Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Н. П. Гузик. ДИДАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ПО ХИМИИ Д...doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
960.51 Кб
Скачать

Урок 5. (Разбор нового материала).

Тема: Физические и химические свойства метана и других алканов (изменение температуры кипения и плавления с ростом относительной молекулярной массы алканов и степени разветвленности цепи). Горение, хлорирование, термическое разложение (крекинг), изомеризация, Изомерия. Применение. Получение водорода из метана. Циклопарафины, их строение, нахождение в природе, практическое значение.

Урок 6. (Практическое комбинированное семинарское занятие).

Тема: Физические и химические свойства метана и его гомологов. Получение водорода из метана. Применение алканов и природных соединений, содержащих алканы (нефть, природный газ, каменный уголь). Циклопарафины.

Девиз: «Практика – основа и критерий познания».

Программа «А». 1. Сравните по наиболее существенным признакам состав и строение гомологов метана. На основании этого обоснуйте закономерности, которые наблюдаются в физических свойствах метана и его гомологов.

Установите и продемонстрируйте на конкретных примерах закономерности изменения агрегатного состояния, температуры плавления и кипения, растворимости в воде, наблюдаемые при изменении относительной молекулярной массы алканов и пространственного строения их молекул.

Какие из приведенных веществ будут лучше растворяться в воде и почему: а) 1-хлорбутан; б) бутан; в) 1,2-дихлорбутан; г) 2-метилпропан?

Где и для чего в практике используются знания об основных закономерностях, лежащих в основе физических свойств алканов?

Приведите примеры, когда практика определила направление теоретических исследований (из истории возникновения теории органических веществ А. М. Бутлерова).

2. Сравните по наиболее существенным признакам ход реакции галогенирования метана и его гомологов. Установите закономерности и сформулируйте их в виде правил: а) как зависит скорость реакции галогенирования алканов от размера и пространственной структуры алканов; б) как зависит скорость реакции галогенирования от количества заменяемых атомов водорода в молекуле; в) как зависит скорость реакции галогенирования от вида галогена?

Обнаруженные закономерности продемонстрируйте уравнениями химических реакций.

Какие из приведенных ниже веществ будут растворяться в воде: а) гексан; б) 2-фторгексан; в) циклогексан? Почему?

Где в практических целях используется реакция галогенирования алканов? Приведите примеры, когда практическая необходимость определила направления теоретических исследований в области реакций галогенирования алканов (работы Н. Н. Семенова по теории цепных реакций).

3. В настоящее время значительную часть бензина (смесь углеводородов, имеющая в своем составе октаны и изооктаны) получают крекингом мазута (смесь углеводородов состава от С16Н34 до С28Н58).

Напишите, какие физические и химические явления в практике крекинга мазута. Приведите соответствующие уравнения химических реакций крекинга. Какие алканы легче поддаются крекингу?

Для каких практических целей и как производят водород из метана?

Задача для всех. (Задачу решают во время контрольной работы все учащиеся, которые во время обучаемой части комбинированного семинарского занятия учились по программе «А». Те, кто занимается по программам «В» и «С», решают эту задачу только во время обучающей части урока).

Массовая доля углерода и водорода в циклоалкане соответственно равны 85,7 и 14,3 %. Относительная плотность паров этого вещества по водороду равна 35.

Какова молекулярная структурная формула этого углеводорода? Напишите формулу возможных его изомеров.

Программа «В». 1. Знания о температурах кипения алканов используются в производственных целях: производство нефтепродуктов из сырой нефти. Сравните состав бензина, керосина, солярового масла и ответьте на вопросы: какие аппараты (по их назначению) должны входить в нефтеперегонный комплекс? Могут ли содержаться в растворенном виде в нефти твердые и газообразные алканы и почему? Может ли содержаться в нефти вода? Почему?

2. Из циклических алканов в составе нефти в основном содержится циклогексан. Массовая доля более легких циклоалканов в нефти постепенно уменьшается. Сравните структуру молекул циклогексана, циклопентана, циклобутана и объясните, почему содержание циклогексана в нефти больше, чем циклопентана и циклобутана.

3. Какие из приведенных веществ будут легче хлорироваться: метан, хлорметан, пентан, 2-метилбутан? Почему?

Для каких практических целей используется реакция хлорирования метана и его гомологов?

4. Сравните характер перестройки молекулы октана в реакции изомеризации, крекинга.

Ответьте на вопросы: какие изменения происходят в электронном и пространственном строении молекулы в результате ее крекинга, изомеризации? Для каких практических целей применяется крекинг алканов? (Запишите уравнение реакции крекинга октана). Для каких практических целей проводят реакцию изомеризации октана? Напишите уравнение данной реакции. Какие основные закономерности нужно знать, чтобы осуществить разделение смеси углеводородов, полученных при крекинге октана? Как получают водород из метана? Для каких практических целей используется этот способ получения водорода?

Эксперимент для всех. (Практические работы выполняют все учащиеся, обучающиеся по программе «В». Учитель контролирует выполнение эксперимента, он проверяет лишь выводы и правильность написания уравнений химических реакций).

Получите метан из смеси ацетата натрия и гидроксида натрия. Опишите электронное строение его молекулы.

Пропустите метан, выходящий из газоотводной трубки прибора для получения метана, через раствор перманганата калия, затем через раствор бромной воды. Объясните почему окраска указанных выше реагентов не изменилась.

Зажгите метан, который выделяется при сплавлении ацетата натрия и гидроксида натрия. Рядом зажгите циклогексан и расплавленный парафин. Сравните цвет пламени горячего метана, парафина и циклогексана. Объясните получение неодинакового цвета пламени при горении этих веществ. Что нужно сделать для того, чтобы парафин сгорал наиболее полно? Какие основные знания в области горения используются при изготовлении парафиновых свеч, масляных светильников?

Программа «С». 1. Выполните эксперименты, описанные в программе «В».

2. Напишите формулы (молекулярные и полуструктурные) гомологов метана (включительно до декана). Сравните агрегатное состояние, температуры кипения и плавления гомологов. Пронаблюдайте, как изменяются эти показатели в связи с изменением относительной молекулярной массы; выведите закономерность и сформулируйте ее в виде правила.

3. Напишите структурные формулы циклоалканов, имеющих состав С3Н6, С4Н8, С5Н10, С6Н12. Выведите общую формулу циклоалканов. Отличаются ли по свойствам циклоалканы от алканов, имеющих то же самое количество атомов углерода в составе молекулы? Почему? (При объяснении исходите из качественного состава и видов связи между атомами в молекулах этих соединений).

4. Опишите реакцию хлорирования метана и пропана. Где используются хлорпроизводные метана и его гомологов?