Алканы и их свойства

Содержание

Слайд 2

Задачи урока Изучить важнейшие химические свойства алканов и показать их зависимость

Задачи урока

Изучить важнейшие химические свойства алканов и показать их зависимость от

особенностей строения предельных углеводородов.
Совершенствование составления структурных формул гомологов, изомеров, уравнений химических реакций.
Раскрыть важнейшие области практического применения алканов

Давыдова Н.Г.

Слайд 3

… веществ зависят не только от качественного и количественного …, но

… веществ зависят не только от качественного и количественного …, но

и от порядка соединения атомов в молекуле, т. е. от химического… веществ .
По … вещества можно определить свойства, а по свойствам его … .
Положения теории А.М. Бутлерова
Слайд 4

СН4-С4Н10 С5Н12-С15Н32 С16Н34-… твердые

СН4-С4Н10

С5Н12-С15Н32

С16Н34-…
твердые

Слайд 5

Физические свойства При нормальных условиях неразветвлённые алканы с CH4 до C4H10

Физические свойства

При нормальных условиях неразветвлённые алканы с CH4 до C4H10 —

газы; с C5H12 до C15H32 — жидкости; после C16H34 — твёрдые тела.
Все алканы легче воды, в ней не растворимы, однако растворимы в неполярных растворителях (например, в бензоле) и сами являются хорошими растворителями.
Температуры плавления и кипения понижаются от менее разветвленных к более разветвленным. Так, например, при 20 °C н-пентан — жидкость, а неопентан — газ.
Температуры плавленияТемпературы плавления и кипения увеличиваются с молекулярной массой и длиной главной углеродной цепи
Слайд 6

Н Н Н Н | | | | Н ---С ---

Н Н Н Н
| | | |
Н

---С --- С ---- С ---С---Н н.бутан (tкип . =-0,5 °С)
| | | |
Н Н Н Н
Н Н Н
| | |
Н ---С ---- С ---- С ---Н изобутан (tкип. = -11,7 °С)
| | |
Н Н--- С---Н Н
|
Н

Бутан (С4H10)

22

Слайд 7

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛКАНОВ. МЕТАН – газ, без цвета и запаха, почти

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛКАНОВ.

МЕТАН – газ, без цвета и запаха, почти

в 2 раза легче воздуха, мало растворим в воде. Он образуется в природе в результате разложения без доступа воздуха остатков растительных и животных организмов. Поэтому может быть обнаружен в заболоченных водоемах, где появляется в виде пузырьков газа, или накапливается в каменноугольных шахтах, куда выделяется из угольных пластов. В значительном количестве (80-97%) метан содержится в природном газе и в попутных нефтяных газах.
Слайд 8

ЭТАН, ПРОПАН И БУТАН входят в состав природного и попутного нефтяного

ЭТАН, ПРОПАН И БУТАН входят в состав природного и попутного нефтяного

газов. АЛКАНЫ содержатся в нефти. С ростом относительной молекулярной массы наблюдается переход количественных отношений в качественные: изменяется агрегатное состояние, возрастают температуры плавления и кипения.
Слайд 9

Алканы химически инертны из-за насыщенности химических связей атомов углерода и прочности

Алканы химически инертны из-за насыщенности химических связей атомов углерода и прочности

сигма- связей. Для них не характерны реакции присоединения.
Слайд 10

Химические свойства алканов I. Реакции замещения - это реакции алканов, идущих

Химические свойства алканов

I. Реакции замещения - это
реакции алканов, идущих

с разрывом С_Н связей.

Давыдова Н.Г.

Слайд 11

1.Галогенирование алканов СН4 + Cl2hv CH3Cl + HCl Хлорметан, или Хлористый

1.Галогенирование алканов
СН4 + Cl2hv CH3Cl + HCl
Хлорметан, или
Хлористый метил

СН3 Cl – газ, легко сжижается и при последующем испарении поглощает большое количество теплоты. Применяется в холодильных установках

Давыдова Н.Г.

Слайд 12

Галогенирование алканов СН3Cl + Cl2 hv CH2Cl2 + HCl Дихлорметан, или

Галогенирование алканов

СН3Cl + Cl2 hv CH2Cl2 + HCl
Дихлорметан,

или хлористый
метилен
СН2 Cl2 – применяется как растворитель, для
склеивания
пластиков

Давыдова Н.Г.

Слайд 13

Галогенирование алканов СН2Cl2 + Cl2 hv CHCl3 + HCl Трихлорметан или

Галогенирование алканов

СН2Cl2 + Cl2 hv CHCl3 + HCl
Трихлорметан
или

хлороформ
СН Cl3 – хлороформ, бесцветная летучая жидкость с эфирным запахом и сладким вкусом используется:
при производстве фреонового хладагента;
в качестве растворителя в фармакологической промышленности;
для производства красителей и пестицидов

Давыдова Н.Г.

Слайд 14

1. Галогенирование алканов СНCl3 + Cl2 hv CCl4 + HCl Тетрахлорметан,

1. Галогенирование алканов

СНCl3 + Cl2 hv CCl4 + HCl
Тетрахлорметан,
(четыреххлористый
углерод)
С Cl4

- применяется как растворитель (жиров, смол, каучука);
для получения фреонов, в медицине.
Являлся стандартным наполнителем переносных огнетушителей для советской бронетехники

Давыдова Н.Г.

Слайд 15

Запишите определение! Реакции, в результате которых происходит цепь последовательных превращений, называют

Запишите определение!
Реакции, в результате которых происходит цепь последовательных превращений, называют цепными

реакциями (протекают по свободно-радикальному механизму).(Н.Н. Семёнов)
Слайд 16

Задачи Задание. Составить уравнение первой стадии бромирования пропана.

Задачи
Задание.
Составить уравнение первой стадии бромирования пропана.

Слайд 17

2. Нитрование. При нагревании алканов до 140°С с разбавленной (10%-ной) азотной

2. Нитрование.


При нагревании алканов до 140°С
с разбавленной (10%-ной)

азотной
кислотой под давлением
осуществляется реакция нитрования- –
- замещение атома водорода
нитрогруппой-NO2 (реакция М.И.Коновалова).
СН4 + HO-NO2 = CH3-NO2 + H2O
СН3- H+ HO-NO2 = CH3-NO2 + H2O

Давыдова Н.Г.

Слайд 18

II. Реакции отщепления или элиминирования 1.Дегидрирование – отщепление водорода. При пропускании

II. Реакции отщепления или элиминирования 1.Дегидрирование – отщепление водорода.

При пропускании нагретого

алкана над платиновым или никелевым катализатором может отщепиться водород. Этот процесс называется дегидрированием
C3H8 C3H6 + H2

Давыдова Н.Г.

Слайд 19

2. Крекинг – термическоерасщепление крупных молекул на более мелкие При нагревании

2. Крекинг – термическоерасщепление крупных молекул на более мелкие


При нагревании

до температуры выше 500° в молекулах алканов происходит разрыв связей между атомами углерода.
C 10H22 C5H12+C5H10
C10H22 C4H10+C6H12
Этот процесс называется термическим крекингом (от англ. tocrack– «колоть, расщеплять»).

Давыдова Н.Г.

Слайд 20

Крекинг- заводы Давыдова Н.Г.

Крекинг- заводы

Давыдова Н.Г.

Слайд 21

3. Пиролиз – термическое разложение без доступа воздуха При увеличении температуры

3. Пиролиз – термическое разложение без доступа воздуха

При увеличении температуры

можно достичь такой степени протекания реакции, при которой органические вещества – углеводороды – полностью разлагаются на углерод и водород. Такой процесс называется пиролизом.
СН4 С+2Н2

Давыдова Н.Г.

Слайд 22

Запишите 2 уравнения СН4 → С + 2H2 (1000°) пиролиза метана

Запишите 2 уравнения
СН4 → С + 2H2 (1000°)

пиролиза метана в

зависимости от
температуры
2СН4 → C2H2 + 3Н2 (1500°)
Слайд 23

Химические свойства алканов I I I.Реакции окисления 1. Горение При поджигании

Химические свойства алканов

I I I.Реакции окисления 1. Горение
При поджигании на

воздухе алканы горят, превращаясь в двуокись углерода и воду и выделяя большое количество тепла.
  CH4 + 2O2  ––>  CO2 + 2H2O+880 кДж  C5H12 + 8O2  ––>  5CO2 + 6H2O 

Давыдова Н.Г.

Слайд 24

Алканы устойчивы к окислению, не окисляются раствором перманганата калия KMnO4

Алканы устойчивы к окислению, не окисляются раствором перманганата калия
KMnO4

Слайд 25

IV. Изомеризация Под влиянием катализаторов при нагревании углеводороды нормального строения подвергаются

IV. Изомеризация

Под влиянием катализаторов при нагревании углеводороды нормального строения подвергаются

изомеризации - перестройке углеродного скелета с образованием алканов разветвленного строения.
CH3-CH2-CH2-CH3 AlCl3 CH3-CH-CH3
CH3
n-бутан 2-метилпропан

Давыдова Н.Г.

Слайд 26

V. Конверсия. СН4+Н2O CO+3H2 Так называют взаимодействия алканов, из которых чаще

V. Конверсия.

СН4+Н2O CO+3H2
Так называют взаимодействия алканов, из которых чаще всего

используют природный газ, с парами воды. При высокой температуре около 1000°С  образуется смесь оксида углерода – угарного газа и водорода. Эту смесь называют синтез- газ. Часто ее не разделяют, а используют для получения разных органических веществ.

Давыдова Н.Г.

Слайд 27

Проверь себя В какие реакции вступают алканы? Выберите правильные ответы Давыдова

Проверь себя

В какие реакции вступают алканы?
Выберите правильные ответы

Давыдова Н.Г.

верно

верно

неверно

неверно

пиролиз

присоединения

гидрирование

замещения

верно

неверно

конверсия

полимеризации

Слайд 28

Знаешь ли ты ученых-органиков? Кто из учёных по словам соотечественников сумел

Знаешь ли ты ученых-органиков?

Кто из учёных по словам соотечественников сумел оживить

«мертвецов»?

Давыдова Н.Г.

неверно

неверно

верно

неверно

Н.Н. Семёнов

Н.Н. Зинин

М.И. Коновалов

А.М. Бутлеров