Giáo án Hóa học 11 (Kết nối tri thức với cuộc sống) - Bài 12: Công thức phân tử hợp chất hữu cơ

BÀI 12: CÔNG THỨC PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ
I. MỤC TIÊU 
1. Kiến thức:
Nêu được khái niệm về công thức phân tử (CTPT) hợp chất hữu cơ (HCHC)
Sử dụng được kết quả phổ khối lượng (MS) để xác định phân tử khối của HCHC
Lập được CTPT HCHC từ dữ liệu phân tích nguyên tố và phân tử khối (PTK)
2. Năng lực:
* Năng lực chung: 
- Năng lực tự chủ và tự học: Kĩ năng tìm kiếm thông tin trong SGK, quan sát hình ảnh để tìm hiểu về CTPT, phổ khối lượng.
- Năng lực giao tiếp và hợp tác: Làm việc nhóm tìm hiểu CTPT, phổ khối lượng.
- Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo: thiết lập được CTPT HCHC từ kế...nhóm, hoàn thành các nội dung được giao.
- Trung thực trong thực hiện các báo cáo.
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
- Hình ảnh các phổ khối lượng của các HCHC, hình ảnh mô hình phân tử một số HCHC 
- Phiếu bài tập số 1, số 2, số 3, số 4, số 5...
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
1. Hoạt động 1: Khởi động 
a) Mục tiêu: Thông qua hình ảnh mô hình phân tử các HCHC, HS biết mỗi hợp chất được cấu tạo từ những loại nguyên tố nào, số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố là bao nhiêu?
b) Nội dung: 
 Quan sát mô hình các phân tử của các hợp chất hữu cơ dưới đây, cho biết mỗi hợp chất hữu cơ được tạo thành ...ử mỗi loại nguyên tố
C :......
H :.....
O :.....
Cl:.....
C :......
H :.....
O :.....
Cl:.....
C :......
H :.....
O :.....
Cl:.....
C :......
H :.....
O :.....
Cl:.....
C :......
H :.....
O :.....
Cl:.....
Câu 2: Biết rằng, Công thức phân tử (CTPT) các hợp chất methane, ethane, ethylen lần lượt là CH4, C2H6, C2H4. So sánh với kết quả vừa hoàn thành ở bảng trên, viết CTPT của ethyl chloride và ethanol.
Câu 3: Từ kết quả làm việc ở trên, hãy cho biết CTPT của HCHC cho biết những gì về hợp chất?

c) Sản phẩm: HS hoàn thành sản phẩm.
Dự kiến sản phẩm như sau:
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1
... bao nhiêu.

d) Tổ chức thực hiện: HS làm việc theo bàn, GV gợi ý, hỗ trợ HS.
2. Hoạt động 2: Hình thành kiến thức mới 
Hoạt động 1: Công thức phân tử
Mục tiêu: Nêu được khái niệm CTPT và cách biểu diễn công thức tổng quát, công thức đơn giản nhất.
Hoạt động của GV và HS
Sản phẩm dự kiến
Giao nhiệm vụ học tập: 
- HS làm việc theo bàn hoặc nhóm nhỏ từ 2-4 HS trong thời gian 5 phút.
- Hoàn thành phiếu học tập số 2
Thực hiện nhiệm vụ: HS trả lời câu hỏi trong PHT 2.
Báo cáo, thảo luận: HS trả lời câu hỏi
Kết luận, nhận định: GV nhận xét, đưa ra kết luận:
I. CÔNG THỨC PHÂN TỬ
1. Khái niệ...u 1: Một hợp chất hữu cơ A có chứa các nguyên tố C, H, O nhưng chưa rõ số lượng nguyên tử mỗi nguyên tố, hãy trình bày cách biểu diễn công thức tổng quát của hợp chất hữu cơ A?
Câu 2: Rút gọn các phân số sau về phân số tối giản (tử số và mẫu số là các số nguyên nhỏ nhất):
Phân số
14
24
36
242
Phân số tối giản

Câu 3: Tính tỉ lệ số lượng nguyên tử các nguyên tố trong các hợp chất hữu cơ dưới đây, rút gọn về tỉ lệ nguyên, nhỏ nhất:
CTPT
C3H8
C6H6
C3H6O2
C4H8O2
C2H2
Tỉ lệ số nguyên tử C:H hoặc C:H:O





Tỉ lệ nguyên, nhỏ nhất sau khi rút gọn





Câu 4: Công thức C2H4O được gọi là công thức ...giản (tử số và mẫu số là các số nguyên nhỏ nhất):
Phân số
14
24
36
242
Phân số tối giản
14
12
12
121
Câu 3: Tính tỉ lệ số lượng nguyên tử các nguyên tố trong các hợp chất hữu cơ dưới đây, rút gọn về tỉ lệ nguyên, nhỏ nhất:
CTPT
C3H8
C6H6
C3H6O2
C4H8O2
C2H2
Tỉ lệ số nguyên tử C:H hoặc C:H:O
3:8
6:6
3:6:2
4:8:2
2:2
Tỉ lệ nguyên, nhỏ nhất sau khi rút gọn
3:8
1:1
3:6:2
2:4:1
1:1
Câu 4: CTĐGN cho biết tỉ lệ (tối giản) số nguyên tử các nguyên tố trong HCHC. 
Câu 5: C3H8, CH, C3H6O2, C2H4O, CH.
Câu 6: 
CTĐGN với CTPT của C3H8 và C3H6O2 giống nhau. → Có nhiều HCHC thì CTPT cũng là CTĐGN
CTĐGN củ...ủa nhóm.
Kết luận, nhận định: GV giải thích
- Trong máy khối phổ, các chất nghiên cứu bị bắn phá bởi một dòng electron năng lượng cao tạo ra các mảnh ion. VD: M +E, 10-100eV M+ + e
- Trên phổ MS, trục hoành biểu diễn giá trị m/Z của các mảnh ion. Trục tung biểu diễn cường độ tương đối (%) của các mảnh ion. Trong đó, mảnh ion xuất hiệu nhiều nhất được gán cho giá trị cường độ tương đối là 100%.
- Mỗi tín hiệu trên phổ MS được biểu bị bằng 1 vạch dọc, đứng gọi là peak tương ứng với 1 giá trị m/Z của 1 mảnh ion.
II. LẬP CÔNG THỨC PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ
1. Xác định phân tử khối bằng phương p... người ta thường dùng phương pháp nào?
Câu 2: Trên phổ MS, trục tung biểu diễn điều gì, trục hoành biểu diễn điều gì?
Câu 3: Mỗi tín hiệu (peak) trên phổ MS được biểu diễn như thế nào?
Câu 4: Với các HCHC đơn giản, giá trị phân tử khối của HCHC được xác định trên phổ MS ứng với giá trị m/Z nào?
Câu 5: Xác định phân tử khối của các HCHC ứng với các phổ MS sau:
Phổ MS



PTK



Câu 6: Có các HCHC có CTPT C6H6, C3H8O, C4H8O2. Phổ MS của chúng ở câu 5. Hãy tính giá trị PTK của 3 hợp chất trên và cho biết phổ MS nào (a, b, c) ứng với CTPT HCHC nào?

Dự kiến sản phẩm của HS
TRẢ LỜI PHIẾU HỌC ...xác định là 79)
88
Câu 6: b - C6H6 (PTK=78), a - C3H8O (PTK=60), c - C4H8O2 (PTK=88).

Hoạt động 3: Lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ
Mục tiêu: 
- Lập được CTPT HCHC từ dữ liệu phân tích nguyên tố và phân tử khối (PTK)
Hoạt động của GV và HS
Sản phẩm dự kiến
Giao nhiệm vụ học tập: 
+ HĐ nhóm: GV chia lớp thành các nhóm nhỏ từ 4-6 HS, sử dụng bảng phụ hoặc giấy A4 để hoạt động nhóm. Có thể sử dụng kĩ thuật khăn trải bàn để tổ chức hoạt động này.
Thực hiện nhiệm vụ: HS hoàn thành các nội dung trong phiếu học tập số 4. Ghi kết quả vào bảng phụ (hoặc giấy A4) để báo cáo.
Báo cáo, thảo lu...PT

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 4
Để xác định CTPT của 1 HCHC, có thể thực hiện qua 3 bước như sau:
Bước 1: Thiết lập CTĐGN của HCHC từ kết quả phân tích nguyên tố:
HCHC có CTTQ: CxHyOz, CTĐGN là CaHbOc với a:b:c thu được khi tính tỉ lệ tối giản của x:y:z
x:y:z=%mC12:%mH1:%mO16=a:b:c
→ CTPT có dạng (CaHbOc)k (k≥1, k nguyên dương)
Bước 2: Đọc kết quả PTK của HCHC từ tín hiệu phổ MS.
Bước 3: Tính giá trị của k=PTK HCHCPTK CTĐGN
→ CTPT
Sử dụng các bước như trên, tiến hành thiết lập CTPT của hợp chất Camphor (có trong cây long não). Biết rằng kết quả phân tích nguyên tố của Camphor cho thấy có 78,94