Тема урока: "Получение алканов"

 Ход урока

Содержание презентаций

Презентация Power Point

Доска Interwrite

1. Вступительное слово учителя

В последние годы термин «углеводороды» популярен не только среди химиков. Политики, экономисты, просто думающие люди понимают, какую роль эти вещества играют в судьбе нашей страны. «Нефть повсюду. Она влияет даже на те решения, о которых мы не подозреваем… История двадцать первого века будет пахнуть нефтью!» - можно прочитать на страницах всемирной паутины или услышать из уст героев телеэкрана.

Сегодня мы не будем искать ответ на «почему такое значение имеет добыча нефти?», сегодня нас будет интересовать вопрос «как можно получить одну из главных составляющих нефти - алканы в промышленных масштабах и условиях лаборатории?» А в конце урока даже сами попытаемся получить в нашей лаборатории самый легкий из всего гомологического ряда – метан. И еще: нам сегодня особо пригодится одно важное качество: а именно – внимательность! Эта способность замечать мелочи, концентрироваться позволит многим из вас украсить свой дневник заслуженной отличной оценкой. А сейчас откройте, пожалуйста, тетради, запишите тему урока. Изучать получения алканов начнем с промышленных способов.

Страница 1

2. Промышленные способы получения алканов позволяют обеспечивать потребности страны в топливе, а промышленности в сырье.

Слайд 3,4

Главный источник алканов – нефть. Её можно разделить на несколько фракций с помощью фракционной перегонки.

Бензин: С₅-С₁₁

Лигроин: С₈-С₁₄

Керосин: С₁₂-С₁₄

Газойль (дизельное топливо): С₁₃ –С₁₉

Мазут: С₁₈-С₅₀

Слайд 5

К сожалению, на данном слайде все фракции перепутаны. Расставьте их в нужном порядке. Поиск ошибки в схеме.

Страница 2

Проверка

Страница 3

 Углеводороды с высокой температурой кипения, состоящие из больших молекул, находят ограниченное применение. В процессе высокотемпературной обработки большие молекулы расщепляются на более мелкие и соответственно более ценные. Крекинг нефтепродуктов. Как вы можете прокомментировать данный способ?

СН₃-СН₂-СН₂-СН₂-СН₂- СН₂-СН₂-СН₂-СН₂-СН₃ → СН₃-СН₂-СН₂-СН₂-СН₃ + СН₂=СН-СН₂-СН₂-СН₃

Слайд 6

Закончите уравнение крекинга.

С₁₆Н₃₄ =

 С₁₈Н₃₈ =

Синтетические способы позволяют получать жидкие алканы из угля.

n CO + (2n+1)H₂ = CnH_2n+2 + nH₂O

Слайд 7

Реакция Фишера – Тропша. Историческая справка. (Курсивом выделено заранее подготовленное выступление ученика продолжительностью не более 1 минуты)

В 1926 году была опубликована работа Ф. Фишера и Г. Тропша "О прямом синтезе нефтяных углеводородов при обыкновенном давлении", в которой сообщалось, что при восстановлении водородом монооксида углерода при атмосферном давлении в присутствии различных катализаторов (железо - оксид цинка или кобальт - оксид хрома) при 270 °С получаются жидкие и даже твердые гомологи метана.

Слайд 8

3. Лабораторные способы получения

Слайд 9

Реакция Вюрца

RHal + 2Na + R'Hal → RR' + 2NaHal

Страница 4

Вюрц – немецкий химик.

Биографическая справка

Анимация реакции

Слайды 10-12

Какие вещества образуются?

C₂H₅Br + Na =

C₃H₇I +Na =

Страница 4

Реакция Дюма

CH₃COONa + NaOH = CH₄ + Na₂CO₃

Страница 5

Дюма-французский химик

Биографическая справка

Кадры фильма «Получение метана декарбоксилированием ацетата натрия по методу Дюма».

Слайд 13

Приложение №2

Анимация реакции

Слайды 14-15

Сопоставь исходные вещества с продуктами

C₂H₅COOK + KOH =

C₃H₇COOK + KOH =

C₄H₉COOK + KOH =

C₆H₁₃COOK + KOH =

Страница 5

Способ Кольбе - электролиз расплавов или растворов солей карбоновых кислот

2RCOONa → R-R + 2CO₂ + 2Na

2RCOONa + 2H₂O = R-R + 2CO₂ + H₂ + 2 NaOH

Страница 6

Кольбе – французский химик

Биографическая справка

Демонстрация. Электролиз раствора ацетата натрия

Объясните, почему при добавлении фенолфталеинового индикатора в район катода, цвет раствора постепенно становится малиновым.

Анимация реакции.

Слайд 16-17

Гидролиз реактива Гриньяра.

RHal + Mg → RMgHal

RMgHal + HCl → RH + MgClHal

Слайд 18

Гриньяр – французский химик

Биографическая справка

Восстановление галогеналканов и непредельных углеводородов.

RHal + H₂ → RH + HHal

RI + HI → RH + I₂

R-CH=CH-R + H₂ → R-CH₂-CH₂-R

R-C≡C-R + 2H₂ → R-CH₂-CH₂-R

Слайд 19

4. Получение метана

Слайд 20.

Метан в космосе

Метан — газ, обычно связанный с живыми организмами. Когда в атмосферах Марса и Титана обнаружился метан, у ученых появилась надежда на то, что на этих планетах существует жизнь. На Красной планете метана немного, а вот Титан буквально «залит» им..

Слайд 21-22

Метан на Земле.

Основной компонент природных (77—99%), попутных нефтяных (31—90%), рудничного и болотного газов (отсюда другие названия метана — болотный или рудничный газ). Содержание метана в атмосфере нашей планеты — всего 1750 частей на миллиард по объему. На 90-95% он имеет биологическое происхождение. Травоядные копытные животные, такие как коровы и козы, испускают пятую часть годового выброса метана: его вырабатывают бактерии в их желудках. Метан – в 20 с лишним раз сильнее, чем углекислый газ влияет на климат!

Слайд 23-25

Первый синтез метана

Впервые метан был получен из сероуглерода, при пропускании его вместе с сероводородом через трубки с накаленной медью (Бертло, 1856): CS₂+2H₂S + 8Cu = CH₄ + 4Cu₂S

Слайд 26

Реакция Сабатье

На МКС запущено новое оборудование, которое будет поддерживать систему восстановления воды на МКС. СO₂ + 4H₂ → CH₄ + 2H₂O Система на основе реакции Сабатье может производить до 2 тыс. л. воды в год из побочных продуктов систем производства кислорода и удаления углекислого газа на станции. Процесс назван в честь Поля Сабатье, нобелевского лауреата по химии 1912 года.

Слайд 27,28

Сабатье – французский химик

Биографическая справка

Напишите уравнения реакций, позволяющие получить метан в промышленности и лаборатории.

Страница 7

Записывают на доске реакции.

Страница 8

Проверка

C+2H₂=CH₄

CH₃COONa +NaOH=Na₂CO₃ + CH₄

CH₃Hal + Mg = CH₃MgHal

CH₃MgHal + HCl = CH₄ + MgClHal

Al₄C₃ +12H₂O = 4Al(OH)₃ +3CH₄

Слайд 29

Страница 9

5. Лабораторный опыт

Получение метана по реакции Дюма. Правила техники безопасности. Осторожное обращение с едкими веществами – натронной известью и раствором соляной кислоты. Безопасное использование спиртовки.

1.Нагрейте на спиртовке белый порошок, находящийся в трубке (смесь гидроксида натрия и ацетата натрия), поднесите короткий кончик трубки к пламени спиртовки и наблюдайте горение образующегося метана.

2. Погасите спиртовку. Осторожно высыпьте на предметное стекло крошку порошка из трубки.

3. На предметное стекло нанесите каплю раствора соляной кислоты и соедините её с помощью стеклянной палочки с крошкой порошка из трубки. Что наблюдаете? Запишите уравнения наблюдаемых реакций.

Слайд 30

Страница 10

Обсуждение результатов.

Какой вывод о физических и химических свойствах метана можно сделать по результатам опыта? Можно ли метан получить по реакции Вюрца?

Метан в лаборатории получается при взаимодействии ацетата натрия (калия) с твердым гидроксидом натрия при нагревании.

СН₃СООNa + NaOH = CH₄ + Na₂СО₃,

CH₄ + 2O₂ = CO₂ + 2H₂О

Na₂CO₃ + 2HCl = 2 NaCl + H₂O + CO₂

Гидроксид кальция (гашеная известь) Са(ОН)₂ в реакцию не вступает и применяется здесь как водопоглощающее средство. Метан – газ, бесцветный, легче воздуха, горит слабым светящимся пламенем

Слайд 31

6. Рефлексия

 Работа парами. Заполнение ответного листа.

Приложение №1.

Слайд 32.

Страница 11

Обсуждение результатов, самооценка.

7. И все же, как быть с проблемой дефицита энергоносителей?

Актуален ли сегодня метод Фишера – Тропша? Есть ли альтернатива углероду? (Беседа с учащимися)

8. Домашнее задание: учебник «Химия» О.С.Габриелян, Ф.Н.Маскаев, С.Ю.Пономарев, В.И.Теренин 10 класс профильный уровень, стр.72-74.