Презентация на тему "Теория и практика решения задач высокого уровня сложности в процессе обучения химии (на материале темы «Генетическая связь органических соединений»)" 11 класс

Содержание

• 
  Слайд 1
  

  Теория и практика решения задач высокого уровня сложности в процессе обучения химии(на материале темы «Генетическая связь органических соединений»)

  Выполнила : Видершпан И.П., учитель химии МБОУ «Ключевская СОШ №1», 2015 г. МБОУ «Ключевская средняя общеобразовательная школа № 1» Ключевского района, Алтайского края

• 
  Слайд 2
  

  В курсе изучения органической химии часто применяются задания по выполнению цепочек превращений. Они используются в 9 классе на первом этапе изучения органических веществ, в 10 классе при изучении фактического материала в данном курсе в 11 классе на заключительном этапе обучения. этот вопрос входит в заданиях третьей части материала экзамена по химии в форме и по материалам ЕГЭ. Задания по осуществлению превращений широко используются на обобщающих уроках.

• 
  Слайд 3
  

  Цель. Содействовать формированию у учащихся более высокого уровня сложности общей подготовки по вопросу генетическая связь между органическими соединениями; создать условия для систематизации и углубления знаний учащихся о взаимосвязи органических веществ по схеме: состав – строение – свойства веществ Задачи. развивать у учащихся логическое мышление (посредством установления генетической связи между разными классами углеводородов и производных углеводородов, выдвижения гипотез о химических свойствах незнакомых органических веществ); развивать у учащихся способность к сравнению (на примере сравнения  химических свойств органических соединений); развивать информационно-познавательную компетентность учащихся.  

• 
  Слайд 4

  Что означает понятие “генетическая связь”?

  Генетической связью называется связь между веществами разных классов соединений, основанная на их взаимных превращениях и отражающая их происхождение. Генетическая связь может быть отражена в генетических рядах. Генетический ряд состоит из веществ, который отражает превращение веществ одного класса соединений в вещества других классов, содержащих одинаковое количество атомов углерода. CH4 → CH3 NO2 → CH3NH2 → CH3NH3Cl → CH3NH2 → N2

• 
  Слайд 5
  

  Для того чтобы успешно выполнять задания, показывающие генетические связи между классами органических веществ, на уроках химии отрабатываются знания по номенклатуре и классификации веществ, изучаются химические свойства соединений и способы их получения. Такой подход прослеживается на всех этапах изучения этого вопроса, только каждый раз теоретический материал углубляется и расширяется.

• 
  Слайд 6

  Номенклатура и классификация

  В вопросе изучения номенклатуры и классификации органических веществ можно создать карту формул соединений и использовать для беседы, работы в группах, в парах и индивидуальной. Это позволит очень быстро корректировать знания учащихся. Они, имея перед собой формулы, могут быстро и качественно ориентироваться в задании, рассуждать, отвечать на поставленные вопросы, приобретая при этом новые знания. Применение данной карты формул соединений на уроках химии отразилось на качестве полученных знаний по вопросу номенклатуры и классификации органических веществ.

• 
  Слайд 7
  

  Карта формул химических соединений (карта формул напечатана в сокращении) 1) H– COOH метановая кислота, муравьиная кислота 2) CH3 – COOHэтановая кислота, уксусная кислота 3) C17H35– COOH стеариновая кислота 4) CH3 – CH2 – OH этиловый спирт , этанол C2H5OH 5) CH3 – OH метиловый спирт , метанол 6) H – COHметаналь, муравьиный альдегид, формальдегид 7) CH3 – COH; этаналь, уксусный альдегид, ацетальдегид 8) CH3 – COONa; ацетат натрия 9) CH3- O -CH3диметиловый эфир 10) CH3 – COOCH3метилацетет, метиловый эфир уксусной кислоты. 11) CH3 – COOC2H5этилацетат, этиловый эфир уксусной кислоты 12) HCOOCH3метилформиат, метиловый эфир муравьиной кислоты.

• 
  Слайд 8
  
• 
  Слайд 9
  

  Изучение химических свойств и способов получения органических соединений.

  При изучении этих вопросов на уроках можно применять опорные схемы . Опорные схемы позволяют в краткой форме дать большой объем информации. Ученики с удовольствием их используют. Эти схемы помогают им упорядочить знания и развивать логику мышления каждого. Таким образом, ученики подготавливаются к выполнению упражнений по осуществлению превращений. Схемы-конспекты учащиеся выполняют при изучении каждой темы поэтапно. Многократное обращение к схеме-конспекту позволяет заложить прочную базу в полученных знаниях.

• 
  Слайд 10
  
• 
  Слайд 11
  
• 
  Слайд 12
  

  С6Н12О6→ С2Н5ОН → CH3 – CHO → CH3 – COOH → Cl-CH2 – COOH → Н2N–CH2 – COOH

  Для закрепления учебного материала и активизации учебной деятельности рекомендуется обратить особое внимание на решение задач типа, связанные с взаимными превращениями веществ (цепочки превращений).

• 
  Слайд 13
  

  Успешность в выполнении заданий будет зависеть от количества осуществленных превращений

  1) CaC2 → X1 → X2 → нитробензол [ H ] X3 +HClX4 2) C2H6 +Cl2 , hNX1 → X2 → CH2=CH-CH=CH2+H2 (1,4 присоединение) → X3 +Cl2 X4 3) CH4 1500 CX1 +2 H2 X2 +Br2 , hv X3 → этилбензол +KMnO4+H2SO4 X4 4) Крахмал гидролиз X1 → C2H5OH → X2 → X3 C акт. Бензол 5) 1-хлорпропан +Na X1 -4H2 X2 → хлорбензол → X3 +nH2COX4 6) 1-хлорбутан +NaOH,H2O X1 → бутен-1 +HClX2 конц. спирт X3 KMnO4, H2OX4 7) зтилен+Br2(ад) X1 +KOH,спирт X2 +H2O, HgX3 → X4 → митилацетат 8) этилацетат → ацетат натрия NaOH(сплавления X1 1500C X2 400C X3 C2H5Cl,AlCl3 X4 9) 1- бромпропан → гексан → бензол CH3 ClX1 KMnO4 , H2SO4 X2 CH3OH, HX3 10) бутанол-2 HCl X1 KOH,C2H5OH X2 KMnO4 , H2SO4 X3 CH3OH,HX4 → ацетат калия. 11) C6H6 → C6H5 – CH(CH3)2 KMnO4 X1 HNO3 (1 моль.) X2 Fe+HCl X3 NaOH(изб) X4 12) CH3 - CH2 – CHO Ag2 O X1 +Cl2, hvX2 NaOHX3 CH3OH, H X4 полимеризацияX5 13) CH3 – CH2 – CH2 – CH2OH H2SO4 , t X1 HBr X2 NH3 X3 14) циклогексенt,Kat X1 →C6H5NO2+H2,t X2 HClX3 AgNO3 X4 15) CaC2 H2O X1 H2O, HgSO4 X2 C4(OH)2, t X3 CH3 OH, H2 SO4 X4 16) CH3 – CH2 –CH (CH3) – CH3Br2,свет. X1 кон. спиртX2 HBrX1 Na X3 → CO2 17) CH4 1000C X1 Cакт,t X2 CH3 Cl , AlCl3 X3 KMnO4 , t X4 18) метан → X1 → бензолCH3Cl,AlCl3 X2 → бензойная кислотаCH3OH,H X3 19) CH4 → CH3 NO2 → CH3 NH2 → CH3NH3Cl → CH3NH2 → N2 20) C6H5CH3 KMnO4, H2SO4, t X1 HNO3 (1 моль) X2 Fe+HClизб. X3 NaOH изб. X4

• 
  Слайд 14
  
• 
  Слайд 15
  
• 
  Слайд 16
  

  Чаще всего сущность задания заключается в последовательном решении следующих задач: построение (удлинение или укорачивание) углеродного скелета; введение функциональных групп в алифатические и ароматические соединения; замещение одной функциональной группы на другую; удаление функциональных групп; изменение природы функциональных групп. Последовательность операций может быть различной, в зависимости от строения и природы исходных и получаемых соединений.

• 
  Слайд 17

  Памятка

  Представьте факты и их взаимосвязи в наглядном виде. Запишите, по возможности наиболее подробно, суть задачи в виде схемы. Посмотрите на проблему как можно шире, примите во внимание даже варианты решения, которые кажутся немыслимыми. В конце концов, именно они могут оказаться правильными и привести Вас к верному решению. Используйте метод проб и ошибок. Если имеется ограниченный набор возможностей, перепробуйте их все.

• 
  Слайд 18
  

  С помощью каких реакций можно осуществить превращения по схеме: СН3СООNa→CH3 – CH3→CH2=CH2→ CH2Br– CH2Br → CH≡CH→KOOC – COOK Решение. 1. Для получения этана из ацетата натрия воспользуемся синтезом Кольбе: эл-з 2СН3СООNa + 2Н2О → CH3 – CH3+Н2 +2NaHCO3 2. Для превращения этана в этен осуществим реакцию дегидрирования:t,Ni CH3 – CH3 → CH2=CH2 + Н2 3. Для получения дигалогеналкана из алкена воспользуемся реакцией бромирования: CH2=CH2 +Br2→ CH2Br– CH2Br 4. Для получения этина из дибромэтана необходимо осуществить реакцию дегидрогалогенирования, для этого используют спиртовый раствор КОН: CH2Br– CH2Br +2 КОНспирт. р-р→ CH≡CH +2 КВr +2Н2О Задача 1

• 
  Слайд 19
  

  5. Этин обесцвечивает водный раствор KMnO4: 3CH≡CH +8KMnO4→3 KOOC – COOK + + 8MnO2 +2КОН +2Н2О Введение в молекулу четырех атомов кислорода соответствует потере 8 ē, поэтому перед MnO2cтавим коэффициент 8. Mарганец меняет степень окисления от +7 до +4, что соответствует приобретению 3 ē, , поэтому перед органическим веществом ставим коэффициент 3. Обратите внимание на уравнения реакций 1 и 5: синтез Кольбе и окисление алкинов водным раствором перманганата калия.В кислой среде перманганат-ион восстанавливается до Mn2+, а этин окисляется до щавелевой кислоты: 5 CH≡CH +8KMnO4 +12 H2SO4 →5 HOOC – COOH +8MnSO4 +4К2SO4 +12Н2О

• 
  Слайд 20

  Определение степени окисления углерода в алканах

  -4 -3 -3 CH4 CH3-CH3 CH3-CH2-CH3 -3 -2 -3 CH3-CH-CH3 | CH3 -3 -1 -3 CH3 0| CH3-C-CH3 | CH3

• 
  Слайд 21

  Определение степени окисления углерода в спиртах

  -2 -3 -1 0 CH3-OHCH3-CH2-OH CH3-CH-CH3 | OH -1 -1 -3 0 0 -3 CH2 - CH2 CH3– CH - CH– CH3 | | | | OH OH OH OH

• 
  Слайд 22

  Окислители

  K2Cr2O7 KMnO4 [H+] Mn2+ [H2O] [OH-] MnO2 MnO4 2+ [H+] [H2O] Cr3+ Cr [OH]3

• 
  Слайд 23
  

  Процессы окисления алкена зависят от его строения и среды протекания реакции

  При окислении алкенов концентрированным раствором перманганата калия KMnO4 в кислой среде (жесткое окисление) происходит разрыв –σ и π -связей с образованием карбоновых кислот, кетонов и оксида углерода(IV). Эта реакция используется для определения положения двойной связи.

• 
  Слайд 24
  

  Если в молекуле алкена атом углерода при двойной связи содержит два углеродных заместителя (например, в молекуле 2-метилбутена-2), то при его окислении происходит образование кетона:

  CH3-C=CH-СH3 | CH3 + KMnO4 +H2SO4= MnSO4 + K2SO4+H2O + + CH3 – C – CH3 || O + CH3-COOH -3 0 -1 +2 +3 +7 +2 0+2 C - 2ē→C -1+3 C - 4ē→C +7+2 Mn +5ē→Mn 6 30 5 6 процесс окисления 0 -1 C, С – восстановители процесс восстановления +7 Mn - окислитель 5 5 5 6 6 3 9 9

• 
  Слайд 25
  

  Способы расстановки коэффициентов в ОВР с участием органических веществ.

  С6Н5СН3 + KMnO4+H2SO4 С6Н5СООН+K2SO4+MnSO4 +H2O Подбираем коэффициенты методом электронного баланса: С-3 – 6е- → С+3 6 │5 Mn+7 + 5е- →Mn+2 5│6 5С6Н5СН3 + 6КMnO4-+ 9H2SO4  5С6Н5СООН+ + 6MnSO4 + 3K2SO4 + 14H2O

• 
  Слайд 26
  

  Коэффициенты можно подобрать также методом электронно-ионного баланса (методом полуреакций). С6Н5СН3+KMnO4+H2SO4→С6Н5СООН+ K2SO4+MnSO4 +H2O С6Н5СН3+2H2O– 6е- → С6Н5СООН+6Н+ │ 5восстановитель MnO4- +8Н++ 5е- →Mn2++4 H2O │6 окислитель 5С6Н5СН3+10H2O+6MnO4-+48Н+→5С6Н5СООН+30Н++ + 6Mn+2+24H2O 6 К+ 18Н+ 6SO42- 14H2O 9SO42- 6К+ +3SO42- 5С6Н5СН3+6КMnO4-+9 H2SO4→5С6Н5СООН+6MnSO4 + + 3K2SO4 + 14H2O

• 
  Слайд 27
  

    Напишите уравнение реакции между пропиленом и перманганатом калия в нейтральной среде. Напишите уравнение реакции между бутеном-2 и перманганатом калия в кислой среде. Сравните отношение к окислителям всех изомерных спиртов состава С4Н10О. Для бутанола-1 и бутанола-2 напишите уравнения реакций с раствором дихромата калия в кислой среде. Напишите уравнение реакции между этиловым спиртом раствором дихромата калия в кислой среде. Напишите уравнение реакции между этилбензолом и перманганатом калия в кислой среде. Напишите уравнение реакции между стиролом и перманганатом калия в нейтральной среде. Напишите уравнение реакции восстановления 1,3-диметилнитробензола сульфидом аммония в нейтральной среде (реакция Зинина). Задачи для самостоятельного решения.

• 
  Слайд 28

  Заключение

  Знания учащихся в вопросах О взаимосвязях органических веществ по схеме: состав- строение - свойства Составления окислительно-восстановительных уравнений реакций в органической химии Итоговая аттестация выпускников в форме и по материалам ЕГЭ в 2012 г.: 6 учащиеся успешно справились с заданиями части А и В, а в задании С3 два человека получили по 5, остальные четыре человека по 3 – 4 балла из пяти максимально возможных. в 2013г.: 4 учащихся успешно справились с заданиями части А, В экзаменационного материала, а задании С3 три человека получили по 5, один человек получил 4 балла в 2014 г. один человек сдавал экзамен и полностью справился с данными темами в заданиях части А, В и С3 экзаменационного материала.

• 
  Слайд 29
  

  1. О.С.Габриелян, И.Г.Остроумов Химия. Методическое пособие. 10 класс. Дрофа, 2001 2. О.С.Габриелян, И.Г.Остроумов Химия. Методическое пособие. 11 класс. Дрофа, 2004 3 И.Г. Норенко. Педагогические советы. Опыт формирования образовательного пространства школы. Выпуск 6. Учебно- методическое пособие. Волгоград. Учитель2008 4. Л.И. Саляхова. Педагогические советы. Технология подготовки и практические разработки. Учебно-методическое пособие. Глобус. 2006 5. cnit.ssau.ru›Титул›chem2/u9.htm 6. http://otvet.mail.ru/question/52521459 7. Л.Р.Кочулева. Методическое пособие по органической химии. Подготовка к ЕГЭ. Оренбург 2011 8. Н.Е.Кузнецова, А.Н.Левкин Задачник по химии: 10 класс: − М.: Вентана-Граф, 2011. – 144 с. литература