Презентация "Алканы" (10 класс) по химии – проект, доклад

Урок-консультация «Алканы» 10 класс

Синеутесовская СОШ Мочалова Л.С.,учитель химии 2011г

Цель: эффективно повторить и обобщить знания, устранить отставание учащихся по теме «Алканы»

Задачи : Повторить теорию; Выполнить упражнения в режиме самопроверки; 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 CH4 C2H6 C3H8 CnH2n+2

Гомологический ряд: CH4,C2H6,…..C8H18….C10H22 Метан, этан, ……..октан ……декан - ЭТО ВЕЩЕСТВА- ГОМОЛОГИ

Гомологи - вещества, сходные по строению и свойствам, состав которых отличается на одну или более групп CH2

Гомологами являются :

а) C2H6 и C2H4 б) в) C4H8 и C7H16 г) CH4 и C6H10

C3H8 и С5H12

Определите формулы алканов:

а) C5H10 б) C2H2 в) C7H16 г) C3 H8

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 CH3-метил, C2H5- 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

CH3-CH - CH2 -CH3  CH3 1 2 3 4 2-метилбутан

Назовем алкан: 5 2,4- диметилпентан

Название углеводорода с формулой:

А)2,2,4-триметилгексан

Б)5,5-диметил-3этилгексан

В)2-диметил-4 этилгексан

Г)2,2-диметил-4 этилгексан

Свойства алканов Физические химические

С1- С4 - газы С5- С17 - жидкости с запахом бензина начиная с С 18 - твердые вещества (парафины)

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

Галогенирование -радикальное замещение водорода на галоген (хлорирование и бромирование происходит под действием солнечного света, УФ-излучения, при нагревании до 300-500градусов; 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)

CH4 + HNO3CH3 - NO2 + H2O 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 C8H18 C4H8 + C4H10 алкен алкан

5. Дегидрирование - отщепление водорода; происходит при разных температурах (от300 до 600град.),на разных катализаторах: Ni, Pd, Pt, Cr2O3 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

Cn H2n +2 + (3 n + 1)/2 O2  n CO2 + (n +1)H2O + Q

8.Конверсия метана

CH4 + H2O катализатор, температураCO+3H2 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 CH2 = CH2 + H2 CH3 - CH3

2. Реакция Фишера -Тропша (промышленный способ)

Смесь предельных углеводородов от С6 до С12 под названием синтетический бензин получают из синтез-газа при использовании катализаторов Co,Fe,Ni в интервале температур от170 до 330 градусов: CO + H2  Cn H2n + 2 + H2O

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): 2CH3CH2Br +2Na  CH3CH2CH2CH3 + 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: CH3CH2COONa + NaOH t CH3CH3 + Na2CO3

5. Реакция Кольбе- электролиз расплавов солей карбоновых кислот

В ходе электролиза на аноде анионы CH3COO- окисляются до радикалов CH3COO , которые распадаются с образованием радикалов СН3 и углекислого газа СО2. Радикалы СН3 соединяются попарно, и образуется молекула симметричного алкана: 2СН3СOONa +2H2Oэл-из CH3CH3 + 2CO2 + 2NaOH + H2

6.Синтез метана из простых веществ

При нагревании углерода в атмосфере водорода при температуре 400-500 градусов и повышенном давлении в присутствии катализатора образуется метан: C + 2 H2  CH4

7.Гидролиз карбида алюминия

Al4 C3 + 12 H2O 4Al(OH)3+3CH4 На карбид можно действовать не только водой, но и раствором кислоты Al4 C3 + 12 HCl4AlCl3+3CH4 Другие алканы получить этим способом нельзя

Контроль

1 Уровень. Воспроизведение знаний 1).Для вещества, имеющего строение CH3-CH - CH - CH3   CH3 CH3 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

2) Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: CH4CH3 ClC2H6C2H5Br

3) Решите задачу: При термическом разложении метана количеством вещества 14 моль получен ацетилен (С2Н2) ,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: Al4C3+HOH X1 +Cl2,светX2 +2K X3 CH3COONa(безводн) +NaOH,тв,сплавX1 CH3Cl C2H6 CH3COONa  CH4  t=1500 X4 Назовите продукты Х1 - Х4.

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 - C2H6

II уровень № 3 - 77,14% № 4 - C4H8

III уровень № 1 - X1 - CH4 , X2- CH3Cl , X3 -CH4 ,X4-C2H2 № 2 - CH3Cl , №3 - CF2-CCl2 №4 -C2H6

Вы можете узнать больше об органических веществах на сайтах http:cnit.ssau.ru/organics/index.htm www.chemiistry.ru

До свидания!