Рейтинг@Mail.ru

Дидактическая разработка урока по теме «Окислительно-восстановительные реакции с углеводородами». 10–11-е классы

Разделы: Химия, Урок с использованием электронного учебника


Тип урока: овладение новыми знаниями и приобретение новых умений.

Методы обучения: частично-поисковый, исследовательский, создание проблемной ситуации.

Формы организации учебной деятельности: групповая и индивидуальная работа.

Цель урока: ученики должны научиться предсказывать продукты окислительно-восстановительных реакций, в зависимости от условий их проведения, и расставлять коэффициенты в данных реакциях, используя ионно-электронный метод.

Задачи урока:

  • Обучающие:
    • закрепить следующие понятия: степень окисления, восстановитель, окислитель, процесс окисления, процесс восстановления, окислительно-восстановительные реакции, электронный баланс;
    • развивать умения пользоваться опорными знаниями;
    • закрепить умение определять степени окисления, окислитель и восстановитель, расставлять коэффициенты методом ионно-электронного баланса;
    • закрепить умения и навыки работы с периодической системой химических элементов;
    • закрепить умение составлять окислительно-восстановительные реакции и уравнивать их, используя разные методы;
    • развивать познавательный интерес при выполнении теоретических и практических заданий;
    • сформировать понимание зависимости продуктов окисления и восстановления органических и неорганических веществ в зависимости от среды раствора;
    • сформировать понимание практического значения окислительно-восстановительных реакций в жизни человека.
  • Мировоззренческие:
    • подчеркнуть взаимосвязь строения веществ и особенностями их превращений, как пример проявления одного из признаков метода диалектического познания явлений.
  • Развивающие:
    • формировать умение и навыки самостоятельной работы с тестом, навыки выполнения практической работы, умение рационального распределения времени на выполнение заданий;
    • развивать умение работать с инструкциями, работать в команде;
    • переносить свои знания в новые ситуации;
    • развивать умение уравнивать химические реакции разными способами и предсказывать продукты окислительно-восстановительных реакций;
    • совершенствовать умение определять окислительно-восстановительные свойства веществ, прогнозировать продукты реакций в зависимости от реакции среды раствора.
    • совершенствовать умение находить главное в новом материале и систематизировать полученные знания;
    • выработать умение составлять уравнения химических реакций с органическими веществами, протекающих в различных средах.
    • продолжить работу по формированию умений делать выводы, а также общие выводы из единичных явлений;
    • продолжить подготовку к ЕГЭ по химии;
    • формировать элементы творческого поиска на основе приема обобщения.
  • Воспитательные:
    • формировать навык самостоятельной работы;
    • формировать умение аргументировано высказывать своё мнение и выслушивать одноклассников;
    • создавать условия для развития коммуникативных навыков, воспитывать интерес к предмету

Ожидаемые результаты:

  • учащиеся будут знать методику составления окислительно-восстановительных реакций с органическими веществами;
  • на основе анализа и синтеза фактов будут самостоятельно уравнивать окислительно-восстановительные реакции, и формулировать зависимость образования продуктов реакции от среды раствора;
  • будут использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности.

Продолжительность: 2 часа.

Оборудование и реактивы урока:

  • Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева.
  • Папка с дидактическими материалами и инструкциями для проведения лабораторной работы.
  • Дополнительная литература (пособия для подготовки к ЕГЭ), тетрадь.
  • ПК с медиапроектором, экран.
  • Правила ТБ.
  • Лоток с реактивами: 4 пробирки с раствором перманганата калия, раствор серной кислоты, раствор гидроксида калия, вода, раствор сульфита  натрия.

Структура урока

I. Организационный момент (2 мин.)

II. Актуализация опорных знаний и умений. Формулировка темы, целей и задач урока. Определение границы знания и незнания (15 мин.).

III. Работа над новым материалом (практическая деятельность учащихся) – (40 мин.).

IV. Проверка усвоения – (10 мин.).

V. Подведение итога урока и оценка знаний – (5 мин.).

VI. Рефлексия (3-4 мин.).

VII. Инструктаж по домашнему заданию – (5 мин.).

VIII. Резервное время – (6-8 мин.)

ХОД УРОКА

I. Организационный момент  (приветствие учителя, проверка готовности класса к уроку).

II. Актуализация опорных знаний (беседа, фронтальный опрос, работа с раздаточным материалом).

Учитель: Большинство наиболее «дорогих» в бальном отношении заданий, единого государственного экзамена, связаны с окислительно-восстановительными процессами.
Перед вами химическая реакция, часть которой утеряна (Презентация, слайд 1):

СН3С≡СН + КMnO4  + H2SO4

– Что нам необходимо знать, чтобы составить данную реакцию?
– Можем ли мы уравнять данную реакцию обычным способом?
– Почему?
– К какому типу реакций она относится?
– Какие реакции называются окислительно-восстановительными?

Учитель: Исходя, из всего изложенного, сформулируйте задачи нашего урока. (Задачи нашего урока научиться (слайд 2): определять продукты реакции, которые образуются в результате окислительно-восстановительных реакций; уравнивать окислительно-восстановительные реакции  с органическими веществами).

Учитель: Какие понятия нам необходимы на уроке для составления окислительно-восстановительных реакций?

Задания 1 (работа в группах)  (Приложение 1) (слайд 3)

Учитель: Какие степени окисления проявляют марганец, хром и сера в своих соединениях? Какие из данных соединений будут проявлять только окислительные свойства? Ответ обоснуйте.

III. Изучение нового материала

1. Определение продуктов окислителя в разных средах

Учитель: В ОВР органических веществ с неорганическими, органические вещества чаще всего являются восстановителями, а в качестве окислителей органических соединений используется ограниченный круг веществ, чаще всего перманганат калия (KMnO4) или дихромат калия (K2Cr2O7). Окислительная способность этих веществ зависит от концентрации раствора, температуры и среды. В зависимости от среды раствора, продуктами окислительно-восстановительных реакций, могут быть разные вещества. Среда влияет на изменение степеней окисления атомов.
Обычно для создания кислотной среды добавляют серную кислоту, соляную и азотную кислоты применяют реже, т.к. первая способна окисляться, а вторая сама является сильным окислителем и может вызвать побочные процессы. Для создания щелочной среды применяют гидроксид калия или натрия, нейтральной – воду.

Учитель: (создание проблемной ситуации). Получая к уроку раствор перманганата калия («марганцовка»), я случайно пролила раствор на блузку. Ваша задача найти вещество, с помощью которого, можно избавиться от пятна. Для этого вы проведете несколько лабораторных опытов.

Задание 2. Работа в группах (Приложение 2 – инструкция для учащихся, правила ТБ).  Лабораторные опыты с перманганатом калия в разных средах.

Учитель: Используя результаты лабораторных опытов (слайд 4) продолжите, предложенную вначале урока реакцию –  

СН3С≡СН + КMnO4  + H2SO4 → … + MnSO4  + К2SO4 + Н2О (слайд 5).

Вы проделали лабораторный опыт, предложите вещество, с помощью которого можно очистить блузку. После выведения пятен кусок ткани необходимо промыть водой.

2. Определение продуктов восстановителя в разных средах

Учитель: Диапазон окислительно-восстановительных реакций в органической химии достаточно высок и охватывает различные классы органических соединений. Мы сегодня рассмотрим  ОВР углеводородов.
– Какие классы углеводородов вы знаете?
– Чем отличаются по строению предельные и непредельные углеводороды?
– Какие связи легче подвергаются окислении.?

Учитель: В ОВР органических веществ с неорганическими, органические вещества чаще всего являются восстановителями. Следующая наша задача определить, какие продукты образуются при окислении разных классов углеводородов (задание 3).

Задание 3. Работа в группах (Приложение 3 – групповая работа с дидактическим материалом по изучению продуктов окисления разных групп углеводородов) 1 группа – алкены, 2-я группа – алкины, 3-я группа – алкадиены, 4-я группа – бензол и его гомологи.

Учитель: Сравните продукты реакции, которые образуются в результате окисления углеводородов разных классов из органических и неорганических веществ (Работа у доски – обсуждение итогов работы с дидактическим материалом).

№ п/п

Уравнение реакции

Условия реакции

Продукты реакции (органических веществ)
восстановителя

Продукты реакции (неорганических веществ) окислителя

1-я группа

R–С≡С–R + КMnO4  + H2SO4 → R–COOH + (СО2↑) + MnSO4 + K2SO4 + H2

Р-р КMnO4 в кислой среде (H2SO4)

Карбоновые кислоты (углекислвый газ)

MnSO4; K2SO4; H2

2-я группа

 

 

 

 

3-я группа

 

 

 

 

4-я группа

 

 

 

 

Какие закономерности вы заметили? Допишите исходное уравнение, предложенное вначале урока (слайд 6):

СН3С≡СН + КMnO4  + H2SO4 → …

Задание 4. (слайд 7) (Приложение 4) Определите продукты реакции в следующих уравнениях:

А) СН2=СНСН2СН3 + КMnO4  + H2SO4
Б) СН3С≡ССН2СН3 + КMnO4  + H2SO4
В) СН3СН=С=СН2СН3 + КMnO4  + H2SO4
Г) СН3СН=СНСН2СН3 + КMnO4  + H2SO4

Учитель: Таким образом, при составлении окислительно-восстановительных реакций с углеводородами  достаточно знать, во что превращается окислитель и восстановитель в разных средах.

3. Расстановка коэффициентов в уравнениях ОВР с органическими веществами

Учитель: Какие существуют методы для уравнивания окислительно-восстановительных реакций?
Для подбора коэффициентов в уравнениях ОВР для органических веществ, протекающих в водных растворах, наиболее приемлемым является метод полуреакций или ионно-электронный метод. Это обусловлено тем, что определение степени окисления для атома углерода, требующееся для составления электронного баланса, весьма непростой процесс. Атом углерода в органических веществах может изменять степень окисления в очень широких пределах.

Метод полуреакций имеет ряд преимуществ:

  1. Нет необходимости определения степени окисления отдельных элементов.
  2. Можно не указывать все продукты в правой части уравнения. Достаточно знать, во что превращается окислитель и восстановитель в разных средах.
  3. Вода, кислота или щелочь только указывают среду и даются для правильного определения продуктов реакции.
  4. В полуреакциях реагенты и продукты записываются виде реальных ионов или молекул (слайд 8).

Пример 1. Окисление алкенов перманганатом калия в кислой среде:

СН3СН=СНСН2СН3 + КMnO4  + H2SO4 → CH3COOH + С2Н5СООН + MnSO4 + K2SO4 + H2O  (нагревание)

IV. Закрепление (Работа в группах) (Приложение 5)

Задание 5. Уравнять ионно-электронным методом предложенные уравнения реакций:

СН2=СНСН2СН3 + КMnO4  + H2SO4
СН3С≡ССН2СН3 + КMnO4  + H2SO4
СН3СН=С=СН2СН3 + КMnO4  + H2SO4
СН3СН=СНСН2СН3 + КMnO4  + H2SO4

Учитель: А теперь проверим, как вы усвоили материал урока. Возьмите листочки с номерами ответов, подпишите их. Внимательно, прослушайте вопрос, который я задам и поставьте знак «плюс», если вы согласны с этим утверждением и знак «минус», если ответ отрицательный.

Задание 6. Блеф-игра «Верите ли вы, что...?»

  1. Окислительно-восстановительными называются все реакции с органическими веществами (–)?
  2. Восстановитель – это частица, которая принимает электроны (–).
  3. При окислении  степень окисления элемента повышается (+).
  4. Продуктами реакции перманганата калия в кислой среде с органическими веществами являются: вода, сульфат марганца и сульфат калия (+)?
  5. Чаще всего при окислении углеводородов в жестких условиях продуктом реакции является карбоновая кислота? (+).
  6. При окислении гомологов бензола в жестких условиях, продуктами реакции являются разные ароматические альдегиды (–).
  7. Реакция среды влияет на продукты окислительно–восстановительных реакций (+).

Поменяйтесь листочками, проверяем работу:

1

2

3

4

5

6

7

+

+

+

+

Результаты:

7 правильных ответов оценка – «5»
6-5  правильных ответов оценка – «4»
4 правильных ответов оценка – «3»

V. Подведение итогов урока

Учитель: Давайте вспомним задачи нашего урока (слайд 9), и этапы урока (слайд 10), которые помогли нам их решить.
В рамках одного урока невозможно рассмотреть все многообразие окислительно-восстановительных реакций. Но их значение в химии, технологии, повседневной жизни человека трудно переоценить. Процессы горения обеспечивают человечество энергией. Технологические процессы – органические и неорганические синтезы, получение металлов, электролиз – также связаны с ОВР. И в биологических процессах таких, как дыхание и фотосинтез, окислительно-восстановительные реакции играют существенную роль.

VI. Рефлексия (Приложение 6 – листок самоанализа)

Учитель: Дорогие ребята. Наш урок подходит к концу. Можно ли считать, что вы успешно справились с поставленными перед вами задачами и расширили свои знания об окислительно–восстановительных реакциях. Возьмите листочки с вопросами, которые мы сегодня разбирали на уроке, и поставьте знак  «–» если вы не узнали ничего нового сегодня по этому вопросу и знак «+», если вам удалось расширить свои знания по данной теме.
Поднимите руку, у кого знаков плюсов больше.
А теперь проведем самоанализ своей работы, поставив цифру

«2» – я был на уроке;
«3» – я слушал и смотрел, как работают другие;
«4» – я изучал дидактический материал, помогал составлять уравнения, вносил предложения;
«5» – я изучал дидактический материал, активно участвовал в работе группы, был генератором идей.

VII. Домашнее задание

Учитель: Ознакомьтесь с заданиями, предложенными на дом, и выберите себе задания, с которыми вы успешно можете справиться самостоятельно. (Задание разноуровневое: сильные учащиеся записывают продукты реакции самостоятельно)

1-я группа (для компенсирующих детей). Используя ионно-электронный метод, расставить коэффициенты и определить окислитель и восстановитель в следующих реакциях:

СН2=СН2 + КMnO4  + H2SO4 → СО2 + MnSO4 + K2SO4 + H2
СН≡СН + КMnO4  + H2SO4 → CO2 + MnSO4 + K2SO4 + H2
С6Н5–СН3 + КMnO4  + H2SO4 → C6H5COOH + MnSO4 + K2SO4 + H2O

2-я группа (для репродуктивных детей) Используя ионно-электронный метод, расставить коэффициенты и определить окислитель и восстановитель в следующих реакциях:

СН3СН=СНСН2СН3 + КMnO4  + H2SO4 → CH3COOH + С2Н5СООН + MnSO4 + K2SO4 + …
СН3С≡ССН2СН3 + КMnO4  + H2SO4 → CH3COOH + С2Н5СООН + … + K2SO4 + H2
С6Н5– СН2СН2СН3 СН3СН= + КMnO4  + H2SO4 → CH3COOH + С6Н5СООН + MnSO4 + … + H2O

3-я группа (для творческих детей). На основании полученных знаний, определите продукты предложенных реакций. Используя ионно-электронный метод, расставить коэффициенты и определить окислитель и восстановитель в следующих реакциях:

СН3СН=ССН2СН3 + КMnO4  + H2SO4
              |
             С2Н5
СН3СН=СНСН2СН3 + КMnO4  + H2SO4 → CH3COOH + С2Н5СООН + MnSO4 + K2SO4 + H2

С6Н5–СН2СН=СНСН2СН3 + КMnO4  + H2SO4