Методическая разработка «Алкены» (Химия, 1 курс СПО)

Министерство здравоохранения Красноярского края

краевое государственное бюджетное

профессиональное образовательное учреждение

«Дивногорский медицинский техникум»

 

Методическая разработка

Тема: «Алкены»

 

Дисциплина: «Химия»

Специальность: 34.02.01 Сестринское дело (базовой подготовки)

на базе основного общего образования

Курс 1

 

 

Дивногорска 2016 г.

Утверждено:

Заместитель директора по УР

________ Е.А. Болсуновская

от «___»____________2016 г.

Методическую разработку составила: И.Ю. Ситничук, преподаватель первой квалификационной категории

Тема: Алкены

Дисциплина: Химия

специальность 34.02.01 Сестринское дело (базовой подготовки) 1 курс, 1 семестр

группы 111, 112, 113

Продолжительность: 2 часа (90 минут)

Цели: формирование знаний об алкенах как классе непредельных углеводородов, об особенностях их электронного строения и изомерии, физико-химических свойствах, способах получении применении.

Планируемые результаты урока:

Личностные результаты:

- учатся использовать достижения современной химической науки и химических технологий для повышения собственного интеллектуального развития в выбранной профессиональной деятельности.

Метапредметные результаты:

Познавательные:

- анализируют зависимость свойств алкенов от их строения и изомерии.

Коммуникативные:

- планируют цели и способы взаимодействия;

- понимают позицию партнера, в том чис­ле и отличную от своей;

- умеют обменива­юся мнениями и слушать и слышать друг друга.

Регулятивные:

- удерживают цель дея­тельности до получения ее результата;

- осуществляют самостоятельный кон­троль своей деятельности

Предметные результаты:

- научатся: пользоваться химической терминологией и символикой; называть алкены по структурной формуле и строить структурные формулы по названию;

- писать уравнения химических реакций.

Получат возможность научиться анализировать полученную информацию

Тип урока – комбинированный урок.

Опорные понятия, термины – алкены, гомологический ряд, номенклатура, изомерия алкенов.

Новые понятия – полимеризация, мономер, полимер, элементарное звено.

Оснащение:

учебно-наглядные пособия: нет

технические средства обучения: ноутбук, мультимедийный проектор, переносной экран.

учебно-методическое обеспечение: УМК по дисциплине, включая рабочую программу, КТП, технологическая карта урока, средства текущего контроля (вопросы графического диктанта, вопросы для устного опраса, дидактические карточки), презентация, видеофильм.

Информационные источники (литература, периодическая печать, интернет) - Новошинский И.И., Новошинская Н.С. Химия 10 класс. Профильный уровень: учебник для общеобразовательных учреждений – М., 2012.

www.chem.msu.su

https://infourok.ru/ - Видеоматериалы сайта

На занятии используются видеоматериалы, взятые с сайта «Инфоурок».

Тема: Алкены (слайд 1)

Цели: формирование знаний об алкенах как классе непредельных углеводородов, об особенностях их электронного строения и изомерии, физико-химических свойствах, способах получении применении. (слайд 2)

Метод обучения: частично-поисковый.

Тип урока – комбинированный урок.

Организационная форма: фронтальный опрос, фронтальная беседа по проблемным вопросам, обсуждение, самостоятельная работа, рефлексия.

Средства обучения: таблицы, медиапроектор, компьютер, карточки.

Программное обеспечение: виртуальная химическая лаборатория, химия в школе: Углерод и его соединения. Углеводороды; Производные углеводородов.

Для демонстрации: коллекции полимерных образцов полиэтилена с разной степенью полимеризации (плёнка и изделия из полиэтилена), изделия из тефлона; портрет В.В.Марковникова.

Ход занятия

I. Организационный момент.

Преподаватель: Здравствуйте! Садитесь, пожалуйста, на свои места и мы начнём наше занятие, который, я надеюсь, будет для вас продуктивным, а главное - полезным!

II. Подготовка к изучению нового материала.

Преподаватель: Сейчас Мы проведём с Вами графический диктант для того, чтобы вспомнить пройденный ранее материал. На выданных Вам листах Вы заполняете Свои данные в графах на против соответствующего номера вопроса Вы ставите «+» - если согласны с высказыванием и «-» - если не согласны. Приложение 1.

Радикалы – это вещества, которые имеют одинаковый состав, но разное строение.

Углерод в органических соединениях всегда четырёхвалентен.

Для алканов характерна реакция замещения.

Для алканов характерна изомерия положения.

Группа -СН2 - это гомологическая разность.

При горении алканы распадаются на углерод и воду.

Крекинг – это распад исходной молекулы на более мелкие молекулы.

По реакции Вюрца алканы получают из солей карбоновых кислот.

Реакция галогенирования протекает по цепному механизму.

Пиролиз протекает без доступа воздуха.

Обучающиеся: отвечают заполняют листы ответов и сдают работы.

III. Целеполагание

Преподаватель: Послушайте отрывок из статьи В. Пескова «Таежный тупик» о семье Лыковых:

«Из всего того, что могло его поразить, на первое место надо поставить не электричество, не самолет…, не приемник, из которого слышался «бабий греховный глас» Пугачевой, поразил его больше всего прозрачный пакет из полиэтилена. «Господи, что измыслили – стекло, а мнется!»»

А теперь ответьте на вопросы и постарайтесь сформулировать тему и цель нашего занятия:
1. Объясните свое отношение к этому отрывку.

2. О чем пойдет речь на уроке?

3. Сформулируйте тему урока.

4. Какие органические вещества вам уже известны?

5. Каким признаками характеризуются представители класса алканов? (Слайд 4)

Обучающиеся: во фронтальном режиме взаимодействуют с преподавателем: слушают вопросы, отвечают на них и формулируют тему и цель урока.

IV. Актуализация опорных знаний, полученных ранее.

Преподаватель: Давайте ещё раз вспомним основные термины, изученные ранее ответив на следующие вопросы: (Слайд 5)

Что такое гомологический ряд и гомологи?

Какие соединения относят к изомерам?

Какова химическая активность алканов?

Что такое радикал?

Обучающиеся: отвечают на вопросы.

V. Усвоение новых знаний и способов действий

Преподаватель: Мы начинаем изучать тему «Алкены – непредельные углеводороды». Вам предстоит познакомиться со строением, составом и номенклатурой молекул алкенов, их гомологическим рядом, со способами получения алкенов, характеристикой их химических свойств, обусловленных двойной связью, получить первоначальные сведения о реакциях полимеризации и рассмотреть основные области применения алкенов. Идея урока заключена в словах великого русского химика Дмитрия Ивановича Менделеева: «Границ научному познанию и предсказанию предвидеть невозможно»

Далее преподаватель даёт определения новым понятиям и терминам:

Алкены – это органические вещества, у которых в углеродной цепи есть одна двойная связь и отвечают общей формуле CnH2n.

В молекулах алкенов атом углерода имеет sp2-гибридное состояние. За счет этого гибридные орбитали образуют одну σ-связь и одну (кратную) π-связь.

- С = С –

Затем обучающимся предлагается по тексту учебника составить таблицу

«Гомологический ряд алкенов». Приложение 2.

Обучающиеся: читают учебник, работают, составляют таблицу «Гомологический ряд алкенов» в тетради, слушают объяснение.

Преподаватель: Номенклатура алкенов похожа на номенклатуру алканов, но есть несколько отличий:

Нумерация цепи начинается с того конца, ближе к которому находится кратная связь. Если она находится по середине, то нумерация цепи происходит как у алканов.

После названия заместителей и в конце пронумерованной цепи суффикс –ан соответствующего алкана меняется на –ен и через дефис ставится номер углеродного атома, от которого отходит кратная связь. (Слайд 6)

 5    4           3     2            1

СН3-СН(СН3)-СН2-С(С2Н5)=СН2

                                      ↑

4-метил-2-этилпентен-1

Назовите представленное соединение самостоятельно. (Слайд 7)

С(СН3)2-СН2-С(СН3)=СН-СН2-СН3

Обучающиеся: выполняют пример.

Преподаватель: Для алкенов характерны следующие виды изомерии: измерия углеродного скелета, измерия положения кратной связи и пространственная изомерия.

Изомерия положения кратной связи – это когда кратная связь мигрирует по углеродному скелету, а положение углеродных атомов в нём неизменно. (Слайд 8)

СН2=СН-СН2-СН2-СН2-СН3

      ↑ гексен-1

СН32-СН=СН-СН2-СН2-СН3

             ↑ гексен-2

СН3-СН2-СН=СН-СН2-СН3

                  ↑ гексен-3

С изомерией углеродного скелета Вы уже знакомы по теме «Алканы». Для алеканов она выражается тем, что кратная связь имеет постоянное положение, а местоположение углеродных атомов меняется. Для гексена-1 можно составить следующие изомеры углеродного скелета: (Слайд 9)

СН2=СН-СН2-СН2-СН2-СН3

      ↑ гексен-1

СН2=С(СН3)-СН2- СН3

      ↑ 2-метилпентенен-1

СН2=СН-СН(СН3)- СН3

      ↑ 3-метилпентенен-1

СН2=СН-С(СН3)2 -СН3

      ↑ 3,3-диметилбутен-1

Пространственная изомерия – это положение радикалов относительно плоскости кратной связи. Существует два вида пространственных изомера: цис-изомер – одинаковые радикалы расположены по одну сторону от плоскости кратной связи (Слайд 10)

  СН3 СН3

  │    │

  С = С

  │    │

  Н    Н             цис-бутен-2

и транс-изомер – одинаковые радикалы расположены по разные стороны от плоскости кратной связи

СН3 Н

│    │

С = С

│    │

Н    СН3             транс-бутен-2

Обучающиеся: вместе с преподавателем выполняют задания.

Преподаватель: Предлагает посмотреть видеофильм о физических и химических свойствах алкенов. (Слайд 11)

Комментарии видеофильма: Наличием у алкенов кратной связи объясняются и их химические свойства. Они активнее алканов. Как вы думаете, какие типы химических реакций будут характерны для класса алкенов? Для них характерны реакции присоединения. Давайте посмотрим фрагмент презентации и видеофильм о химических свойствах алкенов.

Рассмотрим принцип присоединения веществ к молекулам алкенов на примере этилена.

Для несимметричных алкенов используется правило Марковникова: водород водородсодержащего минерального соединения присоединяется к наиболее гидрированному атому углерода при кратной связи, оставшаяся часть минеральной молекулы присоединяется ко второму углеродному атому при кратной связи.

СХЕМЫ РЕАКЦИИ ПРИСОЕДИНЕНИЯ

Могут ли вступать в реакции присоединения молекулы алкенов друг с другом?

Обучающиеся: отвечают на вопрос (Да, так как имеют кратную связь)

Преподаватель: Запишем основные реакции алкенов:

Реакция полимеризации:

Это процесс соединения одинаковых молекул в более крупные.

n CH2=CH2 → (-CH2-CH2-)n

этилен полиэтилен

(мономер) (полимер)

n – степень полимеризации, показывает число молекул, вступивших в реакцию.

-CH2-CH2- структурное звено

Сейчас напишите, реакцию горения этилена (обучающиеся пишут в тетради, один обучающийся - на доске, затем сверяют свои записи с уравнением реакции горения в презентации)

Реакции окисления

А) Горение алкенов

2С2Н6 + 7О2 → 4СО2 + 6Н2О

Эта реакция называется ещё реакцией окисления, так как у атомов меняется степень окисления.

Студенты проставляют степень окисления, определяя окислитель и восстановитель.

К реакциям окисления относят и обесцвечивание алкенами раствора перманганата калия

Б) Мягкое окисление – взаимодействие с раствором перманганата калия (реакция Е.Е.Вагнера), качественная реакция на кратную связь, так как идёт обесцвечивания раствора марганцовки

Н2С=СН2 + KMnO4 + H2O → H2C - CH2 + MnO2 + KOH

                                                                       |   |

                                                                     HO  OH

                                                                  этиленгликоль

                                                                  (этандиол-1,2)

Обучающиеся: Смотрят презентацию, записывают уравнения химических реакций. Смотрят и обсуждают увиденное в видеофильме.

Преподаватель: Давайте посмотрим видеофильм (или презентацию) о получении алкенов. (Слайд 12 фрагмент 1)

Комментарии видеофильма: Теперь рассмотрим по схеме получения алкенов:

Как видно из схемы алкены можно получить уже известными Вам способами такими как «крекинг», «дегидрирование», «дегидратация», а так же «дегалогенирование», «дегидрогалогенирование».

Обучающиеся: Смотрят и обсуждают увиденное в видеофильме. Записывают уравнения реакций получения алкенов.

А так же в ходе изучения способов получения алкенов дают определения данным способам и записывают уравнения химических реакций, с помощью которых были получены алкены

Промышленный способ получения:

А) Крекинг алканов

                                                    t=400-700C0

С10Н22 → C5H12 + C5H10

                                               декан       пентан     пентен

Б) Дегидрирование алканов

                                                      Ni, t=500C0

Н3С - СН3 → Н2С = СН2 + Н2

                                                этан       этен (этилен)

Лабораторный способ получение:

А) Дегидратация спиртов

                                              Н   Н t≥140C,

                                              |    | Н2SO4(конц.)

Н−С – С−Н → Н2С = СН2 + Н2О

                                              |     |         этен (этилен)

                                              Н    ОН

Преподаватель: Познакомимся с такими способами получения алкенов как дегалогенированием и дегидрогалогенированием

Б) Дегалагенирование (де – удалить)

                                                            t

Н2С – СН2 + Zn → Н2С = СН2 + ZnBr2

                                          |   |                 этен (этилен)

                                          Br Br

                                  1,2-дибромэтан

В) Дегидрогалогенирование

                                      H H            спиртовой

                                       | |             раствор

Н−С–С−Н + KOH → Н2С=СН2 + KCl + H2O

                                       |  |               этен (этилен)

                                       Н Cl

                                   хлорэтан

Преподаватель: Давайте посмотрим видеофильм применении алкенов. (Слайд 12 фрагмент 2).

В каких же областях применяют их продукты. Приложение 3.

VI. Закрепление пройденного материала.

Преподаватель: предлагает работу по карточкам. Приложение 4.

Обучающиеся: Выполняют задания карточек.

VII. Осуществление коррекции

Преподаватель: по итогам выполненной работы давайте осуществить коррекцию усвоенных знаний.

Обучающиеся: формулируют затруднения, с которыми они столкнулись, и осуществляют коррекцию самостоятельно.

VIII. Оценивание работы обучающихся.

Преподаватель: предлагает обучающимся оценить свою деятельность на занятии.

Обучающиеся: оценивают свою работу

IX. Рефлексия

Преподаватель: предлагает соотнести результаты работы с целями урока.

Обучающиеся: соотносят результаты с целями и делают выводы, используя подсказки:

Особенно хорошо я усвоил … . Свой результат могу оценить так… .

X. Домашнее задание.

Преподаватель: Озвучивает домашнее задание: Новошинский И.И., Новошинская Н.С. Химия. 10 (11) кл. Органическая химия: учебник для общеобразовательных учреждений. - §§ 12 - 13.

Проработка конспекта, заучивание терминов.

Обучающиеся: Фиксируют домашнее задание

/data/files/v1490093811.pptx (Акены (презентация)) Алкены

Приложение 1

Вопросы графического диктанта с правильными ответами.

Радикалы – это вещества, которые имеют одинаковый состав, но разное строение. (-)

Углерод в органических соединениях всегда четырёхвалентен. (+)

Для алканов характерна реакция замещения.(+)

Для алканов характерна изомерия положения. (-)

Группа -СН2 - это гомологическая разность. (+)

При горении алканы распадаются на углерод и воду. (-)

Крекинг – это распад исходной молекулы на более мелкие молекулы. (+)

По реакции Вюрца алканы получают из солей карбоновых кислот. (-)

Реакция галогенирования протекает по цепному механизму. (+)

Пиролиз протекает без доступа воздуха. (+)

Приложение 2

Гомологический ряд алкенов

Суффикс соответствующего алкана –ан меняется на –ен или –илен.

Приложение 3

О полиэтилене…

Полиэтилен – довольно «старый» пластик. Исследователи фирмы JCJ в 1933 году подвергли сжатию под высоким давлением этилена в аппарате, полученном из Голландии. Они хотели изучить свойства этилена при высоком давлении, но вместо этого этилен заполимеризовался в полиэтилен. К сожалению, процесс полимеризации плохо воспроизводился; иногда полиэтилен получался; а иногда – нет. Тщательные исследования позволили обнаружить в реакционной камере очень маленькие трещинки. Они пропускали ровно столько воздуха, сколько надо, чтобы в камере началась полимеризация – благодаря содержащемуся в воздухе кислороду. Понадобилось много усилий, чтобы разработать промышленный процесс полимеризации этилена: если кислорода было слишком мало, полимеризация не шла, а если слишком много – вся установка взлетала на воздух.

Многие историки считают, что успех во Второй мировой войне частично принадлежит полиэтилену. Этот пластик является чудесным изолятором для высокочастотных устройств. Такой материал был крайне необходим при конструировании только что изобретённых радаров, благодаря которым можно было следить за курсом немецких бомбардировщиков и поднимать по тревоге истребители. Без полиэтилена не было бы радаров, без радаров не было бы заблаговременного сигнала воздушной тревоги, не было бы успешной обороны.

Этилен – вредитель

Во многих странах большое количество урожая пропадает из-за увядания плодов. Например, в США количество увядших, а значит, пропавших фруктов, составляет четверть всего урожая. Причина этого состоит в том, что фрукты при созревании выделяют газ этилен, который способствует их созреванию. Когда этого газа становится больше определённого количества, процесс созревания намного ускоряется как на дереве, так и в хранилище. Быстро созревший, а возможно, и уже увядший плод приводит к быстрому созреванию и даже к порче (к увяданию) всего урожая.

Американские фермеры, спасая урожай от порчи, пользуются созданным несколько лет назад устройством. Оно представляет собой картридж, заполненный перманганатом калия, который поглощает этилен и предотвращает процесс увядания плодов.

Приложение 4

Карточка для самостоятельной работы студентов на занятии

Напишите и назовите все возможные изомеры с общей формулой С4Н8.

Напишите уравнения реакций следующих превращений:

С3Н8 → С3Н6 → С3Н7ОН → С3Н6 → (-СН-СН-).

                                                     │

                                                     СН3

Напишите области применения алкенов.