Giáo án Bài 25. Ôn tập chương 6

Xác định vấn đề bài ôn và nhắc lại nhanh nhóm chức của aldehyde và carboxylic acid qua tình huống quen thuộc.

GV chiếu ba tình huống trên slide: (1) lọ giấm ăn, (2) gương được tráng bạc, (3) ấm đun nước có cặn trắng. Yêu cầu HS trả lời hai câu hỏi:

• Trong các chất $\mathrm{CH_3CHO}$, $\mathrm{CH_3COCH_3}$, $\mathrm{CH_3COOH}$, $\mathrm{C_2H_5OH}$, chất nào có nhóm $\mathrm{-CHO}$?
• Vì sao giấm có thể làm tan cặn vôi $\mathrm{CaCO_3}$?

• Chất có nhóm $\mathrm{-CHO}$ là $\mathrm{CH_3CHO}$ (ethanal).
• Giấm chứa $\mathrm{CH_3COOH}$; acid tác dụng với $\mathrm{CaCO_3}$ tạo muối tan, $\mathrm{CO_2}$ và nước nên cặn bị hoà tan.
• Nhiệm vụ bài học: hệ thống hoá chương 6 theo nhóm chức, phản ứng đặc trưng và vận dụng giải bài tập, giải thích hiện tượng.

Hệ thống hoá cấu tạo, tên gọi và phản ứng đặc trưng của aldehyde và ketone; giải thích tính chất bằng liên kết C=O phân cực.

HS làm việc theo nhóm 4 người trên khăn trải bàn, hoàn thành Phiếu học tập số 1 gồm: loại chất, nhóm chức, ví dụ và tên gọi, phản ứng cộng $\mathrm{H_2}$, phản ứng tráng bạc, tỉ lệ $\mathrm{Ag}$ theo mol và giải thích vì sao C=O tham gia phản ứng cộng.
Câu hỏi GV đặt ra: “Vì sao liên kết C=O có thể tham gia phản ứng cộng?” và “Có phải chất có C=O đều là aldehyde hoặc ketone không? Vì sao?”

Bảng hệ thống hoá hoàn chỉnh:

• Aldehyde: nhóm $\mathrm{-CHO}$ (carbonyl gắn ít nhất một H); ví dụ $\mathrm{CH_3CHO}$ là ethanal; cộng hydrogen: $\mathrm{CH_3CHO+H_2\xrightarrow{Ni,\,t^\circ}CH_3CH_2OH}$; tráng bạc: $\mathrm{CH_3CHO+2[Ag(NH_3)_2]OH\rightarrow CH_3COONH_4+2Ag\downarrow+3NH_3+H_2O}$; tỉ lệ $\mathrm{n_{Ag}=2\,n_{aldehyde}}$.
• Ketone: C=O nối giữa hai gốc hydrocarbon; ví dụ $\mathrm{CH_3COCH_3}$ là propanone (acetone); cộng hydrogen: $\mathrm{CH_3COCH_3+H_2\xrightarrow{Ni,\,t^\circ}(CH_3)_2CHOH}$ (propan-2-ol); không có phản ứng tráng bạc.
• Giải thích: liên kết C=O phân cực về phía O (C mang một phần điện tích dương) nên dễ bị tấn công bởi tác nhân giàu electron, giúp giải thích phản ứng cộng và khử.
• Lưu ý: chất có C=O chưa chắc là aldehyde hay ketone, vì acid và ester cũng có nhóm carbonyl.

Hệ thống hoá nhóm COOH, công thức chung của acid no đơn chức, phản ứng của acetic acid và ester hoá; giải thích tính chất sôi, tan bằng liên kết hydrogen.

HS làm việc theo nhóm, hoàn thành Phiếu học tập số 2 gồm: cấu tạo nhóm COOH, tên gọi $\mathrm{HCOOH}$ và $\mathrm{CH_3COOH}$, công thức $\mathrm{C_nH_{2n}O_2}$ (n≥1) và điều kiện để công thức này thuộc acid hay ester, viết 3 phương trình của acetic acid với $\mathrm{Mg}$, $\mathrm{NaOH}$, $\mathrm{NaHCO_3}$, và phương trình ester hoá với ethanol.
Câu hỏi GV đặt ra: “Vì sao không thể phân loại chất có công thức $\mathrm{C_2H_4O_2}$ chỉ bằng CTPT?” và “Khí nào thoát ra khi cho acid với $\mathrm{Mg}$ và với $\mathrm{NaHCO_3}$?”

• Nhóm COOH gồm C=O và OH gắn cùng một C; H của OH linh động nên acid có tính acid.
• $\mathrm{HCOOH}$ là methanoic acid; $\mathrm{CH_3COOH}$ là ethanoic (acetic) acid.
• Acid no đơn chức mạch hở có công thức $\mathrm{C_nH_{2n}O_2}$ (n≥1), nhưng từ n≥2 công thức này cũng ứng với ester nên không thể phân loại chỉ bằng CTPT.
• Phương trình:
  • $\mathrm{2CH_3COOH+Mg\rightarrow(CH_3COO)_2Mg+H_2\uparrow}$ (khí $\mathrm{H_2}$)
  • $\mathrm{CH_3COOH+NaOH\rightarrow CH_3COONa+H_2O}$ (trung hoà, không tạo khí)
  • $\mathrm{CH_3COOH+NaHCO_3\rightarrow CH_3COONa+CO_2\uparrow+H_2O}$ (khí $\mathrm{CO_2}$)
  • Ester hoá (thuận nghịch, xúc tác $\mathrm{H_2SO_4}$ đặc, đun nóng): $\mathrm{CH_3COOH+C_2H_5OH\rightleftharpoons CH_3COOC_2H_5+H_2O}$.
• Liên kết hydrogen giữa các phân tử acid làm nhiệt độ sôi tương đối cao; acid có phân tử khối nhỏ tan tốt trong nước.

Vận dụng quy trình lập lời giải: đổi dữ kiện sang mol, xác định chất giới hạn, tính sản phẩm theo hiệu suất và theo tỉ lệ phản ứng.

HS làm việc theo cặp đôi, giải bốn bài sau (đề và đáp án ghi trong mục Product):

• Bài 2: 0,15 mol ethanal tráng bạc hoàn toàn; tính số mol Ag.
• Bài 4: 0,30 mol acetic acid trung hoà tối đa bao nhiêu mol $\mathrm{Ca(OH)_2}$?
• Bài 7: 0,20 mol acid tạo ethyl acetate với hiệu suất 50%, ethanol dư; tính số mol ester thực tế.
• Bài 9: 0,05 mol acetone bị khử hoàn toàn thành propan-2-ol ($M = 60$); tính khối lượng alcohol.
  Câu hỏi GV đặt ra: “Trong bài 7, vì sao phải tính theo acid chứ không theo ethanol?” và “Khi tính khối lượng, cần đổi số mol sang gam bằng đại lượng nào?”

• Bài 2: $\mathrm{n_{Ag}=2\times0{,}15=0{,}30\ mol}$ (đáp số 0,30).
• Bài 4: $\mathrm{2CH_3COOH+Ca(OH)_2\rightarrow(CH_3COO)_2Ca+2H_2O}$, tỉ lệ 2:1; $\mathrm{n_{Ca(OH)_2}=0{,}30/2=0{,}15\ mol}$ (đáp số 0,15).
• Bài 7: ethanol dư nên acid là chất giới hạn; $\mathrm{n_{este}=0{,}20\times0{,}50=0{,}10\ mol}$ (đáp số 0,1).
• Bài 9: một carbonyl tạo một alcohol; $\mathrm{m=0{,}05\times60=3{,}00\ g}$ (đáp số 3).
• Mẫu tham khảo (hiệu suất 70%): 12 g acetic acid ($M=60$) và 4,6 g ethanol ($M=46$); $\mathrm{n_{acid}=0{,}20}$, $\mathrm{n_{ancol}=0{,}10\ mol}$; ethanol giới hạn; ester lí thuyết 0,10 mol; thực tế $\mathrm{0{,}10\times0{,}70=0{,}070\ mol}$; $\mathrm{m=0{,}070\times88=6{,}16\ g}$.

Củng cố nhận biết nhóm chức, phản ứng đặc trưng, phân biệt quan sát với suy luận và ý thức an toàn khi làm việc với thuốc thử.

GV tổ chức trò chơi “Giơ thẻ” theo nhóm. Các câu hỏi gồm bài 1 (chọn chất có nhóm CHO), bài 3 (acid với $\mathrm{Na_2CO_3}$ tạo khí gì), bài 5 (đúng/sai bốn ý), bài 6 (ghép chất với sản phẩm), bài 8 (chọn chất có phản ứng iodoform), bài 10 (xử lí thuốc thử Tollens). Đáp án và giải thích có trong mục Product.
Câu hỏi GV đặt ra: “Vì sao acid không phải lúc nào cũng cho khí với mọi muối?” và “Vì sao không được lưu dung dịch Tollens sau thí nghiệm?”

• Bài 1: B (CH₃CHO, ethanal có nhóm CHO).
• Bài 3: B (CO₂); acid + carbonate → muối + CO₂ + H₂O.
• Bài 5: a) Đ (acetone là ketone); b) S (acetic acid là acid yếu, không phải acid mạnh, dù có nhóm COOH); c) Đ (ester hoá thuận nghịch); d) S (phản ứng tráng bạc của methanal không luôn cho đúng 2Ag/mol khi thuốc thử dư).
• Bài 6: ethanal + H₂/Ni – ethanol; acetone + H₂/Ni – propan-2-ol; acetic acid + NaOH – sodium acetate. Giải thích: khử nhóm carbonyl và trung hoà giữ nguyên khung carbon nhưng thay đổi nhóm chức hoặc dạng tồn tại.
• Bài 8: A, B, C (acetone, ethanal, ethanol có phản ứng iodoform; methanol không).
• Bài 10: C – giáo viên xử lí ngay theo quy trình (không cất giữ, không làm khô cặn vì có nguy cơ tạo chất nổ).

Vận dụng tính chất của carboxylic acid để giải thích hiện tượng thực tế; phân biệt rõ điều quan sát được và điều suy luận.

GV đưa tình huống: (1) dùng giấm ăn để tẩy cặn trắng ở đáy ấm; (2) cho baking soda ($\mathrm{NaHCO_3}$) vào giấm thấy sủi bọt. HS trả lời câu hỏi:

• Phương trình nào giải thích việc tẩy cặn $\mathrm{CaCO_3}$?
• Điều gì quan sát được và điều gì là suy luận khi thấy bọt khí?
  Bài tập về nhà: Cho 0,10 mol $\mathrm{CaCO_3}$ phản ứng vừa đủ với giấm, tính số mol $\mathrm{CH_3COOH}$ tối thiểu cần dùng.

• Phương trình tẩy cặn: $\mathrm{CaCO_3+2CH_3COOH\rightarrow(CH_3COO)_2Ca+CO_2\uparrow+H_2O}$.
• Phương trình với baking soda: $\mathrm{NaHCO_3+CH_3COOH\rightarrow CH_3COONa+CO_2\uparrow+H_2O}$.
• Quan sát: thấy bọt khí sủi lên, cặn tan dần. Suy luận: bọt khí là $\mathrm{CO_2}$ được tạo ra từ phản ứng của acid với carbonate hoặc hydrogencarbonate.
• Bài tập về nhà: $\mathrm{n_{CH_3COOH}=2\times0{,}10=0{,}20\ mol}$.