• Phân tử khối: 16
a. Mục tiêu
• Nắm đ−ợc cơng thức cấu tạo, tính chất vật lí, tính chất hố học của metan.
• Nắm đ−ợc định nghĩa liên kết đơn, phản ứng thế. • Biết trạng thái tự nhiên và ứng dụng của metan.
b. Chuẩn bị của GV vμ HS
GV:
• Mơ hình phân tử metan (dạng đặc, dạng rỗng)
• Đĩa CD về một số thí nghiệm (trong đó có thí nghiệm điều chế metan, phản ứng metan với clo...)
• Khí CH4, dung dịch Ca(OH) 2 • ống thuỷ tinh có vuốt nhọn. • Cốc thuỷ tinh, ống nghiệm. • Máy chiếu, giấy trong, bút dạ.
c. Tiến trình bμi giảng
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
Hoạt động 1
I. kiểm tra bài cũ – chữa bài tập về nhà (10 phút)
GV: Kiểm tra bài cũ 1 HS:
“Em hãy nêu đặc điểm cấu tạo phân tử hợp chất hữu cơ ?”
GV: Gọi 2 HS chữa bài tập 4, 5
(SGK, tr. 112).
HS 1: Trả lời lí thuyết.
GV: Có thể gọi các em HS có
cách giải khác lên trình bày.
GV: Tổ chức để các em HS
trong lớp nhận xét, bổ sung (GV chấm điểm)
Những công thức cấu tạo biểu diễn cùng một chất là:
− a, c, d. − b, e.
HS 3: Chữa bài tập 5 (SGK, tr. 112).
− A là hợp chất hữu cơ gồm 2 nguyên tố,
đốt cháy A sinh ra n−ớc. Vậy A có chứa C, H
− Khối l−ợng H có trong 3 gam A là: 5, 4
18 ì 2 = 0,6 (gam)
− Khối l−ợng C trong 3 gam A là:
3 – 0,6 = 2,4 (gam)
Giả sử công thức của A là: CxHy
→ nA = m M = 3 30 = 0,1 (mol) Ta có: 0,1 ì 12 x = 2,4 → x = 2 0,1 ì y = 0,6 → y = 6
Vậy công thức phân tử của A là C2H6
Hoạt động 2
I. Trạng thái tự nhiên, tính chất vật lí (5 phút)
GV: Giới thiệu trạng thái tự
nhiên của metan và chiếu lên
màn hình hình vẽ về cách thu khí metan trong bùn ao.
GV: Cho HS quan sát lọ đựng
khí metan, đồng thời liên hệ thực tế để rút ra các tính chất vật lí của metan.
GV: Gọi một HS tính tỉ khối
của metan so với khơng khí.
GV: Có thể dùng đĩa CD chiếu
lên màn hình thí nghiệm điều chế metan trong phịng thí nghiệm.
GV: Chiếu đề bài tập 1 lên
màn hình và yêu cầu HS làm bài tập 1:
Bài tập 1: Hãy chọn câu trả lời
đúng trong các câu hỏi sau:
Câu 1: Trong phịng thí
nghiệm, có thể thu khí metan bằng các cách sau:
A) Đẩy n−ớc.
Trong tự nhiên, khí metan có nhiều trong các mỏ khí (khí thiên nhiên):
• Trong các mỏ dầu (khí mỏ dầu hay khí đồng hành);
• Trong các mỏ than (khí mỏ than). trong bùn ao (khí bùn ao);
• Trong khí biogas.
HS: Tính chất vật lí:
Metan là chất khí, khơng màu, khơng mùi, nhẹ hơn khơng khí (d = 16
29 ), rất ít tan trong n−ớc.
B) Đẩy khơng khí (ngửa bình thu).
C) Cả 2 cách trên.
Câu 2: Các tính chất vật lí cơ
bản của metan là:
A) Chất lỏng, không màu, tan nhiều trong n−ớc.
B) Chất khí, khơng màu, tan nhiều trong n−ớc.
C) Chất khí, khơng màu, khơng mùi, nặng hơn khơng khí, ít tan trong n−ớc.
D) Chất khí, khơng màu, khơng mùi, nhẹ hơn khơng khí, ít tan trong n−ớc HS: Làm bài tập 1: Chọn ph−ơng án đúng: 1) A 2) D. Hoạt động 3
II. cấu tạo phân tử (10 phút)
GV: H−ớng dẫn HS lắp mô
hình phân tử metan (dạng rỗng), cho HS quan sát mơ hình phân tử metan (dạng đặc) và viết cơng thức cấu tạo của metan → yêu cầu HS quan sát mơ hình và rút ra nhận xét về đặc điểm cấu tạo của metan.
GV: Giới thiệu: liên kết đơn
bền.
HS: Viết công thức cấu tạo
H | H – C − H | H
Đặc điểm: Trong phân tử metan có 4 liên
kết đơn.
Hoạt động 4
III. tính chất hố học của metan (10 phút)
GV: Dùng đĩa CD cho HS xem
thí nghiệm đốt cháy metan (hoặc GV làm thí nghiệm đốt cháy metan).
GV: Đốt cháy metan thu đ−ợc
những sản phẩm nào? Vì sao?
GV: Chiếu kết luận lên màn
hình : Metan cháy tạo thành khí CO2 và hơi n−ớc → yêu cầu HS viết ph−ơng trình phản ứng sau đó gọi một HS viết trên bảng.
GV: Giới thiệu:
Phản ứng đốt cháy metan toả nhiều nhiệt. Vì vậy, ng−ời ta th−ờng dùng metan làm nhiên liệu.
1) Tác dụng với oxi HS: Xem thí nghiệm.
HS: Đốt cháy metan ta thu đ−ợc:
− Khí CO2 (dựa vào dấu hiệu : n−ớc vơi trong vẩn đục);
− Hơi n−ớc (vì có các giọt n−ớc bám vào
thành ống nghiệm).
HS: Viết ph−ơng trình phản ứng:
CH4 + 2O2 ⎯⎯→to CO2 + 2H2O
(k) (k) (k) (h)
Hỗn hợp 1 thể tích metan và hai thể tích oxi là hỗn hợp nổ mạnh.
GV: Làm thí nghiệm (hoặc cho
HS xem đĩa ghi hình).
– Đ−a bình có chứa hỗn hợp metan và clo vào chùm ánh sáng của máy chiếu.
– Sau một thời gian, cho n−ớc vào bình, lắc nhẹ rồi thêm vào một mẩu giấy q tím.
→ gọi HS nhận xét, nêu hiện
t−ợng. GV: Từ các hiện t−ợng trên các em rút ra nhận xét gì? GV: H−ớng dẫn HS viết ph−ơng trình phản ứng (chiếu lên màn hình : hình vẽ mơ phỏng sự thay thế nguyên tử hiđro bằng clo ở các giai đoạn).
GV: “Phản ứng giữa metan và
clo thuộc loại phản ứng gì?”
2) Tác dụng với clo: HS: Quan sát thí nghiệm.
HS: Nêu hiện t−ợng :
− Màu vàng nhạt của clo mất đi. − Giấy q tím chuyển sang màu đỏ.
HS: − Màu vàng nhạt của clo mất đi
chứng tỏ đã xảy ra phản ứng hố học.
− Giấy q tím chuyển sang đỏ: Vậy sản
phẩm (khi tan vào trong n−ớc) tạo thành dung dịch axit. HS: Viết các ph−ơng trình phản ứng: CH4 + Cl2 ⎯⎯→askt CH3Cl + HCl (k) (k) (k) (h) (màu vàng lục) HS: Phản ứng trên đ−ợc gọi là phản ứng thế.
GV: Nhìn chung các hợp chất
hiđrocacbon chỉ có liên kết đơn trong phân tử đều có phản ứng thế.
Hoạt động 5
iV. ứng dụng (3 phút)
GV: Chiếu lên màn hình các
ứng dụng của metan và yêu cầu HS tóm tắt vào trong vở.
HS: Các ứng dụng của metan là:
− Làm nhiên liệu trong đời sống và trong
sản xuất.
− Là nguyên liệu để điều chế hiđro theo
sơ đồ:
Metan + n−ớc to xt
⎯⎯→ cacbon đioxit + hiđro CH4 + 2H2O to xt ⎯⎯→ CO2 + 4H2 – Metan còn đ−ợc dùng để điều chế bột than và nhiều chất khác. Hoạt động 6 Luyện tập – củng cố (6 phút)
GV: Chiếu bài tập 2 lên màn
hình và yêu cầu HS làm bài tập.
Bài tập 2: a) Tính thể tích oxi (ở đktc) cần dùng để đốt cháy hết 3,2 gam khí metan. b) Tồn bộ sản phẩm cháy ở trên đ−ợc dẫn vào bình đựng dung dịch n−ớc vơi trong d−. Sau thí nghiệm, thấy khối l−ợng bình tăng m1 gam và có m2 gam kết tủa. Tính m1, m2 ?
HS: Làm bài tập vào vở.
a) CH4 + 2O2 ⎯⎯→to CO2 + 2H2O nCH4 = 3, 2 16 = 0,2 (mol) Theo ph−ơng trình: n 2 O = 2 ì n 4 CH = 2 ì 0,2 = 0,4 (mol) → V 2 O = n ì 22,4 = 0,4 ì 22,4 = 8,96 (lít)
GV: Gợi ý phần b: Sản phẩm cháy gồm CO2, hơi n−ớc. Vậy khối l−ợng bình tăng chính bằng khối l−ợng n−ớc và CO2 tạo thành. → yêu cầu HS làm phần b
b) CO2 + Ca(OH) 2 → CaCO3↓ + H2O Theo ph−ơng trình 1: n 2 CO = n 4 CH = 0,2 (mol) n 2 H O = 2 ì n 4 CH = 2 ì 0,2 = 0,4 (mol) Theo ph−ơng trình 2: n 3 CaCO = n 2 CO = 0,2 (mol) m1 = mH O2 + mCO2 = 0,4 ì 18 + 0,2 ì 44 = 16 (gam) m2 = m 3 CaCO = n ì M = 0,2 ì 100 = 20 (gam). GV: Gọi các em HS khác nhận
xét, sửa sai (nếu có).
Hoạt động 7
Bài tập về nhà 1, 2, 3, 4 (SGK, tr. 116)
Phụ lục
Bμi tập 1: Hãy chọn câu trả lời đúng trong các câu hỏi sau:
Câu 1: Trong phịng thí nghiệm, có thể thu khí metan bằng các cách sau:
A) Đẩy n−ớc.
B) Đẩy khơng khí (ngửa bình thu). C) Cả hai cách trên.
Câu 2: Các tính chất vật lí cơ bản của metan là:
A) Chất lỏng, không màu, tan nhiều trong n−ớc. B) Chất khí, khơng màu, tan nhiều trong n−ớc.
C) Chất khí, khơng màu, khơng mùi, nặng hơn khơng khí, ít tan trong n−ớc. D) Chất khí, khơng màu, khơng mùi, nhẹ hơn khơng khí, ít tan trong n−ớc.
Bμi tập 2:
a) Tính thể tích oxi cần dùng (ở đktc) để đốt cháy hết 3,2 gam khí metan. b) Tồn bộ sản phẩm cháy ở trên đ−ợc dẫn vào bình đựng dung dịch
n−ớc vơi trong d−. Sau thí nghiệm, thấy khối l−ợng bình tăng m1 gam và có m2 gam kết tủa. Tính m1, m2?
Tiết 46 etilen
• Cơng thức phân tử: C2H4 • Phân tử khối: 28
a. Mục tiêu
• Nắm đ−ợc cơng thức cấu tạo, tính chất vật lí và hố học của etilen. • Hiểu đ−ợc khái niệm liên kết đơi và đặc điểm của nó.
• Hiểu đ−ợc phản ứng cộng và phản ứng trùng hợp là các phản ứng đặc tr−ng của etilen và các hiđrocacbon có liên kết đơi.
• Biết đ−ợc một số ứng dụng quan trọng của etilen.
• Biết cách viết ph−ơng trình hố học của phản ứng cộng, phản ứng trùng hợp, phân biệt etilen với metan bằng phản ứng với dung dịch brom.
b. Chuẩn bị của GV vμ HS
GV:
• Mơ hình phân tử etilen (dạng đặc, dạng rỗng).
• Đĩa CD về các thí nghiệm của etilen với dung dịch brom. • Máy chiếu, giấy trong, bút dạ.
c. Tiến trình bμi giảng
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
Hoạt động 1
kiểm tra bài cũ, chữa bài tập về nhà (10 phút)
GV: Kiểm tra lí thuyết HS 1:
“Nêu đặc điểm cấu tạo, tính chất hố học của metan”.
HS 1: Trả lời lí thuyết (HS 1 ghi lại ở góc
GV: Gọi 2 HS chữa bài tập 1, 3 (SGK, tr. 116) HS 2: Chữa bài tập 1(SGK, tr. 116). a) Những khí tác dụng với nhau là: • CH4 và Cl2 CH4 + Cl2 ⎯⎯→askt CH3Cl + HCl • CH4 và O2
CH4 + 2O2 ⎯⎯→tO CO2 + 2H2O
• H2 và Cl2
H2 + Cl2 ⎯⎯→tO 2HCl
• H2 và O2 :
2H2 + O2 ⎯⎯→tO 2H2O
b) Hai khí trộn với nhau tạo thành hỗn hợp nổ là: • CH4 và O2 • H2 và O2. HS 3: Chữa bài tập 3 (SGK, tr. 116) Ph−ơng trình: CH4 + 2O2 ⎯⎯→tO CO2 + 2H2O n 4 CH = V 22, 4 = 11, 2 22, 4 = 0,5 (mol) Theo ph−ơng trình: n 2 CO = n 4 CH = 0,5 (mol) n 2 O = 2ì n 4 CH = 2 ì 0,5 = 1 (mol) → V 2 O = n ì 22,4 = 1 ì 22,4 = 22,4 (lít) → VCO2 = n ì 22,4 = 0,5 ì 22,4 = 11,2 (lít).
GV: Có thể gọi các em HS
khác giải bằng cách khác.
Cách 2:
Đối với các chất khí, nếu ở cùng một điều kiện thì tỉ lệ về số mol bằng tỉ lệ về thể tích → theo ph−ơng trình: + n 2 O = 2 ì n 4 CH → V 2 O = 2 ì V 4 CH = 2 ì 11,2 = 22,4 (lít) + n 2 CO = n 4 CH → VCO2 = VCH4 = 11,2 (lít). GV: Gọi các em HS khác nhận xét, bổ sung → GV chấm điểm. Hoạt động 2 I. tính chất vật lí (3 phút) GV: Giới thiệu tính chất vật lí
của etilen và chiếu lên màn hình.
HS: Nghe và ghi bài.
Tính chất vật lí: Etilen là chất khí, khơng
màu, khơng mùi, ít tan trong n−ớc, nhẹ hơn khơng khí (d = 28
29).
Hoạt động 3
II. cấu tạo phân tử (7 phút)
GV: H−ớng dẫn HS lắp ráp mơ
hình phân tử C2H4 (rạng rỗng) và cho HS quan sát mơ hình phân tử C2H4 (dạng đặc).
→ GV yêu cầu HS viết công
thức cấu tạo của etilen và nhận xét về đặc điểm
HS: Các nhóm HS lắp ráp mơ hình phân
tử C2H4.
HS: Viết công thức cấu tạo:
H H C = C
Đặc điểm: Giữa 2 nguyên tử cacbon có
hai liên kết.
GV: Thơng báo (và chiếu lên
màn hình) Những liên kết nh− vậy gọi là liên kết đôi.
Trong liên kết đơi có một liên kết kém bền. Liên kết này dễ bị đứt trong các phản ứng hoá học.
HS: Nghe và ghi bài.
Hoạt động 4
III. tính chất hố học (15 phút)
GV: Thuyết trình :
T−ơng tự nh− metan, khi đốt, etilen cháy tạo ra khí cacbonic, hơi n−ớc và toả nhiệt.
1) Etilen có cháy khơng?
GV: Yêu cầu HS viết ph−ơng
trình phản ứng.
HS: Viết ph−ơng trình phản ứng
C2H4 + 3O2 ⎯⎯→tO 2CO2 + 2H2O
GV: Đặt vấn đề:
Etilen có đặc điểm cấu tạo khác với metan. Vậy phản ứng đặc tr−ng của chúng có khác nhau không?
GV: Yêu cầu HS nhắc lại
(hoặc xem lại) tính chất hố học đặc tr−ng của metan mà HS 1 đã ghi ở góc bảng phải.
HS: Nêu lại đặc điểm cấu tạo và tính chất
GV: Ghi đề mục lên bảng. GV: (Cho HS xem băng hình)
hoặc làm thí nghiệm :
2) Etilen có làm mất màu dung dịch brom không?
HS: Nêu hiện t−ợng :
Dung dịch brom ban đầu có màu da cam.
– Dẫn khí etilen vào dung dịch brom (có thể làm đối chứng với CH4) → gọi một HS nhận xét
hiện t−ợng.
Sau khi sục khí C2H4 vào, dung dịch brom bị mất màu.
GV: Em hãy nhận xét ? HS: Nhận xét:
Etilen đã phản ứng với brom trong dung dịch.
GV: Chiếu lên màn hình cách
viết ph−ơng trình phản ứng của brom với etilen:
− Một liên kết kém bền trong
liên kết đôi bị đứt ra.
− Liên kết giữa hai nguyên tử
brom bị đứt.
− Nguyên tử brom kết hợp với
hai nguyên tử cacbon trong phân tử etilen.
→ GV yêu cầu HS cả lớp viết
ph−ơng trình hố học.
HS: Quan sát trên màn hình để hiểu bản
chất của phản ứng. HS: Viết ph−ơng trình phản ứng: H H H H | | C = C + Br – Br → Br – C − C – Br | | H H H H
Viết gọn:
CH2 = CH2 + Br2 → CH2Br – CH2Br
(k) (dd) (dd) (không màu) (da cam) (không màu)
C2H4 + Br2 → C2H4 Br2
GV: Giới thiệu :
Phản ứng trên gọi là phản ứng cộng
Trong những điều kiện thích hợp, etilen cịn có phản ứng cộng với một số chất khác nh− hiđro, clo, n−ớc...
GV: Kết luận và chiếu lên màn
hình.
HS: Ghi kết luận:
Nhìn chung, các chất có liên kết đơi trong phân tử (t−ơng tự etilen) dễ tham gia phản ứng cộng.
GV: Thông báo:
ở những điều kiện thích hợp và có xúc tác, liên kết kém bền trong phân tử etilen bị đứt ra. Khi đó, các phân tử etilen kết hợp với nhau tạo thành phân tử có khối l−ợng và kích th−ớc lớn, gọi là polietilen (Viết tắt là PE).
3) Các phân tử etilen có kết hợp đ−ợc với nhau không?
GV: Ghi đề mục lên bảng. GV: Chiếu lên màn hình cách
− Liên kết kém bền bị đứt; − Các phân tử etilen liên kết lại
với nhau.
→ Yêu cầu HS viết ph−ơng
trình phản ứng. HS: Viết ph−ơng trình phản ứng: ...CH2 = CH2 + CH2 = CH2 + CH2 = CH2... o t , P, xt ⎯⎯⎯→ ...CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2–..
GV: Giới thiệu chất dẻo PE và
cho HS xem một số mẫu vật đ−ợc làm bằng PE.
Phản ứng trên đ−ợc gọi là phản ứng trùng hợp.
Hoạt động 5
iV. ứng dụng (3 phút)
GV: Chiếu lên màn hình sơ đồ:
“Những ứng dụng của etilen”:
HS: Tóm tắt các ứng dụng của etilen vào
vở.
Hoạt động 6
Luyện tập – củng cố (6 phút)
GV: Gọi một HS nhắc lại nội
dung chính của bài.
HS: Tóm tắt các nội dung chính của bài. GV: Chiếu đề bài luyện tập 1
lên màn hình:
Bài tập 1: Trình bày ph−ơng
pháp hố học để phân biệt 3
Poli etilen (PE) Poli vinyl clorua (PVC)
Etilen
Axit axetic R−ợu etylic
Kích thích quả
chất khí đựng trong các bình riêng biệt, khơng dán nhãn: CH4, C2H4, CO2.
GV: Để làm đ−ợc bài tập trên,
ta phải dựa vào những tính chất khác nhau của 3 chất khí trên. Đó là những tính chất nào?
HS: Tính chất khác nhau của 3 chất khí
trên là:
– C2H4 làm mất màu dung dịch brom, cịn CH4, CO2 khơng làm mất màu dung dịch brom.
– CO2 làm vẩn đục n−ớc vơi trong cịn CH4 không làm vẩn đục n−ớc vôi trong.
GV: Các em hãy trình bày
ph−ơng pháp hố học để phân biệt 3 chất khí trên (gọi 1 HS trình bày và viết ph−ơng trình phản ứng).
HS: Cách phân biệt ba chất khí:
Lần l−ợt dẫn 3 chất khí vào dung dịch n−ớc vôi trong:
– Nếu thấy n−ớc vôi trong vẩn đục là: CO2:
CO2 +Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O – Nếu n−ớc vôi trong khơng vẩn đục là C2H4, CH4. Dẫn 2 chất khí cịn lại lần l−ợt vào dung dịch brom: