Giáo án Hóa Học Lớp 11 - Tuần 14 - Bài 21: Công thức phân tử hợp chất hữu cơ

Nội dung text: Giáo án Hóa Học Lớp 11 - Tuần 14 - Bài 21: Công thức phân tử hợp chất hữu cơ

1. Bài 21: CÔNG THỨC PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức: Biết được: Khái niệm hoá học hữu cơ và hợp chất hữu cơ, đặc điểm chung của các hợp chất hữu cơ. Phân loại hợp chất hữu cơ theo thành phần nguyên tố (hiđrocacbon và dẫn xuất). Các loại công thức của hợp chất hữu cơ : Công thức chung, công thức đơn giản nhất, công thức phân tử và công thức cấu tạo. Sơ lược về phân tích nguyên tố : Phân tích định tính, phân tích định lượng. 2. Kĩ năng Tính được phân tử khối của chất hữu cơ dựa vào tỉ khối hơi. Xác định được công thức phân tử khi biết các số liệu thực nghiệm. Phân biệt được hiđrocacbon và dẫn xuất của hiđrocacbon theo thành phần phân tử. 3. Trọng tâm: Đặc điểm chung của các hợp chất hữu cơ. Phân tích nguyên tố: phân tích định tính và phân tích định lượng Cách thiết lập công thức đơn giản nhất và công thức phân tử. 4. Định hướng phát triển năng lực - Năng lực giải quyết vấn đề. - Năng lực phân tích, hệ thống hoá, thuyết trình, phản biện. - Năng lực hợp tác. - Năng lực tính toán hoá học. - Năng lực thực hành hoá học. - Năng lực vận dụng kiến thức hoá học vào cuộc sống. - Năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học. 5. Phương pháp, kỹ thuật, hình thức tổ chức dạy học. - Phương pháp và và kĩ thuật dạy học: thảo luận, đàm thoại gợi mở, thuyết trình - Phương pháp sử dụng các phương tiện trực quan (thí nghiệm, TBDH, tranh ảnh...) - Phương pháp sử dụng câu hỏi bài tập. - Hình thức tổ chức dạy học: cá nhân, nhóm, lớp. II. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH. - Giáo viên: Một số bài tập xác định CTPT hợp chất hữu cơ. - Học sinh: Ôn lại phương pháp phân tích định tính , định lượng nguyên tố trong hợp chất hữu cơ. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp: 2. Kiểm tra chuẩn bị bài: 3. Bài mới: Hoạt động của thầy - trò Nội dung N. LỰC Hoạt động 1: I. Công thức đơn giản nhất . Công thức đơn giản nhất là gì 1. Định nghĩa. - Năng lực giải ? - Công thức đơn giản nhất là công thức biểu thị tỉ lệ tối quyết vấn đề. Giáo viên cho một số thí dụ giản về số nguyên tử của các nguyên tố trong phân tử. - Năng lực phân C2H4, C3H6, C4H8... tích, hệ thống hoá, Yêu cầu nhận xét ? thuyết trình, phản Cách thiết lập công thức đơn 2. Cách thiết lập công thức đơn giản nhất. biện. giản nhất?
2. Yêu cầu học sinh nghiên cứu Gọi công thức đơn giản nhất của hợp chất hữu cơ là - Năng lực hợp và làm thí dụ trong sách giáo mC mH mO mN tác. CxHyOzNt x : y : z : t : : : khoa. 12 1 16 14 - Năng lực tính %C %H %O %N toán hoá học. Chú ý hướng dẫn học sinh x: y:z:t : : : 12 1 16 14 phương pháp đặt công thức VD: SGK đơn giản. Bước 1: Xác định thành phần định tính chất A:C, H, O Bước 2: Đặt công thức phân tử của A: CxHyOz Bước 3: Căn cứ đầu bài tìm tỉ lệ %C %H %O x : y : z = : : = 12 ,0 1,0 16,0 40,00 6,67 53,33 = : : = 1:2:1 12,0 1,0 16,0 Bước 4: Từ tỉ lệ tìm công thức đơn giản nhất là: CH2O Hoạt động 2. II. Công thức phân tử ( 3phút). Công thức phân tử 1. Định nghĩa. - Năng lực giải Giáo viên cho một số các - Công thức phân tử là công thức biểu thị số lượng nguyên quyết vấn đề. thí dụ tử của mỗi nguyên tố trong phân tử. - Năng lực phân C2H4, C2H2, CH4, 2. Quan hệ giữa công thức phân tử và công thức đơn tích, hệ thống C11H22O11....Vậy công thức giản nhất. hoá, thuyết trình, phân tử là gì ? - Công thức phân tử có thể là công thức đơn giản nhất. phản biện. Mối quan hệ giữa công thức Các chất khác nhau có thể có cùng công thức phân tử. - Năng lực hợp phân tử và công thức đơn tác. giản nhất ? Hoạt động 3. III.Thiết lập công thức phân tử. 1. Cách thiết lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ. Thông qua công thức đơn a. Dựa vào % khối lượng các nguyên tố - Năng lực giải giản nhất. CxHyOz → xC + yH + zO quyết vấn đề. M (g) 12x 1y 16z - Năng lực hợp 100% %C %H %O tác. Lập tỉ lệ - Năng lực tính M 12.x 1.y 16.z toán hoá học. 100% %C %H %O - Năng lực sử Ta có dụng ngôn ngữ x = M.%C ; y = M.%H ; z = M.%O hóa học. 12.100% 1.100% 16.100% VD : SGK giải ra x = 20 ; y = 14 ; z = 4 Yêu cầu học sinh làm thí dụ Vậy công thức phân tử là : C20H14O4. trong sách giáo khoa và bài tập 6 trang 95.. Hoạt động 4 . 2.Tính trực tiếp theo khối lượng sản phẩm đốt cháy. b. Thông qua công thức đơn giản nhất. - Năng lực giải quyết vấn đề.
3. Tính trực tiếp theo khối Từ công thức đơn giản nhất công thức phân tử của X - Năng lực hợp lượng sản phẩm đốt cháy là (CH2O)n hay CnH2nOn tác. MX = (1.12 + 2.1 + 16.1)n = 60 ; Giải ra n = 2. - Năng lực tính vậy công thức phân tử là C2H4O2. toán hoá học. c. Tính trực tiếp theo khối lượng sản phẩm đốt - Năng lực sử Học sinh làm thí dụ SGK. cháy. dụng ngôn ngữ Giáo viên hướng dẫn học VD: hóa học. sinh viết phương trình phản Giải ứng cháy. MY = 29,0.3,04 ≈ 88,0 (g/mol); 0,88 nY = 0,010 (mol) 88,0 = 1,76 (mol) n CO 0 ,040 2 44 ,0 Đặt công thức phân tử của Y là CxHyOz y z to y CxHyOz+ (x+ )O2  xCO2 + H2O 4 2 2 y 1 mol x mol 2 GV: Rút ra CTTQ: 0,010 mol 0,040 mol 0,040 mol 4x y 2z y t 1 x 4 2 Từ2 các tỉ lệ ta tính được x = 4; y = 8. n n n n Mn =12.4 + 1.8+16.z = 88 ta có z = 2. A O2 pu CO2 H2O NY2 Vậy công thức phân tử là C4H8O2. Hoạt động 4: Bài tập. GV: Chia lớp thành 2 nhóm thảo luận và trình bày 2 bài tập sau vào bảng phụ. Bài 1: [Bài 191-SBT trang Bài 1: - Năng lực 30] Giải giải quyết vấn Khi đốt 18 gam một hợp Cách 1: Số mol H2O = 0,2 ; đề. chất hữu cơ phải dùng 16,8 lít 5,2.32 - Năng lực CO2 = 0,3; M(hợp chất) = = 104 oxi (đo ở đktc) và thu được 1,6 hợp tác. khí CO2 và hơi nước với tỉ lẹ - Năng lực nC = 0,3 ; nH = 0,4 ; thể tích là VCO2 : VH2O = 3: 2. 10,4 (0,3.12) 0,4 tính toán hoá Tỉ khối hơi của hợp chất hữu nO = = 4 học. cơ đối với hiđro là 36. 16 - Năng lực sử Hày xác định công thức Tỷ lệ nC : nH : nO = 0,3 : 0,4 : 0,4 = 3 : 4 : 4 dụng ngôn phân tử của hợp chất đó ( Công thức đơn giản C3H4O4. ngữ hóa học. theo nhiều cách có thể). Với M = 104 thì công thức phân tử đúng là C3H4O4. Cách 2: Số mol H2O = 0,2; CO2 = 0,3; hợp chất = 0,1 GV: Gợi ý hướng dẫn HS x y z y CxHyOz + ( - )O2 xCO2 + H2O cách giải, yêu cầu 1 HS lên 4 2 2 bảng trình bày 0,1 0,1x 0,05y theo phương trình: 0,1x = 0,3 x = 3 HS: Lên bảng trình bày, các 0,05 y = 0,2 y = 4 HS còn lại lấy nháp làm bài z = (104 – 12.3 – 4 ) : 16 = 4 công thức phân tử là C3H4O4.
4. GV: Gọi HS nhận xét, ghi Bài 2: điểm Giải 2,24x12 Cách 1: Tính được: m 1,2 gam C 22,4 1,8x2 Bài 2: Đốt cháy hoàn toàn 3 mH 0,2 gam; gam chất A, thu được 2,24 18 lít CO (đkc) và 1,8 gam Vì mC + mH =1,4 g < mA , do đó A có chứa oxi với mO = 2 3 – 1,4 = 1,6 gam H2O. Tỉ khối hơi của A đối Đặt công thức chất A là CXHYOZ . với C2H6 là 2. Định công thức phân tử của A ? Ta có MA =2 x 30 = 60 gam 12x y 16z 60 Học sinh làm theo nhóm và Vậy : cử đại diện lên trình bày. 1,2 0,2 1,6 3 Giáo viên kết luận. x =2 ; y = 4 ; z = 2. Vậy công thức phân tử của A là C2H4O2 GV: Gợi ý hướng dẫn HS 1,2 0,2 1,6 Cách 2: x:y : z 1: 2:1 cách giải, yêu cầu 1 HS lên 12 1 16 bảng trình bày CT nguyên của A là (CH2O)n Ta có MA = 60 hay ( CH2O)n = 60 n = 2. Vậy CTPT HS: Lên bảng trình bày, các của A là C2H4O2 HS còn lại lấy nháp làm bài Cách 3: Phương trình phản ứng cháy của A: y z y C H O (x )O xCO H O x y z 4 2 2 2 2 2 3 n 0,05 ; CxHyOz GV: Gọi HS nhận xét, ghi 60 2,24 1,8 điểm n 0,1; n 0,1 CO2 22,4 H2O 18 1 x y Ta có : x = 2 ; y = 4 0,05 0,1 2.0,1 MA = 12x +y + 16z = 60 z = 60 – 28 / 16 = 2 Vậy CTPT của A là C2H4O2 4. Biên soạn câu hỏi/bài tập kiểm tra đánh giá. Mức độ vận dụng thấp. Câu 1: Một hợp chất hữu cơ X có khối lượng phân tử là 26. Đem đốt X chỉ thu được CO2 và H2O. CTPT của X là A. C2H6. B. C2H4. C. C2H2. D. CH2O. Câu 2: Một hợp chất hữu cơ A có M = 74. Đốt cháy A bằng oxi thu được khí CO2 và H2O. Có bao nhiêu công thức phân tử phù hợp với A? A. 4.B. 2.C. 3.D. A.1. Câu 3: Một hợp chất hữu cơ A có tỉ khối so với không khí bằng bằng 2. Đốt cháy hoàn toàn A bằng khí O2 thu được CO2 và H2O. Có bao nhiêu công thức phân tử phù hợp với A ? A. 2. B. A. 1. C. 3.D. 4. Câu 4 Hợp chất X có thành phần % về khối lượng : C (85,8%) và H (14,2%). Hợp chất X là A. C3H8. B. C4H10. C. C4H8. D. kết quả khác. Câu 5: Hợp chất X có %C = 54,54% ; %H = 9,1%, còn lại là oxi. Khối lượng phân tử của X bằng 88. CTPT của X là A. C4H10O. B. C5H12O. C. C4H10O2. D. C4H8O2. Câu 6: Phân tích hợp chất hữu cơ X thấy cứ 3 phần khối lượng cacbon lại có 1 phần khối lượng hiđro, 7 phần khối lượng nitơ và 8 phần lưu huỳnh. Trong CTPT của X chỉ có 1 nguyên tử S, vậy CTPT của X là A. CH4NS. B. C2H2N2S. C. C2H6NS. D. CH4N2S.
5. Câu 7: a. Hợp chất X có CTĐGN là CH3O. CTPT nào sau đây ứng với X ? A. C3H9O3.B. C 2H6O2. C. C2H6O. D. CH3O. b. Công thức thực nghiệm của chất hữu cơ có dạng (CH3Cl)n thì công thức phân tử của hợp chất là A. CH3Cl. B. C2H6Cl2. C. C2H5Cl. D. C3H9Cl3. Mức độ vận dụng cao. Câu 1: Đốt cháy 1 lít hơi hiđrocacbon với một thể tích không khí (lượng dư). Hỗn hợp khí thu được sau khi hơi H2O ngưng tụ có thể tích là 18,5 lít, cho qua dung dịch KOH dư còn 16,5 lít, cho hỗn hợp khí đi qua ống đựng photpho dư thì còn lại 16 lít. Xác định CTPT của hợp chất trên biết các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất và O2 chiếm 1/5 không khí, còn lại là N2. A. C2H6. B. C2H4. C. C3H8. D. C2H2. Câu 2: Đốt 0,15 mol một hợp chất hữu cơ thu được 6,72 lít CO2 (đktc) và 5,4 gam H2O. Mặt khác đốt 1 thể tích hơi chất đó cần 2,5 thể tích O2. Các thể tích đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất. CTPT của hợp chất đó là: A. C2H6O2. B. C2H6O. C. C2H4O2. D. C2H4O. Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn một hợp chất hữu cơ X (C, H, N) bằng lượng không khí vừa đủ (gồm 1/5 thể tích O2, còn lại là N2) được khí CO2 , H2O và N2. Cho toàn bộ sản phẩm cháy qua bình đựng dung dịch Ba(OH)2 dư thấy có 39,4 gam kết tủa, khối lượng dung dịch giảm đi 24,3 gam. Khí thoát ra khỏi bình có thể tích 34,72 lít (đktc). Biết d < 2. CTPT của X là X O2 A. C2H7N. B. C2H8N. C. C2H7N2. D. C2H4N2. 5. Hướng dẫn về nhà: - Làm BT ở trên. - Chuẩn bài mới: Bài 22 “ CẤU TRÚC PT HCHC”