Хімічні властивості алканів: відношення насичених вуглеводнів до кислот, лугів. Застосування.

    Тема уроку: Хімічні властивості алканів: відношення  насичених  вуглеводнів до                 

                             кислот, лугів. Застосування.

Мета уроку: навчальна:

• ознайомити учнів з хімічними властивостями алканів, розглянувши повне і часткове окиснення, їх хлорування, нітрування, термічний розклад та ізомеризацію.

розвиваюча:

-  формувати вміння складати рівняння реакцій, називати похідні вуглеводнів за формулами, встановлювати зв’язки між будовою і властивостями речовин

виховна: розкриття активної діяльності людини по оволодінню силами природи.

Обладнання і матеріали: комп’ютер, дошка,  таблиця «Гомологічний ряд   

                                             алканів».

Основні поняття: ізомеризація, хлорування, нітрування.

Тип уроку: комбінований.

Хід уроку.

І. Організаційний момент.

ІІ. Перевірка готовності  до уроку.

Учні виконують тестові завдання, використовуючи свої знання про алкани.

1. Елемент, що лежить в основі будови всіх органічних сполук:

а) Нітроген;

 б) Карбон;

 в) Гідроген.

2. Загальна формула гомологічного ряду алканів:

 а) C_nH_2n

 б) C_nH_2n+1

 в) C_nH_2n+2

 г) C_nH_2n-2

3. Назви гомологів метану походять, починаючи з п’ятого представника, від назв грецьких числівників з додаванням суфікса:

а) -ан;

 б) -ин;

 в) -ен.

4. Яку просторову будову мають молекули насичених вуглеводнів:

а) лінійну;

 б) зигзагоподібну;

 в) площинну.

5. Група – CH₂ – називається:

а) вуглеводневим радикалом;

 б) карбоновим скелетом;

 в) гомологічною різницею.

6. При гібридизації електронів типу SP³, валентний кут становить:

а) 180°;

 б) 109°28’;

 в) 120°.

7. Вкажіть формулу пентану:

а) C₅H₁₀;

 б) C₅H₁₂;

 в) C₆H₁₂.

8. Формула молекули метану:

а) тетраедрична;

 б) плоска;

 в) інша.

9. Агрегатний стан перших чотирьох представників ряду алканів за звичайних умов:

а) рідкий;

 б) твердий;

 в) газоподібний.

10. Серед наведених нижче формул знайдіть структурні формули гомологів н-бутану:

а) CH₂ – CH₂ – CH₃;

     CH₃

б) CH₃ – CH₂ – CH₂ – CH₂ – CH₃;

 в) CH₃ – CH₃

 г) CH₂ = CH – CH₂ – CH₃;

11. За яких умов відбувається реакція хлорування метану:

а) сильне нагрівання реагуючої суміші;

 б) попадання на суміш газів розсіяного сонячного світла;

 в) підвищення тиску?

12. Яка з реакцій називається піролізом:

а) 2CH₄ → C₂H₂ + 3H₂;

 б) CH₄ + Н₂О → СО + 3H₂;

 в) CH₄ + СО₂ → 2СО + 2H₂?

Девіз уроку: «Просто знати ще не все, знання потрібно використовувати»

Гете.

Тема уроку: Хімічні властивості алканів. Відношення  насичених  вуглеводнів до кислот, лугів.

ІІІ. Вивчення нового матеріалу.

Вивчаючи електронну будову насичених вуглеводнів ми переконались, що в цих сполуках валентність атомів Карбону до краю насичена атомами Гідрогену. Хімічні реакції, в які вони вступають, пов’язані з руйнуванням доволі міцних С–С і С–Н зв’язків. Тому насичені вуглеводні у хімічному відношенні малоактивні. Вони і назву отримали парафіни, що означає «малодіяльні».

ПЛАН

1. Повне окиснення (горіння).

2. Часткове окиснення.

3. Термічний розклад.

4. Ізомеризація.

5. Реакції заміщення: хлорування, нітрування.

6.Застосування.

1. При кімнатній температурі алкани не вступають у реакції навіть з активними речовинами: не реагують з кислотами, лугами, бромом, не окиснюються розчином калій перманганату (червоно-буре забарвлення бромної води і фіалкове забарвлення розчину марганцівки при контакті з насиченими вуглеводнями не зникають). Але при підвищених температурах алкани горять, вступають в реакцію з киснем, утворюючи карбон (IV) оксид і воду.

C₃H₈ + 5О₂ → 3СО₂ + 4H₂О;      ∆Н<0

При цьому виділяється велика кількість теплоти, тому їх використовують як паливо.

2. Наголосити учням, що під час застосування каталізатора часткове окиснення алканів киснем призводить до утворення суміші оксигеновмісних сполук (спиртів, альдегідів), а без каталізатора – виділяється сажа.

Учні вже знають про здатність метану розкладатися на кінцеві продукти і з утворенням проміжного продукту – ацетилену.

3. Для насичених вуглеводнів відомі реакції, під час яких відбувається розрив карбонового ланцюга.

Розщеплення молекул органічних сполук під дією високих температур і за наявності каталізаторів, яке супроводжується руйнуванням С–С зв’язків і утворенням речовин з меншою молекулярною масою, називається крекінгом.

Реакція термічного розкладу (крекінгу) супроводжується утворенням алканів з меншою кількістю атомів карбону і ненасичених сполук:

C₈H₁₈ → С₄Н₁₀ + С₄Н₈

октан    бутан    бутен

Утворюються вуглеводні, які покращують якість бензину.

4. Якщо у молекулах вуглеводнів міститься не менше чотирьох атомів карбону, вони можуть ізомеризуватися. Реакцією ізомеризації добувають вуглеводні розгалуженої будови, які використовуються для добування високоякісних бензинів і синтетичного каучуку:

CH₃ – CH₂ – CH₂ – CH₃              CH₃ – CH – CH₃;

                                                                 CH₃

5. А найхарактернішим типом хімічних реакцій для алканів є реакція заміщення, механізм якої ми вивчали на прикладі хлорування метану.

- Які реакції називаються ланцюговими?

- Які є три стадії радикального ланцюгового процесу?

- Який російський вчений отримав Нобелівську премію за розробку теорії ланцюгових реакцій?

Крім реакцій хлорування (галогенування), для алканів властива реакція нітрування:

C₂H₆ + Cl₂ → С₂Н₅Cl + НCl↑

CH₄ + HO-NO₂ → CH₃NO₂ + H₂O

                              нітрометан

Остання реакція була досліджена і вивчена в 1893 р. російським вченим М.І.Коноваловим.

Підвести підсумок вивченого матеріалу і з’ясувати з учнями проблемне запитання:

- У чому полягає відмінність реакції заміщення в органічній хімії від реакції заміщення, що вивчалася в курсі неорганічної хімії?

Застосування

Алкани широко застосовуються в промисловій хімії, косметології, будівництві. Із з’єднань виготовляють:

•                               паливо (бензин, гас);
•                               асфальт;
•                               мастило;
•                               вазелін;
•                               парафін;
•                               мило;
•                               лаки;
•                               фарба;
•                               емаль;
•                               спирт;
•                               синтетична тканина;
•                               каучук;
•                               адьдегіди;
•                               пластмаса;
•                               миючий засіб;
•                               кислота;
•                               пропеленти;
•                               косметичні засоби.

IV. Закріплення знань учнів.

Хімічні властивості

Загальні властивості алканів наведені в таблиці.

Самостійна робота учнів в групах.

 Скласти рівняння хімічних реакцій для таких речовин:

1 група – пропану;

2 група – бутану;

3 група – пентану.

V. Домашнє завдання:

§ 5

І – №54, тести №30.

ІІ – №45, тести №31

VI. Підсумок уроку

                   Виставляю оцінки і мотивую.