Giáo án Hóa học 11 - Bài 27: Luyện tập: Ankan

Tiết ... Bài 27 LUYỆN TẬP: ANKAN I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức Sau khi học, học sinh phải: Biết: - Viết được đồng phân, CTCT, cách gọi tên của ankan. - Tính chất vật lý và tính chất hóa học của ankan. - Vai trò của ankan trong công nghiệp và trong đời sống hằng ngày. Hiểu: - Quy luật thế vào ankan. - Ankan từ C4 trở đi mới có đồng phân mạch cacbon. - Các phản ứng chính của hidrocabon no là phản ứng thế và phản ứng tách. Vận dụng: - Củng cố kĩ năng viết công thức cấu tạo và gọi tên các ankan - Rèn luyện kĩ năng lập công thức phân tử của chất hữu cơ. - Viết phương trình hóa học có chú ý vận dụng quy luật thế vào phân tử ankan. 2. Kỹ năng - Viết được công thức cấu tạo của ankan và một số chất trong dãy đồng đẳng. - Lập công thức CTPT hợp chất hữu cơ. - Viết các phản ứng hóa học đặc trưng của ankan 3. Thái độ, hành vi - Có tinh thần tích cực, chủ động trong học tập. - Tin tưởng vào tri thức khoa học, có niềm say mê, hứng thú với môn học. - Vận dụng kiến thức đã học vào thực tiễn cuộc sống. 4. Phát triển năng lực - Năng lực tự học. - Năng lực giải quyết vấn đề thông qua môn hóa học. - Năng lực ngôn ngữ hóa học và giao tiếp. - Năng lực hợp tác. - Năng lực vận dụng kiến thức đã học vào thực tiễn cuộc sống. - Năng lực hệ thống, khái quát hóa kiến thức hóa học. II. TRỌNG TÂM: - Đồng phân, CTCT, cách gọi tên của ankan. - Tính chất hóa học của ankan - Giải các bài tập cơ bản liên quan đến phản ứng cháy và phản ứng thế của ankan. III.PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY: - Phương pháp đàm thoại - Phương pháp dạy học theo nhóm - Phương pháp nêu và giải quyết vấn đề IV. CHUẨN BỊ GIÁO CỤ: Giáo viên - Sách giáo khoa lớp 11 cơ bản - Phiếu học tập - Sơ đồ tư duy hệ thống hóa kiến thức - Hệ thống câu hỏi và bài tập ôn tập Học sinh - Sách giáo khoa, vở ghi bài - Ôn bài cũ, đọc trước bài mới - Tự vẽ sơ đồ tư duy hệ thống hóa kiến thức đã học ở bài trước. IV. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC 1. Ổn định lớp (1’) kiểm tra sĩ số 2. Kiểm tra bài cũ ( lồng vào lúc dạy) 3. Nội dung bài mới Ở tiết trước, cô trò chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu về một loại hidrocacbon no, đó là ankan. Và hôm nay, chúng ta sẽ có 1 tiết luyện tập để củng cố lại kiến thức mà các em đã được học. TG Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung bài học Hoạt động 1: Củng cố lại kiến thức đã học (10 phút) 7’ - GV yêu cầu các em đem bản thu hoạch sơ đồ tư duy đã chuẩn bị ở nhà ra tham khảo. + Gọi một em lên bảng trình bày bài của mình. - GV yêu cầu các em ghim lại sơ đồ tư duy trong vở sau khi chỉnh sửa lại thông tin phù hợp. - HS trả bài thu hoạch sơ đồ tư duy I.Lý thuyết: 1. Khái quát về ankan: - Công thức phân tử chung: Ankan: CnH2n+2 (n ≥ 1). - Phân tử ankan chỉ chứa liên kết đơn C – C, C – H. - Tính chất hóa học đặc trưng của ankan là phản ứng thế: CnH2n+2 + X2 → HX + CnH2n+1 X - Sản phẩm chính: thế nguyên tử H ở C bậc cao. - Từ C4 trở lên mới có đồng phân mạch cacbon. Hoạt động 2: Viết CTCT và cách gọi tên ankan 15’ -GV: Yêu cầu học sinh nhắc lại khái niệm đồng phân. - GV phát phiếu bài tập số 1 - GV yêu cầu các em làm nhanh phiếu bài tập số 1 trong 3 phút. - GV: gọi 2 HS lên bảng viết CTCT các chất C4H10, C5H12 (ghi rõ điều kiện phản ứng) - GV: Các em hãy cho biết các đồng phân trên thuộc loại đồng phân gì? - GV: Các em hãy cho biết xuất phát từ tên mạch chính chúng ta làm như thế nào để có tên gọi của một ankan. - GV: Các em hãy nghiên cứu sách giáo khoa và cho biết các bước gọi tên một ankan phân nhánh. Ví dụ: 1 2 3 4 CH3 – CH – CH2 – CH3 │ CH3 B1: chọn mạch chính B2: đánh số, từ trái sang hay từ phải sang. B3: gọi tên *** Lưu ý: Trường hợp có nhiều nhánh giống nhau ta dùng tiền tố đứng trước để chỉ số lượng nhánh: 2- đi, 3- tri, 4-tetra - GV: hướng dẫn cho các em các tên thông thường xuất hiện trong ankan. - GV: gọi HS lên bảng viết tên gọi của các đồng phân C4H10, C5H12 đã viết ở mục 2. Bậc của nguyên tử cacbon - GV: Các em biết bậc của nguyên tử cacbon được tính như thế nào ? + Xác định bậc của các nguyên tử cacbon trong ankan sau: 8 CH3 1 2│ 3 4 5 CH3–C–CH2–CH–CH3 │ │ CH3 CH3 6 7 - Các em lưu ý cách xác định bậc của nguyên tử cacbon, vì chúng ta sẽ sử dụng nhiều để xác định sản phẩm chính trong các phản ứng hữu cơ - HS: trả lời. Đồng phân là những hợp chất có cùng CTPT nhưng khác nhau về CTCT. - HS: viết và trả lời. - HS: lên bảng viết các đồng phân C4H10 có 2 đồng phân C5H12 có 3 đồng phân -HS: trả lời. Đồng phân mạch cacbon. - HS: Trả lời + Tên mạch chính + đuôi “an” - HS: trả lời Các bước gọi như sau: + Chọn mạch cacbon dài nhất và có nhiều nhánh nhất làm mạch chính. + Đánh số thứ bắt đầu từ nguyên tử cacbon gần nhánh hơn + Gọi tên: số chỉ vị trí nhánh + tên nhánh ( tên gốc ankyl ) + tên ankan tương ứng với mạch chính. C4H10 CH3 – CH2 – CH2 – CH3 CH3 – CH – CH3 │ CH3 C5H10 CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 CH3 – CH – CH2 – CH3 │ CH3 CH3 │ CH3 – C – CH3 │ CH3 - HS: trả lời Cacbon bậc I: 1,5,6,7,8 Cacbon bậc II: 3 Cacbon bậc III: 4 Cacbon bậc IV: 2 2. Đồng phân - Từ C4H10 trở đi có các đồng phân mạch cacbon. C4H10 CH3 – CH2 – CH2 – CH3 CH3 – CH – CH3 │ CH3 C5H10 CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 CH3 – CH – CH2 – CH3 │ CH3 CH3 │ CH3 – C – CH3 │ CH3 3. Danh pháp - Tên ankan: Tên mạch chính + đuôi “an” - Tên gốc ankyl: Tên mạch chính + đuôi “yl” - Cách gọi tên ankan phân nhánh: + Chọn mạch cacbon dài nhất và có nhiều nhánh nhất làm mạch chính. + Đánh số thứ bắt đầu từ nguyên tử cacbon gần nhánh hơn (sao cho số chỉ vị trí nhánh là nhỏ nhất). + Gọi tên: số chỉ vị trí nhánh + tên nhánh ( tên gốc ankyl ) + tên ankan tương ứng với mạch chính. *** Lưu ý: Trường hợp có nhiều nhánh giống nhau ta dùng tiền tố đứng trước để chỉ số lượng nhánh:2- đi, 3- tri, 4-tetra - Bậc của nguyên tử cacbon: Bậc của nguyên tử cacbon trong phân tử hidrocacbo no được tính bằng số liên kết của nó với nguyên tử cacbon khác. Tên thông thường + Iso: ở C số 2 có một nhánh -CH3. Iso pentan CH3 – CH – CH2 – CH3 │ CH3 + Neo: ở C số 2 có 2 nhánh -CH3. Neopentan CH3 │ CH3 – C – CH3 │ CH3 Bậc của nguyên tử cacbon Bậc của nguyên tử cacbon trong phân tử hidrocacbo no được tính bằng số liên kết của nó với nguyên tử cacbon khác. Hoạt động 3: Bài tập củng cố (hướng dẫn giải một số bài tập cơ bản) 15’ - GV: phát phiếu học tập số 3 - GV gọi HS lên làm bài tập trong phiếu học tập số - GV yêu cầu HS giải các bài tập 1,2,3,4 SGK trang 123 vào vở bài tập - GV hướng dẫn học sinh giải các bài tập trong sách giáo khoa. - HS suy nghĩ hoàn thành bài tập II. Bài tập: Bài tập phản ứng cháy + Khi đốt cháy hiđrocacbon có: Số C=n ankan Phản ứng thế: Phương trình khái quát: CnH2n+2 + m Cl2 → CnH2n+2-mClm + m HCl Bài tập SGK: Bài 1(tr123) Viết các công thức cấu tạo của các ankan sau: pentan, 2-metylbutan, isobutan. Các chất trên còn có tên gọi nào khác không? Giải:  CH3– CH(CH)3-CH2-CH3    isopentan CH3– CH(CH)3– CH3    2-metylpropan Bài 2.(tr123): Ankan Y mạch không nhánh có công thức đơn giản nhất là C2H5 a)      Tìm công thức phân tử, viết công thức cấu tạo và gọi tên chất Y b)      Viết phương trình hóa học phản ứng của Y với clo khi chiếu sáng, chỉ rõ sản phẩm chính của phản ứng. Giải: a)      Ankan có CTPT dạng (C2H5)n  => C2nH5n Vì là ankan nên:  5n = 2n x 2 + 2  => n = 2 Vậy CTCT của Y là CH3– CH2– CH2– CH3 (butan) b)       Bài 3 (tr 123): Đốt cháy hoàn toàn 3,36,lít hỗ hợp khí A gồm metan và etan thu được 4,48 lít khí cacbonic. Các thể khí được đo ở điều kiện tiêu chuẩn. Tính thành phần phần trăm về thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp A. Gợi ý giải: Gọi số mol của metan là x, số mol của etan là y nA = 0,150 mol = x + y  (1) nCO2 = 0,20 mol = x +2y  (2) Từ (1) và (2)   => x = 0,100; y = 0,0500 Bài 4 (tr 123): Khi 1,00 g metan cháy tỏa ra 55,6 kJ. Cần đốt bao nhêu lít khí metan (đktc) để lượng nhiệt sinh ra đủ đun 1,00 lít nước (D = 1,00 g/cm3) từ 25,00C lên 100,0oC. Biết rằng muốn nâng 1,00g nước lên 1,0oC cần tiêu tốn 4,18J và giả sử nhiệt sinh ra chỉ dùng để làm tăng nhiệt độ của nước Giải : Nhiệt độ của 1,00 g nước lên 1oC cần tiêu tốn nhiệt lượng là 4,18 J. Vậy khi nâng nhiệt độ 1,00 g H2O từ 25,0oC lên 100oC cần tiêu tốn nhiệt lượng là: 75,0 x 4,18 = 314 (J) Do đó, nhiệt lượng cần tiêu tốn cho 1,0 lít nước từ 25,0oC lên 100oC là: 314 x 1,00 x 103 = 314 x 103 = 314 kJ Mặt khác: 1g CH4 khi cháy tỏa ra 55,6 kJ Vậy để có 314 kJ cần đốt cháy lượng CH4 là : 314/55,6 = 5,64 g Từ đó thể tích CH4 (đktc) cần phải đốt là: 5,6416,0 x 22,4= 7,90 (lít) V. CỦNG CỐ: 1. Bài tập: Câu 1. Ở điều kiện thường, các hidrocacbon ở thể khí gồm: A. C1 →C4 B. C1 →C6 C. C2 →C10 D. C1 →C5 Câu 2. Sản phẩm thế của metan với clo theo tỉ lệ 1:1 là: A. CH3Cl và HCl B. CH2Cl2 và HCl C. CHCl3 và HCl D. CCl4 và HCl Câu 3. C5H12 có số đồng phân ankan là: A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 Câu 4. Khi tiến hành Crackinh C4H10 sẽ thu được những sản phẩm nào sau đây? A. C4H8 B. H2 C.CH4; C2H6; C3H6; C2H4 D.Cả A, B, C Câu 5. Khi đốt cháy hoàn toàn 2,24 lít ankan A(đkc) thu được 13,2 gam CO2, CTPT của A là: A. C4H10 B. C3H8 C. C5H12 D. C2H4 Câu 6. Hỗn hợp 2 ankan liên tiếp có tỉ khối hơi so với H2 là 24,8. CTPT của A là: A. CH4; C2H6 B. C2H6; C3H8 C. C3H8; C4H10 D. C4H10; C5H12 Câu 7. Ankan A có tỉ khối hơi so với A là 22. CTPT của A là: A. CH4 B. C2H6 C. C3H8 D. C4H10 Câu 8. Đốt cháy 2 hidrocacbon đồng đẳng liên tiếp ta thu được 6,43 gam nước và 9,8 gam CO2. Vậy CTPT 2 hidrocacbon là: A. C2H4 và C3H6 B. CH4 và C2H6 C. C2H6 và C3H8 D. C3H8 và C4H10 VI. DẶN DÒ: - Học bài cũ. - Chuẩn bị bài 28. Thực hành phân tích định tính nguyên tố. Điều chế và tính chất của metan VII. RÚT KINH NGHIỆM .......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... PHIẾU HỌC TẬP Phiếu học tập số 1 Câu 1: Công thức tổng quát chung cho các ankan là: A. CnH2n+2 (n ≥ 1) B. CnH2n+2 (n ≥ 3) C. CnH2n (n ≥ 3) D. CnH2n+2 (n ≥ 2) Câu 2.Đánh số và gọi tên hệ thống của các ankan có CTCT sau đây: (1) CH3 – CH – CH2 – CH2 – CH3 (2) CH3 – CH – CH – CH3 │ │ │ CH3 CH3 CH3 . .. CH3 │ (3) CH3 – CH2 – CH – CH – CH3 (4) CH3 – C – CH2 – CH – CH3 │ │ │ │ H3C – CH2 CH3 CH3 CH3 .. Câu 3. Cho công thức: Đánh số và gọi tên hợp chất trên? Đáp án Phiếu học tập số 1 Câu 1: Công thức tổng quát chung cho các ankan là: A. CnH2n+2 (n ≥ 1) B. CnH2n+2 (n ≥ 3) C. CnH2n (n ≥ 3) D. CnH2n+2 (n ≥ 2) Câu 2.Đánh số và gọi tên hệ thống của các ankan có CTCT sau đây: CH3 – CH – CH2 – CH2 – CH3 CH3 – CH – CH – CH3 │ │ │ CH3 CH3 CH3 2 – metyl pentan 2,3 – dimetyl butan CH3 │ CH3 – CH2 – CH – CH – CH3 CH3 – C – CH2 – CH – CH3 │ │ │ │ H3C – CH2 CH3 CH3 CH3 3 – etyl – 2 – metyl pentan 2,2,4 – trimetyl pentan Câu 3. 4-etyl-2,2,5-trimetylhexan Phiếu học tập số 2 Câu 1: Oxi hoá hoàn toàn 0,224lit (ở đktc) một xicloankan X thu được 1,76g CO2. Hãy xác định các công thức cấu tạo có thể có và gọi tên X. Giải: nx = 0,224/22,4 = 0,01mol nCO2 = 1,76/44 = 0,04mol Phản ứng đốt cháy: 1 n 0,01 0,04 Ta có: 0,01.n =0,04 → n= 4 → CTPT của X là: C4H10. Vậy các CTCT có thể có là: : xiclobutane : metylxiclopropan Câu 2: : Khi clo hóa metan thu được 1 sản phẩm thế chứa 89,12% clo về khối lượng. Công thức của sản phẩm là? A. CH3Cl B. CH2Cl2 C. CHCl3 D. CCl4. Giải: Đặt công thức chung của sản phẩm thế: CH4-nCln (với n là số nguyên tử H bị thay thế bởi nguyên tử clo). %mCl = 35,5.n12+4-n+35,5.n.100 = 89,12 => n = 3 CHCl3. Đáp án C. Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp 2 hidrocacbon (tỉ lệ mol 1:2) cùng dãy đồng đẳng, thu được 11,2 lít khí CO2 (đkc) và 14,4g nước. CTPT của 2 hidrocacbon là? A. CH4 và C2H6 B. CH4 và C3H8 C. C3H8 và C2H6 D. Cả A và B đều đúng Giải: nCO2 = 11,2/22,4= 0,5 mol, nH2O = 14,4/18 = 0,8 mol mankan = nH2O - nCO2 = 0,8 – 0,5 = 0,3 mol Số C trung bình = nCO2 / nankan = 0,5/0,3 = 1,67 CH4, C2H6. Đáp án A. Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn 29,2 gam hỗn hợp 2 ankan khí (hơn kém nhau 2 nguyên tử C). Hấp thụ hoàn toàn sản phẩm vào bình đựng Ba(OH)2 thấy khối lượng bình tăng 134,8g. CTPT cuả 2 ankan là? A. CH4 và C3H8 B. C2H6 và C4H10 C. C3H8 và C4H10 D. C3H8 và C5H12