Giáo án Hóa học Lớp 11 - Tiết 37: Ankan (Tiết 1) - Trần Quốc Quốc

Ngày soạn : 26/12/2008 Tuần: 17 Tiết 37: ANKAN (T1) Mục tiêu: HS hiểu: Sự hình thành liên kết và cấu trúc không gian của ankan. Gọi tên các ankan với mạch chính không quá 10 nguyên tử C. Kĩ năng Viết các đồng phân và một số CTPT đồng đẳng của ankan. Viết CTPT, CTCT và gọi tên các ankan từ C1-C5. B. Chuẩn bị: GV: Bảng gọi tên 10 ankan không phân nhánh đầu tiên trong dãy đồng đẳng các ankan (Bảng 5.1 Sgk.) HS: Ôn tập lại bài Mêtan đã học ở lớp 9. C. Tiến trình dạy học: Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 1: GV : HS hãy nhắc lại khái niệm đồng đẳng? Vận dụng viết CTPT các chất trong dãy đồng đẳng của Metan với chất đầu có CTPT CH4? GV : nhận xét CTC và gọi tên chung của dãy đồng đẳng. Hoạt động 2 : GV : Yêu cầu HS nhắc lại khái niệm đồng phân? Vận dụng viết CTCT các đồng phân của C3H8 và C4H10. Nhận xét và rút ra kết luận về các loại đồng phân có thể có của Ankan?. GV : bổ sung số lượng các đồng phân cấu tạo tăng dần khi số lượng C tăng. Hoạt động 2: GV : Yêu cầu HS xem bảng 5.1SGK và rút ra nhận xét về cách gọi tên các ankan không phân nhánh, nhóm ankyl? Hoạt động 4 : GV : gọi tên 1 số ankan có nhánh theo danh pháp IUPAC và yêu cầu HS nhận xét cách gọi tên chung. GV nhận xét và hướng dẫn HS gọi tên theo các bước. Hoạt động 5 : GV : Dựa vào ví dụ ở SGK hãy cho biết khái niêm bậc của C Hoạt động 6 : GV :yêu cầu HS nêu những ankan thường gặp trong cuộc sống đồng thời xem ở bảng 5.1 để nêu tính chất vật lý của chúng I. Đồng đẳng, đồng phân danh pháp: 1.Đồng đẳng: Dãy đồng đẳng metan (ankan) : CH4, C2H6, C3H8, C4H10... CnH2n+2 (n>0). 2. Đồng phân: Đồng phân mạch C: Các Ankan từ C4H10 trở lên có đồng phân cấu tạo, đó là đồng phân mạch C. VD: C4H10 có 2 đồng phân cấu tạo: CH3 - CH2 - CH2 - CH3 CH3 - CH - CH3 Butan | CH3 isobutan 3. Danh pháp: a. Ankan klhông phân nhánh, ankyl không phân nhánh: Ankan không phân nhánh: Tên mạch chính + an Ankyl không phân nhánh: Tên mạch chính + yl VD: SGK. b. Ankan phân nhánh: Tên IUPAC: Số chỉ vị trí - Tên nhánh+Tên mạch chính+ an +Chọn mạch C chính (dài và nhiều nhánh nhất) +Đánh số mạch C chính từ phía gần nhánh đánh đi. +Tên=Vị trí +Tên nhánh+Tên mạch C chính+an VD: SGK Bậc của C: Bậc của một nguyên tử C ở phân tử ankan bằng số nguyên tử C liên kết trực tiếp với nó. (hay C được gọi là bậc n nếu lk trực tiếp với n C khác). II. Tính chất vật lí: - Từ C1 - C4 : khí, C5 - C18 : lỏng, C19 trở đi : rắn. - M tăng ® tnc, ts, d tăng, Ankan nhẹ hơn nước. - Không tan trong nước (kị nước), là dung môi không phân cực. - Không màu. D. Cũng cố: - Khái niệm Ankan, ankan có nhánh, ankan không nhánh, nhóm ankyl? - Viết CTCT các ankan đồng phân cấu tạo của C5H12 và gọi tên chúng theo danh pháp thường và danh pháp IUPAC. Ngày soạn : 26/12/2008 Tuần: 17 Tiết 38: ANKAN (T2) Mục tiêu: HS hiểu: Liên kết trong phân tử các ankan đều là liên kết Tính chất hoá học của ankan phương pháp điều chế và ứng dụng của ankan Kĩ năng: Viết phương trình phản ứng xác định được sản phẩm của phản ứng Nắm các phản ứng thế, phản ứng tách và phản ứng cháy B. Chuẩn bị: GV: Một số ví dụ về phản ứng của ankan và một số ứng dụng của ankan HS: Ôn tập lại tính chất hoá học của ankan ở lớp 9 C. Kiểm tra bài cũ Em hãy viết đồng phân và gọi tên ankan có công thức C5H12 D. Tiến trình dạy học Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 1: GV : yêu cầu HS nhắc lại đặc điểm cấu tạo phân tử các ankan. GV : phân tử ankan chỉ chứa các liên kết C-C, C-H. Đó là các liên kết bền vững, vì thế các ankan tương đối trơ về mặt hóa họcankan có khả năng tham gia phản ứng nào ? Hoạt động 2 : GV : Yêu cầu HS viết phản ứng thế của CH4 với Cl2 đã học ở lớp 9. - GV : lưu ý HS Tùy thuộc tỉ lệ số mol CH4 và Cl2 mà sản phẩm sinh ra khác nhau. - Tương tự GV cho HS viết phản ứng thế clo (1:1) với C2H6 và C3H8. - GV: thông báo % tỉ lệ các sản phẩm thế của C3H8 GV: Yêu cầu HS nhận xét Hoạt động 3 : - GV :viết 2 phương trình phản ứng: tách H và bẽ gảy mạch C của n-butan. GV :Bổ xung dưới tác dụng của t0, xt các ankan không những bị tách H mà còn bị bẽ gảy các liên kết C-C tạo ra các phân tử nhỏ hơn. Hoạt động 4 : - GV : yêu cầu HS viết phương trình phản ứng đốt cháy CH4 và phương trình phản ứng tổng quát đốt cháy ankan. Nhận xét tỉ lệ số mol H2O và CO2 sinh ra sau phản ứng. - GV :lưu ý HS phản ứng tỏa nhiệt thường làm nguyên liệu. Không đủ O2 phản ứng cháy không hoàn toàn tạo ra C, CO... Hoạt động 5 : GV : giới thiệu phương pháp điều chế ankan trong công nghiệp và làm thí nghiệm điều chế CH4 trong phòng thí nghiệm Hoạt động 6 : - GV : yêu cầu HS nghiên cứu sơ đồ trong SGK rút ra những ứng dụng cơ bản của ankan. III. Tính chất hóa học: Ankan chỉ chứa các liên kết C-C, C-H. Đó là các liên kết bền vững tương đối trơ về mặt hóa học: chỉ có khả năng tham gia phản ứng thế, phản ứng tách, phản ứng oxi hóa. 1. Phản ứng thế bởi halogen CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl CH3-CH3 + Cl2 CH3-CH2Cl + HCl Các phản ứng trên gọi là phản ứng halogen hóa, sản phẩm gọi là dẫn xuất Halogen Nhận xét : SGK 2. Phản ứng tách CH3-CH3 CH2 =CH2 + H2 3. Phản ứng oxi hóa: Phản ứng cháy (Phản ứng oxi hóa hoàn toàn) CH4 + 2O2 ®CO2 + 2H2O CnH2n + 2 + O2 ® nCO2 (n+1) H2O IV. Điều chế 1. Trong phòng thí nghiêm: Điều chế CH4 CH3COONa r + NaOH r CH4 + Na2CO3 2. Trong công nghiêp: -Tách từ khí dầu mỏ,khí dầu mỏ - Từ dầu mỏ V. ứng dụng: (SGK) E. Cũng cố: - GV: Yêu cầu HS nắm vững tính chất hoá học của ankan là phản ứng thế, phản ứng tách và phản ứng oxi hoá Ngày soạn : 26/12/2008 Tuần: 17 Tiết 39: XICLOANKAN Mục tiêu: HS hiểu: Cấu trúc, đồng phân, danh pháp của một số monoxicloankan. Tính chất vật lý, tính chất hoá học và ứng dụng của xicloankan Kĩ năng : Viết phương trình phản ứng chứng minh tính chất hoá học của xicloankan B. Chuẩn bị: GV: Tranh vẽ mô hình một số xicloankan và bảng tính chất vật lý của một vài xicloankan HS: Xem trước bài ở nhà và làm bài tập ở nhà C. Kiểm tra bài cũ Em hãy trình bày tính chất hoá học của ankan Em hãy viết phương trình hoá học của phản ứng thế của propan với clo (1 :1) D. Tiến trình dạy học Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 1: GV: yêu cầu HS nghiên cứu công thức phân tử, công thức cấu tạo và trong bảng 5.2 SGK rút ra các khái niệm xicloankan là gì? Hoạt động 2: GV: gọi tên một số monoxicloankan. GV: yêu cầu HS nhận xét, rút ra qui tắc gọi tên monoxicloankan. - HS vận dụng gọi tên một số monoxicloankan như trong SGK Hoạt động 3: GV: Yêu cầu HS nghiên cứu đặc điểm cấu tạo monoxicloankan và rút ra nhận xét. GV: hướng dẫn HS viết các phương trình hoá học của xiclopropan và xiclobutan: Phản ứng cộng; phản ứng thế; phản ứng cháy,phản ứng tách. Hoạt động 4: GV: hướng dẫn HS viết phương trình hoá học của ankan dựa trên phản ứng tách hiđro. Hoạt động 5: GV: hướng dẫn HS cách điều chế và ứng dụng của xicloankan I. Cấu tạo Xicloankan là những hiđrocacbon no mạch vòng( một hoặc nhiều vòng). Monoxicloankan có công thức chung là CnH2n (n ³ 3). Cách gọi tên monoxicloankan: Qui tắc: Tên = Số chỉ vị trí nhanh – Tên nhánh +Xiclo+ Tên mạch chính + an Xiclopropan Xiclobutan metylxiclohexan II. Tính chất hoá học Phân tử chỉ có liên kết đơn (giống ankan), có mạch vòng (khác ankan) là xicloankan có tính chất hoá học giống ankan. 1. phản ứng thế Bromxiclopentan + Cl2 + HCl cloxiclopentan 2.phản ứng cộng mở vòng a.Xiclo propan vàXiclobutan Cộng với H2 + H2 CH3-CH2- CH3 Propan +H2CH3 - CH2 - CH2 - CH3 butan b. Cộng với Br2, axit: (chỉ có Xiclo propan ) + Br2 ® BrCH2 – CH2 – CH2Br (1,3 –đibrompropan ) + HBr ® CH3 – CH2 – CH2Br (1–Brompropan ) 3. Phản ứng tách Toluen 4. Phản ứng cháy. 2 C3H6 + 9 O2® 6CO2 + 6H2O TQ: CnH2n + 3n/2 O2 ®n CO2 + n H2O III. Điều chế : CH3(CH2)5CH3 + H2 ­ IV.Ứng dụng : Làm nhiên liệu, làm dung môi, làm nguyên liệu để điều chế các chất khác. E. Cũng cố : - GV : Yêu cầu HS nắm vững cấu tạo và tính chất hoá học của xicloankan Bài tập : 5/212 SGK Ngày soạn : 26/12/2008 Tuần: 17 Tiết 40: LUYỆN TẬP ANKAN VÀ XICLOANKAN Mục tiêu: HS hiểu: Sự tương tự và sự khác biệt về tính chất vật lý, tính chất hoá học và ứng dụng giữa ankan với xicloankan. Cấu trúc, danh pháp các Ankan và Xicloankan Kĩ năng: Rèn luyện kỹ năng nhận xét so sánh 2 loại ankan và xicloankan. Rèn kỹ năng so sánh hai hiđrocacbon no là Ankan và Xicloankan, viết PTPƯ minh hoạ tính chất hoá học của hai loại hiđrocacbon no là Ankan và Xicloankan. B. Chuẩn bị GV: Bảng so sánh và bài tập liên quan đến ankan và xicloankan HS: Luyện tập trước ở nhà theo mục tiêu bài học và yêu cầu tiết trước đã giao C. Kiểm tra bài cũ GV : Em hãy trình bày tính chất hoá học của xicloankan GV : Em hãy cho biết tại sao chỉ có xiclopropan và xiclobutan mới có phản ứng mở vòng D. Tiến trình dạy học Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 1 : -Phản ứng chính trong hoá hữu cơ ? -ankan là gì ? CTTQ ? -Có những loại đồng phân nào ? -Tính chất hoá học đặc trưng của ankan và xicloankan là gì ? -So sánh sự giống và khác nhau về tính chất hoá học của ankan và xicloankan ? -ứng dụng của ankan ? Hoạt động 2 : GV hướng dẫn học sinh hoàn thành các bài tập trong sgk . Bài 1 : Viết CTCT của các ankan sau : Pentan , 2-metylbutan , isobutan , các chất trên còn có tên gọi nào khác không ? Bài 2 : Ankan Y mạch không phân nhánh có CTĐG nhất là C2H5 . a) Tìm CTPT , viết CTCT và gọi tên Y ? b) Viết ptpư của Y với clo khi chiếu sáng , chỉ rõ sản phẩm chính của phản ứng ? Bài 3 : Đốt cháy hoàn toàn 3,36 lit hỗn hợp khí A gồm mêtan và etan thu được 4,48 lit khí CO2 ( đkc ) . Tính %V mỗi khí trong hỗn hợp A ? Bài 4 : khi 1gam CH4 cháy toả ra 55,6KJ . Cần đốt bao nhiêu lit khí CH4 ( đkc ) để đủ lượng nhiệt đun 1 lit H2O ( D = 1g/cm3) từ 25°C lên 100°C . Biết muốn nâng 1gam nước lên 1°C cần tiêu tốn 4,18J và giả sử nhiệt sinh ra chỉ dùng để làm tăng nhiệt độ của nước . I.KIẾN THỨC CẦN NẮM 1.các phản ứng chính trong hoá hữu cơ : Thế , cộng , tách . 2.Ankan là hiđrocacbon no mạch hở , có CTTQ là CnH2n+2 ( n≥1) 3.từ C4H10 trở đi có đồng phân mạch cacbon . 4.Tính chất hoá học đặc trưng của ankan và xicloankan là phản ứng thế , riêng xicloankan vòng nhỏ có phản ứng cộng mở vòng . 5.So sánh ankan và xicloankan : Giống nhau Khác nhau Cấu tạo Chỉ có lk đơn Ankan : hở Xicloankan :vòng Tính chất hoá học -Đều có phản ứng thế -Có phản ứng tách hiđro -Cháy toả nhiều nhiệt -Xiclopropan , xiclobutan có phản ứng cộng mở vòng -Ankan là thành phần chính trong các loại nhiên liệu và là nguồn nguyên liệu phong phú cho CN hoá chất . II.BÀI TẬP : Bài 1 : CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 CH3 – CH – CH2 – CH3 CH3 – CH – CH3 CH3 CH3 Bài 2 : a) Ankan có CTPT ( C2H5)n ® C2nH5n Vì ankan nên : 5n = 2n.2+2 => n = 2 Vậy CTCT của Y là : CH3 – CH2 – CH2 – CH3 CH3 – CH2 – CH2 – CH2Cl b) CH3 – CH2 – CH2 – CH3 + Cl2 ® + HCl CH3 – CH – CH2 – CH3 Cl Bài 3 : gọi số mol CH4 là x , số mol C2H6 là y nA = 0,15 = x + y nCO2 = 0,2 = x + 2y giải hệ => x = 0,1 , y = 0,05 => %V CH4 = 66,67% , %V C2H6 = 33,33% Bài 4 : Nâng nhiệt độ của 1g nước lên 1°C cần tiêu tốn 4,18J Vậy khi nâng nhiệt độ 1g nước từ 25°C lên 100°C cần tiêu tốn lượng nhiệt là :75.4,18 = 313,5J Do đó lượng nhiệt cần tiêu tốn cho 1lit nước từ 25°C lên 100°C là 313,5 . 1000 = 313,5KJ Mặt khác : 1gam CH4 khi cháy toả 55,6KJ Vậy để có 313,5KJ cần 5,6385 gam CH4 VCH4 cần dùng là : 7,894 lit .