Giáo án chuyên đề Hoá học 12 chân trời Bài 2: Một số cơ chế phản ứng trong hoá học hữu cơ

Ngày soạn:…/…/…  

Ngày dạy:…/…/…

BÀI 2. MỘT SỐ CƠ CHẾ PHẢN ỨNG TRONG HÓA HỌC HỮU CƠ

I. MỤC TIÊU

1. Kiến thức

Sau bài học này, HS sẽ tìm hiểu: 

• Khái niệm về tác nhân electrophile và nucleophile.

• Một số cơ chế phản ứng trong hóa học hữu cơ. 

• Sự tạo thành sản phẩm và hướng của một số phản ứng.

2. Năng lực

Năng lực chung: 

• Năng lực tự chủ và tự học: Chủ động, tích cực tìm hiểu về một số cơ chế phản ứng trong hóa học hữu cơ. 

• Năng lực giao tiếp và hợp tác: Sử dụng ngôn ngữ khoa học để trình bày được các khái niệm về tác nhân electrophile và nucleophile; Hoạt động nhóm một cách hiệu quả theo đúng yêu cầu của GV, đảm bảo các thành viên trong nhóm đều được tham gia thảo luận. 

• Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo: Thảo luận với các thành viên trong nhóm nhằm giải quyết các vấn đề một số cơ chế phản ứng hữu cơ và hướng của một số phản ứng.

Năng lực hóa học: 

• Năng lực nhận thức hóa học: Nêu được khái niệm về tác nhân electrophile và nucleophile.

• Năng lực tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ hóa học: Trình bày được một số cơ chế phản ứng trong hóa học hữu cơ: Cơ chế thế gốc S_R (vào carbon no của alkane), cơ chế cộng electrophile A_E (vào liên kết đôi C=C của alkene), cơ chế electrophile S_EAr (vào nhân thơm), cơ chế nucleophile S_N1, S_N2 (phản ứng thủy phân dẫn xuất halogen), cơ chế cộng nucleophile A_N (vào hợp chất carbonyl). 

• Năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: Giải thích được sự tạo thành sản phẩm và hướng của một số phản ứng (cơ chế thế gốc S_R vào carbon no của alkane và cơ chế cộng electrophile A_E vào liên kết đôi C=C của alkene theo quy tắc cộng Markovnikov). 

3. Phẩm chất                                                                                             

• Tham gia tích cực hoạt động nhóm và cặp đôi 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. 

II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU

1. Đối với giáo viên

• Sách CDHT, SGV CDHT Hóa học 12. 

• Máy tính, máy chiếu.

• Phiếu bài tập. 

2. Đối với học sinh

• Sách CDHT Hóa học 12. 

• Dụng cụ học tập liên quan đến bài học theo yêu cầu của GV.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

A. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

a. Mục tiêu: HS huy động được vốn hiểu biết, kĩ năng có sẵn của HS về cơ chế phản ứng, phân cắt đồng li, dị li, tác nhân electrophile và nucleophile để chuẩn bị cho bài học mới. 

b. Nội dung: GV tổ chức HS chơi trò ô chữ. 

c. Sản phẩm: Câu trả lời của HS để tìm các từ hàng ngang, từ chìa khóa.

d. Tổ chức thực hiện

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV tổ chức cho HS trả lời câu hỏi để tìm các từ hàng ngang, cuối cùng xác định từ chìa khóa: 

Câu 1. Chất có tác dụng làm tăng tốc độ phản ứng.

Câu 2. Sự mô tả chi tiết cách thức mà các chất phản ứng phải đi qua để tạo thành sản phẩm gọi là gì?

Câu 3. Tên gọi chung của các chất dùng để hòa tan các chất khác, tạo thành dung dịch.

Câu 4. Sự phân cắt liên kết mà cặp electron chung thuộc hẳn về một nguyên tử.

Câu 5. Tên gọi chung của nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử có chứa electron hóa trị độc thân. 

Câu 6. Đại lượng biểu thị cho khả năng tồn tại của một chất trước tác động bên ngoài.

Câu 7. Tên gọi chung của các chất tạo thành sau phản ứng hóa học.

Câu 8. Sự phân cắt liên kết mà cặp electron chung được chia đều cho hai nguyên tử. 

Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS làm việc cá nhân, suy nghĩ trả lời câu hỏi để tìm các từ hàng ngang, cuối cùng xác định từ chìa khóa. 

- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết). 

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

- GV mời cả lớp tham gia trò chơi:

Cơ chế phản ứng hóa học là con đường mà các chất phản ứng phải đi qua để tạo thành sản phẩm. 

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV nhận xét, dẫn dắt HS vào bài học: Hiểu rõ phản ứng hóa học hữu cơ rất quan trọng trong việc nghiên cứu hóa học hữu cơ. Làm sao để viết được cơ chế phản ứng của một số phản ứng hữu cơ phổ biến? Chúng ta sẽ tìm hiểu trong bài học hôm nay -  Bài 2 – Một số cơ chế phản ứng trong hóa học hữu cơ. 

B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1. Tìm hiểu khái niệm về tác nhân electrophile và nucleophile

a. Mục tiêu: HS nêu được khái niệm về tác nhân elelctrophile và nucleophile. 

b. Nội dung: GV hướng dẫn, HS đọc các thông tin trong SCĐ trang 10 – 11 và trả lời câu Thảo luận 1.

c. Sản phẩm: Câu trả lời của HS về khái niệm tác nhân elelctrophile và nucleophile và câu Thảo luận 1. 

d. Tổ chức hoạt động:

Hoạt động 2. Trình bày cơ chế phản ứng thế gốc S_R vào nguyên tử carbon no của alkane 

a. Mục tiêu: HS trình bày được cơ chế phản ứng thế gốc S_R vào nguyên tử carbon no của alkane. 

b. Nội dung: GV hướng dẫn; HS đọc thông tin cung cấp trong SCĐ trang 11 và trả lời câu Thảo luận 2, 3. 

c. Sản phẩm: Câu trả lời của HS về cơ chế phản ứng thế gốc S_R vào nguyên tử carbon no của alkane và câu Thảo luận 2, 3.

d. Tổ chức hoạt động:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1 : GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - GV hướng dẫn HS tìm hiểu cơ chế phản ứng thế gốc SR vào nguyên tử carbon no của alkane qua phản ứng giữa methane và chlorine: Phản ứng trên xảy ra theo cơ chế gốc tự do (SR) gồm 3 giai đoạn chính: + Giai đoạn khơi mào: + Giai đoạn phát triển mạch: + Giai đoạn tắt mạch: - GV yêu cầu HS thảo luận trả lời câu Thảo luận 2, 3:  2. Xác định các gốc tự do tạo thành trong phản ứng của methane với chlorine 3. Dự đoán các gốc tự do tạo thành khi cho propane tác dụng với bromine tạo thành dẫn xuất monobromo. So sánh độ bền của các gốc tự do này. Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập -   HS thảo luận nhóm và đưa ra câu trả lời.  - GV theo dõi, đôn đốc nhắc nhở HS tích cực tham gia vào hoạt động trong nhóm để hoàn thành nhiệm vụ. Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận - GV mời đại diện 2 nhóm trả lời câu Thảo luận 2, 3: 2. Các gốc tự do tạo thành trong phản ứng của methane với chlorine: + Giai đoạn khơi mào: Nhiệt hoặc ánh sáng mặt trời khơi mào tạo ra gốc tự do chlorine .   + Giai đoạn phát triển mạch: Nguyên tử chlorine kết hợp với một nguyên tử hydrogen của phân tử methane tạo thành HCl và giải phóng gốc methyl . Gốc methyl tác dụng với phân tử chlorine trả lại nguyên tử chlorine. Quá trình này cứ lặp lại như vậy, một nguyên tử chlorine sinh ra ở giai đoạn khơi mào có thể mở đầu cho một dây chuyền phản ứng tạo thành hàng chục ngàn phân tử sản phẩm. + Giai đoạn tắt mạch: Dây chuyền phản ứng chỉ bị đứt (tắt mạch) khi các gốc tự do gặp nhau và kết hợp thành phân tử. 3.  Độ bền:  Thành phần phần trăm của các sản phẩm tạo thành: CH3-CHBr-CH3 > CH3-CH2-CH2Br - GV yêu cầu các nhóm khác nhận xét câu trả lời của nhóm bạn. Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập - GV đánh giá câu trả lời của HS, đưa ra kết luận về cơ chế phản ứng thế gốc SR vào nguyên tử carbon no của alkane. - GV chuyển sang nội dung mới.

2. Một số cơ chế phản ứng thế gốc SR vào nguyên tử carbon no của alkane  Phản ứng của alkane với Cl2, Br2 xảy ra theo cơ chế thế gốc SR.

Hoạt động 3. Tìm hiểu cơ chế phản ứng cộng electrophile (A_E) vào liên kết đôi C=C của alkene

a. Mục tiêu: HS trình bày được cơ chế phản ứng cộng electrophile (A_E) vào liên kết đôi C=C của alkene. 

b. Nội dung: GV hướng dẫn HS tìm hiểu cơ chế phản ứng cộng electrophile (A_E) vào liên kết đôi C=C của alkene; HS đọc thông tin cung cấp trong SCĐ trang 12 – 13 và trả lời câu Thảo luận 4. 

c. Sản phẩm: Câu trả lời của HS về cơ chế phản ứng cộng electrophile (A_E) vào liên kết đôi C=C của alkene và câu Thảo luận 4.

d. Tổ chức hoạt động:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - GV GV hướng dẫn HS tìm hiểu cơ chế phản ứng cộng electrophile (AE) vào liên kết đôi C=C của alkene:  Phản ứng cộng tổng quát của alkene: Phản ứng xảy ra qua hai giai đoạn chính: + Giai đoạn 1: Tác nhân electrophile phản ứng với liên kết đôi C=C tạo thành carbocation. + Giai đoạn 2: Carbocation phản ứng với anion Y- tạo thành sản phẩm.  - GV yêu cầu HS đọc Ví dụ 5, 6 SCĐ trang 12 và thảo luận nhóm đôi trả lời câu Thảo luận 4:  Cho biết hướng tạo ra sản phẩm chính và hướng tạo ra sản phẩm phụ trong Ví dụ 6. Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập -   HS thảo luận nhóm đôi và đưa ra câu trả lời.  - GV theo dõi, đôn đốc nhắc nhở HS tích cực tham gia vào hoạt động trong nhóm để hoàn thành nhiệm vụ. Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận - GV mời đại diện 1 nhóm trả lời câu Thảo luận 4:  Hướng (1) tạo ra sản phẩm chính và hướng (2) tạo ra sản phẩm phụ. - GV yêu cầu các nhóm khác nhận xét câu trả lời của nhóm bạn. Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập - GV nhận xét, hướng dẫn HS rút ra kết luận về cơ chế phản ứng cộng electrophile (AE) vào liên kết đôi C=C của alkene. - GV chuyển sang nội dung mới.

Cơ chế phản ứng cộng electrophile (AE) vào liên kết đôi C=C của alkene  Trong phân cắt dị li, liên kết hóa học bị phân cắt không đồng đều. Nguyên tử có độ âm điện lớn hơn thường chiếm cặp electron chung và trở thành tiểu phân mang điện tích âm, còn nguyên tử có độ âm điện nhỏ hơn thường trở thành tiểu phân mang điện tích dương.

Hoạt động 4. Trình bày cơ chế thế electrophile vào nhân thơm (S_EAr)

a. Mục tiêu: HS trình bày được cơ chế thế electrophile vào nhân thơm (S_EAr). 

b. Nội dung: GV hướng dẫn, HS dựa vào thông tin cung cấp trong SCĐ trang 13 tìm hiểu về cơ chế thế electrophile vào nhân thơm (S_EAr) và trả lời câu Thảo luận 5.

c. Sản phẩm: Kết luận của HS về cơ chế thế electrophile vào nhân thơm (S_EAr)và câu trả lời cho câu Thảo luận 5.

d. Tổ chức hoạt động:

--------------- Còn tiếp ---------------