Код презентации скопируйте его
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
Строение алканов Первое валентное состояние атома углерода Невозбужденный атом углерода Возбужденный атом углерода
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
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
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.