Аллотропия кислорода | Образовательная социальная сеть

Урок разбора нового материала

Тема: Диеновые углеводороды.

План урока:

Запись темы и основных вопросов (3 мин.)
Изучение нового материала (15 мин.)
Просмотр кинофрагментов «Природный и синтетический каучук» (7 мин.)
Закрепление материала по инструкции (20 мин.)
Домашнее задание.

Оборудование: Реактивы: раствор брома в бензине, резиновый клей, бутадиен, раствор перманганата калия.

Набор стержней и шариков для изготовления моделей молекул. Набор «Каучуки». Кинофильм «Природный и синтетический каучуки». Электронные уроки и тесты «Химия в школе».

Ход урока:

Изучение нового материала. Демонстрация опыта.
Состав и строение диеновых углеводородов.

I. Природный каучук, его строение и свойства.

Для ознакомления со свойствами натурального каучука извлекаем его из сока фикуса.

При помощи пресса до урока (соковыжималкой) выжимаем мельчайший сок из двух-трёх листов фикуса. Сок разбавляем в воде и добавляем 1 г. Хлорида кальция. Смесь взболтать и чуть-чуть подогреть.

По каплям в смесь добавляем спирт до появления хлопьев каучука. При помощи стеклянной палочки каучук извлекают и демонстрируют его эластичность, непредельность, растворимость в бензине.

— К диеновым углеводородам относятся органические соединения с общей формулой,

СnH2n – 2 в молекулах, которых имеются двойные связи.

СТРОЕНИЕ

Атомы углерода при двойных связях находятся в состоянии sp2 – гибридизации.

Различают:

а) изолированные двойные связи

H2C=CH-CH2-CH=CH2 пентадиен-1,4;

б) сопряжённые двойные связи

H2C=CH-CH=CH-CH3 пентадиен-1,3;

в) кумулированные двойные связи

H2C=C*=CH-CH2-CH3 пентадиен-1,2;

Наибольший интерес представляют молекулы с сопряжёнными двойными связями. Длина всех связей приблизительно одинакова, что объясняется перераспределением электронной плотности π- связи (сопряжением).

Изомерия диенов.

Изомерия углеродного скелета:

а) H2C=CH-CH=CH-CH3 пентадиен – 1,3;

СH3 Аллотропия кислорода | Образовательная социальная сеть

б) H2C= CH — C=CH2 2-метилбутадиен-1,3 (изопрен)

Изомерия положения кратных связей:

а) H2C = CH – CH = CH2 бутадиен – 1,3;

б) H2C = C = CH – CH3 бутадиен – 1,2;

Пространственная изомерия;

Аллотропия кислорода | Образовательная социальная сеть

H CH2— H H Аллотропия кислорода | Образовательная социальная сеть

C = C C = C Аллотропия кислорода | Образовательная социальная сеть

— CH2 H -CH2 CH2—

n n

трансположение цисположение

бутадиен-1,3; бутадиен-1,3;

межгрупповая изомерия (с алкинами).

Номенклатура диенов.

В названии цифрами указываются атомы углерода, после которых стоит двойная связь. Перед суффиксом – ен

частица ди-, например:

1 2 3 4 5

а) Н2С = СH – CH2 – CH = CH2 пентадиен-1,4;

1 2 3 4 5 6

б) H2C = C – CH2 – CH2 – CH = CH2 2-метил-гексадиен-1,5; Аллотропия кислорода | Образовательная социальная сеть

СH3

IV. Химические свойства диенов.

— Вступают в реакции присоединения за счёт разрыва R-связей.

Реагенты к диенам присоединяются по концевым группам, имеющим свободные валентности за счёт разрыва R-связей.

H2C = CH – CH = CH2 Cl:Cl [H2C–CH=CH–CH2] [Cl] [Cl] Аллотропия кислорода | Образовательная социальная сеть

Бутадиен -1,3;

H2C–CH = CH – CH2 Аллотропия кислорода | Образовательная социальная сеть

Аллотропия кислорода | Образовательная социальная сеть

Сl Cl

1,4-дихлорбутен-2

— Вступают в реакции полимеризации:

nCH2 = CH – CH = CH2 (- CH2 – CH = CH – CH2 -) n Аллотропия кислорода | Образовательная социальная сеть

мономер полибутадиена

Диеновые легко полимеризуются, образуя каучуки.

Каучуки делятся

Аллотропия кислорода | Образовательная социальная сеть

Природные Синтетические

Аллотропия кислорода | Образовательная социальная сеть

Это полимер на основе Получают путём полимеризации

Изопрена на катализаторах диеновых.

Углеводородов,

(2-метилбутадиен – 1,3;).

Синтез каучука впервые был разработан С. В. Лебедевым в 1932 г. на основе бутадиена – 1,3.

nCH2 = CH – CH = CH2 (- CH2 – CH = CH – CH2 -) n Аллотропия кислорода | Образовательная социальная сеть

Наивысшей эластичностью обладают каучуки стереорегулярного строения (цис-формы):

Аллотропия кислорода | Образовательная социальная сеть

СH3 CH2— Аллотропия кислорода | Образовательная социальная сеть

C = C мономер изопрена. Аллотропия кислорода | Образовательная социальная сеть

— CH2 СH2

из каучуков путём нагревания с серой получают резину (вулканизация каучука).

Про кислород: Принцип работы генератора кислорода, что такое генератор кислорода? принцип действия кислородного генератора

В данном процессе происходит разрыв связей на некоторых участках макромолекулы и присоединение серы.

Sn1, t

2…-СH2 – CH = CH –CH2— … …CH2 – CH – CH – CH2 … Аллотропия кислорода | Образовательная социальная сеть

Аллотропия кислорода | Образовательная социальная сеть

… CH2 – CH – CH- CH2 ….

Образуется сетчатая структура полимера (резина) за счёт сливания нескольких макромолекул каучука дисульфидными связями.

Закрепление материала.

Запишите формулы трёх представителей сопряжённых диенов.

Сравните их структурные формулы со структурой алкенов и сделайте вывод:

а) о пространственном строении их молекул.

б) возможных изомерах диеновых углеводородов.

Составьте формулы изомеров пентадиена, отличающихся:

а) по положению двойной связи;

б) по строению углеродного скелета;

Запишите уравнения реакций, характерные для диенов:

а) гидрогенизации;

б) галогенирования;

в) присоединение галогеноводородов;

г) полимеризации;

Составьте уравнения реакций горения бутадиена – 1,3;

Рассмотрите образцы натурального и синтетического каучуков. Убедитесь в эластичности каучуков.

Проведите эксперимент, подтверждающий непредельный характер каучуков.

К 1 мл. раствора Br2 в бензине прибавить 1 мл. резинового клея (раствор каучука в бензине), смесь хорошо встряхните. Что наблюдаем? (обесцвечивание окраски брома).

Запишите уравнения реакции получения каучуков на основе:

а) дивинила (бутадиен-1,3);

б) изопрена (2-метилбутадиен – 1,3);

Изобразите фрагменты макромолекул стереорегулярного строения.

а) поливинила;

б) полиизопрена;

Заслушивание докладов извлечения натурального каучука из млечного сока гевеи. (подводная работа).

Заслушивание доклада о решении проблемы синтеза каучука в нашей стране (подводная работа).

VI. Домашнее задание. Ознакомление с текстом учебника.

Аллотропия кислорода | презентация к уроку по химии (9 класс) по теме: | образовательная социальная сеть

Слайд 1

Ахрамович Наталья Михайловна учитель химии ГБОУ СОШ № 450 Курортного района Санкт – Петербурга Аллотропия кислорода. 2022 год

Слайд 2

Оглавление Аллотропия . Аллотропные модификации кислорода . История открытия кислорода и озона. Нахождение в природе . Строение молекулы . Физические свойства. Химические свойства. Получение в природе . Значение кислорода и озона в природе . Проверь себя. Литература .

Слайд 3

Аллотропия (от греческих слов allos – другой и tropos – образ, способ) Способность атомов одного элемента образовывать несколько простых веществ.

Слайд 4

Аллотропные модификации кислорода. О 2 кислород (простое вещество) К. В. Шееле 1772 г. Дж. Пристли 1774 г. А. Лавуазье 1777г. «рождающий кислоты» О 3 озон (простое вещество) Х. Ф. Шёнбейн 1839 г. «пахнущий»

Слайд 5

1772 год. Карл Вильгельм Шееле (шведский учёный) хотел раскрыть загадку огня и при этом неожиданно обнаружил, что воздух — не элемент, а смесь двух газов, которые он называл воздухом «огненным». Однако приоритет открытия кислорода принадлежит Джозефу Пристли, который описал его в 1774 г. независимо от Шееле. ( 1742–1786 ) В 1777 г. был опубликован труд Шееле «Химический трактат о воздухе и огне».

Слайд 6

1774 год. Джозеф Пристли , изучая состав воздуха, пытался выяснить, какие его составляющие могут выделиться из химических веществ при их нагревании. Нагревая оксид ртути (II), он получил газ и назвал его «дефлогистированным воздухом». Исследуя свойства полученного газа, Пристли обнаружил, что зажженная свеча горела в нем ослепительно ярко и что он поддерживает дыхание. (1733-1804) Прибор для получения кислорода ( Д.Пристли ) Позднее А.Лавуазье назвал этот газ кислородом.

Слайд 7

Впервые количественный состав воздуха установил французский ученый Антуан Лоран Лавуазье ( 177 5 г . ) По результатам своего известного 12-дневного опыта он сделал вывод, что весь воздух в целом состоит из кислорода, пригодного для дыхания и горения, и азота, неживого газа, в пропорциях 1/5 и 4/5 объема соответственно. Ученый предложил «жизненный воздух» переименовать в « кислород », поскольку при сгорании в кислороде большинство веществ превращается в кислоты, а «удушливый воздух» – в « азот », т.к. он не поддерживает жизнь, вредит жизни. ( 1743-1794 ) Опыт Лавуазье

Слайд 8

Впервые озон обнаружил в 1785 голландский физик М. ван Марум по характерному запаху (свежести) и окислительным свойствам, которые приобретает воздух после пропускания через него электрических искр. Однако как новое вещество он описан не был, ван Марум считал, что образуется особая «электрическая материя».

Слайд 9

( 1799 – 1868 ) Кристиан Фридрих Шёнбей Термин озон предложен немецким химиком X.Ф. Шёнбейном в 1840 г., вошёл в словари в конце 19-ого века. Многие источники именно ему отдают приоритет открытия озона в 1839 г .

Про кислород: Ремонт гелиевого редуктора

Слайд 10

Нахождение в природе. О 2 Воздух – 21% по объёму 23% по массе. О 3 Атмосфера (верхний слой) – озоновый экран Земли.

Слайд 11

Строение молекулы. О 2 О 3 О = О неполярная полярная M r = 32 M r = 48 устойчив неустойчив

Слайд 12

Физические свойства. Свойства(н.у.) Кислород Озон Агрегатное состояние газ газ Цвет бесцветный голубой Запах без запаха запах свежести Плотность 1,43 г / л 2,14 г / л Растворимость в воде малораство -рим хорошо растворим Токсичность нетоксичен токсичен

Слайд 13

Химические свойства О 2 Сильный окислитель, но не окисляет Au и Pt, окисляет многие металлы, образуя оксиды. 2Cu O 2 = 2CuO Взаимодействует со всеми неметаллами, кроме галогенов, за исключением F S O 2 = SO 2 Горение сложных веществ: 2H 2 S 3O 2 = 2H 2 O 2SO 2 О 3 Очень сильный окислитель, более реакционноспособнее, чем двухатомный кислород. Окисляет почти все металлы (за исключением золота, платины и иридия). 2Ag O 3 = Ag 2 O O 2 (комнатная температура) Окисляет многие неметаллы. C 2O 3 = CO 2 2O 2 Окисление сложных веществ 2KI O 3 H 2 O = 2KOH I 2 O 2

Слайд 14

Получение в природе. О 2 6СО 2 6Н 2 О = С 6 Н 12 О 6 6О 2 Процесс фотосинтеза. О 3 3О 2 ⇄ 2О 3 Грозовые разряды.

Слайд 15

Значение кислорода и озона в природе. О 2 дыхание (животные) О 2 гемоглобин Н 2 О СО 2 хлорофилл фотосинтез (растения) Равновесие всего живого в природе. О 3 Озоновый слой поглощает солнечные излучения, губительные для всего живого на ЗЕМЛЕ. О П А С Н О !!! «озоновые дыры»

Слайд 16

Проверь себя! 1. Что такое аллотропия? 2. Назовите фамилии трех ученых, открывших кислород. 3. В результате какого процесса в природе образуется кислород? 4. Какая химическая реакция происходит при грозовых разрядах? 5. Газ, образующий защитную оболочку Земли. 6. В чём одна из причин многообразия веществ?

Слайд 17

Литература, интернет-ресурсы. О.С.Габриелян « Химия. 9 кл.» М. Дрофа, 2022 г.. Ю.М.Малиновская «Химия. 6 кл.» (пропедевтический курс) С-Пб ТОО фирма Икар, 1999г. Н.Г.Назина «Введение в химию» С-Пб, изд-во НИИХ С-ПбГУ, 2006г. http://www.newsland.ru/ http//www.alhimik.ru/ http://www.xumuk.ru/spravochnik/

Слайд 18

Спасибо за внимание!

Нахождение в природе кислорода и серы

Кислород занимает первое место среди элементов по
распространенности в земной коре. Содержится
он главным образом в силикатах и составляет около 47 % массы твёрдой земной
коры. В больших количествах связанного кислорода содержится в воде — 85,82 % по
массе.

Сера встречается в виде самородной серы, сульфатов (CaSO4∙2H2O, CaSO4∙H2O, Na2SO4∙10H2O, MgSO4∙7H2O), сульфидов (FeS2, CuS, CuFeS2, PbS, ZnS, HgS) и в промышленных газах.

Самородная сера встречается в местах
вулканической активности совместно с сернистыми фумаролами и сернистыми водами
(с содержанием > 25 %).

Общая характеристика элементов 6 группы главной подгруппы

От O к Po (сверху вниз в
периодической таблице)

Увеличивается

атомного радиуса,
металлических, основных,
восстановительных свойств,

Уменьшается

электроотрицательность,
энергия ионизация,
сродство к электрону.

Электронные конфигурации
у данных элементов схожи, все они содержат 6 электронов на внешнем слое ns2np4:

O – 2s2 2p4;

S – 3s23p4;

Se – 4s2 4p4;

Te – 5s2 5p4;

Po – 6s2 6p4

Электронное строение кислорода и серы

Способы получения кислорода

В
природе

Кислород образуется в процессе фотосинтеза:

mCО2 nH2O → mO2 Сm(H2O)n

Промышленный способ

Разделение жидкого воздуха на О₂и N₂ (ректификация);

2H2O → 2Н2↑ О2↑

Лабораторный
способ

термическое окислительно-восстановительное разложение солей:

2КСlO3 = 3О2↑ 2KCI

2КМпO4 = О2↑ МпО2 К2МпО4↑

2KNO3 = О2↑ 2KNО2

2Cu(NO3)O2 = О2↑ 4NО2↑ 2CuO

2AgNO3 = О2↑ 2NО2↑ 2Ag

2H2O2 = 2H2O O2 (kt — MnO2)

2HgO = 2Hg O2

Для автономного дыхания кислород получают в герметически замкнутых помещениях и в аппаратах при помощи реакции:

2Na2O2 2СO2 = О2↑ 2Na2CO3

Способы получения серы

Промышленный способ

Извлечение самородной серы из ее месторождений или
вулканов
Получение серы из серной руды с помощью пароводяного,
фильтрационного, термического, центрифугального и экстракционного методов.
Переработка природных газов, содержащих H₂S и их окисление при недостатке О₂.

Лабораторный
способ

Взаимодействие SО₂ и H₂S в водном растворе:

SО2 2H2S = 3S↓ 2H2О

Неполное окисление сероводорода:

2H2S SO2 → 3S 2H2O

Физические свойства кислорода

При обычных условиях молекулярный кислород O2 – это малорастворимый в воде газ без цвета, запаха
и вкуса.

При сильном охлаждении под давлением переходит в бледно — голубую жидкость с Ткип = — 183°С. При Т = -219°С образует сине — голубые кристаллы.

Физические свойства серы

Сера — твердое хрупкое
вещество желтого цвета. Не смачивается водой и практически нерастворимо в ней.
Имеет несколько аллотропных модификаций. См. аллотропные модификации серы.

Про кислород: Таблица: плотности, химические формулы и молекулярные веса основных распространенных газов - ацетилен, воздух, метан, азот, кислород и многих других - таблицы

Химические свойства кислорода

Кислород — сильный окислитель, уступающий по химической активности только фтору.

Вступает во
взаимодействия со всеми элементами, кроме инертных газов (Не, Ne и Аг). Со
многими простыми веществами реагирует непосредственно при обычных условиях или
при нагревании или в присутствии катализаторов (кроме Au, Pt, Hal2, благородные газы).

Большинство реакций с участием О2 экзотермичны, часто часто сопровождаются горением, иногда — взрывом.

Взаимодействие с простыми веществами

С металлами

Кислород взаимодействует с металлами, с образованием оксидов металлов:

Me О2 = МеxOy оксиды

4Li О2 = 2Li2O оксид лития

2Na О2 = Na2О2 пероксид натрия

К О2 = КО2 супероксид калия

С железом образуется смесь оксидов:

3Fe 2O2 =
Fe3O4 (Fe2O3*FeO)

С марганцем образуется диоксид марганца:

Mn O2 = MnO2

С неметаллами

При
взаимодействии с неметаллами (кроме фтора и инертных газов) образуются оксиды,
со степенью окисления кислорода – 2:

Si O2 = SiO2 (t=400-5000С)

С О2(изб) = СО2; С О2(нед) =
СО

N2 О2 = 2NO — Q

S О2 = SО2;

4Р 5О2 = 2Р2О5

Окисление сложных веществ

Горение сульфидов

4FeS2 11O2 = 2Fe2O3 8SO2

Горение водородных соединений

4HI О2 = 2I2 2Н2O

2H2S 3O2 = 2SO2
2H2O

CH4
2O2 = CO2 2H2O

Окисление
оксидов

Кислород окисляет
входящие в оксид элементы до более высокой степени окисления:

4FeO О2 = 2Fe2О3

2SО2 О2 = 2SО3

4NО2 О2 2H2O = 4HNО3

Окисление гидроксидов и солей

Окисление гидроксидов и солей в водных растворах происходит, если исходное вещество неустойчиво на воздухе:

2HNO2 O2 = 2HNO3

4Fe(OH)2 O2 2H2O
= 4Fe(OH)3

Окисление аммиака

В отсутствие катализатора при окислении аммиака кислородом образуется азот, а в присутствии катализатора — оксида азота(II):

4NH3 3О2 =2N2 6Н2O

4NH3 5О2 = 4NO 6Н2O

Окисление
фосфина

На
воздухе самопроизвольно воспламеняется:

2PH3 4О2 = P2О5 3Н2O

Окисление
силана

На воздухе он самовоспламеняется (часто
со взрывом) с образованием SiO2 и H2O:

SiH4 2О2 = SiО2 2Н2O

Окисление органических веществ

CxHy О2 = CО2 Н2O

Продукты
окисления различных элементов, входящих в молекулы органических соединений:

С → CO2

Н → Н2O

Hal → Hal2

N → N2

P → P2O5

S → SO2

Например:

2C2H5 4О2 = 4CО2 5Н2O

C2H5Сl 3О2 = 2CО2 2Н2O HCl

2C2H5NH2 8,5О2 = 4CО2 7Н2O N2

Кроме горения возможны также реакции неполного окисления:

СН3-СН2-СН2-СН3 3O2 → 2СН3-СOOH 2H2O

окисление первичных спиртов до альдегидов, вторичных – до кетонов:

окисление альдегидов до кислот:

Химические свойства серы

При
обычных температуре и давлении химическая активность серы небольшая. При
нагревании сера довольно активна, и проявляет свойства как окислителя, так и восстановителя.

Свойства окислителя сера проявляет при взаимодействии с элементами, расположенными ниже и левее в Периодической системе, а свойства восстановителя — с элементами, расположенными выше и правее в Периодической системе.

Непосредственно сера не взаимодействует с азотом и йодом.

Взаимодействие с простыми веществами

С
кислородом

Горение серы на воздухе с образованием оксида серы (IV):

S O2 → SO2

В присутствии
катализаторов:

2S 3O2 = 2SO3

С водородом

С водородом сера вступает
в реакцию при нагревании, образуя сероводород:

S H2 → H2S

С
галогенами

При
взаимодействии со всеми галогенами, кроме йода образуются галогениды:

S Cl2 → SCl2 (S2Cl2)

S 3F2 → SF6

С
фосфором

Взаимодействие серы с фосфором приводит к образованию сульфидовфосфора

2P 3S → P2S3

2P 5S → P2S5

С углеродом

В реакции серы суглеродомобразуется сероуглерод:

2S C → CS2

С металлами

При
взаимодействии с металлами сера выступает
в качестве окислителя, образуя сульфиды.

Щелочные металлы реагируют с серой без нагревания, остальные металлы (кроме золота Au и платины Pt) –при нагревании:

S Fe → FeS

S Hg → HgS

3S 2Al → Al2S3

S Сu = CuS

S 2Ag = Ag2S

Взаимодействие со сложными веществами

С водой

Сера вступает в реакцию диспропорционирования
с перегретым паром:

S H2O (пар) → 2H2S SO2

С окислителями

В реакциях с окислителями сера окисляется до оксида серы (IV) SO2 или до серной кислоты H2SO4 при протекании реакции в растворе:

S 2HNO3(разб.) = H2SO4 2NO↑

S 6HNO3(конц.) → H2SO4 6NO2↑ 2H2O

S 2H2SO4(конц.)→ 3SO2↑ 2H2O

S 2KClO3 → 3SO2↑ 2KCl

S К2Сr2O7 = Сr2O3 K2SO4

S Na2SO3 → Na2S2O3

С щелочами

При взаимодействии с щелочами сера диспропорционирует до сульфита и сульфида:

S NaOH → Na2SO3 Na2S H2O

Аллотропия кислорода | Образовательная социальная сеть