Этилен и пропилен — простейшие представители алкенов
Цели и задачи
- Цель по SMART: к концу урока учащиеся объяснят особенности строения этилена и пропилена, сформулируют общую формулу алкенов, составят структурные и молекулярные формулы этена и пропена, а также запишут уравнения их реакций присоединения с бромом и водородом.
- Установить связь между строением молекул этилена и пропилена и их химическими свойствами.
- Сформировать умение составлять названия, молекулярные и структурные формулы простейших алкенов.
- Развить навыки анализа моделей молекул, работы с учебным текстом, электронными материалами и химическими уравнениями.
- Показать значение этилена и пропилена для производства полимеров и других практически важных веществ, формируя ответственное отношение к химической промышленности.
Планируемые результаты
Личностные
- Проявляют познавательный интерес к объяснению свойств веществ через их строение.
- Осознают значение этилена и пропилена для производства пластмасс и необходимость экологически ответственного обращения с полимерами.
- Связывают изучение органической химии с будущими образовательными и профессиональными перспективами.
- Оценивают собственный вклад в парную и групповую работу.
Метапредметные
- Извлекают информацию из текста учебника, схемы, модели молекулы и цифровой демонстрации.
- Сравнивают строение и свойства этилена и пропилена, выделяют общее и различия.
- Планируют последовательность составления формулы и уравнения реакции.
- Аргументированно формулируют выводы и проверяют их по критериям.
- Используют цифровую модель молекулы для представления пространственного строения вещества.
Предметные
- Знать определение алкенов, общую формулу гомологического ряда и признаки двойной связи.
- Уметь составлять молекулярные, электронные и структурные формулы этилена и пропилена.
- Уметь объяснять реакции присоединения по месту разрыва двойной связи.
- Уметь составлять уравнения реакций этилена и пропилена с бромом и водородом.
- Владеть понятиями «этен», «этилен», «пропен», «пропилен», «гомологический ряд», «реакция присоединения».
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Осознают ценность научного объяснения химических явлений.
- Проявляют ответственность при обсуждении применения полимеров и экологических последствий их использования.
- Формируют готовность к самостоятельному углублению знаний по органической химии.
- Оценивают собственную учебную успешность без сравнения с другими учащимися.
Регулятивные УУД
- Принимают и уточняют цель урока на основе проблемного вопроса.
- Планируют действия: анализ строения, вывод формулы, прогноз свойств, запись уравнений.
- Осуществляют самопроверку по образцу и исправляют ошибки в формулах.
- Оценивают степень достижения цели с помощью листа самооценки и рефлексии.
Познавательные УУД
- Выделяют существенные признаки алкенов в тексте и на модели молекулы.
- Сравнивают молекулы этилена и пропилена и устанавливают закономерность изменения состава.
- Моделируют образование продуктов присоединения к двойной связи.
- Преобразуют информацию из рисунка модели в структурную формулу и химическое уравнение.
- Анализируют ошибочные записи формул и объясняют причину ошибки.
Коммуникативные УУД
- Распределяют роли в паре при анализе цифровой модели и текста учебника.
- Формулируют вопросы к материалу и дают краткие аргументированные ответы.
- Согласовывают общий вывод о свойствах этилена и пропилена.
- Корректно оценивают решение партнёра по заданным критериям.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить презентацию с формулами $C_2H_4$, $C_3H_6$, моделями молекул этилена и пропилена, схемой двойной связи и областями применения веществ.
- Открыть на компьютере интерактивную трёхмерную модель молекул этилена и пропилена; проверить работу проектора и интернет-соединения либо сохранить изображения локально.
- Распечатать по одному комплекту на парту: карточку с моделями молекул, текстом о свойствах алкенов и заданиями на составление уравнений.
- Распечатать по одному листу самооценки на каждого ученика и по одному листу критериев на пару.
- Подготовить на доске или слайде опорную схему: «строение → свойства → применение».
- Подготовить цветные маркеры, стикеры и модели атомов углерода и водорода на каждую группу.
- Подготовить краткую справку о производстве полиэтилена и полипропилена для межпредметной связи с технологией и экологией.
- Подготовить таблицу для самостоятельной работы с тремя уровнями сложности.
- Не проводить демонстрацию с этиленом и бромом без специально оборудованного кабинета; использовать безопасную цифровую модель или видеосимуляцию.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: включить учащихся в учебную деятельность и создать познавательную проблему, связанную с практическим применением алкенов.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель приветствует класс: "Здравствуйте. Сегодня мы будем объяснять свойства веществ не по отдельным фактам, а через строение их молекул. Проверьте, что на столе есть тетрадь, ручка и карточка для работы в паре." | Проверяют готовность, объединяются в пары, подписывают рабочий лист. |
2 мин | Учитель показывает на экране изображения полиэтиленовой упаковки, полипропиленового шприца и исходных веществ: "Что общего у этих материалов? Как вещество с небольшой молекулой может стать основой длинной полимерной цепи? Запишите свою гипотезу одним предложением." | Рассматривают изображения, индивидуально записывают гипотезу, затем сравнивают её с ответом партнёра; предполагают: "Молекулы соединяются в цепи", "В исходной молекуле есть особая связь". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Ваши гипотезы связаны с составом и строением молекул. Сегодня мы проверим, какую роль играет двойная связь и почему этилен и пропилен относят к одному классу веществ."
Этап 2. Актуализация знаний (5 мин)
Цель этапа: актуализировать знания о валентности углерода, углеводородах и гомологическом ряде.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель записывает на доске формулы метана и этана: $CH_4$ и $C_2H_6$. "Определите валентность углерода, найдите закономерность в составе соседних углеводородов и назовите тип связи между атомами углерода в этане." | Вспоминают валентность углерода IV, называют одинарную связь, определяют разность состава соседних представителей как $CH_2$. |
3 мин | Учитель использует приём «Подумай — обсуди в паре — поделись»: "Изобразите структурную формулу этана. Затем уберите по два атома водорода, не нарушая валентность углерода. Что изменится?" Учитель фиксирует варианты на доске и уточняет: "Какая связь должна появиться между атомами углерода?" | Составляют формулу $CH_3-CH_3$, обсуждают возможную формулу $CH_2=CH_2$, отвечают: "Между атомами углерода образуется двойная связь". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы вспомнили валентность углерода и увидели, что уменьшение числа атомов водорода приводит к появлению кратной связи. Теперь выясним, как называется такой класс углеводородов и как вывести его общую формулу."
Этап 3. Постановка проблемы и целеполагание (4 мин)
Цель этапа: сформулировать учебную проблему и совместно определить план открытия нового знания.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель демонстрирует две записи: $CH_2=CH_2$ и $CH_2=CH-CH_3$. "Перед вами формулы двух веществ. Почему у них одинаковое соотношение между числом атомов водорода и углерода? Почему оба вещества могут вступать в реакции присоединения?" | Сравнивают формулы, отмечают общее наличие двойной связи, формулируют затруднение: "Нужно понять строение и общую закономерность для таких веществ". |
2 мин | Учитель предлагает составить план: "Какие действия помогут ответить на проблему? Назовите шаги, а я зафиксирую их на доске." | Предлагают план: определить класс веществ, вывести общую формулу, назвать этилен и пропилен, спрогнозировать реакцию присоединения, связать свойства с применением. |
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "План принят. Двигаемся от модели и формулы к химическому свойству, а затем к применению. Откройте учебник на разделе об алкенах и используйте его текст как источник проверки своих выводов."
Этап 4. Открытие нового знания: строение и общая формула алкенов (9 мин)
Цель этапа: сформировать представление об алкенах и установить общую формулу их гомологического ряда.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель выводит на экран цифровые модели этилена и пропилена: "Рассмотрите модели. Сколько атомов углерода и водорода содержит каждая молекула? Какая связь соединяет атомы углерода? Почему вокруг каждого атома углерода должно быть четыре связи?" | Считают атомы на модели, отвечают: "В этилене 2 атома углерода и 4 водорода, в пропилене 3 атома углерода и 6 водорода; между двумя атомами углерода двойная связь". |
3 мин | Учитель направляет работу с учебником: "Найдите определение алкенов и признак, по которому их отличают от алканов. Сопоставьте формулы $C_2H_4$, $C_3H_6$ и формулу алканов. Как получить общую формулу?" | Читают фрагмент учебника, подчёркивают определение, составляют таблицу: число атомов углерода $n$, число атомов водорода $2n$, формула $C_nH_{2n}$. |
3 мин | Учитель оформляет на доске вывод: "Алкены — это непредельные углеводороды, в молекулах которых есть одна двойная связь между атомами углерода. Для открытой цепи с одной двойной связью общая формула — $C_nH_{2n}$. Названия первых представителей: этен, или этилен; пропен, или пропилен." | Записывают определение, общую формулу и названия; по модели объясняют, что двойная связь уменьшает число атомов водорода по сравнению с алканами. |
Запись в тетрадях
Алкены — непредельные углеводороды с одной двойной связью в молекуле. Общая формула: $C_nH_{2n}$. Этен: $CH_2=CH_2$, этилен. Пропен: $CH_2=CH-CH_3$, пропилен.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы установили главный признак алкенов — двойную связь — и вывели формулу $C_nH_{2n}$. Теперь проверим, как эта связь проявляется в химических реакциях."
Этап 5. Открытие химических свойств и межпредметная связь (7 мин)
Цель этапа: вывести уравнения реакций присоединения этилена и пропилена и связать их с производством полимеров.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель показывает цифровую симуляцию обесцвечивания бромной воды: "В модели разрывается одна из составляющих двойной связи, а к атомам углерода присоединяются атомы брома. Запишите уравнение для этилена и объясните, почему реакция является качественной на двойную связь." | Составляют и проговаривают: $CH_2=CH_2+Br_2\rightarrow CH_2Br-CH_2Br$. Объясняют: "Бром присоединяется по месту двойной связи, окраска бромной воды исчезает". |
2 мин | Учитель предлагает аналогично составить реакцию гидрирования: "Если к этилену присоединить водород, какой углеводород получится? Как изменится степень непредельности?" | Записывают $CH_2=CH_2+H_2\xrightarrow{Ni,t}CH_3-CH_3$, называют продукт этаном. |
2 мин | Учитель связывает тему с технологией: "Этилен полимеризуется с образованием полиэтилена, а пропилен — полипропилена. Составьте схему присоединения нескольких молекул пропилена. Почему полимер имеет большие молекулы?" | Записывают схему $nCH_2=CH-CH_3\rightarrow(-CH_2-CH(CH_3)-)_n$, объясняют, что множество мономеров соединяется в длинную цепь; делают вывод о связи химии с технологией и экологией. |
Эталон решения
1. Определяем двойную связь в этилене: $CH_2=CH_2$. 2. Разрываем π-составляющую двойной связи. 3. Присоединяем атомы реагента к двум атомам углерода. Для брома: $CH_2=CH_2+Br_2\rightarrow CH_2Br-CH_2Br$. Для водорода: $CH_2=CH_2+H_2\xrightarrow{Ni,t}CH_3-CH_3$. Для пропилена с бромом: $CH_2=CH-CH_3+Br_2\rightarrow CH_2Br-CHBr-CH_3$.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Двойная связь объясняет способность алкенов вступать в реакции присоединения и полимеризации. Теперь каждый проверит, может ли самостоятельно применить алгоритм к формулам этилена и пропилена."
Этап 6. Первичное закрепление в парах (5 мин)
Цель этапа: закрепить распознавание алкенов и составление уравнений реакций по алгоритму.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель раздаёт карточки и объясняет приём «Взаимопроверка»: "В паре выполните три задания: определите формулу алкена с пятью атомами углерода, назовите вещество $CH_2=CH-CH_2-CH_3$, составьте реакцию его присоединения с бромом. После этого обменяйтесь листами и проверьте по эталону на экране." | Решают: $C_5H_{10}$; называют бутен; составляют $CH_2=CH-CH_2-CH_3+Br_2\rightarrow CH_2Br-CHBr-CH_2-CH_3$. |
3 мин | Учитель показывает критерии: "За формулу — один балл, за название — один, за верное уравнение и расстановку индексов — два. Найдите не только ошибку, но и объясните её причину." | Обмениваются карточками, отмечают ошибки, формулируют комментарии: "В формуле продукта бром должен присоединиться к соседним атомам углерода, связанным двойной связью". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Алгоритм уже работает на новом примере. Перейдём к индивидуальной работе, чтобы увидеть, какой шаг вы выполняете уверенно, а какой требует дополнительной тренировки."
Этап 7. Самостоятельная работа с самопроверкой (8 мин)
Цель этапа: проверить индивидуальное освоение понятий, формул и реакций алкенов.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель раздаёт карточки трёх уровней: "Выберите уровень по готовности. Базовый обязателен для всех; повышенный и дополнительный можно выполнить при уверенной работе. Записывайте не только ответ, но и ход рассуждения." | Выбирают уровень, записывают номер варианта и приступают к работе. |
4 мин | Учитель предлагает базовые задания: "Запишите формулы этилена и пропилена; определите формулу алкена с семью атомами углерода; составьте реакцию пропилена с водородом." Для повышенного уровня добавляет: "Объясните, почему пропан не обесцвечивает бромную воду, а пропилен обесцвечивает." | Индивидуально выполняют задания: $C_2H_4$, $C_3H_6$, $C_7H_{14}$; $CH_2=CH-CH_3+H_2\xrightarrow{Ni,t}CH_3-CH_2-CH_3$; сравнивают наличие двойной связи. |
3 мин | Учитель выводит эталон: "Проверьте индексы, тип связи, условия реакции и названия продуктов. Ошибку исправляйте другим цветом и рядом напишите, какое правило нарушено." | Сверяют работу, исправляют ошибки, отмечают в листе самооценки: «могу вывести формулу», «могу составить реакцию», «нужна помощь с названием». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Индивидуальная работа показала, что большинство уже умеет применять общую формулу и составлять реакции. Осталось обобщить связь строения, свойств и практического значения алкенов."
Этап 8. Обобщение и рефлексия (4 мин)
Цель этапа: систематизировать знания и осознать результаты собственной деятельности.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель организует приём «Снежный ком»: "Сначала каждый сформулируйте один вывод по схеме «строение — свойство — применение». Затем объединитесь в пары и выберите самый точный вывод. Две пары озвучат формулировки." | Записывают выводы, обсуждают их в парах и формулируют: "Двойная связь делает этилен и пропилен непредельными; поэтому они вступают в реакции присоединения и используются для получения полимеров". |
2 мин | Учитель раздаёт стикеры для «Билета на выход»: "Ответьте на два вопроса: какой признак отличает алкены от алканов; какую ошибку при составлении уравнений вы теперь не допустите? Поставьте рядом зелёный, жёлтый или красный знак уверенности." | Заполняют билет на выход и лист самооценки, указывают затруднение, если оно осталось. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Сегодня вы самостоятельно прошли путь от модели молекулы до уравнения реакции и промышленного применения. На следующем уроке продолжим изучать химические свойства алкенов и подробнее рассмотрим закономерности реакций присоединения."
Критерии оценивания практической работы
- «5» — верно записаны формулы этилена и пропилена, выведена формула $C_nH_{2n}$, без ошибок составлены не менее двух уравнений реакций, объяснена роль двойной связи.
- «4» — правильно выполнены основные задания и составлены два уравнения, но допущена одна неточность в названии, условиях реакции или оформлении формулы.
- «3» — распознаны этилен и пропилен и записана хотя бы одна верная реакция, но имеются ошибки в общей формуле, индексах или объяснении механизма присоединения.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Какой признак позволяет отнести этилен и пропилен к алкенам? | Проверка осознания ключевого предметного понятия — двойной связи. |
Как из строения алкенов следует их способность вступать в реакции присоединения? | Выявление понимания связи между строением и химическими свойствами. |
Какой шаг составления уравнения реакции оказался самым сложным? | Выявление точек затруднения в алгоритме решения. |
Где в современной жизни применяются продукты полимеризации этилена и пропилена? | Связь предметного знания с технологией, экологией и жизненным опытом. |
Завершающее слово учителя
"Сегодня мы установили, что этилен и пропилен — простейшие представители алкенов, а их свойства определяются наличием двойной связи. Вы научились выводить общую формулу $C_nH_{2n}$ и составлять уравнения реакций присоединения. Типичная ошибка — сохранять двойную связь в продукте реакции, хотя именно она разрывается при присоединении. Дома закрепите алгоритм на новых формулах. На следующем уроке мы продолжим исследовать свойства алкенов и их превращения."
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Составить структурные формулы этилена и пропилена, записать общую формулу алкенов и выполнить 4 уравнения реакций присоединения: этилена и пропилена с водородом и бромом. | Закрепляет понятия, формулы и алгоритм присоединения; проверить наличие двойной связи, индексы и продукты реакций. |
Средний (повышающий) | Решить 3 задания: определить формулу алкена по числу атомов углерода, назвать два первых представителя ряда и объяснить различие в реакционной способности пропана и пропилена. | Развивает применение общей формулы, номенклатуры и связи строения со свойствами. |
Продвинутый (дополнительный) | Подготовить краткое сообщение или инфографику о получении и применении полиэтилена и полипропилена с указанием одного экологического преимущества и одной проблемы их использования. | Формирует межпредметную и естественно-научную грамотность, умение оценивать практические последствия химических технологий. |
Контрольные вопросы перед выходом: «Какова общая формула алкенов?», «Какая связь является главным признаком алкенов?», «Какой продукт образуется при присоединении водорода к этилену?», «Почему этилен и пропилен используют для получения полимеров?»
