Giáo án Hóa học 11 - Bài 45: Axit cacboxylic

Ngày soạn:
Người soạn: Huỳnh Minh Trung
BÀI 45: AXIT CACBOXYLIC
I.MỤC TIÊU
Kiến thức
Biết định nghĩa, cách phân loại và cách gọi tên axit cacboxylic.
Hiểu được mối liên quan giữa cấu trúc của nhóm cacboxylic và liên kết hiđro ở axit cacboxylic với tính chất vật lý của chúng.
Giải thích được đặc điểm cấu tạo phân tử, từ đó có thể dự đoán tính chất hóa học của axit cacboxylic:
	+ Tính axit.
	+ Phản ứng thế nhóm –OH.
Kĩ năng
Biết cách viết CTCT và gọi tên một số axit đồng phân.
Dựa vào tính chất vật lý và cấu trúc dự đoán tính chất hóa học.
Vận dụng đặc điểm cấu tạo giải thích một số tính chất vật lí của axit cacboxylic. 
Tình cảm, thái độ
Giáo dục HS có thái độ nghiêm túc trong việc học tập, say mê khoa học.
Năng lực cần hướng tới
Năng lực giải quyết vấn đề thông qua môn hóa học.
+ Giải thích sự ảnh hưởng của đặc điểm cấu tạo tới tính chất vật lý.
	+ So sánh nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy của axit cacboxylic với ancol và phenol có cùng số C.
Năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học.
+ Sử dụng thuật ngữ hóa học: viết và biểu diễn đúng công thức hóa học.
	+ Sử dụng danh pháp: gọi tên axit cacboxylic.
Năng lực hợp tác nhóm để hoàn thành phiếu học tập, trò chơi.
Năng lực thực hành hóa học.
Phát triển năng lực sáng tạo.
+ Biết tự nghiên cứu,tự phát hiện được vấn đề cần giải quyết.
+ Biết đề xuất nhiều phương án giải quyết mới lạ đúng hướng để giải quyết vấn đề.
II. TRỌNG TÂM
Đặc điểm cấu trúc phân tử của axit cacboxylic.
Tính chất vật lý của axit cacboxylic
III. PHƯƠNG PHÁP 
Đàm thoại gợi mở: GV – HS 
Thuyết trình, giảng giải: GV 
IV. PHƯƠNG TIỆN
Giáo viên: Máy chiếu, giáo án, sách giáo viên, sách giáo khoa, tranh ảnh và bảng phụ.
BẢNG PHỤ
Điền các thông tin vào chỗ trống:
Axit cacboxylic là những mà phân tử có nhóm  liên kết trực tiếp 
Axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở có CTPT chung là: ..
Trạng thái: Các axit đều là chất..hoặc chất..ở
Tính tan: Độ tan trong nước của các axit..... theo chiều tăng của phân tử khối. Trong đó, axit fomic, axit axetic..
 Mùi vị: Mỗi axit đều có.. : axit axetic có vị giấm ăn, axit oxalic có vị chua của me.
Oxalidaceae
Học sinh: 
+ Dụng cụ học tập.
+ Xem trước bài 10
+ Ôn lại bài axit axetic ở lớp 9.
V. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
Ổn định lớp (1 phút): Ổn định lớp và kiểm tra sỉ số, tác phong học sinh.
Kiểm tra bài cũ: Tiến hành kiểm tra trong quá trình dạy học.
Hoạt động dạy học:(35’)
BÀI 45: AXIT CACBOXYLIC
Hoạt động của Giáo viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung
I. ĐỊNH NGHĨA, PHÂN LOẠI, DANH PHÁP
Hoạt động 1 : Giới thiệu bài mới(1’)
Trong thực đơn của con người thì trái cây chiếm một phần khá quan trọng, thường ngày chúng ta ăn cam ,bưởi, nho, uống nước chanh ta thấy chúng có vị chua đặc trưng của mỗi loại trái cây. Vậy tại sao chúng lại có vị chua đặc trưng như thế? Đó là do trong trái cây có các axit hữu cơ hay còn gọi là axit cacboxylic mà mỗi loại axit lại có một vị chua riêng.
Axit cacboxylic là gì? Hôm nay chúng ta sẽ tìm hiểu qua bài 45: Axit cacboxylic.
HS lắng nghe.
Hoạt động 2: Định nghĩa(5’)
GV: Cho HS xem công thức cấu tạo của một số axit hữu cơ: 
H-COOH
CH3-COOH
C6H5-COOH
HOOC-COOH
GV: Yêu cầu HS quan sát và nhận xét đặc điểm chung của các hợp chất trên. Liên hệ với định nghĩa anđehit từ đó nêu định nghĩa axit cacboxylic.
GV lưu ý: Nguyên tử Cacbon này có thể của gốc hiđrocacbon hoặc của nhóm –COOH khác.
GV cho một số ví dụ:
Ví dụ
C2H5-COOH : nhóm –COOH liên kết trực tiếp với C của nhánh ankyl.
HOOC-COOH :nhóm –COOH liên kết trực tiếp với C của nhóm cacboxylic khác.
GV: giới thiệu nhóm cacboxyl (-COOH) là nhóm chức của axit cacboxylic.
* Chuyển ý: Chúng ta vừa mới tìm hiểu thế nào là axit cacboxylic. Vậy axit cacboxylic được phân loại ra sao. Cô và các em sẽ cùng tìm hiểu.
 - HS: Nhận xét và nêu định nghĩa:
+ Các chất hữu cơ trên đều có nhóm – COOH liên kết với nguyên tử cacbon hoặc nguyên tử hidro.
+ Axit cacboxylic là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm cacboxyl 
(-COOH) liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon hoặc nguyên tử hidro.
-HS: Lắng nghe.
I. ĐỊNH NGHĨA, PHÂN LOẠI, DANH PHÁP
1. Định nghĩa.
 - Axit cacboxylic là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm cacboxyl 
(-COOH) liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon hoặc nguyên tử hidro. 
-Ví dụ: 
Nhóm cacboxyl (-COOH) là nhóm chức của axit cacboxylic.
Hoạt động 3: Phân loại (7’)
GV yêu cầu HS dựa vào cơ sở phân loại anđehit, rút ra cách phân loại axit cacboxylic.
GV: Tương tự hợp chất anđehit no, đơn chức, mạch hở. GV yêu cầu HS phát biểu định nghĩa axit no, đơn chức, mạch hở. Cho ví dụ. 
GV: Từ ví dụ của HS, hướng dẫn HS viết công thức cấu tạo thu gọn chung và công thức phân tử chung của axit no, đơn chức, mạch hở: CmC2mO2 (m1).
GV: Yêu cầu HS phát biểu định nghĩa axit không no, đơn chức, mạch hở (gốc hidrocacbon, số nhóm chức). Cho ví dụ.
GV: Tương tự, axit thơm, đơn chức là hợp chất hữu cơ có gốc hidrocacbon thơm liên kết với một nhóm –COOH.
GV: Yêu cầu HS cho ví dụ.
Lưu ý: nhóm –COOH phải liên kết trực tiếp với gốc hidrocacbon thơm. 
Ví dụ
không phải là axit thơm, đơn chức mà chỉ là axit không no, đơn chức.
GV: Axit đa chức là hợp chất hữu cơ mà phân tử có hai nhóm –COOH trở lên.Ví dụ:
Chuyển ý: Chúng ta đã biết giấm ăn là một axit cacboxylic có công thức CH3COOH . Vậy những axit cacboxylic khác được gọi như thế nào. Chúng ta cùng tìm hiểu nào.
HS trả lời:
+ Gốc hidrocacbon: no, không no, thơm.
+ Số nhóm chức: đơn chức, đa chức. 
Từ đó ta có các loại axit:
Axit no, đơn chức, mạch hở
Axit không no, đơn chức, mạch hở
Axit thơm, đơn chức
Axit đa chức
HS: trả lời, cho ví dụ:
Phân tử có gốc hidrocacbon no, mạch hở liên kết với một nhóm –COOH
Ví dụ: 
HS: Viết CT theo hướng dẫn của GV:
CTTQ: CnH2n+1COOH (n 0) hoặc CmH2mO2 (m 1). 
HS trả lời và cho ví dụ: Phân tử có gốc hidrocacbon không no, mạch hở liên kết với một nhóm –COOH
Ví dụ: 
HS chú ý lắng nghe giảng và cho ví dụ:
HS chú ý lắng nghe.
2. Phân loại:
 Dựa theo đặc điểm cấu tạo của gốc hiđrocacbon và số nhóm cacboxyl trong phân tử, các axit được chia thành:
+ Gốc hidrocacbon: no, không no, thơm.
+ Số nhóm chức: đơn chức, đa chức. 
Axit no, đơn chức, mạch hở:
Phân tử có gốc ankyl hoặc nguyên tử hidro liên kết với một nhóm –COOH.
CTTQ: 
 CnH2n+1COOH (n 0) hoặc CmH2mO2 (m 1). 
Ví dụ: 
 b. Axit không no, đơn chức, mạch hở:
Phân tử có gốc hidrocacbon không no, mạch hở liên kết với một nhóm –COOH.
Ví dụ: 
 c. Axit thơm, đơn chức:
Phân tử có gốc hidrocacbon thơm liên kết với một nhóm – COOH.
Ví dụ:
d.Axit đa chức:
Phân tử có hai hay nhiều nhóm 
– COOH.
Ví dụ:
Hoạt động 4: Danh pháp (7’)
GV yêu cầu HS nhắc lại cách gọi tên thay thế của anđehit no, đơn chức, mạch hở. Cách chọn mạch chính và cách đánh số mạch chính.
GV trình bày cách gọi tên thay thế của axit no, đơn chức, mạch hở: Tương tự cách gọi tên andehit:
 Axit + tên hidrocacbon no tương ứng với mạch chính + oic.
 Và nhắc lại cách chọn mạch chính, cách đánh số mạch chính.
GV lưu ý: ở đây ta chỉ xét tới các axit no, đơn chức, mạch hở.
GV lấy ví dụ: 
Axit 4-etyl 2-metyl hexanoic
GV yêu cầu HS gọi tên thay thế các axit cacboxylic có công thức phân tử C5H10O2.
GV giới thiệu tên thông thường: thường liên quan đến nguồn gốc tìm ra axit đó.
Ví dụ:
Axit fomic HCOOH: theo nguồn gốc tìm ra từ nọc của kiến lửa.
Axit axetic CH3COOH: có trong giấm ăn.
Ngoài ra, các axit khác có tên gọi như:
Axit benzoic
 Axit metacylic
 Axit oxalic 
GV: Một số tên axit hay gặp và tên gọi thông thường, xem bảng 9.2/sgk, trang 206
Chuyển ý: Đối với một chất hóa học đặc điểm cấu tạo rất quan trọng, nó quyết định tính chất của chất đó. Vậy axit cacboxylic có cấu tạo như thế nào? 
HS nhắc lại:
Mạch chính là mạch dài nhất bắt đầu từ nhóm –CHO
Nhóm –CHO được đánh là C số 1
Tên hidrocacbon no tương ứng với mạch chính + đuôi al.
HS chú ý lắng nghe.
HS lên bảng viết các đồng phân và gọi tên:
 (Axit pentanoic)
(2-metyl butanoic)
 (3-metyl butanoic)
 (2,2-đimetyl propanoic)
HS chú ý lắng nghe.
3. Danh pháp
a. Tên thay thế
Tên thay thế của các axit no, đơn chức, mạch hở được cấu tạo như sau:
Axit + vị trí nhánh+ tên nhánh +tên hidrocacbon no ứng với mạch chính + oic.
Chú ý: 
Mạch chính là mạch Cacbon dài nhất bắt đầu từ nhóm -COOH
Nhóm –COOH vị trí 1.
Ví dụ: 
Axit etanoic
Axit propanoic
Axit 3- metyl butanoic
b. Tên thông thường
Một số axit có tên thông thường liên quan đến nguồn gốc tìm ra chúng.
Ví dụ: 
HCOOH: axit fomic
CH3COOH: axit axetic.
II.ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO
Hoạt động 5: Đặc điểm cấu tạo (8’)
Ở lớp 9 ta đã học về axit cacboxylic là axit axetic, vậy em nào hãy lên bảng trình bày cho cô và các bạn đặc điểm cấu tạo của axit axetic.
GV nhận xét và vẽ công thức cấu tạo của nhóm – COOH và giải thích tính phân cực của nhóm –OH trong phân tử axit: 
Tương tự như ở ancol và anđehit, các liên kết O-H và C=O luôn luôn phân cực về phía các nguyên tử oxi. Ngoài ra nhóm –OH và nhóm >C=O lại có ảnh hưởng qua lại lẫn nhau, cặp electron tự do của oxi trong nhóm liên hợp với cặp electron của nhóm C=O làm cho mật độ electron chuyển dịch về phía nhóm C=O.Vì vậy, liên kết OH đã phân cực lại càng phân cực mạnh hơn. Nguyên tử H trong OH trong axit linh động hơn trong ancol và phenol.
GV yêu cầu HS:
+ So sánh mức độ phân cực của liên kết O-H trong phân tử axit với liên kết O-H trong phân tử ancol và phenol.
+ Từ đó suy ra mức độ linh động của nguyên tử hiđro tương ứng.
GV lưu ý Từ cấu trúc của phân tử axit cacboxylic, yêu cầu HS dự đoán tính chất của axit cacboxylic: 
GV: Liên quan những tính chất hóa học sẽ tìm hiểu sau.
Chuyển ý: chúng ta vừa học xong về đặc điểm cấu tạo của axit cacboxylic, vậy đặc điểm cấu tạo này có ảnh hưởng đến tính chất vật lí không? 
Axit axetic có công thức là CH3-COOH. Trong phân tử axit, nhóm –OH liên kết với nhóm >C=O tạo thành nhóm (-COOH). Chính nhóm –COOH này làm cho phân tử có tính axit.
HS nghe giảng 
HS trả lời:
+ Liên kết O-H trong phân tử axit phân cực hơn liên kết O-H trong phân tử phenol > ancol.
+ Kết luận: mức độ linh động của nguyên tử Hidro axit cacboxylic > phenol > ancol
HS dự đoán: Phản ứng thế của nhóm –OH, tính axit.
HS lắng nghe.
II. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO:
Nhóm cacboxyl (-COOH) là sự kết hợp bởi nhóm cacbonyl(>C=O) và nhóm hyđroxyl (-OH). 
Nhóm –OH và nhóm >C=O lại có ảnh hưởng qua lại lẫn nhau: Cặp electron tự do của oxi trong nhóm liên hợp với cặp electron của nhóm C=O làm cho mật độ electron chuyển dịch về phía nhóm C=O.
Liên kết giữa H và O trong nhóm –OH phân cực mạnh, nguyên tử H linh động hơn trong phenol, ancol, anđehit và xeton có cùng số nguyên tử C.
III. TÍNH CHẤT VẬT LÍ
Hoạt động 6: Tính chất vật lý (7’)
Ở lớp 9 ta đã học về axit cacboxylic là axit axetic, vậy em nào hãy trình bày cho cô và các bạn tính chất vật lý của axit axetic.
GV nhận xét
GV yêu cầu HS tìm hiểu sách giáo khoa và cho biết tính chất vật lý của axit cacboxylic .
GV: TCVL của axit cacboxylic và axit axetic đều tương tự nhau nhưng ở axit cacboxylic thì nhiệt độ sôi của các axit tăng theo chiều tăng của phân tử khối và cao hơn nhiệt độ sôi của các ancol có cùng phân tử khối ta sẽ tìm hiểu rõ hơn về tính chất này.
GV cho học sinh quan sát bảng 9.2 trang 206 kết hợp với bảng 8.2 trang 181 SGK, yêu cầu HS nhận xét về nhiệt độ sôi của các chất ancol, axit tương ứng cùng số C.
GV giải thích cho HS:
Axit có liên kết hidro bền hơn ancol.
Ngoài kiểu liên kết hidro giống ancol, axit còn có kiểu liên kết hidro dạng đime rất bền.
=> Liên kết hidro bền làm cho nhiệt độ sôi của axit cao hơn hẳn so với ancol tương ứng.
HS trả lời:
Axit Axetic là chất lỏng, không màu, vị chua, tan vô hạn trong nước.
HS lắng nghe.
HS trả lời: Tính chất vật lý của axit cacboxylic.
Ở điều kiện thường tất cả các axit cacboxylic đều là chất lỏng hoặc chất rắn .
Mỗi axit cacboxylic đều có một vị chua đặc trưng.
Các axit có từ 1 đến 3 cacbon thì tan vô hạn trong nước, cacbon tăng lên thì độ tan giảm xuống.
Nhiệt độ sôi của các axit tăng theo chiều tăng của phân tử khối và cao hơn nhiệt độ sôi của các ancol có cùng phân tử khối
HS lắng nghe.
HS trả lời: Nhiệt độ sôi của các axit tăng theo chiều tăng của phân tử khối và cao hơn nhiệt độ sôi của các ancol có cùng phân tử khối..
HS lắng nghe.
III. TÍNH CHẤT VẬT LÍ:
Các axit đều là chất lỏng hoặc chất rắn ở điều kiện thường.
Nhiệt độ sôi của các axit tăng theo chiều tăng của phân tử khối và cao hơn nhiệt độ sôi của các ancol có cùng phân tử khối..
Độ tan trong nước của các axit giảm dần theo chiều tăng của phân tử khối. Trong đó, axit fomic, axit axetic tan vô hạn trong nước.
Mỗi axit có vị riêng: axit axetic có vị giấm ăn, axit oxalic có vị chua của me,
4.Tổng kết đánh giá: (10’)
GV hỏi HS về những nội dung cụ thể của những phần đã học:
 Chúng ta vừa tìm hiểu nội dung cuối cùng của bài học
+ Bài học hôm nay gồm những nội dung gì?
+ Thế nào là axit cacboxylic?
+ Axit Cacboxylic có những tính chất vật lý nào?
+ Mối liên quan giữa cấu trúc của nhóm cacboxylic và liên kết hidro ở axit cacboxylic với tính chất vật lý của chúng như thế nào?
- Cho HS chơi trò chơi: AI NHANH HƠN.
Trò chơi có 2 vòng.GV chia lớp thành hai đội. 
-Vòng 1: Mỗi đội cử 3 thành viên tham gia trò chơi. Trong thời gian tối đa 60 giây, lần lượt mỗi thành viên sẽ hoàn thành chổ trống trong bảng phụ. Cổ động viên của mỗi đội có thể hỗ trợ cho người chơi. Đội chiến thắng là đội hoàn thành đúng và nhanh hơn.
-Vòng 2: Không hạn chế số người tham gia. Trong thời gian tối đa 60 giây, lần lượt mỗi thành viên sẽ ghép các loại axit cacboxylic với loại quả tương ứng.mỗi người chỉ ghép 1 loại axit.nếu sai thì đồng đội có thể sữa chữa. Đội chiến thắng là đội hoàn thành đúng và nhanh hơn.
Hướng dẩn tự học ở nhà.(1’)
- Làm bài tập 1, 2, SGK trang 210.
- Chuẩn bị phần tiếp theo của bài.