку сечовину з неорганічного ціанату амонію.
З моменту історичного досвіду Ф. Велера починається бурхливий розвиток органічного синтезу. І. Н. Зінін відновленням нітробензолу отримав, поклавши тим самим початок анілінофарбової промисловості (1842). А. Кольбе синтезував (1845). М, Бертло - речовини типу жирів (1854). А. М. Бутлеров - перша цукриста речовина (1861). В наші дні органічний синтез становить основу багатьох галузей промисловості.
Важливе значенняв історії органічної хімії має структурний період(друга половина XIX - початок XX століття), що ознаменувався народженням наукової теорії будови органічних сполук, основоположником якої був великий російський хімік А. М. Бутлеров. Основні положення теорії будови мали велике значенняне тільки для свого часу, але й служать науковою платформою і для сучасної органічної хімії.
На початку XX століття органічна хімія вступила до сучасний періодрозвитку. В даний час в органічній хімії для пояснення низки складних явищ використовуються квантово-механічні уявлення; хімічний експеримент все більше поєднується з використанням фізичних методів; зросла роль різноманітних розрахункових методів. Органічна хімія перетворилася на таку велику сферу знань, що від неї відокремлюються нові дисципліни – біоорганічна хімія, хімія елементоорганічних сполук та ін.
Теорія хімічної будови органічних сполук А. М. Бутлерова
Вирішальна роль створенні теорії будови органічних сполук належить великому російському вченому Олександру Михайловичу Бутлерову. 19 вересня 1861 року на 36-му з'їзді німецьких дослідників природи А.М.Бутлеров оприлюднив її в доповіді "Про хімічну будову речовини".
Основні положення теорії хімічної будови А.М.Бутлерова:
- Всі атоми в молекулі органічної сполуки пов'язані один з одним у певній послідовності відповідно до їх валентності. Зміна послідовності розташування атомів призводить до утворення нової речовини з новими властивостями. Наприклад, складу речовини С2Н6О відповідають дві різні сполуки: - дивіться .
- Властивості речовин залежать від їхньої хімічної будови. Хімічна будова – це певний порядок у чергуванні атомів у молекулі, у взаємодії та взаємному впливі атомів один на одного – як сусідніх, так і через інші атоми. У результаті кожна речовина має свої особливі фізичні та хімічні властивості. Наприклад, диметиловий ефір - це газ без запаху, нерозчинний у воді, t°пл. = -138 ° C, t ° кип. = 23,6 ° C; етиловий спирт - рідина із запахом, розчинна у воді, t°пл. = -114,5 ° C, t ° кип. = 78,3°C.
Дане положення теорії будови органічних речовин пояснило явище, поширене в органічній хімії. Наведена пара сполук – диметиловий ефір та етиловий спирт – один із прикладів, що ілюструють явище ізомерії. - Вивчення властивостей речовин дозволяє визначити їхню хімічну будову, а хімічну будову речовин визначає їх фізичні та хімічні властивості.
- Атоми вуглецю здатні з'єднатися між собою, утворюючи вуглецеві ланцюги різного виду. Вони можуть бути як відкритими, і замкнутими (циклічними), як прямими, і розгалуженими. Залежно від кількості зв'язків, що витрачаються атомами вуглецю на з'єднання один з одним, ланцюги можуть бути насиченими (з одинарними зв'язками) або ненасиченими (з подвійними та потрійними зв'язками).
- Кожна органічна сполука має одну певну формулу будови або структурну формулу, яку будують, ґрунтуючись на положенні про чотиривалентний вуглець і здатність його атомів утворювати ланцюги та цикли. Будова молекули як реального об'єкта можна вивчити експериментально хімічними та фізичними методами.
А.М.Бутлеров не обмежився теоретичними поясненнями своєї теорії будівлі органічних сполук. Він провів ряд експериментів, підтвердивши прогнози теорії отриманням ізобутану, трет. бутилового спирту тощо. Це дозволило А.М.Бутлерову заявити 1864 року, що існуючі факти дозволяють ручатися можливість синтетичного отримання будь-якого органічного речовини.
IXклас
Тема: «ЗАГАЛЬНІ ПРЕДСТАВЛЕННЯПРО ОРГАНІЧНІ РЕЧОВИНИ»
(Урок вивчення нового матеріалу)
Форма уроку:розповідь вчителя та демонстрація зразків та моделей органічних речовин.
У зв'язку з переходом на концентричні програми в ІХ класі вивчаються основи органічної хімії, закладаються уявлення про органічні речовини. Нижче наводиться розробка двогодинного уроку, який був проведений у ІХ класі після вивчення теми «Вуглець та його сполуки».
Цілі уроку:сформувати уявлення про склад і будову органічних сполук, їх відмітні ознаки; виявити причини різноманіття органічних речовин; продовжити формування вміння складати структурні формули з прикладу органічних речовин; сформувати уявлення про ізомерію та ізомери.
Попереднє домашнє завдання:згадати, як утворюється ковалентний зв'язок у молекулах неорганічних речовин, як графічно можна показати її утворення.
Матеріали та обладнаннядо уроку:зразки органічних речовин (оцтова кислота, ацетон, аскорбінова кислота, цукор- у фабричних упаковках з етикетками, папір, свічка, спиртування зі спиртом, сухе пальне (уротропін), нафта; зразки виробів з пластмаси та синтетичних волокон (лінійки, ручки, банти, гудзики, квіткові кашпо, поліетиленові пакети і т. п.), сірники, порцелянова чашка, щипці тигельні Шарострижневі моделі метану, етилену, ацетилену, пропану, бутану, ізобутану, циклогексану.
Хід уроку:
I. Вчитель розповідає, як стався термін «органічні речовини».
До початку XIX століття речовини ділили за походженням на мінеральні, тваринні та рослинні. В 1807 шведський хімік Й. Я. Берцеліус ввів у науку термін «органічні речовини», об'єднавши в одну групу речовини рослинного та тваринного походження. Науку про ці речовини він запропонував називати органічною хімією. На початку ХІХ століття вважалося, що органічні речовини в штучних умовах отримати не можна, вони утворюються лише живих організмах чи під впливом. Помилковість цього уявлення була доведена синтезами органічних речовин у лабораторних умовах: у 1828 році німецький хімік Ф. Ведер синтезує сечовину, його співвітчизник А. В. Кольбе у 1845 р. отримує оцтову кислоту, у 1854 р. французький хімік П. Е. Бертло жири, в 1861 р. російський хімік А. М. Бутлеров – цукриста речовина. (Ця інформація попередньо записана на дошці та закрита, під час повідомлення вчитель відкриває цей запис.)
Виявилося, що різкої межі між органічними та неорганічними речовинами не існує, вони складаються з тих самих хімічних елементів і можуть бути перетворені один на одного.
Питання: На якій підставі органічні речовини виділяють в окрему групу, які їх відмітні ознаки?
Вчитель пропонує учням разом спробувати це з'ясувати.
ІІ. Вчитель показує зразки органічних речовин, називає їх і, якщо можливо, вказує молекулярну формулу (для деяких речовин формули записані заздалегідь на дошці та закриті, під час демонстраціїрації ці записи відкриваються):оцтова кислота С 2 Н 4 О 2 ацетон С 3 Н 6 О, етиловий спирт (у спиртовці) С 2 Н 6 О, сухе пальне уротропін C 6 H 12 N 4 , вітамін С або аскорбінова кислота С 6 Н 8 О 6 , цукор З 12 Н 22 О 11 парафінова свічка і нафта, до складу яких входять речовини із загальною формулою С Х Н У, папір, що складається з целюлози (С 6 Н 10 О 5) п.
Запитання: Що спільного ви помітили у складі цих речовин? Яку хімічну властивість ви можете припустити для цих речовин?
Учні відповідають, що у перераховані сполуки входять вуглець і водень. Припускають, що вони палають. Вчитель демонструє горіння уротропіну, свічки та спиртування, звертає увагу на характер полум'я, вносить послідовно в полум'я спиртування, уротропіну та свічки фарфорову чашку, показує, що від полум'я свічки утворюється кіптява. Далі обговорюється питання, які речовини утворюються під час горіння органічних речовин. Учні приходять до висновку, що утворитися може вуглекислий або чадний газ, чистий вуглець (сажа, кіптява). Вчитель повідомляє, що не всі органічні речовини здатні горіти, але вони розкладаються при нагріванні без доступу кисню, обвугливаются. Вчитель демонструє обвуглювання цукру під час нагрівання. Вчитель вимагає визначити вид хімічного зв'язку в органічних речовинах, з їх складу.
Далі учні у зошитах записують ознаки органічних віств: 1. Містять вуглець. 2. Горять та (або) розкладаються з утворенням вуглецевмісних продуктів. 3. Зв'язки у молекулах органічних речовин ковалентні.
ІІІ. Вчитель пропонує учням сформулювати визначення щодо
ня «органічна хімія». Визначення записується у зошиті. Орга
нічна хімія- наука про органічні речовини, їх склад, будову,
властивості та способи отримання.
Синтези органічних речовин у лабораторних умовах прискорили розвиток органічної хімії, вчені стали експериментувати та отримувати речовини, які не зустрічаються у природі, але відповідають усім ознакам органічних речовин. Це пластмаси, синтетичні каучуки та волокна, лаки, фарби, розчинники, ліки. (Вчитель демонструє вироби із пластмас та волокон.)За походженням ці речовини не є органічними. Таким чином, група органічних речовин суттєво розширилася, а стара назва збереглася. У сучасному розумінні органічні речовини - не ті, що виходять у живих організмах або під їх дією, а ті, що відповідають ознакам органічних речовин.
IV. Вивчення органічних речовин у ХІХ столітті зіткнулося з рядом
труднощів. Одне з них – «незрозуміла» валентність вуглецю. Так, на
приклад, метану СН 4 валентність вуглецю IV. В етилені С 2 Н 4 ацетилені
З 2 Н 2 , пропан С 3 Н 8 вчитель пропонує визначити валентність самим
учням. Учні знаходять валентності відповідно II, I та 8/3. Підлогу
чені валентності малоймовірні. Значить, до органічних речовин
не можна застосовувати методи неорганічної хімії. Справді, у будові
органічних речовин є особливості:валентність вуглецю завжди IV,
атоми вуглецю з'єднуються між собою у вуглецеві ланцюжки. Вчитель
пропонує побудувати структурні формули цих речовин. Учні у
зошитах будують структурні формули і виносять на дошку:
Для порівняння вчитель демонструє шарострижневі моделі цих речовин.
Після цього вчитель просить графічно зобразити освіту ко-
валентних зв'язків у молекулах метану, етилену та ацетилену. Зображення
виносяться на дошку та обговорюються. ,
V. Вчитель звертає увагу учнів на періодичну систему.
Зараз відкрито понад 110 хімічних елементів, усі вони входять до
склад неорганічних речовин Відомо близько 600 тисяч неорганічних сполук. До складу природних органічних речовин входять деякі елементи: вуглець, водень, кисень, азот, сірка, фосфор, деякі метали. У Останнім часомсинтезують елементорганічні речовини, розширюючи цим спектр елементів, що входять до складу органічних речовин.
Питання: Як ви вважаєте, скільки органічних сполук зараз відомо? (Учні називають передбачувану кількість відомихорганічних речовин. Зазвичай ці числа занижені в порівнянні з фактичною чисельністю органічних речовин.) 1999 року зареєстровано 18-мільйонну органічну речовину.
Питання: У чому ж причини різноманіття органічних речовин? Учням пропонується спробувати знайти їх у тому, що відомо про будову органічних речовин. Учні називають такі причини, як: з'єднання вуглецю в ланцюзі різної довжини; з'єднання атомів вуглецю простими, подвійними та потрійними зв'язками з іншими атомами та між собою; безліч елементів, що входять до складу органічних речовин. Вчитель наводить ще одну причину - різний характер вуглецевих ланцюгів: лінійні, розгалужені та циклічні, демонструє моделі бутану, ізобутану та циклогексану.
Учні у зошиті записують: Причини різноманіття органічніських з'єднань.
1. З'єднання атомів вуглецю в ланцюзі різної довжини.
Утворення атомами вуглецю простих, подвійних і потрійних зв'язків
зей з іншими атомами та між собою.
Різний характер вуглецевих ланцюжків: лінійні, розгалужені,
циклічні.
Безліч елементів, що входять до складу органічних речовин.
Є ще одна причина. (Треба залишити для її запису місце в тітзаради.)Учні мають знайти її самі. Для цього можна виконати лабораторну роботу.
VI. Лабораторна робота.
Учням видають кульки та стрижні: 4 чорні кульки з 4 отворами кожен - це атоми вуглецю; 8 білих кульок з одним отвором кожен – атоми водню; 4 довгих стрижня для з'єднання атомів вуглецю між собою; 8 коротких стрижнів – для з'єднання атомів вуглецю з атомами водню.
Завдання: використовуючи весь будівельний матеріал, побудуйте модель молекули органічної речовини. Зобразіть структурну формулу цієї речовини у зошиті. Постарайтеся зробити якомога більше різних моделей з одного і того ж будівельного матеріалу».
Робота проходить у парах. Вчитель перевіряє правильність складання моделей та зображення структурних формул, допомагає учням, у яких виникли труднощі. На роботу приділяється 10-15 хвилин (залежно від успішності роботи класу), після цього структурні формули виносяться на дошку та обговорюються такі питання: Що у всіх цих речовин однаково? Чим відрізняються наведені речовини?
З'ясовується, що однаковим є склад, різним – будова. Вчитель пояснює, що такі речовини, склад яких однаковий, а будова і тому властивості – різні, називаються ізомерами.Під будовоюречовини мається на увазі порядок з'єднання атомів, їхнє взаємне розташування в молекулах. Явище існування ізомерів називається ізомерією.
VII. Визначення понять «хімічна будова», «ізомери» та «ізомерія» записуються учнями у зошит після структурних формул ізомерів. А в причини різноманіття хімічних речовинвноситься п'ятийпункт - явище ізомерії органічних сполук.
Вміння будувати структурні формули ізомерів відпрацьовується на наступних прикладах: 2 Н 6 О (етанол і диметиловий ефір), 4 Н 10 (бутан та ізобутан). На цих прикладах вчитель показує, як можна записати скорочену структурну формулу:
Вчитель пропонує побудувати ізомери складу C5H12) якщо відомо, що їх існує три. Після винесення всіх ізомерів на дошку, вчитель звертає увагу учнів на методику побудови ізомерів: зменшення кожного разу головного ланцюга і збільшення числа радикалів.
Домашнє завдання: вивчити записи у зошиті, побудувати ізомери складу З 6 Н М (їх 5).
На уроці хімії ми дізнаємося багато нового та цікавого. На ваших столах помічники - конспекти уроку, в них робіть записи під час уроку.
- Вуглець називають «елемент життя»
Які ступені окислення вуглецю?
Ці числа по модулю називатимемо ВАЛЕНТНІСТЬ.
Неорганічна хімія вивчає речовини неживої природи – мінеральні. Як назвати речовини живої природи - рослинного та тваринного походження, що містяться в живих організмах?
Наука, що вивчає такі речовини – органічна хімія.
1 слайд
Тема уроку «Вступ до курсу органічної хімії».
Цілі уроку: 1. Ознайомлення з новим розділом хімії – органічна хімія.
2. Вивчити склад, будову, властивості речовин.
3. Необхідно для ____________
2 слайд
Вперше поняття ВВ увів у науку Й.Я.Берцеліус.
Чи існує різка межа між органічними та неорганічними речовинами?
3 слайд
Свого часу закордонні та російські вчені в лабораторіях синтезували з неорганічних органічних речовин.
За якими ознаками можна поєднати органічні речовини?
4 слайд
Перед вами назви та формули органічних речовин. У чому схожість.
Який тип хімічного зв'язку, температура плавлення?
5 слайд
Проведемо експеримент: обвуглювання цукру
Запишемо пункт 3.
Неорганічних речовин відомо кілька сотень
тисяч, а скільки органічних?
6слайд
Чому так багато?
Демонструю: Ручки, лінійки – з якої речовини? Це також органічна речовина, синтезована в лабораторії, її в природі немає. але назва «органічна» збереглася.
7 слайд
В результаті синтезу отримані: волокна, лаки, фарби та ще можна отримати інші речовини.
Який можна дійти невтішного висновку: у чому подібність у чому відмінність ОВ від неорганічних?
3.
Чи можна закони, поняття неорганічної хімії застосувати до ВВ?
Наприклад, поняття валентності?
На дошці формули ВВ:
Завдання: Встановіть валентність вуглецю.
СН 4 С 2 Н 4 С 2 Н 2 С 3 Н 8
Валентність «незрозуміла»...
Вчені прийняли валентність вуглецю рівну IV. Завдання: Складіть структурні формули речовин.
Н Н Н Н Н Н
/ / / / / /
Н-С-Н Н-С = С - Н Н-С=
С-Н Н-С-С-С-Н
/ / / /
Н Н Н Н
Висновок: дотримуючись валентності, крім простого (одинарного) зв'язку з'являються подвійний і потрійний, саме між атомами вуглецю.
8слайд
Запишемо причини різноманіття:
Щоб зрозуміти зміст пункту 5, звернімося до літер: КОЛБА - складіть із цих же літер нове слово.
У чому різниця?
У чому схожість?
Кількісний та якісний склад однаковий, але послідовність з'єднання, тобто будова різна.
У хімії таке явище має назву ІЗОМЕРІЯ.
4.
9 слайд
Лабораторна робота. Збери молекулу як малюнку і знайди відповідну їй формулу на слайді.
Звіт: 1 гр. 2 гр. 3 гр. 4 гр. 5 гр.
Отже, у чому схожість і у чому відмінність ізомерів?
10 слайд
Ласкаво просимо у світ органічної хімії.
5. Підсумки уроку:
З яким поділом хімії ознайомилися?
Що вона вивчає?
Для чого потрібно
Тестування:
- Валентність вуглецю в ОВ?
- Ім'я вченого, який запровадив поняття ОВ?
- Явище, у якому якісний та кількісний склад однаковий, а послідовність з'єднання різна?
- Порядок з'єднання атомів у молекулі?
- Метод одержання нових речовин називають? Перевіряємо самостійно.
Зовсім немає помилок чи одна, то підніміть руку.
6.
11слайд
Скласти ізомери складу С 6 Н 14 (їх 5)