Модульная технология обучения химии в современном образовательном процессе: Учебно-методическое пособие

М и ни сте р ство о б р а зо ва ни я и на уки Ро сси йско й Ф е д е р а ц и и ВО РО НЕЖ СКИЙ Г О СУДАРСТВЕННЫ Й УНИВЕРСИТЕТ

М о дульн а я те х н о ло гия о буче н ия х им ии в со вре м е н н о м о бра зо ва те льн о м п ро це ссе У че бн о -м е то диче ско е п о со бие с пеци а ль н о с т ь 020101 – Х и м и я

ВО РО НЕЖ 2004

2

Утве р жд е но на учно -ме то д и че ски м со ве то м хи ми че ско г о фа культе та п р о то ко л№ 2 о т15 о ктяб р я 2004 г ода

Со ста ви те ль: То ми на Е.В.

Уче б но -ме то д и че ско е п о со б и е п о д г о то вле но на ка фе д р е не о р г а ни че ско й хи ми и хи ми че ско г о фа культе та Во р о не жско г о г о суд а р стве нно г о уни ве р си те та Ре ко ме нд уе тся д ля студ е нто в 4 кур са д не вно г о о тд е ле ни я и 5 кур са ве че р не г о о тд е ле ни я хи ми че ско г о фа культе та .

3

П о няти е «п е д а г ог и че ска я те хно ло г и я» в за р уб е жно й п е д а г ог и ке п о яви ло сь в 30-е г о д ы XX ве ка в связи с вне д р е ни е м в уче б ны х за ве д е ни ях те хни че ски х ср е д ств о б уче ни я. В д а льне йш е м о но уто чняло сь, п о это му и ме е тся д о во льно мно г о о п р е д е ле ни й, сви д е те льствую щ и х о б о со б е нно стях то лко ва ни я это г о поняти я: о тна и б о ле е п р о сто г о «о п е р а ц и о нно е о п и са ни е о б уче ни я» д о о фи ц и а льно г о , д а нно г о Ю НЕСКО : «си сте мны й ме то д со зд а ни я, п р и ме не ни я и о п р е д е ле ни я все г о п р о ц е сса п р е п о д а ва ни я и усво е ни я зна ни й с уче то м те хни че ски х и че ло ве че ски х р е сур со в и и х вза и мо д е йстви я, ста вящ и й сво е й за д а че й о п ти ми за ц и ю фо р м о б р а зо ва ни я» . П е д аг ог и че ска я те хно ло г и я - это не ко то р а я п р о е кц и я те о р и и и ме то д и ки во сп и та ни я на п р а кти ку во сп и та ни я, сфо куси р о ва нна я в о д но й то чке , чр е звы ча йно кр а тко й п о вр е ме ни , е ле уло ви мо й п о сп о со б а м, и нд и ви д уа ли зи р о ва нно й в си лу ш и р о ча йш е г о мно г о о б р а зи я п е р со на льны х о со б е нно сте й п р е п о д а ва те ля и уча щ е г о ся. Те хно ло г и я о б уче ни я в о тли чи е о тме то д и ки о б уче ни я со д е р жи тг а р а нти р о ва нны й ур о ве нь о б уче нно сти , о б яза те льны й уче т эко но ми че ско г о а сп е кта , вклю ча ю щ е г о , с о д но й сто р о ны , стр о г и й уче тр а схо д уе мо г о вр е ме ни и ма сте р ство п р е п о д а ва те ля, а с д р уг о й - уче тза тр а че нны х ср е д ств. Ва жне йш и м кр и те р и е м те хно ло г и чно сти являе тся п о вто р яе мо сть и во сп р о и зо д и мо сть р е зульта то в. Г ла вно е в п е д а г ог и че ско й те хно ло г и и - это о п и са ни е -п р о е кти р о ва ни е п р о ц е сса фо р ми р о ва ни я ли чно сти уча щ е г о ся, ко то р о е г а р а нти р уе тп е д а г ог и че ски й усп е х не за ви си мо о тма сте р ства п р е п о д а ва те ля. Те хно ло г и я о б уче ни я п р е д ла г а е тп р о е ктуче б но -во сп и та те льно г о п р о ц е сса , о п р е д е ляю щ и й стр уктур у и со д е р жа ни е уче б но -п о зна ва те льно й д е яте льно сти са мо г о уча щ е г о ся. Сущ е стве нно й че р то й те хно ло г и и о б уче ни я являе тся п р о ц е сс ц е ле о б р а зо ва ни я: п р и со зд а ни и но вы х те хно ло г и й о б уче ни я п р о во д и тся д и а г но сти че ско е ц е ле о б р а зо ва ни е д ля о б ъе кти вно г о ко нтр о ля ка че ства усво е ни я уча щ и ми ся уче б но г о ма те р и а ла . Ва жны й п р и нц и п р а зр а б о тки и р е а ли за ц и и те хно ло г и и о б уче ни я на п р а кти ке – п р и нц и п ц е ло стно сти , ко то р ы й п р е д п о ла г а е тд о сти же ни е г а р мо ни че ско г о вза и мо д е йстви я все хэле ме нто в п е д а г ог и че ско й си сте мы . Ср е д и на и б о ле е р а сп р о стр а не нны х п е д а г ог и че ски х те хно ло г и й вы д е ляю т: 1) кла ссно -ур о чную си сте му, 2) п р о б ле мно е о б уче ни е , 3) п р о г р а мми р о ва нно е о б уче ни е , 4) д и ффе р е нц и р о ва нно е о б уче ни е , 5) р а зви ва ю щ е е о б уче ни е , 6) б р иг а д но -ла б о р а то р но е о б уче ни е , 7) ко лле кти вны й сп о со б о б уче ни я, 8) б ло чно мо д ульно е о б уче ни е .

4

Ве сь п р о ц е сс мо д ульно г о о б уче ни я стр о и тся на о сно ве о со зна нно г о ц е ле п о ла г а ни я и са мо ц е ле п о ла г а ни я с и е р а р хи е й б ли жни х (зна ни я, уме ни я, на вы ки ), ср е д ни х (о б щ е уче б ны е уме ни я и на вы ки ) и п е р сп е кти вны х (р а зви ти е сп о со б но сте й ли чно сти ) ц е ле й. М о д ульна я си сте ма о р г а ни за ц и и уче б но -во сп и та те льно г о п р о ц е сса , в о тли чи е о ттр а д и ц и о нны х ча стны х ме то д и к, п о ср е д ство м укр уп не ни я б ло ко в те о р е ти че ско г о ма те р и а ла , е г о о п е р е жа ю щ е г о и зуче ни я и зна чи те льно й эко но ми и вр е ме ни п р е д п о ла г а е тд ви же ни е уча щ е г о ся п о схе ме «все о б щ е е - о б щ е е - е д и ни чно е » с п о сте п е нны м п о г р уже ни е м в д е та ли . Уче б на я д е яте льно сть п р и мо д ульно й о р г а ни за ц и и уче б но й д е яте льно сти не во змо жна б е з о п о р ы на ме ха ни змы тво р че ско й д е яте льно сти (п о и ск не и зве стно г о че р е з ме ха ни зм а на ли за , че р е з си нте з, с п о мо щ ью а ссо ц и а ти вно г о ме ха ни зма , че р е з вза и мо д е йстви е и нтуи ти вно г о и ло г и че ско г о , с п о мо щ ью эвр и сти че ски х ме то д и к), б е з со зд а ни я д о лг о вр е ме нно й п о ло жи те льно й мо ти ва ц и и , г д е и нте р е с - б е ско р ы стны й мо ти в - п о д д е р жи ва е тся вы б р а нны ми ср е д ства ми с за ло же нно й в ни х во змо жно стью р е ш а ть тво р че ски уче б ны е за д а чи , на хо д и ть вы хо д и з п р о б ле мны х си туа ц и й, т.е ., о тр а б а ты ва я и за кр е п ляя ма те р и а л, учи ться и ни ц и а ти вно , за и нте р е со ва нно . На и б о ле е п о лно ц е нную мо ти ва ц и ю уче ни я за д а е тта ко й ти п уче ни я, р е а ли зую щ и йся со г ла сно те о р и и п о эта п но г о фо р ми р о ва ни я умстве нны х д е йстви й, в ко то р о м о б е сп е чи ва е тся ка к «п р о б ле мна я» , та к и « я-вклю че нно сть» ли чно сти в уче б ную д е яте льно сть. В стр уктур е мо д ульно г о о б уче ни я мно г о кр а тно п о вто р яю щ а яся д е яте льно сть уча щ и хся в хо д е са мо сто яте льно й р а б о ты на и нд и ви д уа ли зи р о ва нно м ур о вне уче б но г о ма те р и а ла п е р е во д и туме ни я в на вы ки . П р е п о д а ва те ль на все х эта п а х вы ступ а е тв ка че стве о р г а ни за то р а и р уко во д и те ля п р о ц е сса , а уча щ и йся вы п о лняе тр о ль са мо сто яте льно г о и ссле д о ва те ля п о сле д о ва те льно сти п р о б ле м, р а зр е ш е ни е ко то р ы х п р и во д и тк за р а не е о п р е д е ле нно й стр уктур е зна ни й, уме ни й и на вы ко в. Э ффе кти вно сть ц и кла о б уче ни я, уче б но й д е яте льно сти о сно вы ва е тся на ко р р е ктно сти ло г и ки стр уктур и р о ва ни я д е йстви й. Э то п о ло же ни е являе тся о сно во п о ла г а ю щ и м п р и мо д ульно м о б уче ни и . Ре зульта ти вно сть уче б но й д е яте льно сти п р и мо д ульно й о р г а ни за ц и и п р о ц е сса о п р е д е ляе тся п о сле д о ва те льно стью и зуче ни я ма те р и а ла и связа на со ста д и ями р а зви ти я и нте лле кта . К ве д ущ и м п р и нц и п а м мо д ульно г о о б уче ни я о тно сятся п р и нц и п ы мо д ульно сти , стр уктур и за ц и и со д е р жа ни я о б уче ни я на о б о со б ле нны е эле ме нты , д и на ми чно сти , д е яте льно сти , г и б ко сти , о со зна нно й п е р сп е кти вы , р а зно сто р о нно сти ме то д и че ско г о ко нсульти р о ва ни я и п а р и те тно сти . М о д ульно сть о зна ча е т о тно си те льную са мо д о ста то чно сть д а нно г о фр а г ме нта о б р а зо ва те льно г о п р о ц е сса и за ме няе мо сть д р уг и ми п р и не о б хо д и мо сти ег о тр а нсфо р ма ц и и . П р и нц и п мо д ульно сти п р е д п о ла г а е тц е льно сть и за ве р ш е нно сть, п о лно ту и ло г и чно сть п о стр о е ни я е д и ни ц уче б но г о ма те р и а ла в ви д е б ло ко в-мо д уле й, внутр и ко то р ы х уче б ны й ма те р и а л стр уктур и р уе тся в ви д е си сте мы уче б ны х

5

эле ме нто в. Уче б ны е эле ме нты , б уд учи п р е д ста вле ны в ц е ло м и во вза и мо связи , о б р а зую тло г и че скую стр уктур у, п р и это м и схо д ны й уче б ны й эле ме нтд и ффе р е нц и р уе тся в п р о и зво д ны х эле ме нта х. Э ле ме нты внутр и б ло ка -мо д уля вза и мо за ме няе мы и п о д ви жны . Из б ло ко в-мо д уле й ка к и з эле ме нто в ко нстр уи р уе тся уче б ны й кур с п о п р е д ме ту. Л о г и че ска я стр уктур а со д е р жа ни я п р е д ме та о г рани че на п о чи слу г р а д а ц и й и п р о и зво д ны х уче б ны х эле ме нто в в за ви си мо сти о т ц е ле й и за д а ч п о д г о то вки уча щ и хся, вы явле нны х и з а на ли за и х б уд ущ е й д е яте льно сти . М о д ульно е о б уче ни е о б е сп е чи ва е тво змо жно сть вы б о р а о б уча е мы м п ути д ви же ни я внутр и мо д уля. П р е п о д а ва те ль о сво б о жд а е тся о т чи сто и нфо р ма ц и о нны х функц и й, д е ле г и р уе т мо д ульно й п р о г р а мме не ко то р ы е функц и и уп р а вле ни я, ко то р ы е ста но вятся функц и ями са мо уп р а вле ни я. О со зна нно сть уче б но й д е яте льно сти п е р е во д и т п р е п о д а ва те ля и з р е жи ма и нфо р ми р о ва ни я в р е жи м ко нсульти р о ва ни я и уп р а вле ни я. Ве д ущ а я р о ль е г о со хр а няе тся, но в р а мка х суб ъе кт-суб ъе ктны х о тно ш е ни й в си сте ме «п р е п о д а ва те ль-уча щ и йся» . О п р е д е ле нны е во змо жно сти на п ути к д о сти же ни ю ц е ле й п р е д ста вляе т д и д а кти че ски й ма те р и а л (ко нсп е кт-схе ма , ко нсп е кт-уче б на я сю же тна я ка р ти нка ). О п о р ны е ко нсп е кты -схе мы и ко нсп е кты - сю же тны е ка р ти нки п р е д ста вляю т р а зно ви д но сть сти мули р ую щ е й и р а зви ва ю щ е й на г ляд но сти . Та ка я тр а нсфо р ма ц и я фо р мы и зуча е мо г о ма те р и а ла со зд а е тд о лг о вр е ме нную п о ло жи те льную мо ти ва ц и ю о б уче ни я. Ф о р ми р о ва ни е же п о ло жи те льно й мо ти ва ц и и и сп о со б о в уче ни я в и х е д и нстве мо жно р а ссма тр и ва ть ка к о д но и з ко р е нны х усло ви й д а льне йш е г о со ве р ш е нство ва ни я о б уче ни я. Э то «яд р о » п о б уд и те льно й и и сп о лни те льско й р е г уляц и и ли чно сти в п р о ц е ссе д е яте льно сти . Уче б ны й ма те р и а л п о хи ми и мо жно на и б о ле е о п ти ма льно стр уктур и р о ва ть в ви д е схе м, та к ка к г ла вна я хи ми че ска я и нфо р ма ц и я - ур а вне ни я хи ми че ски х р е а кц и й - тр а д и ц и о нно п р е д ста вляе тся в схе ма ти че ско м ви д е . Г ла вно е на п р а вле ни е и сп о льзо ва ни я схе м в уче б но м п р о ц е ссе - мо д е ли р о ва ни е и стр уктур и р о ва ни е со д е р жа ни я о б р а зо ва ни я, что сп о со б ствуе тб о ле е п о лно му усво е ни ю зна ни й. П р и это м схе мы мо г ут вы ступ а ть в ка че стве д о п о лни те льны х ср е д ств о б уче ни я к уче б ни ка м, п о ско льку в ни х ча сто не д о ста то чно че тко вы д е ляю тся со о тве тствую щ и е си сте мы п о няти й, и но г д а сла б о р а скр ы ты связи ме жд у фунд а ме нта льны ми п о няти ями . Схе мы являю тся хо р о ш и м ср е д ство м вы б о р а г ла вно г о ма те р и а ла д ля и зуче ни я, е г о р а сп о ло же ни я в ло г и че ско й п о сле д о ва те льно сти , вы явле ни я внутр и п р е д ме тны х ло г и че ски х связе й. Э то п р и во д и тк со кр а щ е ни ю о б ъе ма ма те р и а ла , п р и это м во зни ка ю т усло ви я д ля уг луб ле нно г о и зуче ни я на и б о ле е ва жны х во п р о со в. Та ки м о б р а зо м, мо д ульно е о б уче ни е стр о и тся п о п р а ви ла м мо д ульно сти , ко г д а ко нстр укц и я уче б но г о ма те р и а ла о б е сп е чи ва е тка жд о му уча щ е муся д о сти же ни е п о ста вле нны х д и д а кти че ски х за д а ч, и ме е ти нте г р а ц и ю р а зли чны х ви д о в и фо р м о б уче ни я. Да ле е р а ссма тр и ва е тся во змо жно сть и зуче ни я п о мо д ульно й те хно ло г и и кла сса п р е д е льны хуг ле во д о р о д о в.

6

М о дуль«Алка н ы» М о д уль «Алка ны » р а ссчи та н на 3 уче б ны хча са . Це ли , п о ста вле нны е п р и р а зр а б о тке д а нно г о мо д уля: - о п и р а ясь на р а не е п о луче нны е зна ни я уча щ и хся, сфо р ми р о ва ть п р е д ста вле ни е о кла ссе о р г а ни че ски х со е д и не ни й-а лка на х с ха р а кте р ны ми фи зи че ски ми и хи ми че ски ми сво йства ми ; - за кр е п и ть зна ни я о фи зи че ски х и хи ми че ски х сво йства х; - сфо р ми р о ва ть зна ни я о на хо жд е ни и а лка но в в п р и р о д е , сп о со б а х вы д е ле ни я и п о луче ни я, о сно вны хо б ла стяхп р и ме не ни я; - а кц е нти р о ва ть вни ма ни е уча щ и хся на во змо жно сти и нте г р а ц и и кур со в хи ми и , ма те ма ти ки , и сто р и и ; - р а зви ва ть уме ни я вы д е лять г ла вно е , ср а вни ва ть, о б о б щ а ть; - сфо р ми р о ва ть п р е д ста вле ни я о п р и чи нно -сле д стве нны х связях явле ни й, п о зна ва е мо сти ми р а ; М о д уль со сто и ти з 7 уче б ны х эле ме нто в: УЭ -1. П о ста но во чна я ча сть за няти я. УЭ -2. На хо жд е ни е а лка но в в п р и р о д е и п о луче ни е . «Алка ны - д е ти че р но г о зо ло та » . УЭ -3. Стр о е ни е , и зо ме р и я, но ме нкла тур а а лка но в. УЭ -4.Ф и зи че ски е сво йства а лка но в. УЭ -5. Х и ми че ски е сво йства а лка но в. УЭ -6.П р и ме не ни е . УЭ -7.Ре зю ме . Са мо сто яте льна я р а б о та . УЭ -1. П о ста но во чна я ча сть ур о ка Це ли : п о зна ко ми ть уча щ и хся с со д е р жа ни е м мо д уля, п о ста ви ть уче б ны е ц е ли и о п р е д е ли ть п ути и хд о сти же ни я. Те ма за няти я «Алка ны » за п и са на на д о ске . За няти е на чи на е тся с а ктуа ли за ц и и зна ни й уча щ и хся и о п р е д е ле ни я уче б ны хц е ле й. Уча щ и е ся со вме стно с п р е п о д а ва те ле м зна ко мятся с со д е р жа ни е м мо д уля п о ка р те са мо ко нтр о ля и са мо о ц е нки п о это й те ме (та б л. 1), и х вни ма ни е о б р а щ а е тся на то , что о ни д о лжны зна ть и уме ть. Та б ли ц а 1 Ка р та са мо ко нтр о ля и са мо о ц е нки п о те ме «Алка ны » Ч то нужно Ко нтр о льны е во п р о сы Исто чСо д е р - Ч то нужно жа ни е зна ть уме ть и ни к за д а ни я и нфо р ма ц и и На хо ж- П р и р о д ны е и с- О р и е нти р о ва ть- 1.На зо ви те о сно вны е п р и - § 11 д е ни е то чни ки а лка но в. ся в п о няти ях: р о д ны е и сто чни ки п р е д е льа лка - Сп о со б ы р а зд е - р е кти фи ка ц и я, ны х уг ле во д о р о д о в. но в в ле ни я сме се й, кр е ки нг , ко ксо - 2.О ха р а кте р и зуйте п р о ц е сс п р и р о - вы д е ле ни я а лка - ва ни е . Ра зли - р е кти фи ка ц и и . В ка ки х слуд е .Сп о - но в: р е кти фи ка - ча ть сп о со б ы ча яхп р и ме няе тся р е кти фи со б ы ц и я, кр е ки нг , вы д е ле ни я а л- ка ц и я. вы д е ле - ко ксо ва ни е ка но в и з п р и - 3.Да йте о п р е д е ле ни е п р о -

7

ни я и Си нте ти че ски е п о луче - сп о со б ы п о луни я че ни я: си нте з Вю р ц а , г ид р иро ва ни е , и зо ме р и за ц и я, г и д р о ли з, д е ка р б о кси ли р о ва ни е

Стр о е ни е пре д е льны х уг ле во д о ро д о ва лка но в

р о д но г о сы р ья. За п и сы ва ть ур а вне ни я р е а кц и й п о луче ни я а лка но в

О б щ ую фо р му- За п и са ть г о мо и че ски й р яд лу а лка но в. О со - ло г б е нно сти стр о е - а лка но в. ни я а лка но в: о д и -Изо б р а зи ть на р ны е связи стр о е ни е ме жд у а то ма ми мо ле кулCH4 и уг ле р о д а , ва C2H6 , ука за ть ле нтны е уг лы ва ле нтны е уг ме жд у связями , лы и ти п г иб ви д г и б р и д и за - р и д и за ц и и ц ии. Стр о е ни е мо ле кул ме та на , эта на Изо ме - Ви д ы и зо ме р и и , П и са ть и зо ме р и я. ха р а кте р ны е д ля р ы лю б о г о пре Но ме н- а лка но в: стр ук- д е льно г о уг ле кла тур а тур на я и о п ти - во д о р о д а . а лка - че ска я. Алг оНа зы ва ть а лка но в р и тм на зва ни я ны п о за ме сти о рг а ни че ски х те льно й но ме нве щ е ств кла сса кла тур е а лка но в

ц е ссу кр е ки нг а . Ка ки е ви д ы кр е ки нг а сущ е ствую т? 4.П р о д о лжи те ур а вне ни я р е а кц и й: а ) … + 2 Na→ C4H10 + … б ) CH3– CH2– CH=CH– CH3 + … → CH2– CH2– CH2 CH3 CH3. Ка ки е усло ви я п р о те ка ни я р е а кц и и . в) Ка ки е е щ е сущ е ствую т сп о со б ы п о луче ни я а лка но в, за п и ш и те ур а вне ни я р е а кц и й на п р и ме р е лю б о г о п р е д ста ви те ля р яд а а лка но в 1. За р и суйте мо ле кулу ме - § 11 та на . Ф о р му ка ко й г е о ме т- стр 67р и че ско й фи г ур ы и ме е тмо - 68. ле кула ме та на ? О б ъясни те п о че му? 2.М о г утли мо ле кулы а лка но в п р и о б р е та ть са мую р а зно о б р а зную фо р му в п р о стр а нстве ? П о че му?

1.Да йте о п р е д е ле ни е п о ня- § 11 ти ю и зо ме р . стр 692.Ка ки е ви д ы и зо ме р и и ха - 70. р а кте р ны д ля а лка но в? Х а р а кте р на ли д ля а лка но в ц и с- тр а нс- и зо ме р и я. П о че му? 3.На п и ш и те все во змо жны е и зо ме р ы со е д и не ни я C5H12 и д а йте и м на зва ни я

8

Ф и зи че ски е сво йства а лка но в

Ва жне йш и е фи зи че ски е сво йства п р е д е льны х уг ле во д о р о д о в. Изме не ни е tки п и tп ла в в г о мо ло г и че ско м р яд у уг ле во д о р о д о в

О п и сы ва ть фи зи че ски е сво йства а лка но в и о б ъяснять и х

1.Ка ки е а г ре г а тны е со сто я- § 11 ни я д ля а лка но в ха р а кте р - стр 68, ны , ка ко вы за ко но ме р но сти 72. и зме не ни я со сто яни й п р е д е льны х уг ле во д о р о д о в вг о мо ло г и че ско м р яд у? 2.П о че му tки п и tп ла в р а стут п р и уве ли че ни и д ли ны уг ле р о д но й ц е п и ? 3.П о че му п р е д е льны е уг ле во д о р о д ы п ло хо р а ство р и мы в во д е ?

Х и ми че ски е сво йства а лка но в

Ва жне йш и е хи ми че ски е сво йства а лка но в. Ре а кц и и , ха р а кте р ны е д ля а лка но в, усло ви я и х п р о те ка ни я

Со ста влять ур а вне ни я хи ми че ски хр е а кц и й а лка но в. О б ъяснять ме ха ни зм р е а кц ий

1.До п и ш и те ур а вне ни я р е а к- § 11 ц и й: стр 73CH4 + Cl2→ … 75. СH3– CH3→ … (kat= Pt) CH4 + O2→ … … → CH3– CH– CH2– CH3 CH3 (kat=AlCl3) 2.Да на ц е п о чка р е а кц и й: NO2 CH3– CH– CH3 CH3 ↑ CH3– CH2– CH2– CH3 → B → → D + CH3– CH=CH2→ F ↓ ↓ CO2+H2O CH3– CH– CH3 OH На п и ш и те : а )ур а вне ни я р е а кц и й; б )усло ви я р е а кц и й; 3.О б ъясни те , п о че му д ля хи ми че ски хр е а кц и й а лка но в ха р а кте р е н сво б о д но р а д и ка льны й ме ха ни зм. 4.П о че му за ме щ е ни е а то ма во д о р о д а п р о и схо д и тп р е и мущ е стве нно п р и вто р и чно м а то ме уг ле р о д а , а не п р и п е р ви чно м? Ра ссмо тр е ть на п р и ме р е мо ле -

9

кулы C3H8. П р и ме - Ва жне йш и е о б - Ра сска ть о п р и - 1.О б ъясни те , п о че му уте чка не ни е ла сти п р и ме не - ме не ни и а лка - б ы то во г о г а за мо же тб ы ть а лка - ни я п р е д е льны х уно в в п р о мы ш - о б на р уже на п о за п а ху, хо тя но в ле во д о р о д о в. ле нно сти ег о со ста вляю щ и е за п а ха О б ла сть п р и ме не и ме ю т не ни я CH4

б §ы 11 стр 7881, стр . 72.

П о сле это г о уча щ и мся п р е д ла г а е тся всп о мни ть, что о ни уже зна ю то б а лка на х, за п о лняе тся та б ли ц а ЗХ У - « Зна е м, хо ти м узна ть» и ста вятся уче б ны е ц е ли . Та б ли ц а ЗХ У Зна е м Х о ти м узна ть 1) о б щ а я фо р мула г о мо ло г и че ско г о 1) на хо жд е ни е а лка но в в п р и р о д е ; р яд а а лка но в – CnH2n+2; 2) сп о со б ы вы д е ле ни я а лка но в и з 2) г о мо ло г и че ски й р яд а лка но в: п р и р о д ны х и сто чни ко в и си нте CH4- ме та н, C2H6- эта н, C3H8- п р о п а н… ти че ски е сп о со б ы п о луче ни я; 3) стр о е ни е а лка но в; 3) ти п ы и зо ме р и и , ха р а кте р ны е д ля 4) но ме нкла тур а , ви д ы и зо ме р и и ; а лка но в; 5) ти п ы хи ми че ски хр е а кц и й: 4) фи зи че ски е и хи ми че ски е сво йа ) за ме щ е ни я, ства а лка но в; б ) п р и со е д и не ни я, 5) п р и ме не ни е а лка но в в п р о мы ш в) о тщ е п ле ни я, ле нно сти . г ) и зо ме р и за ц и и . Со вме стно с уча щ и ми ся за п о лняе тся схе ма - кла сте р «Алка ны » (р и с. 1).

Ри с. 1. Кла сте р п о те ме «Алка ны » .

10

УЭ -2. На хо жд е ни е а лка но в в п р и р о д е и сп о со б ы и х п о луче ни я Це ли д а нно г о уче б но г о эле ме нта : п о зна ко ми ть уча щ и хся с п р и р о д ны ми и сто чни ка ми а лка но в, со о тве тствую щ и ми сп о со б а ми вы д е ле ни я, на учи ть со ста влять ур а вне ни я р е а кц и й си нте ти че ски х сп о со б о в п о луче ни я а лка но в. Уча щ и е ся в те че ни е 15 ми нутр а б о та ю тс та б ли ц а ми «На хо жд е ни е а лка но в в п р и р о д е . Сп о со б ы вы д е ле ни я а лка но в» и «Си нте ти че ски е сп о со б ы п о луче ни я а лка но в» (та б л. 2 и та б л.3), а та кже и сп о льзую тма те р и а л уче б ни ка и д е ла ю ткр а тки е за п и си в те тр а д ях п о п ла ну: 1) п р и р о д ны е и сто чни ки а лка но в; 2) сп о со б ы вы д е ле ни я а лка но в; 3) си нте ти че ски е сп о со б ы п о луче ни я а лка но в. Уча щ и е ся о б о б щ а ю ти зуче нны й ма те р и а л, д е ла ю твы во д ы ; о б ъясняю т смы сл сло во со че та ни я: «Алка ны - д е ти че р но г о зо ло та » . Та б ли ц а 2 О п о р ны й ко нсп е кт«На хо жд е ни е а лка но в в п р и р о д е . Сп о со б ы вы д е ле ни я и з п р и р о д но г о сы р ья» П р и р о д ны е и сто чСп о со б ы п о луче ни я а лка но в ни ки а лка но в 1. Не фть Ф р а кц и о нна я п е р е г о нка ; Ф р а кц и и : 1) р е кти фи ка ц и о нны е г а зы ( C3H8, C4H10 ); 2) г а зо ли но ва я фр а кц и я (о т C5H12 д о C11H24 ); 3) ли г р о и но ва я фр а кц и я (о тC8H18 д о C14H30 ); 4) ке р о си но ва я фр а кц и я (о т C12H26 д о C18H38 ); 5) д и зе льно е то п ли во (о тС 13H28 д о C19H36 ); 6) ма зут( C18H28 – C25H52, C28H58 – C38 H78 ). Кр е ки нг : 1) те р ми че ски й; 2) ка та ли ти че ски й. 2.Не фтяно й г аз Ф р а кц и о но е р а зд е ле ни е : 1) г а зо вы й б е нзи н ( C5H12, C6 H14 ); 2) п р о п а н-б ута но ва я сме сь ( C3H8, C4H10 ); 3) сухо й г а з ( CH4, C2H6 ). 3.П р и р о д ны й г аз 4.Ка ме нны й уг о ль Ко ксо ва ни е : 1) ко ксо вы й г а з (CH4,… , CnH2n +2 ); 2) ка ме нно уг о льна я смо ла ; 3) на д смо льна я во д а ; 4) ко кс.

11

Та б ли ц а 3 О п о р ны й ко нсп е кт«Си нте ти че ски е сп о со б ы п о луче ни я а лка но в» Х и ми зм п р о ц е сса Сп о со б п луче ни я 1.Изо ме р и CH3 за ц и я CH3– CH2– CH2– CH2– CH2– CH3 → CH3– CH2– C– CH3 CH3 2.Г и д р и р о - CH3– CH=CH– CH3 + H2 → CH3– CH2– CH2– CH3 ва ни е 3.Си нте з Вю р ц а CH3– CH2– CH2 Br CH3– CH2– CH2 Br +2 Na→ CH3– CH2– CH2– CH2– CH2– CH3 + NaBr 4.Де ка р б о кси ли р о ва - CH3CH2C= O + NaOH → CH3– CH3 + Na2CO3 ни е на тр и е ONa вы х со ле й ка р б о но вы х ки сло т 5.Г и д р о ли з Al4C3 + 12 H2O ═ 3CH4 + 4Al (OH)3 ка р б и д о в

Усло ви я t = 4500C; kat=AlCl3 kat = Pt

УЭ -3. Стр о е ни е . Изо ме р и я. Но ме нкла тур а Це ли : сфо р ми р о ва ть п о няти е о стр о е ни и а лка но в и и хо со б е нно стях, п о вто р и ть и за кр е п и ть зна ни я уча щ и хся о б и зо ме р и и и но ме нкла тур е , на учи ть про г но зи р о ва ть во змо жно е ко ли че ство и зо ме р о в лю б о г о п р е д ста ви те ля р яд а а лка но в, на учи ть за п и сы ва ть стр уктур ны е фо р мулы и зо ме р о в и д а ва ть и м на зва ни я со г ла сно за ме сти те льно й но ме нкла тур е . В те че ни е 10 ми нутуча щ и е ся са мо сто яте льно и зуча ю тстр о е ни е а лка но в, и зо ме р и ю и но ме нкла тур у п о уче б ни ку и ча сти Ι о п о р но г о ко нсп е кта «Алка ны » (та б л.4). За п и сы ва ю тв те тр а д и клю че вы е п о няти я. УЭ -4. Ф и зи че ски е сво йства а лка но в Це ли : п о зна ко ми ть уча щ и хся с фи зи че ски ми сво йства ми а лка но в, на учи ть уста на вли ва ть за ви си мо сть ме жд у стр о е ни е м и сво йства ми а лка но в. В те че ни е 5 ми нутуча щ и е ся и зуча ю тса мо сто яте льно фи зи че ски е сво йства а лка но в, и сп о льзуя те кстуче б ни ка и II ча сть о п о р но г о ко нсп е кта «Алка ны » (та б л. 4).

12

Та б ли ц а 4 О п о р ны й ко нсп е кт«Алка ны » I. С тро е н ие . Изо м е рия. ΙI. Физиче ские сво йства а лка н о в. СH4 Н о м е н кла тура . CnH2n+2 -а н C2H6 г а зы р о ст п р и чи на : C3H8 tки п , с р о сто м H C4H10 tп ла в д ли ны ц е п и , 109028’ H H C5H12 уве ли чи ва е тся С H — C— C — H … жи д ко сти вза и мо д е йстви е H H H H C15H32 ме жд у H C16H34 тве р д ы е мо ле кула ми . 3 Sp - г и б р и д и за ц и я … ве щ е ства Г о мо ло г и че ски й р яд . CH4-ме та н C3H8-п р о п а н C5H12-п е нта н tки п (CH3CHCH3) < tки п (CH3CH2CH2CH3) C2H6-эта н C4H10-б ута н C6H14-г е кса н CH3 п р и чи на : р а зве твле ни е ц е п и п р и во д и тк Изо м е рия. Н о м е н кла тура . о сла б ле ни ю Стр уктур на я П р о стр а нстве нна я ме жмо ле куляр но г о вза и мо д е йстви я. о п ти че ска я и зо ме р и я уг ле р о д но й ц е п и III. Хим иче ские сво йства а лка н о в. Ра д и ка л(R• ) – а то м и ли г р уп п а а то мо в, и ме ю щ и хне сп а р е нны й эле ктр о н. CH3– CH3 = • CH3 + • CH3 М е ха ни зм р е а кц и й – сво б о д но р а д и ка льно е за ме щ е ни е : 1. Ини ц и и р о ва ни е : Cl ‫ ׃‬Cl → • Cl + • Cl 2. Ра зви ти е ц е п и : H H H H H– C– H + • Cl → H– C• + HCl , H– C• + Cl2 → H– C– Cl + • Cl H H H H 3. О б р ы в ц е п и : • Cl + • Cl → Cl2 , • CH3 + • Cl → CH3Cl , • CH3 + • CH3 → CH3– CH3. Тр е ти чны й а то м H уг ле р о д а CH3– C– CH3 усло жне ни е CH3– C• – CH3 р а сте т усто йчи во сть CH3 р е а кц и й CH3 Вто р и чны й а то м за ме щ е ни я уг ле р о д а H CH3– C– H п р и чи на : CH3– C• – H CH3 CH3 П е р ви чны й а то м H уг ле р о д а CH3– C– H H

CH3– C• – H H

13

Cl2, УФ

хло р а лка н → д и хло р а лка н → тр и хло р а лка н → те тр а хо р а лка н HNO3,t>4500C ни тр о а лка н t,[O] сп и р т Алка ны kat (Pt,Ni,Al2O3,Cr2O3),t CnH2n+2 а лке н г о р е ни е CO2 + H2O кр е ки нг ,t Cn-mH2(n-m)+2 + CmH2m kat=AlCl3, t и зо со е д и не ни е n >= 6 kat а р о ма ти че ско е со е д и не ни е

CH4 + Cl2 → … C2H6 + HNO3 → … CH4 + [O] → … CH3– CH2– CH3→ … CH3– CH3 → … CH3– CH2– CH2– CH→ … CH3– CH2– CH2– CH3→ C7H16→ ...

В п р о ц е ссе р а б о ты уча щ и е ся со ста вляю т схе му п о те ме «Ф и зи че ски е сво йства а лка но в» . УЭ -5. Х и ми че ски е сво йства а лка но в Це ли : сфо р ми р о ва ть п о няти е о вза и мо связи стр о е ни я и хи ми че ски х сво йств а лка но в, на учи ть со ста влять ур а вне ни я р е а кц и й, ука зы ва ть ти п ы р е а кц и й. На и зуче ни е хи ми че ски х сво йств а лка но в о тво д и тся 20 ми нут. Уча щ и е ся р а б о та ю тс уче б ни ко м и III ча стью о п о р но г о ко нсп е кта «Алка ны » (см. та б л. 4), за р и со вы ва ю тв те тр а д и схе му «Х и ми че ски е сво йства а лка но в» . В ни ма ни е уча щ и хся о б р а щ а е тся на сво б о д но р а д и ка льны й ме ха ни зм п р о те ка ни я р е а кц и й. Уча щ и е ся о тве ча ю тна во п р о с: п о че му д ля хи ми че ски х р е а кц и й а лка но в ха р а кте р е н сво б о д но р а д и ка льны й ме ха ни зм? УЭ -6. П р и ме не ни е а лка но в Це ли : и сп о льзуя схе мы и та б ли ц ы , на учи ть со ста влять со о б щ е ни е о б и сп о льзо ва ни и а лка но в, п о зна ко ми ть уча щ и хся с ми р о м ве щ е й, о б р а ти ть вни ма ни е на вза и мо связь на уки и жи зни . Уча щ и е ся р а б о та ю тс те ксто м уче б ни ка и со ста вляю тсо о б щ е ни я о п р и ме не ни и а лка но в. УЭ -7. Ре зю ме . Са мо сто яте льна я р а б о та Це ли : си сте ма ти зи р о ва ть зна ни я уча щ и хся о б а лка на х, о п р е д е ли ть сте п е нь усво е ни я уча щ и ми ся ма те р и а ла мо д уля «Алка ны » . Во п р о сы д ля са мо сто яте льно й р а б о ты , о р г а ни зуе мо й п о 2-м ва р и а нта м, фо р ми р ую тся и з во п р о со в ка р ты са мо ко нтр о ля и са мо о ц е нки п о те ме «Алка ны » (та б л. 1). В случа е за тр уд не ни й уча щ и мся р а зр е ш а е тся о б р а щ а ться к р е ко ме нд уе мы м и сто чни ка м и нфо р ма ц и и . П о сле р а б о ты п р о во д и тся о б сужд е ни е о тве то в на во п р о сы и о ц е ни ва ю тся лучш и е о тве ты . На сле д ую щ е м за няти и п р о во д и тся р а зно ур о вне ва я са мо сто яте льна я р а б о та п о д вум ва р и а нта м.

14

Во п р о сы са мо сто яте льно й р а б о ты : 1. Вы б е р и те и з п е р е чи сле нны хни же со е д и не ни й г о мо ло г и и и зо ме р ы : а ) CH3– CH2– CH3, CH3– CH– CH3, CH3– CH– CH– CH3, CH3 CH3 CH3 CH3– CH2– CH2– CH2– CH3, CH3– CH2– CH3, б ) CH3– CH2– CH2– CH2– CH2– CH3, CH3– CH– CH2– CH3, CH3– CH2– CH2– CH3, CH3 CH3– CH2– CH2– CH– CH3, CH3– CH2– CH2– CH2– CH3, CH3 Ука жи те и з вы ш е п е р е чи сле нны х со е д и не ни й те , ко то р ы е сп о со б ны к о п ти че ско й и зо ме р и и . Ука жи те а сси ме тр и че ски й а то м уг ле р о д а . 2. П р о д о лжи те ур а вне ни я р е а кц и й: а ) CH3– CH2– CH3 + Br2 → … , C5H10→ а лке н + а лка н, б ) CH3– CH2– CH2– CH3 + HNO3 → … , C3H7 → а лка н + а лке н. 3. Да на ц е п о чка р е а кц и й. На п и ш и те ур а вне ни я р е а кц и й: NaOH

а) A →

Na

AlCl3, t

CH3– CH2– CH2– CH3 → ↓ CH3– CH– CH2– CH3 NO2

B → CH4 + C ↓ CH3– CH2– CH3

t

б ) A→ CH3– CH2– CH2– CH2– CH3 → B + C ↓ ↓ C5H11O CH3– CH– CH2 Cl 4. а ) На п о лно е сг о р а ни е 0,1 мо ль а лка на не и зве стно г о стр о е ни я и зр а схо д о ва но 26,0 л ки сло р о д а (п р и н.у.). Ка ко ва стр уктур на я фо р мула а лка на ? Ско лько и зо ме р о в и ме е тд а нны й а лка н, на п и ш и те фо р мулы и зо ме р о в. б ) Ско лько стр уктур ны х и зо ме р о в и ме е тг а зо о б р а зны й п р е д е льны й уг ле во д о р о д , е сли 14гэто г о г а за за ни ма ю то б ъе м 5,6 л (п р и н.у.)? Изо б р а зи те стр уктур ны е фо р мулы и зо ме р о в, д а йте и м на зва ни я. О сно вна я ли те р а тур а 1. За йц е в О .С. М е то д и ка о б уче ни я хи ми и : те о р е ти че ски й и п р и кла д но й а сп е кты : уче б . д ля студ . В УЗо в / О .С. За йц е в. - М .: ВЛ АДО С, 1999.- 383с. 2. Ч е р но б е льска я Г .М . М е то д и ка о б уче ни я хи ми и в ср е д не й ш ко ле : уче б . д ля студ . ВУЗо в / Г .М . Ч е р но б е льска я. - М .: ВЛ АДО С, 2000. - 335 с. До п о лни те льна я ли те р а тур а 1. Л е ви те с Д.Г . П р а кти ка о б уче ни я: со вр е ме нны е о б р а зо ва те льны е те хно ло г и и / Д.Г . Л е ви те с. - М .: Изд -во и н-та п р а кт. п си хо ло г и и , 1998.- 288 с. 2. Тр е тьяко в П .И. Те хно ло г и я мо д ульно г о о б уче ни я в ш ко ле : п р а кти ко о р и е нти р о ва нна я мо но г р а фи я / П .И.Тр е тьяко в, И.Б. Се нно вски й.- М .: Но ва я ш ко ла , 1997.- 352 с.

15

Со ста ви те ль: То ми на Еле на Ви кто р о вна Ре д а кто р Ти хо ми р о ва О .А.

16