Giáo án và PPT Hoá học 11 cánh diều Bài 8: Hợp chất hữu cơ và hoá học hữu cơ

BÀI 8: HỢP CHẤT HỮU CƠ VÀ HÓA HỌC HỮU CƠ

HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

GV yêu cầu HS thảo luận và trả lời:

Cho các chất có công thức: NaHCO₃, CaCO₃, C₂H₅OH, CH₄, H₂SO₄, C₂H₂, CH₃CHO, CO₂, CH₃COOH, C₆H₁₂O₆. Em hãy chỉ ra các chất thuộc loại hợp chất hữu cơ và phân loại các chất đó.

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

I. KHÁI NIỆM HỢP CHẤT HỮU CƠ VÀ HÓA HỌC HỮU CƠ 

HS thảo luận trả lời câu hỏi: 

• Hợp chất hữu cơ là gì?
• Ngành hoá học nghiên cứu về các hợp chất hữu cơ được gọi là gì?

Sản phẩm dự kiến:

- Hợp chất hữu cơ là hợp chất của carbon, trừ một số hợp chất vô cơ như CO, CO2, muối carbonate, các cyanide, các carbide,...

- Ngành hóa học nghiên cứu về các hợp chất hữu cơ được gọi là hóa học hữu cơ.

II. ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ

Hoạt động 1: Thành phần nguyên tố 

HS thảo luận trả lời câu hỏi: 

Ngoài carbon, trong thành phần của các hợp chất hữu cơ thường có thêm các nguyên tố nào?

Sản phẩm dự kiến:

- Ngoài carbon, trong thành phần của các hợp chất hữu cơ thường có thêm một hoặc một vài nguyên tố khác như hydrogen, oxygen, nitrogen; ít gặp hơn là phosphorus, halogen, sulfur,...

Hoạt động 2: Đặc điểm cấu tạo

HS thảo luận trả lời câu hỏi: Các nguyên tử trong phân tử hợp chất hữu cơ liên kết với nhau chủ yếu bằng liên kết nào?

Sản phẩm dự kiến:

- Các nguyên tử trong phân tử hợp chất hữu cơ liên kết với nhau chủ yếu bằng liên kết cộng hóa trị. 

- Các nguyên tử carbon có thể liên kết trực tiếp với nhau tạo thành mạch carbon ở dạng mạch hở không phân nhánh, mạch hở phân nhánh hoặc mạch vòng

Hoạt động 3: Tính chất vật lí 

HS thảo luận trả lời câu hỏi: 

Độ tan, nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy của các hợp chất hữu cơ như thế nào?

Sản phẩm dự kiến:

- Các hợp chất hữu cơ ít tan trong nước nhưng tan trong dung môi hữu cơ 

- Các hợp chất hữu cơ thường có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp (dễ bay hơi). 

Hoạt động 4: Tính chất hóa học

HS thảo luận trả lời câu hỏi: 

Phản ứng hoá học của các hợp chấy hữu cơ xảy ra nhanh hay chậm và theo chiều hướng nào? Lấy ví dụ.

Sản phẩm dự kiến:

- Phản ứng hóa học của các hợp chất hữu cơ thường xảy ra chậm và theo nhiều hướng khác nhau, tạo thành hỗn hợp các sản phẩm. 

Ví dụ:

- Các hợp chất hữu cơ thường kém bền với nhiệt và dễ cháy

III. PHÂN LOẠI CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ 

HS thảo luận trả lời câu hỏi: 

• Các hợp chất hữu cơ được chia thành những loại nào?
• Hydrocarbon là gì?
• Thế nào là dẫn xuất hydrocarbon?
• Em hãy phân loại các hợp chất hữu cơ theo thành phần nguyên tố và đặc điểm liên kết.

Sản phẩm dự kiến:

Dựa trên thành phần các nguyên tố có mặt trong phân tử hợp chất hữu cơ và đặc điểm liên kết, các hợp chất hữu cơ được chia làm hai loại:

- Hydrocarbon là những hợp chất hữu cơ trong phân tử chỉ chứa carbon và hydrogen

- Khi thay thế nguyên tử hydrogen trong phân tử hydrocarbon bằng nguyên tử hay nhóm nguyên tử khác thì vẫn thu được dẫn xuất hydrocarbon

IV. NHÓM CHỨC

Hoạt động: Khái niệm

HS thảo luận trả lời câu hỏi: 

Nhóm chức là gì? Nêu ví dụ.

Sản phẩm dự kiến:

Nhóm chức là nguyên tử hay nhóm nguyên tử gây ra những tính chất hóa học đặc trưng của hợp chất hữu cơ.

Bảng 8.1. Nhóm chức và gốc hydrocarbon có trong phân tử của một số chất hữu cơ

- Ví dụ: Các alcohol có tính chất hóa học chung là phản ứng với sodium giải phóng hydrogen:  2ROH + 2Na ⟶ 2RONa + H₂

Hoạt động 2: Xác định nhóm chức bằng phổ hồng ngoại (IR)

HS thảo luận trả lời câu hỏi: 

Nêu cách xác định nhóm chức bằng phổ hồng ngoại (phổ IR).

Sản phẩm dự kiến:

Mỗi liên kết trong phân tử hợp chất hữu cơ có khả năng hấp thụ một vài bức xạ hồng ngoại đặc trưng cho liên kết đó. Phổ hồng ngoại thể hiện các hấp thụ bức xạ điện từ trong vùng hồng ngoại của các liên kết trong phân tử dưới dạng các tín hiệu (hoặc peak) của cực đại hấp thụ (hay cực tiểu truyền qua). Trên phổ hồng ngoại, trục tung biểu diễn độ truyền qua (hoặc độ hấp thụ) (theo %), trục hoành biểu diễn số sóng (cm^-1) của các bức xạ trong vùng hồng ngoại. Dựa vào cực đại hấp thụ (hoặc cực tiểu truyền qua) có thể dự đoán được sự có mặt của các nhóm chức trong hợp chất nghiên cứu. 

Bảng 8.2. Số sóng hấp thụ đặc trưng trên phổ hồng ngoại của một số nhóm chức (R, R1, R2 là gốc hydrocarbon)

HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Câu 1: Nhóm chức là

A. Nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử gây ra những tính chất đặc trưng của hợp chất hữu cơ

B. Nguyên tử gây ra những tính chất hóa học đặc trưng của hợp chất hữu cơ

C. Nhóm nguyên tử gây ra những tính chất vật lí đặc trưng của hợp chất hữu cơ

D. Nguyên tố gây ra những tính chất đặc trưng của hợp chất hữu cơ

Câu 2: Phân tích 0,45 gam hợp chất hữu cơ X (C, H, N), thu được 0,88 gam CO₂. Mặt khác, nếu phân tích 0,45 gam X để toàn bộ N trong X chuyển thành NH₃ rồi dẫn NH₃ vừa tạo thành vào 100ml dung dịch H₂SO₄ 0,4M thu được dung dịch Y. Trung hòa acid dư trong Y cần 70 ml dung dịch NaOH 1M. Biết khối lượng phân tử của X là 45. Công thức phân tử của X là

A. C₂H₈N₂

B. CH₆N₂

C. C₂H5N   

D. C₂H₇N

Câu 3: Chất nào sau đây thuộc loại hợp chất hữu cơ?

A. CO₂

B. CO

C. K₂CO₃

D. CH₄

Sản phẩm dự kiến:

Câu 1: A

Câu 2: A

Câu 3: D

HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

Vận dụng kiến thức, GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi:

Câu 1: Viết công thức cấu trúc phân tử của một dẫn xuất hydrocarbon? 

Câu 2: Trong cây mía có saccharose (C₁₂H₂₂O₁₁); trong thạch cao có calcium sulfate (CaSO₄); trong gỗ có celullose ((C₆H₁₀O₅)_n); trong thuỷ tinh có silicon dioxide (SiO₂); trong thành phần của nhiều loại thuốc kháng viêm, giảm đau có aspirin (hay acetylsalicylic acid, C₉H₈O₄); trong thành phần của khí đốt (gas) có propane (C₃H₈). Trong số các chất trên, chất nào là chất hữu cơ, chất nào là chất vô cơ? Cho biết một số ứng dụng của chất hữu cơ trong đời sống.