1.2.2 .Ưu, nhược điểm của ebook
2.6. Nội dung của E-book
2.6.3. Trang “Bài học”
Trang bài học tập trung các nội dung chính E-book, trang này bao gồm các bài học lý thuyết cụ thể trong 3 chương 5, 6, 7 thuộc phần hiđrocacbon. Mỗi chương lại chia thành 2 mục nhỏ hơn là nội dung bài học và các thí nghiệm tiêu biểu trong chương.
Hình 2.11. Giao diện trang “Chương 5- Hiđrocacbon no”
Mục nội dung bài học bồm các bài học cụ thể, chúng tôi đã lệt kê các bài học trong mỗi chương ở cuối mỗi trang nội dung bài học và tạo link liên kết đến bài học đó để học sinh dễ sử dụng. Khi học sinh muốn học bài nào thì click vào bài đó. Giả sử học sinh click vào bài 25 thì giao diện hiện ra như sau:
Các bài học được thiết kế như nhau về màu sắc, cấu trúc. Nội dung các bài học bao gồm:
+ Phần lý thuyết được trình bày bám sát nội dung sách giáo khoa chuẩn nhằm giúp các em dễ tiếp thu.
+ Phần bài tập: Bao gồm hệ thống các bài tập theo sách giáo khoa. + Phần hướng dẫn: Hướng dẫn giải các bài tập trong phần bài tập.
Ví dụ minh họa:
Bài 25: ANKAN I. Đồng đẳng, đồng phân, danh pháp:
1. Dãy đồng đẳng ankan:
- Metan (CH4), etan (C2H6), propan (C3H8)……… Có công thức chung là CnH2n+2 (n 1). Chúng hợp thành dãy đồng đẳng gọi là dãy đồng đẳng của metan.
- Ankan là những hiđrocacbon, mạch hở, trong phân tử chỉ có liên kết đơn.
Hình 1. Mô hình phân tử butan và isobutan 2. Đồng phân:
Ankan từ C4H10 trở đi, ứng với mỗi công thức phân tử có các công thức cấu tạo mạch cacbon không phân nhánh và mạch cacbon phân nhánh của các đồng phân mạch cacbon.
Ứng với công thức phân tử C4H10 có 2 đồng phân cấu tạo sau: CH3CH2CH2CH3 butan ; tnc : -1580C ts : -0,50C
3. Danh pháp:
a. Ankan không phân nhánh:
Theo IUPAC, tên của 10 ankan không phân nhánh đầu tiên được gọi như ở bảng sau:
CTPT Tên CTPT Tên CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 Metan Etan Propan Butan Pentan C6H14 C7H16 C8H18 C9H20 C10H22 Hexan Heptan Octan Nonan Decan b. Ankan phân nhánh:
Theo IUPAC, tên của ankan phân nhánh được gọi theo kiểu tên thay thế:
Số chỉ vị trí + Tên nhánh + Tên mạch chính + an
-Mạch chính là mạch dài nhất. Đánh số các nguyên tử cacbon thuộc mạch chính bắt đầu từ phía phân nhánh sớm hơn.
-Gọi tên mạch nhánh (tên nhóm ankyl) theo thứ tự vần chữ cái. Số chỉ vị trí nhánh nào đặt ngay trước gạch nối với tên nhánh đó.
VD:
2 - metylpropan.
2,3 – Đimetylpentan Bậc của cacbon:
Bậc của một nguyên tử cacbon ở phân tử ankan bằng số nguyên tử cacbon liên kết trực tiếp với nó.
Ankan mà phân tử chỉ chứa C bậc I và C bậc II (không chứa C bậc III và bậc IV) là ankan không phân nhánh.
Ankan mà phân tử có chứa C bậc III hoặc C bậc IV là ankan phân nhánh.
II. Tính chất vật lí:
1. Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và khối lượng riêng:
-Trạng thái: C1 → C4 ở trạng thái khí.
-Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi: tăng theo số nguyên tử cacbon. -Khối lượng riêng: tăng theo số nguyên tử cacbon, ankan nhẹ hơn nước.
2. Tính tan, màu và mùi:
-Ankan không tan trong, nước chúng kị nước: ankan ở trạng thái lỏng là những dung môi không phân cực.
-Ankan đều là những chất không màu.
-Các ankan nhẹ nhất như metan, etan, propan là những khí không mùi, ankan từ C5- C10 có mùi xăng, từ C10-C16 có mùi dầu hỏa. Các ankan rắn rất ít bay hơi nên hầu như không mùi.
III. Tính chất hóa học:
Ankan tương đối trơ về mặt hóa học, ankan có thể tham gia các phản ứng thế, phản ứng tách và phản ứng oxi hóa.
1. Phản ứng thế:
Clo có thể thay thế lần lượt từng nguyên tử H trong phân tử metan: CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl
Metyl clorua (clometan) CH3Cl + Cl2 → CH2Cl2 + HCl
Metylen clorua (điclometan) CH2Cl2 + Cl2 → CHCl3 + HCl
Clorofom(triclometan) CHCl3 + Cl2 → CCl4 + HCl
Cacbon tetraclorua(tetraclometan)
Nhận xét: Nguyên tử hidro liên kết với nguyên tử cacbon bậc cao hơn dễ bị thế hơn nguyên tử hidro liên kết vơi nguyên tử cacbon bậc thấp hơn.
Các phản ứng trên được gọi là phản ứng halogen hóa các sản phẩm thế được gọi là dẫn xuất halogen của hidrocacbon.
2. Phản ứng tách:
Dưới tác dụng của nhiệt và chất xúc tác thích hợp, các ankan có phân tử khối nhỏ bị tách hidro thành hidrocacbon không no tương ứng:
CH3 - CH3 5000C,xt
CH2 = CH2 + H2
Ở nhiệt độ cao và có mặt chất xúc tác thích hợp, ngoài việc bị tách hidro, các ankan còn có thể bị phân cắt mạch cacbon tạo thành các phân tử nhỏ hơn.
CH3CH2CH2CH3 5000C,xt CH2 = CH2 + C2H6 5000C,xt CH3CH=CH2 + CH4 5000C,xt CH3CH=CHCH3 + H2 3. Phản ứng oxi hóa:
Khi bị đốt, các ankan đều cháy, tỏa nhiều nhiệt: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O H = -890 KJ CnH2n+2 +
2 1
3n O2 → nCO2 + (n+1)H2O
Khi có xúc tác và nhiệt độ thích hợp, ankan bị oxi hóa không hoàn toàn tạo dẫn xuất chứa oxi.
VD: CH4 + O2 t0,xt
IV. Điều chế:
1. Trong công nghi ệp:
Metan và các đồng đẳng được tách từ khí thiên nhiên và dầu mỏ.
2. Trong phòng thí nghi ệm:
Metan được điều chế bằng cách đun nóng natri axetat khan với hỗn hợp vôi tôi xút: CH3COONa(r) + NaOH(r) CaO,t0
CH4 + Na2CO3
V. Ứng dụng:
-Làm nhiên liệu, vật liệu (khí đốt, khí hóa lỏng, xăng, dầu…) -Làm nguyên liệu cho công nghiệp.
Dưới mỗi trang bài học cụ thể đều có đường link dẫn đến trang bài tập. Sau khi học xong phần lý thuyết, học sinh có thể nhấn vào link để làm bài tập củng cố lại kiến thức và kiểm tra lại phần bài làm của mình bằng cách nhấn vào link đáp án ở cuối trang bài tập.
Hình 2.13. Giao diện trang “Bài tập bài 25-Ankan”
Thí nghiệm thực hành là phần rất quan trọng đối việc học môn hóa học. Do đó, để giúp học sinh có thể hình dung về thí nghiệm thể hiện cách điều chế, tính chất hóa học của các hiđrocacbon và có sự chuẩn tốt hơn trước khi thực hiện thí nghiệm trên lớp chúng tôi đưa vào E-book mục “Một số thí nghiệm tiêu biểu trong chương”. Ở mỗi chương, mục này thể hiện rất rõ các thí nghiệm tiêu biểu để nghiên cứu các hiđrocacbon bao gồm:
- Chương 5- hiđrocacbon no
+ Điều chế metan trong phòng thí nghiệm + Metan cháy trong không khí
+ Phản ứng thế của metan với clo - Chương 6- hiđrocacbon không no
+ Điều chế và thử tính chất của etilen (etilen cháy trong không khí, etilen tác dụng với dung dịch KMnO4, dung dịch nước Brom)
+ Điều chế và thử tính chất háo học của axetilen (đốt cháy axetilen, oxi hóa axetilen bằng dung dịch thuốc tím, axetilen phản ứng cộng với brom, axetilen tác dụng với dung dịch bạc nitrat)
- Chương 7- hiđrocacbon thơm-nguồn hiđrocacbon thiên nhiên- hệ thống hóa về hiđrocacbon
+ Phản ứng thế của benzen với axit nitric + Phản ứng cộng của benzen với clo
Trong mỗi thí nghiệm đều được trình bày theo các trình tự sau: + Tên thí nghiệm
+ Mục đích thí nghiệm: Mục đích cần đạt của thí nghiệm.
+ Dụng cụ và Hóa chất: được trình bày dạng bảng giúp HS dễ nhớ danh mục dụng cụ và hoá chất cần thiết cho thí nghiệm.
+ Tiến hành thí nghiệm: Nêu cách tiến hành thí nghiệm, các bước tiến hành thí
nghiệm được mô tả bằng sơ đồ và chuỗi hình ảnh cụ thể với nhiều màu sắc khác nhau giúp cho HS dễ hình dung cách tiến hành thí nghiệm và nhớ lâu hơn. Mỗi hình ảnh tương ứng với một thao tác cụ thể, đồng thời cách tiến hành thí nghiệm được minh hoạ bằng một đoạn video quay thực tế trong phòng thí nghiệm. Điều này thể hiện tính ưu việt của ebook so với sách giáo khoa.
+ Ngoài ra, ở các thí nghiệm còn nêu các điểm cần chú ý để thí nghiệm thành công và an toàn.
Ví dụ minh họa:
Thí nghiệm 1: ĐIỀU CHẾ METAN TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM
Mục đích:
Điều chế và thu khí metan trong phòng thí nghiệm để nghiên cứu tính chất hóa học của metan. Dụng cụ và hóa chất: DỤNG CỤ HÓA CHẤT - Ống nghiệm - Nút cao su - Ống dẫn khí - Giá sắt
- Chậu thủy tinh - Đèn cồn
- CH3COONa khan - vôi tôi xút
Phương pháp tiến hành:
Xem video minh họa
Chú ý:
- Trộn đều vôi sống mới tán nhỏ với xút rắn theo tỉ lệ (3:2) về khối lượng khoảng 1,5g. Nếu có xút viên thì cần giã dập rồi trộn đều với vôi sống cũng theo tỉ lệ trên. (trộn nhanh tay để tránh chảy rữa của NaOH. Không để xút bắn vào người vào quần áo).
- Nên dùng dung dịch NaOH để làm sạch khí CH4 sinh ra vì trong quá trình phản ứng có sinh ra NaHCO3, bị nhiệt phân sinh ra CO2.
- Phải đun thật nóng, khí metan mới bay ra mạnh, không thu khí bay ra trong ½ phút đầu tiên, thu nhiều ống nghiệm rồi đậy nút.
- Khi ngừng điều chế phải tháo ống dẫn khí rồi mới bỏ đèn đun ra để tránh nước tràn vào ống nghiệm, gây nổ, vỡ ống nghiệm.
- Khi không có điều kiện để điều chế metan, có thể lấy khí metan từ bùn ao.
Cách lấy: Lấy một lọ ta, đầy nước và có phễu cắm xuyên qua nút. Úp ngược lọ xuống nước chỗ ao rộng, có nhiều bùn. Dùng que khuấy bùn sẽ thu được một hỗn hợp khí, trong đó có chủ yếu là khí metan
Thí nghiệm 2: METAN CHÁY TRONG KHÔNG KHÍ
Mục đích:
Nghiên cứu khả năng cháy của khí metan trong không khí.
Dụng cụ và hóa chất:
Phương pháp tiến hành:
Xem video minh họa
Chú ý
- Trộn đều vôi sống mới tán nhỏ với xút rắn theo tỉ lệ (3:2) về khối lượng khoảng 1,5g. Nếu có xút viên thì cần giã dập rồi trộn đều với vôi sống cũng theo tỉ lệ trên.
DỤNG CỤ HÓA CHẤT
- Ống nghiệm - Nút cao su - Ống dẫn khí - Giá sắt
- Chậu thủy tinh - Đèn cồn
- Que đóm.
- CH3COONa khan - vôi tôi xút
(trộn nhanh tay để tránh chảy rữa của NaOH. Không để xút bắn vào người vào quần áo).
- Phải đun thật nóng, khí metan mới bay ra mạnh, không đốt khí bay ra trong 1-2 phút đầu tiên, thu nhiều ống nghiệm rồi đậy nút.
- Khi ngừng điều chế phải tháo ống dẫn khí rồi mới bỏ đèn đun ra để tránh nước tràn vào ống nghiệm, gây nổ, vỡ ống nghiệm.
Thí nghiệm 3: PHẢN ỨNG THẾ CỦA METAN VỚI CLO
Mục đích:
Chứng minh phản ứng hế của ankan với các halogen (Cl2, Br2). Đây là phản ứng đặc trưng của hidrocacbon no.
Dụng cụ và hóa chất DỤNG CỤ HÓA CHẤT - Ống nghiệm - Nút cao su - Bình tam giác - Kẹp sắt - Khí CH4 - Khí Cl2 - Quỳ tím ẩm Phương pháp tiến hành:
Xem video minh họa
Chú ý
- Có thể thay thế quỳ tím bằng cáchLấy đũa thủy tinh nhúng vào dung dịch ammoniac rồi đưa lên miệng 2 ống nghiệm trên. Quan sát hiện tượng và viết phương trình phản ứng.
- Có thể thay khí clo bằng hơi brom (kết quả cũng rõ ràng): Nghiên lọ đựng brom lỏng vào miệng ống nghiệm hơi brom nặng sẽ từ từ chảy sang ống nghiệm sau đó làm các thao tác như trên. Ta cũng thu được kết quả.