Trình bày được khái niệm về alkane, nguồn alkane trong tự nhiên, công thức chung của alkane.
Trình bày được quy tắc gọi tên theo danh pháp thay thế; áp dụng gọi được tên cho một số alkane (C1-C10) mạch không phân nhánh và một số alkane mạch nhánh chứa không quá 5 nguyên tử C.
Trình bày được và giải thích được đặc điểm về tính chất vật lí của một số alkane
Trình bày được đặc điểm về liên kết hóa học trong phân tử alkane, hình dạng phân tử của methane, ethane; phản ứng thế, cracking, reforming, phản ứng oxi hóa hoàn toàn, phản ứng oxi hóa không hoàn toàn.
Thực hiện được thí nghiệm: hexane với dung dịch thuốc tím, với nước bromine ở nhiệt độ thường và khi đun nóng (hoặc chiếu sáng), đốt cháy hexane; quan sát mô tả các hiện tượng thí nghiệm và giải thích được tính chất hóa học của alkane.
Trình bày được các ứng dụng của alkane trong thực tiễn và cách điều chế alkane trong công nghiệp.
Trình bày được một trong các nguyên nhân gây ô nhiễm không khí là các chất trong khí thải của các phương tiện giao thông; hiểu và thực hiện được một số biện pháp hạn chế ô nhiễm môi trường do các phương tiện giao thông gây ra.

Năng lực

Năng lực chung:

Tự chủ và tự học: Chủ động, tích cực tìm hiểu về alkane đơn giản, phổ biến trong đời sống.
Giao tiếp và hợp tác: Sử dụng ngôn ngữ khoa học để diễn đạt các vấn đề về alkane; Hoạt động nhóm và cặp đôi một cách hiệu quả theo đúng yêu cầu của GV, đảm bảo các thành viên trong nhóm đều được tham gia và trình bày báo cáo.
Giải quyết vấn đề và sáng tạo: Thảo luận với các thành viên trong nhóm nhằm giải quyết các vấn đề trong bài học để hoàn thành nhiệm vụ học tập.

Năng lực hóa học:

Nhận thức hoá học:
- Nêu được khái niệm về alkane, nguồn alkane trong tự nhiên, công thức chung của alkane;
- Gọi tên theo danh pháp thay thế một số alkane chứa không quá 5 nguyên tử carbon;
- Trình bày và giải thích được đặc điểm về tính chất vật lí của một số alkane;
- Nêu được đặc điểm về liên kết hoá học trong phân tử alkane, hình dạng phân tử của methane, ethane;
- Trình bày được tính chất hoá học của alkane: phản ứng thế, cracking, reforming, phản ứng oxi hoá (hoàn toàn, không hoàn toàn);
- Nêu được cách điều chế alkane trong công nghiệp;
- Trình bày được một trong các nguyên nhân gây ô nhiễm không khí là do các chất trong khí thải của các phương tiện giao thông.
Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ Hoá học:
- Thực hiện được thí nghiệm cho hexane với dung dịch thuốc tím, với nước bromine ở nhiệt độ thường và khi đun nóng (hoặc chiếu sáng), đốt cháy hexane.
- Quan sát, mô tả các hiện tượng thí nghiệm và giải thích được tính chất hoá học của alkane.
Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: Trình bày được các ứng dụng của alkane trong thực tiễn; hiểu và thực hiện được một số biện pháp hạn chế ô nhiễm môi trường do các phương tiện giao thông gây ra.

Phẩm chất

Tham gia tích cực hoạt động nhóm phù hợp với khả năng của bản thân.
Cần 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 hoá học
Tinh thần yêu nước, tự hào dân tộc, trách nhiệm trong việc bảo vệ toàn vẹn lãnh thổ, khẳng định chủ quyền của Tổ Quốc trên đất liền và trên biển.

THIẾT BỊ DẠY HỌC
Đối với giáo viên

SGK, SGV, SBT.
Tranh ảnh, video thí nghiệm liên quan đến bài học (nếu cần).
Phiếu học tập
Dụng cụ hóa chất để thực hiện các thí nghiệm trong SGK.

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 đưa câu hỏi, HS quan sát video, suy nghĩ và trả lời câu hỏi.
Sản phẩm học tập: HS trả lời được câu hỏi theo ý kiến cá nhân.
Tổ chức thực hiện:

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ:

- GV đưa câu hỏi: “Các em hãy quan sát video và cho cô biết khí thiên nhiên thuộc loại hợp chất hữu cơ nào? Trong video cung cấp cho các em thông tin gì về khí thiên nhiên.”

- GV chiếu video: https://youtu.be/hKnGzrhmCHQ (0:00 - 1:06)

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS suy nghĩ, thảo luận trả lời câu hỏi phần khởi động.

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

- HS đưa ra các đáp án.

- Các bạn khác nhận xét bổ sung

Bước 4: Kết luận, nhận định

Đáp án: Khí thiên nhiên là các hydrocarbon, thành phần chủ yếu là CH₄

(HS có thể trả lời đúng hoặc chưa đúng)

- GV ghi nhận câu trả lời của HS, dẫn dắt HS vào bài học: “Khí thiên nhiên, khí dầu mỏ, xăng, nhiên liệu phản lực (jet fuel) và dầu diesel có vai trò rất quan trọng trong mọi lĩnh vực của đời sống, kinh tế, công nghiệp. Vậy thành phần chính của các nhiên liệu này là gì? Ngoài ra, các alkane có phải là nguồn nguyên liệu quan trọng cho công nghiệp sản xuất các hoá chất hữu cơ hiện nay không?” chúng ta sẽ cùng tìm hiểu trong Bài 15: Alkane

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1: Tìm hiểu về khái niệm, danh pháp

Mục tiêu:

Nêu được khái niệm về alkane, công thức chung của alkane.
Trình bày được quy tắc gọi tên theo danh pháp thay thế; áp dụng gọi được tên cho một số alkane (C1-C10) mạch không phân nhánh và một số alkane mạch nhánh chứa không quá 5 nguyên tử C.

Nội dung: GV hướng dẫn HS, HS lắng nghe, nghiên cứu SGK, thảo luận hoàn thành phiếu học tập 01, thảo luận trả lời CH 1 - 3 SGK tr 84
Sản phẩm học tập:

Khái niệm về alkane
Công thức chung của alkane.
Cách gọi tên theo danh pháp của alkane, tên cho một số alkane (C1-C10) mạch không phân nhánh và một số alkane mạch nhánh chứa không quá 5 nguyên tử Carbon.
Câu trả lời cho PHT 01
Câu trả lời cho CH 1 - 3 SGK tr 84

Tổ chức hoạt động:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu khái niệm và công thức chung của alkane

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

- GV chia lớp thành 4 nhóm, yêu cầu HS nghiên cứu SGK kết hợp hiểu biết của mình, thảo luận nhóm hoàn thành PHT 01

PHIẾU HỌC TẬP 01: Tìm hiểu khái niệm, công thức chung của alkane

Nhiệm vụ: Hãy quan sát dãy đồng đẳng của methane (Bảng 15.1, SGK), thực hiện các yêu cầu:

1. Nhận xét về thành phần nguyên tố của các chất trong đầy đẳng đẳng của methane.

2. Sự khác nhau về số lượng nguyên tử H và C tuân theo quy luật nào?

3. Viết công thức cấu tạo đầy đủ của CH₄, C₂H₆, C₃H₈,..; từ đó rút ra đặc điểm cấu tạo phân tử.

4. Trong các hợp chất hữu cơ, carbon có hoá trị IV và hydrogen có hoá trị I, hãy lập công thức chung của alkane.

- GV hướng dẫn HS rút ra kết luận kiến thức trọng tâm.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS suy nghĩ trả lời PHT 01

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

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

- Đại diện HS báo cáo kết quả PHT

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Kết luận, nhận định

GV đánh giá, nhận xét, tổng kết về khái niệm và công thức chung của alkane

GV cung cấp thêm cho HS cách lập công thức chung của alkane dựa vào định nghĩa dãy đồng đẳng

CT của alkane là CH₄[CH₂]_khay C_1+kH_4+2k

Đặt 1 + k = n thì 4 + 2k = 2n +2

⇒ CT chung của alkane là C_nH_2n+2 (n ≥ 1).

I. KHÁI NIỆM, DANH PHÁP

1. Khái niệm và công thức chung của alkane

Trả lời PHT 01

1. Thành phần nguyên tử chỉ có carbon và hydrogen.

2. Các chất trong dãy đồng đẳng của methane hơn kém nhau 1 hay nhiều nhóm CH₂

3. Công thức cấu tạo đầy đủ của CH₄, C₂H₆, C₃H₈ lần lượt là

→ NX: Phân tử chỉ có liên kết đơn (liên kết σ). Đặc điểm là liên kết cộng hóa trị.

- Công thức hóa học của alkane là C_nH_m.

- Nguyên tử carbon có hoá trị IV nên tổng số liên kết xung quanh n nguyên tử carbon là 4.n.

- Nguyên tử carbon có thể liên kết với nhau tạo thành mạch nên nC sẽ có (n - l) liên kết C-C.

⇒ số nguyên tử H liên kết với các nguyền từ carbon sẽ là:

4n - 2.(n-l) = 2n + 2.

- Công thức chung của alkane là C_nH_2n+2 (n ≥ 1).

Kết luận:

Alkane là các hydrocarbon no, mạch hở chỉ có liên kết đơn C - H và C - C trong phân tử.

CT chung: C_nH_2n+2 (n ≥ 1).

Nhiệm vụ 2: Tìm hiểu danh pháp của alkane

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

- GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK, thảo luận cặp đôi trả lời CH 1 - 3 SGK tr 84

1. Viết các công thức cấu tạo và gọi tên theo danh pháp thay thế của alkane có công thức phân tử C₅H₁₂ và phân loại các đồng phân của nó.

2. Viết công thức cấu tạo của alkane có tên gọi 2-methylpropane.

3. Tên gọi của chất sau đây bị sai, em hãy giải thích và sửa lại cho đúng:

1 - methylbutane

- GV hướng dẫn HS rút ra kết luận kiến thức trọng tâm.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS suy nghĩ, thảo luận cặp đôi trả lời CH 1 - 3 SGK tr 84

- Tóm tắt cách gọi tên theo danh pháp của alkane

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

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

- Đại diện HS trả lời CH 1 - 3 SGK tr 84

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Kết luận, nhận định

GV đánh giá, nhận xét, tổng kết về danh pháp của alkane

GV lưu ý cách gọi tên alkane:

- Chọn mạch dài nhất, nhiều nhánh nhất là mạch chính.

- Đánh số nguyên tử C mạch chính sao cho mạch nhánh có số chỉ vị trí là nhỏ nhất.

- Dùng chữ số (1, 2, 3, ...) và gạch nối (-) để chỉ vị trí nhánh, nhóm cuối cùng viết liền với tên mạch chính

- Nếu có nhiều nhánh giống nhau thì dùng các từ di - (2), tri - (3), tetra - (4)…để chỉ số lượng nhóm giống nhau; tên nhánh viết theo thứ tự bảng chữ cái.

- HS đọc thêm thông tin em có biết SGK tr84

2. Danh pháp

Trả lời CH 1 - 3 SGK tr 84

CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃: pentane

2-methylbutane

2,2-dimethylpropane

2. CTCT của 2-methylpropane là

(CH₃)₃CH

3. Sai ở phần xác định vị trí nhánh, hánh ở vị trí số 2.

→ Tên gọi đúng là: 2-methylbutane.

Kết luận:

- Tên theo danh pháp thay thế của các alkane không phân nhánh

Phần nền (chỉ số lượng ngtu C) + ane

- Tên theo danh pháp thay thế của gốc alkyl

Phần nền (chỉ số lượng ngtu C) + yl

- Tên theo danh pháp thay thế của các alkane phân nhánh

Số chỉ vị trí mạch nhánh – tên nhánh + tên alkane mạch chính

Hoạt động 2: Tìm hiểu đặc điểm cấu tạo và tính chất vật lí

Mục tiêu:

Trình bày được đặc điểm về liên kết hóa học trong phân tử alkane, hình dạng phân tử của methane, ethane;
Trình bày được và giải thích được đặc điểm về tính chất vật lí của một số alkane

Nội dung: GV trình bày vấn đề; HS lắng nghe, quan sát mô hình phân tử methane và ethane (Hình 15.1), bảng 15.2 và nghiên cứu SGK, trả lời CH4 SGK trang 85
Sản phẩm học tập:

Đặc điểm cấu tạo của alkane.
Tính chất vật lí của alkane.
Câu trả lời cho PHT 02
Câu trả lời cho CH4 SGK trang 85

Tổ chức hoạt động:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu đặc điểm cấu tạo của alkane

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

- GV yêu cầu HS đọc thông tin SGK, quan sát hình 15.1, thảo luận nhóm hoàn thành PHT 02

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 02

Tìm hiểu đặc điểm cấu tạo của alkane

Nghiên cứu thông tin SGK, quan sát hình 15.1 cho biết:

1. Độ bền và độ phân cực liên kết trong phân tử alkane. Từ đó dự đoán khả năng tham gia phản ứng hoá học của alkane.

2. Góc liên kết trong phân tử methane.

3. Hình dạng phân tử methane, ethane.

- GV hướng dẫn HS rút ra kết luận kiến thức trọng tâm.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS suy nghĩ trả lời PHT 02

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

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

- Đại diện HS báo cáo kết quả PHT

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Kết luận, nhận định

GV đánh giá, nhận xét, tổng kết về đặc điểm cấu tạo của alkane

II. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO

Trả lời PHT

1. Alkane chỉ có liên kết đơn (σ)

→ bền vững và hầu như không phân cực và ở điều kiện thường

→ đối trơ về mặt hóa học.

2. Góc liên kết trong phân tử methane là 109,5^o.

3. Hình dạng phân tử methane, ethane: Mỗi nguyên tử C ở tâm và có 4 liên kết hướng về 4 đỉnh của hình tứ diện đều.

Kết luận:

Phân tử alkane chỉ có liên kết đơn (σ) C–C, C–H bền vững và kém phân cực

→ khá trơ về mặt hóa học ở điều kiện thường.

Nhiệm vụ 2: Tìm hiểu tính chất vật lí của alkane

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

- GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK, tóm tắt tính chất vật lí của alkane, thảo luận cặp đôi và trả lời CH 4

4: Dựa vào Bảng 15.2, em hãy nhận xét về quy luật biến đổi nhiệt độ sôi của alkane theo phân tử khối.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS suy nghĩ trả lời CH 4 SGK trang 85

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

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

- Đại diện HS trả lời CH4 SGK trang 85

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Kết luận, nhận định

GV đánh giá, nhận xét, tổng kết về tính chất vật lí của alkane

GV thông tin: Do phân tử alkane có liên kết cộng hóa trị không phân cực và tương tác van der Waals giữa các phân tử nên gây ra các tính chất vật lí trên.

III. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

-Trạng thái: Ở điều kiện thường, alkane: C1 đến C4 và neopentane là chất khí; C5 đến C17 trừ neopentane là chất lỏng; C18 trở lên là chất rắn màu trắng (còn gọi là sáp paraffin).

- Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi: tăng dần theo số C. Alkane mạch nhánh thường có nhiệt độ sôi thấp hơn so với đồng phân alkane mạch không phân nhánh.

- Alkane không tan hoặc tan rất ít trong nước và nhẹ hơn nước, tan tốt hơn trong các dung môi hữu cơ.

Trả lời CH 4 SGK trang 85

Nhiệt độ sôi của alkane tăng dần theo phân tử khối.

Hoạt động 3: Tìm hiểu tính chất hóa học trong phân tử alkane

Mục tiêu:

Trình bày được tính chất hoá học: phản ứng thế, cracking, reforming, phản ứng oxi hóa hoàn toàn, phản ứng oxi hóa không hoàn toàn.
Thực hiện được thí nghiệm: hexane với dung dịch thuốc tím, với nước bromine ở nhiệt độ thường và khi đun nóng (hoặc chiếu sáng), đốt cháy hexane; quan sát mô tả các hiện tượng thí nghiệm và giải thích được tính chất hóa học của alkane.
Liên hệ được các tính chất hóa học với các ứng dụng trong thực tiễn đời sống và sản xuất