Đang tải... (xem toàn văn)
Giáo án Hóa học lớp 11 - Tiết 49+50: Ankin nhằm giúp các em học sinh biết được định nghĩa, công thức chung, đặc điểm cấu tạo, đồng phân, danh pháp, tính chất vật lí (quy luật biến đổi về trạng thái, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi, khối lượng riêng, tính tan) của ankin. Mời quý thầy cô và các em cùng tham khảo giáo án.
Ngày soạn: Tiết 49 + 50: ANKIN I. Mục tiêu chủ đề: 1. Kiến thức, kỹ năng, thái độ Kiến thức Biết được : Định nghĩa, cơng thức chung, đặc điểm cấu tạo, đồng phân, danh pháp, tính chất vật lí (quy luật biến đổi về trạng thái, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sơi, khối lượng riêng, tính tan) của ankin Tính chất hố học của ankin : Phản ứng cộng H2, Br2, HX ; Phản ứng thế ngun tử H linh động của ank1in ; phản ứng oxi hố) Điều chế axetilen trong phịng thí nghiệm và trong cơng nghiệp. Kĩ năng Quan sát được thí nghiệm, mơ hình phân tử, rút ra nhận xét về cấu tạo và tính chất của ankin Viết được cơng thức cấu tạo của một số ankin cụ thể Dự đốn được tính chất hố học, kiểm tra và kết luận Viết được các phương trình hố học biểu diễn tính chất hố học của axetilen Phân biệt ank1in với anken bằng phương pháp hố học Tính thành phần phần trăm về thể tích khí trong hỗn hợp Trọng tâm: Dãy đồng đẳng, đặc điểm cấu trúc phân tử, đồng phân và cách gọi tên theo danh pháp thơng thường, danh pháp hệ thống của ankin Tính chất hố học của ankin Phương pháp điều chế axetilen trong phịng thí nghiệm, trong cơng nghiệp Thái độ Say mê, hứng thú, tự chủ trong học tập; trung thực; u khoa học Nâng cao ý thức bảo vệ mơi trường 2. Định hướng các năng lực có thể hình thành và phát triển Năng lực giải quyết vấn đề, năng lực tư duy, năng lực hợp tác (trong hoạt động nhóm) Năng lực thực hành hóa học: Làm thí nghiệm, quan sát hiện tượng, giải thích các hiện tượng xảy ra khi tiến hành thí nghiệm về ankin Năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn cuộc sống Năng lực sử dụng ngơn ngữ: Diễn đạt, trình bày ý kiến, nhận định của bản thân Năng lực tính tốn qua việc giải các bài tập hóa học có bối cảnh thực tiễn II. Phương pháp và kĩ thuật dạy học 1. Phương pháp dạy học: Phương pháp dạy học nhóm, dạy học nêu vấn đề 2. Các kĩ thuật dạy học Hỏi đáp tích cực Nhóm nhỏ Thí nghiệm trực quan III. Chuẩn bị của giáo viên và học sinh 1. Giáo viên: Thí nghiệm axetilen tác dụng với nước brơm,dd KMnO4, AgNO3/NH3, đốt cháy Hố chất: Diêm, dd KMnO4, nước brơm,AgNO3/NH3, nước cất, CaC2 Dụng cụ: Ống nghiệm, nút cao su có ống dẫn khí 2. Học sinh: Học bài cũ, chuẩn bị bài mới bảng hoạt động nhóm Bút mực viết bảng IV. Chuỗi các hoạt động học: A. Hoạt động trải nghiệm, kết nối (10 phút) Mục tiêu Huy động các kiến thức đã được học của HS về axetilen ở lớp 9, tạo nhu cầu tiếp tục tìm hiểu kiến thức Phương thức tổ chức HĐ nhóm: để hồn thành nội dung trong phiếu học tập số 1 Kết quả + Hiện tượng: GV chia lớp thành 4 nhóm, các dụng cụ thí nghiệm và hóa chất TN 1: axetilen làm mất màu dd Brom được giao đầy đủ về cho từng nhóm GV giới thiệu hóa chất, dụng cụ và cách tiến hành các thí nghiệm TN 2: axetilen làm mất màu dd điều chế axetilen axetilen với dd brom,dd KMnO4 , dd KMnO4 AgNO3/NH3, đốt cháy TN 3: Xuất kết tủa vàng (Nếu HS chưa rõ cách tiến hành thí nghiệm, GV nhắc lại một lần nhạt nữa để các nhóm đều nắm được) TN 4: Axetilen cháy có ngọn lửa sáng. Đánh giá + Qua quan sát: Trong q trình hoạt động nhóm làm thí nghiệm, GV quan sát tất nhóm, kịp thời phát hiện những khó khăn, vướng mắc của HS và Tìm hiểu về tính chất hóa học của ankin thơng qua việc làm thí nghiệm Phiếu học tập số 1 Với những dụng cụ và hóa chất đã có sẵn, hãy làm các TN sau: 1) Điều chế axetilen 2) Dẫn khí axetilen vào các dd sau: dd brom, dd KMnO4 , dd AgNO3/NH3 3) Đốt cháy axetilen Quan sát hiện tượng xảy ra. So sánh với anken đã học, hãy cho biết có những tính chất nào giống và khác so với anken đã học. Giải thích tại sao có sự giống và khác nhau đó? Từ đó hãy cho biết những tính chất hóa học của ankin.Viết phương trình phản ứng minh họa + Giải thích: Vì phân tử ankin có 2 liên kết pi kém bền nên dễ tham gia phản ứng cộng và bị oxi hóa => Ankin có phản ứng cộng,phản ứng oxi hóa HS khơng giải thích được vì sao Rèn năng ankin tác dụng với dd lực thực AgNO3/NH3 cịn anken thì khơng hành hóa HS phát triển kỹ năng học, năng làm thí nghiệm, quan sát, nêu lực hợp tác tượng giải và năng lực Các nhóm phân cơng nhiệm vụ cho từng thành viên: tiến hành thí thích số tượng nghiệm, quan sát và thống nhất để ghi lại hiện tượng xảy ra, … sử dụng vào bảng phụ, viết ý kiến của mình vào giấy và kẹp chung với Mâu thuẫn nhận thức khi HS ngơn ngữ: bảng phụ Diễn đạt, khơng giải thích sao trình bày ý HĐ chung cả lớp: ankin tác dụng với dd kiến, nhận GV mời một nhóm báo cáo kết quả, các nhóm khác góp ý, bổ AgNO3/NH3 cịn anken thì khơng định của bản sung thân Vì là hoạt động trải nghiệm kết nối để tạo mâu thuẫn nhận thức nên giáo viên khơng chốt kiến thức. Muốn hồn thành đầy đủ và đúng nhiệm vụ được giao HS phải nghiên cứu bài học mới. có giải pháp hỗ trợ hợp lí + Qua báo cáo các nhóm và sự góp ý, bổ sung nhóm khác, GV biết HS có những kiến thức nào, kiến thức cần phải điều chỉnh, bổ sung các hoạt động tiếp theo GV chuyển sang hoạt động tiếp theo: HĐ hình thành kiến thức B. Hoạt động hình thành kiến thức Hoạt động 1: Tìm hiểu khái niệm, đồng phân,danh pháp,TCVL của ankin: (15 phút) Mục tiêu Phương thức tổ chức Kết quả Đánh giá Nêu đượ c đồngđẳng,đồn g phân,danh pháp của ankin Nêu được một số tính chất vật lí của ankin (trạng thái, nhiệt độ sôi, khả năng tan trong nước) Rèn năng lực tự học, năng lực hợp tác, năng lực sử dụng ngôn ngữ hố học. HĐ nhóm: GV phát phiếu học tập phân cơng nhiệm vụ ở mỗi nhóm,u cầu các nhóm thảo luận đề hồn thành nhiệm vụ đã giao trong phiếu học tập số 2 PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2 1)Em hãy cho biết: CTPT của các đồng đẳng tiếp theo của axetilen( C2H2),từ đó rút ra CTTQ của ankin Từ cấu tạo phân tử của axetilen(ankin đơn giản nhất),rút ra định nghĩa về ankin 2) Viết các đồng phân của ankin C4H6 , C5H8. Phân loại các đồng phân vừa viết được 3) Nghiên cứu sách giáo khoa về cách đọc tên ankin(tên thường và tên thay thế) gọi tên các ankin sau: HC CH CH≡CCH3 CH3C≡CCH3 CH3C≡CCH2CH3 CH C CH CH CH3 + Thông qua C2H2, C3H4, C4H6…. lập thành dãy đồng đẳng của quan sát mức độ và axetilen hiệu quả CT chung: CnH2n2 (n 2) tham gia Cấu tạo: mạch hở, chứa 1 liên kết ba vào hoạt => Ankin la hiđrocacbon không no, mach h ̀ ̣ ở co 1 ́ động của liên kêt ba trong phân t ́ ử học sinh 1) Đồng đẳng: 2) Đồng phân: + C4H6: CH≡C–CH2–CH3 va ̀CH3 – C ≡C – CH3 + C5H8: CH≡C–CH2–CH2 –CH3 (1) CH3–C≡C–CH2 – CH3 (2) CH C CH CH3 CH3 (3) (1) và (2) : đồng phân vị trí liên kết 3 (1) ; (2) với (3) : đồng phân mạch cacbon 3) Danh pháp: CTCT 4) Trình bày tính chất vật lý của ankin: Trạng thái,khả năng tan trong nước CH≡CH Quy luật biến đổi về nhiệt độ sơi, nhiệt độ nóng CH≡CCH3 chảy của các ankin.So sánh với các anken cùng số ngun tử cacbon HĐ chung cả lớp: GV mời mỗi nhóm báo cáo kết quả (mỗi nhóm 1 nội dung), các nhóm khác + Thơng qua HĐ chung của cả lớp, GV hướng dẫn HS thực hiện các yêu cầu và điều chỉnh Tên thông thường Axetilen Metyl axetilen CH3C≡CCH3 Đimetyl axetilen But2in Tên thay Etin Propin CH góp ý, bổ sung, phản biện. GV tổng hợp và chốt lại kiến thức. C CH CH3 CH3 Isopropyl axetilen 3metyl but1in CH3C≡CCH2CH3 Etyl mety axetilen pent2in II. Tính chất vật lý: (sgk) Hoạt động 2: Tìm hiểu về tính chất hóa học của ankin ( 25 phút) Mục tiêu HS hiểu vì ankin có nhiều tính chất hóa học tương tự anken(phản ứng cộng) Biết viết PTHH minh họa cho các phản ứng của ankin Biết thao tác, kĩ thực hành thí nghiệm: khoa học, sử dụng hóa chất an tồn, tiết kiệm Phương thức tổ chức + HĐ nhóm: GV tổ chức hoạt động nhóm để tiếp tục hồn thành nhiệm vụ ở phiếu học tập số 1, tập trung vào việc so sánh tính chất hóa học của ankin và anken khác điểm nào?Tại ankin có thể cộng 2 phân tử tác nhân cịn anken thì chỉ cộng 1 phân tử tác nhân. Kết quả IV. Tính chất hóa học: Nhận xét: Trong phân tử ankin, có 1 liên kết ϭ và 2 liên kết π kém bền. Cũng giống như liên kết π trong phân tử anken, liên kết π trong phân tử ankin kém bền, dễ bị đứt gãy. Vì vậy, phản ứng đặc trưng của ankin là phản ứng cộng. Ngồi ra, cũng giống như anken, ankin cịn tham gia phản ứng nhị hợp, tam hợp và phản ứng oxi hóa. Đối với an1in cịn có phản ứng thế ngun tử H liên kết với ngun tử C của liên kết ba bằng ngun tử kim loại + HĐ chung cả lớp: Các nhóm 1.Phản ứng cộng báo cáo kết phản biện a. Công H ̣ ́ ́ ́ 2 vơi xuc tac Ni, t cho nhau. GV chốt lại kiến thức. + Công liên tiêp theo hai giai đoan: ̣ ́ ̣ Ni,t (sản phẩm nhóm HĐ 1 GĐ1: CH CH + H2 CH2=CH2 vẫn được lưu giữ trên bảng) Axetilen Eten Đánh giá + Thông qua quan sát mức độ và hiệu quả tham gia vào hoạt động của học sinh + Thơng qua báo cáo của nhóm và sự góp ý, bổ sung của các nhóm khác, GV hướng dẫn HS chốt Khả năng hợp tác HS hoạt động nhóm: nghiên cứu, thảo luận để thực hiện nhiệm vụ học tập Rèn năng lực thực hành hóa học, lực hợp tác và năng lực trình bày diễn đạt, ứng phó với tình GĐ2: CH2=CH2+ H2 Ni,t CH3CH3 Eten Etan *Lưu ý: Nếu dùng xuc tac Pd/PbCO ́ ́ ́ ưng lai tao anken ̀ ̣ ̣ 3 thì phản ưng d Pd/PbCO ,t CH CH+H2 CH2=CH2 Ứng dung: phan ̣ ̉ ưng dung đê đi ́ ̀ ̉ ều chế anken tư ankin ̀ Nếu dùng xúc tác Ni thì phản ứng tạo ankan CH CH + H2 Ni,t CH3CH3 b. Cơng brom, clo ̣ Cơng theo hai giai đoan: ̣ ̣ CH CH + Br2 " CHBr = CHBr 1,2 đibrometen CHBr=CHBr + Br2" CHBr2CHBr2 1,1,2,2tetrabrometan Ankin làm mất màu dd Brom + Nếu HS vẫn khơng giải quyết được, GV có thể gợi ý cho HS dựa vào cấu tạo của ankin khác anken là ankin có tới 2 lk pi nên ankin tham gia phản ứng cộng với phân tử tác nhân tạo thành hợp chất không no loại anken hoặc hợp chất no Dự kiến số khó khăn, vướng mắc của HS và giải pháp hỗ trợ: + HS có thể khơng biết được phản ứng đime hóa và trime hóa của ankin khác hay giống phản ứng trùng hợp của anken; khi đó GV nên lưu ý HS là: về mặt bản chất thì 2 phản ứng đều giống phân tử ankin và anken tự cộng hợp với nhau,nhưng ankin chủ yếu tham gia cộng 2 phân tử (gọi là đime hóa) hoặc 3 phân tử (gọi là trime hóa) Tổng quát: CnH2n2 + 2Br2 → CnH2n2 Br4 c. Công HX ̣ (X la OH, Cl, Br …) ̀ + Công liên tiêp theo hai giai đoan: ̣ ́ ̣ t ,xt CH CH + HCl CH2=CHCl vinylclorua CH2=CHCl+ HCl t ,xt CH3CHCl2 1,1 đicloetan *Phản ứng cộng HX vào ankin trong dãy đồng đẳng của axetilen cũng tuân theo qui tắc Maccopnhicop như anken *Lưu ý: Nếu dung xúc tác HgCl2, 150200oC, phản ứng dừng lại tạo vinylclorua CH CH + HCl t ,xt CH2=CHCl Nếu không dùng xúc tác HgCl2 phản ứng tạo thành 1,1đicloetan + HS có thể gặp khó khăn khi trả lời câu hỏi tại sao ankin có phản ứng ion kim loại,cịn các hidrocacbon khác thì khơng; khi đó GV nên lưu ý HS là: Nguyên tử H liên kết trực CH CH + HCl tiếp với cacbon mang liên kết ba t0 ,xt CH3CHCl2 được các kiến thức có tính linh động cao các nguyên tử H khác nên có thể bị thay thế bằng ion kim loại. * Chú ý: Phản ứng cộng H2O của các ankin chỉ xảy ra theo tỉ lệ số mol 1:1 CH CH +H2O HgSO4 [ CH2 =CH -OH ] CH3 -CH =O khơng bên ̀ anđehit axetic d) Phản ứng đime, trime hóa + Phan ̉ ưng đime hoa (nh ́ ́ ị hợp): CH CH + CH CH xt, t0 CH C CH =CH2 vinyl axetilen + Phan ̉ ưng trime hoa (tam h ́ ́ ợp): 3CH CH 6000C boä tC hay Bezen benzen 2. Phản ứng thế của ion kim loại (tác dụng với AgNO3/NH3) CH CH+2AgNO3+2NH3 " Ag – C C – Ag" + 2NH4NO3 bac axetilua ̣ ( Ag2C2 mau vang) ̀ ̀ Nhân xet: ̣ ́ + Nguyên tử H liên kêt v ́ ơi nguyên t ́ ử C nôi ba linh đông h ́ ̣ ơn cać nguyên tử H khac nên dê bi thay thê băng ion kim loai ́ ̃ ̣ ́ ̀ ̣ + Phan ̉ ưng thê cua ank1in v ́ ́ ̉ ơi dung dich AgNO ́ ̣ ́ 3/ NH3 giup phân biêt ank1in v ̣ ơi cac ankin khac và anken ́ ́ ́ 3.Phản ứng oxi hóa a) Phản ứng oxi hóa hồn tồn VD: C2H2 + 5/2O2 → 2CO2 + H2O 3n O2 → nCO2 + (n1)H2O Nhận xét: Số mol H2O