Конспект урока на тему Метан. Состав. Строение молекулы. Свойства. Распространение в природе. Применение

Тема:

Метан. Состав, строение молекулы. Свойства.

Распространение в природе. Применение.

Цель урока:

• 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:

1. Словесные (беседа, объяснение, рассказ).

2. Наглядные (компьютерная презентация, шаростержневая модель метана).

3. Практические (решение задач и уравнений реакций).

4. Моделирование (изготовление модели молекулы).

Тип урока: изучение нового материала.

Структура урока:

1. Организационный момент-------------------------------------------------------------2мин

2. Мотивационный момент------------------------------------------------------------- 1мин

3. Проверка домашнего задания--------------------------------------------------------5мин

4. Изучение новой темы-----------------------------------------------------------------20мин

5. Закрепление---------------------------------------------------------------------------12мин

6. Домашнее задание---------------------------------------------------------------------2мин

7. Итог урока-------------------------------------------------------------------------------3мин

Ход урока

1. Организационный момент

Приветствие учащихся, организация внимания

2. 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

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.

1. Дайте сравнительную характеристику органическим и неорганическим веществам.

Один ученик с места дает сравнительную характеристику органическим и неорганическим веществам. Используя слайд № 4

Смотреть слайд 4

№

Признаки

Органические вещества

Неорганические вещества

1.

Количество

веществ в природе

Более 20 миллионов,

с каждым годом пополняется 200-300 тысячами новых.

Не более 200 тысяч

2.

Качественный состав

Несколько химических элементов: Карбон, Гидроген, Нитроген, Оксиген, Сульфур, Феррум и некоторые другие

Все химические элементы

3.

Количественный состав

От одного атома Карбона до нескольких тысяч атомов в одной молекуле

Разнообразное количество атомов химических элементов

4.

Валентность элементов

Карбон IV-х валентный

Величина переменная

5.

Виды химических связей

Ковалентная, иногда ионная

Ионная, ковалентная, металлическая

6.

Кристаллические решётки

молекулярные

Атомные, ионные, молекулярные

7.

Физические свойства

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.

4. Изучение новой темы

1. 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 СН₄.

Для понимания электронного строения молекулы метана вспомним электронное строение атома Карбона.

У доски учащийся записывает электронную формулу атома Карбона:

6С 1s²2s²2p²

(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

2. Лабораторный опыт: Изготовление моделей молекулы метана.

Смотреть слайд 11

Инструкция.

1. Объединитесь в группы по 4-ре человека.

2. Вам понадобиться пластилин двух цветов.

3. Слепите один шарик большего диаметра и четыре шарика меньшего диаметра.

4. К шарику большего диаметра присоедини, используя спички (химические связи), шарики меньшего диаметра.

5. Соблюдай тетраэдрическое направление химических связей, то есть под углом 109,5º одна к другой.

6. 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

Фронтальная беседа.

(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:

1. Метан образуется в недрах Земли (природный газ)

2. В процессе гниения растительных остатков без доступа воздуха в озёрах, в болотах (болотный газ)

3. В угольных шахтах (рудничный газ)

4. 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.

5. 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)

1. 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)

СН₄ + 2О₂ → СО₂ + 2Н₂О; ∆Н= ─ 890 кДж/моль

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.

2. Реакция разложения. При нагревании метана до высокой температуры (свыше1000ºС) без доступа кислорода протекает реакция с образованием углерода (сажи) и водорода:

СН₄ → С + 2Н₂

3. Реакция замещения. Метан вступает в реакцию с хлором при освещении. Протекает реакция хлорирования метана.

4-тую стадию учащиеся записывают самостоятельно

5. Закрепление

Смотреть слайд 15

Класс разбивается на три группы.

1-я группа «Энергетики»

Решают задачу:

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

6. Домашнее заданее

Изучить § 20. № 6,7 - устно, №10 - письменно

Подготовить сообщение об использовании биогаза

7. Итог урока

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.

Всем огромное спасибо за урок!