Конспект урока по химии в 10 классе по теме: «Углеводы»
Выполнила учитель по биологии и химии Бормотова Е.С.
2019г.
Тип урока: урок «открытия» нового знания. Цель урока: • формирование умений предсказывать строение молекулы вещества исходя из его химических свойств (второе положение теории химического строения органических соединений А.М. Бутлерова), • закрепление знаний о кислородсодержащих органических соединений и их взаимосвязи. Деятельностная цель: • формулировать цель учебной деятельности; • уметь выбирать способ и средства реализации учебной цели, • развивать умение находить общее, закономерности, отличное (формирует основы теоретического мышления); • осуществлять самооценку собственной учебной деятельности на уроке, меру своего продвижения к цели. Предметно-дидактическая цель: • расширить базу химических понятий за счёт включения в неё новых элементов: создать условия для знакомства учащихся со строением глюкозы, классификацией углеводов. Планируемые образовательные результаты: Предметные: • сформировать общее понятие об углеводах, их биологической роли, классификации, обосновать строение молекулы глюкозы, опираясь на ранее полученные знания о функциональных группах; • закрепить методику решения задач на вывод молекулярной формулы вещества; • систематизировать знания учащихся о качественных реакциях на функциональные группы: гидроксильную, альдегидную и карбоксильную, • закрепить знания составлять структурные формулы органических веществ и общие формулы изученных классов кислородсодержащих орг.соединений; • учить чётко и грамотно выражать свои мысли, максимально использовать знания, полученные при изучении биологии, - спрогнозировать и опытным путём выявить химическое строение глюкозы. Метапредметные • обеспечить эмоциональное восприятие происходящего, создавая в ходе урока ситуации, вызывающие удивление, интерес; • создать условия для развития логического мышления учащихся, умения анализировать, сравнивать, делать выводы; • формировать умения выделять главное, существенное, логически излагать материал, а также умений применять полученные знания на практике при выполнение хим. эксперимента, решать экспериментальные и расчётные задачи; • расширить знания об изомерах на примере глюкозы и фруктозы; • закрепить умение работать с тестами, проводить опыты, опираясь на знания по ТБ Личностные: • Развитие познавательных интересов, выработка умений сравнивать, классифицировать Задачи: 1.Познавательные: • научиться ориентироваться в учебнике, рабочей тетради, находить и использовать нужную информацию • учиться строить высказывания; • учиться анализировать, сравнивать, обобщать, устанавливать причинно-следственные связи 2.Коммуникативные: • учиться слушать и понимать речь другого человека. • учиться самостоятельно организовывать учебное взаимодействие при работе в паре, учиться ставить вопросы, выражать свои мысли. 3. Регулятивные: • учиться самостоятельно обнаруживать и формулировать учебную проблему, определять цель учебной деятельности (формулировка вопроса урока) • учиться осуществлять самоконтроль и коррекцию. Личностные • Осознавать единство и целостность мира. • Постепенно выстраивать собственное целостное мировоззрение. • Личностное самоопределение и смыслообразование. Основные понятия, изучаемые на уроке: • Моно-, ди- , полисахариды; глюкоза, фруктоза Учащийся должен знать: классификацию углеводов, строение глюкозы Учащиеся должны уметь: называть основные классы углеводов, изображать структурные формулы глюкозы и ее изомера - фруктозы, анализировать и обобщать теоретический материал Обеспечение урока: • на столе обучающихся: штатив с пробирками, держатель для пробирок, спички, спиртовка, лакмус, растворы – глюкозы, сульфата меди, гидроксида натрия, глицерина; на столе учителя - магний, глюкоза кристаллическая, шаростержневая модель молекулы глюкозы.; • дидактические карточки (тест). • Компьютер, телевизор, презентация «Углеводы. Глюкоза» Тип урока: урок «открытия» нового знания Методы обучения: практические, репродуктивные, словесные, наглядные. Формы обучения: фронтальная беседа, практическая работа, обобщение Приемы деятельности учителя: организация поисковой и групповой деятельности, представление презентации. Деятельность учащихся: выполняют исследовательскую работу, демонстрируют знания, производят обсуждения, работают с различной информацией.
Ход урока: 1. Организационный момент. Мотивация к учебной деятельности. (1 мин) Учитель: Встаньте ровно и красиво. Прозвенел уже звонок. Сядьте тихо и неслышно, И скорей начнем урок. 2. Актуализация знаний. (6 мин) Учитель:/читает стихотворение/ Если ты придя с мороза, Наливаешь крепкий чай, Хорошенько сахарозу В чашке ложкой размешай. Виноградную глюкозу, И медовую фруктозу, И молочную лактозу Любят взрослый и малыш. Но крахмалом и клетчаткой, Что совсем-совсем несладки, Тоже нас не удивишь. Так устроена природа – Это тоже… (отвечают уч-ся) (Углеводы)
Учитель: Что же сегодня мы будем изучать на уроке? (отвечают учащиеся Углеводы) (слайд №1) Учитель: -Запишем тему урока: «Углеводы. Моносахариды.» Данные соединения были рассмотрены вами в курсе биологии. Давайте вспомним: Каково же их биологическое значение? Вам на дом было дано задание: подготовить сообщение на эту тему. (сообщение об-ся «Биологическое значение углеводов») (слайд №2)
3. Целеполагание. (4 мин.) 4. Учитель: - Углеводы – важные химические соединения. На данном уроке будут рассмотрены следующие вопросы: (слайд №3) 1. Классификация углеводов 2. Глюкоза – важнейший представитель углеводов-моносахаридов 3. Обоснование химического строения глюкозы (опыты) 4. Изомерия углеводов на примере глюкозы. ВОПРОС №1. - Как классифицируют углеводы? Учитель:- Работа обучающихся со схемой 4 учебника на стр.235 и текстом. Ответить на следующие вопросы: - На какие классы можно разделить углеводы в зависимости от их строения? - Какие углеводы относят к моносахаридам? - Назовите представителей дисахаридов и полисахаридов? (слайд №4)
- В молекулах моносахаридов может содержаться от четырёх до десяти атомов углерода. - Название всех групп моносахаридов, а также названия отдельных представителей оканчивается на суффикс – «оза» . Поэтому в зависимости от числа атомов углерода в молекуле моносахариды подразделяют на тетрозы, пентозы ,гексозы и т.д. Наибольшее практическое значение имеют гексозы и пентозы. - Дисахариды состоят из остатков двух моносахаридов. К ним относятся, например, фруктоза, рибоза. - Полисахариды состоят из большого числа остатков моносахаридов. К ним относятся хорошо вам знакомые крахмал и целлюлоза. Учитель:- Почему углеводы получили такое название? Найти ответ в учебнике на стр. 234 (Углеводы – группа природных кислородсодержащих органических соединений – получили своё название в связи с тем, что вначале казалось, будто бы все эти соединения имеют состав, выражаемый в общем виде формулой Сn(Н2О)m (слайд №5) , т.е. они как бы состояли из углерода и воды.) Учитель:- Почему данное название является неточным? (Название углеводы закрепилось, хотя и противоречит истине: например, формальдегид или уксусная кислота не являются углеводами, хотя их состав отвечает этой общей формуле. (об-ся у доски записывают структурные и молекулярные формулы данных соединений) . Кроме того, позднее были обнаружены углеводы, не отвечающие этой формуле, но бесспорно, по другим признакам относящиеся к данному классу веществ.) Учитель: - Дело, таким образом, не в составе, а в проявляемых свойствах, тесно связанных с химическим строением.
5. Планирование. (2 мин.) ВОПРОС №2. Глюкоза – важнейший представитель углеводов-моносахаридов
Учитель: - Каким образом мы можем изучить строение глюкозы? (Изучить материал учебника, ее свойства) - Что нам в этом поможет? учебник, опыты, решение задач) «Открытие» нового знания (20 мин.) (слайд №6) Анализом установлен количественный состав глюкозы: На основании этих данных вывести молекулярную формулу молекулы глюкозы: м.д. С – 40% ,м.д. Н – 6,7% ,м.д. О – 53,3% М (глюкоза)= 180 г/моль Вывести молекулярную формулу глюкозы. Дано: Решение: ω % (С)=40% (0,4) ω % (Н)=6,7% (0,067) СхНуОz ω % (О)=53,3% (0,533) М(глюкоза)=180 г/моль 1) х:у:z = 0,4/12 : 0,067/1 : 0,533/16 х:у:z = 0,033 : 0,067 : 0,033 формула = ? х:у:z = 1 : 2 : 1 → СН2О 2) n = М(глюкоза) / М(СН2О) n = 180 / 30 = 6 → С6Н12О6
Ответ: формула - С6Н12О6 (слайд №7)
ВОПРОС №3. 3. Обоснование химического строения глюкозы
Беседа: 1 - проблемная ситуация
Учитель: - О чём говорит наличие шести атомов кислорода в молекуле глюкозы?
2 - Анализ проблемы, актуализация знаний обучающихся Обучающиеся: (предполагаемый ответ) Так как в состав входит кислород, следовательно, это кислородсодержащее вещество.
Учитель: - Нами были изучены такие кислородсодержащие вещества как спирты, альдегиды, карбоновые кислоты. Учитель: - Поэтому можно предположить, что в состав глюкозы могут входить или гидроксильные группы, или альдегидная группа, или карбоксильная группа. Учитель: - давайте вспомним и запишем общие формулы названных кислородсодержащих соединений. Обч-ся у доски записывает общие формулы данных классов соединений
3-Организация информационного поиска (слайд №8) Учитель: -Химическое строение вещества можно выяснить, изучив его химические свойства. С чего мы начнём наши исследования? У вас на партах лежат инструктивные карты, для проведения исследовательской работы. Обч-ся: Прежде всего можно предположить наличие карбоксильных групп.
Опыт№1. Качественная реакция на карбоновые кислоты. Испытайте раствор глюкозы действием лакмуса на наличие у нее кислотных свойств – результат отрицательный. Вывод – в глюкозе отсутствует карбоксильная группа СООН.
4 - Планирование эксперимента и обоснование выбранного плана решения проблемы Обч-ся: Можно предположить наличие гидроксильных групп, характерных для многоатомных спиртов, т.к. в молекуле глюкозы много кислорода
Учитель: -Какие многоатомные спирты мы изучили?(обуч-ся у доски записывает структурную формулу глицерина)
Учитель: -Давайте ваши гипотезы проверим на опыте.
Опыт№2. Качественная реакция на многоатомные спирты. а) Прилейте к раствору глюкозы избыток щелочи и добавьте несколько капель раствора CuSO . Что наблюдаете? Наличие, каких функциональных групп доказывает эта реакция? (образование ярко-синего окрашивания свидетельствует о наличии в молекуле глюкозы нескольких гидроксильных групп ─ОН). б) Нагрейте полученный ярко-синий раствор, что наблюдаете? Наличие, какой функциональной группы доказывает эта реакция? (при нагревании образуется с начала желтая, а за тем кирпично-красная окраска, это свидетельствует о наличии в молекуле глюкозы альдегидной группы ─СОН).
Опыт№3. Качественная реакция на альдегиды. Демонстрируется видеофрагмент реакции «серебряного зеркала». Какой из предыдущих выводов подтверждает эта реакция? Вывод: глюкоза является альдегидоспиртом.
(6 – Обработка результатов, формулирование выводов) Учитель: -Что же можно сказать о хим. строении молекулы глюкозы? (слайд №9 ) На основании результатов выполненных лабораторных опытов они делают вывод, что глюкоза – многоатомный спирт и альдегид одновременно, или точнее многоатомный альдегидоспирт.
На основании выводов практической работы записать структурную формулу молекулы глюкозы (уч-ся у доски записывает структурную формулу глюкозы)
Обч-ся: Так как альдегидная группа должна быть в конце углеродной цепи, две гидроксильные группы не могут находиться у одного атома углерода, а все атомы углерода в молекуле связаны между собой в прямую цепь, химическое строение молекулы глюкозы можно выразить такой формулой: /предполагаемый ответ/ (слайд №10) О // СН2 – СН – СН – СН – СН – С | | | | | \ ОН ОН ОН ОН ОН Н
(Демонстрация шаростержневой модели глюкозы - твердой глюкозы). !!!!
Учитель: -Часто мы будем прибегать к сокращённой формуле молекулы глюкозы: /записывают обучающиеся/ (слайд №11) О // СН2ОН – (СН2ОН)4 – С \ Н Демонстрация глюкозы (нитки) в стакане воды(слайд №12)
ВОПРОС №4. 4. Изомерия углеводов на примере глюкозы.
Учитель: -Давайте попробуем представить поведение молекулы глюкозы в воде. Представьте эту нитку, как молекулу глюкозы. Посмотрите, как она плавает в воде, изгибается /демонстрация/. - Также и молекула глюкозы в воде изгибается. В растворе может произойти замыкание молекулы в цикл и образуется циклическая форма. Замыкание происходит между 1 и 5 атомами углерода. Образовалась циклическая форма.
Учитель: -В водном растворе существует равновесие: Превращение молекулы линейного строения в молекулу циклического строения объяснимо, если вспомнить что атомы углерода могут вращаться вокруг -связей. -Альдегидная группа может приблизиться к гидроксильной группе 5-го атома углерода, поскольку атом кислорода карбонильной группы несёт на себе частичный - заряд, а атом водород гидроксильной группы - частично + заряд. Осуществляется своеобразный химический процесс: происходит разрыв -связи карбонильной труппы, к атому кислорода присоединяется атом водорода, а атом кислорода гидроксильной группы с атомом углерода замыкают цепь. Циклические формы находятся в равновесии, превращаясь и форму. Таким образом, в водном растворе глюкозы находятся три изомерные формы. Молекула кристаллической глюкозы -форма, при растворении в воде - открытая форма, а затем снова циклическая -форма. Такая изомерия называется динамической (таутомерия).
Учитель: (слайд №13) - Как вы думаете, как должны располагаться гидроксогруппы? (у разных атомов, иначе молекула будет неустойчивой.) - Итак, глюкоза в растворе глюкоза существует в и (энергитически более устойчива -60% молекул) форме, а доля альдегидной формы незначительна, это и объясняет отсутствие взаимодействия с фуксинсернистой кислотой. При этом гидроксильная группа может оказаться по ту или иную сторону плоскости цикла – соответственно образуются ά- и β-формы циклической глюкозы.
(слайд №14) Физические свойства глюкозы Чистая глюкоза – вещество белого цвета, плавится при температуре около 150◦С, хорошо растворяется в воде, сладкое на вкус.
Историческая справка (слайд 15) Сообщение учащихся. Учитель: -молекулярному составу С6Н12О6 соответствует много веществ различного строения: например, фруктоза в открытой форме имеет строение: (Слайд №16)
СН2 – СН – СН – СН – С – СН2 | | | | || | ОН ОН ОН ОН О ОН
Фруктоза намного слаще глюкозы, не даёт реакций альдегидной группы глюкозы, плавится при более низкой температуре. Тем самым ещё раз подтверждается, что свойства веществ – это функция их химического строения. - Как называются такие вещества, имеющие одну молекулярную формулу, но различное строение? (ответ обуч-ся)
6. Применение нового знания. ( 6 мин.) Пользуясь текстом учебника на стр.247-248 определите: - Какие функциональные группы имеет фруктоза? - Чем она является по строению? - Какое строение имеют ее молекулы?
Закрепление материала: работа с тестом ( обуч-ся раздаются карточки с тестами, по окончании – проверка результатов с помощью компьютера - слайд 12) 7. Рефлексия. (5 мин). Подведение итогов урока, выражают свое отношение к актуальности поднятой проблемы, выставление отметок.
8. Домашнее задание. (1 мин). (слайд 17) Д.з. § 22-23 (стр.234-248) повт.хим.свойства многоатомных спиртов и альдегидов, подготовить сообщение на тему «Превращение углеводов в организме человека»
Инструктивная карта по теме «Углеводы. Моносахариды» 10 класс
Опыт№1. Качественная реакция на карбоновые кислоты. К 1-2 мл раствору глюкозы по каплям добавить индикатор лакмус. Наблюдение:_____________________________________________________ Вывод:__________________________________________________________
Опыт№2. Качественная реакция на многоатомные спирты (а, б). а) К 1-2 мл раствору глюкозы прилить 2-4 мл щелочи и добавьте несколько капель раствора CuSO4. Что наблюдаете? Наличие, каких функциональных групп доказывает эта реакция. ___________________________________________________________ Вывод:____________________________________________________________
б) Нагрейте полученный ярко-синий раствор. Что наблюдаете? Наличие, какой функциональной группы доказывает эта реакция?___________________________________________________________ Вывод:____________________________________________________________
Опыт№3. Качественная реакция на альдегиды. (просмотр видеоролика) Демонстрируется видеофрагмент реакции «серебряного зеркала». Какой из предыдущих выводов подтверждает эта реакция?___________________________________________________________ Вывод: ______________________________________________________________
Инструктивная карта
Опыт №1. Испытайте раствор глюкозы действием лакмуса на наличие у нее кислотных свойств – результат отрицательный. Вывод – в глюкозе отсутствует карбоксильная группа СООН. Опыт №2. а)Прилейте к раствору глюкозы избыток щелочи и добавьте несколько капель раствора CuSO . Что наблюдаете? Наличие, каких функциональных групп доказывает эта реакция? (образование ярко-синего окрашивания свидетельствует о наличии в молекуле глюкозы нескольких гидроксильных групп ─ОН). б)Нагрейте полученный ярко-синий раствор, что наблюдаете? Наличие, какой функциональной группы доказывает эта реакция? ( при нагревании образуется с начала желтая, а за тем кирпично-красная окраска, это свидетельствует о наличии в молекуле глюкозы альдегидной группы ─СОН). Опыт №3. Демонстрируется видеофрагмент реакции «серебряного зеркала». Какой из предыдущих выводов подтверждает эта реакция? Вывод: глюкоза является альдегидоспиртом.
ПРИЛОЖЕНИЕ Тест по теме «Углеводы. Глюкоза»
Выбрать один ответ из четырёх: 1. Глюкоза относится к: 1) дисахаридам 2) моносахаридам 3) полисахаридам 4) карбоновым кислотам 2. Глюкоза по хим.строению является 1) одноатомным спиртом 2) альдегидом 3) многоатомным спиртом 4) многоатомным альдегидоспиртом 3. Молекулярная формула глюкозы 1) СН3СООН 2) С6Н12О6 3) С12Н22О11 4) НСОН 4. Изомером глюкозы является 1) сахароза 2) фруктоза 3) лактоза 4) крахмал 5. При взаимодействии глюкозы с гидроксидом меди (II) при нагревании образуется 1) красный осадок 2) ярко-синий раствор 3) синий осадок 4) красный раствор 6. Глюкоза образует циклические формы 1) только α-форма 2) α и β- формы 3) только β- формы 4) не образует 7. Глюкоза как альдегид вступает в реакцию с 1) гидроксидом меди (II) при нагревании 2) магнием 3) гидроксидом меди (I) при нагревании 4) гидроксидом меди (II) при комнатной температуре 8. Глюкоза как многоатомный спирт вступает в реакцию с 1) гидроксидом меди (II) при комнатной температуре 2) магнием 3) гидроксидом меди (I) при нагревании 4) гидроксидом меди (II) при комнатной температуре 9. Пи взаимодействии глюкозы с гидроксидом меди (II) при комнатной температуре образуется 1) синий осадок 2) красный осадок 3) ярко-синий раствор 4) красный раствор 10. Кристаллическая глюкоза содержит молекулы 1) с открытой цепью атомов 2) циклического строения 3) альдегидная и циклическая формы
