- BTVN: 3,4, 5SGK Đọc mục: Em có biết.
2. Kiểm tra bài cũ: Nêu đặc điểm cấu tạo phân tử hợp chất hữu cơ, ý nghĩa của công
thức cấu tạo?
3. Bài mới:
ĐVĐ: Metan là một trong những nguồn nguyên liệu quan trọng cho đời sống và cho công nghiệp. Vậy metan có cấu tạo, tính chất và ứng dụng nh thế nào?
Hoạt động 1: Trạng thái tự nhiên, tính chất vật lý
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
GV hớng dẫn HS quan sát metan thu sẵn trong túi nilon.
? Nhận xét trạng thái, màu sắc?
? Trong PTN thu metan bằng cách đẩy nớc? Vì sao?
? Khí metan nặng hay nhẹ hơn không khí?
? Tính tỉ khối của metan? GV: Khí CH4 sinh ra do sự phân hủy xác động thực vật trong điều kiện thiếu không khí.
? Vậy metan có ở đâu? GV: Hiện nay ở các vùng nông thôn và ngoại thành
HS quan sát, nhận xét.
- Vì metan ít tan trong nớc. - Metan nhẹ hơn không khí.
- trong thiên nhiên metan có nhiều trong các mỏ khí (khí thiên nhiên) trong mỏ dầu (khí mỏ dầu)
I. Trạng thái tự nhiên, tính chất vật lí.
- Là chất khí, không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí, ít tan trong nớc.
- Trong tự nhiên metan có trong các mỏ khí, mỏ dầu, mỏ than, trong bùn ao,
có nhiều gia đình xây hầm để tạo khí bioga từ rác và phân gia súc để phục vụ cho nhu cầu đun nấu và thắp sáng.
Trong tự nhiên không có khí metan đơn chất. Khí thiên nhiên là khí giàu metan nhất chiếm 70– 90% metan.
ở miền Bắc nớc ta có mỏ khí tự nhiên ở tiền hải (Thái Bình) đã đợc khai thác để phục vụ phát triển công nghiệp ở địa phơng. GV: Trớc khi nghiên cứu tính chất hóa học ta phải nghiên cứu CTCT phân tử . Trong hóa học hữu cơ ngời ta quan tâm nhiều đến CTCT vì liên kết giữa các nguyên tử ảnh hởng rất lớn đến tính chất hóa học của chất.
trong khí biogas.
Hoạt động 2: Cấu tạo phân tử
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
GV yêu cầu HS viết CTCT phân tử CH4.
? Trong phân tử metan nguyên tử C, H liên kết với nhau nh thế nào?
GV lắp mô hình phân tử CH4.
GV: Nếu ta tợng trng nguyên tử C là một khối cầu màu đen, nguyên tử H bằng một khối cầu màu trắng nhỏ hơn, mỗi liên kết bằng một thanh nối thì sẽ đợc mô hình phân tử CH4,. GV: Nh vậy phân tử metan có cấu tạo hình tứ diện đều
1 HS lên bảng viết CTCT
HS quan sát
II. Công thức cấu tạo: H
H C H H H
trong đó nguyên tử cacbon nằm ở tâm tứ diện đều 4 nguyên tử H nằm ở 4 đỉnh, góc liên kết là 109,5o. ? Giữa nguyên tử C và nguyên tử H có mấy liên kết?
GV: Những liên kết nh vậy gọi là liên kết đơn.
Liên kết đơn bền khó bị đứt ra trong các phản ứng hóa học. Vậy CH4 có những tính chất hóa học nào? - Có 1 liên kết
- Trong phân tử có 4 liên kết đơn.
Hoạt động 3: Tính chất hóa học
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
? Metan cháy có nghĩa là tác dụng với chất nào? GV biểu diễn thí nghiệm đốt metan → yêu cầu HS quan sát, nhận xét?
- Màu sắc của ngọn lửa - Phản ứng có tỏa nhiệt không?
GV quay ống nghiệm lại cho HS quan sát.
? Ngoài nớc ra còn có sản phẩm nào khác không? Gv tiếp tục rót nớc vôi trong vào trong ống nghiệm lắc nhẹ → Yêu cầu HS quan sát.
? Tại sao nớc vôi trong vẩn đục?
? Viết PTPƯ xảy ra?
GV: Các hợp chất hữu cơ trong phân tử có C, H khi tác dụng với oxi chỉ tạo ra
- Tác dụng với oxi
HS quan sát thí nghiệm GV biểu diễn, nhận xét. - Ngọn lửa màu xanh. - Tỏa nhiều nhiệt
HS quan sát nhận xét: có các giọt nớc nhỏ bám vào thành ống nghiệm HS quan sát nhận xét - Nớc vôi trong vẩn đục - Trong ống nghiệm có khí CO2 nên đã xảy ra phản ứng: Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O III. Tính chất hóa học 1. Tác dụng với oxi CH4(k) + 2O2(k)→ CO2(k) + 2H2O (l))
CO2 và H2O là phản ứng oxi hóa hoàn toàn hay phản ứng cháy.
GV: Phản ứng trên tỏa ra rất nhiều nhiệt. Nếu lấy tỉ lệ VCH4:VO2 =1: 2→ hỗn hợp
nổ mạnh nhất?
Trong hầm mỏ hay xảy ra những vụ nổ gây tai nạn, để đề phòng tai nạn ngời ta dùng một loại đèn đặc biệt gọi là đèn Đevi hay đèn pin hoặc đèn ắc quy.
GV cho HS thảo luận hoàn thành phiếu học tập
- Hiện tợng xảy ra? - Điều này chứng tỏ gì? - Giấy qùy tím hóa đỏ chứng tỏ điều gì? GV yêu cầu các nhóm trình bày. GV nhận xét. ? Có thể là axit nào? GV: Nh vậy khí CH4 phản ứng với clo đã sinh ra khí hiđro clorua → tan trong nớc → axit clohiđric làm qùy tím hóa đỏ.
? Vậy sản phẩm thứ 2 là chất nào? Viết PTPƯ? GV hớng dẫn HS viết PT? GV: Một trong 4 nguyên tử H bị đứt ra liên kết với nguyên tử clo của phân tử Cl2 tạo ra khí hiđro clorua, nguyên tử clo còn lại thay thế vào chỗ nguyên tử hiđro tạo ra phân tử metyl clorua ? Phân tử CH4 khác phân tử CH3Cl ở chỗ nào? HS quan sát hình vẽ trao đổi nhóm hoàn thành phiếu học tập.
- Màu vàng nhạt của clo mất đi.
- Chứng tỏ có phản ứng hóa học xảy ra.
- Có axit
Đại diện nhóm trình bày đáp án - axit HCl CH4 có 4 nguyên tử H còn 2. Tác dụng với clo H H C H + Cl – Cl → H H H C Cl + HCl H
GV: Nh vậy trong phản ứng trên nguyên tử H của metan đợc thay thế bởi nguyên tử clo và phản ứng nh vậy đợc gọi là phản ứng thế.
Phản ứng thế là phản ứng đặc trng cho các phân tử chỉ có liên kết đơn nh phân tử metan.
? So sánh phản ứng thế của CH4 với phản ứng thế của kim loại với axit
GV: Có thể lần lợt thay thế hết tất cả 4 nguyên tử H. ? Viết PTPƯ xảy ra?
CH3Cl + Cl2 → CH2Cl +
HCl.
CH3Cl có 3 nguyên tử H và 1 nguyên tử Cl.
- Phản ứng thế của kim loại với axit tách ra đơn chất hiđro còn phản ứng thế ở đây lại tách ra hợp chất của hiđro đó là HCl. - Viết gọn: CH4 + Cl2 askt CH3Cl + HCl - Nguyên tử H đợc thay thế bằng nguyên tử Cl. Phản ứng trên đợc gọi là phản ứng thế. Hoạt động 4: ứng dụng
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
? Dựa vào tính chất nào có thể kết luận metan đợc dùng làm chất đốt?
? CH4 còn có ứng dụng nào khác?
? Em biết gì về metan qua bài học này?
- Dựa vào tính chất 1: Metan cháy tỏa nhiều nhiệt.
IV. ứng dụng
SGK