BÀI 39. DẪN XUẤT HALOGEN CỦA HIĐROCACBON
A. MỤC TIÊU BÀI HỌC
1. Về kiến thức
HS biết:
- Khái niệm, phân loại dẫn xuất halogen
- Hoạt tính sinh học và ứng dụng của một số dẫn xuất halogen. HS hiểu:
- Phản ứng thế nguyên tử halogen bằng nhóm –OH.
2. Về kĩ năng
- Gọi tên và viết được công thức những dẫn xuất halogen đơn giản.
- Viết phương trình hóa học của phản ứng thế nguyên tử halogen bằng nhóm –OH và phản ứng tách HX.
- Giải bài tập có nội dung liên quan.
3. Về giáo dục đạo đức, tư tưởng
Biết cách sử dụng những lợi ích của các dẫn xuất halogen để tránh gây ô nhiễm môi trường và tự bảo vệ bản thân.
B. PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC: đàm thoại nêu vấn đề + trực quan + thảo luận nhóm.
- Tích hợp nội dung GDMT vào phần ứng dụng.
- Phương pháp giảng dạy nội dung tích hợp: đàm thoại nêu vấn đề + trực quan + thảo luận nhóm.
C. CHUẨN BỊ CỦA GV VÀ HS
GV: Phiếu học tập.
HS: Chuẩn bị bài theo SGK, tư liệu về dẫn xuất halogen và lỗ thủng tầng ozon.
D. TIẾN TRÌNH BÀI GIẢNG
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
I. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI
Hoạt động 1: Tìm hiểu khái niệm dẫn
xuất halogen của hiđrocacbon
1. Khái niệm
- GV yêu cầu HS quan sát bảng sau:
Hiđrocacbon CH4 CH2=CH2 C6H6 Dẫn xuất halogen CH3Cl CH3Br CH2Cl 2 CH2=CH- Cl C6H5B r HS quan sát và nhận xét:
- Khi thay thế nguyên tử hiđro của phân tử hiđrocacbon bằng nguyên tử halogen ta được dẫn xuất halogen của hiđrocacbon.
- GV yêu cầu HS nêu khái niệm dẫn xuất halogen.
- GV: Có thể thu được dẫn xuất halogen của hiđrocacbon bằng cách nào?
- HS trả lời:
+ Thay thế nhóm –OH trong phân tử ancol bằng nguyên tử halogen.
C2H5OH + HBr→ C2H5Br + H2O + Thế nguyên tử H của hiđrocacbon bằng nguyên tử halogen.
CH4 + Cl2 askt→ CH3Cl + HCl + Cộng halogen hoặc hiđrohalogenua vào phân tử hiđrocacbon không no.
CH2=CH2 + Br2 → CH2Br-CH2Br CH2=CH2 + HBr → CH3-CH2-Br
2. Phân loại
Hoạt động 2: Tìm hiểu phân loại dẫn
xuất halogen
- GV yêu cầu HS nêu cơ sở để phân loại dẫn xuất halogen.
- GV: Dựa vào đặc điểm cấu tạo của gốc hiđrocacbon thì dẫn xuất halogen được phân thành những loại nào? Ví dụ?
- HS trả lời:
+ Dựa vào bản chất, số lượng halogen.
+ Dựa vào cấu tạo gốc hiđrocacbon. - HS:
+ Dẫn xuất halogen của hiđrocacbon no, mạch hở:
CH3Cl: metyl clorua.
CH2Cl-CH2Cl: 1,2-đicloetan. + Dẫn xuất halogen của hiđrocacbon không no, mạch hở.
CH2=CH-Cl: vinyl clorua.
+ Dẫn xuất halogen của hiđrocacbon thơm.
- GV bổ sung: Người ta còn phân loại dẫn xuất hiđrocacbon dựa vào bậc của dẫn xuất halogen.
- GV yêu cầu HS nhắc lại khái niệm bậc của nguyên tử C.
- GV: Bậc của dẫn xuất halogen bằng bậc của nguyên tử C liên kết với nguyên tử halogen.
CH3C6H4Br: bromtoluen.
- HS: Bậc của nguyên tử C được tính bằng số liên kết của nó với nguyên tử C khác. - HS cho ví dụ: + Bậc I: CH3-CH2Cl: etyl clorua. + Bậc II: CH3-CHCl-CH3: isopropyl clorua. + Bậc III: (CH3)3C-Br: tert-butyl bromua II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ Hoạt động 3: Tìm hiểu tính chất vật lý của dẫn xuất halogen
- GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK và nêu tính chất vật lí của dẫn xuất halogen.
- HS nêu:
+ Dẫn xuất có phân tử khối nhỏ ở trạng thái khí, dẫn xuất có phân tử khối lớn hơn ở trạng thái lỏng hoặc rắn. + Không tan trong nước, tan tốt trong dung môi hữu cơ.
+ Có hoạt tính sinh học cao.
III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC
Hoạt động 4: Tìm hiểu tính chất hóa học của dẫn xuất halogen
- GV: Liên kết C-X phân cực nên X dễ bị thay thế bằng nhóm –OH hay tách phân tử HX.
1. Phản ứng thế nguyên tử halogen
- GV: Đun nhẹ hỗn hợp etyl bromua trong dung dịch NaOH. GV yêu cầu HS viết phương trình phản ứng minh họa, viết phương trình tổng quát.
2. Phản ứng tách hiđro halogenua
- GV cho HS nghiên cứu SGK và yêu cầu nhận xét:
+ Điều kiện của phản ứng tách. + Sản phẩm phản ứng tách. + Viết phương trình minh họa.
- HS viết:
CH3-CH2-Br + NaOH →to
CH3-CH2-OH + NaBr Tổng quát:
R-X + NaOH →to ROH + NaX - HS thảo luận và trả lời:
+ Điều kiện: kiềm trong etanol và phải đun sôi.
+ Sản phẩm là anken (nếu là dẫn xuất monohalogen của hiđrocacbon). + Phương trình hóa học. CH3-CH2Br + KOH 2 5 o C H OH t → CH2=CH2 + KBr + H2O IV. ỨNG DỤNG Hoạt động 5: Tìm hiểu ứng dụng của dẫn xuất halogen - GV cho HS quan sát các hình ảnh về ứng dụng của dẫn xuất halogen và yêu cầu HS nêu ứng dụng của dẫn xuất halogen.
- GV phân tích thêm các tác hại của dẫn
- HS nêu:
+ Làm nguyên liệu cho tổng hợp hữu cơ.
Vinyl clorua tổng hợp nhựa PVC. CH2=CCl-CH=CH2 tổng hợp cao su cloropren.
CF2=CF2 tổng hợp teflon. Tổng hợp ancol, phenol.
+ Làm dung môi: clorofom, 1,2- đicloetan, cacbon tetraclorua.
+ Các lĩnh vực khác:
Thuốc trừ sâu, diệt khuẩn (2,4-D; DDT,…).
xuất halogen: “ Các dẫn xuất halogen rất độc đối với con người và môi trường như 2,4-D; 2,4,5-T; DDT. Chúng có độc tính cao và phân hủy chậm nên chúng đang được thay thế bằng các chất khác an toàn và hiệu quả hơn”.
- GV đặt câu hỏi
+ Trong chiến tranh Việt Nam, Mĩ đã rải xuống cánh rừng Việt Nam một loại hóa chất cực độc phá hủy môi trường và gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe, đó là chất độc màu da cam. Tên chất độc đó là gì?
+ Một loại thuốc trừ sâu được tổng hợp từ benzen có hoạt tính mạnh nhưng rất độc. Hiện nay, người ta đã ngưng sử dụng nó vì tính độc hại và tính chất hủy hoại môi trường. Cho biết tên gọi của thuốc trừ sâu này.
- GV cung cấp cho HS công thức cấu tạo của đioxin và thuốc trừ sâu 666.
- GV hướng dẫn HS xem phần tư liệu trang 178 SGK 11 và cho HS quan sát những hình ảnh của ozon trong tự nhiên và lỗ thủng tầng ozon. Sau đó đặt câu hỏi, chia thành 5 nhóm HS, yêu cầu HS cùng thảo luận và phát biểu ý kiến.
+ Câu 1: Tầng ozon được hình thành như thế nào?
Thuốc gây mê (CF3-CHClBr, C2H5Cl).
- HS dựa vào hiểu biết của mình trả lời: chất độc đioxin.
- HS: thuốc trừ sâu 666.
Câu 1: Sự hình thành tầng ozon
- Ozon tập trung nhiều ở lớp khí quyển trên cao, cách mặt đất từ 20-40 km. - Tầng ozon được hình thành là do tia
+ Câu 2: Vai trò của tầng ozon.
+ Câu 3: Nguyên nhân gây suy giảm tầng ozon.
+ Câu 4: Hậu quả sự suy giảm tầng ozon.
tử ngoại của Mặt Trời chuyển hóa các phân tử oxi thành ozon.
Câu 2: Vai trò của tầng ozon - Bảo vệ mặt đất khỏi tia cực tím. - Giữ ấm trái đất.
Câu 3: Nguyên nhân gây suy giảm tầng ozon
Do sự tương tác giữa ozon và các nguyên tử O, gốc OH-
, NOx, hợp chất của clo, CFC.
Hợp chất CFC
- Các dẫn xuất hiđrocacbon như CF2Cl2, CFCl3 (còn gọi là CFC),…có tên thương mại là feron.
- Là chất khí rất bền, đặc biệt không cháy, không ăn mòn kim loại, có tính độc thấp, không có mùi, dễ bay hơi do nhiệt độ sôi thấp (- 30o
C).
- CFC được dùng làm chất sinh hàn trong tủ lạnh, máy điều hòa nhiệt độ, chất xịt trong các loại thuốc trừ sâu, các loại sơn, chất chữa cháy, dung môi trong mỹ phẩm.
- CFC khi thải vào không khí thuộc tầng đối lưu chúng sẽ khuếch tán lên tầng bình lưu và phá hủy lớp ozon ở tầng này.
Câu 4: Hậu quả sự suy giảm tầng ozon - Làm tăng lượng tia cực tím đến bề mặt trái đất gây hủy hoại sinh quyển: + Cây trồng bị bệnh, giảm sản
+ Câu 5: Giải pháp để bảo vệ tầng ozon
lượng.
+ Góp phần làm tăng hiệu ứng nhà kính.
+ Gián tiếp gây ra những biến đổi về khí hậu và thời tiết.
+ Gây bệnh ung thư da, các bệnh về mắt đối với con người và động vật.
Câu 5: Giải pháp bảo vệ tầng ozon - Sử dụng các chất thay thế cho CFC, - Thu hồi và phá hủy CFC.
2.6.6. Giáo án bài Vật liệu polime (Hóa học 12 cơ bản)
BÀI 14. VẬT LIỆU POLIME
A. MỤC TIÊU BÀI HỌC
1. Về kiến thức
HS biết:
- Khái niệm về một số vật liệu: chất dẻo, tơ, cao su, vật liệu compozit và keo dán. - Thành phần, tính chất và ứng dụng của chúng.
- Phương pháp điều chế một số polime thông dụng.
2. Về kĩ năng
- So sánh ưu nhược điểm của các loại vật liệu.
- Viết các phương trình phản ứng tổng hợp ra một số polime dùng làm chất dẻo, cao su và tơ tổng hợp.
- Giải các bài tập hóa học phần polime.
3. Về giáo dục đạo đức, tư tưởng
- HS thấy được tầm quan trọng của vật liệu polime trong đời sống và sản xuất.
- Vấn đề ô nhiễm môi trường do việc chế tạo và sử dụng vật liệu polime trong cuộc sống.
B. PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC: thuyết trình + đàm thoại + trực quan.
- Tích hợp nội dung GDMT vào phần: + Một số polime dùng làm chất dẻo.
+ Keo dán tổng hợp.
- Phương pháp giảng dạy nội dung tích hợp: thuyết trình.
C. CHUẨN BỊ
GV:
- Các mẫu polime, cao su, keo dán,…
- Các tranh ảnh, hình vẽ, tư liệu, hệ thống câu hỏi liên quan tới nội dung bài học. HS:
- Ôn tập kiến thức cũ và xem trước nội dung bài học.
D. TIẾN TRÌNH BÀI GIẢNG
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
I. CHẤT DẺO
1. Khái niệm về chất dẻo và vật liệu
compozit
Hoạt động 1: Tìm hiểu khái niệm về
chất dẻo và vật liệu compozit
- GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK và cho biết:
+ Tính dẻo là gì? + Chất dẻo là gì? + Vật liệu compozit.
+ Thành phần của vật liệu compozit.
- HS trả lời:
+ Tính dẻo của vật liệu là tính bị biến dạng khi chịu tác dụng của nhiệt, của áp lực bên ngoài và vẫn giữ được sự biến dạng đó khi thôi tác dụng.
+ Chất dẻo là những vật liệu polime có tính dẻo.
+ Vật liệu compozit là vật liệu hỗn hợp gồm ít nhất hai thành phần phân tán vào nhau mà không tan vào nhau.
+ Thành phần của vật liệu compozit:
• Chất nền có thể là nhựa nhiệt dẻo hay nhựa nhiệt rắn.
• Chất độn có thể là sợi (bông, đay, poliamit, amiăng,…) hoặc bột (silicat, bột nhẹ CaCO3, bột
tan,…) • Các chất phụ gia khác. 2. Một số polime dùng làm chất dẻo Hoạt động 2: Tìm hiểu một số polime dùng làm chất dẻo - GV cho HS quan sát một số vật làm bằng chất dẻo như ống nước, dây điện, áo mưa…
- GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK để viết phương trình điều chế, nêu tính chất và ứng dụng các polime: PE, PVC, PPF, poli(metyl metacrylat). a. Polietilen (PE) - Điều chế: nCH2=CH2 t o , xt CH2-CH2 n etilen polietilen (PE) - Là chất dẻo mềm, nóng chảy ở trên 110oC, có tính trơ tương đối của ankan mạch không nhánh. - Ứng dụng làm màng mỏng, vật liệu điện, bình chứa,… b. Poli(vinyl clorua) (PVC) - Điều chế: nCH2=CH Cl to, xt CH2-CH Cl n vinyl clorua poli(vinyl clorua), PVC
- Là chất rắn vô định hình, cách điện tốt, bền với axit.
- Ứng dụng làm vật liệu cách điện, ống dẫn nước, vải che mưa,…
c. Poli(metyl metacrylat) - Điều chế: nCH2=C CH3 COOCH3 to, xt CH2-C CH3 COOCH3 n metyl metacrylat poli(metyl metacrylat)
- Là chất rắn trong suốt, có khả năng cho ánh sáng truyền qua tốt (gần 90%).
- GV giới thiệu: Poli(phenol-fomanđehit) có ba dạng: nhựa novolac, nhựa rezol, nhựa rezit. Khi lấy dư fomanđehit, dùng xúc tác bazơ, thu được nhựa rezol. Đun nóng chảy nhựa rezol (≥ 140oC), để nguội thu được nhựa rezit.
- GV bổ sung và nhấn mạnh ảnh hưởng của các polime trên đối với sức khỏe con người và môi trường:
+ Đối với môi trường:
• Các chất dẻo như áo mưa, bao bì là những chất rất khó phân hủy. Do đó sẽ tạo nên một gánh nặng về môi trường.
• Các loại nhựa, chất dẻo là một trong những nguồn chính gây ô nhiễm đioxin ra môi trường và thải ra các chất phụ gia nguy hiểm trong suốt quá trình sử dụng. Khi đốt cháy nhựa sẽ giải phóng nhiều đioxin và các hợp chất của clo ra ngoài không khí. + Đối với con người:
• PE gây viêm da.
• PVC gây chóng mặt, chán ăn,
- Ứng dụng chế tạo thủy tinh hữu cơ plexiglas. d. Poli(phenol-fomanđehit) (PPF) - Điều chế: OH n + nCH2=O H+ OH CH2 n + nH2O Nhựa novolac - Nhựa novolac là chất rắn, dễ nóng chảy, dễ tan trong một số dung môi hữu cơ.
buồn nôn, là chất gây ung thư.
• Hơi metyl metacrylat gây kích ứng niêm mạc, rối loạn thần kinh: nhức đầu, mệt mỏi, chán ăn, giảm huyết áp.
• Fomanđehit làm chảy nước mắt, nước mũi, nhức đầu, mệt mỏi, gây bệnh đường hô hấp, khó thở, có khả năng gây ung thư, biến dị gen. Đặc biệt, nhóm người tiếp xúc trực tiếp và thường xuyên với fomanđehit dễ bị tử vong do ung thư miệng, vòm họng.
- GV nhấn mạnh: chất dẻo sau khi sử dụng cần phải thu gom và xử lí đúng cách để tránh gây hại đến môi trường và con người.
II. TƠ
1. Khái niệm
Hoạt động 3: Tìm hiểu khái niệm và
phân loại tơ
- GV cho HS quan sát một số mẫu tơ như bông, len và yêu cầu HS nghiên cứu SGK cho biết:
+ Khái niệm tơ. + Cấu tạo của tơ. + Đặc điểm của tơ.
- HS quan sát, nghiên cứu SGK trả lời: + Tơ là những vật liệu polime hình sợi dài và mảnh với độ bền nhất định. + Cấu tạo: những phân tử polime có mạch không phân nhánh, sắp xếp song song với nhau.
+ Đặc điểm của tơ: tương đối rắn, tương đối bền với nhiệt và với các dung môi thông thường, mềm, dai, không độc
2. Phân loại
- GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK và cho biết:
+ Cơ sở để phân loại tơ.
+ Cách phân loại tơ, cho ví dụ.
và có khả năng nhuộm màu. - HS nghiên cứu SGK và trả lời:
+ Dựa vào nguồn gốc để phân loại tơ.
+ Tơ được chia làm 2 loại:
• Tơ thiên nhiên (có sẵn trong thiên nhiên): bông, len, tơ tằm.
• Tơ hóa học (chế tạo bằng phương pháp hóa học), được chia thành 2 nhóm:
Tơ tổng hợp (chế tạo từ các polime tổng hợp): tơ poliamit (nilon, capron), tơ vinylic thế (vinilon, nitron,…)
Tơ bán tổng hợp hay tơ nhân tạo (xuất phát từ polime thiên nhiên nhưng được chế biến bằng phương pháp hóa học): tơ visco, tơ xenlulozơ, tơ xenlulozơ axetat.
3. Một số loại tơ tổng hợp thường gặp
Hoạt động 4: Tìm hiểu một số loại tơ tổng hợp thường gặp
- GV cho HS nghiên cứu SGK và yêu cầu:
+ Viết phương trình hóa học của phản ứng tổng hợp tơ nilon-6,6, tơ nitron. + Đặc điểm các loại tơ.
+ Ứng dụng các loại tơ.
- HS nghiên cứu SGK và trả lời:
a. Tơ nilon-6,6 + Phương trình hóa học: