2.4.1. Giới thiệu tổng quát hệ thống THCVĐ phần hóa hữu cơ THPT
Dựa trên các nguyên tắc và qui trình xây dựng THCVĐ, tác giả đã tiến hành xây dựng được hệ thống THCVĐ như sau:
Bảng 2.1. Tổng hợp hệ thống các THCVĐ
STT THCVĐ Dùng trong bài
1
Tại sao chỉ từ một nguyên tố cacbon có thể tạo nên hàng triệu hợp chất hữu cơ, gấp hơn 10 lần số lượng các hợp chất của các nguyên tố khác? Và tại sao có cả ngành khoa học lớn chỉ chuyên nghiên cứu về hợp chất của cacbon?
Mở đầu về hóa hữu cơ
2
Tại sao ancol etylic và đimetyl ete có cùng công thức
phân tử C2H6O nhưng lại có tính chất khác nhau như vậy? Cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ
3
Trong câu chuyện “Truyền thuyết về thành phố HC xinh đẹp” đã có những phản ứng hóa học nào xảy ra? Giữa parafin và metan, etan, propan, butan có mối liên hệ gì? Tại sao chỉ có butan làm việc cho ông chủ crackinh, còn metan, etan và propan thì không?
Ankan 4 Vì sao không dùng nước dập tắt các đám cháy do xăng
dầu gây ra? 5
Ankan là chất không màu, không mùi. Xăng, dầu cũng là ankan nhưng trên thực tế chúng lại có màu, và gas lại có mùi. Vì sao vậy?
6
Cùng là xicloankan nhưng tại sao chỉ có xiclopropan và xiclobutan có phản ứng cộng mở vòng còn các xiclo khác thì không ?
Xicloankan
7
Trong câu chuyện “Truyền thuyết về thành phố HC xinh đẹp” (phần tiếp theo) trên có bao nhiêu phản ứng xảy ra? Đó là những phản ứng nào?
Anken 8 Chất X có CTPT C4H8, X có phải là đồng đẳng của etilen
không? Hãy giải thích.
9 Tại sao cùng là anken, cùng có CTPT là C4H8 nhưng but- 2-en có đồng phân hình học còn but-1-en thì không? 10 Tại sao trong anken có liên kết đôi nhưng lại có khả năng
phản ứng cao hơn phân tử ankan (chỉ có liên kết đơn)? 11
Tại sao cùng là anken nhưng etilen cộng với phân tử HX thu được một sản phẩm, còn propen cộng với HX thu được hai sản phẩm?
12 Chuyện gì xảy ra khi để trái cây còn xanh gần trái cây đã chín?
13 Tại sao các bác nông dân thường dùng túi nhựa để bao trái cây lại?
14
Làm thế nào để trái cây chậm chín? Người nông dân làm cách nào đưa dần trái cây lên chợ mà chúng vẫn còn tươi, không bị chín rụt nhưng vẫn đảm bảo an toàn thực phẩm? 15
Trong câu chuyện “Truyền thuyết về thành phố HC xinh đẹp” có những phản ứng hóa học nào đã xảy ra? Nếu butan dùng bánh mì “nóng hổi khí H2”(có tẩm bột Ni) có biến axetilen thành etilen được không?
Ankin 16 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tại sao cùng là ankin, cùng cộng với HX nhưng khi cộng với H2O phản ứng chỉ xảy ra theo tỉ lệ mol 1:1 và cho sản phẩm hoàn toàn khác với khi cộng HCl?
17 Tại sao but-1-in tác dụng được với dd AgNO3/NH3 thu được kết tủa vàng còn but-2-in thì không?
18 Tại sao nước đá cháy được? 19
Vì sao ngày nay, người ta chọn etilen làm nguyên liệu chính trong công nghiệp tổng hợp các chất hữu cơ hơn là axetilen ?
20
Hãy giải thích tại sao người ta không dùng etan thay cho axetilen mặc dù nhiệt tỏa ra khi đốt cháy ở cùng điều kiện 1 mol của etan (1562 kJ/mol) cao hơn của axetilen (1302 kJ/mol)?
21 Vì sao khi ném đất đèn xuống ao làm cá chết?
22 Tại sao gọi là HC thơm? Có phải chúng có mùi thơm không? Benzen và đồng đẳng. Một số hiđrocacbon thơm khác 23
Từ giấc mơ “con rắn tự cắn đuôi” Kê-ku-lê đã tìm ra CTCT của benzen:
HC CH HC
HC CH CH
hay . Vậy công thức này cho đến ngày nay còn đúng không?
24 Vì sao trong phân tử benzen có 3 liên kết π nhưng lại không làm mất màu brom ở điều kiện thường?
25
Tại sao cùng là hiđrocacbon thơm nhưng benzen không làm mất màu dd thuốc tím, còn toluen thì lại làm mất màu dd thuốc tím (khi đun nóng)?
26 Trong bài thơ “Nhớ chuyện benzen” đã có những phản ứng hóa học nào xảy ra?
27 Tại sao xoong chảo đun trên bếp dầu thường bị đen hơn
đun trên bếp gas? hiđrocacbon Nguồn
thiên nhiên 28 Người thợ sửa xe thường dùng xăng để rửa các vết dầu
bẩn, cách làm đúng hay sai? Vì sao?
29 Thuốc tiên cho các cầu thủ là gì? Có phải sau khi dùng
30
Rượu có thực sự là “một thứ nước của sự sống” như người xưa nói không? Tại sao từ nho lại có thể tạo ra rượu? Đã có phản ứng hóa học nào xảy ra? Từ những nguồn thực phẩm khác có thể tạo ra rượu không?
Ancol 31
Tại sao ancol và các phân tử ete, hiđrocacbon và dẫn xuất halogen của hiđrocacbon có khối lượng phân tử gần bằng nhau nhưng ancol lại có nhiệt độ sôi cao hơn hẳn?
32
Tại sao cùng là ancol, cùng có nhóm –OH trong phân tử nhưng chỉ có glyxerol hòa tan được Cu(OH)2 còn các ancol khác thì không?
33
Tại sao khi tách nước phân tử etanol và propanol chỉ thu được một sản phẩm, còn butan-2-ol thu được 2 sản phẩm? Sản phẩm nào là chính?
34 Tại sao đèn cháy mà không có ngọn? (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
35 Tại sao khi đốt xăng, cồn thì cháy hết sạch, còn đốt than, gỗ còn lại tro?
36 Trong y tế, dung dịch dùng sát khuẩn, rửa vết thương là gì? Tại sao nó có thể sát khuẩn?
37 Trên các nhãn chai rượu thường ghi các con số như 370 , 450. Vậy con số đó có ý nghĩa gì?
38 Tại sao cùng có nhóm –OH trong phân tử nhưng chỉ có phenol tác dụng được với dd NaOH còn etanol thì không?
Phenol 39
Tại sao phenol và benzen đều có vòng benzen trong phân tử nhưng chỉ có phenol tác dụng được với nước brom, còn benzen thì không?
40
Tại sao trong công nghiệp sản xuất phích người ta không dùng HCHO để thực hiện phản ứng tráng gương mà lại
dùng glucozơ ? Anđehit
41
Tại sao giữa ancol và axit (cùng phân tử khối) đều có khả năng tạo liên kết hiđro nhưng axit lại có nhiệt độ sôi cao hơn hẳn?
Axit cacboxylic 42 Vì sao nên bôi nước vôi hoặc nước xà phòng vào vết côn
trùng đốt? 43
Vì sao có một số loại quả chưa chín vừa cứng, vừa chua lại vừa chát, nhưng quả chín vừa ngọt, vừa mềm, vừa thơm?
44
Tại sao không dùng số mg NaOH để tính chỉ số axit và chỉ số xà phòng hóa mà cứ phải là số mg KOH? Nếu lấy số
mg NaOH để tính các chỉ số trên được hay không? Este 45 Vì sao khi nói đến thịt mỡ thì người ta thường nhắc đến
dưa hành? Lipit
46 So về độ ngọt, saccarin có độ ngọt gấp gần 435 lần đường
lại dùng saccarin?
47 Vì sao khi được nấu lên có loại gạo cho cơm khô, loại cho
cơm dẻo và đặc biệt là gạo nếp cho cơm nếp rất dẻo? Saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ 48 Vì sao giấy để lâu lại bị ố vàng?
49 Cùng là amin, nhưng tại sao chỉ các ankylamin làm quì tím hóa xanh, còn anilin không làm đổi màu quì tím?
Amin 50
Vì sao cá có mùi tanh? Tại sao cá nước ngọt ít tanh hơn cá biển? Và tại sao khi nấu canh cá, người ta hay nấu chung với đồ chua: cải chua, me, cà chua,...
51 Vì sao rượu có thể làm mất mùi tanh của cá?
52 Vì sao không nên pha sữa đậu nành với trứng gà hoặc đường
đỏ ? Peptit và protein
53 Vì sao hàng dệt may bằng sợi tổng hợp hay bắn ra tia lửa? Polime 54 Vì sao tã lót “không ướt”lại không thấm ướt nước tiểu?
2.4.2. Hệ thống THCVĐ phần Đại cương về hóa hữu cơ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tình huống 1: Tại sao chỉ từ một nguyên tố cacbon có thể tạo nên hàng triệu hợp chất hữu cơ, gấp hơn 10 lần số lượng các hợp chất của các nguyên tố khác? Và tại sao có cả ngành khoa học lớn chỉ chuyên nghiên cứu về hợp chất của cacbon?
GV đặt vấn đề: Từ nhiều nguyên tố khác nhau tạo nên rất nhiều hợp chất vô
cơ khác nhau, nhưng chỉ từ nguyên tố cacbon và một số ít nguyên tố khác lại tạo nên hàng chục triệu hợp chất hữu cơ, gấp hơn mười lần số lượng các hợp chất không chứa cacbon của tất cả các nguyên tố khác, và tỉ số này sẽ ngày càng tăng lên. Tại sao vậy? Và vì sao lại có cả ngành khoa học lớn chuyên nghiên cứu các hợp chất chỉ của cacbon?
Hình 2.2. Biểu đồ so sánh lượng hợp chất vô cơ và hữu cơ
Giải quyết vấn đề:GV hướng dẫn HS giải quyết vấn đề thông qua đó mở đầu
Hợp chất vô cơ
Hợp chất hữu cơ
bài giảng.
Cacbon là nguyên tố đặc biệt, có một không hai: nguyên tử cacbon không chỉ liên kết được với các nguyên tử của các nguyên tố khác mà còn liên kết được với nhau bằng các liên kết tương đối bền tạo ra các dạng mạch hở, mạch vòng từ đơn giản đến phức tạp và đa dạng. Hơn nữa các hợp chất hữu cơ có vai trò cực kì to lớn trong đời sống nhân loại. Các hợp chất hữu cơ tạo ra thức ăn, đồ mặc, thuốc chữa bệnh, và nhiều vật dụng thiết yếu khác. Các hợp chất hữu cơ có mặt ở tất cả các ngành kinh tế và các lĩnh vực khoa học, kỹ thuật. Hơn thế nữa, hợp chất hữu cơ còn là những hợp chất trung tâm của sự sống trên hành tinh của chúng ta.
Như vậy, những hợp chất nào là hợp chất hữu cơ, có đặc điểm cấu tạo và tính chất ra sao? Có những ứng dụng thực tế nào?
Sau khi nghiên cứu bài học hôm nay cũng như các tiết học sau, chúng ta sẽ lần lượt trả lời được những câu hỏi trên.
Hình 2.3. Mô hình phân tử mạch cacbon
Tình huống 2: Tại sao ancol etylic và đimetyl ete có cùng CTPT C2H6O nhưng lại có tính chất khác nhau như vậy?
Đặt vấn đề:GV chiếu hoặc cho HS quan sát 2 lọ đựng ancol etylic và đimetyl ete, sau đó tiến hành làm thí nghiệm cho 2 chất tác dụng với Na. Từ đó GV nêu vấn đề: Tại sao ancol etylic và đimetyl ete có cùng CTPT C2H6O nhưng lại có tính chất khác nhau như vậy?
etylic và đimetyl ete, từ đó giúp HS thấy được 2 chất có cùng CTPT nhưng có thứ tự liên kết khác nhau nên tạo ra 2 chất khác nhau và có tính chất khác nhau.
Hình 2.4. Mô hình cấu tạo phân tử ancol etylic và đimetyl ete
Kết luận vấn đề:GV yêu cầu HS nêu luận điểm 1 của thuyết cấu tạo hóa học.
2.4.3. Hệ thống THCVĐ phần hiđrocacbon no
Tình huống 3 : Trong câu chuyện “Truyền thuyết về thành phố hiđrocacbon
xinh đẹp” đã có những phản ứng hóa học nào xảy ra? Giữa parafin và metan, etan, propan, butan có mối liên hệ gì? Tại sao chỉ có butan làm việc cho ông chủ crackinh, còn metan, etan và propan thì không?
Đặt vấn đề: GV kể HS nghe câu chuyện “Truyền thuyết về thành phố hiđrocacbon xinh đẹp”.
Câu chuyện xảy ra tại thành phố Hidrocacbon xinh đẹp thuộc vương quốc
Hữu Cơ giàu có. Trong một gia đình nọ thuộc dòng họ Parafin quyền quý sinh
được 4 người con trai, lần lượt đặt tên là Metan, Etan, Propan, Butan.
Gia đình họ đang sống rất hạnh phúc thì chẳng may bất hạnh trút xuống đầu họ:
ông bố Cacbon mắc bệnh viêm phổi nặng nên qua đời. Bà mẹ Hidro vì quá đau khổ
nên cũng qua đời sau đó vài tháng. Cha mẹ mất đi để lại cho 4 anh em nhà họ một
gia tài kết xù: 3 căn biệt thự Buret, 2 khu resort Ly tâm, 4 chiếc xe Sinh hàn đời mới, và một khối lượng vàng khổng lồ được trữ trong ngân hàng Chuẩn độ (CD
bank). Ba người con đầu ỷ có tiền có của, quen thói tiêu xài phung phí, ăn chơi trác (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
táng cùng với mấy đứa con gái nhà Halogen. Ngồi ăn thì núi cũng lỡ, sau những
tháng ngày sa đọa, chúng trắng tay và phải sống bám vào nhà Halogen .
Còn người con út Butan, vốn là người hiền lành, tốt bụng, chăm chỉ học hành, anh vừa tốt nghiệp trường Đại học Mỏ địa chất Molipđen. Hiện anh đang làm việc ở mỏ dầu Xutacom, dưới sự quản lý của ông chủ Crackinh - một người keo kiệt và độc ác.
(Còn tiếp…).
GV nêu vấn đề: Trong câu chuyện đã có những phản ứng hóa học nào xảy ra? Giữa parafin và metan, etan, propan, butan có mối liên hệ gì? Tại sao chỉ có butan làm việc cho ông chủ crackinh, còn metan, etan và propan thì không?
GV có thể cho HS phát biểu, nhưng chắc chắn HS không trả lời được vì HS đang được đặt trong tình huống bế tắc.
GV dẫn vào bài mới: chúng ta sẽ trả lời được những câu hỏi trên, cũng như sẽ giải thích được các ngụ ý trong câu chuyện, sau khi chúng ta nghiên cứu bài học hôm nay, bài ankan.
Tình huống 4: Vì sao không dùng nước dập tắt các đám cháy do xăng dầu gây ra?
Đặt vấn đề:
GV: khi gặp đám cháy xảy ra, em thường dặp tắt lửa bằng cách nào? HS: em dùng nước để dặp tắt.
GV: vậy nếu gặp đám cháy do xăng, dầu gây ra thì sao? HS:...
GV đặt vấn đề: Vì sao không dùng nước dập tắt các đám cháy do xăng dầu
gây ra?
Giải quyết vấn đề:
GV hướng dẫn HS liên hệ tính chất vật lí của xăng, dầu để trả lời.
HS: Xăng, dầu là những chất không tan trong nước và nhẹ hơn nước. Vì vậy, với các đám cháy do xăng, dầu gây ra không dùng nước để dặp tắt mà dùng cát hoặc bình chứa khí cacbonic. Nếu dùng nước sẽ làm đám cháy lan rộng ra và ngày càng to hơn.
GV kết luận vấn đề: Xăng, dầu đều là ankan từ C5-C20. Như vậy, hầu hết ankan đều nhẹ hơn nước, không tan trong nước, không màu, không mùi (trừ ankan từ C5-C16).
Tình huống 5: Ankan là chất không màu, không mùi. Xăng, dầu cũng là ankan nhưng trên thực tế chúng lại có màu, và gas lại có mùi. Vì sao vậy?
Sau khi GV kết luận vấn đề ở tình huống 2, GV tiếp tục đặt vấn đề cho tình huống 3.
Đặt vấn đề: Ankan là chất không màu, không mùi. Vậy tại sao trên thực tế xăng lại có màu, và gas lại có mùi?
Giải quyết vấn đề: GV hướng dẫn HS giải quyết vấn đề từ đó giúp HS mở rộng kiến thức.
Thực tế xăng không có màu, nhưng để giúp người tiêu dùng nhận biết chủng loại và chất lượng xăng, nên người ta pha màu cho xăng. Hiện nước ta chưa có quy định pha màu cho xăng, xong Tổng công ty xăng dầu Việt Nam (Petrolimex) đã pha màu đỏ cho xăng RON 90, màu xanh cho RON 92 để giúp người tiêu dùng nhận biết sản phẩm.
Tại nhiều nước trên thế giới, các loại xăng được phân biệt bằng màu sắc như xăng cao cấp ở Australia có màu vàng, loại thường có màu tím nhạt. Ở Nhật, loại cao cấp màu vàng, xăng thường màu da cam.
Và thực tế gas là ankan thấp không có mùi, nhưng để bảo đảm an toàn nhà sản xuất cho chất tạo mùi vào gas (thường pha một lượng mercaptan: etylmetyl- mercaptan vốn có mùi thối rất đặc trưng và nhạy với mũi người) để giúp người tiêu dùng có thể phát hiện ra nếu gas bị rò rĩ.
Tình huống 6: Cùng là xicloankan nhưng tại sao chỉ có xiclopropan và xiclobutan có phản ứng cộng mở vòng còn các xiclo khác thì không ?
Đặt vấn đề: Sau khi dạy phần phản ứng cộng mở vòng của vòng 3,4 cạnh, GV yêu cầu HS viết phương trình phản ứng cộng H2, HBr với xiclopentan.
HS: Viết phương trình phản ứng như của vòng 3,4 cạnh.
GV: Các phản ứng trên không xảy ra. Mặc dù cùng là ankan nhưng chỉ có các xicloankan vòng 3,4 cạnh mới có khả năng tham gia phản ứng cộng mở vòng còn