hiđrocacbon – Hóa học 11 nâng cao
Với việc xây dựng hệ thống câu hỏi đàm thoại phát hiện đã xây dựng ở trên, GV có thể sử dụng vào các bài dạy cụ thể nhằm tăng cường hoạt động học tập tích cực của HS. Các dạng bài có thể sử dụng hệ thống câu hỏi theo PPĐT phát hiện như:
- Dạng bài mới - Dạng bài luyện tập - Dạng bài thực hành
Trong đó, dạng bài mới là đặc biệt quan trọng. Để đạt hiệu quả cao trong việc tổ chức các hoạt động học tập của học sinh, GV phải nắm bắt được từng đối tượng học sinh và tình hình học tập của từng lớp mà lựa chọn mức độ, nội dung cũng như các PP dạy học cho phù hợp.
Trên cơ sở nội dung kiến thức phần hiđrocacbon và việc sử dụng hệ thống câu hỏi đàm thoại phát hiện trình bày ở trên, chúng tôi đã thiết kế kế hoạch một số bài học cụ thể có sử dụng PPĐT phát hiện trong các bài sau:
Giáo án 1 - Bài 35. Ankan: Tính chất hóa học, điều chế và ứng dụng Giáo án 2 - Bài 40. Anken: Tính chất, điều chế và ứng dụng
Giáo án 3 - Bài 46: Benzen và ankylbenzen
Giáo án 4 - Bài 44: Luyện tập hiđrocacbon không no
Giáo án 1: Bài 35. ANKAN: Tính chất hóa học, điều chế và ứng dụng I. Mục tiêu bài học
1. Kiến thức
HS biết:Phương pháp điều chế các ankan trong phòng thí nghiệm và khai
thác các ankan trong công nghiệp. Ứng dụng của ankan.
HS hiểu:Tính chất hoá học của ankan: Tương đối trơ ở nhiệt độ thường nhưng dưới tác dụng của ánh sáng, xúc tác và nhiệt, ankan có tham gia:
+ Phản ứng tách hiđro, crackinh.
+ Phản ứng oxi hóa (cháy, oxi hóa không hoàn toàn tạo thành dẫn xuất chứa oxi).
2. Kĩ năng
- Viết được các PTHH thể hiện tính chất hóa học của ankan - Viết các PTHH điều chế ankan
II. Chuẩn bị
1. Phương tiện dạy học
Máy tính, máy chiếu
2. Phương pháp dạy học
- Đàm thoại phát hiện kết hợp với phương tiện trực quan - Thuyết trình nêu vấn đề
- HS làm việc độc lập với SGK III. Thiết kế hoạt động dạy học
1. Ổn định lớp:1 phút 2. Kiểm tra bài cũ: (5 phút)
Làm bài tập 4 - SGK (tr. 143)
3. Tiến trình dạy học cụ thể
HĐ CỦA GV VÀ HS NỘI DUNG BÀI HỌC
HĐ 1: Vào bài (1 phút)
Bài trước chúng ta đã nghiên cứu về cấu trúc phân tử và tính chất vật lý của ankan. Cấu trúc phân tử ảnh hưởng đến tính chất hóa học của ankan như thế nào? Chúng có những tính chất hóa học nào, ứng dụng gì và được điều chế như thế nào? Chúng ta cùng tìm hiểu các vấn đề này trong bài học hôm nay.
Tính chất hóa học (25 phút)
PP: - Đàm thoại phát hiện kết hợp với phương tiện trực quan - Thuyết trình nêu vấn đề
- HS làm việc độc lập với SGK
HĐ 2: Tìm hiểu cấu trúc phân tử
ankan (3 phút)
GV: Cho biết đặc điểm các liên kết trong ankan?
I. Tính chất hóa học
Các ankan tương đối trơ về mặt hóa học. Ở nhiệt độ thường không có PƯ, chỉ dưới tác dụng của ánh sáng, chất xúc tác, nhiệt ankan
HS: Do liên kết trong ankan đều là liên kết σ bền, C bão hòa về hóa trị nên các ankan tương đối trơ về mặt hóa học, ankan còn có tên là parafin nghĩa là ái lực hóa học kém. Ở nhiệt độ thường chúng không phản ứng với axit, bazơ và chất oxi hóa mạnh như KMnO4, chỉ dưới tác dụng của ánh sáng, chất xúc tác, nhiệt ankan tham gia các phản ứng thế, phản ứng tách và phản ứng oxi hóa. Trong đó phản ứng thế là đặc trưng.
HĐ 3: Tìm hiểu phản ứng thế của ankan với halogen (11 phút)
- Xét phản ứng thế của metan với clo: GV và HS thực hiện theo hệ thống câu hỏi thứ 3.
GV chỉnh lí, bổ sung và kết luận.
- Xét phản ứng thế của đồng đẳng metan với Clo và Brom:
GV và HS thực hiện theo hệ thống câu hỏi thứ 4.
GV chỉnh lí, bổ sung và kết luận.
tham gia các PƯ thế, PƯ tách và PƯ oxi hóa. Trong đó PƯ thế là PƯ đặc trưng.
1. Phản ứng thế CH4 + Cl2 ánh sáng CH3Cl + HCl Metylclorua (clometan) CH3Cl + Cl2 ánh sáng CH2Cl2 + HCl Metylenclorua (diclometan) CH2Cl2 + Cl2 ánh sáng CHCl3 + HCl Clorofom (triclometan) CHCl3 + Cl2 ánh sáng CCl4 + HCl Cacbontetraclorua (tetraclometan) Các đồng đẳng của metan cũng tham gia PƯ thế : CH3–CH3 + Cl2 ánh sáng CH3–CH2Cl CH3–CH2–CH3 + Cl2 ánh sáng CH3 - CHCl - CH3 (57%) CH3 - CH2 - CH2Cl (43%)
GV lưu ý cho HS: Flo phản ứng mãnh liệt với ankan nên phân hủy thành C và HF. Iot quá yếu nên không PƯ với ankan.
GV yêu cầu HS kết luận:
+ Ankan có phản ứng thế với Cl2 khi chiếu sáng hoặc đun nóng, sản phẩm chính là sản phẩm thế vào cacbon có bậc cacbon cao nhất.
+ Tùy theo tỷ lệ và điều kiện mà phản ứng thế một hay nhiều nguyên tử H.
+ Br2 cũng có khả năng phản ứng như Cl2 nhưng có tính chọn lọc cao hơn.
GV giới thiệu về cơ chế phản ứng thế CH4 với Cl2.
HĐ 4: Tìm hiểu phản ứng tách của ankan (5 phút)
GV: Yêu cầu HS nhắc lại khái niệm phản ứng tách.
Trong phân tử ankan có khả năng tách những nguyên tử và nhóm nguyên tử nào? Lấy ví dụ.
GV lấy thêm ví dụ: tách propan và chỉ ra cách viết PTHH
- Tách H2: Cứ 2 nguyên tử H của 2 nguyên tử C cạnh nhau có thể tách ra tạo nên một liên kết C=C. Có bao
CH3–CH2–CH3 + Br2 ánh sáng CH3 - CHBr - CH3 (97%) CH3 - CH2 - CH2Br (3%)
Cơ chế PƯ halogen hóa ankan: SGK
(Tr.145)
PƯ clo hóa và brom hóa xảy ra theo cơ chế gốc – dây chuyền.
[
2. Phản ứng tách
Ankan có từ 2C trở lên có khả năng bẻ gãy liên kết C – H và liên kết C – C khi đun nóng và có xúc tác thích hợp. CH2 - CH2 H H CH2 = CH2 + H2 to, xt CH3 - CH2 - CH3 xt,500oC CH4 +CH3 - CH = CH2 CH3 - CH = CH - CH3 +H2 CH3 - CH3 + CH2 = CH2
nhiêu cặp H khác nhau thì có bấy nhiêu sản phẩm.
- Bẻ gãy liên kết C- C(phản ứng cracking) tạo ankan và tạo hợp chất có chứa một liên kết C=C.
GV yêu cầu HS kết luận về phản ứng tách của ankan.
HĐ 5: Tìm hiểu oxi hóa (6 phút) GV: Hãy viết PTHH xảy ra khi đốt cháy CH4 và C2H6, từ đó viết phương trình tổng quát cho ankan.
GV: Hãy nhận xét về tỉ lệ mol của H2O và CO2 trong PƯ đốt cháy ankan.
GV giới thiệu các ankan đầu dãy đồng đẳng rất dễ cháy và tỏa nhiều nhiệt nên được dung làm nhiên liệu như xăng, gas,…
Khi đốt cháy ankan thiếu oxi thì ankan bị cháy không hoàn toàn khi đó ngoài sản phẩm khí CO2 và hơi nước còn có muội than, CO làm giảm năng suất tỏa nhiệt và gây ô nhiễm môi trường.
Kết luận: Dưới tác dụng của nhiệt và xúc tác (Cr2O3, Fe, Pt,...) các ankan không những bị tách hiđro tạo thành hiđrocacbon không no mà còn bị gãy các liên kết C-C tạo ra các phân tử nhỏ hơn 3. Phản ứng oxi hóa CH4 + 2O2 t o CO2 + 2H2O C2H6 + 7 2 O2 t o 2CO2 + 3H2O CnH2n+2 + 3n + 1 2 O2 t o nCO2 + (n + 1)H2O Nhận xét: 2 2 H O CO n n và 2 2 ankan H O CO n n n
Vậy khi đốt cháy hợp chất hidrocacbon mà
2 2
H O CO
n n thì đó là ankan.
- Khi thiếu oxi thì xảy ra phản ứng không hoàn toàn CH4 + O2 / 2 700o NO N O C ,t HCHO + H2O o
Gv giới thiệu PTHH:
CH4 + O2 (thiếu) C + H2O GV củng cố: Trên đây là toàn bộ TCHH mà bài học cần nghiên cứu. Ankan là những chất tương đối trơ về mặt hóa học. Có thể tham gia PƯ thế, PƯ tách, PƯ oxi hóa nhưng PƯ thế là phản ứng đặc trưng của ankan.
Điều chế và ứng dụng (6 phút)
PP: vấn đáp, thuyết trình, HS làm việc độc lập với SGK
HĐ 6: Tìm hiểu về cách điều chế
và ứng dụng của ankan
GV: Trong công nghiệp các ankan được điều chế từ dầu mỏ bằng phương pháp chưng cất phân đoạn, ngoài ra metan còn được lấy từ khí thiên nhiên, khí dầu mỏ,…
Vậy trong phòng thí nghiệm CH4 được điều chế bằng cách nào? Viết PTHH.
HS trả lời: CH4 được điều chế bằng cách nung muối natri axetat với vôi tôi – xút hoặc có thể thay bằng nhôm cacbua với nước
GV yêu cầu HS viết PTHH minh họa phản ứng
GV hướng dẫn PƯ tổng quát của muối RCOONa với vôi tôi xút
RCOONa(rắn)+NaOH nungCaO
RH↑+Na2CO3
II. Điều chế và ứng dụng 1.Điều chế
a. Trong công nghiệp
- Từ dầu mỏ
- Khí thiên nhiên (chứa hơn 90% CH4)
b. Trong phòng thí nghiệm
Điều chế CH4
CH3COONa(rắn)+NaOH nungCaO
CH4 ↑ + Na2CO3 Al4C3 + 12H2O 3CH4 + Na2CO3
GV: Dựa vào SGK tr.146 và kiến thức thực tiễn hãy cho biết ankan có ứng dụng gì?
2. Ứng dụng: SGK
HĐ7: Củng cố ( 5 phút) 1, Đốt cháy hoàn toàn một
hdrocacbon A thu được 0,5 mol CO2 và 0,6 mol H2O.
a, Tìm CTPT của ankan
b, Xác định CTCT biết khi clo hóa (1:1) cho ba sản phẩm thế monoclo.
c, Viết PTHH tách của A. IV. Dặn dò ( 2 phút)
- Ôn tập lại tính chất hóa học của ankan - Làm bài tập 1, 2, 3, 4, 5, 6 (SGK – tr.147)
- Xem trước bài 37: Luyện tập ankan và xicloankan Tổng kết chương 2
Dựa trên cơ sở lý luận và thực tiễn đã được nghiên cứu ở chương 1. Trong chương này, chúng tôi đã tiến hành một số công việc chính như sau:
1. Phân tích nghiên cứu cấu trúc, nội dung và phương pháp dạy học phần hiđrocacbon hóa học 11 nâng cao.
2. Đề xuất nguyên tắc và quy trình sử dụng phương pháp đàm thoại phát hiện. 3. Vận dụng PPĐT phát hiện ở một số dạng bài:
- Dạng bài mới - Dạng bài luyện tập - Dạng bài thực hành
4. Xây dựng hệ thống câu hỏi sử dụng phương pháp đàm thoại phát hiện trong dạy học phần hiđrocacbon – Hóa học 11 nâng cao.
5. Thiết kế 4 giáo án nhằm minh họa cách sử dụng phương pháp đàm thoại phát hiện trong quá trình dạy học hóa học ở lớp 11 chương trình nâng cao.
CHƯƠNG 3
THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm
- TNSP nhằm khẳng định hướng đi đúng đắn và cần thiết của đề tài dựa trên cơ sở lí luận và thực tiễn.
- Khẳng định tính khoa học, hiệu quả và khả thi của việc sử dụng hệ thống câu hỏi trong bài dạy kiến thức mới nhằm tăng cường tính tích cực nhận thức của HS.
- Đánh giá khả năng áp dụng phương pháp đàm thoại phát hiện khi dạy học phần hiđrocacbon - Hóa học 11 nâng cao nói riêng và chương trình hóa học phổ thông nói chung.
3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm
Để đạt được những mục đích trên, TNSP có những nhiệm vụ sau:
- Thiết kế các giáo án thực nghiệm theo nội dung của luận văn, hướng dẫn GV thực hiện theo nội dung và phương pháp của tài liệu.
- Thiết kế 2 đề kiểm tra (1 đề kiểm tra 15 phút, 1 đề kiểm tra 45 phút) để đánh giá hiệu quả của tài liệu thực nghiệm.
- Thu thập kết quả và xử lí, phân tích kết quả thực nghiệm để rút ra kết luận về việc áp dụng PPĐT phát hiện trong việc dạy học phần hiđrocacbon - Hóa học 11 nâng cao.
3.3. Nội dung thực nghiệm sư phạm
- Dạy 4 giáo án thực nghiệm của phần hiđrocacbon - Hóa học 11 nâng cao và cho học sinh làm các bài kiểm tra.
- Kiểm tra, đánh giá hiệu quả của tài liệu thực nghiệm và cách sử dụng nó trong dạy học.
3.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
3.4.1. Chọn địa bàn và đối tượng thực nghiệm 3.4.1.1. Đối tượng: HS khối 11 3.4.1.1. Đối tượng: HS khối 11
3.4.1.2. Địa bàn
+ Trường THPT Lương Thế Vinh, Vụ Bản, Nam Đinh. + Trường THPT Hoàng Văn Thu, Vụ Bản, Nam Định.
- Nhóm đối chứng: Là các lớp học ban nâng cao học theo phân phối chương
trình của Bộ GD&ĐT, GV dạy theo phương pháp truyền thống.
- Nhóm thực nghiệm: Là các lớp học ban nâng cao học theo phân phối chương trình của Bộ GD&ĐT, GV dạy theo PPĐT phát hiện để phát huy tính tích cực học tập của HS.
Các lớp ĐC và TN được chọn tương đương nhau về trình độ, khả năng học tập và không phải là lớp chọn. Cả hai nhóm này đều học chương trình hóa học lớp 11 chương trình nâng cao.
Thực hiện cùng một bài dạy theo 2 phương pháp khác nhau (lớp ĐC theo phương pháp truyền thống, lớp TN dạy theo PPĐT phát hiện).
Cụ thể như sau: Bảng 3.1. Các lớp thực nghiệm và đối chứng Trường Lớp thực nghiệm (TN) Lớp đối chứng (ĐC) GV thực hiện Lớp Số HS Lớp Số HS
THPT Lương Thế Vinh 11A2 42 11A3 42 Vũ Mạnh Dũng THPT Hoàng Văn Thụ 11A2 40 11A3 40 Nguyễn Thị Hương
3.4.2. Tổ chức thực nghiệm sư phạm
3.4.2.1. Trao đổi với giáo viên dạy thực nghiệm
Trước khi TNSP, chúng tôi đã gặp GV cùng dạy thực nghiệm để trao đổi một số vấn đề sau:
- Nhận xét của GV về các lớp TN - ĐC đã chọn.
- Tìm hiểu tình hình học tập và năng lực tư duy của các HS trong lớp TN. - Mức độ thông hiểu kiến thức cơ bản của HS.
- Tình hình học bài, chuẩn bị bài và làm bài tập của HS trước khi đến lớp. - Yêu cầu của chúng tôi về việc áp dụng PPĐT phát hiện để phát huy tính tích cực của học sinh trong học tập.
Chúng tôi đã tiến hành thực nghiệm sư phạm vào học kì II của năm học 2013 -2014. Ở các lớp đối chứng GV dạy theo phương pháp truyền thống, không sử dụng PPĐT phát hiện. Với lớp thực nghiệm tiến hành dạy theo PPĐT phát hiện.
Sau khi đã thực hiện bài dạy TN ở lớp TN và ĐC, chúng tôi tiến hành kiểm tra kết quả TN để xác định hiệu quả tính khả thi của phương án TN. Việc kiểm tra đánh giá chất lượng nắm vững kiến thức của học sinh ở các lớp TN và ĐC được tiến hành 2 lần thông qua 2 bài kiểm tra: 1 bài kiểm tra 15 phút (trắc nghiệm) và 1 bài bài kiểm tra 45 phút (trắc nghiệm+ tự luận).
Kiểm tra đánh giá:
Nội dung kiểm tra: Kiến thức 3 chương hiđrocacbon no; hiđrocacbon không
no; hiđrocacbon thơm và nguồn hiđrocacbon trong thiên nhiên.
Hình thức kiểm tra: Trắc nghiệm + Tự luận
Ra đề trên giấy, in các đề kiểm tra 15 phút và 45 phút và phát cho các giáo viên tiến
hành thực nghiệm.
Để đánh giá kết quả TNSP, chúng tôi cho HS hai lớp ĐC và TN làm 1 bài kiểm tra 15 phút, 1 bài kiểm tra viết 45 phút. Nội dung các đề kiểm tra được trình bày ở phần
phụ lục.
- Đề bài kiểm tra như nhau, cùng đáp án và cùng GV chấm.
- Chấm bài kiểm tra theo thang điểm 10, sắp xếp kết quả kiểm tra theo thứ tự từ thấp đến cao, phân thành 3 nhóm:
+ Nhóm khá - giỏi đạt các điểm: 7, 8, 9, 10. + Nhóm trung bình đạt các điểm: 5, 6. + Nhóm yếu, kém đạt các điểm: < 5.
- Áp dụng lí thuyết thống kê toán học để xử lý, phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm.
- So sánh kết quả kiểm tra giữa nhóm TN và nhóm ĐC, từ đó rút ra kết luận về tính khả thi của đề tài.
3.5. Kết quả thực nghiệm sư phạm
Bảng 3.2. Kết quả bài kiểm của HS 2 trường THPT Lương Thế Vinh và THPT Hoàng Văn Thụ Trường THPT Lớp Đối tượng Bài KT Số HS đạt điểm Xi 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Hưng Nhân 11A2 (42 ) TN 1 0 0 0 0 2 4 8 12 10 4 2 2 0 0 0 0 0 4 8 10 10 6 4 11A3 (42) ĐC 1 0 0 0 0 4 8 12 10 6 2 0 2 0 0 0 0 2 6 12 12 6 4 0