Предельные одноосновные карбоновые кислоты. Сложные эфиры

Разработка урока химии для 11 класса по теме

«Предельные одноосновные карбоновые кислоты. Сложные эфиры»

Тип урока: изучение нового материала

Цель урока: изучение строения, физических и химических свойств и применения предельных одноосновных карбоновых кислот и сложных эфиров.

Задачи урока

образовательные:

- рассмотреть особенности строения молекул карбоновых кислот, их физических свойств на примере уксусной кислоты;

- установить генетическую связь между классами органических веществ;

- выявить сходства и различия в химических свойствах карбоновых кислот и неорганических кислот;

- изучить понятия «этерификация», «сложный эфир»;

- рассмотреть области применения уксусной кислоты и сложных эфиров;

воспитательные:

- продолжить формировать умения и навыки в организации и проведении химического эксперимента, соблюдении техники безопасности при работе с кислотами;

развивающие:

- продолжить работу над развитием умений учащихся анализировать, обобщать, систематизировать информацию;

- развивать умение работать в паре.

Методы и формы обучения: элементы проблемного обучения, беседа, работа в парах, моделирование, химический эксперимент.

Оборудование:

- мультимедийное: компьютер, проектор, презентация, мультимедийное приложение - для демонстрационного эксперимента: растворы уксусного альдегида, нитрата серебра; концентрированный аммиак; штатив с пробирками, спиртовка, спички, держатель для пробирок;

- для лабораторной работы: наборы для создания моделей молекул веществ; инструкция для проведения лабораторной работы; растворы уксусной и соляной кислот, лакмуса, гидроксида натрия; оксид кальция, мрамор, цинк; штатив с пробирками.

Структура урока

1. Организационный этап.

2. Актуализация знаний о свойствах предельных одноатомных спиртов.

3. Мотивационно-целевой этап – определение темы и цели урока.

4. Организационно-деятельностный этап – изучение нового материала:

- особенности строения карбоновых кислот;

- генетическая связь между классами органических веществ;

- физические свойства уксусной кислоты;

- химические свойства карбоновых кислот исходя из строения их молекул, сравнение со свойствами неорганических кислот;

- понятие реакции этерификации и сложных эфиров;

- применение сложных эфиров и уксусной кислоты.

5. Рефлексивно-оценочный этап – подведение итогов урока, проверка усвоения нового материала, домашнее задание.

Ход урока

1. Организационный момент (1 мин)

Взаимное приветствие, позитивный настрой на работу.

2. Актуализация знаний (3 мин)

Учитель. Прежде чем мы приступим к изучению нового материала, повторим тему, изученную на прошлом уроке. (Учащиеся отвечают на вопросы.)

1. Охарактеризуйте строение молекулы спиртов.

2. Каковы особенности физических свойств спиртов?

3. Дайте характеристику химических свойств спиртов.

4. Какое вещество выступает в роли окислителя в реакции окисления спиртов?

5. Каковы условия проведения реакции окисления спиртов?

6. Какой продукт получается в результате окисления этилового спирта? (Слайд № 7).

3. Мотивационно-целевой этап (4 мин)

Учитель. Верно, продуктом окисления этилового спирта является уксусный альдегид. Проведем с указанным веществом одну из самых красивых химических реакций – реакцию «серебряного зеркала», в ходе которой уксусный альдегид окисляется.

(Учитель демонстрирует реакцию «серебряного зеркала».)

(Слайд № 8). Запишем уравнение проведенной реакции:

СН₃–СОН + Ag₂O СН₃–СООН + 2Ag

В результате получилось новое соединение – органическая кислота.

Сегодня на уроке мы познакомимся с еще одним классом органических соединений, с представителями которого вы довольно часто встречаетесь в повседневной жизни, - предельные одноосновные карбоновые кислоты и сложные эфиры. Это тема нашего урока.

(Учащиеся записывают тему урока в тетради.)

В названии темы вам знакомы слова «предельные» и «кислоты», но смею надеяться, что у вас не возникнет трудностей при формулировке цели нашего урока. (Слайд № 9).

(Учащиеся формулируют цель урока.)

Изучение нового материала будет осуществляться по плану (Слайд № 10):

- строение карбоновых кислот;

- генетическая связь между классами органических веществ;

- физические свойства уксусной кислоты;

- химические свойства уксусной кислоты;

- реакция этерификации, сложные эфиры;

- применение уксусной кислоты и сложных эфиров.

4. Организационно-деятельностный этап (27 мин)

(Слайд № 11). Как и молекулы любого класса органических соединений, молекулы органических кислот имеют характерную особенность – функциональную группу, которая называется карбоксильной

– СООН.

Поэтому органические кислоты еще называют карбоновыми кислотами, их общая формула

RCOOH.

В формуле R – это углеводородный радикал. Если R – радикал предельного углеводорода – C_nH_2n+1, то соответствующие кислоты будут иметь общую формулу

C_nH_2n+1СООН

и будут называться предельными одноосновными карбоновыми кислотами. Одноосновные они потому, что содержат только одну карбоксильную группу. В природе же широко распространены двух-, трехосновные карбоновые кислоты.

(Учащиеся записывают общие формулы карбоновых кислот в тетради.)

Основные классы органических соединений можно получить из углеводородов путем последовательных превращений:

предельный углеводород → непредельный углеводород → спирт →

→ альдегид → карбоновая кислота.

Как вы помните, такую связь между классами веществ называют генетической. (Слайд № 12).

(Слайд № 13). Выполните задание: составьте уравнения химических реакций в соответствии с цепочкой превращений

C₂H₆ → C₂H₄ → C₂H₅OH → СН₃–СОН → СН₃–СООН.

(Учащиеся составляют уравнения реакций в тетради, затем обмениваются тетрадями и проверяют выполнение задания друг у друга.)

(Слайд № 14). Правильное решение задания:

C₂H₆ C₂H₄ + Н₂

C₂H₄ + Н₂О C₂H₅OH

C₂H₅OH + CuO СН₃–СОН + Cu + Н₂О

СН₃–СОН + Ag₂O СН₃–СООН + 2Ag

(Слайд 15). Рассмотрим свойства карбоновых кислот на примере уксусной, или этановой, кислоты СН₃–СООН. Чистая уксусная кислота – бесцветная жидкость с резким запахом, хорошо растворимая в воде. (Демонстрация раствора уксусной кислоты). Безводная уксусная кислота – белое кристаллическое вещества, напоминающее лед, поэтому ее еще называют ледяной.

Чтобы лучше понять, какие химические свойства будут характерны для уксусной кислоты, рассмотрим подробнее строение ее молекул, создав шаростержневую модель.

(Учащиеся создают модель молекулы, используя учебные наборы.)

(Слайд № 16). Модель позволяет сделать вывод, что химические свойства уксусной кислоты (и других карбоновых кислот) во многом определяются наличием в карбоксильной группе полярной связи О – Н.

В ходе лабораторной работы сравним химические свойства органических и неорганических кислот на примере уксусной и соляной кислот. Вспомним правила техники безопасности при определении запаха веществ и при работе с кислотами. (Слайд № 17). (Приложение 1).

(Учащиеся проводят лабораторную работу в соответствии с инструкцией, результаты работы представляют в виде таблицы, формулируют вывод о схожих свойствах уксусной и соляной кислот.) (Слайд № 18, 19).

Следует отметить, что соли уксусной кислоты называются ацетаты и остаток уксусной кислоты одновалентен.

Результат лабораторной работы представлен в виде таблицы.

Для уксусной кислоты характерно еще одно свойство – взаимодействие со спиртами. (Слайд № 20).

(Учащимся демонстрируется видеофрагмент, затем они знакомятся с образцом этилацетата, убеждаются в присутствии характерного запаха.)

Сложные эфиры – жидкости, обладающие характерным запахом, часто приятным ароматом. Эти вещества мало растворимы в воде, но хорошо растворяются в спиртах. Сложные эфиры широко распространены в природе. (Слайд 22).

(Слайд № 21). Реакцию между органической кислотой и спиртом называют реакцией этерификации, а ее продукт – сложным эфиром.

Запишем уравнение образования этилацетата:

СН₃–СООН + C₂H₅OH СН₃–СООC₂H₅ + Н₂О

(Учащиеся записывают определение и уравнение реакции этерификации в тетради).

Для закрепления знаний о строении сложных эфиров выполним интерактивное задание. (Слайд 23).

(Слайды № 24, 25). Познакомимся с применением уксусной кислоты и сложных эфиров. Уксусная кислота известна человеку с глубокой древности. Под названием уксуса и уксусной эссенции она широко используется в быту в качестве пищевой приправы и для приготовления маринадов, находит применение при синтезе сложных эфиров, полимеров, красителей, лекарств. Сложные эфиры применяются в качестве ароматизаторов, растворителей.

5. Рефлексивно-оценочный этап (10 мин)

Учащиеся совместно с учителем формулируют выводы и оценивают, насколько достигнута цель урока.

Выводы (Слайд № 26)

1. Отличительная особенность строения карбоновых кислот – наличие карбоксильной группы.

2. Химические свойства карбоновых кислот во многом схожи со свойствами неорганических кислот (взаимодействие с металлами, оксидами металлов, основаниями, солями).

3. Для карбоновых кислот характерны реакции этерификации, в ходе которых образуются сложные эфиры.

4. Карбоновые кислоты и сложные эфиры широко распространены в природе и играют важную роль в жизни человека.

Учащимся предлагается выполнить проверочную работу с целью определения уровня усвоения учебного материала. (Слайд 27).

Домашнее задание (Слайд № 28)

6

Лабораторная работа

Сравнение химических свойств соляной и уксусной кислот

Цель: выявить сходства и возможные отличия химических свойств соляной и уксусной кислот.

Оборудование: растворы уксусной и соляной кислот, лакмуса, гидроксида натрия; оксид кальция, мрамор, цинк, медь; штатив с пробирками.

Ход работы

1. В пять пробирок налейте по 2 мл раствора уксусной кислоты. Осторожно понюхайте раствор. Далее в другие пять пробирок налейте по 2 мл раствора соляной кислоты.

2. В пробирки с растворами уксусной и соляной кислот добавьте несколько капель лакмуса, а затем нейтрализуйте раствором гидроксида натрия. Что вы наблюдаете?

3. В оставшиеся пробирки с уксусной кислотой добавьте: в одну – гранулу цинка, в другую – кусочек меди, в третью – порошок оксида кальция, в четвертую – кусочек мрамора. Аналогичные операции проделайте с соляной кислотой. Что наблюдаете?

4. Результаты оформите в виде таблицы, сформулируйте выводы.

Проверочная работа по теме

«Предельные одноосновные карбоновые кислоты. Сложные эфиры»

Вариант 1

Часть А. Выберите один правильный ответ

1. Функциональной группой карбоновых кислот является:

1) – ОН 2) – СНОН 3) – СООН 4) – СОН

2. Водород можно получить в результате реакции, схема которой:

1) C₂H₅OH + NaOH → 3) C₂H₄ + HCl →

2) C₂H₅Br + H₂O → 4) HCOOH + Ca →

3. Уксусная кислота не взаимодействует с:

1) этиловым спиртом 3) кислородом

2) сульфатом натрия 4) гидроксидом натрия

4. С каждым из веществ: гидроксид лития, карбонат натрия, оксид магния – будет взаимодействовать:

1) этиловый спирт 3) уксусная кислота

2) глицерин 4) кремниевая кислота

5. Укажите формулу сложного эфира:

1) СН₃СОН 2) СН₃СООNa

3) НСООС₂Н₅ 4) НСОН

Часть В. Задания с кратким ответом

6. Установите соответствие между левой и правой частями уравнения реакции.

Проверочная работа по теме

«Предельные одноосновные карбоновые кислоты. Сложные эфиры»

Вариант 2

Часть А. Выберите один правильный ответ

1. К органическим кислотам относится вещество, формула которого:

1) СН₃ОН 2) СН₃СОН 3) СН₃СООН 4) НСОН

2. Сложный эфир образуется в результате реакции муравьиной кислоты с:

1) гидроксидом натрия 3) этиловым спиртом

2) карбонатом кальция 4) уксусным альдегидом

3. С каждым из веществ: магний, метиловый спирт, гидроксид калия – будет взаимодействовать:

1) уксусный альдегид 3) этиловый спирт

2) муравьиная кислота 4) глицерин

4. Реакцию взаимодействия уксусной кислоты с этанолом называют:

1) гидратацией 3) нейтрализацией

2) этерификацией 4) гидрированием

5. Верны ли следующие суждения о карбоновых кислотах?

А. Уксусная кислота – жидкие вещества.

Б. Функциональной группой кислот является – СООН.

1) верно только А 3) верны оба суждения

2) верно только Б 4) оба суждения неверны

Часть В. Задания с кратким ответом

6. Установите соответствие между левой и правой частями уравнения реакции.

МКОУ « Щученская СОШ» Лискинского района Воронежской области

Презентация урока химии в 11 классе

по теме :

«Предельные одноосновные карбоновые кислоты. Сложные эфиры»

Подготовила учитель химии

Пащенко Галина Владимировна

Цель урока:

изучение строения, физических и химических свойств и применения предельных одноосновных карбоновых кислот и сложных эфиров.

Задачи урока:

образовательные:

- рассмотреть особенности строения молекул карбоновых кислот, их физических свойств на примере уксусной кислоты;

- установить генетическую связь между классами органических веществ;

- выявить сходства и различия в химических свойствах карбоновых кислот и неорганических кислот;

- изучить понятия «этерификация», «сложный эфир»;

- рассмотреть области применения уксусной кислоты;

воспитательные:

- продолжить формировать умения и навыки в организации и проведении химического эксперимента, соблюдении техники безопасности при работе с кислотами;

развивающие:

- продолжить работу над развитием умений учащихся анализировать, обобщать, систематизировать информацию;

- развивать умение работать в паре.

Методы и формы обучения: элементы проблемного обучения, беседа, работа в парах, моделирование, химический эксперимент.

Оборудование:

- мультимедийное: компьютер, проектор, презентация

- для демонстрационного эксперимента: растворы уксусного альдегида, нитрата серебра; концентрированный аммиак; штатив с пробирками, спиртовка, спички, держатель для пробирок;

- для лабораторной работы: наборы для создания моделей молекул веществ; инструкция для проведения лабораторной работы; растворы уксусной и соляной кислот, лакмуса, гидроксида натрия; оксид кальция, мрамор, цинк; штатив с пробирками.

Структура урока

1. Организационный этап.

2. Актуализация знаний о свойствах предельных одноатомных спиртов.

3. Мотивационно-целевой этап – определение темы и цели урока.

4. Организационно-деятельностный этап – изучение нового материала:

- особенности строения карбоновых кислот;

- генетическая связь между классами органических веществ;

- физические свойства уксусной кислоты;

- химические свойства карбоновых кислот исходя из строения их молекул, сравнение со свойствами неорганических кислот;

- понятие реакции этерификации и сложных эфиров;

- применение сложных эфиров и уксусной кислоты.

5. Рефлексивно-оценочный этап – подведение итогов урока, проверка усвоения нового материала, домашнее задание.

1. Организационный момент (1 мин)

Взаимное приветствие, позитивный настрой на работу.

2. Актуализация знаний (3 мин)

Фронтальный опрос.

1. Охарактеризуйте строение молекулы спиртов.

2. Каковы особенности физических свойств спиртов?

3. Дайте характеристику химических свойств спиртов.

4. Какое вещество выступает в роли окислителя в реакции окисления спиртов?

5. Каковы условия проведения реакции окисления спиртов?

6. Какой продукт получается в результате окисления этилового спирта?

C 2 H 5 OH + CuO СН 3 –СОН + Cu + Н 2 О

3. Мотивационно-целевой этап (4 мин)

Демонстрация реакции «серебряного зеркала» - окисление уксусного альдегида оксидом серебра.

СН 3 –СОН + Ag 2 O СН 3 –СООН + 2 Ag

Получилось новое соединение – уксусная кислота, имеющая органическую природу.

/

Тема урока:

«Предельные одноосновные карбоновые кислоты. Сложные эфиры»

(сообщает учитель)

Цель урока:

изучение строения, физических и химических свойств и применения предельных одноосновных карбоновых кислот и сложных эфиров.

(формулируют учащиеся)

План изучения нового материала:

(результат совместной работы учителя и учащихся)

• строение карбоновых кислот;

• генетическая связь между классами органических веществ;

• физические свойства уксусной кислоты;

• химические свойства уксусной кислоты;

• реакция этерификации, сложные эфиры;

• применение уксусной кислоты и сложных эфиров.

4. Организационно-деятельностный этап (27 мин)

1. Строение карбоновых кислот

Характерная особенность – карбоксильная группа

– СООН.

Поэтому органические кислоты еще называют карбоновыми кислотами, их общая формула

RCOOH.

В формуле R – это углеводородный радикал.

Если R – радикал предельного углеводорода – C n H 2n+1 , то общая формула

C n H 2n+1 СООН

2. Генетическая связь между классами органических веществ

Основные классы органических соединений

можно получить из углеводородов путем

последовательных превращений:

предельный углеводород

непредельный углеводород

спирт

альдегид

карбоновая кислота

Задание

1. Составьте уравнения химических реакций в соответствии с цепочкой превращений:

C 2 H 6 → C 2 H 4 → C 2 H 5 OH → СН 3 –СОН → → СН 3 –СООН.

2. Осуществите взаимопроверку.

12

Правильное решение задания

C 2 H 6 C 2 H 4 + Н 2

C 2 H 4 + Н 2 О C 2 H 5 OH

C 2 H 5 OH + CuO СН 3 –СОН + Cu + Н 2 О

СН 3 –СОН + Ag 2 O СН 3 –СООН + 2Ag

12

3. Физические свойства уксусной кислоты

12

4. Химические свойства уксусной кислоты

Для лучшего понимания, какие химические свойства будут характерны для уксусной кислоты, рассмотрим подробнее строение ее молекул.

Учащиеся собирают шаростержневую модель и делают вывод: химическая связь О – Н сильно полярная, поэтому возможно отщепление катиона водорода.

12

Лабораторная работа «Сравнение химических свойств уксусной и соляной кислот»

1. Повторение правил техники безопасности при проведении химического эксперимента.

2. Выполнение учащимися лабораторной работы по инструкции.

3. Учащиеся формулируют выводы о химических свойствах кислот.

12

с металлами

с оксидами металлов

с основаниями

Кислоты реагируют

с солями

12

Результаты лабораторной работы

В тетрадях учащиеся оформляют таблицу.

18

5. Реакция этерификации

Для уксусной кислоты характерно еще одно свойство – взаимодействие со спиртами.

18

5. Реакция этерификации

Результаты обсуждения видеофрагмента:

• в реакции участвуют концентрированные растворы уксусной кислоты, спирта и серной кислоты;
• необходимое условие – нагревание смеси;
• серная кислота выступает как водопоглощающее средство, что способствует протеканию прямой реакции;
• образовавшееся новое вещество является летучим и нерастворимым в воде.

Вывод: реакцию между органической кислотой и спиртом называют реакцией этерификации , а её продукт – сложным эфиром.

СН 3 –СООН + C 2 H 5 OH СН 3 –СООC 2 H 5 + Н 2 О

этилацетат

18

18

Интерактивное задание «Составление уравнений реакции этерификации»

/

18

/

18

18

5. Рефлексивно-оценочный этап (10 мин)

1. Выводы (результат беседы учителя с учащимися)

Вопросы учителя

Ответы (выводы) учащихся

1. Какова отличительная особенность строения молекул карбоновых кислот?

1. Наличие карбоксильной группы.

2. Что можно сказать о химических свойствах карбоновых кислот?

2. Для карбоновых кислот характерны типичные свойства (реакции с металлами, оксидами металлов, основаниями, солями). Особое свойство – образование сложных эфиров.

3. Какие условия необходимы для реакции этерификации?

3. Нагревание, концентрированные растворы карбоновых кислот, спиртов и серной кислоты.

4. Где находят применение карбоновые кислоты и сложные эфиры?

4. Пищевая промышленность, парфюмерия, лаки и краски

18

2. Проверка усвоения нового материала

Выполнение проверочной работы:

• два варианта;
• дифференцированные задания (часть А и В).

3. Домашнее задание

Органическая химия.11 класс Базовый уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений: / И.И. Новошинский, Н.С..Новошинская-6-е изд.-М.: Русское слово, 2012.-176с.

Изучить § 23, 1,2 вопросы

Благодарю за внимание!