Giáo án Hóa học 11 - Bài học 38: Hệ thống hóa về hiđrocacbon

Ngày soạn:
Người soạn: Huỳnh Minh Trung
CHƯƠNG 7:
HIĐROCACBON THƠM. NGUỒN HIĐROCACBON THIÊN NHIÊN. 
HỆ THỐNG HÓA VỀ HIĐROCACBON.
BÀI 38: HỆ THỐNG HÓA VỀ HIĐROCACBON
MỤC TIÊU:
Kiến thức:
Hiểu được công thức phân tử, tính chất vật lí, tính chất hóa học và ứng dụng của các hiđrocacbon quan trọng: Ankan, anken, ankin và ankylbenzen.
Trình bày được mối quan hệ giữa các loại hiđrocacbon quan trọng.
Phân biệt được những điểm giống nhau và khác nhau về tính chất hóa học của hiđrocacbon thơm với hiđrocacbon no và hiđrocacbon không no.
Kĩ năng: 
Lập được sơ đồ quan hệ giữa các loại hiđrocacbon.
Viết được các phương trình hoá học minh họa tính chất hóa học và biểu diễn mối quan hệ giữa các chất.
Tách chất ra khỏi hỗn hợp khí, hỗn hợp lỏng.
Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo và gọi tên.
Thái độ: 
Rèn luyện thái độ làm việc khoa học, nghiêm túc.
Xây dựng tính tích cực, chủ động, hợp tác, có kế hoạch và tạo cơ sở cho các em yêu thích môn hóa học.
Các năng lực cần hướng tới:
Năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học.
Năng lực tính toán và viết các phản ứng hóa học.
Năng lực hợp tác.
PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC:
Phương pháp thuyết trình vấn đáp.
Phương pháp đàm thoại gợi mở.
Phương pháp hợp tác nhóm nhỏ: Sử dụng phiếu học tập.
TRỌNG TÂM:
Hệ thống hóa tất cả lí thuyết về hiđrocacbon.
Xây dựng sơ đồ chuyển hóa giữa các loại hiđrocacbon. 
Giải được tất cả bài tập có liên quan.
PHƯƠNG TIỆN:
Giáo viên:
Giáo án.
Phiếu học tập.
Bảng phụ.
Học sinh:
Xem trước nội dung bài mới.
Xem lại kiến thức cũ có liên quan đến bài mới: Cấu tạo, gọi tên, tính chất vật lí, tính chất hóa học, ứng dụng của ankan, anken, ankylbenzen, ankin.
TIẾN TRÌNH DẠY HỌC:
Ổn định lớp: (1 phút).
Kiểm tra bài cũ: Kiểm tra trong quá trình dạy học.
Giới thiệu bài mới: (1 phút).
Ở các tiết trước, các em đã được tìm hiểu về hiđrocacbon no, hiđrocacbon không no và hiđrocacbon thơm. Mỗi loại hiđrocacbon đó có đặc điểm cấu tạo phân tử, tính chất hóa học khác nhau,để giúp các em hệ thống lại các kiến thức một cách dễ nhớ hơn thì hôm nay thầy và các em sẽ học bài 38: HỆ THỐNG HÓA VỀ HIĐROCACBON.
Tiến trình dạy học: (43 phút)
HOẠT ĐỘNG CỦA
 GIÁO VIÊN
HOẠT ĐỘNG CỦA
HỌC SINH
NỘI DUNG
Hoạt động 1:Công thức phân tử, đặc điểm cấu tạo phân tử, đồng phân.(5phút)
Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại công thức phân tử của ankan, anken, ankin, ankylbenzen.
Giáo viên nhận xét và đưa ra công thức tổng quát của hiđrocacbon là 
Trong đó k là tổng số liên kết và vòng.
Cụ thể:
Với ankan: 
Với ankylbenzen: 
Với ankađien:
Giáo viên yêu cầu học sinh lên bảng vẽ cấu tạo phân tử của và trình bày lại đặc điểm cấu tạo phân tử và đồng phân của những hiđrocacbon trên.
Lưu ý học sinh về đồng phân hình học của anken:
Điều kiện: Anken từ C4 trở lên (Có liên kết )
, trong đó R1R2, R3R4.
Học sinh trả lời:
Ankan: 
Anken: 
Ankin: Ankylbenzen: 
Học sinh lắng nghe và ghi chép.
Học sinh lên bảng vẽ cấu tạo phân tử và trình bày đặc điểm cấu tạo, đồng phân:
Ankan (C2H6): Chỉ có liên kết đơn C-H, C-C. Có đồng phân mạch cacbon.
Anken (C2H4): Có một liên kết đôi C=C (gồm 1 liên kết và 1 liên kết ). Có đồng phân mạch cacbon, đồng phân vị trí liên kết đôi, đồng phân hình học.
Ankin (C2H2): Có một liên kết (gồm 1 liên kết bền và 2 liên kết kém bền). Có đồng phân mạch cacbon, và đồng phân vị trí liên kết 3.
Ankylbenzen (C6H6): Có 1 vòng benzen. Có đồng phân mạch cacbon của nhánh ankyl. Có đồng phân vị trí tương đối của các nhóm ankyl.
Học sinh lắng nghe, ghi chép.
I.HỆ THỐNG HÓA VỀ HIĐROCACBON.
Công thức phân tử:
Ankan: 
Anken: 
Ankin: Ankylbenzen: 
Đặc điểm câu tạo phân tử và đồng phân:
Ankan: Chỉ có liên kết đơn 
C-H, C-C. Có đồng phân mạch cacbon.
Anken: Có một liên kết đôi C=C (gồm 1 liên kết và 1 liên kết ). Có đồng phân mạch cacbon, đồng phân vị trí liên kết đôi, đồng phân hình học.
Ankin: Có một liên kết (gồm 1 liên kết bền và 2 liên kết kém bền). Có đồng phân mạch cacbon, và đồng phân vị trí liên kết 3.
Ankylbenzen: Có 1 vòng benzen. Có đồng phân mạch cacbon của nhánh ankyl. Có đồng phân vị trí tương đối của các nhóm ankyl.
Hoạt động 2: Tính chất vật lí và ứng dụng của các hiđrocacbon (2 phút)
Giáo viên yêu cầu học sinh trình bày các tính chất vật lí đã học của hiđrocacbon (trạng thái, nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy, màu sắc, tính tan,)
Giáo viên gọi học sinh nhắc lại ứng dụng của ankan, ankin, anken, ankylbenzen.
Giáo viên nhận xét.
Học sinh trả lời: 
Ở điều kiện thường, từ C1 đến C4 là chất khí; C5 là chất lỏng hoặc rắn
Không màu
Không tan trong nước
Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy tăng theo chiều tăng của phân tử khối.
Học sinh trả lời: Dùng làm nhiên liệu và nguyên liệu, và làm dung môi.
Tính chất vật lí và ứng dụng:
TCVL:
Ở điều kiện thường, từ C1 đến C4 là chất khí; C5 là chất lỏng hoặc rắn
Không màu
Không tan trong nước
Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy tăng theo chiều tăng của phân tử khối.
ỨD:
Dùng làm nhiên liệu và nguyên liệu, và làm dung môi.
Hoạt động 3: Tính chất hóa học của các hiđrocacbon (10 phút)
Giáo viên chia lớp thành 4 nhóm và yêu cầu học sinh hoàn thành phiếu học tập 1 trong 4 phút :
Nhóm 1: Trình bày tính chất hóa học của ankan, viết phản ứng hóa học minh họa.
Nhóm 2: Trình bày tính chất hóa học của anken, viết phản ứng hóa học minh họa.
Nhóm 3: Trình bày tính chất hóa học của ankin, viết phản ứng hóa học minh họa.
Nhóm 4: Trình bày tính chất hóa học của ankylbenzen, viết phản ứng hóa học minh họa.
Giáo viên nhận xét và kết luận về tính chất hóa học của hiđrocacbon (dán bảng phụ số 1):
Ankan: Ở phân tử ankan chỉ có các liên kết C-C và C-H, đó là các liên kết bền vững, vì thế các ankan tương đối trơ về mặt hóa học. Ở nhiệt độ thường không phản ứng với axit, bazơ và chất oxi hóa mạnh (KMnO4). Dưới tác dụng của ánh sáng, xúc tác, nhiệt độ ankan tham gia phản ứng thế, phản ứng tách (gãy liên kết C-C và C-H), phản ứng oxi hóa (hoàn toàn và không hoàn toàn)
Anken: Có một liên kết đôi C=C gồm 1 liên kết và 1 liên kết . Liên kết kém bền hơn liên kết nên trong phản ứng dễ bị dứt ra để tạo thành liên kết với các nguyên tử khác. Vì thế, liên kết C=C là trung tâm phản ứng gây ra những tính chất hóa học đặc trưng cho anken như phản ứng cộng, phản ứng trùng hợp và phản ứng oxi hóa.
Ankin: Có một liên kết gồm 1 liên kết bền và 2 liên kết kém bền, do đó các ankin dễ dàng tham gia phản ứng cộng và phản ứng thế bằng ion kim loại, phản ứng oxi hóa. 
Giáo viên nhấn mạnh: các ank-1-in có phản ứng thế bằng ion kim loại tính chất này được dùng để phân biệt ank-1-in với các anken khác.
Ankylbenzen: Do cấu trúc của benzen nên phản ứng đặc trưng của benzen là phản ứng thế, 
phản ứng cộng, phản ứng oxi hóa mạch nhánh.
Giáo viên lưu ý cho học sinh 1 số công thức tính toán các bài tập về hiđrocacbon:
Ankan: 
Khi đốt cháy ankan: 
CT xác định tỉ lệ số C và H: 
Phản ứng Cracking:
KL trước p/ư = KL sau p/ư.
Đốt hh sau p/ư được quy về đốt cháy hh trước p/ư.
Số mol sau p/ư = Số sản phẩm Số mol trước p/ư.
Anken: 
Khi đốt cháy anken (hoặc xicloankan): 
Tính số liên kết của 
k=1: 1 liên kết đôi=1 vòng.
k=2: 1 liên kết 3= 2 liên kết đôi=2 vòng.
Ankin: 
Khi đốt cháy ankin (hoặc ankađien) thì:
Ankylbenzen:
Giáo viên yêu cầu học sinh so sánh điểm giống nhau và khác nhau về tính chất hóa học của anken và ankin.
Học sinh làm việc nhóm: 
Ankan: 
Phản ứng thế (halogen):
Phản ứng tách:
Phản ứng oxi hóa:
Anken:
Phản ứng cộng (H2, Br2, HX,):
Phản ứng trùng hợp:
Phản ứng oxi hóa hoàn toàn:
Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn:
Ankin:
Phản ứng cộng (H2, Br2, HX,):
Phản ứng thế H liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon của liên kết 3 đầu mạch:
Phản ứng oxi hóa:
Ankylbenzen:
Phản ứng thế (nitro, halogen):
Phản ứng cộng:
Phản ứng oxi hóa mạch nhánh.
Học sinh lắng nghe và ghi chép.
Học sinh lắng nhe và ghi chép.
Học sinh trả lời:
Giống nhau:
Phản ứng cộng hiđro.
Phản ứng cộng brom dung dịch.
Cộng HX theo quy tắc Mac-cop-nhi-cop.
Làm mất màu dung dịch KMnO4.
Khác nhau:
Anken: Không có phản ứng thế bằng ion kim loại.
Ankin: Ank-1-in có phản ứng thế bằng ion kim loại.
Tính chất hóa học:
Ankan:
Phản ứng thế (halogen)
Phản ứng tách
Phản ứng oxi hóa
Anken:
Phản ứng cộng (H2, Br2, HX,)
Phản ứng trùng hợp.
Phản ứng oxi hóa.
Ankin:
Phản ứng cộng (H2, Br2, HX,)
Phản ứng thế H liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon của liên kết 3 đầu mạch.
Phản ứng oxi hóa.
Ankylbenzen:
Phản ứng thế (nitro, halogen)
Phản ứng cộng
Phản ứng oxi hóa mạch nhánh
Hoạt động 4: Sự chuyển hóa giữa các loại hiđrocacbon (4phút)
Giáo viên dán bảng phụ số 2: Sơ đồ về sự chuyển hóa giữa các loại hiđrocacbon bị khuyết, sau đó chia lớp thành 2 đội (đội A và B) và yêu cầu 2 đội điền vào chỗ khuyết trong 2 sơ đồ chuyển hóa trên. Đội nào làm xong sớm và đúng nhất sẽ được khen thưởng.
Giáo viên nhận xét và khen thưởng .
Học sinh thực hiện theo yêu cầu:
Sơ đồ A:
 -H2, to, xt
 +H2, to, Ni
 +H2, Pd/PbCO3, to
 +H2 dư, Ni, to
Sơ đồ B:
CTPT CnH2n+2, n=6,7,8
Xicloankan
Tách H2
II.SỰ CHUYẾN HÓA GIỮA CÁC LOẠI HIĐROCACBON
Hoạt động 5: Giải bài tập về hiđrocacbon (20 phút)
Bài tập trắc nghiệm:
Giáo viên dán bảng phụ 3.
Bài tập viết phương trình hóa học:
Giáo viên dán bảng phụ số 4: Viết phương trình hóa học của các phản ứng hoàn thành dãy chuyển hóa sau (bài tập 3- SGK trang 172), sau đó gọi 3 học sinh lên bảng viết phương trình hóa học.
Giáo viên nhận xét.
Bài tập nhận biết chất:
Giáo viên dán bảng phụ số 5, yêu cầu học sinh thảo luận theo nhóm (trong 2 phút), sau đó đại diện nhóm lên trình bày kết quả.
Trình bày phương pháp hóa học phân biệt các chất lỏng sau: Benzen, stiren, toluen và hex-1-in?
Tách riêng từng khí sau ra khỏi hỗn hợp: CH4 , C2H4, C2H2
Học sinh làm theo nhóm và đại diện nhóm lên trình bày.
Giáo viên nhận xét.
Bài tập tìm CTPT:
Giáo viên dán bảng phụ 6: 
Hỗn hợp M chứa 2 hidrocacbon kế tiếp nhau trong một dãy đồng đẳng. Khi đốt cháy hoàn toàn 13,20g hỗn hợp M thu được 20,27 lít CO2( đktc). Hãy xác định công thức phân tử và phần trăm khối lượng từng chất trong hỗn hợp M.
Giáo viên hướng dẫn học sinh làm bài.
Học sinh trả lời: 
Câu 1: A
Pent-1-in
3-metylbut-1-in.
Câu 2
Câu 3: C
Học sinh lên bảng viết phương trình hóa học.
Học sinh trả lời:
a.
- Dùng AgNO3/NH3 nhận được hex-1-in do có kết tủa vàng. Còn lại không hiện tượng là benzen, stiren, toluen.
Để nhận biết benzen, stiren, toluen ta dùng KMnO4. Ở nhiệt độ thường stiren làm mất màu KMnO4, ở nhiệt độ cao toluen làm mất KMnO4, còn lại là benzen không làm mất màu KMnO4 ở nhiệt độ thường và nhiệt độ cao
CH4,
C2H4
CH4, C2H4, C2H2
Ag2C2
HCl
C2H2 
dd Br2
b.
AgNO3/ NH3
C2H4Br2
CH4
Zn
C2H4
Học sinh lắng nghe và lên bảng thực hiện bài tập.
Giải:
Đặt công thức của 2 hiđrocacbon kế tiếp nhau là 
Ta có pt:
Áp dụng ĐLBT nguyên tố C: Áp dụng ĐLBT nguyên tố H:
Vì nH2O>nCO2 nên hai chất trong hỗn hợp là ankan.
 Vậy công thức phân tử 2 chất là C7H16 (x mol) và C8H18 (y mol)
Khối lượng hai chất là : 
100x+114y=13,20 (1)
Số mol CO2 : 
7x+8y=0,925 (2)
Từ (1) và (2) giải hệ :
Thành phần % theo khối lượng :
III. BÀI TẬP:
Bài tập trắc nghiệm:
Câu 1: Có bao nhiêu đồng phân ankin có CTPT C5H8 tác dụng với dd AgNO3/NH3 dư tạo kết tủa màu vàng. Viết và gọi tên đồng phân đó.
Câu 2 : Hợp chất sau có tên là gì ?
Câu 3 : Chất nào trong 4 chất dưới đây có thể tham gia cả 4 phản: ứng cháy trong oxi; phản ứng cộng với Br2, phản ứng 
cộng với H2(Ni, t0), phản ứng với dung dịch AgNO3/NH3?
Bài tập viết phương trình hóa học:
Bài tập 3-Sgk trang 172 :
Câu a :
Câu b :
:
 (2) : (3) :
 (4) :
Câu c:
Bài tập nhận biết:
Trình bày phương pháp hóa học phân biệt các chất lỏng sau: Benzen, stiren, toluen và hex-1-in?
Tách riêng từng khí sau ra khỏi hỗn hợp: CH4 , C2H4, C2H2
Bài tập tìm CTPT:
Hỗn hợp M chứa 2 hidrocacbon kế tiếp nhau trong một dãy đồng đẳng. Khi đốt cháy hoàn toàn 13,20g hỗn hợp M thu được 20,27 lít CO2( đktc). Hãy xác định công thức phân tử và phần trăm khối lượng từng chất trong hỗn hợp M.
Tổng kết đánh giá: (2 phút).
Củng cố bài học (1 phút):
Nhắc lại tính chất hóa học của các hiđrocacbon đã học.
Sự chuyển hóa giữa các loại hiđrocacbon.
Hướng dẫn tự học ở nhà (1 phút):
Làm bài tập 2, 4, 5 trang 172 
Xem trước nội dung bài mới, Bài 39: Dẫn xuất halogen của hiđrocacbon.
PHỤ LỤC
PHIẾU HỌC TẬP 1:
Trình bày tính chất hóa học của ankan, anken, ankin, ankylbenzen. Viết phản ứng hóa học minh họa?
BẢNG PHỤ 1:
Ankan
Anken
Ankin
Ankylbenzen
CTPT
CnH2n+2 
(n ³1)
CnH2n 
(n ³2)
CnH2n-2 
(n ³2)
CnH2n-6 
(n ³6)
Đặc điểm cấu tạo
Chỉ có liên kết đơn 
C-C, C-H.
Có 1 liên kết đôi C=C.
Có 1 liên kết ba CºC.
Có vòng benzen.
Đồng phân
Mạch cacbon.
Mạch cacbon.
Vị trí liên kết đôi.
Hình học.
Mạch cacbon.
Vị trí liên kết ba.
Mạch cacbon của nhánh ankyl.
Vị trí tương đối của các nhóm ankyl
Tính chất vật lí
Ở điều kiện thường, từ C1 đến C4 là chất khí; C5 là chất lỏng hoặc rắn
Không màu
Không tan trong nước
Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy tăng theo chiều tăng của phân tử khối.
Tính chất hóa học
Phản ứng thế (halogen).
Phản ứng tách
Phản ứng oxi hóa:
Phản ứng cộng (H2, Br2, HX,)
Phản ứng trùng hợp.
Phản ứng oxi hóa.
Phản ứng cộng (H2, Br2, HX,)
Phản ứng thế H liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon của liên kết 3 đầu mạch.
Phản ứng oxi hóa.
Phản ứng thế (nitro, halogen)
Phản ứng cộng
Phản ứng oxi hóa mạch nhánh
Ứng dụng
Làm nguyên liệu,nhiên liệu, dung môi.
BẢNG PHỤ 2:
SƠ ĐỒ VỀ SỰ CHUYỂN HÓA GIỮA CÁC LOẠI HIĐROCACBON.
Sơ đồ 2:
 Sơ đồ 1:
BẢNG PHỤ 3:
Bài tập trắc nghiệm:
Câu 1: Có bao nhiêu đồng phân ankin có CTPT C5H8 tác dụng với dd AgNO3/NH3 dư tạo kết tủa màu vàng. 
2
3
4
5
Viết và gọi tên đồng phân đó.
Câu 2: Hợp chất sau có tên là gì ?
5-metyl-3-propyl-1-hexen
3-propyl-5metylhexen-1
5-metyl-3-propylhex-1-en
5-metyl-3-propylhex-2-en
Câu 3 : Chất nào trong 4 chất dưới đây có thể tham gia cả 4 phản ứng: cháy trong oxi; phản ứng cộng với Br2, phản ứng 
cộng với H2(Ni, t0), phản ứng với dung dịch AgNO3/NH3?
Etan 
Eten
Axetilen.
Xiclopropan
BẢNG PHỤ 4:
Bài tập viết phương trình hóa học.
Viết phương trình hóa học của các phản ứng hoàn thành dãy chuyển hóa sau:
BẢNG PHỤ 5:
Bài tập nhận biết chất:
Trình bày phương pháp hóa học phân biệt các chất lỏng sau: Benzen, stiren, toluen và hex-1-in?
Tách riêng từng khí sau ra khỏi hỗn hợp: CH4 , C2H4, C2H2
BẢNG PHỤ 6:
Bài tập tìm CTPT:
Hỗn hợp M chứa 2 hidrocacbon kế tiếp nhau trong một dãy đồng đẳng. Khi đốt cháy hoàn toàn 13,20g hỗn hợp M thu được 20,27 lít CO2( đktc). Hãy xác định công thức phân tử và phần trăm khối lượng từng chất trong hỗn hợp M.