Конспект урока на тему "Алканы. Гомологический ряд, изомеры, номенклатура, свойства и получение алканов Цели: Изучить алканы, как один из классов ациклических соединений". Урок «Природный газ. Алканы Конспект по химии по теме алканы

Гомологический ряд алканов

Алканы (предельные или насыщенные углеводороды, парафины) – углеводороды, атомы углерода в которых соединены простыми связями. Общая формула: .
Соотношение числа атомов водорода и углерода в молекулах алканов максимально по сравнению с молекулами углеводородов других классов.
Поскольку, все валентности углерода заняты либо углеродами, либо водородами, как правило, химические свойства алканов не очень ярко выражены, поэтому их еще называют предельными или насыщенными углеводородами. И существует еще более древнее название, лучше отражающее их относительную, конечно, химическую инертность – парафины , что переводится как «лишенные сродства».

Строение молекул

Атомы углерода в алканах находятся в состоянии – гибридизации , и молекулу алканов можно представить как набор тетраэдрических структур углерода, связанных между собой и с водородам.

Тетраэдрическое строение метана

Связи между атомами и прочные, практически неполярные (очень мало полярные).
Атомы вокруг простых связей постоянно вращаются. Поэтому молекулы алканов могут принимать разные формы. При этом длина связи и угол между связями остаются постоянными. Формы, переходящие друг в друга за счет вращения молекулы вокруг -связей, называют конформациями молекулы.

Номенклатура алканов

Первые четыре члена ряда алканов имеют исторически сложившиеся названия. Названия неразветвленных алканов с пятью и более атомами углерода в молекуле, образованы от греческих числительных, отражающих это число атомов углерода.
Суффикс -ан показывает принадлежность вещества к насыщенным соединениям.
Составляя названия разветвленных алканов по номенклатуре ИЮПАК, в качестве основной цепи выбирают цепь, содержащую максимальное число атомов углерода. Основную цепь нумеруют таким образом, чтобы заместители получили наименьшие номера . Если цепей одинаковой длины несколько, то главной выбирают цепь, содержащую наибольшее число заместителей.

Физические свойства алканов

Температуры плавления и кипения в целом увеличиваются с увеличением числа атомов в молекуле. Первые представители ряда алканов – газы при н.у., алканы, содержащие от 5 до 15 атомов – обычно жидкости, свыше 15 атомов – твердые вещества.
Неразветвленные изомеры имеют более высокую температуру кипения, чем разветвленные (причина – разные силы межмолекулярного взаимодействия). Температуры плавления зависят, кроме того, от плотности упаковки молекул в кристалле.
Газообразные и твердые алканы не пахнут, жидкие алканы обладают характерным “бензиновым” запахом.
Все алканы бесцветны, легче воды и нерастворимы в ней. Алканы хорошо растворяются в органических растворителях, жидкие алканы (пентан, гексан) сами широко используются как растворители.

Химические свойства алканов

Алканы относятся к углеводородам, в которых отсутствуют кратные связи. Одно из названий углеводородов этого ряда – парафины, обозначает их химическую пассивность. Поэтому химические свойства алканов определяются таким образом:
1. Из-за предельности алканов реакции присоединения для них нехарактерны.
2. Из-за прочных связей и (короткие и практически неполярные) следует малая реакционная способность (не реагируют с кислотами, щелочами, и т.п.)
3. Неполярность связей свидетельствует о том, что реакции могут проходить по свободнорадикальному механизму.
Основной тип реакций – радикальное замещение (radical substitution) .
Разорвать связь можно при помощи нагревания или УФ-излучения. Обычно реакции алканов идут при повышенных температурах или на солнечном свету.
Реакция галогенирования.
При хлорировании атом в молекуле метана замещается на атом . В избытке хлора происходит дальнейшее замещение:
;
;
;
.
Реакция нитрования.
По механизму радикального замещения протекает реакция нитрования алканов в газовой фазе (реакция Коновалова). Условия – повышенные температура и давление.
В парообразном состоянии азотная кислота разлагается:
.
Оксид азота (IV) является радикалом . Он атакует молекулу алкана.
Итоговая реакция:
.

Горение алканов

Смесь метана с кислородом (в объёмном соотношении 1:2) или с воздухом (1:10) при поджигании сгорает со взрывом. Поэтому смеси метана, пропана, этана, бутана с воздухом очень опасны. Они иногда могут образоваться в шахтах, в мастерских, в жилых помещениях. С этими газами нужно проявлять осторожность при применении.

План-конспект «Алканы. Строение. Номенклатура. Физические свойства. Получение. Химические свойства. Применение»

Класс 10

1.2. Базовый учебник О.С. Габриелян

1.3. Глава 3 «Углеводороды»

1.4. § 11 « Алканы»

1.5. Для урока учащиеся должны знать такие темы как: природные источники углеводородов, типы химических реакций в органической химии, строение атома углерода.

Урок необходим для дальнейшего изучения следующих тем: - алкены, алкины, циклоалкапны, алкадиены, ароматические углеводороды..

1.6. 10 класс базовый уровень

2. Цель – формирование ключевых знаний у учащихся об изомерии, гомологии, строении, свойствах, способах получения, применения алканов.

Задачи:

Образовательные - рассмотреть гомологический ряд предельных углеводородов, строение, физические и химические свойства, способы их получения при переработке природного газа, возможности их получения из природных источников: природного и попутного нефтяного газов, нефти и каменного угля, области применения алканов.

Развивающие - развивать умение выдвигать гипотезу и проверять её, умение наблюдать и рассуждать, классифицировать и анализировать, делать выводы, способность к рефлексии и саморефлексии,

Воспитывающие - воспитание самостоятельности, ответственности, активной жизненной позиции; показать единство материального мира на примере генетической связи углеводородов разных гомологических рядов, получаемых при переработки природного и попутного нефтяного газов, нефти и каменного угля .

Тип урока – изучение нового материала.

Оборудование и реактивы: Химия 10 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений /О.С.Габриелян, Ф.Н. Маскаев, С.Ю.Пономарев, В. И. Теренин - М.: Дрофа, 2005.-300,с.: ил., компьютер, проектор, презентация, шаростержневая система, портрет Семенова Н.Н., парафиновая свеча, керосиновая лампа, холодная и горячая вода, кристаллизаторы, спички, пинцет.

Ход урока

Приветствие учащихся, организация внимания.

Приветствие учителя.

Введение в тему

Зажигаем парафиновую свечу и керосиновую лампу.

Демонстрируем нерастворимость парафина и керосина в холодной воде.

Демонстрируем нерастворимость парафина и керосина в горячей воде, наблюдаем за каплями расплавленного парафина, стекающими по свече.

Как вы думаете: почему парафин и керосин в горячей воде не растворим?

О чём сегодня пойдёт речь на уроке?

Сообщение темы урока: "Алканы"

Парафины - твёрдые предельные (насыщенных) углеводороды. Парафин не растворим в воде

О веществах, которые входят в состав парафина и керосина, а так же и о других похожих на них соединениях.

Актуализация знаний

Алканы относят к классу углеводородов.

Вспомните, какие вещества называют углеводородами?

Вспомните, чему равна валентность атомов углерода в органических соединениях?

Чему равна валентность атомов водорода?

(Химический знак и валентность атомов углерода и водорода).

Электронное строение атома углерода, переход его в возбужденное состояние.

У глеводороды - соединения, состоящие только из атамов углерода и водорода.

Валентность атома С= IV

Валентность Н= I

С:1S 2 2S 2 2P 2 →→→ C*:1S 2 2S 1 2P 3
основное состояние→*возбужденное состояние .

Изучение нового материала

На доске написан план изучения алканов:

Строение

Гомологический ряд

Изомерия и номенклатура

Получение

Физические свойства

Химические свойства

Применение

1. Строение

Почему алканы называются «предельными или насыщенными углеводородами»?

АЛКАНЫ - это углеводороды с общей формулой С п Н 2п + 2 в молекулах которых между атомами углерода имеются только одинарные (сигма) связи.

В молекулах алканов имеются только одинарные - связи. Все четыре валентности атома углерода в молекулах алканов полностью, т.е. до предела, насыщены атомами углерода и водорода. Между атомами углерода отсутствуют кратные связи. Отсюда происходят другие названия этих углеводородов - насыщенные или предельные.

(Показ шаростержневую молекулу метана,и других алканов.)

Алканы- s p 3 гибридизация электронных орбиталей. Строение молекулы метана - тетраэдическое, углы между орбиталями равны 109°28".

Гомологический ряд:

Что такое гомологи?

Гомологический ряд метана:

СН 4 -мет ан

С 2 H 6 -эт ан

C 3 H 8- проп ан

C 4 H 10- бут ан

C 5 H 12- пент ан

C 6 H 14 -гекс ан

C 7 H 16- гепт ан

C 8 H 18- окт ан

C 9 H 20 -нон ан

C 10 H 22 -дек ан

Изомерия и номенклатура:

Для алканов характерна только изомерия углеродного скелета . Начиная с бутана у каждого алкана с линейной цепью появляется изомеры с разветвленным углеродным скелетом, возникла необходимость выработать систему их названий. Такая система была разработана Международным союзом теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) и получила название международной номенклатуры ИЮПАК.

Алгоритм составления названия алканов.

1.В структурной формуле выбирают самую длинную цепь атомов углерода (главную цепь)

2.Атомы углерода главной цепи нумеруют, начиная с того конца, к которому ближе разветвление (радикал)

3.В начале названия перечисляют радикалы и другие заместители с указанием номеров атомов углерода, с которыми они связаны. Если в молекуле присутствует несколько одинаковых радикалов (два, три, четыре и т. д.) то цифрой указывают место каждого из них в главной цепи и перед их названием ставят соответственно частицы ди-, три-, тетра- и т.д.

4.Основой названия служит наименование предельного углеводорода с тем же числом атомов углерода, что ив главной цепи.

Задание 1. Составления названия алканов.
.

Физические свойства :

СН 4 -C 4 Н 10 - газы

T кипения: -161,6; -0,5 °C

T плавления: -182,5; - 138,3 °C

С 5 Н 12 -C 15 Н 32 - жидкости

T кипения: 36,1-270,5 °C

T плавления: -129,8 - 10 °C

С 16 Н 34 и далее - твёрдые вещества

T кипения: 287,5 °C

T плавления: 20 °C

С увеличением относительных молекулярных масс предельных углеводородов закономерно повышаются их температуры кипения и плавления.

Получение :

Каким способом можно получить алканы?

Класс делится на группы. 1 группа работает с учебником на стр. 70-71,

2 группа – на стр. 71-72. Вопросы: 1 гр.- промышленный способ получения алканов, 2 группа – лабораторный способ получения алканов.

Химические свойства

Для алканов характерны следующие типы химических реакций:

замещение атомов водорода;

дегидрирование;

крекинг;

окисление

1) Замещение атомов водорода:

А) реакция галогенирования:

CH 4 +Cl 2 → CH 3 Cl + HCl

Доклад учащихся о Семенове Н. Н.

Б) реакция нитрования (Коновалова):

. C 4 H 10 +HONO 2 --->C 4 H 9 NO 2 +H 2 O.

В) реакция сульфирования:

CH 4 + H 2 SO 4 → CH 3 -SO 3 H + H 2 O + Q

3) Реакция с водяным паром:

CH 4 + H 2 O→ CO + 3H 2

4) Реакция дегидрирования:

2СН 4 → НС=СН + 3Н 2 + Q

5) Реакция окисления:

CH 4 + 2O 2 → Н-C + 2H 2 O + Q

6) Горение метана:

CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O + Q

Применение :

(заранее подготовленные выступления учащихся.)

Выдвигают свои предположения

Записывают определение в тетради

Записывают и зарисовывают в тетради.

Гомологи - это вещества, сходные по строению и свойствам и отличающиеся на одну или более групп -СH 2

Записывают в тетради

А) 2-метилбутан

Б) З-метилгексан

В) 2,2,4 - триметилпентап

Г) З-метил – 5 - этилтептан

Записывают в тетради

В промышленности:

1) крекинг нефтепродуктов:

C 16 H 34 → C 8 H 18 + C 8 H 16

2) В лаборатории :

а) гидролиз карбидов:

Al 4 C 3 +12 H 2 O = 3 CH 4 + 4 Al ( OH ) 3

б) реакция Вюрца:

C 2 H 5 Cl + 2 Na → C 4 H 10 + 2 NaCl

в)декарбоксилирование натриевых солей карбоновых солей:

СН 3 СООNa + 2NaОН → СН 4 + Nа 2 СО 3

Широко используются в качестве топлива, в том числе для

двигателей внутреннего сгорания, а также при производстве сажи

(1 - картриджи; 2 - резина; 3 – типографская краска), при получение органических веществ (4 - растворителей; 5 - хладогентов, используемых в холодильных установках; 6 - метанол; 7 – ацетилен)

Закрепление изученного материала

III. Закрепление: индивидуальная работа у доски и в тетрадях

Составьте все возможные изомеры гептана и назовите их.

Составьте два ближайших гомолога пентана и назовите их.

Определите предельный углеводород, плотность паров по воздуху которого равна 2. (C 4 H 10 )

Рефлексия

«Лестница успеха»

Умею…

Понимаю…

Знаю….

Оценивают свою деятельность

Домашнее задание

§11, упр. 4, 5,7, 8 (стр. 81). Подготовка к самостоятельной работе

Сообщение из истории получения этилена - 1 (ч-к)

Записывают Д/З

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение «Актанышская средняя общеобразовательная школа №1»

Актанышского муниципального района Республики Татарстан

Химия

10 класс

Тип урока: изучение нового материала

Форма урока: урок – путешествие с применением компьютера (с использованием мультимедиа- средств обучения)

Валиева Эльвира Фанисовна

Тема урока: Алканы, получения, свойства и применение

Урок – путешествие с мультимедийным сопровождением

I. Цели урока.1. Развивающие цели.

Развивать у школьников логическое мышление, сформировать умение составлять уравнения реакции с участием алканов.

Формировать интеллектуальные умения: умения анализировать свойства алканов, выделять главное, сравнивать, обобщать и систематизировать.

Развивать волю и самостоятельность. Развивать умение владеть собой: уверенность в своих силах, умение преодолевать трудности в учении химии.

2. Образовательные цели.

Обеспечить усвоение учащимися химических свойств и способов получения алканов.

Обобщить и закрепить, систематизировать, ранее полученные знания по видам гибридизации, по номенклатуре органических соединений.

Формировать навыки работы с игровыми элементами, видеофрагментами, иллюстративными материалами.

Формировать культуру здоровья на уроках химии.

Выявить недостаточно освоенные темы и скорректировать учебный процесс и готовить учащихся к ЕГЭ.

3. Воспитательные цели.

Воспитывать культуру речи учащихся.

Воспитать экологическую культуру и мышление у учащихся.

II . Тип урока: изучение нового материала.

III . Вид урока: урок с применением компьютера (с использованием мультимедиа- средств обучения).

IV . Инновационные, информационные технологии обучения, основанные на применении современной передовой техники – компьютеров, интерактивной доски, проектора.

V. Методы урока:

А. Иллюстративно-игровой

Б. Преподавания – сообщающий.

обучения – а/ программированный б/ иллюстративно игровой

2)преподавания – а/ объяснительный б/ стимулирующий 3) учения – а/ репродуктивный б/ частично поисковый

VI . Средства: Компьютер, иллюстративный материал,

игровые элементы, лабораторные опыты и демонстрация на видео.

Ход урока:

На экране проектора:

Карта путешествия по стране «Алканы»

Информационная Привал

Разминка Информационная

Старт C n H 2 n +2

Техника

безопасности

Финиш Эксперимент

I станция. Разминка. Старт.

1. Устный опрос

1. Бензин, бытовой газ, растворители, пластмассы, красители, спирты, лекарства, духи – все продукты …

2. Болотный газ. Образуется при гниении, при сухой перегонке угля. Является главной составной частью природных газов…

3. Сколько видов органических веществ?

4. из него делают расчески, украшения, бильярдные шары, игрушки, мячи, щетки …

5. Материал для изготовления чемоданов…

6.Многие известные душистые вещества относятся к классу…

7.Всемирно известные духи – французские «Суар де Пари» и «Шанель» изготовлены из каких веществ?

8. Топливо для организма…

9. Это вещество наркотик, не безвреден для человека, парализует нервную, сердечно-сосудистую систему, печень …

10. Кто открыл теорию строения органических соединений?

11. Кто ввел понятие «гибридизация»

12. Что такое изомеры?

2. На экране проектора вопросы и задания

Ученики отвечают. После ответа учеников компьютер сразу дает правильный ответ.

1. Сколько электронов на втором уровне атома углерода.

2. Распределите электроны по орбиталям углерода в возбужденном состоянии.

3. Гибридизация атомных орбиталей.

а) Какие электроны перекрываются?

б) Образование ковалентных связей в молекуле метана (медикация)

в) Образование Г и П связей в молекуле этилена (медикация)

г) Образование Г и П связей в молекуле ацетилена (медикация)

д) Расположение С атомов в пространстве (медикация)

4. К какому классу относятся следующие соединения?

R-OH, R-C , R-C , R-O-R, R-CI

5. Общие формулы каких соединений изображены?

C n H 2 n +2 , C n H 2 n , C n H 2 n -2 ,

C n H 2 n +1 COOH, C n H 2 n +1 COH

6.Что такое гомологический ряд? Изображение на экране

H H H H H H H H H

H-C - C-H H-C-C-C-H H-C-C-C-C-H

H H H H H H H H H

7. Какая формула лишняя?

C 2 H 6 CH 4 C 6 H 16 C 16 H 34 C 2 H 4 C 12 H 24 C 4 H 10

3. Вспомним алгоритм называния веществ ациклического строения.

На экране формула вещества:

Медикация с озвучиванием:

1. Выберите самую длинную углеродную цепь

2. Пронумеруйте её с той стороны, к которой ближе радикалы, или старший заместитель, или кратная связь. (на экране происходит нумерация)

3. Указать в префиксе положения.(номер атома углерода) и назвать радикалы, заместителя, функциональной группы в алфавитном порядке.(на экране 2 – метил -)

4.Назвать основной углеводород (на экране 2-метил- бутан)

5.Если есть двойная связь, то после корня поставить суффикс –ен, для тройной связи -ин, если кратных связей нет – суффикс – ан.

II Информационная станция

1. Физические свойства алканов.

На экране схемы;

Учитель рассказывает: к метану специально добавляют серосодержащие соединения – меркаптаны, для того, чтобы люди могли по запаху определить утечку.

Демонстрация веществ: гексана, парафина

Разветвленные алканы кипят при более низких температурах, чем прямые.

Пишут в тетради: C 1 - C 4 газыCH 4 - T пл = -182,5 °СC 5 – C 15 - жидкостиС 16 – С n - твердые

2. Способы получения алканов.

Алканы в больших количествах получают из природного газа и нефти.

Из простых веществ в электрическом разряде:

C+2H 2 →CH 4

Гидролиз карбида алюминия

+3 -4 AI 4 C 3 +6HOH → 4AI(OH) 3 +3CH 4

Нагревание моногалогеноалканов с металлическим натрием (реакция Вюрца)

C 2 H 5 Br+2Na+Br-C 2 H 5 → C 2 H 5 - C 2 H 5 + 2NaBr Если разные галогеноалканы, то результатом будет смесь трех продуктов: t ° 3CH 3 Br + 3Na + 3Br-C 2 H 5 →CH 3 -CH 3 + CH 3 -CH 2 -CH 3 +C 2 H 5 -C 2 H 5

5. Декарбоксилирование. Сплавление ацетата натрия со щелочью. Полученный этим способом алкан будет иметь на один атом углерода меньше. Демонстрация опыта на экранекомпьютера (с озвучиванием)

6. Гидролиз реактива Гриньяра:

7.Алканы симметричного строения могут быть получены в результате электролиза солей карбоновых кислот (реакция Кольба)

III . Станция Привал . (Ученики отдыхают, слушают музыку).

IV . Информационная станция.

3. Химические свойства алканов.

Так как связи в алканах малополярные, то для них характерны радикальные реакции, реакции замещения.

1.Реакции замещения.

а) С галогенами (галогенирование). С хлором на свету, с бромом при нагревании.

В случае избытка хлора хлорирование идет дальше, до полного замещения атомов водорода.

Реакция идет по радикальному механизму.

2.Реакции отщепления

а) Дегидрирование (отщепление водорода)

б) Крегинг алканов:

Крекинг -0 радикальный разрыв связей С-С. Протекает при нагревании и в присутствии катализаторов. При крекинге образуется смесь алканов с меньшим числом С атомов. Механизм свободно радикальный. Этот процесс является важнейшей стадией переработки нефти.

в) при температуре 1500 0 С метан пиролизуется

г) при температуре 1000 0 С:

3 Реакции окисления.

а) В присутствии избытка кислорода происходит полное сгорание алканов до СО 2 и Н 2 О. При сгорании алканов выделяется большое количество теплоты, на этом основано их применение в качестве топлива.

V .Экспериментальная станция

- На экране видеофрагмент с озвучиванием «Горение метана» с озвучиванием:

Низкие алканы горят бесцветным пламенем, а с ростом числа атомов углерода в молекуле пламя алканов становится все более окрашенным и коптящим.

VI . Станция Техника безопасности

а)Газообразные углеводороды с воздухом в определенных соотношениях могут взрываться!

б) В условиях недостатка кислорода происходит неполное сгорание, продуктом является сажа (С) ядовитый газ СО

в) При мягком окислении алканов кислородом воздуха на катализаторах могут быть получены спирты, альдегиды, кислоты с меньшим количеством атомов углерода в молекуле.

4 Реакции изомеризации

Алканы нормального строения при нагревании в присутствии катализатора могут превращаться в алканы с разветвленной цепью.

5. Ароматизация.

Алканы с шестью и более атомами углерода вступают в реакцию дегидрирования с образованием цикла:

Станция Финиш-закрепление

Вопросы по группам.

Домашнее задание:

Упражнение4,6,7,8(писменно),стр.81.

Алканы получают из нефтепродуктов, природного газа, каменного угля. Главное применение алканов - использование в качестве топлива. Из веществ также изготавливают растворители, косметические средства, асфальт.

Описание

Алканы - класс насыщенных или предельных углеводородов. Это значит, что молекулы алканов содержат максимальное количество атомов водорода. Общая формула соединений гомологического ряда алканов - C n H 2n+2 . Названия веществ составляются из греческого обозначения числительных и суффикса -ан.

Физические и химические свойства алканов зависят от их строения. С возрастанием количества атомов углерода в молекуле происходит переход от газообразных веществ к твёрдым соединениям.

Агрегатное состояние алканов в зависимости от количества атомов углерода:

• С 1 -С 4 - газы;
• С 5 -С 15 - жидкости;
• С 16 -С 390 - твёрдые вещества.

Газы горят голубым пламенем с выделением большого количества тепла. Алканы содержащие 18-35 атомов углерода - воскообразные, мягкие вещества. Из их смеси изготавливают парафиновые свечи.

Рис. 1. Парафиновые свечи.

С увеличением молекулярной массы в гомологическом ряду повышаются температуры плавления и кипения.

Применение

Алканы выделяют из полезных ископаемых - нефти, газа, каменного угля. На разных этапах переработки получают бензин, керосин, мазут. Алканы используются в медицине, косметологии, строительстве.

Рис. 2. Нефть содержит жидкие алканы.

В таблице описаны основные области применения предельных углеводородов.

Область	Что используют	Как используют
Энергетическая промышленность	Бензин, керосин, мазут	В качестве ракетного, моторного топлива
	Газообразные алканы	В качестве бытового газа для приготовления пищи
Химическая промышленность	Петролейный эфир (смесь изопентанов и изогексанов),	Изготовление растворителей, смазочных масел, пропитки
		Изготовление вазелинового масла (смесь жидких алканов), вазелина (смесь жидких и твёрдых алканов), свечей, моющих средств, лаков, эмалей, мыла. В качестве пропитки спичек. Использование при производстве органических кислот
	Хлорпроизводные алканы	Изготовление спиртов, альдегидов, кислот
Косметология	Вазелин, вазелиновое масло	Производство мазей
		В качестве пропеллентов для изготовления аэрозолей
		Изготовление увлажняющих косметических средств
Строительство	Гудрон (дёготь) - конечный продукт переработки нефти, содержащий смесь алканов, циклоалканов, аренов, металлов, неметаллов	Для изготовления асфальтовых дорог
Бумажно-целлюлозная промышленность		В качестве пропитки упаковочной бумаги
Пищевая промышленность		Производство жевательных резинок

Рис. 3. Гудрон.

Алканы используются при изготовлении каучука, синтетических тканей, пластмасс, поверхностно-активных веществ. В качестве заправки баллонов для тушения пожаров используются пропан и бутан в сжиженном виде.

Что мы узнали?

Узнали кратко об области применения алканов. Насыщенные углеводороды в газообразном, жидком, твёрдом состоянии используются в химической, пищевой, бумажной, энергетической отраслях, в косметологии и строительстве. Из алканов производят растворители, краски, лаки, мыло, свечи, мази, асфальт. Бензин, керосин, мазут, состоящие из жидких алканов, используют в качестве топлива. Газообразные алканы применяются в быту и для производства аэрозолей. Основные источники алканов - нефть, природный газ, каменный уголь.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.5 . Всего получено оценок: 131.

Конспект урока по теме «Алканы» учитель

Цель урока : познакомить учащихся с алканами (строение молекул алканов, ознакомление с изомерией предельных углеводородов, номенклатурой алканов, их физическими и химическими свойствами, основными способами получения) и выявить их важную роль в промышленности.

Задачи урока :

Образовательная : рассмотреть гомологический ряд предельных углеводородов, строение, физические и химические свойства, способы их получения при переработке природного газа, возможности их получения из природных источников: природного и попутного нефтяного газов, нефти и каменного угля. Развивающая : развить понятие о пространственном строении алканов; развитие познавательных интересов, творческих и интеллектуальных способностей, развитие самостоятельности в приобретении новых знаний с использованием новых технологий. Воспитательная : показать единство материального мира на примере генетической связи углеводородов разных гомологических рядов, получаемых при переработки природного и попутного нефтяного газов, нефти и каменного угля.

Знания, умения, навыки: актуализируют понятия: «алканы», «общая формула алканов», «гомологи», «изомеры». Приобретут знания химических понятий: «углеродный скелет», «метан», «этан», характеризовать строение и химические свойства метана, этана, объяснять зависимость свойств метана и этана от их состава и строения, важнейшие применения метана и этана. Закрепят умения называть вещества по международной номенклатуре, определять принадлежность органических веществ к классу алканов, объяснять зависимость свойств веществ от их состава и строения.

Оборудование : компьютер, мультимедиа проектор, экран, презентация, таблица.

I. Организационный момент. (Сообщить цель и тему урока).

II. Изученного нового материала.

Тема урока: "Алканы".

План изучения алканов.

Определение. Общая формула класса углеводородов. Гомологический ряд. Изомерия алканов. Строение алканов. Физические свойства. Способы получения. Химические свойства. Применение.

1. Определение. Общая формула класса.

Вопрос к классу «Что такое углеводороды?»

«Это органические соединения состоящие из двух элементов – углерода и водорода ».

Алканы. (Предельные углеводороды. Парафины. Насыщенные углеводороды.)

Алканы - углеводороды в молекулах которых все атомы углерода связаны одинарными связями (-) и имеют общую формулу: CnH2n+2.

Задание . Выведите формулу алкана, если n=3, 5, 7.

2. Гомологический ряд.

Вопрос к классу «Что такое гомологи?»

-«Гомологи - это вещества, сходные по строению и свойствам и отличающиеся на одну или более групп СH2.»

Простейшим представителем алканов является - метан СН4. Следующим за ним гомологом является – этан С2Н6.

Мысленно прибавляя к этану группу СH2, скажите формулы следующих за ними гомологов.

Итак у нас получился гомологический ряд алканов. Как видим суффикс «ан» является общим для всех алканов, а начиная с пятого гомолога название алкана образуется от греческого числительного, указывающего число атомов углерода в молекуле и суффикса «ан».

Таблица «Гомологический ряд алканов».

Если мысленно вычесть из формул предельных углеводородов по одному атому водорода, то получится формулы групп атомов с неспаренными электронам, которые называют радикалами.

Задание . Назовите по систематической номенклатуре следующие углеводороды.

3. Изомерия алканов.

Вопрос к классу «Что такое изомерия?»

«Изомерия - это явление при котором вещества, имеют один и тот же химический состав, но разное строение и свойства.»

Первые три члена гомологического ряда алканов – метан, этан, пропан – не имеют изомеров. Четвертый член – бутан C4H10 отличается тем, что имеет два изомера: нормальный бутан с неразветвленной углеродной цепью и изобутан с разветвленной цепью.

CH3–CH2–CH2–CH3(бутан) CH 3 -CH–CH 3 (2- метилпропан)

Вид изомерии, при которой вещества отличаются друг от друга порядком связи атомов в молекуле, называется структурной изомерией или изомерией углеродного скелета.

Задание . Составьте полуструктурные формулы всех возможных изомеров пентана.

4. Строение алканов.

Вопрос к классу «Химические связи какого типа присутствуют в молекулах углеводородов?»

«Химические связи, образующиеся в результате перекрывания орбиталей вдоль линии, соединяющей центры ядер двух атомов, называют сигма - связями»

«Химические связи, образующиеся в результате перекрывания орбиталей в двух областях, т. е. вне линии, соединяющей центры ядер атомов, называют пи-связями».

Атом углерода во всех органических веществах находится в "возбуждённом" состоянии, т. е. имеет на внешнем уровне четыре неспаренных электрона. В образовании химической связи участвуют 1 s и 3 р электронные орбитали. В результате их слияния происходит образование 4 гибридных облаков (sp3 – гибридизация). Гибридные облака располагаются в пространстве, образуя пространственную тетраэдрическую форму.

5. Физические свойства.

Таблица « Зависимость температур кипения и плавления алканов от молекулярной массы».

Гомологи отличаются молекулярной массой и, следовательно, физическими характеристиками. С увеличением числа углеродных атомов в молекуле алкана (с ростом молекулярной массы) в гомологическом ряду наблюдается закономерное изменение физических свойств гомологов (переход количества в качество): повышаются температуры кипения и плавления, увеличивается плотность.

Алканы от СН4 до С4Н10 – газы, от С5Н12 до С17Н36 – жидкости, далее – твердые вещества.

6. Получение.

В промышленности алканы выделяют из природных источников (природный и попутный газы, нефть, каменный уголь).

В лаборатории алканы получают сплавлением ацетата натрия с твердым гидроксидом натрия.

1. CH3COONa + NaOH ¾® CH4 + Na2CO3

Более сложные алканов получают при взаимодействии галогенопpоизводных предельных углеводоров с металлическим натрием.

2. 2CH3Cl + 2Na ¾® CH3-CH3 + 2NaCl (реакция Вюpца)

7. Химические свойства.

Химические свойства любого соединения определяются его строением, т. е. природой входящих в его состав атомов и характером связей между ними.

1. Предельные углеводороды при нагревании горят:

СН4 + 2О2 →СО2 + 2Н2О

смесь метана с кислородом (1:2) при поджигании взрывается

2. Разлагаются при нагревании при 1000 ºС до простых веществ:

СН4 → С+ 2Н2

при нагревании до 1500С из метана получают ацетилен

2СН4 → С2Н2+3Н2

3. Хлорирование метана:

1 стадия CH4 + Cl2 ® CH3Cl +HCl

2 стадия CH3Cl + Cl2 ® CH2Cl2 +HCl

3 стадия CH2Cl2 + Cl2 ® CHCl3 + HCL

4 стадия CHCl3 + Cl2 ® CCL4 + HCL

4. Реакции изомеризации идут при нагревании и в присутствии катализатора. Изомеризация пентана (с хлоридом алюминия)

8. Применение.

Метан и его производные имеют большое практическое применение: в качестве топлива, являются сырьем для производства органических веществ, растворителей, горючего для дизельных и турбореактивных двигателей.

III. Закрепление.

Тест по теме АЛКАНЫ

1. Состав алканов отражает общая формула. . .

а) CnH2n б) CnH2n+2 в) CnH2n-2 г)СnH2n-6

Варианты ответов (выберите правильный):

Ответ_1 : формула а

Ответ_2 : формула б

Ответ_3 : формула в

Ответ_4 : формула г

2. Какие соединения относятся к гомологическому ряду метана:

а) С2Н4 б) С3Н8 в) С4Н10 г) С5Н12 д) С7Н14 ?

Ответ_1 : соединения а, в, г

Ответ_2 : соединения б, г, д

Ответ_3 :соединения б, в, г

Ответ_4 : соединения г, д

3. Какое из соединений, получится при нагревании метана без доступа воздуха при температуре 1500О

Ответ_1 : этилен

Ответ_2 : ацетилен

Ответ_3 : углекислый газ

Ответ_4 : сажа

4. С какими реагентами могут взаимодействовать алканы:

а) Br2 (р-р); б) Br2, t°; в) H2SO4 (25 °С);

г) HNO3 (разб), t°; д) KMnO4 (25 °С); е) NaOH?

Ответ_1 : а, б, г, д

Ответ_2 : б, в, е

Ответ_3 : а, д

Ответ_4 : б, г

5. К какому типу относится реакция взаимодействия хлора с метаном (на свету)

Ответ_1 : окисления

Ответ_2 : изомеризации

Ответ_3 : замещения

Ответ_4 : соединения

6. Какой галогеналкан нужен для получения

2,5-диметилгексана по реакции Вюрца без побочных продуктов?

Ответ_1 : 2-бром-2-метилпропан

Ответ_2 : 2-бромпропан + 1-бром-3-метилбутан

Ответ_3 : 1-бром-2-метилпропан

Ответ_4 : бромэтан + 1-бромбутан

IV. Домашнее задание:

Учебник «Химия-10» Рудзитис, Фельдман.

Стр.21-27, упр. 9,11 (стр.27)