Метан и этан — простейшие представители алканов
Дата: 11 октября 2026 года
Учитель: Эльсанова М.Х.
Класс: 10
Предмет: химия
Тип урока: открытие нового знания
Учитель: Эльсанова М.Х.
Класс: 10
Предмет: химия
Тип урока: открытие нового знания
Цели и задачи
- Цель по SMART: к концу урока учащиеся смогут объяснить строение метана и этана, записать их молекулярные и структурные формулы, составить уравнения горения и применять общую формулу алканов $C_nH_{2n+2}$ при решении не менее двух учебных заданий.
- Сформировать представление о метане и этане как первых представителях гомологического ряда алканов и выявить связь между строением, физическими и химическими свойствами веществ.
- Научить составлять структурные формулы $CH_4$ и $C_2H_6$, определять тип химических связей и объяснять насыщенность углеводородов.
- Развивать умение работать с моделью молекулы, таблицей свойств, цифровой визуализацией и химической информацией, формулировать выводы на основе наблюдений.
- Воспитывать ответственное отношение к природному газу, соблюдение правил пожарной безопасности и интерес к применению химических знаний в энергетике и быту.
Планируемые результаты
Личностные
- Осознают значение метана и этана в энергетике и химической промышленности, связывая изучение темы с повседневной жизнью и будущей профессиональной деятельностью.
- Понимают необходимость безопасного обращения с природным газом и продуктами его сгорания.
- Проявляют познавательный интерес к установлению связи между строением вещества и его свойствами.
- Оценивают собственный вклад в парную и индивидуальную работу, принимают ответственность за точность химической записи.
Метапредметные
- Извлекают информацию из модели молекулы, таблицы, схемы и цифровой визуализации, преобразуют её в структурную формулу и уравнение реакции.
- Сравнивают метан и этан по составу, строению, физическим и химическим свойствам, выделяют общее и различия.
- Планируют последовательность решения задачи, осуществляют самопроверку по эталону и корректируют химические записи.
- Аргументированно формулируют выводы в паре и представляют результат классу, используя химическую терминологию.
Предметные
- Знать общую формулу алканов $C_nH_{2n+2}$, молекулярные и структурные формулы метана и этана.
- Уметь объяснять четырёхвалентность атома углерода и наличие одинарных ковалентных связей в молекулах алканов.
- Уметь составлять уравнения полного горения метана и этана, расставлять коэффициенты и называть продукты реакции.
- Уметь сравнивать метан и этан как соседние гомологи и определять разность состава соседних членов ряда $CH_2$.
- Владеть алгоритмом распознавания алканов по молекулярной формуле и использовать его в учебных и практико-ориентированных заданиях.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Осмысливают роль углеводородов в жизни общества и личную ответственность за безопасное использование газа.
- Формируют учебную мотивацию через связь химической модели с реальными объектами: природным газом, топливом и промышленным сырьём.
- Оценивают собственные затруднения и выбирают способ их устранения.
Регулятивные УУД
- Совместно формулируют цель урока на основе проблемного вопроса и планируют шаги её достижения.
- Контролируют правильность составления структурных формул и уравнений по числу атомов каждого элемента.
- Проводят самопроверку по эталону, фиксируют ошибку и вносят исправления.
- Оценивают результат самостоятельной работы по предложенным критериям.
Познавательные УУД
- Моделируют строение молекул метана и этана с использованием шаростержневых моделей или цифровой модели.
- Анализируют состав и строение веществ, устанавливают причинно-следственную связь между одинарными связями и насыщенностью.
- Сравнивают данные таблицы и делают вывод о закономерностях гомологического ряда.
- Применяют общую формулу алканов для определения состава вещества.
Коммуникативные УУД
- Распределяют роли в паре при работе с карточкой и моделью молекулы.
- Задают уточняющие вопросы, объясняют выбор формулы и исправляют неточности в рассуждениях.
- Представляют общий вывод группы и корректно реагируют на альтернативные ответы.
- Используют химические термины: углеводород, алкан, гомолог, ковалентная связь, горение.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить на доске или слайде тему урока, проблемный вопрос «Почему метан и этан относят к одному классу веществ?» и общую формулу алканов $C_nH_{2n+2}$.
- Распечатать карточки для пар: формулы $CH_4$, $C_2H_6$, $C_3H_8$, $C_2H_4$ и задания на классификацию, сравнение и составление уравнений; по одной карточке на пару.
- Распечатать мини-тест на каждого ученика, включая четыре задания и место для ответов; подготовить отдельный лист с ключом для самопроверки.
- Подготовить шаростержневые модели метана и этана или открыть интерактивную трёхмерную модель молекул на компьютере.
- Подготовить презентацию с изображениями природного газа, газовой плиты, молекул метана и этана, а также таблицу физических свойств.
- Подготовить безопасную демонстрацию видео горения природного газа; открытое пламя в классе не использовать без соблюдения требований безопасности.
- Распечатать таблицу сравнения метана и этана по одной на парту или вывести её на экран.
- Подготовить проектор, компьютер, интерактивную доску, маркеры и таймер для самостоятельной работы.
- Разместить на доске памятку: «Сначала составь формулы продуктов, затем уравняй атомы углерода, водорода и кислорода, в конце проверь коэффициенты».
Карточка для раздачи в начале урока
Карточка «Открой закономерность»
1. Распредели формулы $CH_4$, $C_2H_6$, $C_2H_4$, $C_3H_8$ на две группы и объясни основание классификации.
2. Для формул $CH_4$ и $C_2H_6$ укажи число атомов углерода и водорода.
3. Предположи, чем будут похожи химические свойства веществ одной группы.
4. Сформулируй вопрос, на который необходимо ответить на уроке.
1. Распредели формулы $CH_4$, $C_2H_6$, $C_2H_4$, $C_3H_8$ на две группы и объясни основание классификации.
2. Для формул $CH_4$ и $C_2H_6$ укажи число атомов углерода и водорода.
3. Предположи, чем будут похожи химические свойства веществ одной группы.
4. Сформулируй вопрос, на который необходимо ответить на уроке.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: включить учащихся в учебную деятельность и вызвать интерес к теме через связь химии с безопасностью и энергетикой.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель приветствует класс и проверяет готовность: «Здравствуйте, ребята. На столе должны быть тетрадь, ручка и карточка. Сегодня мы будем не просто запоминать формулы, а устанавливать, как строение молекулы определяет свойства вещества. Проверьте готовность к работе». | Готовят тетради и письменные принадлежности, записывают дату и фамилию учителя. |
2 мин | Учитель демонстрирует на экране изображение газовой плиты и молекулы природного газа: «Что объединяет эти изображения? Какое вещество является главным компонентом природного газа? Почему утечка газа опасна, хотя сам метан не имеет цвета? Запишите первый предполагаемый ответ на карточке». | Рассматривают изображения, отвечают: «Метан используется как топливо», «Опасность связана с горением и образованием вредных продуктов», фиксируют предположения. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы увидели, что метан связан и с химической промышленностью, и с безопасностью в быту. Теперь проверим, какие знания о строении углеводородов помогут нам объяснить свойства метана и этана». Прошу обратить внимание на карточку — она будет использоваться на протяжении урока.
Этап 2. Актуализация знаний и выявление затруднения (5 мин)
Цель этапа: актуализировать знания о валентности углерода, водорода и химических связях, зафиксировать учебное затруднение.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель задаёт вопросы эвристической беседы: «Какую валентность проявляет углерод в органических соединениях? Какую валентность имеет водород? Сколько связей должен образовать атом углерода, чтобы его внешняя оболочка была устойчивой? Запишите простейшую схему соединения атома углерода с атомами водорода». | Отвечают: «Углерод четырёхвалентен, водород одновалентен». Рисуют в тетради центральный атом углерода и четыре связи с водородом. |
3 мин | Учитель организует приём «Подумай — обсуди в паре»: «Сравните формулы $CH_4$ и $C_2H_6$. Можно ли по одной только формуле определить, относятся ли вещества к одному классу? Что в записи $C_2H_6$ показывает число 2, а что — число 6? Обсудите 1 минуту, затем предложите общий вывод». | Сначала индивидуально анализируют формулы, затем обсуждают в парах и отвечают: «В формуле указано количество атомов элементов; по одной формуле нужно знать общую закономерность класса». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы умеем определять валентность элементов, но пока не можем уверенно объяснить, почему $CH_4$ и $C_2H_6$ принадлежат одному ряду. Это и есть наше затруднение. Сформулируем цель урока».},{
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Этап 3. Постановка проблемы и целеполагание (3 мин)
Цель этапа: сформулировать учебную задачу и план открытия нового знания.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель записывает на доске формулы $CH_4$ и $C_2H_6$: «Перед нами два вещества. Предположите, что у них общего в строении и свойствах. Какой вопрос поможет нам проверить гипотезу?» | Формулируют проблемный вопрос: «Почему метан и этан относят к алканам и чем они отличаются друг от друга?» |
2 мин | Учитель предлагает план: «Чтобы ответить на вопрос, мы сравним состав и строение молекул, выведем общую формулу алканов, рассмотрим физические свойства и составим уравнения горения. В конце проверим себя мини-тестом. Запишите тему и цель: научиться характеризовать метан и этан как первые алканы». | Записывают тему урока и формулируют цель в тетради, принимают план действий. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Цель определена: от формул и моделей мы перейдём к свойствам и реакциям. Начнём с самого важного — со строения молекул».},{
Этап 4. Открытие нового знания: строение и общая формула алканов (9 мин)
Цель этапа: вывести общую формулу алканов и установить особенности строения метана и этана.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель показывает шаростержневую или цифровую модель метана: «Рассмотрите модель. Сколько связей образует атом углерода? Сколько атомов водорода присоединено к нему? Все связи одинарные или среди них есть двойные? Запишите структурную формулу метана». | Рассматривают модель, считают четыре одинарные связи, записывают структурную формулу метана с углеродом в центре и четырьмя атомами водорода вокруг. |
3 мин | Учитель показывает модель этана: «Теперь рассмотрим этан. Два атома углерода соединены одинарной связью. Заполните оставшиеся валентности атомами водорода. Сколько атомов водорода получилось? Чем этан отличается от метана?» | Составляют структурную формулу $CH_3-CH_3$, отвечают: «В этане два атома углерода и шесть атомов водорода; в молекуле на один фрагмент $CH_2$ больше, чем в метане». |
3 мин | Учитель выводит на доске последовательность: $CH_4$, $C_2H_6$, $C_3H_8$: «Посмотрите на количество атомов водорода. Как изменяется состав при добавлении одного атома углерода? Сформулируйте общую формулу и назовите этот ряд». | Анализируют последовательность и формулируют вывод: «Алканы — насыщенные углеводороды с общей формулой $C_nH_{2n+2}$; соседние представители отличаются на группу $CH_2$». |
Запись в тетрадях
- Алканы — насыщенные углеводороды, содержащие только одинарные связи между атомами углерода.
- Общая формула алканов: $C_nH_{2n+2}$.
- Метан: $CH_4$, структурная формула — четыре одинарные связи вокруг атома углерода.
- Этан: $C_2H_6$, структурная формула $CH_3-CH_3$.
- Соседние гомологи отличаются по составу на группу $CH_2$.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы установили главное: метан и этан имеют только одинарные связи и подчиняются общей формуле алканов. Теперь проверим, как строение связано с физическими и химическими свойствами этих веществ».
Этап 5. Межпредметная связь и применение: свойства и горение (7 мин)
Цель этапа: связать химические знания с физикой, экологией и безопасностью, составить уравнения полного горения метана и этана.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель выводит на экран таблицу: «Метан и этан — бесцветные газы при обычных условиях, малорастворимые в воде, горючие вещества. Почему газообразное состояние важно для транспортировки и использования топлива? Что происходит при полном горении? Свяжите ответ с физикой и экологией». | Анализируют таблицу, отвечают: «Газы можно подавать по трубопроводу; при полном горении образуются углекислый газ и вода, выделяется энергия». Формулируют, что неполное горение опасно образованием угарного газа. |
4 мин | Учитель демонстрирует на экране видео горения природного газа и напоминает алгоритм: «Записываем продукты полного горения углеводорода: $CO_2$ и $H_2O$. Сначала уравняем углерод, затем водород, затем кислород. Для метана получаем $CH_4+2O_2\rightarrow CO_2+2H_2O$. Для этана сначала записываем $C_2H_6+O_2\rightarrow CO_2+H_2O$, затем подбираем коэффициенты: $2C_2H_6+7O_2\rightarrow4CO_2+6H_2O$. Проверьте число атомов каждого элемента». | Записывают два уравнения, считают атомы углерода, водорода и кислорода слева и справа, объясняют, почему перед этаном поставлен коэффициент 2. Делают вывод о необходимости проветривания и исправности газового оборудования. |
Эталон решения
Для метана: $CH_4+O_2\rightarrow CO_2+H_2O$. Уравниваем водород: $CH_4+O_2\rightarrow CO_2+2H_2O$. Справа четыре атома кислорода, поэтому ставим коэффициент 2 перед $O_2$: $CH_4+2O_2\rightarrow CO_2+2H_2O$. Для этана: $C_2H_6+O_2\rightarrow CO_2+H_2O$; уравниваем углерод и водород: $C_2H_6+O_2\rightarrow2CO_2+3H_2O$. Справа семь атомов кислорода, поэтому используем удвоение всех коэффициентов: $2C_2H_6+7O_2\rightarrow4CO_2+6H_2O$.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Физика помогла нам объяснить использование газов и выделение энергии, а экология — необходимость полного сгорания и контроля выбросов. Теперь применим формулы и алгоритм самостоятельно».
Этап 6. Первичное закрепление в парах и самостоятельная работа (10 мин)
Цель этапа: закрепить распознавание алканов, сравнение метана и этана и составление уравнений реакций.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | Учитель раздаёт карточки и объясняет: «Выполните задания в паре. Сначала классифицируйте формулы $CH_4$, $C_2H_6$, $C_3H_8$, $C_2H_4$. Затем определите формулу алкана с тремя атомами углерода и составьте уравнение его полного горения. Один ученик объясняет ход решения, второй проверяет по общей формуле». | В парах распределяют роли, выделяют алканы $CH_4$, $C_2H_6$, $C_3H_8$, исключают $C_2H_4$, получают формулу пропана $C_3H_8$ и составляют уравнение $C_3H_8+5O_2\rightarrow3CO_2+4H_2O$. |
2 мин | Учитель предлагает взаимопроверку: «Обменяйтесь карточками с соседней парой. Проверьте три критерия: формула соответствует $C_nH_{2n+2}$, продукты горения записаны верно, коэффициенты наименьшие целые. Отметьте одну сильную сторону и одну рекомендацию». | Проверяют работу другой пары, отмечают: «Формула выбрана верно», «Нужно проверить коэффициент перед кислородом», формулируют рекомендацию. |
4 мин | Учитель организует самостоятельную работу: «Теперь каждый выполняет два задания без помощи соседа. 1) Определите формулу алкана с пятью атомами углерода. 2) Составьте уравнение полного горения этана. Работайте 3 минуты, затем сверяемся с эталоном на экране». | Самостоятельно записывают $C_5H_{12}$ и уравнение $2C_2H_6+7O_2\rightarrow4CO_2+6H_2O$, сверяют с эталоном, исправляют ошибки. |
Эталон решения
Для $n=5$: $H=2n+2=2\cdot5+2=12$, поэтому формула алкана — $C_5H_{12}$. Горение этана: сначала $C_2H_6+O_2\rightarrow2CO_2+3H_2O$, затем удваиваем коэффициенты для получения целого коэффициента перед кислородом: $2C_2H_6+7O_2\rightarrow4CO_2+6H_2O$.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Вы применили общую формулу и алгоритм составления уравнений. Обратите внимание на типичную ошибку: индекс в формуле нельзя менять при уравнивании реакции, изменяются только коэффициенты. Осталось проверить понимание темы коротким тестом».
Этап 7. Мини-тест, рефлексия и домашнее задание (8 мин)
Цель этапа: диагностировать усвоение основных понятий, организовать самооценку и зафиксировать домашнее задание.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | Учитель раздаёт мини-тест: «Выполните четыре задания индивидуально. Не пользуйтесь тетрадью. В первом задании выберите формулу алкана, во втором назовите вещества, в третьем составьте уравнение горения, в четвёртом объясните сходство метана и этана. Время — 3 минуты». | Индивидуально выполняют мини-тест, записывают ответы и сдают лист или оставляют его для взаимопроверки. |
2 мин | Учитель показывает ключ: «Проверьте работу цветной ручкой. За каждый правильный ответ поставьте один балл. Если обнаружили ошибку, не стирайте её, а подпишите, на каком шаге возникло затруднение». | Сверяют ответы с ключом, подсчитывают баллы, фиксируют ошибку или затруднение. |
2 мин | Учитель проводит рефлексию «Светофор»: «Покажите зелёную карточку, если можете записать формулы и уравнения самостоятельно; жёлтую — если нужна тренировка; красную — если требуется объяснение. Завершите фразу: “Сегодня я понял…”». Затем сообщает уровни домашнего задания. | Поднимают карточку, формулируют: «Сегодня я понял, почему метан и этан относятся к алканам», называют вопрос, который ещё требует повторения, записывают домашнее задание. |
Мини-тест с ключом
1. Выберите формулу алкана: а) $C_2H_4$; б) $C_3H_8$; в) $C_3H_6$.
2. Запишите молекулярные формулы метана и этана.
3. Составьте уравнение полного горения метана.
4. Объясните, почему метан и этан являются соседними гомологами.
Ключ: 1 — б; 2 — $CH_4$ и $C_2H_6$; 3 — $CH_4+2O_2\rightarrow CO_2+2H_2O$; 4 — имеют сходное строение и свойства, а их состав отличается на группу $CH_2$.
2. Запишите молекулярные формулы метана и этана.
3. Составьте уравнение полного горения метана.
4. Объясните, почему метан и этан являются соседними гомологами.
Ключ: 1 — б; 2 — $CH_4$ и $C_2H_6$; 3 — $CH_4+2O_2\rightarrow CO_2+2H_2O$; 4 — имеют сходное строение и свойства, а их состав отличается на группу $CH_2$.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Сегодня мы открыли закономерность строения первых алканов, научились записывать формулы метана и этана и составлять уравнения их горения. Проверьте, чтобы домашнее задание было записано полностью, а карточка с ошибкой стала ориентиром для повторения».
Критерии оценивания практической работы
- «5» — верно выполнены оба задания самостоятельной работы или не менее 4 заданий мини-теста; формулы и уравнения записаны корректно, коэффициенты проверены.
- «4» — верно выполнены три задания мини-теста или допущена одна несущественная ошибка в коэффициентах при сохранении правильного алгоритма.
- «3» — верно выполнены два задания мини-теста, но имеются ошибки в применении общей формулы или составлении уравнения; ученик способен исправить их по эталону.
- Ниже базового уровня — требуется повторить общую формулу алканов, структурные формулы метана и этана и алгоритм уравнивания реакции горения.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Что общего в строении метана и этана? | Проверка понимания признаков алканов и наличия одинарных связей. |
Как получить формулу алкана по числу атомов углерода? | Выявление освоения алгоритма применения формулы $C_nH_{2n+2}$. |
Какой шаг при составлении уравнения горения оказался самым сложным? | Выявление точек затруднения в алгоритме расстановки коэффициентов. |
Где знания о метане и этане могут пригодиться вне урока химии? | Осмысление межпредметной и практической значимости темы. |
Завершающее слово учителя
«Сегодня мы установили, что метан и этан — первые представители алканов, а их строение подчиняется общей формуле $C_nH_{2n+2}$. Мы научились записывать $CH_4$ и $C_2H_6$, сравнивать гомологи и составлять уравнения полного горения. Помните о типичной ошибке: индексы в формуле не изменяют, коэффициенты при уравнивании подбирают отдельно. На следующем уроке мы продолжим изучать свойства и способы получения углеводородов, используя сегодняшнюю закономерность».},{
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Выучить определения «алканы», «гомологи», общую формулу $C_nH_{2n+2}$; составить структурные формулы метана и этана; записать уравнения полного горения метана и этана. | Закрепляет основные понятия, формулы и алгоритм записи реакций; при проверке обратить внимание на валентность углерода и коэффициенты. |
Средний (повышающий) | Решить 3 задания: определить формулы алканов с 4, 6 и 7 атомами углерода; сравнить метан и этан по составу и строению; составить уравнение горения пропана. | Формирует умение применять общую формулу и переносить алгоритм на новый пример; проверить правильность расчёта индексов и коэффициентов. |
Продвинутый (дополнительный) | Подготовить краткое сообщение или инфографику о природном газе: состав, применение, преимущества и экологические риски; включить уравнение горения метана и два правила безопасного обращения с газом. | Развивает исследовательские и коммуникативные умения, естественно-научную и экологическую грамотность; проверить достоверность сведений и корректность химических формул. |
Контрольные вопросы перед выходом: «Какова общая формула алканов?», «Какие связи есть в молекулах метана и этана?», «Чем соседние гомологи отличаются друг от друга?», «Какие продукты образуются при полном горении алканов?»
