Урок-консультация «Алканы» 10 класс Синеутесовская СОШ Мочалова Л.С.,учитель химии Мочалова Л.С.,учитель химии2011г

Цель: эффективно повторить и обобщить знания, устранить отставание учащихся по теме «Алканы» Задачи : 1. Повторить теорию; 2. Выполнить упражнения в режиме самопроверки; 3. Выполнить контрольные разноуровневые задания

Содержание теория контроль состав строение получение 1 уровень 2 уровень 3 уровень ответы свойства

АЛКАНЫ СОСТАВ СТРОЕНИЕ СВОЙСТВА ПРИМЕНЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ СИНТЕЗЫ ХИМИЧЕСКИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ

Состав CH 4 C2H6C2H6 C3H8C3H8 C n H 2n+2 Гомологический ряд: CH 4, C 2 H 6, …..C 8 H 18…. C 10 H 22 Метан, этан, ……..октан ……декан - ЭТО ВЕЩЕСТВА- ГОМОЛОГИ

Гомологи - вещества, сходные по строению и свойствам, состав которых отличается на одну или более групп CH 2

Гомологами являются : а) C 2 H 6 и C 2 H 4 б) а) C 2 H 6 и C 2 H 4 б) в) C 4 H 8 и C 7 H 16 г) CH 4 и C 6 H 10 в) C 4 H 8 и C 7 H 16 г) CH 4 и C 6 H 10 C 3 H 8 и С 5 H 12

Определите формулы алканов: а) C 5 H 10 б) C 2 H 2 а) C 5 H 10 б) C 2 H 2 в) C 7 H 16 г) C 3 H 8 в) C 7 H 16 г) C 3 H 8 Ответ: В,Г

Строение алканов Первое валентное состояние атома углерода Невозбужденный атом углерода Возбужденный атом углерода

Гибридизация - «перемешивание» электронных облаков

Форма углеродных цепей зигзагообразна

Изображение молекул алканов на плоскости- формулы строения Длина связи С-С равна 0,15 нм

ИЗОМЕРЫ ЭТО ВЕЩЕСТВА, ИМЕЮЩИЕ ОДИНАКОВЫЙ КАЧЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ, СХОДНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, НО РАЗНОЕ СТРОЕНИЕ И РАЗЛИЧАЮЩИЕСЯ ПО ФИЗИЧЕСКИМ СВОЙСТВАМ

Сколько углеводородов изображено формулами? Ответ :а)один б)два в) три г) четыре Один ; это бутан

Номенклатура алканов Назовем алкан - 1.Выбираем самую длинную цепь атомов углерода и нумеруем,начиная с того конца, к которому ближе разветвление :

2.В начале названия перечисляют радикалы и другие заместители с указанием номеров атомов углерода, с которыми они связаны CH 3 -метил, C 2 H 5 - этил, Cl - хлор; Если их несколько, то цифрой указывают место каждого в главной цепи и перед названием ставят частицы : ди- (2),три - (3), тетра -(4). 3. Основа названия - наименование алкана в главной цепи

CH 3 -CH - CH 2 -CH 3 CH метилбутан

Назовем алкан: ,4- диметилпентан

Название углеводорода с формулой: А)2,2,4-триметилгексан Б)5,5-диметил-3этилгексан В)2-диметил-4 этилгексанГ)2,2-диметил-4 этилгексан

Свойства алканов Физическиехимические С1- С4 - газы С5- С17 - жидкости с запахом бензина начиная с С 18 - твердые вещества (парафины) 1.У алканов сигма-связи прочны, насыщенны, поэтому при н.у. предельные углеводороды пассивны 2. Поэтому для них нехарактерны реакции присоединения, а характерны реакции свободно-радикального замещения

Химические превращения алканов обусловлены: 1. Разрывом цепи углеродных атомов. 2. Отрывом атомов водорода с последующим замещением их в соединении другими атомами или группами атомов

1.Галогенирование -радикальное замещение водорода на галоген ( хлорирование и бромирование происходит под действием солнечного света, УФ-излучения, при нагревании до градусов; фторирование и йодирование не призводят: фтор реагирует со взрывом, йод- слишком медленно) Эти реакции протекают по механизму цепных радикальных реакции. Николай Николаевич Семенов (Россия) в 1956 получил Нобелевскую премию за изучение механизма протекания таких реакций

2. Нитрование - замещение водорода на нитрогруппу (реакция Коновалова) CH 4 + HNO 3 CH 3 - NO 2 + H 2 O CH 4 + HNO 3 CH 3 - NO 2 + H 2 O Коновалов «оживил химических мертвецов», действуя раствором азотной кислоты на алканы при температуре +140 градусов Коновалов «оживил химических мертвецов», действуя раствором азотной кислоты на алканы при температуре +140 градусов Замещение атома водорода у гомологов метана, так же как и при бромировании, в первую очередь замещается атом водорода у третичного атома углерода, затем - у вторичного, и в последнюю очередь - у первичного

3. Изомеризация Использование хлорида алюминия при нагревании вызывает превращение алканов с нормальной цепью в их изомеры с разветвленной цепью. Этот процесс называют изомеризацией Бутан 2-метилпропан, или изобутан

4.Крекинг - разрыв связей С - С, происходит при температуре свыше 400 градусов без доступа воздуха, в присутствии катализаторов C 8 H 18 C 4 H 8 + C 4 H 10 алкен алкан

5. Дегидрирование - отщепление водорода; происходит при разных температурах (от300 до 600град.),на разных катализаторах: Ni, Pd, Pt, Cr 2 O 3 В зависимости от этого образуются разные продукты

6. Риформинг (ароматизация) Если алкан содержит шесть или более атомов углерода, то дегидрирование может сопровождаться замыканием цикла с образованием бензола или его гомологов

7. Горение C n H 2n +2 + (3 n + 1)/2 O 2 C n H 2n +2 + (3 n + 1)/2 O 2 n CO 2 + (n +1) H 2 O + Q n CO 2 + (n +1) H 2 O + Q

8.Конверсия метана CH 4 + H 2 O катализатор, температура CO+3H 2 синтез-газ синтез-газ

9.Каталитическое окисление бутана, метана

Синтезы алканов Природными источниками алканов (предельных углеводородов) являются: нефть, газ и горный воск. Химики открыли способы синтеза алканов

1. Гидрирование непредельных углеводородов ( промышленный способ) (гидрированием называют реакции присоединения водорода по кратным связям); происходит в присутствии катализаторов (Ni, Pd), повышенного давления и при нагревании (гидрированием называют реакции присоединения водорода по кратным связям); происходит в присутствии катализаторов (Ni, Pd), повышенного давления и при нагревании CH 2 = CH 2 + H 2 CH 3 - CH 3 CH 2 = CH 2 + H 2 CH 3 - CH 3

2. Реакция Фишера -Тропша ( промышленный способ) Смесь предельных углеводородов от С 6 до С 12 под названием синтетический бензин получают из синтез-газа при использовании катализаторов Co,Fe,Ni в интервале температур от170 до 330 градусов: CO + H 2 C n H 2n H 2 O CO + H 2 C n H 2n H 2 O

3. Реакция Вюрца (лабораторный способ) В 1855 г французский химик Ш.А.Вюрц разработал способ синтеза алканов путем нагревания галогеналканов с металлами (натрием, цинковой пылью): В 1855 г французский химик Ш.А.Вюрц разработал способ синтеза алканов путем нагревания галогеналканов с металлами (натрием, цинковой пылью): 2CH 3 CH 2 Br +2Na 2CH 3 CH 2 Br +2Na CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 + 2NaBr CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 + 2NaBr

4. Реакция Дюма - декарбоксилирование солей карбоновых кислот Эта реакция протекает при нагревании смеси порошков соли карбоновой кислоты и гидроксида натрия и сопровождается отщеплением группы - COONa от молекулы соли. в молекуле образовавшегося алкана остается на один атом углерода меньше, чем в молекуле исходной соли: Эта реакция протекает при нагревании смеси порошков соли карбоновой кислоты и гидроксида натрия и сопровождается отщеплением группы - COONa от молекулы соли. в молекуле образовавшегося алкана остается на один атом углерода меньше, чем в молекуле исходной соли: CH 3 CH 2 COONa + NaOH t CH 3 CH 3 + Na 2 CO 3

5. Реакция Кольбе- электролиз расплавов солей карбоновых кислот В ходе электролиза на аноде анионы CH 3 COO- окисляются до радикалов CH 3 COO, которые распадаются с образованием радикалов СН 3 и углекислого газа СО 2. Радикалы СН 3 соединяются попарно, и образуется молекула симметричного алкана: В ходе электролиза на аноде анионы CH 3 COO- окисляются до радикалов CH 3 COO, которые распадаются с образованием радикалов СН 3 и углекислого газа СО 2. Радикалы СН 3 соединяются попарно, и образуется молекула симметричного алкана: 2СН 3 СOONa +2H 2 O эл-из 2СН 3 СOONa +2H 2 O эл-из CH 3 CH 3 + 2CO 2 + 2NaOH + H 2 CH 3 CH 3 + 2CO 2 + 2NaOH + H 2

6.Синтез метана из простых веществ При нагревании углерода в атмосфере водорода при температуре градусов и повышенном давлении в присутствии катализатора образуется метан: При нагревании углерода в атмосфере водорода при температуре градусов и повышенном давлении в присутствии катализатора образуется метан: C + 2 H 2 CH 4 C + 2 H 2 CH 4

7.Гидролиз карбида алюминия Al 4 C H 2 O 4Al(OH )3+ 3CH 4 Al 4 C H 2 O 4Al(OH )3+ 3CH 4 На карбид можно действовать не только водой, но и раствором кислоты На карбид можно действовать не только водой, но и раствором кислоты Al 4 C HCl 4AlCl 3+ 3CH 4 Al 4 C HCl 4AlCl 3+ 3CH 4 Другие алканы получить этим способом нельзя Другие алканы получить этим способом нельзя

Контроль 1 Уровень. Воспроизведение знаний 1 Уровень. Воспроизведение знаний 1).Для вещества, имеющего строение CH 3 -CH - CH - CH 3 CH 3 CH 3 составьте формулы одного гомолога и двух изомеров. Дайте им названия по систематической номенклатуре.

2). Напишите уравнения реакций: а) изомеризации бутана; б) горения пропана в кислороде; в) первой, второй и третьей стадий хлорирования метана. Дайте названия всем продуктам реакции

3). Решите задачу: Какая масса сажи образуется при разложении метана массой 24 ? Массовая доля выхода продукта составляет 96%.

4). Решите задачу: Найдите молекулярную формулу углеводорода, если массовая доля углерода в нем равна 80%, плотность вещества по водороду равна 15.

2 уровень. Применение знаний по образцу, в знакомой ситуации 1) Дано вещество - 2 метилбутан. Составьте формулу по названию, приведите по одному примеру гомолога и изомера и дайте им названия по систематической номенклатуре 1) Дано вещество - 2 метилбутан. Составьте формулу по названию, приведите по одному примеру гомолога и изомера и дайте им названия по систематической номенклатуре

2) Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: CH 4 CH 3 Cl C 2 H 6 C 2 H 5 Br

3) Решите задачу: При термическом разложении метана количеством вещества 14 моль получен ацетилен (С 2 Н 2 ),объем которого при н.у. составляет 120,96 л. Вычислите объемную долю(%) выхода ацетилена.

4). Решите задачу: Найдите молекулярную формулу углеводорода, содержащего по массе 85,7% углерода и 14,3% водорода. Плотность вещества по водороду равна 28. относится ли этот углеводород к предельным?

3 уровень. Умение применять полученные знания в новой ситуации 1) Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие цепочки превращений: Al 4 C 3 +HOH X 1 +Cl 2,свет X 2 +2K X 3 CH 3 COONa (безводн) +NaOH,тв,сплав X 1 CH 3 Cl C 2 H 6 CH 3 COONa CH 4 t=1500 X 4 Назовите продукты Х 1 - Х 4.

2) Хлорэтан - газ, легко превращающийся в жидкость, которая при быстром испарении охлаждает кожу,что используют для местной анестезии при легких операциях. Составьте уравнение реакции получения хлорэтана из этана.

3) В качестве хладагента в холодильниках наиболее широко используется дифтордихлорметан (фреон- 1)- газ, легко переходящий в жидкое состояние. Составьте структурную и электронную формулы дифтордихлорметана

4) Решите задачу: При сгорании вещества массой 1,5 г образовались оксид углерода (IV) массой 4,4 г и вода массой 2,7 г. Относительная плотность паров вещества по воздуху равна 1,03. Установите молекулярную формулу данного вещества.

Ответы I уровень 3 -17,28 г 4 - C 2 H 6 II уровень ,14% 4 - C 4 H 8 III уровень 1 - X 1 - CH 4, X 2 - CH 3 Cl, X 3 -CH 4, X 4 -C 2 H CH 3 Cl, 3 - CF 2 -CCl 2 4 -C 2 H 6

Вы можете узнать больше об органических веществах на сайтах