11 класс
Урок № 18. План-конспект по теме: «Искусственные и синтетические
волокна».
Цель урока: углубить и расширить знания учащихся о роли химии в
создании новых синтетических материалов; показать применение реакций
полимеризации и поликонденсации при производстве искусственных и
синтетических волокон; определить роль органической химии в создании
новых материалов, в том числе волокон; показать разнообразные сферы
применения полимеров; развивать логическое мышление учащихся.
Оборудование и материалы: образцы синтетических волокон, растворы
кислот, щелочей, вода, штатив с пробирками.
Тип урока: комбинированный.
Методы обучения: творческая работа, фронтальная беседа,
демонстрационный и лабораторный эксперимент.
Задачи урока: Обучающие:
• Закрепить понятия «полимеры», «синтетические материалы»,
«синтетические волокна», «искусственные волокна»; познакомить учащихся
с ведущей ролью органической химии в создании новых веществ.
• закрепить навыки в демонстрации возможности применения новых
синтетических материалов с оригинальными свойствами, использование
новых технологий;
• научить прогнозировать разнообразные сферы применения синтетических
волокон.
Развивающие:
• Продолжить применять компетентностный подход при определении роли
органической химии в создании новых материалов, показать разнообразные
сферы применения синтетических волокон; развивать логическое мышление,
умения наблюдать, анализировать и сравнивать, находить причинноследственные связи, делать выводы, работать с алгоритмами при
рассмотрении роли химии в создании новых материалов; формировать
заинтересованность предметом.
Воспитательные:
• Формировать экологическую сознательность и заботливое отношение
учащихся к природным богатствам; показать возможности использования
вторичного сырья; формировать научное мировоззрение учащихся;
совершенствовать трудовые навыки;
• научить учащихся осознавать проблемы загрязнения окружающей среды;
научить слышать учителя и своих одноклассников, быть внимательным к
себе и окружающим, оценивать себя и других, вести беседу.
Структура урока:
I. Организационный этап.
2 мин
II. Проверка домашнего задания.
5 мин
III. Актуализация опорных знаний.
5 мин
IV. Изучение нового материала.
20 мин
V. Усвоение и закрепление новых знаний.
10 мин
VI. Домашнее задание.
2 мин
VII. Подведение итогов урока.
1 мин
Ход урока:
I. Организационный этап .
Приветствие, диагностика состояния учащихся, настрой на работу. Учитель
сообщает цель и задачи урока; проводит инструктаж по выполнению работы
на уроке.
II. Проверка домашнего задания.
Проверяется наличие выполненных письменных работ. Обсуждаются
вопросы, связанные с рассмотрением пластмасс, каучуков и резины.
III. Актуализация опорных знаний.
Беседа.
1. В чём состоят основные цели научных разроботок в создании новых
материалов? (Любое вещество сделать материалом или его компонентом; на
основе одного вещества создавать разнообразные материалы)
2. Какие из органических веществ имеют широкое применение? (Полимеры)
3. Работа у доски. Написать уравнения реакций получения
полибутадиенового каучука.
IV. Изучение нового материала.
Волокна – природные или искусственные высокомолекулярные
вещества, отличающиеся от других полимеров более высокой
степенью упорядоченности молекул и, как следствие,
особыми физическими свойствами, позволяющими
использовать их для получения нитей.
КЛАССИФИКАЦИЯ
Искусственные волокна – продукты химическое переработки
высокомолекулярных природных веществ (целлюлозы,
природного каучука, белков).
Синтетические волокна – вырабатываемые из синтетических
полимеров (полиамидного, полиэфирного,
полиакрилонитрильного и поливинилхлоридного волокон).
Таблица. НЕКОТОРЫЕ ВАЖНЕЙШИЕ ВОЛОКНА
Волокно. Химическая формула
Исходное вещество
Хлопковое
(C6H10O5)n
Вискозное волокно
(C6H10O5)n
Хлопок
Ацетатное
Древесина
Целлюлоза
(C6H10O5)n – хлопковая или древесная
целлюлоза
и
ангидрид уксусной кислоты
триацетатное
Нитрон
(полиакрилонитрильное волокно)
[-CH2-CH-]n
│
CN
Акрилонитрил
CH2=CH
│
CN
Лавсан, полиэтилентерефталат
(полиэфирное волокно)
Этиленгликоль
HO-CH2CH2-OH
и
двухосновной кислоты терефталевой
(1,4-бензолдикарбоновой)
HOOC-C6H4-COOH
Капрон (полиамидное волокно)
Капролактам
[-NH-(CH2)5-CO-]n
ЛАВСАН
Лавсан (полиэтилентерефталат) - представитель полиэфиров:
Получают реакцией поликонденсации терефталевой кислоты
и этиленгликоля:
HOOC-C6H4-COOH + HO-CH2CH2-OH + HOOC-C6H4-COOH +
…→
→ HOOC-C6H4-CO – O-CH2CH2-O – OC-C6H4-CO – … + nH2O
полимер-смола
В общем виде:
n HOOC-C6H4-COOH + n HO-CH2CH2-OH →
→ HO-(-CO-C6H4-CO-O-CH2CH2-O-)n-H + (n-1) H2O
Полимер пропускают через фильеры – макромолекулы
вытягиваются, усиливается их ориентация:
Формование прочных волокон на основе лавсана
осуществляется из расплава с последующей вытяжкой нитей
при 80-120 °С. Лавсан является линейным жесткоцепным
полимером. Наличие регулярно расположенных в цепи
макромолекулы полярных сложноэфирных групп -О-СОприводит к усилению межмолекулярных взаимодействий,
придавая полимеру жесткость и высокую механическую
прочность. К его достоинствам относятся также устойчивость
к действию повышенных температур, света и окислителей.
Достоинства:
1. Прочность, износостойкость;
2. Свето- и термостойкость;
3. Хороший диэлектрик;
4. Устойчив к действию растворов кислот и щелочей средней
концентрации;
5. Высокая термостойкость (-70˚ до + 170˚).
Недостатки:
Негигроскопичен (для производства одежды используют в
смеси с другими волокнами).
Применяется лавсан в производстве:
1. волокон и нитей для изготовления трикотажа и тканей
различных типов (тафта, жоржет, креп, пике, твид, атлас,
кружево, тюль, плащевые и зонтичные полотна и т.п.);
2. пленок, бутылей, упаковочного материала, контейнеров и
др.;
3. транспортёрных лент, приводных ремней, канатов, парусов,
рыболовных сетей и тралов, бензо- и нефтестойких шлангов,
электроизоляционных и фильтровальных материалов, щёток,
застёжек "молния", струн ракеток и т.п.;
4. хирургических нитей и материалов для имплантации в
сердечно-сосудистой системе (эндопротезы клапанов сердца и
кровеносных сосудов), эндопротезирования связок и
сухожилий.
КАПРОН
Капрон [-NH-(CH2)5-CO-]n – представитель полиамидов.
В промышленности его получают путем полимеризации
производного ε-аминокапроновой кислоты – капролактама.
H2N-(CH2)5-CO-OH + H2N-(CH2)5-CO-OH + H2N-(CH2)5-CO-OH
→
ε-аминокапроновая кислота
→ H2N-(CH2)5-CO-OH + H2N-(CH2)5-CO- … + nH2O
Процесс ведется в присутствии воды, играющей роль
активатора, при температуре 240-270° С и давлении 15-20
кгс/см2 в атмосфере азота.
Достоинства:
1. Благодаря сильному межмолекулярному взаимодействию,
обусловленному водородными связями между группами –CONH-, полиамиды представляют собой труднорастворимые
высокоплавкие полимеры с температурой плавления 180250°С.
2. Устойчивость к истиранию и деформации.
3. Не впитывает влагу, поэтому не теряет прочности во
влажном состоянии.
4. Термоплатичен.
Недостатки:
1. Малоустойчив к действию кислот
2. Малая теплостойкость тканей (нельзя гладить горячим
утюгом).
Применение:
1. Полиамиды применяются прежде всего для получения
синтетического волокна. Вследствие нерастворимости в
обычных растворителях прядение ведется сухим методом из
расплава с последующей вытяжкой. Хотя полиамидные
волокна прочнее натурального шелка, трикотаж и ткани,
изготовленные из них, значительно уступают по
гигиеническим свойствам из-за недостаточной
гигроскопичности полимера.
2. Изготовление одежды, искусственного меха, ковровых
изделий, обивок.
3. Полиамиды используются для производства технических
тканей, канатов, рыболовных сетей.
4. Шины с каркасом из полиамидного корда более долговечны.
5. Полиамиды перерабатываются в очень прочные
конструкционные изделия методами литья под давлением,
прессования, штамповки и выдувания.
V. Усвоение и закрепление новых знаний.
Беседа.
1. Охарактеризуйте процессы получения искусственных волокон и
технологические условия их производства.
2. Охарактеризуйте процессы получения синтетических волокон и
технологические условия их производства.
VI. Домашнее задание.
Отработать материал учебника, выполнить упражнения после параграфа.
VII. Подведение итогов урока.
Предлагаю ученикам проанализировать результаты их деятельности на
уроке.
9 класс
Урок № 20
План-конспект по теме: «Общие химические
свойства металлов».
Цель урока: охарактеризовать химические свойства металлов как простых
веществ с точки зрения окислительно-восстановительных реакций;
сформировать понятие о металлах как восстановителях; сформировать у
учащихся умение сравнивать химическую активность металлов, составлять
уравнения химических реакций, которые описывают химические свойства
металлов.
Оборудование и материалы: Периодическая система химических элементов
Д.И. Менделеева, электрохимический ряд напряжений металлов;химические
стаканы, штатив с пробирками, порошок магния, гранула цинка, медная
проволока, р-р хлоридной кислоты, спиртовка.
Тип урока: комбинированный.
Методы обучения: пояснительно – иллюстративные, наглядные,
репродуктивные, практические, частично поисковые, интерактивные.
Задачи урока: Обучающие:
• Закрепить понятия «металлические элементы», «химическая активность»,
«окислительно-восстановительные реакции», «восстановитель»; иметь
представления об электрохимическом ряде активности металлов ;
• закрепить навыки в составлении уравнений химических реакций,
подтверждающих химические свойства металлов, сформировать понятие о
металлах как восстановителях;
• научить прогнозировать продукты реакций, подтверждающих химические
свойства металлов.
Развивающие:
• Продолжить применять компетентностный подход при изучении новой
темы; развивать логическое мышление, умения наблюдать, анализировать и
сравнивать, находить причинно-следственные связи, делать выводы,
работать с алгоритмами в составлении окислительно-восстановительных
реакций, подтверждающих химические свойства металлов.
Воспитательные:
• Формировать экологическую сознательность учащихся при рассмотрении
химической активности металлов; формировать научное мировоззрение
учащихся; совершенствовать трудовые навыки;
• научить слышать учителя и своих одноклассников, быть внимательным к
себе и окружающим, оценивать себя и других, вести беседу.
Структура урока:
I. Организационный этап
1 мин
II. Проверка домашнего задания.
3 мин
III. Актуализация опорных знаний.
5 мин
IV. Изучение нового материала.
24 мин
V. Закрепление и обобщение знаний.
10 мин
VI. Домашнее задание.
1 мин
VII. Подведение итогов урока.
1 мин
Ход урока:
I. Организационный этап .
Приветствие, диагностика состояния учащихся, настрой на работу. Учитель
сообщает цель и задачи урока; проводит инструктаж по выполнению работы
на уроке.
II. Проверка домашнего задания.
Проверяется наличие выполненных письменных работ. Обсуждаются
вопросы, вызвавшие затруднения у учащихся.
III. Актуализация опорных знаний.
Беседа.
1. Какие вещества называются металлами?
2. Какое место в Периодической системе химических элементов Д.И.
Менделеева занимают металлические элементы?
3. Раскрыть особенности строения атомов металлов и природу химической
связи между ними в соединениях.
4. Как объяснить общие физические свойства металлов?
5. Почему металлы обладают ковкостью и пластичностью? Объяснить это на
основе знаний о металлической связи.
III. Изучение нового материала.
Академический уровень. Демонстрация № 12. Горение магния.
Лабораторные опыты № 10,11. Сравнение химической активности металлов;
вз-е металлов с р-ми кислот.
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ.
1. Взаимодействуют с неметаллами.
Горение магния: 2Mg + O2 = 2MgO. Разбираются процессы окисления восстановления.
2. Взаимодействие с водой.
С водой активно реагируют щелочные и щелочноземельные металлы.
2Na + 2H2O = 2NaOH+ H2
Реакция менее активного металла с водой:
3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2
Алюминий реагирует с водой подобно активным металлам, образуя
основание: 2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2↑
3. Взаимодействие с кислотами
с учетом правил по положению металлов в ряду напряжения
K Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb (H2) Cu Hg Ag Au
Металл в ряду должен стоять до водорода (не распространяется на щелочные
и щелочноземельные металлы);
Полученная соль должна быть растворимой;
Азотная и концентрированная серная кислоты реагируют с металлами по –
особому.
2Al + 6HCl = 2AlCl3+3H2
Металлы особо реагируют с сульфатной концентрированной и
нитратной кислотами:
H2SO4 (конц.) + Me = соль + H2O + Х
Щелочные
Fe, Cr, Al
и
щелочноземел
ьные
Метал
лы
до
водор
ода
Сd-Pb
H2S↑
могут S↓ или
SO2↑
Метал
лы
Au,
после
Pt
водор
ода
(при t)
1)пассивиру S↓
SO2↑
ются на
могут
холоде;
H2S ил
2) при
иSO2
нагревании
→ SO2↑
H2SO4 (разб) + Zn = ZnSO4 + H2↑
H2SO4 (разб) + Cu ≠
2H2SO4 (конц.) + Cu = CuSO4 + 2H2O + SO2↑
Внимание!
Pt, Au + H2SO4 (конц.) → реакции нет
Al, Fe, Cr + H2SO4 (конц.) холодная→ пассивация
Al, Fe, Cr + H2SO4 (конц.) t˚C→ SO2
4HNO3 (k) + Cu = Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO2↑
8HNO3 (p) + 3Cu = 3Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO↑
Внимание!
Pt, Au + HNO3 → реакции нет
-
Al, Fe, Cr + HNO3 (конц) холодная→ пассивация
Al, Fe, Cr + HNO3 (конц) t˚C→ NO2
Al, Fe, Cr + HNO3 (разб) → NO
4. Взаимодействие с солями
Ме + Соль = Новый металл + Новая соль
с учетом правил по положению металлов в ряду напряжения
K Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb (H2) Cu Hg Ag Au
1. Металл в ряду должен стоять до металла соли (не распространяется на
щелочные и щелочноземельные металлы);
2. Все соли, участвующие в реакции должны быть растворимы.
Zn + CuCl2 = ZnCl2 + Cu
FeCl2 + Cu ≠
Общий вывод по этапу формирование новых знаний:
Металлы вступают в реакцию:
1. С неметаллами
2. С водой
(с учетом условий)
3. С кислотами
(с учетом правил ряда напряжений металлов)
4. С солями
Активность металла в реакциях с кислотами, водными растворами солей и
др. можно определить, используя электрохимический ряд, предложенный
в 1865 г русским учёным Н. Н. Бекетовым:
Вытеснение водорода металлами
от калия к золоту восстановительная способность (способность отдавать
электроны) уменьшается, все металлы, стоящие в ряду левее водорода,
могут вытеснять его из растворов кислот; медь, серебро, ртуть, платина,
золото, расположенные правее, не вытесняют водород.
V. Закрепление и обобщение знаний.
ЗАДАНИЯ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ
№1. Закончить уравнения практически осуществимых реакций, назвать
продукты реакции
Li+ H2O =
Cu + H2O =
Al + H2O =
Ba + H2O =
Mg + H2O =
Ca + HCl=
Na + H2SO4(К)=
Al + H2S=
Ca + H3PO4=
HCl + Zn =
H2SO4 (к)+ Cu=
H2S + Mg =
HCl + Cu =
HNO3 (K)+ Сu =
H2S + Pt =
H3PO4 + Fe =
HNO3 (p)+ Na=
Fe + Pb(NO3)2 =
№2. Закончите УХР, расставьте коэффициенты методом электронного
баланса, укажите окислитель (восстановитель):
Al + O2 =
Li + H2O =
Na + HNO3 (k) =
Mg + Pb(NO3)2 =
Ni + HCl =
Ag + H2SO4 (k) =
№3. Вставьте вместо точек пропущенные знаки (<, > или =)
Li…Rb Na…Al Ca…K
заряд ядра
число энергетических уровней Li…Rb Na…Al Ca…K
число внешних электронов
Li…Rb Na…Al Ca…K
радиус атома
Li…Rb Na…Al Ca…K
восстановительные свойства Li…Rb Na…Al Ca…K
№4. Закончите УХР, расставьте коэффициенты методом электронного
баланса, укажите окислитель (восстановитель):
K+ O2 =
Mg+ H2O =
Pb+ HNO3 (p) =
Fe+ CuCl2 =
VI. Домашнее задание.
Отработать материал учебника, выполнить упражнения после параграфа.
VII. Подведение итогов урока.
Предлагаю ученикам проанализировать результаты их деятельности на
уроке.
1.Выберите группу элементов, в которой находятся только
металлы:
А) Al, As, P; Б) Mg, Ca, Si; В) K, Ca, Pb
2. Выберите группу, в которой находятся только простые
вещества – неметаллы:
А) K2O, SO2, SiO2; Б) H2, Cl2, I2 ; В) Ca, Ba, HCl;
3. Укажите общее в строении атомов K и Li:
А) 2 электрона на последнем электронном слое;
Б) 1 электрон на последнем электронном слое;
В) одинаковое число электронных слоев.
4. Металлический кальций проявляет свойства:
А) окислителя;
Б) восстановителя;
В) окислителя или восстановителя в зависимости от условий.
5. Металлические свойства натрия слабее, чем у –
А) магния; Б) калия; В) лития.
6. К неактивным металлам относятся:
А) алюминий, медь, цинк;
Б) ртуть, серебро, медь;
В) кальций, бериллий, серебро.
7. Какое физическое свойство не является общими для всех
металлов:
А) электропроводность, Б) теплопроводность,
В) твердое агрегатное состояние при нормальных условиях,
Г) металлический блеск
