Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤC
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ
TRƯỜNG THPT QUẢNG XƯƠNG II
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
Giúp học sinh phát triển năng lực vận dụng kiếnthức hoá học vào cuộc sống bằng việc giải thích
các hiện tượng thực tiễn có liên quan đến
nitrogen và hợp chất của nitrogen - Hoá học 11
Người thực hiện: Lê Thị LanChức vụ: Tổ phó chuyên môn.SKKN thuộc môn: Hoá học.
THANH HOÁ NĂM 2024
Trang 2NỘI DUNG Trang
Trang 31.1 Lí do chọn đề tài.
Trong điều kiện hiện nay, khi hoa học của nhân loại phát triển như vũbão, nền kinh tế tri thức có tính toàn cầu thì nhiệm vụ của ngành giáo dục vôcùng to lớn Giáo dục không chỉ truyền đạt kiến thức cho học sinh mà còn phảigiúp học sinh vận dụng kiến thức khoa học vào cuộc sống, góp phần phát triểntoàn diện phẩm chất và năng lực của học sinh.
Môn hóa học ở trường THPT giữ một vai trò quan trọng trong việc hìnhthành và phát triển phẩm chất, năng lực của học sinh Mục đích của môn học làgiúp học sinh hiểu đúng đắn và nâng cao cho học sinh những tri thức, hiểu biếtvề thế giới con người thông qua các bài học, giờ thực hành của hóa học Họchóa học để hiểu và giải thích được các vấn đề thực tiễn thông qua cơ sở cấu tạonguyên tử, phân tử, sự chuyển hóa của các chất thành chất mới Việc liên hệthực tế, áp dụng lí thuyết học được trong sách giáo khoa để giải thích các hiệntượng thực tiễn có liên quan đến bài học sẽ tạo hứng thú, khơi dậy niềm đam mêhoá học của học sinh Giúp học sinh hiểu được vai trò và ý nghĩa thực tiễn củamôn hóa học.
Đặc biệt với môn Hóa lớp 11, nghiên cứu nhiều nguyên tố phi kimnitrogen, carbon và nhiều hợp chất của chúng rất gần gũi trong đời sống hằngngày, có nhiều hiện tượng thiên nhiên liên quan đến các loại chất trên Việc cóthể vận dụng các kiến thức cơ bản được học để giải thích các vấn đề thực tiễn sẽgiúp các em thấy kiến thức hóa học thật gần gũi, bổ ích, lý thú,…từ đó tănghứng thú trong học tập rất nhiều.
Từ những lí do trên, tôi lựa chọn đề tài “Giúp học sinh phát triển năng
lực vận dụng kiến thức hoá học vào cuộc sống bằng việc giải thích các hiệntượng thực tiễn có liên quan đến nitrogen và hợp chất của nitrogen- Hoáhọc 11” với mục đích góp phần sao cho Hoá học dễ hiểu, thiết thực, gần gũi với
đời sống và lôi cuốn học sinh khi học Từ đó góp phần phát triển toàn diện phẩmchất, năng lực của học sinh.
1.2 Mục đích nghiên cứu.
Phát triển năng lực vận dụng kiến thức hoá học vào cuộc sống bằng việcgiải thích các hiện tượng thực tiễn có liên quan đến một số ứng dụng của đơnchất nitrogen và hợp chất của nitrogen - Hoá học 11
1.3 Đối tượng nghiên cứu.
Các hiện tượng thực tế có liên quan đến tính chất, ứng dụng và đặc tínhảnh hưởng tới sức khỏe của các chất hoá học được học trong sách giáo khoa Hoá11 như nitrogen, ammonia, urea, đạm nitrate.
1.4 Phương pháp nghiên cứu.
1.4.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết:1.4.2 Phương pháp thực nghiệm:
1.4.3 Phương pháp sử dụng kênh hình.
1.4.4 Phương pháp phân tích tổng kết kinh nghiệm.1.4.5 Phương pháp thống kê, xử lí số liệu.
2 NỘI DUNG.
Trang 42.1 Cơ sở lí luận của đề tài.
2 1 1 Một số khái niệm liên quan đến phát triển năng lực vận dụng kiếnthức vào cuộc sống.
2.1.1.1 Khái niệm năng lực
Năng lực là tổ hợp các thuộc tính độc đáo của cá nhân phù hợp với những yêucầu của một hoạt động nhất định, đảm bảo cho hoạt động có kết quả tốt Nănglực vừa là tiền đề vừa là kết quả của hoạt động, năng lực vừa là điều kiện chohoạt động đạt kết quả nhưng đồng thời năng lực cũng phát triển ngay trongchính hoạt động ấy [7]
2.1.1.2 Khái niệm năng lực của học sinh THPT
Theo PGS.TS Nguyễn Công Khanh: “ Năng lực của học sinh là khả nănglàm chủ những hệ thống kiến thức, kỹ năng, thái độ phù hợp với lứa tuổi vàvận hành (kết nối) chúng một cách hợp lí vào thực hiện thành công nhiệm vụhọc tập, giải quyết hiệu quả những vấn đề đặt ra cho chính các em trong cuộcsống [8]
2.1.1.3 Khái niệm năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn
Năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn là khả năng của bản thânngười học tự giải quyết những vấn đề đặt ra một cách nhanh chóng và hiệu quảcao bằng cách áp dụng kiến đã được lĩnh hội vào những tình huống, những hoạtđộng thực tiễn để tìm hiểu thế giới xung quanh và có khả năng biến đổi nó.Năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn thể hiện phẩm chất, nhân cách củacon người trong quá trình hoạt động để thoả mãn nhu cầu chiếm lĩnh tri thức [8]
2.1.2 Cơ sở lí luận về Nitrogen các hợp chất của Nitrogen2.1.2.1 Nguyên tố Nitrogen
màu, không mùi, không vị, hơi nhẹ hơn không khí (chiếm khoảng 80% thể tíchkhông khí), ít tan trong nước, không duy trì sự cháy, không duy trì sự hô hấp.[1]
2 1 2 2 Tính cơ bản của các nguyên tố Nitrogen và các hợp chất thườnggặp của Nitrogen.
Trạng thái, mùi
Nitrogen (N2) là
khí, không màu, không mùi
Ammonia (NH3)
là khí, không màu, mùi khai và xốc, tan tốt trong nước
Không độc, không duy trì sự
Không độc[2]
Tính chất hóa học đặc trưng
Tính khử và oxygen hóa đều yếu
Tính khử mạnh,Tính base yếu.
Phản ứng với nước tạo Ammonium carbonate
2.1.2.3 Ứng dụng của Nitrogen và một số hợp chất của Nitrogen.
A Nitrogen:
Trang 5+ Phần lớn Nitrogen được dùng để tổng hợp Ammonia từ đó sản xuất ra các loại
phân đạm, Nitric acid…
+ Dùng làm môi trường trơ cho các ngành công nghiệp luyện kim;
+ Nitrogen lỏng (là Nitrogen trạng thái lỏng ở nhiệt độ rất thấp) được dùng đểbảo quản máu và các các mẫu sinh học khác… Nó được sản xuất công nghiệpbằng cách chưng cất phân đoạn không khí lỏng Nitrogen lỏng là một chất lỏngtrong suốt, không màu Nitrogen lỏng thường được gọi bằng LN2, viết tắt hoặc“LIN” hoặc “LN” [3]
b Ammonia:
Ammonia chủ yếu được dùng để sản xuất Nitric acid, phân đạm như
Ammonia lỏng được dùng làm chất làm lạnh trong thiết bị lạnh [1]
c Urea:
Dùng làm phân đạm để bón cho cây, cung cấp N cho cây, có tác dụngkích thích các quá trình sinh trưởng, tăng tỉ lệ protein thực vật, giúp cây pháttriển nhanh, cho nhiều hạt, củ, quả [1]
2.2 Thực trạng của vấn đề nghiên cứu.
Học sinh THPT được học Hoá học chủ yếu bằng các hình thức:+ Học lí thuyết sách giáo khoa.
+ Học kĩ năng giải bài tập hoá học để làm các bài kiểm tra, các bài thi.+ Thực hành trên phòng thí nghiệm với các thí nghiệm đơn giản.
+ Chưa được hoặc rất ít khi được đi thực tế sản xuất Ít được vận dụng các kiếnthức lí thuyết đã học để giải thích các hiện tượng thực tiễn.
+ Nhiều học sinh học tập tiếp thu kiến thức thụ động, lười quan sát, lười tư duy.
2.3 Các giải pháp đã sử dụng để khắc phục thực trạng trên.
Giải pháp để khắc phục thực trạng trên của tôi là
+ Cung cấp kiến thức cơ bản trong các bài học cho học sinh qua các tiết họcchính khóa.
+ Định hướng cho học sinh vận dụng kiến thức được học để giải thích các vấnđề thực tiễn bằng những gợi ý, những câu hỏi hoặc những vấn đề mở
+ Tổ chức hoạt động ngoại khóa để học sinh được tìm tòi, khám phá, giải thíchvà hùng biện về các vấn đề hóa học liên quan đến cuộc sống.
Sau đây là nội dung cụ thể buổi ngoại khóa “Giúp học sinh phát triển
năng lực vận dụng kiến thức hoá học vào cuộc sống bằng việc giải thích cáchiện tượng thực tiễn có liên quan đến nitrogen và hợp chất của nitrogen -Hoá học 11”
2.3.1 Công tác chuẩn bị.
Giáo viên đưa ra các vấn đề cần thảo luận.
Câu hỏi thảo luận:
Câu 1 Sử dụng kiến thức hóa học để giải thích câu ca dao sau:
“ Lúa chiêm lấp ló đầu bờ Hễ nghe tiếng sấm phất cờ mà lên”.
Trang 6Câu 2 Vì sao ở nhiệt độ thường và áp suất thường đơn chất Nitrogen khá trơ về
mặt hóa học Hãy nêu những ứng dụng trong thực tế dựa vào tính chất trơ nàycủa khí Nitrogen và của Nitrogen lỏng.
Câu 3 Để giảm sốt hoặc giảm đau, người ta có thể dùng túi chườm lạnh chứa
một số hóa chất nào? Giải thích nguyên nhân giúp túi chườm lạnh có nhiệt độthấp.
Câu 4 Hãy cho biết nguyên nhân và tác hại của hiện tượng mưa acid? Giải pháp
để hạn chế hiện tượng này?
Câu 5 Hiện tượng phú dưỡng là gì? Nguyên nhân, tác hại và cách xử lí để hạn
chế hiện tượng này?
Câu 6 Urea (một chất hữu cơ có trong cơ thể động vật và con người) là một loại
đạm được sử dụng rộng rãi hiện nay để cung cấp nguyên tố dinh dưỡng Nitrogencho cây trồng Đã từng có những sự kiện như: Dùng Urea để bảo quản hải sảntươi lâu hơn, Nước mắm có Urea gây độc và nguy cơ ung thư cao Bằng cácnguồn thông tin và hiểu biết, em hãy trình bày những ý kiến bản thân về vấn đềnày.
2.3.2 Thực hiện buổi ngoại khóa.
2.3.2.1 Địa điểm và thời gian thực hiện.
+ Địa điểm: Tại lớp học.
+ Thời gian: 02 tiết (90 phút) Sau khi học xong các bài học về Nitrogen và hợpchất của Nitrogen Giáo viên có thể xin phép Ban giám hiệu đổi giờ dạy cho cácmôn học khác hợp lí để thực hiện hoặc thực hiện vào chủ nhật.
2.3.2.2 Tiến trình thực hiện.
Đối với từng vấn đề hoặc từng câu hỏi nhỏ trong mỗi vấn đề, giáo viênyêu cầu người đại diện của một nhóm bất kì nào đó lên trình bày câu trả lời Cácthành viên khác trong nhóm và trong các nhóm khác theo dõi Sau đó các thànhviên trong lớp có thể đặt ra thêm các câu hỏi khác nếu chưa rõ vấn đề nào đótrong câu trả lời Việc này nhằm mục đích khai thác hết các khả năng tìm hiểuthông tin, khả năng trình bày mạch lạc bằng ngôn ngữ, rèn luyện sự tự tin trướcđông người cho nhiều học sinh Trong một buổi ngoại khóa có càng nhiều họcsinh được trình bày, được phát biểu hoặc đặt ra các câu hỏi thì buổi ngoại khóacàng thành công.
Cuối cùng giáo viên chốt lại câu trả lời chính xác và giáo viên có thể bổsung thêm các video, các bài báo…để học sinh có thêm nhiều hiểu biết hơn.
Trang 7Sau đây là câu trả lời cho các vấn đề đặt ra.
Câu hỏi thảo luận 1: Sử dụng kiến thức hóa học để giải thích câu ca dao sau:
“ Lúa chiêm lấp ló đầu bờ Hễ nghe tiếng sấm phất cờ mà lên”.
Câu trả lời.
Lúa chiêm, tức lúa vụ hè - thu ở miền Bắc Vào mùa hè khi lúa chiêmđang phát triển, nếu có các cơn mưa rào, có sấm sét thì lúa sẽ rất tốt tươi (phấtcờ mà lên) Đó là vì khi có sấm sét, có tia lửa điện sẽ xảy ra phản ứng hóa học
N2 + O2
tialua dien
4NO2+O2+2H2O4 HNO3 ( Nitric acid)
tạo thành muối NO3
, chính là một loại đạm tự nhiên rất tốt cho cây trồng.Mưa rào có sấm chớp thì mọi cây trồng đều tốt tươi chứ không riêng gì cây lúa.
Câu hỏi thảo luận 2: Vì sao ở nhiệt độ thường và áp suất thường đơn chất
Nitrogen khá trơ về mặt hóa học Hãy nêu những ứng dụng trong thực tế dựavào tính chất trơ này của khí Nitrogen và của Nitrogen lỏng.
Câu trả lời:
+ Liên kết ba giữa 2 nguyên tử N trong phân tử N2 có năng lượng liên kếtrất lớn ( 946 kJ/mol) nên rất khó bị phá vỡ Vì vậy ở nhiệt độ và áp suất thườngNitrogen rất khó tham gia phản ứng hóa học, hay có thể nói Nitrogen khá trơ vềmặt hóa học.
+ Dựa vào tính chất trơ này người ta dùng Nitrogen để thay thế hoàn toàn
hoặc một phần không khí trong rất nhiều trường hợp khác nhau để giảm nguy cơcháy nổ hoặc giảm quá trình oxygen hóa do oxygen trong không khí gây nên.Chẳng hạn khi rút xăng dầu ra khỏi các bồn chứa, người ta bơm Nitrogen vào đểlàm giảm nồng độ oxygen, tránh cháy nổ Khi đóng gói thực phẩm như bimbim(hay snack) để vừa hạn chế sư oxi hóa, vừa giữ độ giòn, độ khô và hình dạng sảnphẩm trong quá trình vận chuyển, người ta có thể làm căng phồng bao bì bằngcách bơm khí Nitrogen vào Trong lĩnh vực hóa học, khi cần nghiên cứu sự biếnđổi chất ở môi trường trơ thì cần đẩy không khí ra và bơm vào là Nitrogen hoặc
làm lạnh nhanh, bảo quản thực phẩm, sử dụng để đóng băng và kiểm soát dòngchảy của các đường ống Trong lĩnh vực sinh hóa, các mẫu sinh học (mô, tế bào,máu, bộ phận cơ thể …) được bảo quản trong Nitrogen lỏng Cần chú ýNitrogen có thể gây bỏng lạnh khi tiếp xúc.
Câu hỏi thảo lận 3: Để giảm sốt hoặc giảm đau, người ta có thể dùng túichườm lạnh chứa hóa chất
Trang 8Hãy tìm hiểu về loại túi chườm lạnh này Từ đó:
a Cho biết các chất thường được sử dụng trong túi chườm lạnh.b Giải thích nguyên nhân giúp túi chườm lạnh có nhiệt độ thấp.Câu trả lời:
a Các chất thường sử dụng trong túi chườm lạnh: ammonium chloride
(NH4NO3), nước.
b Khi túi chườm hoạt động lớp ngăn cách giữa muối ammonium và nước
NH4Cl (s) → NH4Cl (aq) H 0
Hòa tan muối ammonium trong nước gây ra phản ứng thu nhiệt vì các phân tửnước mất đi một phần nhiệt năng, dẫn đến nước mát hơn làm túi chườm lạnh cónhiệt độ thấp.
Quá trình này thu nhiệt, được ứng dụng rộng rãi trong việc sản xuất các túichườm lạnh, giúp giảm đau, giảm viêm do các chấn thương [4]
Câu hỏi thảo luận 4: Hãy cho biết mưa acid là gì? Nguyên nhân và tác hại của
hiện tượng mưa acid? Giải pháp để hạn chế hiện tượng này?
Câu trả lời:
Theo Cơ quan Bảo vệ Môi trường (EPA), mưa acid hay lắng đọng acid làthuật ngữ chỉ hiện tượng mưa có chứa các thành phần mang tính acid, chẳng hạnnhư Sulfuric acid hoặc Nitric acid.
Mưa acid không nhất thiết phải ướt hoặc ở dạng lỏng mà nó bao gồm bụi, khí,mưa, tuyết, sương mù và mưa đá Loại mưa acid có chứa nước được gọi là lắngđọng ướt Mưa acid hình thành với bụi hoặc khí được gọi là lắng đọng khô.
Nguyên nhân
oxygen và các hóa chất khác trong không khí, chúng trở thành Sulfuric acid vàNitric acid hòa vào mưa và rơi xuống đất.
Phản ứng hóa học xảy ra:
20
Trang 9Theo Bách khoa toàn thư Britannica, mưa được coi là có tính acid khi độ pH củanó ở khoảng 5,2 hoặc thấp hơn Độ pH bình thường của nước mưa là khoảng5,6.
Tác hại
Mưa acid ảnh hưởng đến gần như mọi thứ Từ thực vật, đất, cây cối đến
bằng thép ) Mưa acid tác động cực kì xấu đến cây cối Nó làm suy yếu chúngbằng cách bào mòn màng bảo vệ trên lá và làm chậm quá trình phát triển củacây
Ngoài ra, mưa acid cũng có thể thay đổi thành phần của đất và nguồnnước, khiến động vật và thực vật không thể cư trú ở đó Ví dụ, nước hồ chấtlượng là có độ pH từ 6,5 trở lên Khi mưa acid làm tăng mức độ acid, pH thấphơn 5 cá sẽ chết đi Hầu hết các loài cá không thể sống được khi độ pH của nướcdưới 5 Theo chương trình lắng đọng khí quyển quốc gia, khi độ pH là 4, hồđược coi là đã chết
Mưa acid làm chết thựcvật.
Mưa acid làm chết cá vàđộng vật trong hồ.
Trang 10Giải pháp
Theo EPA, có một số giải pháp để ngăn chặn mưa acid nhân tạo:
Việc điều tiết lượng khí thải từ các phương tiện và công trình là một bướcquan trọng Chúng ta cần hạn chế sử dụng nhiên liệu hóa thạch và tập trung vàocác nguồn năng lượng bền vững hơn như năng lượng mặt trời và gió.
Hơn nữa, bản thân mỗi người nên tự giác hạn chế sử dụng xe cá nhân.Hãy dùng phương tiện giao thông công cộng, đi bộ, đi xe đạp hoặc đi chung xe.Mọi người cũng có thể giảm việc sử dụng điện bởi nó được tạo ra chủ yếu từnhiên liệu hóa thạch Hoặc chuyển sang phương án dùng năng lượng mặt trời.[5]
Câu hỏi thảo luận 5: Hiện tượng phú dưỡng là gì? Nguyên nhân, tác hại và
cách xử lí để hạn chế hiện tượng này?
Câu trả lời:
Phú dưỡng là gì?
Phú dưỡng là hệ quả sau khi ao, hồ, sông ngòi nhận quá nhiều các nguồn thải chứa các chất dinh dưỡng (Nitrogen, Phosphor) vượt quá khả năng tự điều hòa của ao, hồ Các nguồn thải xả thải cung cấp đầu vào cho quá trình này tăng lên từng ngày.
Đặc điểm dễ dàng nhận thấy là nước ao ám màu xanh của tảo phát triển Khi đó lượng oxygen trong nước sẽ nhanh chóng giảm đi Điều này là do
+ Sự phát triển của tảo xanh đã ngăn cản ánh sáng và không khí chứa oxygen khuếch tán vào nước.
+ Quá trình phân hủy tảo chết bởi vi khuẩn đã tiêu tốn lượng lớn oxygen trong nước
Hệ quả là làm thay đổi hệ sinh thái của nước, làm suy kiệt nguồn thủy sản.
Mưa acid làm ăn mònkim loại.
Mưa acid làm hỏng cáccông trình, các bức
tượng đá.
Trang 11Nhiều loài hải sản chết nổi bềnh lên mặt nước, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
Nguyên nhân gây ra hiện tượng phú dưỡng
Sử dụng lạm dụng phân bón trong trồng trọt
Phân bón là một phần không thể thiếu trong nông nghiệp, thúc đẩy quá trình phát triển của cây trồng Nhiều người lầm tưởng bón càng nhiều phân càngtốt Thực chất, cây trồng chỉ hấp thụ một lượng nhất định Khi lượng này vượt quá khả năng đồng hóa của đất, chúng sẽ theo dòng chảy ra ao, hồ.
Xả nước thải sinh hoạt cũng như nước thải chăn nuối trực tiếp ra môi trường.