Слайд 2Цель урока: познакомить учащихся с представителями предельных углеводородов гомологического ряда -
алканы и выявить их важную роль в промышленности.
Слайд 3Задачи урока:
Образовательная: рассмотреть гомологический ряд предельных углеводородов, строение, физические и химические
свойства, способы их получения при переработке природного газа, возможности их получения из природных источников: природного и попутного нефтяного газов, нефти и каменного угля.
Развивающая: развить понятие о пространственном строении алканов; развитие познавательных интересов, творческих и интеллектуальных способностей, развитие самостоятельности в приобретении новых знаний с использованием новых технологий.
Воспитательная: показать единство материального мира на примере генетической связи углеводородов разных гомологических рядов, получаемых при переработки природного и попутного нефтяного газов, нефти и каменного угля.
Слайд 4Природный газ
Одно из важнейших горючих ископаемых, занимающие ключевые
позиции в
топливно-энергетических балансах многих государств, важное сырьё для химической промышлен-ности. Почти на 90% он состоит из углеводородов, главным образом метана СН4.
Слайд 5Попутный газ
Попутные нефтяные газы являются побочными про-дуктами при добыче
нефти и находятся в ней в растворенном и в сво-бодном состоянии в виде пузырьков или газовой шапки над поверхностью. Основными составляющи-ми естественного нефтяно-го газа являются углево-дороды метанового ряда.
Слайд 6Природный газ
Попутный газ
СН4- 80-98%
С2Н6 – 0,5-4%
С3Н8 – 0,2-1,5%
С4Н10 – 0,1-1%
С5Н12 -1%
N2
CO2
H2S
СН4-40%
С2Н6
– 20%
С3Н8 – 20%
С4Н10 – 20%
С5Н12
С6Н14
Слайд 7Добыча
Известный район добычи газа в нашей стране - Западно-Сибирская платформа. В
числе газовых месторождений в этом районе – Урен-гойское, Медвежье, Запо-лярное и др.
Слайд 8 Очень важно и ценно, что природный газ можно транс-портировать на значительные
расстояния с относительно небольшими затратами - по газопроводам. Первый в СССР газопровод Саратов-Москва был
введён в эксплуатацию в 1946 г.
Транспортировка
Слайд 9Переработка природного газа
С каждым годом все больше расширяется
химическая переработка природного газа, и из ценного энергетического средства газ становится не менее важным химическим сырьем. Он служит для получения ацетилена, метилового спирта, сажи, хлорированных углеводородов и различных растворителей.
Слайд 10Продукты
Лаки, краски, растворители, резина, пластмасса, антифризы, искусственные волокна, лекарства и …
все это продукты получаемые в ходе синтеза из углеводородов.
Слайд 11Применение
Природный газ широко применяется в качестве горючего в жилых частных и
многоквартирных домах для отопления, подогрева воды и приготовления пищи; как топливо для машин, котельных, ТЭЦ и др. Сейчас он используется в химической промышленности как исходное сырьё для получения различных органических веществ. В XIX веке природный газ использовался в первых светофорах и для освещения
Слайд 12Экологические проблемы
В экологическом отношении природный газ является самым чистым видом минерального
топлива. При сгорании его образуется значительно меньшее количество вредных веществ по сравнению с другими видами топлива. Однако из-за неподготовленности инфраструктуры для сбора попутного газа, подготовки, транспортировки и переработки, а также во избежание затрат на его утилизацию, многие нефтяные компании просто сжигают его на факелах. Тем самым сильному загрязнению подвергается окружающая среда
Слайд 13Алканы
Предельные углеводороды.
Насыщенные углеводороды.
Слайд 14 Определение алканов
Это предельные углеводороды, в молекулах
которых все атомы связаны одинарными связами
Слайд 16Уравнения химических реакции горения
CH4 +2O2 → 2H2O + CO2↑
2C2H6 +7O2
→ 6H2O + 4CO2↑
C3H8 +5O2 → 4H2O + 3CO2↑
2C4H10 +13O2 → 10H2O + 8CO2↑
C5H12 +8O2 → 6H2O + 5CO2↑
2C6H14 +19O2 → 14H2O + 12CO2↑
Слайд 17Гомологический ряд
СН4 метан
С2Н6 этан
С3Н8 пропан С4Н10 бутан
С5Н12 пентан С6Н14 гексан
С7Н16 гептан С8Н18 октан
С9Н20 нонан С10Н22 декан
Слайд 18Название радикалов
CH3 метил
C2H5
этил
C3H7 пропил
C4H9 бутил
C5H11 пентил
C6H13 гексил
Слайд 19Физические свойства
С1 – С4 – газы,
С5 –С15 – жидкости,
С16 -
∞ -твердые вещества
Газы и твердые алканы запаха не имеют, жидкие имеют бензиновый запах. Легче воды. Плохо растворимы в воде
Слайд 20Строение алканов
Молекула первого члена гомологического ряда алканов – метан имеет тетраэдрическое
строение.
Все атомы углерода в молекулах алканов находятся в состоянии sp3 гибридизации. Угол между связами составляет 109° 28' длина связи С — С в предельных углеводородах 0,154 нм.
Слайд 21
Метан
Для алканов характерна sp³-гибридизация;
Длина С-С – связи = 0,154
нм
Углы между орбиталями = 109° 28´
Перекрывание гибридных электронных
облаков атомов углерода облаками атомов
водорода (молекула метана).
+
109°28´
Строение метана:
s
р
Гибридизованные облака
Рисунок 1.
Рисунок 2.
Рисунок 3.
c
c
c
c
c
c
c
0,154 нм
Слайд 22Виды изомерии
Структурная
Углеродного скелета
Положения кратной связи
Положения функциональной группы
Межклассовая
Слайд 23Алгоритм составления названия алканов
1. В структурной формуле выбирают самую длинную
цепь атомов углерода (главную цепь).
2. Атомы углерода главной цепи нумеруют, начиная с того конца, к которому ближе разветвление (радикал).
3. В начале названия перечисляют радикалы и другие заместители с указанием номеров атомов углерода ,с которыми они связаны. Если в молекуле присутствует несколько одинаковых радикалов (два, три, четыре и т. д) то цифрой указывают место каждого из них в главной цепи и перед их названием ставят соответственно частицы ди-, три-, тетра- и т.д.
4. Основой названия служит наименование предельного углеводорода с тем же числом атомов углерода, что и в главной цепи.
Слайд 24 Составления названия алканов.
7
6 5 4 3 2 1
CH3 −CH2 − CH − CH2 − CH2− CH − CH3
ǀ ǀ
C 2H5 CH3
2-метил-5-этилгептан
Слайд 25Получение алканов.
Получение метана
В промышленности:
а) из природного
газа
б) синтез из оксида углерода (II) и
водорода
Ni,300˚C
CO + 3H2 → CH4↑ +H2O
Слайд 26Получение метана
В
лаборатории
а) гидролиз карбида алюминия
Al4C3 +12H2O → 3CH4↑ +4Al(OH)3
б) сплавление солей уксусной кислоты со щелочами
CH3COONa +NaOH (т) → CH4↑ +Na2CO3
Слайд 27Получение гомологов метана.
В промышленности
а) из природного сырья (нефть, газ,
горный воск)
б) синтез из оксида углерода (II) и водорода
Слайд 28Получение гомологов метана.
В л а б о
р а т о р и и
а) каталитическое гидрирование непредельных углеводородов (алкенов, алкинов)
Pt
CnH2n + H2 → CnH2n+2
Ni,150˚C
CnH2n-2 + 2H2 → CnH2n+2
б) взаимодействие галогеноалканов с натрием (реакция Вюрца)
2R−Br +Na → R−R + 2NaBr
2CH3Br + Na → CH3 − CH3 +2NaBr
Слайд 29Широко
используются в
качестве
топлива, в том
числе для
двигателей
внутреннего
сгорания.
Применение алканов:
Слайд 30Применение алканов:
1-3 – производство сажи:
(1 – картрижи;
2 – резина;
3 –
типографическая краска);
4-7 – получение
органических веществ:
(4 – растворителей;
5 – хладогентов,
используемых
в холодильных установках;
6 – метанол;
7 - ацетилен)
Слайд 31Домашнее задание:
Учебник О.С. Габриелян
(10 класс базовый уровень)
§ 3, упр.
7, 8, 12 (стр. 32-33)