Chuyên đề vê Ankin trong hóa học

− Viêt được công thức cấu tạo, gọi tên một số ankin tiêu biểu − Viêt các phương trình hoá học minh họa tính chất.. − Giải được bài tập: Xác định công thức phân tử, tính thành phần phần

Chủ đề: ANKIN

I Nội dung chuyên đề

1 Nội dung 1: Cấu tạo, đồng đẳng, đồng phân, danh pháp.

- Công thức chung, đặc điểm cấu tạo

- Đồng phân, danh pháp.

2 Nội dung 2: Tính chất vật lý và hóa học

- Tính chất vật lý

- Tính chất hóa học: Phản ứng cộng

Phản ứng thê Phản ứng oxi hóa

3 Nội dung 3: Điều chê và ứng dụng

- Ứng dụng

- Điều chê

II Tổ chức dạy học chuyên đề

1 Mục tiêu

a Kiến thức

HS biết

− Định nghĩa ankin

− Đồng đẳng, đồng phân, danh pháp của ankin

− Tính chất vật lí

− Phương pháp điều chê axetilen

− Ứng dụng của axetilen

HS hiểu :

− Cấu trúc phân tử của ankin, tiêu biểu là axetilen.

− Từ cấu trúc hiểu được phản ứng đặc trưng của ankin là phản ứng cộng, phản ứng thê, phản ứng oxi hóa

− So sánh tính chất của ankin với ankan và anken.

HS vận dụng :

− Giải các bài tập định lượng về ankin.

− Giải thích một số hiện tượng tự nhiên liên quan.

b Kĩ năng

− Quan sát thí nghiệm, mô hình phân tử rút ra được nhận xét về cấu trúc phân tử, tính chất

− Viêt được công thức cấu tạo, gọi tên một số ankin tiêu biểu

− Viêt các phương trình hoá học minh họa tính chất.

− Nhận biêt.

− Giải được bài tập: Xác định công thức phân tử, tính thành phần phần trăm về thể tích trong hỗn hợp và tính nhiệt lượng của phản ứng cháy ; Một số bài tập khác có nội dung liên quan.

c Thái độ

− Giáo dục đức tính cẩn thận, chính xác.

− Nhận thức được ứng dụng của ankin trong đời sống và trong công nghiệp.

− Giáo dục ý thức bảo vệ môi trường.

− Yêu thích, say mê môn học.

d Định hướng các năng lực được hình thành

− Năng lực hợp tác.

− Năng lực giải quyêt vấn đề.

− Năng lực tính toán hóa học.

− Năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học.

− Năng lực thực hành hóa học.

− Năng lực vận dụng kiên thức hóa học vào thực tiễn.

2 Phương pháp

− Đàm thoại.

− Dạy học nêu vấn đề.

− Trực quan.

− Hợp tác nhóm.

3 Chuẩn bị

a Giáo viên:

− Mô hình cấu trúc phân tử axetilen, bảng 6.2

− Dụng cụ thí nghiệm: Ống nghiệm, kẹp ống nghiệm, đèn cồn, giá thí nghiệm

− Hóa chất: CaC2, dung dịch Br2, dd NH3, dd AgNO3, dd KMnO4, nước cất

b Học sinh:

− Ôn lại các bài học có liên quan: C2H2 (lớp 9), ankan, anken.

− Nghiên cứu trước bài ankin để tìm hiểu phương pháp điều chê, tính chất và ứng dụng.

3 Bảng mô tả các mức yêu cầu cần đạt cho mỗi loại câu hỏi/bài tập trong chủ đề

Nội

dung

Loại câu

hỏi/bài

tập

Ankin

Câu hỏi

bài tập

định tính

- Nêu được:

+ Đinh nghĩa, công thức chung,đồng phân, danh pháp, của ankin

+ Đặc điểm cấu trúc phân tử của ankin

+ Tính chất vật lí, tính chất hóa học chung của liên kêt π

+ Phương pháp điều chê

và ứng dụng axetilen trong phòng thí nghiệm, trong công nghiệp

- Giải thích được một số tính chất hóa học của ankin

- Viêt được công thức cấu tạo và gọi tên các đồng phân của một số ankin tiêu biểu

- Phân biệt được ankin với một số hiđrocacbon khác bằng phương pháp hóa học

- So sánh được sự giống

và khác nhau về tính chất hóa học giữa ankin và anken (dựa vào đặc điểm cấu tạo)

- Viêt và giải thích được một số phản ứng hóa học của ankin, ank – 1- in

- Đề xuất được một số thí nghiệm để chứng minh tính chất hóa học của ankin

Câu hỏi

bài tập

định lượng

- Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo của ankin ở mức độ

đơn giản từ các dữ liệu đầu bài cho

- Xác định công thức phân

tử, công thức cấu tạo của ankin ở mức độ cao hơn

- Tính được lượng chất tham gia hoặc lượng sản phẩn tạo thành dựa theo phương trình hóa học

- Các bài tập yêu cầu học sinh phải sử dụng các kiên thức, kĩ năng tổng hợp để giải quyêt

Bài tập

thực hành

thí nghiệm

- Mô tả và nhận biêt được các hiện tượng thí nghiệm

- Giải thích được các hiện tượng thí nghiệm

- Giải thích được các hiện tượng thí nghiệm liên quan đên thực tiễn

- Phát hiện được một số hiện tượng trong thực tiễn

và sử dụng kiên thức hóa học để giải thích

4 Tiến trình dạy học của chủ đề.

Hoạt động 1:

- Giáo viên phát phiêu học tập số 1

Phiếu học tập 1:

1 Từ công thức cấu tạo của axetilen (đã được học ở lớp 9) và

khái niệm đồng đẳng hãy nêu khái niệm và công thức chung của

ankin?

2 Viêt và gọi tên các đồng phân của ankin có CTPT C5H8 Từ

đó cho biêt các loại đồng phân có thể có của ankin

- Học sinh thảo luận theo nhóm

- Đại diện nhóm báo cáo kêt quả

- Các nhóm nhận xét, bổ sung

- Giáo viên đánh giá và kêt luận

- GV giới thiệu cấu trúc e qua tranh vẽ hoặc mô hình phân tử

axetilen

- HS xem mô hình hoặc tranh vẽ cấu tạo phân tử axetilen

→ HS nêu nhận xét

I ĐỒNG ĐẲNG, ĐỒNG PHÂN, DANH PHÁP

1 Đồng đẳng, đồng phân, danh pháp

a) Đồng đẳng:

Ankin là các hiđrocacbon mạch hở có một liên kêt ba trong phân tử

Dãy đồng đẳng của axetilen có công thức chung là CnH

2n-2, n ≥ 2, có một liên kêt ba trong phân tử

b) Đồng phân:

Ankin từ C4 trở đi có đồng phân về vị trí nhóm chức,

từ C5 trở đi có thêm đồng phân mạch C

c) Danh pháp:

Tên thông thường: Tên gốc ankyl + axetilen

Theo IUPAC qui tắc gọi tên ankin tương tự như anken, nhưng dùng đuôi in để chỉ liên kêt ba

Quy tắc:

Hoạt động 2:

- GV chọn kỹ thuật mảnh ghép

Chia lớp thành 4 nhóm;

yc các nhóm dự đoán tính chất hóa học của ankin dựa vào đặc

điểm cấu trúc phân tử ankin

Phân công nhiệm vụ

Nhóm 1: Nghiên cứu phản ứng cộng của ankin với H2

Nhóm 2: Nghiên cứu phản ứng cộng của ankin với dung dịch

Br2

Nhóm 3: Nghiên cứu phản ứng cộng của ankin với HX

Nhóm 4: Nghiên cứu phản ứng cộng của ankin với nước

Ghép nhóm mới (4 nhóm mới) hoàn thành phiêu học tập số 2

Phiếu học tập 2:

1 Viêt phương trình phản ứng:

C2H2 + H2

C2H2 + Br2

C2H2 + HCl

C2H2 + H2O

CH3-C≡CH + H2O

2 Dự đoán hiện tượng khi sục khí axetilen vào dung dịch Br2?

- GV yêu cầu các nhóm báo cáo kêt quả, nhận xét, kêt luận

- Cho các nhóm tiên hành thí nghiệm cho axetilen sục vào dung

dịch Br2

- GV hướng dẫn HS tiêp thu kiên thức phản ứng đime hóa và

Số chỉ vị trí nhánh – tên nhánh – tên mạch chính – số chỉ vị trí liên kết ba - in

2 Cấu trúc phân tử

Hai nguyên tử C liên kêt ba ở trạng thái lai hoá sp Liên kêt ba CH CH gồm 1 liên kêt σ và 2 liên kêt π

Hai nguyên tử C mang liên kêt ba và 2 nguyên tử liên kêt trực tiêp với chúng nằm trên một đường thẳng

H

II TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

1 Phản ứng cộng

a) Cộng H2: Tuỳ từng chất xúc tác mà tạo ra các sản phẩm khác nhau

CH CH + 2H2

Ni, t0

CH3-CH3

CH CH + H2

CH2=CH2

b) Cộng Brom:

Giống như anken, ankin có khả năng làm mất màu dung dịch Br2, phản ứng xảy ra hai giai đoạn Muốn dừng lại ở giai đoạn 1 thì phản ứng phải xảy ra ở nhiệt độ thấp

trime hóa

- GV đặt câu hỏi: Phân biệt C2H2 và C2H4 bằng phương pháp

hóa học

GV gợi ý, cho tiên hành thí nghiệm cho C2H2 và C2H4

+ phản ứng với dung dịch Br2

+ phản ứng với dung dịch AgNO3/NH3

Kêt luận về phản ứng thê bằng ion kim loại với ank-1-in

- GV yêu cầu HS viêt phương trình phản ứng cháy của một số

ankin  phản ứng cháy tổng quát  so sánh số mol CO2, H2O

thu được

- Đặt câu hỏi về khả năng phản ứng của ankin với dung dịch

KMnO4

- GV sử dụng kỹ thuật công não để so sánh tính chất hóa học

của ankin và anken

Br Br

C C

C2H5 C2H5+Br 2

Br 2

+

Br Br

C C

C 2 H 5 C2H5

Br Br

c) Cộng Hidrohalogenua

H

H C C + H C C H

Cl H

H-Cl

Cl H

H Cl H-Cl

d) Cộng nước (hiđrat hoá) Khi có mặt chất xúc tác HgSO4 trong môi trường axit nước cộng vào liên kêt ba tạo hợp chất trung gian không bền chuyển thành anđehit hoặc xeton

H

H C C + H C C H

OH H

C C

H

H H-O-H

O

H

R C C + R C C H

OH H

C C

H

H H-O-H

O

e) Phản ứng đime hoá và trime hoá

- Đime hoá:

Hoạt động 3:

Sử dụng kỹ thuật góc cho học sinh nghiên cứu nội dung điều

chê và ứng dụng

Chia lớp thành 4 góc

- Góc quan sát: Nghiên cứu về ứng dụng của axetilen và một số

ankin khác

- Góc trải nghiệm: Tiên hành thí nghiệm cho CaC2 phản ứng với

nước (sục khí thu được vào dung dịch Br2; đốt khí thu được)

- Góc Phân tích: Viêt phương trình phản ứng theo sơ đồ sau:

CaCO3  CaO  CaC2  C2H2  CO2

- Góc vận dụng: Hoàn thành bài tập: Cho canxi cacbua kĩ thuật

chứa 64% CaC2 vào H2O dư thu được 8,96 lit khí (đktc) Tính

khối lượng canxi cacbua đã dùng?

GV bổ sung và liên hệ một số hiện tượng thực tê về khí axetilen

2CH ≡ CH

,

xt t

→

CH2 = CH – C ≡ CH vinylaxetilen

-Trime hoá:

3CH ≡ CH

,o

xt t

→

C6H6 benzen

2 Phản ứng thế bằng ion kim loại

- Nguyên tử H đính vào liên kêt ba linh động hơn các nguyên tử H khác nên có thể bị thay thê bởi kim loại: AgNO3 + 3NH3 +H2O→[Ag(NH3)2]+OH- + NH4NO3

Phức chất, tan trong nước

CH CH+2[Ag(NH3)2]OH→AgC CAg↓+2H2O +

4NH3

kêt tủa màu vàng nhạt

Lưu ý: Phản ứng này dùng để nhận biêt các ankin có liên

kêt ba đầu dãy

3 Phản ứng oxi hoá

- Các ankin cháy trong không khí sinh ra H2O, CO2 , phản ứng toả nhiều nhiệt

CnH2n-2+ (3n-1)/2 O2→ n CO2+ (n-1)H2O; ∆H <0

- Ankin cũng làm mất màu dd KMnO4

* So sánh tính chất hóa học giữa ankin và anken

+ Giống nhau:

- Tham gia phản ứng cộng (hiđro, brom, hiđro halogenua, nước)

- Làm mất màu dung dịch thuốc tím

- Trong phản ứng oxi hóa (đốt cháy) đều tỏa nhiệt

+ Khác nhau:

- Khác với Anken, Ankin không trùng hợp tạo thành polime

- Ankin tham gia phản ứng thê bằng ion kim loại (dùng

để nhận biêt axetilen hay các ankin có liên kêt ba ở đầu mạch) tạo kêt tủa màu vàng nhạt

III ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG

1 Ứng dụng

- Dùng trong đèn xì axetilen – oxi để hàn cắt kim loại

C2H2 +

5 2

O2 → 2CO2 + H2O ∆H = -1300KJ

- Axetilen và các ankin khác còn được dùng làm nguyên liệu để tổng hợp các hóa chất cơ bản khác như vinyl clorua, vinyl axetat, vinyl axetilen, anđehit axetic…

2 Điều chế

2CH4 → CH CH + 3H2 (15000C, thu nhiệt mạnh)

CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2+ C2H2

5 Các câu hỏi/bài tập tương ứng với mỗi loại/mức độ yêu cầu được mô tả dùng trong quá trình tổ chức hoạt động học của học sinh

Mức độ biết

Câu 1: Hợp chất nào là ankin?

A C2H2 B C8H8 C C4H4 D C6H6

Câu 2: Công thức chung của ankin là

A CnH2n+2 (n ≥ 1) B CnH2n-2 (n ≥ 3) C CnH2n-2 (n ≥ 2) D CnH2n-6 (n ≥ 6)

Câu 3: Chất

3 3

3

CH

|

| CH

− − ≡

có tên là gì ?

Câu 4: Để nhận biêt 3 khí trong 3 lọ mất nhãn:C2H6, C2H4, C2H2, người ta dùng các hoá chất nào

A dung dịch Br2 B dung dịch AgNO3/NH3 và Br2 *

Câu 5: Có các chất khí sau: CH4 ; SO2 ; CO2 ; C2H4 ; C2H2, số chất khí làm mất mầu dung dịch nước brom là:

Mức độ hiểu

Câu 6: Tinh chê etilen có lẫn axetilen bằng cách cho hỗn hợp khí đi qua dung dịch chứa:

C dung dịch AgNO3/NH3 D dd H2SO4

Câu 7: Có bao nhiêu đồng phân Ankin có CTPT C5H8 tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 dư tạo kêt tủa vàng

Câu 8: C2H4 và C2H2 phản ứng được với tất cả các chất trong dãy nào sau đây :

C dd Br2 ; dd HCl ; dd AgNO3/NH3 dư D dd Br2 ; dd HCl ; dd KMnO4

Câu 9: Cho các chất sau: metan, etilen, but-2-in và axetilen Khi nói về khả năng phản ứng của c ac chất này thì nhận định nào sau đây là đúng?

A không có chất nào làm nhạt màu dung dịch KMnO4

B có ba chất cókhả năng làm mất màu dung dịch brom.

C có hai chất tạo kêt tủa với dung dịch AgNO3 trong NH3

D cả bốn chất đều có khả năng làm mất màu dung dịch brom.

Câu 10: Phương pháp chủ yêu để sản xuất axetilen trong công nghiệp hiện nay là dựa vào phản ứng nào dưới đây?

A CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2 B C2H4

0

t , xt

→

C2H2 + H2

C 2CH4

0

1500 C

→

C2H2 + 3H2 D C2H6

0

t , xt

→

C2H2 + 2H2

Mức độ vận dụng

Câu 11: Đốt cháy một hỗn hợp hiđrocacbon thu được 2,24 lit khí CO2 (đktc) và 2,7g H2O Thể tích khí oxi (đktc) tham gia phản ứng cháy là:

A 2,48 lit B 4,53 lit C 3,92 lit D 5,12 lit

Câu 12: Chia hỗn hợp hai ankin thành 2 phần bằng nhau

- Đốt cháy hoàn toàn phần 1, thu được 1,76 gam CO2 và 0,54 gam hơi nước

- Phần 2 tác dụng với dung dịch brom dư, khối lượng brom đã phản ứng là:

Câu 13: Trộn hiđrocacbon A với lượng dư H2 được hỗn hợp khí B Đốt cháy hêt 4,8gam B tạo ra 13,2 gam CO2 Mặt khác 4,8 gam hỗn hợp khí B trên làm mất màu dung dịch chứa 32 gam brom

Vậy công thức phân tử của A là:

Câu 14: Hỗn hợp X gồm hai ankin kê tiêp nhau trong cùng dãy đồng đẳng Dẫn 5,6 lít hỗn hợp X (đktc) qua bình

đựng dung dịch Br2 dư thấy khối lượng bình tăng thêm 11,4gam Công thức phân tử của hai ankin đó là:

Câu 15: Hỗn hợp A gồm một propin và một ankin X Cho 0,3 mol A phản ứng vừa đủ với 0,2 mol AgNO3 trong

NH3 Ankin X là:

Mức độ vận dụng cao

Câu 16: A là một hiđrocacbon mạch hở không phân nhánh có CTPT là C6H6 Một mol A tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 dư thấy tạo ra 292g kêt tủa Tên của A là:

Câu 17: Hiđrat hóa 5,6 lit C2H2 (đktc) với hiệu suất 80% thu được sản phẩm có khối lượng:

A 8,8g B 4,4g C 6,6g D 7,8g

Câu 18: Đun nóng hỗn hợp khí gồm 0,06 mol C2H2 và 0,04 mol H2 với xúc tác Ni, sau một thời gian thu được hỗn hợp khí Y Dẫn toàn bộ hỗn hợp Y lội từ từ qua bình đựng dung dịch brom (dư) thì còn lại 0,448 lít hỗn hợp khí Z (ở đktc)

có tỉ khối so với O2 là 0,5 Khối lượng bình dung dịch brom tăng là:

Câu 19: Cho 6,7 gam hỗn hợp hai hiđrocacbon có công thức phân tử là C3H4 và C4H6 lội qua một lượng dư dung dịch AgNO3/NH3 thu được 22,75g kêt tủa vàng (không thấy có khí thoát ra khỏi dung dịch) Vậy phần trăm các khí trên lần lượt là:

Câu 20: Hỗn hợp X gồm hiđro và axetilen có tỉ khối hơi so với H2 bằng 5,8 Dẫn 1,792 lít X (đktc) qua bột Ni nung nóng đên khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn Vậy % thể tích mỗi khí trong hỗn hợp X và tỉ khối hơi của khí thu được so với H2 là:

Câu 21: Em hãy giải thích tại sao lại dùng ngọn lửa axetilen để hàn kim loại?

Câu 22: Khi ao cá có đất đèn rơi xuống thì môi trường sống của cá có bị ảnh hưởng hay không?