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
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? (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
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 các xicloankan khác thì không. Vì sao vậy?
GV hướng dẫn HS giải quyết vấn đề: Các vòng nhỏ 3,4 cạnh có sức căng góc rất lớn nên chúng có khuynh hướng phá vỡ vòng dẫn đến vòng 3,4 cạnh kém bền dễ dàng tham gia phản ứng cộng mở vòng với tác nhân H2, Br2 và HBr. Các
vòng từ 5 cạnh trở lên có sức căng góc nhỏ, bền nên rất khó phá vỡ vòng, vì vậy chúng hầu như không tham gia phản ứng cộng.
Hình 2.5. Mô hình phân tử xiclopropan, xiclobutan và xiclopentan
Kết luận vấn đề: Các xiclo vòng 3,4 cạnh kém bền nên tham gia phản cộng mở vòng còn các xiclo vòng lớn không tham gia phản ứng cộng.
2.4.4. Hệ thống THCVĐ phần hiđrocacbon không no Tình huống 7 :
GV yêu cầu các nhóm HS hoàn thành phiếu học tập về phân loại các hiđrocacbon.
Phiếu học tập: Dựa vào đặc điểm cấu tạo, các em phân loại các chất sau thành 2 nhóm: CH3 – CH3; CH2 = CH2; CH3 – CH2 – CH3; CH ≡ C – CH3; CH2 = CH – CH = CH2. Gọi tên từng nhóm.
GV gọi HS bất kì lên bảng trình bày.
GV đặt vấn đề: Các chất loại 2 là HC không no. Vậy HC không no là gì? Tại sao gọi là không no?
Giải quyết vấn đề: GV hướng dẫn HS dựa vào đặc điểm cấu tạo phân tử của các chất loại 2 để giải quyết vấn đề.
Hiđrocacbon không no mạch hở gồm: + Anken (1 liên kết đôi).
+ Ankađien (2 liên kết đôi). + Ankin (1 liên kết ba).
GV kể HS nghe đoạn tiếp theo trong chuyện: “Truyền thuyết về thành phố hiđrocacbon xinh đẹp” để vào bài anken.
Sau khi kể xong GV đưa ra câu hỏi để nêu vấn đề: trong câu chuyện trên có bao nhiêu phản ứng xảy ra? Đó là những phản ứng nào?
GV dẫn dắt vào bài mới.
Tình huống 8: cho chất có CTPT C4H8, nó có phải là đồng đẳng của etilen không? Hãy giải thích.
Sau khi học xong phần đồng đẳng, GV đặt vấn đề: Cho chất có CTPT C4H8, nó có phải là đồng đẳng của etilen không? Hãy giải thích.
HS: C4H8 là đồng đẳng của etilen C2H4.
GV hướng dẫn HS giải quyết vấn đề: C4H8 có CTPT hơn C2H4 hai nhóm CH2, tuy nhiên C4H8 có thể không phải là đồng đẳng của etilen. Tại sao vậy?
GV yêu cầu HS nhắc lại công thức chung của xicloankan và khái niệm đồng đẳng.
HS: … (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
GV nhận xét và đưa ra kết luận: Chúng ta chưa thể kết luận là đồng đẳng của etilen hay không vì phải dựa vào cấu tạo của C4H8, nếu có cấu tạo mạch hở (có một nối đôi) thì đó là đồng đẳng của etilen, nếu là mạch vòng no thì C4H8 là đồng đẳng của xicloankan. Kết luận vấn đề: GV nhấn mạnh anken và xicloankan có cùng công thức chung.
Tình huống 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?
GV gọi 3 HS: 1 HS lắp mô hình phân tử đồng phân but-1-en của C4H8, 2 HS còn lại cùng lắp đồng phân but-2-en (GV hướng dẫn sao cho 2 HS lắp 2 mô hình khác nhau).
Hình 2.6. Mô hình phân tử cis-but-2-en và trans-but-2-en
GV đặt vấn đề: Có 2 CTCT nhưng tại sao lắp được 3 chất?
+ Tại sao cùng là anken, cùng có CTPT là C4H8 nhưng đồng phân but-1-en có 1 chất; đồng phân but-2-en tạo được 2 chất?
+ Hai chất khác nhau mà có cùng CTCT gọi là gì?
GV đàm thoại hướng dẫn HS giải quyết vấn đề:
+ Có 2 CTCT mà có 3 chất, vì có 2 chất khác nhau có cùng CTCT. GV yêu cầu HS quan sát mô hình phân tử và nhận xét 2 chất khác nhau như thế nào?
GV: Đó là hiện tượng đồng phân hình học.
+ But-1-en không có đồng phân hình học, but-2-en có đồng phân hình học từ đó GV hướng dẫn HS rút ra điều kiện để có đồng phân hình học.
GV kết luận vấn đề: Điều kiện có đồng phân hình học, cách xác định đồng phân cis, trans.
Tình huống 10: Liên kết đôi (gồm 1 liên kết σvà 1 liên kết π) có năng lượng liên kết lớn hơn liên kết đơn (chỉ có một liên kết σ). Vậy liên kết đôi bền hơn liên kết đơn, do đó phân tử có liên kết đôi khó phản ứng hơn phân tử chỉ có liên kết đơn.
Vậy tại sao trong anken có liên kết đôi nhưng lại có khả năng phản ứng cao hơn phân tử ankan?
GV yêu cầu HS quan sát lại mô hình phân tử C2H4 từ đó rút ra nhận xét về đặc điểm cấu tạo của anken.
GV đặt vấn đề: Theo em giữa liên kết đôi và liên kết đơn, liên kết nào bền hơn?
HS: Liên kết đôi bền hơn liên kết đơn.
GV: Đúng vậy liên kết đôi có năng lượng liên kết lớn hơn liên kết đơn ⇒ phân tử có liên kết đôi khó phản ứng hơn phân tử chỉ chứa liên kết đơn.
GV vậy khả năng phản ứng của anken như thế nào so với ankan?
GV dùng thí nghiệm nêu vấn đề: làm thí nghiệm cùng lúc sục khí etilen và khí metan vào dd brom.
dd brom
CH4 C2H4
Hình 2.7. Mô phỏng thí nghiệm metan và etilen tác dụng với dd brom
GV yêu cầu HS quan sát và nêu hiện tượng xảy ra.
GV điều này chứng tỏ, ở điều kiện thường etilen (anken) dễ dàng bị oxi hóa hơn là metan (ankan). Vậy ankan khó phản ứng hơn anken?
GV đặt tiếp vấn đề: Kết quả thí nghiệm có mâu thuẫn với nhận xét ban đầu của chúng ta không?
GV: Tại sao trong anken có liên kết đôi nhưng lại có khả năng phản ứng cao hơn ankan chỉ có liên kết đơn?
GV tiếp tục đàm thoại để hướng dẫn HS giải quyết vấn đề:
+ GV yêu cầu HS nêu bản chất các liên kết tạo thành liên kết đôi và liên kết đơn. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Liên kết π kém bền hơn liên kết σ, trong các phản ứng hóa học liên kết nào dễ bị bẻ gãy?
GV hướng dẫn HS rút ra kết luận: Trong anken có liên kết đôi nhưng trong liên kết đôi có liên kết π kém bền hơn liên kết σ nên trong phản ứng hóa học liên kết π dễ bị bẻ gãy hơn. Vì vậy, anken có khả năng phản ứng cao hơn ankan.
Hình 2.8. Mô phỏng liên kết πkém bền
Tình huống 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?
GV yêu cầu HS hoàn thành PHT: Hoàn thành các pthh của phản ứng: a) etilen với H2O; b) but-2-en với HBr; c) propen với H2O.
HS: Hoàn thành PHT.
Sau khi HS hoàn thành PHT, nếu phản ứng propen với H2O, HS viết thiếu GV gợi ý bổ sung. Sau đó yêu cầu HS nhận xét về phản ứng của etilen và propen với H2O.
HS: Nêu nhận xét.
GV đặt vấn đề:Tại sao cùng là anken nhưng khi etilen cộng với H2O chỉ thu được 1 sản phẩm, còn propen thu được 2 sản phẩm. Vậy sản phẩm nào là sản phẩm chính? Để xác định sản phẩm chính ta tuân theo qui tắc nào?
GV đàm thoại với HS để giải quyết vấn đề:
+ Propen, etilen, H2O phân tử nào đối xứng, phân tử nào bất đối xứng?
+ Những phân tử nào cộng với tác nhân nào thu được 1 sản phẩm, với tác nhân nào thu được 2 sản phẩm?
GV hướng dẫn HS xác định sản phẩm chính, nhóm OH gắn vào C bậc cao hơn, H gắn vào C bậc thấp hơn.Yêu cầu HS rút ra quy tắc cộng Maccopnhicop.
GV kết luận vấn đề: Nêu quy tắc cộng Maccopnhicop.
GV lưu ý HS cách xác định sản phẩm chính nhanh: giàu càng giàu.
GV yêu cầu HS vận dụng quy tắc cộng Maccopnhicop để xác định sản phẩm chính khi cho 2-metylpropen cộng với H2O (xúc tác H+).
Tình huống 12: Chuyện gì xảy ra khi các em để trái cây còn xanh gần trái
π σ
Hình 2.9. Các loại trái cây được bày bán ngoài chợ cây đã chín?
Tình huống 13: Tại sao các bác nông dân thường dùng túi nhựa để bao trái
cây lại?
Tình huống 14: Làm thế nào để trái cây chậm chín? Người nông dân làm cách nào có thể đưa dần trái cây lên chợ mà chúng vẫn còn tươi, không bị chín rụt nhưng vẫn đảm bảo an toàn thực phẩm?
GV chiếu HS xem một số hình ảnh minh họa rồi nêu vấn đề
+ Chuyện gì xảy ra khi các em để trái cây còn xanh gần trái cây đã chín? + Tại sao các bác nông dân thường dùng túi nhựa để bao trái cây lại?
+ Làm thế nào để trái cây chậm chín? Người nông dân làm cách nào có thể đưa dần trái cây lên chợ mà chúng vẫn còn tươi, không bị chín rụt nhưng vẫn đảm bảo an toàn thực phẩm?
GV hướng dẫn HS vận dụng tính chất hóa học của anken (etilen) để giải quyết vấn đề ở 3 tình huống trên:
+ Do trong quá trình trái cây chín có lượng khí etilen thoát ra. Etilen xúc tiến hoạt động hô hấp của tế bào trái cây, làm cho oxi bên ngoài dễ xâm nhập vào tế bào, làm tăng tác dụng hô hấp của tế bào, làm cho
trái cây mau chín. Ngoài ra etilen còn làm tăng hoạt tính của men oxiđaza trong trái cây, làm trái cây dễ xảy ra phản ứng oxi hóa và sẽ chín nhanh.
Ứng dụng tính chất này nhà nông đã bỏ trái cây xanh vào túi làm bằng polyetilen hoặc phun vào vườn các dung dịch có chứa etilen và cũng thấy quả mau chín.
nồng độ cao vào các bao nhựa hoặc các mảnh gạch ngói. Vì thuốc tím có thể tác dụng với etilen làm giảm nồng độ etilen do quá trình chín của trái cây thoát ra, làm cho quả chậm chín. Nhờ phương pháp này, người ta có thể đưa dần trái cây lên chợ và chúng ta có thể được ăn trái cây tươi. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
GV kết luận vấn đề và liên hệ thực tế: Không nên lạm dụng các hóa chất để làm trái cây mau chín hay chín chậm, nên dùng liều lượng vừa phải và không gây hại cho sức khỏe con người.
Tình huống 15: Trong câu chuyện “Truyền thuyết về thành phố hiđrocacbon
xinh đẹp” có những phản ứng hóa học nào đã xảy ra? Nếu butan dùng bánh mì nóng hỏi khí H2 (có tẩm bột Ni) có biến axetilen thành etilen được không?
Để mở đầu bài giảng, GV kể HS nghe phần tiếp theo của chuyện “Truyền thuyết về thành phố hiđrocacbon xinh đẹp”.
Lại nói về Butan, sau khi bị đuổi khỏi mỏ dầu lang thang trên con đường vô định đơn côi, chàng Butan đã gặp nàng Axetilen dịu dàng (Butan cứ ngỡ là mình gặp người yêu cũ) con gái rượu của ông chủ mỏ CaC2. Vì nàng Axetilen quá giống
nàng Etilen (vì cùng là HC không no mà) nên chàng Butan đem lòng yêu thương