Этилен(факультатив)

1
Факультативное
занятие
«Химические
свойства этилена. Этилен – вещество, из которого
получают полиэтиленовую плёнку» разработано
для учащихся 9-го класса в рамках изучения
факультативного курса «Продолжаем открывать
тайны вещества».
Факультатив ориентирован на учащихся,
которые хотят расширить свои знания по химии, с
целью повышения интереса учащихся к изучению
химии, активизации познавательных способностей.
Занятия факультатива сопровождают занятия
основного курса и рассчитаны на изучение наиболее
интересных вопросов, связанных с программным
материалом.
В соответствии с учебной программой для 9-го
класса общеобразовательных учреждений программа факультатива
«Продолжаем открывать тайны вещества» включает темы, посвященные
изучении химии элементов неметаллов (Тема 1. Свойства металлов известны
всем. Рассмотрим свойства неметаллов. – 13 часов), и введение в
органическую химию (Тема 2. Введение в «химию живого» - органическую
химию. – 22 часа). Занятие «Химические свойства этилена. Этилен –
вещество, из которого получают полиэтиленовую плёнку»
является
пятнадцатым в Теме 2. Введение в «химию живого» - органическую химию.
Тема занятия:
«Химические свойства этилена.
Этилен – вещество, из которого получают полиэтиленовую плёнку»
Цель: закрепление и углубление учебного материала о составе,
строении и химических свойствах этилена; развитие интереса к изучению
химии на основе демонстрации прикладного значения химических знаний
Задачи:
образовательные: закрепить знания учащихся об особенностях
строения, важнейших физических и химических свойствах этилена, способе
получения этилена в лаборатории, изучить реакцию полимеризации этилена,
практическое использование полиэтилена;
развивающие: создать ситуацию развития у учеников умения мобильно
использовать имеющиеся у них знания, развивать у учащихся умения
анализировать, обобщать и делать выводы, переносить знания и умения в
новые ситуации;
воспитательные: создать условия для самоопределения учащихся на
результат их познавательной деятельности, способствовать воспитанию
коллективных взаимоотношений, коммуникативных качеств, экологической
культуры и экологического мышления.
2
Методы и приёмы: словесные, наглядные, частично-поисковые,
практические – в логической взаимосвязи.
Материальное обеспечение занятия: набор шаростержневых моделей
атомов, карта Беларуси, указка, реактивы и оборудование для выполнения
демонстрации: этиловый спирт, концентрированная серная кислота, песок,
пробирка с газоотводной трубкой, бромная (йодная) вода, лабораторный
штатив, спиртовка, спички, изделия из полиэтилена, бусы и нитка с иголкой,
«чёрный ящик» с полиэтиленовой плёнкой, компьютер для проведения
физкультминутки.
Подготовительный этап: создание сообщений учащихся по теме
занятия.
Записи на обратной стороне доски:
Наши задачи:
 повторить состав, строение, физические и химические свойства этилена,
 экспериментально получить этилен, провести качественную реакцию на
наличие двойной связи в молекуле этилена,
 изучить реакцию, в ходе которой образуется полиэтилен – реакцию
полимеризации, т.е. доказать, что этилен – вещество, из которого получают
полиэтиленовую плёнку.
«И это чудо, что, несмотря на поразительную сложность мира, мы
можем обнаруживать в его явлениях определённую закономерность»
Девиз урока: (на доске)
«Химия – это область чудес, в ней скрыто счастье
человечества, величайшие завоевания разума будут сделаны
именно в этой области»
Максим Горький
Ход занятия
Организационный момент
Друзья мои, я очень рада
Увидеть в полном сборе вас!
И для меня уже награда
Вниманье ваших умных глаз.
Я знаю, каждый средь вас – гений,
Но без труда талант не в прок.
Творить мы будем несомненно,
Чтоб интересным был урок!
3
1.
Стадия вызова
«Черный ящик».
Что находится в ящике? Изобрели как дорогой
упаковочный материал для цветов и драгоценных
подарков. В настоящее время чуть ли не главный мусор
нашей планеты.
(Ответ: полиэтиленовый пакет)
Как вы считаете, чем мы будем сегодня заниматься?
(Ответы учащихся)
Объявление темы и цели урока (запись на обратной стороне доски
сделана заранее и в течение урока отмечаем, что уже выполнили).
Сегодня на занятии мы:
 повторим состав, строение, физические и химические свойства этилена,
 экспериментально получим этилен, проведём качественную реакцию на
наличие двойной связи в молекуле этилена,
 изучим реакцию, в ходе которой образуется полиэтилен – реакцию
полимеризации, т.е. этилен – вещество, из которого получаю
полиэтиленовую плёнку.
2.
Стадия осмысления
И так, что мы уже знаем об этилене.
Фронтальный опрос:
1.
Формула этилена.
2.
Этилен относится к ненасыщенным углеводородам с общим
названием … и с общей формулой … .
3.
По систематической номенклатуре этилен называется …
4.
В молекуле этена какой тип связи?
5.
Чему равен валентный угол в молекуле этена?
6.
Строение молекулы этена?
7.
Вспомним правило трёх эс: состав, строение, свойства. Что оно
означает?
8.
Собрать модель молекулы этена. Какая связь: σ или π-связь менее
прочная и в ходе реакций разрывается?
9.
Каким образом строение этена определяет его свойства?
10.
Составим на доске (и в тетрадях) уравнения реакций,
характеризующих свойства этена:
- присоединение водорода (+Н2),
- присоединение галогенов(+Cl2),
- присоединение галогеноводородов(+НCl),
- горение.
11. Из чего получают этилен в промышленности?
4
А теперь мы получим экспериментально этилен и проведём
качественную реакцию на наличие двойной связи.
Демонстрация. Получение этилена. Взаимодействие этилена с бромной
водой.
Изучение учащимися инструктивной карточки получения этилена и
взаимодействия этилена с бромной (йодной) водой. В 11-ом классе при
изучении органической химии эти опыты учащиеся будут выполнять
самостоятельно на практической работе.
Обучение
учащихся
правилам
безопасности
(работа
с
концентрированной серной кислотой, со стеклянной посудой, спиртовкой).
Выполнение демонстрации учителем с комментарием учащихся.
В прибор для получения газовналиваем этиловый спирт и
концентрированную серную кислоту в объёмном соотношении 1:3, добавляем
несколько крупинок битого фосфора для равномерного кипения, плотно
закрываем пробирку пробкой с газоотводной трубкой и закрепляем в штативе.
Нагреваем пробирку в пламени спиртовки.
Когда содержимое пробирки начнёт равномерно кипеть, пропустим
выделяющийся газ этилен в пробирку с йодной водой и наблюдаем за
происходящими изменениями – обесцвечивание раствора йодной воды.
А теперь посмотрите как горит этилен (светящееся пламя).
Составим уравнения реакций:
1. Уравнение получения этилена нагреванием этилового спирта в
присутствии концентрированной серной кислоты.
Н2SO4, t
СН2 = СН2
│
│
Н
ОН
СН2=СН2 + Н2О
этилен
вода
этиловый спирт
2. СН2=СН2 + Br2 → СН2 -СН2
этилен
│ │
Br
Br
1,2-дибромэтан
Качественная реакция на наличие двойной связи.
Но этих знаний, увы, пока недостаточно, чтобы понять как, из чего
получают полиэтилен, для чего мы его используем.
5
А теперь мы попробуем рассмотреть реакцию, в результате
которой
образуется
полиэтилен,
из
которого
получают
полиэтиленовую плёнку.
Сообщения учащихся
1.Реакция полимеризации
Алкенам присуще ещё одно интереснейшее свойство. За счёт раскрытия
двойных связей отдельные молекулы могут «объединяться» в гигантские
молекулы, в образовании каждой из которых участвуют сотни и даже тысячи
молекул алкенов. Такие реакции называются реакциями полимеризации:
nСН2=СН2 → (−СН2−СН2−)n
этилен
полиэтилен
Название продукта реакции вполне очевидно и известно — полиэтилен.
Это вещество нам хорошо знакомо, из него изготавливают полиэтиленовую
плёнку, посуду, предметы домашнего обихода и многое другое. Полиэтилен
— представитель полимеров, синтетических материалов, значение которых в
нашей жизни невозможно переоценить.
Как видно из уравнения реакции, из пмоль этилена образуется
полиэтилен, в каждой молекуле которого содержится п фрагментов молекул
этилена. Это число называется степенью полимеризации.
Свойство вступать в реакцию полимеризации обусловливает важнейшее
значение алкенов в нашей жизни. Если алканы используются в основном как
источники энергии, то есть их просто сжигают для получения теплоты,
алкены — сырьё для получения полимеров. Для получения алкенов и
полимеров на их основе созданы целые отрасли промышленности,
занимающие важное место в экономике многих стран. В Республике
Беларусь полиэтилен получают в Новополоцке на производственном
объединении «Полимир», а в Кобрине на ПП «Полесье» из полиэтилена
получают экологически чистые детские игрушки.
(карта Беларуси)
Я принесла сегодня на урок бусы, но они
рассыпались.
Представьте, что каждая бусинка представляет собой молекулу этилена.
Как реакцию полимеризации можно образно показать с помощью этих
бусинок, нитки и ваших аналитических знаний? Ответы учащихся.
( нанизывание бусинок на нитку)
2.Немного истории (сообщения учащихся)
 О полиэтилене...
Полиэтилен - довольно «старый» пластик. Исследователи фирмы JCJ в
1933 году подвергли сжатию под высоким давлением этилен в аппарате,
полученном из Голландии. Они хотели изучить свойства этилена при
6
высоком давлении, но вместо этого этилен заполимеризовался в полиэтилен.
К сожалению, процесс полимеризации плохо воспроизводился; иногда
полиэтилен получался; а иногда – нет. Тщательные исследования позволили
обнаружить в реакционной камере очень маленькие трещинки. Они
пропускали ровно столько воздуха, сколько надо, чтобы в камере началась
полимеризация – благодаря содержащемуся в воздухе кислороду.
Понадобилось много усилий, чтобы разработать промышленный процесс
полимеризации этилена: если кислорода было слишком мало, полимеризация
не шла, а если слишком много – вся установка взлетала на воздух.
Многие историки считают, что успех во Второй мировой войне частично
принадлежит полиэтилену. Этот пластик является чудесным изолятором для
высокочастотных устройств. Такой материал был крайне необходим при
конструировании только что изобретенных радаров, благодаря которым
можно было следить за курсом немецких бомбардировщиков и поднимать по
тревоге истребители. Без полиэтилена не было бы радаров, без радаров не
было бы заблаговременного сигнала воздушной тревоги, не было бы
успешной обороны.
 Великое удивление старого отшельника
Многим памятна необыкновенная история семейства Лыковых, которое
по религиозным мотивам удалилось от человеческого общества в глухую
тайгу и прожило там, не видя людей, с 1936 г. до начала 80-х гг.. К этому
стоит добавить, что глава семейства Карп Осипович Лыков и до
отшельничества от самого рождения жил на староверческой заимке, с
широким миром не общаясь.
И вот – встреча с людьми! Много поразительных достижений вошло в
человеческий обиход за эти долгие десятилетия, но что все-таки более всего
поразило старого отшельника?
Журналист «Комсомольской правды» В. Песков, который рассказывал
об этой семье на страницах газеты, отметил: «Из всего, что могло его
поразить, на первое место надо поставить не электричество, не самолет..., не
приёмник, из которого слышался «глас» Пугачевой, поразил его больше
всего прозрачный пакет из полиэтилена. «Господи, что измыслили - стекло, а
мнется!»
Пожалуй, выбор объекта для удивления нас, нынешних, разочарует. А
между тем, все дело в том, что мы, избалованные дети цивилизации, легко
привыкаем к самым удивительным вещам. Стоит добавить, что в год, когда
семья Лыковых ушла в тайгу, полиэтилена не только не было в помине, но
даже сама принципиальная возможность его получения ставилась под
сомнение.
Физкультминутка (Приложение 1)
7
Что такое полиэтилен мы знаем и знаем, что он встречает нас
повсюду, но как можно решить экологическую проблему с утилизацией
полиэтилена? Представьте себя в роли химиков-студентов, практиков, и
… ваши действия по решению этой проблемы. (Ответы учащихся)
Что делается в нашем городе для решения данной проблемы?
(Ответ: раздельный сбор мусора)
Насколько хорошо мы поняли получение и химические свойства
этилена, проверим. ( Работа в парах). (Приложение 2)
Составить уравнения реакций по схеме:
1
2
С2Н5ОН → СН2=СН2 → (−СН2−СН2−)n
3↓
СО2
Назвать вещества.
А теперь предлагаю выполнить тест (Приложение 3)
ТЕСТ
1. В молекулах алкенов между атомами углерода имеются:
а)
одинарные связи;
б)
одна двойная связь;
в)
две двойные связи;
г)
одна тройная связь.
2. Общая формула алкенов:
а)
СnН2n+2
б)
СnН2n-2
в)
СnН2n-6
г)
СnН2n
3. Форма молекулы этилена:
а)
плоская;
б)
тетраэдрическая;
в)
цилиндрическая;
г)
линейная.
4. Угол связи в молекулах алкенов при двойной связи равен:
а)
60°;
б)
90°;
в)
120°;
г)
180°.
5. Для алкенов наиболее характерны реакции:
а)
замещения;
б)
полимеризации;
8
в)
присоединения;
г)
отщепления.
6. Для получения этилена в лаборатории применяют:
а)
этиловый спирт и конц. H2SO4;
б)
метан и хлор;
в)
крекинг углеводородов;
г)
перегонку нефти.
7.Для получения полиэтилена сырьём служит:
а)
этан;
б)гексен;
в)
бутадиен;
г)
этен.
8. Процесс получения полиэтилена называется:
а)
гидратация;
б)
полимеризация;
в)
поликонденсация;
г)
замещение.
9.Качественной реакцией на наличие двойной связи в молекулах алкенов
является реакция с:
а)
бромной водой;
б)
натрий хлоридом (раствор)
в)
соляной кислотой;
г)
медь (II) гидроксидом;
10.Этилен массой 14 г (н. у.) занимает объем (дм3):
а)
12,6;
б)
11,2;
в)
7,8;
г)
8,4.
Самопроверка и анализ выполнения теста, коррекция знаний
учащихся.
3. Стадия рефлексии
Синквейн – это пятистрочный стих. Составление синквейна по плану:
*1 существительное (этилен)
*3 прилагательных (активный, газообразный, ненасыщенный)
*3 глагола
(присоединяет, полимеризуется, горит)
* высказывание по теме урока (вывод):
этилен – углеводород с
двойной связью.
Или
предложить учителем фразу (записана заранее на обратной стороне
доски) и дать возможность учащимсяпорассуждать каким образом эта фраза
может быть решением ключевой цели урока:
9
«И это чудо, что, несмотря на поразительную сложность мира, мы
можем обнаруживать в его явлениях определённую закономерность»
* твоё отношение к уроку (одним словом) (интересно, познавательно)
А теперь вернёмся к девизу занятия:
«Химия – это область чудес, в ней скрыто счастье
человечества, величайшие завоевания разума будут сделаны
именно в этой области»
Согласны ли вы со словами М.Горького, сказанными сто лет назад,
актуальны ли они в наши дни? Приведите доказательства.
(высказывания учащихся)
Уже звенит звонок,
Значит, окончился наш урок.
Спасибо, - всем я говорю,
Вы молодцы! Я вас благодарю!