Giáo án Hóa học 11 - Bài 40: Ancol (tiết 55 - 56 - 57)

Người soạn: Lê Thị Thúy Mơ Ngày soạn: Ngày dạy: BÀI 40: ANCOL (Tiết 55-56-57) I. MỤC TIÊU 1. Về kiến thức: HS biết được : - Định nghĩa, phân loại ancol. - Công thức chung, đặc điểm cấu tạo phân tử, đồng phân, danh pháp (gốc - chức và thay thế). - Tính chất vật lí : Nhiệt độ sôi, độ tan trong nước , liên kết hiđro. - Tính chất hoá học : Phản ứng của nhóm -OH (thế H, thế -OH), phản ứng tách nước tạo thành anken hoặc ete, phản ứng oxi hoá ancol bậc I, bậc II thành anđehit, xeton ; Phản ứng cháy. - Phương pháp điều chế ancol từ anken, điều chế etanol từ tinh bột, điều chế glixerol. - Ứng dụng của etanol. - Công thức phân tử, cấu tạo, tính chất riêng của glixerol (phản ứng với Cu(OH)2). 2. Về kỹ năng: - Viết đúng công thức đồng phân ancol; biết cách đọc tên của ancol khi biết công thức cấu tạo và viết được công thức cấu tạo của ancol khi biết tên. - Vận dụng liên kết hiđro giải thích một số tính chất vật lí của ancol. - Vận dụng tính chất hóa học của ancol để giải đúng bài tập liên quan. - Viết được phương trình hoá học minh hoạ tính chất hoá học của ancol và glixerol. - Phân biệt được ancol no đơn chức với glixerol bằng phương pháp hoá học. - Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo của ancol 3. Về thái độ: Hs hứng thú học tập, tìm tòi kiến thức mới trên cơ sở khai thác mối quan hệ cấu tạo - tính chất Bảng mô tả các năng lực cần phát triển Nội dung chủ đề Nhận biết Thông hiểu Vận dụng thấp Vận dụng cao Ancol Ancol, các loại ancol. Liên kết hiđro, bậc ancol. Ứng dụng của ancol Phương pháp điều chế ancol. Tính chất vật lí của ancol. Tính chất hóa học của ancol. Viết PTHH mô tả các tính chất hóa học của ancol. Xác định trung tâm phản ứng của ancol từ đó suy ra tính chất hóa học của ancol. So sánh tính chất vật lí của các ancol khác nhau: Độ sôi,... Nội dung trọng tâm của bài: - Khái niệm, đặc điểm, cấu tạo của phân tử ancol. - Tính chất hóa học của ancol. II. CHUẨN BỊ 1. Chuẩn bị của giáo viên: Máy tính, máy chiếu, phiếu học tập, phần mềm mô phỏng, mô hình lắp ghép phân tử ancol để minh họa phần định nghĩa, đồng phân, bậc ancol. Bảng nhiệt độ sôi của một số chất (ankan, dẫn xuất halogen và ancol có phân tử khối bằng hoặc gần bằng nhau). 2. Chuẩn bị của học sinh: SGK, xem trước bài ancol. III. PHƯƠNG PHÁP: - Dùng phương pháp vấn đáp, đàm thoại gợi mở, nêu vấn đề, diễn giảng, thảo luận nhóm, IV. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC 1. Đặt vấn đề vào bài mới (2 phút) Hoạt động 1: Khởi động Mục tiêu: Đặt vấn đề vào bài mới. Đặt vấn đề: Năm 2017 nước ta có 20028 vụ tai nạn mà nguyên nhân chính do sử dụng rượu bia và các chất có cồn khác. Mà thành phần chính của chúng là etanol. Etancol có tác hại như thế nào đối với hệ thần kinh con người? Vì sao người ta cấm người có nồng độ cồn vượt mức cho phép điều khiển phương tiện giao thông? Sau bài học ngày hôm nay chúng ta sẽ trả lời câu hỏi này. 2. Dạy học bài mới Hoạt động của Giáo viên Hoạt động của Học sinh Nội dung Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm và phân loại ancol Mục tiêu: - Nêu được khái niệm ancol. - Biết cách xác định bậc ancol. - Phân loại ancol. Phương pháp: Gợi mở, vấn đáp. Phương tiện: Trình chiếu Cách tổ chức học tập: Học sinh độc lập suy nghĩ trả lời. Sản phẩm cần đạt được: Áp dụng kiến thức hoàn thành câu hỏi trả lời nhanh. - GV yêu cầu HS quan sát các CTCT. Trong 6 chất có 1 chất không phải là ancol, theo em dự đoán chất đó là chất nào? C6H5-CH2-OH - 5 chất còn lại trên có đặc điểm gì giống nhau? -có nhóm OH đính vào C không no trên vòng benzen. Chất này được gọi là phenol chúng ta sẽ được học ở bài sau. - Vậy ancol là gì? - GV nhận xét và kết luận:Ancol là những hợp chất hữu cơ trong phân tử có nhóm hiđroxyl -OH liên kết trực tiếp với gốc HC no. -GV lưu ý: nhóm -OH gắn trực tiếp với ngtử C no ( ko gắn với ngtử C của lk л, 2 nhóm -OH ko gắn trực tiếp lên cùng 1 ngtử C). - GV yêu cầu học sinh nhắc lại cách tính bậc nguyên tử cacbon trong hợp chất hữu cơ. Thế còn bậc ancol thì sao? Có bạn xác định bậc ancol bằng cách trong phân tử có 1 nhóm OH là ancol bậc I, 2 nhóm OH là ancol bậc II có đúng không? Theo em cách xác định bậc ancol thế nào? - Yêu cầu HS xác định bậc ancol của các ancol trên. - Vậy có ancol bậc 4 không? - Dựa vào các đặc điểm nào để phân loại ancol, phân loại như thế nào? - Yêu cầu HS phân loại các ancol sau và điền vào bảng. (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) - GV nhận xét và kết luận. - GV: Các ancol no, đơn chức, mạch hở hợp thành dãy đồng đẳng của ancol etylic có công thức chung là - Ancol có những loại đồng phân nào? - GV yêu cầu HS viết các đồng phân mạch hở của ancol C5H11OH. - GV nhận xét. - GV hướng dẫn HS cách gọi tên ancol. Yêu cầu HS gọi tên các đồng phân của ancol C5H11OH. - GV nhận xét. - Không phải ancol. - 5 chất trên đều có nhóm OH gắn vào cacbon no. -Ancol là những hợp chất hữu cơ trong phân tử có nhóm hiđroxyl -OH liên kết trực tiếp với gốc HC no. - Bậc C được xác định bằng số nguyên tử C khác liên kết trực tiếp với nó. - Không đúng. Bậc ancol là bậc của nguyên tử cacbon liên kết trực tiếp với nhóm OH. ,: Bậc I. C6H5-CH2-OH : Bậc II - Không có. Vì Cacbon bậc 4 không còn dư liên kết để liên kết với nhóm OH. - Căn cứ phân loại Gốc HC Số nhóm OH Bậc ancol Ancol no, ko no Ancol đơn chức, đa chức Ancol bậc 1, 2, 3 Phân loại ancol No, đơn chức, mạch hở (1), (3) Không no, đơn chức, mạch hở (2) Thơm, đơn chức (4) Vòng no, đơn chức. (6) Đa chức (5),(7) -Ancol có: đồng phân mạch C, đồng phân vị trí nhóm chức –OH (trong mạch C) - HS lên bảng viết các đồng phân của C5H11OH I. Định nghĩa, phân loại 1. Định nghĩa -Ancol là những hợp chất hữu cơ trong phân tử có nhóm hiđroxyl -OH liên kết trực tiếp với gốc HC no Vd: CH3 - CH2 -OH CH2 = CH - CH2 - OH HO- CH2 - CH2 - OH -Bậc của ancol là bậc của ngtử C liên kết trực tiếp với nhóm -OH Vd: R - CH2 -OH (ancol bậc 1) (ancol bậc 2) (ancol bậc 3) 2. Phân loại - Căn cứ phân loại Gốc HC Số nhóm OH Bậc ancol Ancol no, ko no Ancol đơn chức, đa chức Ancol bậc 1, 2, 3 -Một số ancol tiêu biểu a. Ancol no, đơn chức, mạch hở (CnH2n+1OH) Vd: CH3OH, C2H5OH.... b. Ancol không no đơn chức, mạch hở (1lk л : CnH2n-1OH) Vd: CH2 = CH - CH2 - OH... c. Ancol vòng no, đơn chức (CnH2n-1OH) Vd: d. Ancol thơm, đơn chức e. Ancol đa chức II – ĐỒNG PHÂN, DANH PHÁP 1. Đồng phân: Mạch C Vị trí nhóm chức –OH (trong mạch C) 2. Danh pháp a. Tên thông thường (gốc - chức) Một số ít ancol Tên = ancol + tên gốc ankyl + ic Vd: C2H5 - OH : ancol etylic ancol iso butylic b. Tên thay thế -Mạch chính: mạch C dài nhất có chứa nhóm -OH -Đánh số từ phía gần nhánh -OH nhất Tên = tên H-C tương ứng + số chỉ vị trí nhóm -OH + ol Hoạt động 3: Tìm hiểu tính chất vật lí của ancol. Mục tiêu: - Biết được tính chất vật lí của ancol. - So sánh nhiệt độ sôi của các ancol. Phương pháp: Gợi mở, vấn đáp. Phương tiện: Trình chiếu. Cách tổ chức học tập: Học sinh độc lập suy nghĩ. Sản phẩm cần đạt được: So sánh tính chất vật lí của các ancol. - GV yêu cầu HS xem bảng 8.2 – SGK , rút ra sự biến thiên tính chất khi phân tử khối của ancol tăng. GV chiếu lên màn hình bảng so sánh sau: Công thức (ancol etylic) (đimetyl ête) CTPT 78, -24 Độ tan, g/100g ∞ 7,6 -GV tại sao 2 chất có cùng CTPT nhưng có nhiệt độ sôi và độ tan khác nhau? -GV: Liên kết hiđro là một loại liên kết yếu có bản chất tỉnh điện do lực hút giữa nguyên tử hiđro linh động và nguyên tử phi kim có độ âm điện lớn (như O, N,F) HS: - Nhiệt độ sôi của các ancol tăng dần khi khối lượng phân tử tăng dần - Độ tan của các ancol giảm dần khi phân tử khối tăng dần - ancol có nhiệt độ sôi cao, hòa tan nhiều trong nước là do liên kết hiđro III – TÍNH CHẤT VẬT LÍ - Nhiệt độ sôi của các ancol tăng dần khi khối lượng phân tử tăng dần - Độ tan của các ancol giảm dần khi phân tử khối tăng dần - Xuất hiên liên kết Hiđro khi có nguyên tử H liên kết với nguyên tử O, N, F Hoạt động 4: Tìm hiểu tính chất hóa học của ancol. Mục tiêu: - Biết được tính chất hóa học của ancol. Phương pháp: Gợi mở, vấn đáp. Phương tiện: Trình chiếu. Cách tổ chức học tập: Học sinh độc lập suy nghĩ. Sản phẩm cần đạt được: Hiểu được trung tâm phản ứng của ancol. Viết các PTHH mô tả tính chất hóa học của ancol. - GV yêu cầu HS nêu đặc điểm cấu tạo của ancol → suy ra các trung tâm phản ứng của ancol. - GV nhận xét và kết luận: - GV cho HS quan sát thí nghiệm Na tác dụng với etanol. - Yêu cầu HS quan sát, nhận xét hiện tượng và giải thích. - GV mô tả cơ chế phản ứng và viết PTTQ. - Yêu cầu HS viết PTHH tương tự với etanol và etilen glicol . - GV cho 2 HS quan sát 2 thí nghiệm đối chứng + TN1: C2H5OH + Cu(OH)2 + TN2: Glixerol + Cu(OH)2 - Yêu cầu HS quan sát hiện tượng, viết PTHH. - GV lưu ý đây lả phản ứng đặc trưng nhận biết ancol đa chức và đơn chức. Chỉ có ancol đa chứ có 2 nhóm OH gần nhau mới có phản ứng này. - GV đưa ra vài CTCT cho HS nhận biết chất nào phản ứng được với Cu(OH)2 -GV: ancol tác dụng với các axit mạnh như H2SO4 đlạnh, HNO3đ, HCl, HBr bốc khói, nhóm OH bị thế bởi gốc axit. -GV yêu cầu HS viết pư của C2H5OH với HBr, viết pư TQ. -Giới thiệu pư tách nước tạo ete từ 2 phân tử ancol - GV: đây là pư thế nhóm OH bằng nhóm nào? -Lưu ý số sản phẩm tạo thành tạo thành khi tách nước tạo ete từ 2 rượu khác nhau: - GV cho HS làm bài tập: Đun hh 2 ancol R1OH, R2OH ta có thể thu được những ete nào? Viết PTHH. -Giới thiệu pư tách nước từ 1 phân tử ancol tạo anken -Viết phản ứng tách nước cuả C2H5OH -Yêu cầu HS viết pư tách nước của ancol iso propylic và ancol sec butylic. -Lưu ý HS quy tắc tách Zai-xep nhóm OH bị tách cùng ngtử H ở ngtử C có bậc cao hơn tạo sp chính. -GV lưu ý HS: nguyên tử H của nhóm OH và ngtử H của C gắn với nhóm OH kết hợp với ngtử O của CuO sinh ra nước. Ancol bậc 1 oxh ra anđehit, bậc 2 tạo xeton. - GV cho PTTQ, yêu cầu HS lấy ví dụ. - GV cho HS quan sát thí nghiệm đốt cháy ancol etylic. - Yeeua cầu HS : + Viết PTHH + Nhận xét tỉ lệ số mol H2O và CO2 - Nêu ứng dụng của phản ứng đốt cháy ancol. - Viết PTHH tổng quát -Ancol có trung tâm pư là nhóm -OH (đó là liên )kết O-H và lk C-OH. CnH2n+1OH + Na → CnH2n+1ONa + 1/2 H2 +2Na →+ H2 2 + 2Na 2 + - HS quan sát hiện tượng khi cho NaOH vào CuSO4 thấy xuất hiện kết tủa màu xanh. Cho etanol vào kết tủa không tan Cho glixerol vào kết tủa bị hòa tan tạo thành dd màu xanh lam. + 2NaOH + 2 + + C2H5OH + HBr → C2H5Br + H2O R - OH + HA → R-A + H2O - Thế nhóm OH bằng gốc C2H5-O- - Thu được 3 ete là: R1OR1, R2OR2, R1OR2 - PTHH: C2H5OH CH2 = CH2 + H2O - HS lên bảng viết PTHH. CH3-CH2-OH + CuO CH3-CHO + Cu + H2O + Ancol cháy với ngọn lửa màu xanh nhạt, tỏa nhiều nhiệt. + Viết PTHH nCO2 < nH2O + Phản ứng dùng trong sát trùng dụng cụ y tế, làm nhiên liệu, III. Tính chất hóa học Liên kết C – OH , liên kết O – H phân cực mạnh, nên nhóm –OH , nguyên tử H dễ bị thay thế hoặc tách ra trong các phản ứng hóa học. 1. Phản ứng thế H của nhóm -OH a. Pư chung của ancol C2H5OH + Na → C2H5ONa + 1/2 H2 PTTQ: CnH2n+1OH + Na → CnH2n+1ONa + 1/2 H2 +2Na →+ H2 b/ Tính chất đặc trưng của glixerol + 2NaOH + 2 + + Phản ứng này dùng để phân biệt ancol đơn chức với ancol đa chức có các nhóm – OH cạnh nhau trong phân tử. 2. Phản ứng thế nhóm OH a. Pư với axit vô cơ Tổng quát: b. Pư với ancol C2H5-OH + HO-C2H5 C2H5OC2H5 + H2O Lưu ý: Khi tách nước n rượu có ete được tạo thành 3. Phản ứng tách nước tạo anken C2H5OH CH2 = CH2 + H2O -Quy tắc tách Zai-xep nhóm OH bị tách cùng ngtử H ở ngtử C có bậc cao hơn tạo sp chính. 4. Phản ứng oxh a. Phản ứng oxh ko hoàn toàn Ancol bậc 1 (R - CH2 - OH) + CuO anđehit (R - CHO) + Cu + H2O Vd: CH3-CH2-OH + CuO CH3-CHO + Cu + H2O Ancol bậc 2 (R -C(R1)H-OH) + CuO xeton (R-CO-R1) + Cu + H2O Vd: Ancol bậc 3 khó bị oxh, cho xeton và axit b. Pư cháy (tỏa nhiều nhiệt: dùng để sát trùng dụng cụ y tế, làm nhiên liệu...) CnH2n+1OH+O2nCO2+(n+1)H2O Hoạt động 4: Tìm hiểu điều chế và ứng dụng Mục tiêu: - Biết được cách điều chế ancol. - Biết được các ứng dụng của ancol. Phương pháp: Gợi mở, vấn đáp. Phương tiện: Trình chiếu. Cách tổ chức học tập: Học sinh độc lập suy nghĩ. Sản phẩm cần đạt được: Biết cách điều chế ancol và ứng dụng của ancol, -Giới thiệu các phương pháp điều chế ancol. -Dựa vào sơ đồ sgk, viết các PTHH trong dãy phản ứng điều chế các ancol. -Cho HS tìm hiểu sgk phần ứng dụng của ancol. - HS viết các PTHH điều chế ancol. Etanol có rất nhiều ứng dụng: Nguyên liệu Dung môi pha chế Nhiên liệu cho động cơ như Xăng E5 giúp tiết kiệm nhiên liệu bảo vệ môi trường ( tích hợp bảo vệ môi trường) Đồ uống như rượu Phẩm nhuộm V. ĐIỀU CHẾ VÀ ƯNG DỤNG 1. Điều chế a. Etanol - Phương pháp tổng hợp trong công nghiêp Phương pháp sinh hóa b.Metanol 2.Ứng dụng Etanol có rất nhiều ứng dụng: Nguyên liệu Dung môi pha chế Nhiên liệu cho động cơ như Xăng E5 giúp tiết kiệm nhiên liệu bảo vệ môi trường ( tích hợp bảo vệ môi trường) Đồ uống như rượu Phẩm nhuộm 2. Củng cố Bài 1: C5H12O có bao nhiêu đồng phân ancol bậc 2. Bài 2: viết CTCT của ancol sau: 4,4-dimetylpentan-1,2-diol? Bài 3: X là một ancol no, mạch hở. Đốt cháy hoàn toàn 0,05 mol X cần 5,6 gam oxi, thu được hơi nước và 6,6 gam CO2. Công thức của X là: C2H4(OH)2 B. C3H5(OH)3 C3H7OH D. C3H6(OH)2 Bài 4: Viết phương trình phản ứng của propan-1-ol với các chất sau: Natri kim loại CuO, đun nóng Axit HBr, đun nóng 3. Dặn dò -Yêu cầu HS về làm bài tập SGK. Xem trước bài mới.