Конспект уроку «Алкани та циклоалкани: склад, будова, ізомерія і номенклатура» з хімії для 10 класу
- Тип
- Конспект уроку
- Клас
- 10 клас
- Предмет
- Хімія
- Етапів
- 7
- Тривалість
- 45 хв
Файл для друку: хід уроку, завдання з відповідями, безпека.
- PDF для друку
- Нотатки для вчителя
- Тести класу за посиланням у кабінеті
- Свій PDF або Word стає інтерактивним уроком
Кабінет вчителя безкоштовний, картку не питаємо.
Конспект розрахований на 45 хвилин і містить 4 завдання для закріплення, побутову демонстрацію та спостереження за анімованою схемою. Слайдів немає, замість них учитель використовує сторінки підручника й моделі молекул на екрані. Матеріал підійде вчителю для проведення уроку, а учням для самоперевірки за наведеними відповідями.
Мета уроку
Знаннєві
- Учень або учениця записує загальну формулу алканів CₙH₂ₙ₊₂ і називає перші чотири алкани.
- Учень або учениця зображує дві будови карбонового ланцюга для формули C₄H₁₀ і пояснює значення частини «цикло» в назві циклогексану.
Діяльнісні
- Учень або учениця складає скорочену структурну формулу розгалуженого алкану за назвою та називає алкан за формулою.
- Учень або учениця порівнює ізомери бутану за будовою і температурою кипіння та складає рівняння першої стадії хлорування етану за зразком хлорування метану.
Ціннісні
- Учень або учениця називає щонайменше два правила безпечного поводження з горючими матеріалами під час обговорення побутової демонстрації.
Проблемне питання уроку
Чому два алкани з однаковою формулою C₄H₁₀ киплять за різних температур?
Базові поняття і терміни
алкан, циклоалкан, гомологічний ряд, структурний ізомер, карбоновий ланцюг, замісник, систематична номенклатура.
Міжпредметні зв'язки
- Фізика, порівняння температур кипіння ізомерів бутану
- Основи здоров’я, безпечне поводження з горючими побутовими матеріалами
Обладнання та реактиви
- Підручник Попеля і Криклі для 10 класу, с. 27–36
- Незапалена парафінова свічка
- Прозора склянка з водою кімнатної температури
- Невеликий шматочок чистого парафіну від свічки, заздалегідь перевірений для демонстрації
- Проєктор або екран для показу моделей бутану й метилпропану та анімованої схеми хлорування метану
- Заздалегідь надруковані таблиці та картки для парної роботи
Демонстрації
Шматочок парафіну у воді не розчиняється й тримається на поверхні води
Віртуальні моделі ізомерів C₄H₁₀ показують нерозгалужений і розгалужений карбонові ланцюги
Анімована схема хлорування метану показує заміщення атома Гідрогену на атом Хлору; дослід із хлором не проводять
Безпека
- Свічку не запалюємо, парафін не нагріваємо й не куштуємо. Після роботи зі шматочком парафіну миємо руки.
- Учні не працюють із хлором і бромом. Хлорування розглядаємо лише за анімованою схемою.
- Склянку розміщує лише вчитель подалі від проєктора й електричних з’єднань. Якщо вода розлилася, повідомляємо вчителя й витираємо поверхню, перш ніж продовжити роботу з обладнанням. У разі потрапляння речовини на шкіру або в очі негайно повідомляємо вчителя й промиваємо місце контакту проточною водою.
Що відкриває безкоштовний кабінет
З PDF або Word в інтерактивний урокЗавантажте свій файл із завданнями, кабінет перетворить його на онлайн-тест з автоперевіркою.
Конструктор тестів за 5 хвилинСкладіть тест із власних запитань і видайте класу за посиланням.
Автоперевірка та журнал класуУчні проходять без реєстрації, результати й типові помилки класу в одному місці.
Матеріал на запит позачерговоПотрібна тема, якої немає на сайті? Замовте, зробимо для вас безкоштовно.Картку не питаємо, реєстрація за дві хвилини.
Структура уроку
- Організаційний момент - 1 хв
- Актуалізація - 5 хв
- Мотивація - 3 хв, свічка, моделі ізомерів, історична довідка й проблемне питання
- Вивчення нового - 21 хв, 5 хв на читання й запис про алкани, 10 хв на самостійну парну роботу із заздалегідь надрукованою таблицею та подальшу звірку з покроковою карткою, 6 хв на моделі ізомерів, порівняння температур кипіння, демонстрацію парафіну й анімовану схему
- Закріплення - 9 хв, 7 хв на чотири завдання й 2 хв на звірку
- Рефлексія - 4 хв
- Домашнє завдання - 2 хв
Хід уроку
Організаційний момент — 1 хв
Учитель: Перевіряє готовність класу, просить відкрити потрібні сторінки підручника.
Учні: Готують зошити й підручники.
Зміст етапу
«Запишіть тему уроку. Пригадайте формулу метану». Після короткої паузи учні називають CH₄.
Актуалізація — 5 хв
Учитель: Проводить мозковий штурм. Читає п’ять запитань, після кожного дає час на коротку письмову відповідь і швидко звіряє відповіді з класом.
Учні: Кожен письмово відповідає на всі п’ять запитань у зошиті, потім звіряє записи.
Зміст етапу
«Яка формула метану?» Очікувана відповідь, CH₄. «Які елементи входять до складу вуглеводнів?» Карбон і Гідроген. «Який зв’язок між атомами Карбону й Гідрогену в молекулі метану?» Простий ковалентний. «Скільки зв’язків утворює атом Карбону в метані?» Чотири. «Що показує структурна формула?» Вона показує, які атоми сполучені між собою та якими зв’язками.
Мотивація — 3 хв
Учитель: Показує незапалену парафінову свічку та готові зображення моделей двох молекул складу C₄H₁₀. Після показу моделей розповідає коротку історичну довідку. Досліду не проводить. Ставить проблемне питання й залишає його без остаточної відповіді.
Учні: Розглядають предмет і моделі, слухають історичну довідку та висловлюють припущення.
Зміст етапу
«Перед вами побутова свічка з парафіну, суміші твердих алканів. На екрані дві різні будови молекул з однаковою формулою C₄H₁₀. О. М. Бутлеров передбачив існування ізобутану й добув його в 1866 році. Про це згадано на с. 29 підручника. Чому два алкани з однаковою формулою C₄H₁₀ киплять за різних температур?» Учні припускають, що важлива не лише формула, а й будова молекули.
Вивчення нового — 21 хв
Учитель: Організовує три активності. За 5 хвилин спрямовує читання вибраних уривків на с. 27–29 основного підручника та звіряє очікуваний запис про склад і будову алканів. За наступні 10 хвилин роздає парам заздалегідь надруковану таблицю. Пари спочатку самостійно складають назви й формули, а потім звіряють їх із покроковою карткою. Учитель відповідає на запитання й коротко знайомить із прикладом циклічної структури з додаткового джерела. За останні 6 хвилин показує віртуальні моделі, пропонує порівняти температури кипіння зі с. 28, кладе заздалегідь перевірений шматочок парафіну у воду та показує коротку анімовану схему хлорування метану.
Учні: Після читання записують короткий висновок із назвами й формулами перших чотирьох алканів. У парах самостійно заповнюють надруковану таблицю назв і формул, потім перевіряють обидва способи роботи за карткою. Під час показів занотовують три результати спостереження, порівнюють температури кипіння та відповідають на запитання.
Зміст етапу
Активність 1, 5 хв, с. 27–29. «Запишіть означення алканів, загальну формулу, назви й формули перших чотирьох представників. Чим гомологи відрізняються від ізомерів?» Очікуваний запис містить означення насичених вуглеводнів із відкритим карбоновим ланцюгом, формулу CₙH₂ₙ₊₂, метан CH₄, етан C₂H₆, пропан C₃H₈, бутан C₄H₁₀. Сусідні гомологи різняться на групу CH₂, ізомери мають однакову молекулярну формулу, але різну будову. У молекулах алканів усі атоми сполучені простими ковалентними зв’язками; кути між лініями, що з’єднують центри сусідніх атомів, становлять 109,5° (с. 27). Активність 2, 10 хв, с. 30–32. Пари заповнюють надруковану таблицю з графами «сполука», «будова ланцюга», «формула або назва». Спочатку складають назви й формули самостійно, лише потім відкривають картку для звірки. Картка має окремі кроки. Від формули до назви на прикладі CH₃–CH(CH₃)–CH₂–CH₂–CH₃. 1) Оберіть найдовший ланцюг із п’яти атомів Карбону, його основа назви «пентан». 2) Пронумеруйте ланцюг від ближчого до відгалуження кінця, щоб замісник стояв при C-2. 3) Визначте замісник CH₃–, метил. 4) Складіть назву «2-метилпентан». Від назви до формули на прикладі 2-метилпентану. 1) Запишіть і пронумеруйте ланцюг C–C–C–C–C. 2) Приєднайте CH₃– до C-2. 3) Допишіть Гідроген відповідно до чотиривалентності Карбону, отримайте CH₃–CH(CH₃)–CH₂–CH₂–CH₃. Зразки для перевірки в тій самій картці подано стисло. Бутан має формулу CH₃–CH₂–CH₂–CH₃ і нерозгалужений ланцюг; метилпропан має формулу CH₃–CH(CH₃)–CH₃ і розгалужений ланцюг; 2,2-диметилбутан має формулу CH₃–C(CH₃)₂–CH₂–CH₃, а два однакові замісники біля C-2 позначають «ди» й номерами 2,2 (с. 31). Зразок із етильним замісником C₂H₅– має формулу CH₃–CH(CH₃)–CH(C₂H₅)–CH(CH₃)–CH₃ і назву 3-етил-2,4-диметилпентан. Етил при C-3 записують перед метильними замісниками при C-2 і C-4 за алфавітом (с. 30). Учитель запитує, яку будову підказує частина «цикло» в назві циклогексану. Учні відповідають, що це циклічна будова, на відміну від відкритого ланцюга алкану. Джерело прикладу циклогексану, Григорович, с. 31; на зазначених сторінках основного підручника циклоалкани не пояснено. Активність 3, 6 хв, с. 28, 35–36. «Чим різняться віртуальні моделі C₄H₁₀? Порівняйте їх з мал. 5 на с. 28 і температури кипіння цих сполук на тій самій сторінці». Моделі різняться послідовністю сполучення атомів Карбону; бутан із нерозгалуженим ланцюгом кипить за −0,5 °C, а його розгалужений ізомер за −11,7 °C. «Що відбувається зі шматочком парафіну у воді? Порівняйте з мал. 6 на с. 35». Він не розчиняється й тримається на поверхні. «Який атом заміщується на схемі першої стадії хлорування метану?» Заміщується атом Гідрогену. За освітлення відбувається реакція CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl. Учитель уточнює, що рівняння відображає першу стадію, а не склад усієї суміші продуктів.
Закріплення — 9 хв
Учитель: Пропонує чотири завдання від упізнавання алканів до складання рівняння реакції. Дає на них 7 хвилин, орієнтовно 1 хвилину на перше, по 2 хвилини на друге, третє й четверте. Останні 2 хвилини присвячує звірці відповідей.
Учні: Письмово виконують завдання, звіряють і виправляють помилки.
Рефлексія — 4 хв
Учитель: Просить письмово відповісти на проблемне питання, а потім проводить коротке усне коло висновків. Наголошує, що однакова молекулярна формула не означає однакових властивостей.
Учні: Письмово відповідають на проблемне питання. Усно називають опорні терміни й правила безпеки.
Домашнє завдання — 2 хв
Учитель: Пояснює базове завдання та завдання за вибором, перевіряє, чи всі записали номери.
Учні: Записують завдання й уточнюють умову за потреби.
Завдання для закріплення
1. Виберіть алкани серед CH₄, C₃H₆, C₇H₁₆. Якою формулою перевіряли?
Відповідь
CH₄ і C₇H₁₆ відповідають формулі CₙH₂ₙ₊₂. C₃H₆ їй не відповідає.
2. Запишіть дві скорочені структурні формули алканів складу C₄H₁₀ і назвіть сполуки.
Відповідь
CH₃–CH₂–CH₂–CH₃ відповідає бутану; CH₃–CH(CH₃)–CH₃ відповідає метилпропану.
3. Назвіть сполуку CH₃–CH₂–CH₂–CH(CH₃)–CH₃. Поясніть вибір напряму нумерації.
Відповідь
2-метилпентан. Нумеруємо з правого кінця, щоб замісник отримав менший номер.
4. За показаним зразком першої стадії хлорування метану складіть рівняння першої стадії хлорування етану за освітлення.
Відповідь
C₂H₆ + Cl₂ → C₂H₅Cl + HCl за освітлення. Один атом Гідрогену заміщується на атом Хлору.
Диференціація
Сильним: Додатково назвіть усі п’ять ізомерів C₆H₁₄ і поясніть, чому вони не є гомологами один одного. Для перевірки звірте перелік із підручником. Це гексан, 2-метилпентан, 3-метилпентан, 2,2-диметилбутан і 2,3-диметилбутан. У них однакова молекулярна формула.
Підтримка: Дайте картку з послідовністю кроків. Знайди найдовший ланцюг, пронумеруй від ближчого замісника, назви замісник, назви ланцюг. Зразком слугує 2-метилбутан, який не розв’язували разом на уроці, CH₃–CH(CH₃)–CH₂–CH₃. Для першої стадії хлорування пропану запропонуйте замінити атом Гідрогену так, щоб утворився 1-хлоропропан, і дописати продукти в записі CH₃–CH₂–CH₃ + Cl₂ → ___ + ___ за освітлення. Підказку для перевірки відкрийте після виконання. Повне рівняння має вигляд CH₃–CH₂–CH₃ + Cl₂ → CH₃–CH₂–CH₂Cl + HCl за освітлення. Уточніть, що під час хлорування пропану утворюється також 2-хлоропропан.
Домашнє завдання
Базове: Прочитати § 5 підручника Попеля і Криклі, с. 27–33. Виконати № 28 і № 29, пункт б. Приклад циклогексану повторити за записом уроку.
За вибором: За вибором виконати № 30 або намалювати відкритий карбоновий ланцюг гексану й циклічну структуру циклогексану за прикладом із додаткового підручника Григоровича, с. 31. Підписати, яка структура має відкритий ланцюг.
Рефлексія
Прийом «Повернення до запитання». Учні за 2 хвилини письмово відповідають на запитання «Чому два алкани з однаковою формулою C₄H₁₀ киплять за різних температур?». Очікувана відповідь полягає в тому, що це структурні ізомери з різною будовою карбонового ланцюга й різними властивостями. Бутан кипить за −0,5 °C, метилпропан за −11,7 °C. Однакова молекулярна формула не означає однакових властивостей. Протягом наступних 2 хвилин учні усно називають терміни «алкан», «циклоалкан», «ізомер», «замісник» та два правила безпеки, наприклад не запалювати свічку й не нагрівати парафін під час демонстрації.
Історична довідка
О. М. Бутлеров передбачив існування ізобутану й добув цю сполуку в 1866 р. (Попель, Крикля, с. 29).
Місце уроку в темі
Попередній урок: На попередньому уроці вивчали насичені вуглеводні на прикладі метану, ковалентний зв’язок і структурні формули.
Наступний урок: На наступному уроці докладніше вивчатимуть фізичні й хімічні властивості алканів.
Часті запитання
Яка загальна формула алканів?
Загальна формула алканів CₙH₂ₙ₊₂, де n = 1, 2, ... . Вона стосується насичених вуглеводнів із відкритим карбоновим ланцюгом.
Чим циклоалкани відрізняються від алканів?
У молекулах алканів карбоновий ланцюг відкритий, а в молекулах циклоалканів атоми Карбону утворюють цикл. Прикладом циклічної структури в додатковому підручнику є циклогексан.
Чому існують два ізомери складу C₄H₁₀?
Чотири атоми Карбону можна сполучити в нерозгалужений або розгалужений ланцюг. Обидві сполуки мають молекулярну формулу C₄H₁₀, але різну послідовність сполучення атомів Карбону.
Як назвати розгалужений алкан?
Спочатку знаходять найдовший карбоновий ланцюг і нумерують його від того кінця, до якого ближче розташований замісник. Потім записують номер і назву замісника, а наприкінці назву алкану за головним ланцюгом.
Чому парафін не розчиняється у воді?
Парафін є сумішшю твердих алканів, молекули яких неполярні. У підручнику зазначено, що алкани не розчиняються у воді й легші за неї.
Чим відрізняються гомологи від ізомерів?
Молекули сусідніх гомологів подібні за будовою й різняться на групу атомів CH₂. Ізомери мають однакову молекулярну формулу, але різну будову, як два алкани складу C₄H₁₀.
Джерела
- Попель, Крикля. Хімія, 10 клас, 2018, с. 27–37
- Григорович. Хімія, 10 клас, с. 31–37
- Величко. Хімія, 10 клас (проф), с. 18–22
Не знайшли потрібну тему?
Напишіть предмет, клас і тему. Зробимо матеріал для вас позачергово, безкоштовно, і повідомимо, коли він буде готовий.
Далі відкриється безкоштовна реєстрація кабінету вчителя, запит збережеться автоматично.
Створіть кабінет і проводьте тести з класом за посиланням
Перевірка автоматична, результати всього класу в одному місці, готові контрольні з 10 предметів, конструктор завдань і перетворення PDF або Word на інтерактивний урок. Потрібної теми немає? Зробимо на запит.
