Nêu được khái niệm về công thức phân tử hợp chất hữu cơ
Sử dụng được kết quả phổ khối lượng (MS) để xác định phân tử khối của hợp chất hữu cơ
Lập được công thức phân tử hợp chất hữu cơ từ dữ liệu phân tích nguyên tố và phân tử khối

Năng lực

Năng lực chung:

Năng lực tự chủ và tự học: Chủ động, tích cực tìm hiểu về công thức phân tử hợp chất hữu cơ
Năng lực giao tiếp và hợp tác: Sử dụng ngôn ngữ khoa học để nêu được khái niệm về công thức phân tử hợp chất hữu cơ
Giải quyết vấn đề và sáng tạo: Thảo luận với các thành viên trong nhóm nhằm thiết lập được công thức phân tử hợp chất hữu cơ

Năng lực hóa học:

Năng lực nhận thức hóa học: Nêu được khái niệm về công thức phân tử hợp chất hữu cơ
Năng lực tìm hiểu tự nhiên dưới góc độ hóa học: Sử dụng được kết quả phổ khối lượng (MS) để xác định phân tử khối của một số hợp chất hữu cơ khác
Năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: Lập được công thức phân tử hợp chất hữu cơ từ dữ liệu phân tích nguyên tố và phân tử khối

Phẩm chất

Tham gia tích cực hoạt động nhóm phù hợp với khả năng của bản thân.
Cẩn thận, trung thực và thực hiện an toàn trong quá trình làm thực hành.
Có niềm say mê, hứng thú với việc khám phá và học tập hóa học.

THIẾT BỊ DẠY HỌC
Đối với giáo viên

SGK, SGV, SBT.
Hình ảnh về các chất hữu cơ, thành phần chính và công thức phân tử tương ứng

Đối với học sinh

SGK, SBT.
Tranh ảnh, tư liệu sưu tầm liên quan đến bài học và dụng cụ học tập (nếu cần) theo yêu cầu của GV.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG
Mục tiêu: Tạo tâm thế hứng thú cho học sinh và từng bước làm quen bài học.
Nội dung: GV tổ chức cho HS chơi trò ô chữ
Sản phẩm học tập: Câu trả lời của HS cho những câu hỏi để giải ô chữ
Tổ chức thực hiện:

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ:

- GV nêu luật chơi:

+ GV chiếu ô chữ, cho trước từ PHOKHOI

+ HS trả lời các từ hàng ngang, từ hàng ngang cuối cùng sẽ trở thành từ chìa khóa

1		B	A	N	P	H	A
2				P	H	A	N	T	U
3				D	O	N	G	V	I
4					K	H	I
5		H	O	A	H	O	C
6	C	A	R	B	O	N
7			T	O	I	G	I	A	N

Câu 1: Quá trình dùng chùm electron năng lượng cao chiếu vào mẫu chất hữu cơ ở dạng hơi để biến chúng thành các mảnh ion ở thể khí?

Câu 2: Hạt nhỏ nhất mang đầy đủ tính chất hóa học của hợp chất

Câu 3: Hiện tượng các nguyên tử có cùng số proton nhưng khác về số neutron

Câu 4: Một thể tồn tại của các hợp chất hữu cơ

Câu 5: Lĩnh vực nghiên cứu về tính chất và sự chuyển đổi giữa các chất

Câu 6: Nguyên tố hóa học luôn có trong thành phần hợp chất hữu cơ

Câu 7: Tỉ lệ các số nguyên không thể đơn giản hơn được nữa, tức là không có ước số chung

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS lắng nghe câu hỏi, suy nghĩ, thảo luận trả lời câu hỏi trong trò chơi, tìm ra từ khóa.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- HS trả lời các từ hàng ngang

Bước 4: Kết luận, nhận định

- GV đánh giá câu trả lời của HS, trên cơ sở đó dẫn dắt HS vào bài học: Làm thế nào để lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ từ dữ liệu phân tích nguyên tố và phân tử khối? Sau khi học xong bài học ngày hôm nay chúng ta sẽ trả lời được vấn đề trên. Chúng ta cùng đi vào bài học – Bài 12: Công thức phân tử hợp chất hữu cơ

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1: Tìm hiểu công thức phân tử

Mục tiêu: Thông qua hoạt động, HS nêu được khái niệm về công thức phân tử hợp chất hữu cơ và cách biểu diễn.
Nội dung: GV trình bày vấn đề; HS lắng nghe, đọc SGK, thảo luận và trả lời CH hoạt động mục I.1 và SGK trang 70
Sản phẩm học tập: Khái niệm, cách biểu diễn công thức phân tử hợp chất hữu cơ; Câu trả lời CH hoạt động mục I.1 SGK trang 70
Tổ chức hoạt động:

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

* Khái niệm

- GV giao cho HS tìm hiểu một số loại nguyên liệu (gỗ), nhiên liệu (khí thiên nhiên, gas, cồn đốt), thực phẩm (đường mía, giấm ăn), lương thực (gạo) và trả lời câu hỏi: Các nguyên liệu trên chứa chất hữu cơ nào (tên gọi), có những nguyên tố gì (thành phần), số lượng nguyên tử mỗi nguyên tố, công thức hợp chất?

- GV đưa ra khái niệm dựa trên công thức nhóm vừa viết ra: Công thức cho biết thành phần nguyên tố và số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố được gọi là công thức phân tử

- GV hướng dẫn HS trả lời CH hoạt động mục I.1 SGK trang 70:

Hãy viết công thức phân tử các hợp chất hữu cơ có mô hình cho dưới đây:

methane	ethane	ethylene
ethyl chloride	ethanol

Cho biết mô hình:

nguyên tử carbon

nguyên tử oxygen

nguyên tử hydrogen

nguyên tử chlorine

* Cách biểu diễn công thức phân tử hợp chất hữu cơ

a) Công thức tổng quát

- GV giới thiệu công thức tổng quát để biểu diễn công thức phân tử hợp chất hữu cơ: C_xH_yO_z

b) Công thức đơn giản nhất

- GV đưa ra hoạt động:

Dựa vào kiến thức đã học ở chương trình Khoa học tự nhiên, em hãy viết công thức hóa học của acetylene và benzene, sau đó tối giản tỉ lệ các chỉ số.

+ GV cùng HS thực hiện hoạt động:

Acetylene: C₂H₂

Benzene: C₆H₆

+ GV cho HS so sánh công thức đơn giản nhất của acetylene và benzene rồi đưa ra khái niệm về công thức đơn giản nhất.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS thảo luận tìm hiểu về khái niệm, cách biểu diễn công thức phân tử hợp chất hữu cơ; trả lời CH hoạt động mục I.1 SGK trang 70

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- Đại diện HS trình bày kết quả thảo luận, câu trả lời CH hoạt động mục I.1 SGK trang 70

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Kết luận, nhận định

GV đánh giá, nhận xét, tổng kết các kiến thức về công thức phân tử

I. Công thức phân tử

1. Khái niệm

- Công thức phân tử cho biết thành phần nguyên tố và số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử

Ví dụ: Khí butane và propane là khí hóa lỏng được nén trong bình gas, được các gia đình sử dụng để đun, nấu có công thức phân tử là C₄H₁₀ và C₃H₈

Trả lời CH hoạt động mục I.1 SGK trang 70

Công thức phân tử của các chất như sau:

+ Methane: CH₄

+ Ethane: C₂H₆

+ Ethylene: C₂H₄

+ Ethyl chloride: C₂H₅Cl

+ Ethanol: C₂H₆O

2. Cách biểu diễn công thức phân tử hợp chất hữu cơ

a) Công thức tổng quát: cho biết các nguyên tố có trong phân tử hợp chất hữu cơ

Ví dụ: C_xH_yO_z (x, y, z là các số nguyên dương)

b) Công thức đơn giản nhất: cho biết tỉ lệ số nguyên tử của các nguyên tố có trong phân tử hợp chất hữu cơ

Ví dụ: Hợp chất có công thức phân tử là C₂H₄O₂ thì công thức đơn giản nhất là CH₂O

Hoạt động 2: Lập công thức phân tử

Mục tiêu: Thông qua hoạt động, HS sử dụng được kết quả phổ khối lượng (MS) để xác định phân tử khối của hợp chất hữu cơ; Lập được công thức phân tử hợp chất hữu cơ từ dữ liệu phân tích nguyên tố và phân tử khối
Nội dung: GV trình bày vấn đề; HS lắng nghe, đọc SGK, thảo luận và trả lời các CH hoạt động mục II.1 và mục II.2 SGK trang 71 – 72.
Sản phẩm học tập: Xác định phân tử khối của hợp chất hữu cơ bằng phổ khối lượng; Lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ; Câu trả lời cho CH hoạt động mục II.1 và II.2 SGK trang 71 – 72
Tổ chức hoạt động:

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

* Xác định phân tử khối bằng phương pháp phổ khối lượng

- GV cho HS vẽ công thức cấu tạo của ethanol lên giấy, sau đó dùng kéo cắt phân tử thành hai phần, ghi lại khối lượng của mỗi mảnh sau khi cắt vào bảng gồm công thức của mảnh và khối lượng tương ứng.

- GV cho HS vẽ biểu đồ hình cột (mỗi cột là một đường kẻ đậm), trong đó trục nằm ngang là phân tử khối, trục thẳng đứng là độ cao (GV cung cấp độ cao tương đối mỗi mảnh, mảnh cao nhất 100)

Công thức cắt mảnh	Phân tử khối	Cường độ tương đối
CH₃	15	4
C₂H₂	26	7
C₂H₃	27	18
C₂H₄	28	6
C₂H₅	29	16
C₂H₆	30	7
CH₃O	31	100
C₂H₂O	42	4
C₂H₃O	43	10
C₂H₅O	45	58
C₂H₆O	46	22

- GV giúp HS giúp HS nhận xét để chuyển từ phân tử khối thành m/z (vì z = +1), GV giới thiệu: biểu đồ vừa vẽ chính là kết quả của một phương pháp thực nghiệm, đó là phổ khối lượng

- GV hướng dẫn HS cách xác định phân tử khối của ethanol qua Hình 12.1.

- GV hướng dẫn HS trả lời CH hoạt động mục I.1 SGK trang 70:

Hãy gán các chất hữu cơ sau: C₆H₆, C₃H₈O, C₄H₈O₂ vào các phổ khối lượng tương ứng dưới đây

II. Lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ

1. Xác định phân tử khối bằng phương pháp phổ khối lượng

Phương pháp phổ khối lượng được sử dụng để xác định khối lượng phân tử các hợp chất hữu cơ

Ví dụ: Phổ khối lượng của ethanol có peak (pic) ion phân tử [C₂H₆O⁺] có giá trị m/z = 46, đúng bằng phân tử khối của chất (Hình 12.1)

Trả lời CH hoạt động mục I.1 SGK trang 29:

Dựa vào pic M⁺ lớn nhất ứng với khối lượng

+ Phổ khối a) có pic phân tử khối là 60 a) là phổ khối lượng của C₃H₈O

+ Phổ khối b) có pic phân tử khối là 78 b) là phổ khối lượng của C₆H₆

+ Phổ khối c) có pic phân tử khối là 88 c) là phổ khối lượng của C₄H₈O₂