Алканы, 10 класс (биохим)

Тема урока

Алканы

Автор: учитель химии Морозова Т.В

План .

• Общая характеристика алканов.
• Строение, изомерия, номенклатура.
• Способы получения .
• Физические свойства .
• Химические свойства .
• Применение .

Общая характеристика алканов

• Алканы (предельные углеводороды) – углеводороды, в молекулах которых атомы связаны одинарными связями.
• Общая формула: С n Н 2n+2
• Орбитали находятся в sp3- гибридизации.
• Все связи одинарные!!!

Строение

Изомерия и номенклатура

Получение

В лаборатории :

1) Реакция Вюрца :

2 C 2 H 5 Cl + 2Na → C 4 H 10 + 2NaCl

2) Сплавление ацетата натрия с твердым гидроксидом натрия (реакция Дюма) :

СН 3 СОО Na + Na ОН → СН 4 ↑ + N а 2 СО 3

Получение

3) Каталитическое гидрирование непредельных углеводородов ( kat, t, p)

R-CH=CH-R + H2 → R-CH2-CH2-R

CH2=H2C + H2 →

4) Гидролиз карбида алюминия (получение СН4)

Al4C3+12H2O→3CH4↑+4Al(OH)3

5) Синтез метана из простых веществ

С + 2Н2 →CH4↑

Получение

В промышленности

1) Из природного сырья – нефти, газа :

2) Реакция Фишера – Тропша ( kat, 300ºC) :

n СО + (2 n +1) Н 2 → С n Н 2n+2 + H 2 О

Физические свойства

СН 4 …C 4 Н 10 – газы

T кипения :

-161,6…-0,5 °C

T плавления :

-182,5…-138,3 °C

С 16 Н 3 4 … и далее– твёрдые вещества

T кипения :

287 ,5 °C

T плавления :

20 °C

С 5 Н 12 …C 15 Н 32 – жидкости

T кипения :

36 , 1 … 270 ,5 °C

T плавления :

-12 9 , 8 … 10 °C

С увеличением относительных молекулярных масс предельных углеводородов закономерно повышаются их температуры кипения и плавления.

Упражнения для закрепления!!!

Домашнее задание:

• Учебник : § 10 (стр. 69-76)
• Упражнение 2,5, стр.86

Химические свойства алканов

I ) Реакции замещения.

1. Галогенирование. Реакция происходит на свету

СН 4 + С l 2 → СН 3 С l + Н С l

хлорметан

СН 3 С l + С l 2 → СН 2 С l 2 + Н С l

дихлорметан

СН 2 С l 2 + С l 2 → СН С l 3 + Н С l

трихлорметан

СН С l 3 + С l 2 → С С l 4 + Н С l

тетрахлорметан

Механизм реакции замещения

1. Под действием света молекула С l 2 распадается на атомы:

С l С l

Механизм реакции замещения

2. При столкновении активного атома хлора с метаном происходит образование радикала метила:

Н Н

Н С Н + С I → Н С + Н С I

Н Н

метил

Механизм реакции замещения

3. Далее метил реагирует со следующей молекулой хлора, таким образом образуя свободные атомы хлора, которые замещают следующий атом водорода уже в хлорметане и т.д.

Это цепная реакция – реакция, в которой происходит цепь последовательных превращений

Химические свойства алканов

2 . Реакция нитрования – реакция Коновалова ( t,p)

R-H + HO-NO 2 → R-NO 2 + H 2 O

CH 3 -CH 2 -CH 3 + HNO 3 →

3 . Дегидрирование ( 30 0 -350º С, Ni, Pt или С r 2 O 3 ) c образованием алкенов или циклоалканов:

СН 3 – СН 3 → Н 2 С=СН 2 + Н 2

С r 2 O 3 , 300 º С

С 6 Н 14 →

Химические свойства алканов

4 . Реформинг – изменение формы (характерна для гексана и его гомологов при 500 º С, Al 2 O 3 , 40 атм)

С 6 Н 14 → С 6 Н 6 + 4 H 2

CH 3 -CH 2 -CH 3 + HNO 3 →

5. Пиролиз метана

t = 1200 º С: СН 4 → С + 2Н 2

t = 1000 º С: 2СН 4 → Н-С≡С-Н + 3Н 2

Химические свойства алканов

II ) Реакции, протекающие с разрывом связи С-С.

1. Изомеризация ( AlCl 3 , t)

Бутан → Изобутан

2 . Крекинг (высокотемпературная переработка нефти и ее фракций с целью получения продуктов с меньшей молярной массой):

С 6 Н 14 → С 3 Н 8 + С 3 Н 6

Химические свойства алканов

III ) Реакции окисления (горения).

СН 4 + 2О 2 → СО 2 + 2Н 2 О + Q

С 2 Н 6 + О 2 →

С 3 Н 8 + О 2 →

Применение алканов

Широко

используются в

качестве

топлива, в том

числе для

двигателей

внутреннего

сгорания.

Применение алканов

1-3 – производство сажи

(1 – картриджи ;

2 – резина ;

3 – типографическая краска)

4-7 – получение

органических веществ

(4 – растворителей ;

5 – хладогентов ,

используемых

в холодильных установках ;

6 – метанол ;

7 - ацетилен)

Заполните таблицу

Название процесса

Уравнение процесса

1. Горение

Характер использования продуктов

2. Крекинг, пиролиз

3. Изомеризация

4. Галогенирования

Домашнее задание:

• Учебник : § 10
• Закончить заполнение таблицы
• Упражнение 3,6, стр.86