Ngày soạn 15/9/2022 Tuần dạy 3 CHUYÊN ĐỀ 1 CƠ SỞ HÓA HỌC BÀI 2 PHẢN ỨNG HẠT NHÂN (3 tiết) I MỤC TIÊU 1 Kiến thức Nêu được sơ lược về sự phóng xạ tự nhiên; Lấy được ví dụ về sự phóng xạ tự nhiên Vận dụ[.]
Ngày soạn:15/9/2022 Tuần dạy: CHUYÊN ĐỀ 1: CƠ SỞ HÓA HỌC BÀI 2: PHẢN ỨNG HẠT NHÂN (3 tiết) I MỤC TIÊU Kiến thức: - Nêu sơ lược phóng xạ tự nhiên; Lấy ví dụ phóng xạ tự nhiên -Vận dụng định luật bảo tồn số khối điện tích cho phản ứng hạt nhân - Nêu sơ lược phóng xạ nhân tạo, phản ứng hạt nhân - Nêu ứng dụng phản ứng hạt nhân phục vụ nghiên cứu khoa học, đời sống sản xuất - Nêu ứng dụng điển hình phản ứng hạt nhân: xác định niên đại cổ vật, ứng dụng lĩnh vực y tế, lượng, Năng lực: * Năng lực chung: - Năng lực tự chủ tự học: Thông qua hoạt động nghiên cứu hoàn thành phiếu học tập - Năng lực giao tiếp hợp tác + Thông qua nhiệm vụ học tập học sinh phát triển lực giao tiếp, lực hợp tác + Sử dụng ngôn ngữ phối hợp với liệu, hình ảnh để trình bày thơng tin ý tưởng có liên quan đến cấu trúc lớp vỏ electron + Lập kế hoạch, thực kế hoạch để tìm hiểu phản ứng hạt nhân * Năng lực hóa học: a Nhận thức hố học: - Nêu sơ lược phóng xạ tự nhiên -Vận dụng định luật bảo toàn số khối điện tích cho phản ứng hạt nhân - Nêu sơ lược phóng xạ nhân tạo, phản ứng hạt nhân - Nêu ứng dụng phản ứng hạt nhân phục vụ nghiên cứu khoa học, đời sống sản xuất - Nêu ứng dụng điển hình phản ứng hạt nhân: xác định niên đại cổ vật, ứng dụng lĩnh vực y tế, lượng, b Tìm hiểu giới tự nhiên góc độ hố học: Phản ứng hạt nhân xảy có ảnh hưởng đến môi trường người c Vận dụng kiến thức, kĩ học: Hiểu viết phản ứng hạt nhân Phẩm chất: Bài học góp phần hình thành phẩm chất nhân ái, trách nhiệm chăm cụ thể sau: - Có ý thức tơn trọng ý kiến thành viên nhóm hợp tác - Có ý thức hỗ trợ, hợp tác với thành viên nhóm để hồn thành nhiệm vụ - Chủ động lập thực kế hoạch giải vấn đề II THIẾT BỊ DẠY HỌC/HỌC LIỆU: - Tư liệu dạy học bao gồm: Các phiếu học tập hình ảnh, mơ hình ngun tử Bảng phụ, máy chiếu Các phiếu học tập 01, 02, … III TIẾN TRÌNH TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG HỌC Kiểm tra cũ: (7 phút) Nguyên tố gì? Xác định thành phần nguyên tử (số proton, neutron, electron) đồng vị sau: 28 14 Si; 56 35 26 Fe; 17 Cl Copper (đồng) sử dụng làm dây dẫn điện, huy chương, trống đồng… Nguyên tử khối trung bình 65 copper 63,546 Copper tồn tự nhiên hai dạng đồng vị 63 29 Cu 29 Cu Tính phần trăm số nguyên tử đồng vị 63 29 Cu tồn tự nhiên Hoạt động Khởi động (10 phút) a Mục tiêu Cung cấp kiến thức tạo nhu cầu tiếp tục tìm hiểu kiến thức phản ứng hạt nhân, phóng xạ ứng dụng đồng vị phóng xạ phản ứng hạt nhân b Nội dung Giáo viên cho học sinh xem đoạn văn, học sinh thảo luận điền chữ thiếu: Vụ ném bom nguyên tử Hiroshima Nagasaki kiện hai Quân đội ………………, theo lệnh Tổng thống Harry S Truman, sử dụng Chiến tranh giới lần thứ vào ngày gần cuối Chiến tranh giới thứ Nhật Bản Ngày tháng năm 1945, bom nguyên tử thứ mang tên "Little Boy" thả xuống thành phố Hiroshima, Nhật Bản Sau hơm, ngày tháng năm 1945, bom thứ hai mang tên "Fat Man" phát nổ bầu trời thành phố Nagasaki Rất nhiều nạn nhân chết sau nhiều tháng, chí nhiều năm hậu … Theo ước tính, 140.000 người dân Hiroshima chết vụ nổ hậu Số người thiệt mạng Nagasaki 74.000 Ở hai thành phố, phần lớn người chết thường dân Lúc 15 (giờ Hiroshima), Enola Gay thả bom nguyên tử "Little Boy" bầu trời trung tâm Hiroshima Quả bom nổ cách mặt đất khoảng 600 m (vũ khí ngun tử sử dụng U-235 bị coi khơng có hiệu cao, có 1,38% khối lượng chúng phân hạch), giết chết 90.000 người Bán kính bị tàn phá 1,6 km cháy diện tích 4,4 km Ước tính 90% nhà cửa Hiroshima bị hủy diệt hư hại Lúc 11 01, vào phút cuối cùng, mây đứt quãng bầu trời Nagasaki cho phép sĩ quan thả bom Bock's Car, Kermit Beahan Quả bom "Fat Man", mang lõi khoảng 6,4 kg Plutonium 239 thả xuống Thung lũng công nghiệp thành phố 43 giây sau, nổ 469 mét cách mặt đất Vụ nổ có nhiệt độ cao đạt 3.871 °C (7.000° Fahrenheit) sức gió khoảng 1.000 km/giờ (624 mph) Theo số nguồn ước tính, 70.000 người tổng số 240.000 dân cư Nagasaki chết 60.000 người khác bị thương Bán kính vụ nổ 1,6 km, đám cháy trải dài từ phần bắc thành phố 3,2 km cách vụ nổ phía nam Ngày 15 tháng năm 1945, Đế quốc Nhật Bản đầu hàng vô điều kiện Khối Đồng minh ký vào văn kiện đầu hàng ngày tháng năm 1945, thức chấm dứt Quả bom mang tên "Gadget" kích nổ chương trình thử nghiệm "Trinity" gần Alamogordo, tiểu bang New Mexico ngày 16 tháng năm 1945 Các bom thả xuống Hiroshima Nagasaki thứ hai thứ ba chế tạo nay, chúng vũ khí ………… đưa sử dụng c Sản phẩm Vụ ném bom nguyên tử Hiroshima Nagasaki kiện hai bom nguyên tử Quân đội Hoa Kỳ, theo lệnh Tổng thống Harry S Truman, sử dụng Chiến tranh giới lần thứ hai vào ngày gần cuối Chiến tranh giới thứ hai Nhật Bản Ngày tháng năm 1945, bom nguyên tử thứ mang tên "Little Boy" thả xuống thành phố Hiroshima, Nhật Bản Sau hơm, ngày tháng năm 1945, bom thứ hai mang tên "Fat Man" phát nổ bầu trời thành phố Nagasaki Rất nhiều nạn nhân chết sau nhiều tháng, chí nhiều năm hậu phóng xạ Theo ước tính, 140.000 người dân Hiroshima chết vụ nổ hậu Số người thiệt mạng Nagasaki 74.000 Ở hai thành phố, phần lớn người chết thường dân Lúc 15 (giờ Hiroshima), Enola Gay thả bom nguyên tử "Little Boy" bầu trời trung tâm Hiroshima Quả bom nổ cách mặt đất khoảng 600 m (vũ khí ngun tử sử dụng U-235 bị coi khơng có hiệu cao, có 1,38% khối lượng chúng phân hạch), giết chết 90.000 người Bán kính bị tàn phá 1,6 km cháy diện tích 4,4 km Ước tính 90% nhà cửa Hiroshima bị hủy diệt hư hại Lúc 11 01, vào phút cuối cùng, mây đứt quãng bầu trời Nagasaki cho phép sĩ quan thả bom Bock's Car, Kermit Beahan Quả bom "Fat Man", mang lõi khoảng 6,4 kg Plutonium 239 thả xuống Thung lũng công nghiệp thành phố 43 giây sau, nổ 469 mét cách mặt đất Vụ nổ có nhiệt độ cao đạt 3.871 °C (7.000° Fahrenheit) sức gió khoảng 1.000 km/giờ (624 mph) Theo số nguồn ước tính, 70.000 người tổng số 240.000 dân cư Nagasaki chết 60.000 người khác bị thương Bán kính vụ nổ 1,6 km, đám cháy trải dài từ phần bắc thành phố 3,2 km cách vụ nổ phía nam Ngày 15 tháng năm 1945, Đế quốc Nhật Bản đầu hàng vô điều kiện Khối Đồng minh ký vào văn kiện đầu hàng ngày tháng năm 1945, thức chấm dứt Chiến tranh giới thứ hai Quả bom mang tên "Gadget" kích nổ chương trình thử nghiệm "Trinity" gần Alamogordo, tiểu bang New Mexico ngày 16 tháng năm 1945 Các bom thả xuống Hiroshima Nagasaki thứ hai thứ ba chế tạo nay, chúng vũ khí hạt nhân đưa sử dụng d Tổ chức thực hiện: hoạt động cá nhân - Gv chia lớp thành nhóm, nhóm hồn thành trước lên trình bày cho bạn - Gv kiểm tra chuẩn hóa kiến thức Hoạt động 2: Hình thành kiến thức Hoạt động 1: Phản ứng hạt nhân (28 phút) Mục tiêu: - Nêu sơ lược phản ứng hạt nhân -Vận dụng định luật bảo tồn số khối điện tích cho phản ứng hạt nhân Hoạt động Gv Hs Bước 1: chuyển giao nhiệm vụ Gv triển hai phiếu học tập số Bước 2: Thực nhiệm vụ Hs nghiên cứu sgk thảo luận hoàn thành phiếu học tập số Bước 3: Báo cáo, thảo luận Gv gọi đại diện nhóm trả lời câu hỏi phiếu học tập Bước 4: kết luận, nhận định Hs nhận xét, bổ sung Gv nhận xét, đánh giá Phiếu học tập số Câu Cho phản ứng hạt nhân: 1 D + 1T 2He + 0n + lượng H + 1T 2He + lượng Cho biết phản ứng hạt nhân? Phản ứng hóa học? Sự khác biệt phản ứng hóa học phản ứng hạt nhân? Các giá trị bảo toàn phản ứng hạt nhân gì? Câu Hồn thành phương trình hạt nhân sau: Li + H 2He + ???+ lượng Sản phẩm dự kiến Khái niệm - Phản ứng hạt nhân biến đổi hạt nhân nguyên tử nguyên tố hóa học thành hạt nhân nguyên tử nguyên tố hóa học khác - Phản ứng hóa học thay đổi lớp vỏ electron (thêm vào, bớt dùng chung electron với nguyên tử khác ), cịn hạt nhân ngun tử hơng thay đổi - Sự khác biệt phản ứng hóa học phản ứng hạt nhân biến đổi lượng phản ứng hạt nhân lớn nhiều so với phản ứng hóa học Định luật bảo tồn số khối bảo tồn điện tích Trong phản ứng hạt nhân, số khối điện tích hạt nhân bảo toàn 3 Li + H 2He + He + lượng 2 1 D + D 1T + H + lượng D + 21 D 31T + ??? + lượng Hoạt động 2: phóng xạ tự nhiên (30 phút) Mục tiêu - Nêu sơ lược phóng xạ tự nhiên; Lấy ví dụ phóng xạ tự nhiên - Vận dụng định luật bảo toàn số khối điện tích cho phản ứng hạt nhân Hoạt động Gv Hs Sản phẩm dự kiến Bước 1: chuyển giao nhiệm vụ Tính phóng xạ tự nhiên Gv triển hai phiếu học tập số - Tính phóng xạ tự nhiên khả tự Bước 2: Thực nhiệm vụ phân rã hạt nhân nguyên tử, tạo thành Hs nghiên cứu sgk thảo luận hoàn thành hạt nhân nguyên tử nguyên tố khác, đồng phiếu học tập số thời phóng xạ khơng nhìn thấy Bước 3: Báo cáo, thảo luận Thành phần tia phóng xạ Gv gọi đại diện nhóm trả lời câu hỏi - Phóng xạ kiểu apha: phân rã hạt nhân phiếu học tập phóng hạt α 234 Bước 4: kết luận, nhận định Vd: 238 92U 90 Th +¿ 2He Hs nhận xét, bổ sung - Phóng xạ kiểu beta: phân rã hạt nhân Gv nhận xét, đánh giá phóng hạt β 239 Vd: 239 92U 93 Np +¿ −1e - Phóng xạ kiểu gamma: phân rã hạt nhân theo kiểu phóng hạt α, β thường kèm theo hạt γ Hạt γ không mang điện Độ bền đồng vị phóng xạ chu kì bán rã - Chu kì bán rã đồng vị phóng xạ thời gian để phân rã số nguyên tử ban đầu (hay lượng chất bao đầu) Vd Chu kì bán rã đồng vị phóng xạ 90 38 Sr 90 28 năm, nghĩa có 1g 38Sr 28 năm cịn lại 0,5g, sau 28 năm cịn lại 0,25g Chu kì bán rã ngắn, đồng vị phân rã nhanh, đồng vị bền Chu kì bán rã dài, đồng vị bị phân rã chậm, đồng vị chậm Chu kì bán rã đồng vị phóng xạ thước đo độ bền tương đối đồng vị Phiếu học tập số Thế tính phóng xạ tự nhiên? Thế phóng xạ alpha, beta gamma? Chu kì bán rã gì? Cho ví dụ Độ bền phóng xạ xác định nào? Hoạt động 3: phóng xạ hạt nhân (30 phút) Mục tiêu - Nêu sơ lược phóng xạ nhân tạo, phản ứng hạt nhân -Vận dụng định luật bảo toàn số khối điện tích cho phản ứng hạt nhân Hoạt động Gv Hs Sản phẩm dự kiến Bước 1: chuyển giao nhiệm vụ Tính phóng xạ nhân tạo Gv triển hai phiếu học tập số Hiện tượng phóng xạ nhân tạo Irène Bước 2: Thực nhiệm vụ (con gái Marie Curie) chồng tìm Hs nghiên cứu sgk thảo luận hoàn thành năm 1934, bắn phá hạt nhân nguyên tử phiếu học tập số boron, aluminium, magnesium tia α 4 30 Vd: 27 13 Al + 2H e 15 P +0n Đồng vị 30 15 P không bền, tự phân rã phóng xạ: 30 30 15 P14 Si + +1e +1e hạt positron, có khối lượng e điện tích +1 Sự phân chia hạt nhân tổng hợp hạt nhân Sự phân chia hạt nhân (phân hạch hạt nhân) phản ứng phân chia hạt nhân nặng thành hai hay nhiều mảnh có khối lượng nhẹ 235 141 92 92U + 0n 56 Ba +36 Kr +30n + lượng 239 91 146 94 Pu + 0n 39 K + 55 Cs+30n + lượng - Sự tổng hợp hạt nhân phản ứng hạt nhân nhẹ kết hợp với nhau, tạo thành hạt nhân nặng Các hạt nhân tham gia phản ứng phải nung nóng nên phản ứng cịn gọi phản ứng nhiệt hạch 4¿ 42H e + 2(+10e ) +2,5.109 kJ 2(H ¿ 21¿ 32 He+ 10n +2,9.108 kJ Phiếu học tập số - Hiện tượng phóng xạ nhân tạo nhà bác học tìm ra? Vào năm nào? - Hồn thành phương trình hạt nhân sau: 235 141 92U + 0n 56 Ba + +30n + lượng 239 146 94 Pu + 0n 55 Cs+30n + lượng 4¿ 42H e + 2( .) +2,5.109 kJ 2(H ¿ 21¿ + 10n +2,9.108 kJ Hoạt động 4: ứng dụng đồng vị phóng xạ phản ứng hạt nhân(20 phút) Mục tiêu - Nêu ứng dụng phản ứng hạt nhân phục vụ nghiên cứu khoa học, đời sống sản xuất - Nêu ứng dụng điển hình phản ứng hạt nhân: xác định niên đại cổ vật, ứng dụng lĩnh vực y tế, lượng, Hoạt động Gv Hs Sản phẩm dự kiến Trong y học Bước 1: chuyển giao nhiệm vụ Hs theo dõi hình ảnh gv cung cấp hệ thống Xạ trị sử dụng xạ ion ứng dụng quan trọng đồng vị hóa: điều trị ung thư phóng xạ phản ứng hạt nhân hình Thay đổi cấu trúc DNA ảnh video Đồng vị phóng xạ 60 27 Co nguồn Bước 2: Thực nhiệm vụ phát xạ γ, xạ γ điều trị khối u sâu bên thể Các bệnh ung thư bên ngồi ung thư da điều trị tia phóng xạ phát từ đồng vị 30 15 P 90 hay 38 Sr cách áp túi nhựa Bước 3: Báo cáo, thảo luận Gv gọi đại diện nhóm trả lời câu hỏi phiếu học tập Bước 4: kết luận, nhận định Hs nhận xét, bổ sung Gv nhận xét, đánh giá đồng vị phóng xạ vào vùng bị tổn thương -Dùng đồng vị phóng xạ 131 53 I để chuẩn đốn chữa bệnh bướu cổ Trong nông nghiệp Thay đổi kiểu gene tạo giống Hs nghiên cứu thảo luận rút ứng dụng đồng vị phóng xạ phản ứng hạt nhân Diệt khuẩn, bảo vệ lương thực, Bước 3: Báo cáo, thảo luận thực phẩm lâu dài Gv gọi đại diện nhóm nêu ứng dụng Xác định niên đại cổ vật đồng vị phóng xạ phản ứng hạt nhân hàm lượng đồng vị phóng Bước 4: kết luận, nhận định xạ Hs nhận xét, bổ sung a Xác định niên đại (tuổi) Gv nhận xét, đánh giá di vật khảo cổ đồng vị 146C b Xác định niên đại (tuổi) đá địa chất đồng vị 238 92U Sử dụng lượng nguyên tử phục vụ cho lợi ích 239 Dùng đồng vị 235 92U 94 Pu làm nhiên liệu lò phản ứng hạt nhân để sản xuất điện (nhà máy điện nguyên tử) chạy tàu phá băng Hoạt động 3: luyện tập (5 phút) a Mục tiêu: nhằm củng cố nội dụng học về: - Phản ứng hạt nhân vận dụng định luật tuần hồn để viết phương trình - Sự phóng xạ tự nhiên - Sự phóng xạ nhân tạo - Ứng dụng phóng xạ phản ứng hạt nhân lĩnh vực công nghệ đời sống thực tế b Nội dung Vận dụng kiến thức phóng xạ phản ứng hạt nhân để hiểu ứng dụng tượng số lĩnh vực: y tế (chuẩn đoán điều trị ung thư, xạ trị…), nông nghiệp (tạo giống mới, bảo quản hoa quả…), lượng (điện nguyên tử…) khảo cổ (xác định niên đại cổ vật…) c Sản phẩm Học sinh lập sơ đồ tư cho nội dung học d Tổ chức thực hiện: gv hướng dẫn học sinh lập sơ đồ nội dung học Hoạt động 4: Vận dụng (5 phút) a Mục tiêu: Giúp học sinh vận dụng kiến thức học để giải câu hỏi, nội dung gắn liền với thực tiễn mở rộng thêm kiến thức học sinh phản ứng hạt nhân b Nội dung: Hs giải phiếu học tập số Hoàn thành phương trình phản ưng hạt nhân Li + H 2He +… Li +1 D … 197 80 Hg + −1e … c sản phẩm Li + 11 H 42He + 32 He Li +21 D 84 Be Hg + −10e 197 79 Au 6 197 80 d Tổ chức hoạt động: gv cho Hs thảo luận sau trình bày kết