Урок на тему "Реакція приєднання для етену та етину (галогенування, гідрування). Горіння вуглеводів"

Тема. Реакція приєднання для етену та етину (галогенування, гідрування). Горіння вуглеводів

Мета уроку:

навчальна– на прикладі етену та етину ознайомити учнів з хімічними властивостями ненасичених вуглеводнів, розкрити механізм реакції приєднання, показати, що реакції цього типу є характерними для ненасичених вуглеводнів, розглянути якісну реакцію на ці вуглеводні, удосконалити вміння складати рівняння хімічних реакцій за участю органічних речовин на прикладі етену і етину;

розвиваюча – розвивати вміння і навички учнів працювати з текстом підручника; забезпечити розвиток розумових здібностей учнів, розвивати вміння спостерігати, аналізувати, порівнювати, пояснювати, встановлювати причинно-наслідкові зв'язки і робити логічні висновки про хімічні явища;

виховна – виховувати екологічне мислення, формувати науковий світогляд; виховувати партнерські взаємостосунки, формувати вміння надати допомогу однокласнику, сприяти формуванню комунікативної та інформаційної компетенції.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань.

План уроку

І. Організаційний етап (1 хв.)

ІІ. Актуалізація опорних знань (5 хв.)

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності (2 хв.)

ІV. Вивчення нового матеріалу (22 хв.)

V. Закріплення набутих навичок (10 хв.)

VI. Підведення підсумків (3 хв.)

VII. Домашнє завдання (2 хв.)

Хід уроку

І. Організаційний етап

Добрий день! На минулому уроці ми з Вами вивчили тему «Молекулярні, електронні та структурні формули, фiзичні властивості ненасичених вуглеводнів».

II. Актуалізація опорних знань

Я пропоную вам виконати експрес – тестування  для того, щоб ви згадали ключові поняття минулих уроків.

1.               Назвати загальну формулу насичених вуглеводів.
2.               Назвати гомологи насичених вуглеводів.
3.               Загальна форма ненасичених вуглеводнів (алкенів).
4.               Назвати гомологи.
5.               Назвати загальну формулу ненасичених вуглеводнів (алкінів).
6.               Назвати представників.

Встановити відповідність:

1.               C_nH _2n+2    a) C₂H₄
2.               C_nH_2n     б) C₂H₆
3.               C_nH_2n-2    в) C₂H₂

Знайди зайве:

1.               СH₄; C₂H₆; C₅H₁₂; C₁₀H₂₀;
2.               C₂H₄; C₅H₁₀; C₆H₁₂; C₃H₈;

IІI. Мотивація навчальної діяльності

Властивості речовин визначаються будовою речовини. Пригадайте алкани (насичені в.в.). Який зв’язок між атомами С в молекулах алканів? (простий). Це були не дуже активні речовини.

Який зв’язок між атомами С у алкенів і алкінів? (подвійний і потрійний).

Проблемне питання:

Як поява кратних зв’язків в будові речовини відображається на   її хімічних властивостях?

Відповідь на це питання ми будемо знаходити під час уроку, тема якого «Реакція приєднання для етену та етину (галогенування, гідрування). Горіння вуглеводів».

Отже, метою сьогоднішнього уроку буде:

•                   ознайомитися з основними хімічними властивостями ненасичених вуглеводнів:
•                   сформувати вміння складати рівняння реакцій, що характеризують хімічні властивості ненасичених вуглеводнів, називати галогенопохідні згідно до їх формул.
•                   визначити, яке практичне значення мають вивчені хімічні властивості.

            IV. Вивчення нового матеріалу

Визначення якісного складу вуглеводнів

Демонстрація 7.  Горіння  парафінів,  визначення  якісного  складу  вуглеводнів  за продуктами горіння

1)           Окиснення парафіну в присутності купрум(II) оксиду.

2)           Як можна довести наявність у продуктах  окиснення  вуглекислого  газу? (Реакція з вапняною водою, яка каламутніє)

3)           Як можна довести наявність у продуктах окиснення води?

Безводний купрум (II) сульфат в результаті утворення кристалогідрату  змінює  забарвлення з білого на блакитний)

4)           Запишіть рівняння реакції:

C₁₄H₃₀ + 21,5O₂ →14CO₂ + 15H₂O

CO₂ +Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

7H₂ O + CuSO₄ → CuSO₄ + 7H₂O

Два учні виходять до дошки та пишуть структурні формули етену та етину.

Переходимо до вивчення  хімічних властивостей алкенів (на прикладі етену) та алкінів (на прикладі етину).

1.               Реакції повного та часткого окиснення.

Для ненасичених вуглеводнів характерні реакції повного та часткого окиснення.

Вивчення хімічних властивостей ненасичених вуглеводнів розпочнемо з етену, який добувають з етанолу С₂Н₅ОН лабораторним способом.

•                   Реакція повного окиснення, горіння етену 

Записуємо хімічне рівняння:

С₂Н₄ + 3О₂ → 2СО₂ + 2Н₂О + Q 

Зазначаємо характер полум’я (світне полум’я)  

•                   Реакція повного окиснення, горіння етину 

Записуємо хімічне рівняння:

2С₂Н₂ + 5О₂ → 4СО₂ + 2Н₂О + Q 

Зазначаємо характер полум’я (кіптяве полум’я).

Проблемне питання: Чому алкани горять майже безбарвним полум’ям, алкени – світнім, а алкіни – кіптявим?

До дошки виходять за бажанням троє учнів, які визначають масову частку карбону в етані, етені та етині.

C₂H₆    W(C) = 2* Ar (C)/ Mr (C₂H₆) = 0,80 = 80%

C₂H₄    W(C) = 2* Ar (C)/ Mr (C₂H₄) = 0,86 = 86%

C₂H₂    W(C) = 2* Ar (C)/ Mr (C₂H₂) = 0,92 = 92% 

Чим більша масова частка Карбону, тим більш кіптявим буде полум’я. У етану масова частка Карбону найменша – Карбон швидко згорає (етан горить безбарвним полум’ям). У етану  масова частка Карбону більша, тому перед тим як згоріти Карбон розжарюється (ми бачимо світне полум’я). У ацетилена масова частка Карбону найбільша, тому Карбон не весь згорає із-за нестачі кисню (ми бачимо кіптяве полум’я).

Під час рекції відбувається знебарвлення розчину калій перманганату.

Хімічні властивості ацетилену. Добудемо ацетилен та перевіримо його властивості.

CaC₂ + H₂O → C₂H₂↑ + Ca(OH)₂

2.               Реакції приєднання 

    Для ненасичених вуглеводнів характерний тип хімічної реакції – приєднання.

    На відміну від алканів етилен і його гомологи виявляють високу реакційну здатність, що зумовлено наявністю в їхніх молекулах подвійного зв'язку. Алкени здатні вступати в реакції приєднання за рахунок розриву π-зв'язку.   Відмінність алкінів від алкенів полягає в тому, що реакції приєднання можуть протікати у дві стадії. На першій стадії йде приєднання до потрійного зв’язку утворенням подвійного зв’язку, а на другій стадії — приєднання за подвійним зв’язком. Реакції приєднання для алкінів протікають повільніше, ніж для алкенів.

•                   Приєднання водню ( гідрування, гідрогенізація) 

Реакцію приєднання атомів Гідрогену за рахунок розриву кратних зв'язків називають реакцією гідрування. І етен, і етин реагують із воднем при нагріванні в присутності нікелевого каталізатора.

У результаті гідрування ненасичених вуглеводнів утворюються насичені вуглеводні(розбираємо хімічні рівняння + даємо назви сполукам).

СН₂ = СН₂ + Н₂ → СН₃ – СН₃

           ^{етен                                          етан}

СН ≡ СН + Н₂ → СН₂ = СН₂

          ^{етин                           етен}

СН ≡ СН + 2 Н₂ → СН₃ – СН₃

         ^{етин                            етан}

•                   Приєднання галогенів (галогенування) 

СН₂ = СН₂ + Br₂ → СН₂Br – СН₂Br

•                   Практичне значення: розпізнавання ненасичених вуглеводнів для отримання розчинників.

Галогени приєднуються до алкінів у дві стадії.

СН ≡ СН + Br₂ → СН₂ Br = СН₂ Br

СН ≡ СН + 2Br₂→ СНBr₂ – СНBr₂

Якісна реакція на кратний зв’язок. Бурий колір брому знебарвлюється.  Приєднання галогеноводнів (гідрогалогенування, гідроген галогенування) (учні записують в таблицю хімічні реакції та дають назви отриманим сполукам) 

СН₂ = СН₂ + НBr → СН₃ – СН₂Br

•                   Отримання хлоретану, який використовують для місцевої анестезії, для отримання розчинників, та обеззараження зерносховищ.

Правило Марковнікова: У результаті приєднання галогеноводнів до несиметричних алкенів Гідроген приєднується до найбільш гідрогенізованого атому Карбону.

CH₃–CH=CH₂ + HBr → CH₃–CHBr–CH₃

Галогеноводні приєднуються до потрійного зв’язку важче, ніж до подвійного. 

СН ≡ СН + НBr → СН₂  = СНBr

СН₂  = СНBr + НBr → СН₃  - СНBr₂

Застосування ненасичених вуглеводнів 

V. Закріплення набутих знань

(Фронтальна бесіда, виконання вправ і задач ).

1.                 Порівняйте хімічну активність насичених вуглеводнів (алканів)  і ненасичених вуглеводнів (алкенів і алкінів).
2.               Необхідно підібрати продукти реакції на окремих картках і прикріпити їх на фліпчаті до відповідних реагентів реакції, а також урівняти хімічні рівняння.

С₂Н₄ + НBr =

С₂Н₄ + Н₂  =

С₂Н₄ + Cl₂ =

С₂Н₄ + О₂ =

3.               Завдання з підручника (№ 318, с.160)

VІ.  Підведення підсумків роботи на уроці.

Рефлексія. Технологія «Незакінчене речення»

На сьогоднішньому уроці я …

Найцікавішим для мене було …

Я навчився…

VІI. Домашнє завдання

Вивчити § 27

•                   Середній рівень – підручник завдання 313, с.160
•                   Достатній рівень – написати рівняння хімічних реакції за наведеної схемою

C₂H₄ → C₂H₆ → C₂H₅OH

•                   Високий рівень – закидання 319, с. 160 з підручника .