Giáo án chuyên đề Hoá học 12 kết nối: Bài 2 Cơ chế phản ứng thế

Trọn bộ giáo án chuyên đề hóa học 12 sách kết nối tri thức cả năm file word. Giáo án bài 2 Cơ chế phản ứng thế. Bài soạn bám sát theo chương trình mới được trình bày khoa học, kiến thức trọng tâm, dễ dàng giảng dạy và chỉnh sửa đơn giản khi cần.

Bài khác

Nội dung chi tiết

Ngày soạn:…/…/…

Ngày dạy:…/…/…

BÀI 2: CƠ CHẾ PHẢN ỨNG THẾ

I. MỤC TIÊU

1. Kiến thức

  • Trình bày được một số cơ chế phản ứng thế trong hóa học hữu cơ: Cơ chế thế gốc SR (vào carbon no của alkane), có chế thế electrophile SEAr (vào nhân thơm), cơ chế thế nucleophile SN1, SN2 (phản ứng thủy phân dẫn xuất halogen).
  • Giải thích được sự tạo thành sản phẩm và hướng của phản ứng thế gốc SR (cơ chế thế gốc SR vào carbon no của alkane).

2. Năng lực

Năng lực chung:

  • Năng lực tự chủ và tự học: Đọc SGK và tài liệu tham khảo, chủ động tìm hiểu khái niệm mới, rèn luyện kĩ năng mới và tìm kiếm câu trả lời cho các câu hỏi.
  • Năng lực giao tiếp và hợp tác: Thảo luận nhóm, hợp tác với các thành viên trong nhóm/lớp, báo cáo kết quả,… trong quá trình thực hiện các nhiệm vụ học tập.
  • Giải quyết vấn đề và sáng tạo: Vận dụng kiến thức bài học để tìm kiếm giải pháp cho các vấn đề của cuộc sống hàng ngày có liên quan.

Năng lực hóa học:

  • Năng lực nhận thức hóa học: Trình bày được một số cơ chế phản ứng thế trong hóa học hữu cơ: Cơ chế thế gốc SR (vào carbon no của alkane), có chế thế electrophile SEAr (vào nhân thơm), cơ chế thế nucleophile SN1, SN2 (phản ứng thủy phân dẫn xuất halogen).
  • Năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: Giải thích được sự tạo thành sản phẩm và hướng của phản ứng thế gốc SR (cơ chế thế gốc SR vào carbon no của alkane).

3. Phẩm chất

  • Chăm chỉ: Tích cực tiếp nhận kiến thức mới, tích cực giải quyết các vấn đề được nêu trong bài giảng hoặc trong hoạt động.
  • Trách nhiệm: Nhận thức đầy đủ trách nhiệm trong các hoạt động và hoàn thành hoạt động theo đúng thời gian và yêu cầu.

II. THIẾT BỊ DẠY HỌC

1. Đối với giáo viên

  • SGK, SGV, SBT.
  • Máy tính, máy chiếu.

2. Đối với học sinh

  • SGK, vở ghi.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

a. Mục tiêu: Kích thích sự tò mò, khơi dậy hứng thú của HS về chủ đề sẽ học; tạo không khí lớp học sôi nổi, chờ đợi, thích thú.

b. Nội dung: HS trải nghiệm qua tình huống có vấn đề, trong đó chứa đựng những nội dung kiến thức, những kĩ năng để phát triển phẩm chất, năng lực mới.

c. Sản phẩm học tập: Câu trả lời của HS về sản phẩm và loại phản ứng của một phản ứng hóa học hữu cơ đã học.

d. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ:

- GV yêu cầu HS: Viết phương trình hóa học của phản ứng monochlorine hóa methane, cho biết loại phản ứng.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS lắng nghe câu hỏi, suy nghĩ, thảo luận trả lời câu hỏi.

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

- GV mời đại diện 2 – 3 HS trả lời:

+ Phương trình hóa học: CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl.

+ Loại phản ứng: Phản ứng thế.

- GV yêu cầu các HS khác lắng nghe, nhận xét, nêu ý kiến bổ sung (nếu có).

Bước 4: Kết luận, nhận định

- GV nhận xét, kết luận và dẫn dắt HS vào bài học: Trên thực thế sản phẩm của phản ứng monochlorine hóa methane có lẫn một lượng nhỏ ethane. Để lí giải được tại sao lại có hiện tượng này, chúng ta cùng đi tìm hiểu cơ chế của phản ứng thông qua bài học ngày hôm nay – Bài 2: Cơ chế phản ứng thế.

B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1: Tìm hiểu phản ứng thế gốc vào nguyên tử carbon no của alkane

a. Mục tiêu: Khái quát được các giai đoạn của phản ứng thế gốc vào nguyên tử carbon no của alkane.

b. Nội dung: HS dựa vào kiến thức đã học của bài trước để thảo luận, trả lời các câu hỏi của GV.

c. Sản phẩm học tập: Câu trả lời của HS về các giai đoạn của phản ứng thế gốc vào nguyên tử carbon no của alkane.

d. Tổ chức hoạt động:

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

- GV chia lớp thành 4 nhóm.

- GV yêu cầu các nhóm nghiên cứu thông tin mục I SGK trang 11 – 12 và hoàn thành Phiếu bài tập 1 (Đính kèm dưới hoạt động).

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS nghiên cứu thông tin trong sách và hoàn thành phiếu bài tập.

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

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

- GV mời đại diện 2 – 3 HS trả lời:

* Trả lời Phiếu bài tập: Đính kèm dưới hoạt động

- Các HS khác lắng nghe, nhận xét, nêu ý kiến bổ sung (nếu có).

Bước 4: Kết luận, nhận định

- GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức về phản ứng thế gốc vào nguyên tử carbon no của alkane.

- GV chuyển sang nội dung mới.

I. Phản ứng thế gốc vào nguyên tử carbon no của alkane

- Các phản ứng halogen hóa alkane xảy ra theo cơ chế thế gốc SR.

- Trong phản ứng thế gốc vào nguyên tử carbon no của alkane, nguyên tử hydrogen liên kết với nguyên tử carbon bậc cao hơn dễ bị thế hơn do tạo gốc tự do bền hơn.

PHIẾU BÀI TẬP 1

PHẢN ỨNG THẾ GỐC VÀO NGUYÊN TỬ CARBON NO CỦA ALKANE

Họ và tên:

Lớp:

Câu 1: Xét phản ứng thế của chlorine vào methane khi có ánh sáng hoặc nhiệt độ, tạo thành methyl chloride:

a) Viết PTHH ở mỗi giai đoạn vào sơ đồ sau:

Khơi mào

Phát triển mạch

Tắt mạch

b) Từ sơ đồ phản ứng:

- Theo em, yếu tố ánh sáng hoặc nhiệt độ nhằm tác động đến giai đoạn nào?

….……………………………………………………………………………………

- Nêu mục đích của giai đoạn khơi mào.

………………………………………………………………………………………

- Ở giai đoạn khơi mào và phát triển mạch, sự phân cắt liên kết Cl-Cl và C-H là đồng li hay dị li?

………………………………………………………………………………………

- Liệt kê các gốc tự do xuất hiện ở giai đoạn phát triển mạch.

………………………………………………………………………………………

c) Phản ứng thế của chlorine vào methane xảy ra theo cơ chế nào? Viết kí hiệu của cơ chế đó.

………………………………………………………………………………………

Câu 2: Xét phản ứng thế của chlorine vào propane khi có ánh sáng hoặc nhiệt độ:

a) Viết công thức hai sản phẩm thế vào sơ đồ phản ứng trên.

………………………………………………………………………………………

b) Theo em, mỗi sản phẩm trên được tạo thành từ gốc carbo tự do nào? Gốc carbo tự do nào bền hơn?

………………………………………………………………………………………

….……………………………………………………………………………………

c) Từ đó, dự đoán sản phẩm được tạo thành nhiều hơn.

………………………………………………………………………………………

d) Viết các PTHH ở giai đoạn phát triển mạch để tạo thành hai sản phẩm thế vào mỗi ô tương ứng sau:

Phát triển mạch

Gợi ý sản phẩm

PHIẾU BÀI TẬP 1

PHẢN ỨNG THẾ GỐC VÀO NGUYÊN TỬ CARBON NO CỦA ALKANE

Họ và tên:

Lớp:

Câu 1: Xét phản ứng thế của chlorine vào methane khi có ánh sáng hoặc nhiệt độ, tạo thành methyl chloride:

a) Viết PTHH ở mỗi giai đoạn vào sơ đồ sau:

Khơi mào

Cl-Cl 2Cl•

Phát triển mạch

CH3-H + Cl• → •CH3 + HCl

•CH3 + Cl-Cl → CH3-Cl + Cl•

…

Tắt mạch

Cl• + Cl• → Cl-Cl

•CH3 + Cl• → CH3-Cl

•CH3 + •CH3 → CH3-CH3

b) Từ sơ đồ phản ứng:

- Theo em, yếu tố ánh sáng hoặc nhiệt độ nhằm tác động đến giai đoạn nào?

Yếu tố ánh sáng hoặc nhiệt độ nhằm tác động đến giai đoạn khơi mào phản ứng.

- Nêu mục đích của giai đoạn khơi mào. Để tạo ra các gốc Cl• tự do.

- Ở giai đoạn khơi mào và phát triển mạch, sự phân cắt liên kết Cl-Cl và C-H là đồng li hay dị li? Các liên kết Cl-Cl và C-H bị phân cắt đồng li.

- Liệt kê các gốc tự do xuất hiện ở giai đoạn phát triển mạch: Cl• và•CH3.

c) Phản ứng thế của chlorine vào methane xảy ra theo cơ chế nào? Viết kí hiệu của cơ chế đó. Cơ chế phản ứng thế gốc SR.

Câu 2: Xét phản ứng thế của chlorine vào propane khi có ánh sáng hoặc nhiệt độ:

a) Viết công thức hai sản phẩm thế vào sơ đồ phản ứng trên.

Hai sản phẩm của phản ứng: CH3-CH2-CH2Br và CH3-CHBr-CH3.

b) Theo em, mỗi sản phẩm trên được tạo thành từ gốc carbo tự do nào? Gốc carbo tự do nào bền hơn?

- Các gốc tự do tạo nên 2 sản phẩm trên lần lượt là: C2H5-H2 và (CH3)2-.

- Gốc tự do (CH3)2- bền hơn.

c) Từ đó, dự đoán sản phẩm được tạo thành nhiều hơn.

Sản phẩm chính: CH3-CHBr-CH3.

d) Viết các PTHH ở giai đoạn phát triển mạch để tạo thành hai sản phẩm thế vào mỗi ô tương ứng sau:

Phát triển mạch

CH3-CH2-CH3 + Br• → CH3-CH2-H2 + HBr

CH3-CH2-H2 + Br-Br → CH3-CH2-CH2Br + Br•

…

CH3-CH2-CH3 + Br• → (CH3)2- + HBr

(CH3)2-+ Br-Br → CH3-CHBr-CH3 + Br•

…

Hoạt động 2: Tìm hiểu phản ứng thế electrophile vào nhân thơm

a. Mục tiêu: Khái quát các giai đoạn của phản ứng thế electrophile vào nhân thơm.

b. Nội dung: HS dựa vào kiến thức đã học của bài trước để thảo luận, trả lời các câu hỏi của GV.

c. Sản phẩm học tập: Câu trả lời của HS về các giai đoạn của phản ứng thế electrophile vào nhân thơm.

d. Tổ chức hoạt động:

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

- GV chia lớp thành 4 nhóm.

- GV yêu cầu các nhóm nghiên cứu thông tin mục II SGK trang 12 và hoàn thành Phiếu bài tập 2 (Đính kèm dưới hoạt động).

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS nghiên cứu thông tin trong sách và hoàn thành phiếu bài tập.

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

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

- GV mời đại diện 2 – 3 HS trả lời:

* Trả lời Phiếu bài tập: Đính kèm dưới hoạt động

- Các HS khác lắng nghe, nhận xét, nêu ý kiến bổ sung (nếu có).

Bước 4: Kết luận, nhận định

- GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức về phản ứng thế electrophile vào nhân thơm.

- GV chuyển sang nội dung mới.

II. Phản ứng thế electrophile vào nhân thơm

- Các phản ứng thế nguyên tử hydrogen của vòng benzene (phản ứng halogen hóa, nitro hóa benzene) xảy ra theo cơ chế thế electrophile vào nhân thơm (SEAr).

Ví dụ: Cơ chế phản ứng monobromine hóa benzen:

PHIẾU BÀI TẬP 2

PHẢN ỨNG THẾ ELECTROPHILE VÀO NHÂN THƠM

Họ và tên:

Lớp:

Câu 1: Xét phản ứng thế của bromine vào benzene khi có xúc tác FeBr3 và đun nóng, tạo thành sản phẩm monobromo:

a) Tác nhân Br+ thuộc loại tác nhân nào?

….……………………………………………………………………………………

b) Viết PTHH trong các giai đoạn sau:

- Giai đoạn 1: Tạo thành tác nhân phản ứng Br+ (tương tác giữa Br2 và xúc tác FeBr3)

….……………………………………………………………………………………

- Giai đoạn 2: Tạo thành tiểu phân trung gian (tương tác giữa tác nhân Br+ và vòng benzene).

………………………………………………………………………………………

….……………………………………………………………………………………

….……………………………………………………………………………………

- Giai đoạn 3: Tạo thành sản phẩm và tái tạo xúc tác (tách proton khỏi tiểu phân trung gian)

………………………………………………………………………………………

….……………………………………………………………………………………

….……………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

Câu 2: Viết cơ chế của phản ứng hóa học sau:

(Biết rằng H2SO4 proton hóa nhóm -OH của HNO3, sau đó tách nước để tạo tác nhân electrophile +NO2).

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

….……………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

Gợi ý sản phẩm

PHIẾU BÀI TẬP 2

PHẢN ỨNG THẾ ELECTROPHILE VÀO NHÂN THƠM

Họ và tên:

Lớp:

Câu 1: Xét phản ứng thế của bromine vào benzene khi có xúc tác FeBr3 và đun nóng, tạo thành sản phẩm monobromo:

a) Tác nhân Br+ thuộc loại tác nhân nào? Electrophile.

b) Viết PTHH trong các giai đoạn sau:

- Giai đoạn 1: Tạo thành tác nhân phản ứng Br+ (tương tác giữa Br2 và xúc tác FeBr3)

FeBr3 + Br2 Br+ + [FeBr4]-

- Giai đoạn 2: Tạo thành tiểu phân trung gian (tương tác giữa tác nhân Br+ và vòng benzene).

- Giai đoạn 3: Tạo thành sản phẩm và tái tạo xúc tác (tách proton khỏi tiểu phân trung gian)

Câu 2: Viết cơ chế của phản ứng hóa học sau:

Cơ chế phản ứng:

Hoạt động 3: Tìm hiểu phản ứng thế nucleophile

a. Mục tiêu: Khái quát các giai đoạn của phản ứng thế nucleophile theo cơ chế SN1 và SN2 tương ứng.

b. Nội dung: HS dựa vào kiến thức đã học của bài trước để thảo luận, trả lời các câu hỏi của GV.

c. Sản phẩm học tập: Câu trả lời của HS về các giai đoạn của phản ứng nucleophile theo cơ chế SN1 và SN2 tương ứng.

d. Tổ chức hoạt động:

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

Đầy đủ Giáo án chuyên đề hóa học 12 kết nối tri thức

Tài liệu cùng môn học

Tài liệu khác

Xem thêm nội dung

CHUYÊN ĐỀ 1. CƠ CHẾ PHẢN ỨNG...

CHUYÊN ĐỀ 2. TRẢI NGHIỆM, THỰC HÀNH HÓA HỌC...

CHUYÊN ĐỀ 3. MỘT SỐ VẤN ĐỀ CƠ BẢN...