Chương 2. MỘT SỐ BIỆN PHÁP GÂY HỨNG THÚ
2.3. Các biện pháp gây hứng thú học tập
2.3.2. Biện pháp 2. Sử dụng thí nghiệm tạo tình huống có vấn đề
Một số vấn đề cần lưu ý để thí nghiệm tạo tình huống có vấn đề gây hứng thú cho HS
- GV cần chọn những thí nghiệm đơn giản, không độc hại, rõ ràng.
- GV có thể biểu diễn TN cho HS quan sát, tuy nhiên những TN đơn giản GV nên để HS tự làm để tăng kĩ năng thực hành đồng thời gây hứng thú cho các em.
- Với những vấn đề đơn giản, GV có thể tổ chức cho HS chia làm các nhóm tự đặt vấn đề, các nhóm tranh luận cùng nhau giải quyết vấn đề đó.
- Với những vấn đề đòi hỏi sự tư duy cao, GV nên áp dụng vào những lớp có đối tượng HS khá, giỏi.
- Nội dung để thiết kế phải cần lựa chọn cẩn thận không áp dụng ồ ạt sao cho nội dung thật sự hấp dẫn, hay, kích thích được trí tò mò cũng như sự hứng thú khi khám phá tri thức của HS.
Bảng 2.2. Hệ thống thí nghiệm tạo tình huống có vấn đề đã thiết kế
STT Tên thí nghiệm Bài Áp dụng
1 Khả năng tác dụng với dd brom của
anken (C2H4) và ankin (C2H2) Ankin T/c hóa học
2 Phản ứng thế H của ank-1-in Ankin T/c hóa học
3 Benzen tác dụng với dd brom Benzen và đồng
đẳng T/c hóa học
4 Benzen và toluen tác dụng với dd KMnO4
Benzen và đồng
đẳng T/c hóa học
5 Liên kết hiđro của ancol Ancol T/ c vật lí
6 Etanol, propan-1,3-điol và glixerol tác
dụng với Cu(OH)2 Ancol T/c hóa học
7 RCHO và HCHO tác dụng dd
AgNO3/NH3 Anđehit T/c hóa học
Thí nghiệm 1: Khả năng tác dụng với dd brom của anken (C2H4) và ankin (C2H2)
Đặt vấn đề
GV đặt CH: Anken có tác dụng với dd brom không? Vì sao?
Ankin có tác dụng với dd brom không? Vì sao?
Phản ứng nào làm mất màu dd brom nhanh hơn?
Theo kiến thức được học HS sẽ trả lời: anken có liên kết đôi C = C gồm 1 liên kết
và 1 liên kết nên dễ dàng tham gia phản ứng cộng với dd brom. Tương tự ankin có liên kết ba gồm 1 liên kết và 2 liên kết kém bền, do đó ankin dễ dàng tham gia phản ứng cộng với dd brom. Và HS sẽ nghĩ rằng vì có đến 2 liên kết nên ankin sẽ làm mất màu dd brom nhanh hơn anken có 1 liên kết (tốc độ phản ứng nhanh hơn).
Khi HS trả lời GV sẽ tiến hành thí nghiệm
GV thu sẵn khí etylen và axetilen vào hai quả bong bóng có gắn ống vuốt nhọn, một đầu ống vuốt nhọn được bịt kín (tránh khí thoát ra). Lưu ý lượng khí thu vào hai bóng bằng nhau.
Cho vào hai ống nghiệm, mỗi ống nghiệm lượng dd brom dư bằng nhau. Sau đó dẫn khí etilen vào ống nghiệm (1) và khí axetilen vào ống nghiệm (2) chú ý cần bóp quả bóng đều nhau để đảm bảo lượng khí vào mỗi ống nghiệm là như nhau.
Vì đây là thí nghiệm khó nên GV cần phải thực hiện thật chuẩn xác đồng thời yêu cầu HS trả lời các câu hỏi sau khi quan sát:
+ dd brom ở ống nghiệm nào mất màu nhanh hơn?
+ Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, dd brom ở ống nghiệm nào nhạt màu hơn?
Phát biểu vấn đề
GV: Vì sao axetilen (ankin) làm mất màu dd brom (tác dụng với dd brom) chậm hơn etilen nhưng cuối cùng làm nhạt màu brom hơn.
Giải quyết vấn đề (GV hướng dẫn HS giải quyết vấn đề) GV cung cấp một số thông tin cho HS
Phản ứng trên là phản ứng electrophin vì vậy điện tử (electron) của liên kết càng linh động thì càng dễ phản ứng.
GV yêu cầu HS trả lời các câu hỏi sau:
+ Sự linh động của e phụ thuộc như thế nào vào mật độ e?
+ So sánh mật độ e trong liên kết của etilen và axetilen?
+ Từ đó rút ra tốc độ phản ứng của axetilen và etilen với dd brom; màu dd brom sau khi phản ứng kết thúc hoàn toàn.
Dưới sự hướng dẫn của GV, HS trả lời các câu hỏi
Trong liên kết ba, mật độ e của liên kết dày đặc hơn mật độ e của liên kết trong liên kết đôi. Nên e của liên kết ba kém linh động hơn so với liên kết trong liên kết đôi. Khi tham gia phản ứng khó bị bứt ra hơn nên tốc độ tham gia phản ứng cộng với dd brom của ankin chậm hơn anken.
Vì có đến 2 liên kết nên ankin sẽ làm dd brom mất màu nhiều hơn so với aken có 1 liên kết .
Kết luận vấn đề
Với cùng một lượng dung dịch brom tham gia phản ứng, tốc độ phản ứng của ankin chậm hơn anken nhưng khi phản ứng kết thúc ankin làm mất màu brom nhiều hơn.
Thí nghiệm 2. Phản ứng thế H của ankin-1 (lưu CD)
Thí nghiệm 3. Benzen tác dụng với dd brom
Đặt vấn đề
GV đặt câu hỏi: + Vì sao anken có thể làm mất màu dd brom (tác dụng với dd brom)?
+ Benzen có tác dụng với dd brom không? Vì sao?
Với CH hỏi trên một số HS sẽ trả lời :
Anken tác dụng và làm mất màu dd brom do anken có 1 liên kết . Vì có 3 liên kết
trong CTCT nên benzen sẽ tham gia phản ứng dễ dàng với dd brom.
GV tiến hành thí nghiệm yêu cầu HS quan sát
TN1: dẫn khí etilen vào ống nghiệm chứa dd brom, phản ứng làm mất màu dd brom ngay lập tức với PTHH sau
CH2 = CH2 + Br2 → BrCH2 – CH2Br
Hình 2.6. Thí nghiệm etilen tác dụng với dd Br2
TN2: cho benzen vào ống nghiệm chứa dd brom, dd brom không mất màu phản ứng không xảy ra.
Cho dd brom vào benzen Sau một thời gian Hình 2.7. Thí nghiệm benzen tác dụng với dd Br2
Khi nhỏ dung dịch Br2 vào benzene sẽ thấy tách thành 2 lớp (lớp nước là lớp benzen). Nếu lắc sẽ thấy lớp nước trong suốt lớp benzen có màu nâu đỏ
Phát biểu vấn đề
GV: vì sao etilen có liên kết lại phản ứng ngay với dd brom còn trong khi benzen có đến ba liên kết lại không phản ứng.
Giải quyết vấn đề
GV yêu cầu HS thảo luận các vấn đề sau:
+ Cho biết cấu trúc của etilen (anken).
+ Cho biết cấu trúc của benzen
+ So sánh liên kết của benzen và liên kết của etilen.
HS đưa ra được cấu trúc của etilen và benzen
Anken có liên kết đôi trong đó có liên kết kém bền nên anken tham gia phản ứng cộng.
Cấu trúc của benzen:
- Phân tử benzen có cấu trúc phẳng hình lục giác đều.
- Cả 6 nguyên tử C và H cùng nằm trên một mặt phẳng.
- Có 3 liên kết đôi liên hợp thành vòng kín cấu trúc phẳng.
CTCT của benzen có các cách biểu diễn sau:
GV cùng HS so sánh liên kết của etilen và benzen
Ở etilen (anken) chỉ có 2 obitan p xen phủ với nhau tạo ra 1 liên kết trong liên kết đôi riêng rẽ, vì thế kém bền, dễ bị bứt ra khi tham gia phản ứng cộng.
Ở benzen: 6 obitan p xen phủ với nhau tạo ra hệ liên kết chung cho toàn phân tử.
Cho thấy 6 liên kết giữa 6 nguyên tử C ở benzen là như nhau chứ không phải gồm ba liên kết đôi xen kẽ với ba liên kết đơn làm cho chúng bền vững không dễ bị bẽ gãy như ba liên kết riêng rẽ. Vì vậy người ta biểu diễn CTCT của benzen bằng một hình lục giác đều với một vòng tròn ở trong. Người ta thường gọi vòng này là vòng thơm.
Kết luận vấn đề
Từ thực thế khả năng pứ với Br2của benzene, các nhà khoa học đã đề nghị cấu trúc của benzene …Chính cấu trúc đặc biệt này của benzene đã tạo nên 1 tính chất đặc biệt được các nhà khoa học gọi là tính thơm. Tính thơm này làm cho phân tử benzene bền vững do đó không thể tham gia phản ứng cộng như alken.
Thí nghiệm 4. Benzen và toluen tác dụng dd KMnO4
Đặt vấn đề
GV cho HS quan sát thí nghiệm sau: Ống (1) đựng benzen, ống (2) đựng toluen.
Sau đó nhỏ dd KMnO4 vào 2 ống nghiệm. yêu cầu HS quan sát hiện tượng.
HS: dd KMnO4 không bị mất màu, không có phản ứng xảy ra.
Sau đó cho hai ống nghiệm vào cốc nước nóng, yêu cầu HS quan sát hiện tượng xảy ra
HS: Ồng (1) không có hiện tượng xảy ra.
Ống (2) dd KMnO4 bị mất màu, xuất hiện kết tủa màu đen toluen đã tham gia phản ứng.
Phát biểu vấn đề
GV: Vì sao khi đun nóng, toluen lại tham gia phản ứng với dd KMnO4 (chất oxi hóa), còn benzen thì không tham gia phản ứng.
Giải quyết vấn đề
GV yêu cầu HS cho biết CTCT của benzen và toluen. Từ đó cho biết điểm giống và khác nhau, rút ra tính chất của benzen và toluen.
HS:
CTCT của benzen:
Nhận xét: chỉ có vòng benzen CTCT của toluen:
Nhận xét: ngoài vòng benzen, toluen còn có nhóm –CH3 gắn trực tiếp lên vòng benzen.
GV giải thích cho HS:
Do vòng benzen có cấu trúc bền nên tương đối trơ với các tác nhân oxi hóa nên không tham gia phản ứng với dd KMnO4 → thuốc tím không mất màu ngay cả nhiệt độ thường và khi đun nóng →không có hiện tượng xảy ra.
Do có nhóm ankyl gắn trên vòng nên khi tác dụng với tác nhân oxi hóa, chính các nhánh gắn trên vòng benzen tham gia phản ứng tạo thành nhóm carboxyl chứ không phải vòng benzen với PTHH sau:
C6H5CH3 + 2KMnO4 → C6H5COOK + 2MnO2 + KOH + H2O Chính gốc –CH3 (ankyl) bị oxi hóa.
Kết luận vấn đề
Khác với etilen (anken), axetilen (ankin), benzen không tác dụng với dd KMnO4 nhưng toluen và các đồng đẳng ankyl benzen khi đun nóng với dd KMnO4 lại bị oxi hóa ở nhóm ankyl sinh ra muối hữu cơ.
Toluen và ankyl benzen làm mất màu dd KMnO4 khi đun nóng với PTHH sau:
C6H5 - R + 2KMnO4 → C6H5 - COOK + 2MnO2 + KOH + H2O + (CO2)
Thí nghiệm 5. Liên kết hidro của ancol (lưu CD)
Thí nghiệm 6. Etanol, propan-1,3-điol và glixerol tác dụng với Cu(OH)2 (lưu CD)
Thí nghiệm 7. HCHO và RCHO tác dụng dd AgNO3/NH3 (lưu CD)