Конспект урока на тему "Метан. Состав. Строение молекулы. Свойства. Распространение в природе. Применение".
Изучить строение молекулы метана. Описать физические и химические свойства метана. Познакомиться с нахождением метана в природе и его применением.
Развивать практические умения изготовления модели молекулы метана.
Формировать аналитическое мышление, умение фантазировать, сравнивать и обобщать, логически излагать свои мысли.
Воспитывать дисциплинированность, положительное отношение к химии как науке.
Оборудование: шаростержневая модель молекулы метана, компьютер, проектор, экран, презентация в программе Power Point.
Методы обучения:
Словесные (беседа, объяснение, рассказ).
Наглядные (компьютерная презентация, шаростержневая модель метана).
Практические (решение задач и уравнений реакций).
Моделирование (изготовление модели молекулы).
Тип урока: изучение нового материала.
Структура урока:
Организационный момент
Приветствие учащихся, организация внимания
Мотивационный момент.
Ребята! Сегодня мы с вами совершим путешествие в удивительную страну Туркменистан! Эта страна находится в Средней Азии . Граничит с Афганистаном и Ираном на юге, Казахстаном и Узбекистаном на севере, омывается внутренним Каспийским морем на западе. Мы ощутим горячее жерло искусственного кратера с пугающим названием «Врата ада», который находится недалеко от городка Дарваза в пустыне Каракум
Смотреть слайд 1
На марсоходе Curiosity отправимся в космический полёт на Марс.
Смотреть слайд 2
Пройдёмся по топким термокарстовым озёрам Западной Сибири. Спустимся с шахтёрами на глубину до нескольких сотен метров.
Смотреть слайд 3
Проверка домашнего задания:
Но, сначала, давайте проверим домашнее задание, а потом совершим экскурсии в чудесный мир природы. На прошлом уроке мы с вами сформировали представление о составе и строении органических соединений.
Дайте сравнительную характеристику органическим и неорганическим веществам.
Один ученик с места дает сравнительную характеристику органическим и неорганическим веществам. Используя слайд № 4
Смотреть слайд 4
веществ в природе
Более 20 миллионов,
с каждым годом пополняется 200-300 тысячами новых.
Не более 200 тысяч
Несколько химических элементов: Карбон, Гидроген, Нитроген, Оксиген, Сульфур, Феррум и некоторые другие
Все химические элементы
От одного атома Карбона до нескольких тысяч атомов в одной молекуле
Разнообразное количество атомов химических элементов
Карбон IV -х валентный
Виды химических связей
Ковалентная, иногда ионная
Ионная, ковалентная, металлическая
Атомные, ионные, молекулярные
Легкоплавкие, частично обладают запахом, преимущественно нерастворимы в воде
Тугоплавкие, устойчивы к нагреванию, растворяются в воде
2. Как вы считаете, актуальны ли в наше время слова выдающегося русского учёного Михаила Васильевича Ломоносова, сказанные ещё в середине XVIII века, в период становления науки химии?
«Широко распростирает химия руки свои в дела человеческие… Куда ни посмотрим, куда ни оглянемся, везде обращаются перед очами нашими успехи её прилежания. »
Смотреть слайд 5
Учащиеся высказывают свои предположения.
Изучение новой темы
Рассказ учителя с элементами беседы:
А сейчас совершим с вами путешествие в удивительный уголок нашей природы в Туркменистан. Мысленно пристегнём ремни, наденем скафандры и окажемся на планете Марс. Совершим экспедицию по карстовым озёрам Западной Сибири. И вместе с шахтёрами опустимся в недра нашей Земли. Внимание! Поехали.
Смотреть слайд 6 (видеоролик)
Ребята! Мы не просто так с вами путешествовали. О каком веществе рассказывали все участники экспедиции?
Правильно. О метане.
Запишите тему урока. Смотреть слайд 7
Метан. Состав, строение молекулы. Свойства. Распространение в природе. Применение.
И давайте определим цели, которые необходимо достигнуть на этом уроке.
Смотреть слайд 8
Просмотрев внимательно ролик, что вы можете сказать о составе метана?
Правильно, простейшим органическим соединением, в составе которого только один атом углерода и четыре атома водорода, является метан, его молекулярная формула СН 4 .
Для понимания электронного строения молекулы метана вспомним электронное строение атома Карбона.
У доски учащийся записывает электронную формулу атома Карбона:
6 С 1 s 2 2 s 2 2 p 2
(Далее объяснение учителя) : В основном состоянии на внешнем электронном слое атома размещаются 4 электрона: два s - и два p -электрона, а одна р-орбиталь остаётся свободной. При образовании соединения атом Карбона переходит в возбуждённое состояние, а один s -электрон перемещается на свободную р-орбиталь. Таким образом, в атоме Карбона во внешнем слое содержатся четыре неспаренных электрона, благодаря которым образуются четыре связи с другими атомами, то есть углерод проявляет валентность четыре.
Смотреть слайд 9
Атомы Гидрогена имеют по одному электрону и являются одновалентными. Отдавая четыре электрона, атом Карбона образует четыре ковалентных связи с четырьмя атомами Гидрогена. Обозначив валентные электроны точками, получим электронную формулу метана:
Заменим точки, обозначающие электронные пары, черточками (связями) – получаем структурную формулу метана:
Структурные формулы являются лишь схематическим изображением, реальное же строение молекулы метана имеет форму правильной тригональной пирамиды (тетраэдра). Если атом углерода вписать в эту геометрическую фигуру, то четыре валентных связи будут направлены под углом 109,5º к вершинам тетраэдра, где размещаются атомы водорода.
Смотреть слайд 10
Лабораторный опыт: Изготовление моделей молекулы метана.
Смотреть слайд 11
Объединитесь в группы по 4-ре человека.
Вам понадобиться пластилин двух цветов.
Слепите один шарик большего диаметра и четыре шарика меньшего диаметра.
К шарику большего диаметра присоедини, используя спички (химические связи), шарики меньшего диаметра.
Соблюдай тетраэдрическое направление химических связей, то есть под углом 109,5º одна к другой.
Сделайте вывод о пространственном строении молекулы метана
Группы презентуют свои модели и делают вывод.
3.Самостоятельная работа с учебником.
(Учитель) Путешествуя по карстовым озёрам, совершая полёты на другие планеты, погружаясь с шахтёрами в недра Земли или ощущая на себе горящее пламя жерла кратера, о каких физических свойствах метана вы можете рассказать?
Можно в учебнике рассмотреть рисунок 77. На стр.129.
Учащиеся самостоятельно делают выводы о физических свойствах метана и записывают в тетрадь.
Смотреть слайд 12
Ребята! Метан – газ без запаха, взрывоопасен при несоблюдении техники безопасности. Взрыв может произойти даже от искры, если концентрация метана достигает критической. Поэтому стали добавлять в газ добавки с резким запахом.
Запах газа – это запах специальных добавок.
Цель добавок: ОБЕСПЕЧИТЬ БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНИ ЛЮДЕЙ.
Запомните. С природным газом надо обращаться очень осторожно!
Смотреть слайд 13
(Учитель.) Что вы можете сказать о распространении метана в природе?
Используя материалы учебника (стр.129-130, данные с видеоролика) учащиеся делают выводы.
Распространение метана в природе:
Метан образуется в недрах Земли (природный газ)
В процессе гниения растительных остатков без доступа воздуха в озёрах, в болотах (болотный газ)
В угольных шахтах (рудничный газ)
Метан содержатся в атмосфере планет Солнечной системы: на Юпитере, Сатурне и его спутнике Титане, Уране, Нептуне, на Марсе. На Титане существуют (полярные) озёра метана и метановые дожди.
Кроме того, метан найден в хвосте кометы Хиякутаке и в метеоритах.
Учащиеся с места делают сообщения и сравнивают свои данные с текстом слайда № 14
Смотреть слайд 14
Химические свойства метана (рассказ учителя у доски с элементами беседы, учащиеся записывают в тетради)
Реакции горения - это одно из важнейших химических свойств метана, которое нам известно из повседневной жизни. Кроме продуктов окисления выделяется большое количество теплоты. (Рис.78. стр.130)
Эта реакция полного окисления. Является экзотермической.
При недостатке кислорода метан окисляется не полностью – протекает реакция частичного окисления с образованием углерода (в виде сажи) и оксида углерода( II ). Это очень токсичное вещество без запаха и цвета. При неполном окислении метана в бытовых газовых приборах его пламя приобретает жёлтую окраску, поскольку частицы углерода раскаляются.
Реакция разложения. При нагревании метана до высокой температуры (свыше1000ºС) без доступа кислорода протекает реакция с образованием углерода (сажи) и водорода:
Реакция замещения. Метан вступает в реакцию с хлором при освещении. Протекает реакция хлорирования метана.
4-тую стадию учащиеся записывают самостоятельно
Закрепление
Смотреть слайд 15
Класс разбивается на три группы.
1-я группа «Энергетики»
Природный газ содержит 5% (по объёму) негорючих примесей. Сколько необходимо сжечь природного газа (н.у.) для получения 1008 кДж теплоты, чтобы закипятить воду в
3-х литровом чайнике?
2-я группа «Химики»
Записать уравнения реакций замещения, используя молекулярные формулы.
3-я группа «Промышленники»
Используя § 20 учебника и интернет-источники подготовить сообщения о сферах применения метана и его производных.
Презентация своих заданий. Пока представители 1-ой и 2-ой групп записывают решения у доски, ученик 3-ей группы рассказывает о сферах применения метана.
Смотреть слайды 16,17,18
Домашнее заданее
Изучить § 20. № 6,7 – устно, №10 – письменно
Подготовить сообщение об использовании биогаза
Благодаря виртуальному путешествию по чудесному миру природы мы познакомились с удивительным веществом МЕТАНОМ, изучили его свойства, состав, строение.
Выяснили, что метан является не только дешёвым топливом, а широко применяются и продукты химических превращений метана.