План-конспект урока по химии (непрофильного уровня) по теме «Ароматические углеводороды. Арены»

Автор: Курас Маргарита Михайловна

Организация: Лицей-интернат «Эрудит»

Населенный пункт: ДНР, г. Донецк

План урока:

1. Строение аренов. Классификация и номенклатура.

2. Решение задач.

3. Физические свойства аренов.

4. Закрепление материала.

5. Организация домашнего задания.

Задачи урока:

Образовательные:

1. Расширить представления учащихся об ароматических углеводородах.

2. Изучить строение аренов, их классификацию и номенклатуру.

3. Усовершенствовать умения составлять уравнения химических реакций.

4. Рассмотреть схему решения задач на тему «Ароматические углеводороды. Составление молекулярной формулы вещества»

Развивающие:

1. Учащиеся должны сформировать умения использовать химическую терминологию.

2. Усовершенствовать умения обобщать, делать выводы, анализировать, сравнивать, устанавливать причинно-следственную зависимость между составом, строением и свойствами веществ.

Воспитательные:

1. Сформировать умение работать в группах у каждого обучающегося.

2. Научить считаться с мнением соседа и отстаивать свою точку зрения.

3. Способствовать формированию самостоятельности при выполнении лабораторных работ, заданий, бережного отношения к окружающей среде, соблюдение правил техники безопасности.

Оборудование: компьютер, мультимедийная установка (проектор), экран, учебники.

Тип урока: урок усвоения новых знаний.

Методы и методические приемы: объяснение нового материала с демонстрацией видео на проекторе.

ХОД УРОКА:

1. 1. Организационный момент (2 минуты)

1. Поприветствовать класс.

2. Провести проверку отсутствующих.

3. Провести проверку кабинета на правильность расстановки парт, на чистоту доски и влажность тряпки.

4. Проверить готовность учащихся к уроку: их внешний вид, позы за партами, концентрацию внимания на учителя.

5. Записать в тетради дату.

6. Давайте проверим выполнение вашего домашнего задания. К доске пойдет… (тем временем, учитель проходит по классу и смотрит, кто сделал письменное домашнее задание по теме «Алкины»).

1. 2. Актуализация изученного материала (3 минуты)

Перед тем, как перейти к изучению нового класса соединений, давайте вспомним, что мы изучали на прошлых уроках:

• Чем отличаются сопряжённые алкадиены от других диенов?

• Какие вещества относят к непредельным углеводородам?

• Укажите способы получения алкинов. Приведите примеры уравнений химических реакций.

1. 3. Мотивация урока (1 минута)

Итак, ребята, тема нашего урока «Ароматические углеводороды. Арены».

Цели урока: изучить строение бензола, рассмотреть гомологи бензола, изомеры, расположение заместителей относительно бензольного кольца. Научиться решать задания по нахождению изомеров различных аренов, а также задачи на тему «массовая доля примесей». Рассмотреть физические свойства бензола.

1. 4. Изучение нового материала (30 минут)

Строение бензола. Гомологи бензола

Изучение строения бензола является увлекательной страницей в истории химии. Впервые бензол получил Иоганн Глаубер ещё в 1649 году из каменноугольной смолы. Однако состав вещества учёный не смог описать. В 1825 году английский физик Майкл Фарадей выделил бензол из конденсата светильного газа и установил его молекулярную формулу – C₆H₆. Это было второе рождение бензола.

Чуть позже в 1833 году немецкий учёный Эйльгард Мичерлих синтезирует бензол из соли бензойной кислоты. Отсюда и пошло название вещества – бензол.

Однако никто из исследователей не смог установить строение вещества. Предлагались различные версии.

Учитывая малое количество атомов водорода по отношению к атомам углерода, бензол должен содержать кратные связи, но он не обесцвечивал бромную воду и раствор перманганата калия. А это качественные реакции на двойные и тройные связи.

Противоречие удалось решить автору теории валентности Фридриху Августу Кекуле в 1865 году.

Учёный предложил замкнуть 6 атомов углерода в шестигранник. Получилась следующая структурная формула бензола.

Структурную формулу учёный вывел во сне. Вот как говорит сам Кекуле о своём научном открытии: «Перед моими глазами прыгали атомы, они сливались в более крупные структуры, похожие на змей. Как заворожённый, я следил за их танцем, как вдруг одна из «змей» схватила себя за хвост и дразняще затанцевала перед моими глазами. Будто пронзенный молнией, я проснулся: структура бензола представляет из себя замкнутое кольцо!»

В итоге в строении молекулы бензола и всех его гомологов мы наблюдаем общее кольцо, названной в честь бензола бензольным.

Кольцо напоминает арену цирка, поэтому данные углеводороды и получили название арены, иными словами, они все содержат бензольное кольцо.

В заданиях можно использовать любую из этих формул, которые теперь стали называться формулой Кекуле.

Радикал на основе бензола будет называться не бензил (как было бы логически), а фенил: C₆H₅- .

Гомологи бензола

Бензол является родоначальником гомологического ряда аренов. Достаточно заменить водород на углеводородный радикал, например, на метильный, как мы получим новый арен, гомолог бензола.

Даже название его будет связано с бензолом – метилбензол C₆H₅-CH₃. Исторически сложилось, что чаще встречается тривиальное название – толуол.

Если вместо метильного радикала использовать этильный, получим структурную формулу этилбензола C₆H₅-C₂H₅:

Заменив два водорода на метильные радикалы, получаем диметилбензол. В нашем примере – это 1,2-диметилбензол или орто-ксилол.

Общая формула аренов C_nH_2n-6, причём n≥6.

По расположению радикалов относительно бензольного кольца выделяют: орто-положение, когда радикалы расположены рядом, мета-положение – через один атом углерода, а также пара-положение, если радикалы располагаются напротив друг друга.

Пример 1

Найдите массовую долю углерода в толуоле (C₇H₈).

Решение

1. Найдем молярную массу вещества C₇H₈:

M(С₇Н₈) = 12*7 + 1*8 = 92 г/моль

2. Рассчитаем массовую долю углерода по формуле:

ω(C)= Ar(C)*7M(C₇H₈) *100 % =8492 *100 %= 91,3 %.

Где Ar — относительная атомная масса углерода, М – молярная масса толуола C₇H₈.

3. ω(C)= 91,3 % , следовательно, ω(H)=100 % - 91,3 % = 8,7 %.

Аналогичная формула используется для расчета массовой доли примесей: ω(примеси)= m_{примеси}/m_{образца} * 100 %, где m_{примеси} - это разность массы вступившего образца и чистого вещества.

Ответ. 8,7 % (С-углерода).

Пример 2. Самостоятельно решить задачу:

Определите массовую долю примесей в образце бензола массой 175 г, если масса чистого бензола в нём составляет 127 г. Сделайте вывод о чистоте вещества.

Решение:

1. Найдём массу примесей: m(прим.) = m(образца) - m(чист. в-ва) = 175 г - 127 г = 48 г.

2. Рассчитаем массовую долю примесей: ω(прим.) = m(прим.)/m(образца) · 100% = (48 г)/(175 г) · 100% = 27%.

3. Ответ. 27 % примесей в бензоле, что указывает на его уже значительную загрязненность примесями.

Физические свойства аренов

Бензол и его ближайшие гомологи — бесцветные жидкие вещества, нерастворимые в воде, но хорошо растворяющиеся во многих органических жидкостях. Легче воды. Огнеопасны.

Бензол токсичен (вызывает заболевание крови — лейкемию).

Кроме этого, арены обладают запахами, отсюда и пошло их второе название – ароматические!

1. 5. Закрепление материала на уроке (3 минуты)

На этом новый учебный материал закончен. Закрепим пройденный материал ответив письменно на следующие вопросы:

1. Кто предложил истинную формулу бензола?

2. Как называется первый гомолог бензола?

3. Назовите общую формулу аренов?

4. Как называется радикал бензола?

5. Назовите характерные физические свойства аренов.

1. 6. Организация домашнего задания (1 минута)

Домашнее задание по учебнику: стр. 128, задание 1, 3, 11.

Учебник:

1. Рудзитис Г. Е. Химия. Органическая химия. 10 класс: учебник для общеобразоват. учреждений с прил. на электр. носителе: базовый уровень / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. – 15-е изд. – М.: Просвещение, 2012. – 192 с.