NITO I.MỤC TIÊU: 1. Kiến thức: - Biết được vị trí của nitơ trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron và cấu tạo phân tử nitơ. - Hs hiểu: tính chất hóa học của nitơ, ứng dụng của nitơ và điều chế nitơ. 2. Kỹ năng: - Viết cấu hình eletron, công thức cấu tạo phân tử. - Dự đoán tính chất hóa học của nitơ, chọn phản ứng hóa học để minh họa. - Đọc, tóm tắt thông tin về tính chất vật lí, ứng dụng và điều chế nitơ. 3. Thái độ: - Hs tự giác, tích cực nghiên cứu tính chất của các chất. - Biết làm việc hợp tác với các hs khác để xây dựng kiến thức mới về nitơ. II. CHUẨN BỊ: 1) Chuẩn bị của giáo viên: Bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Điều chế sẵn khí nitơ cho vào các ống nghiệm đậy kín nút. Bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Tranh vẽ hình 2.1 2) Chuẩn bị của học sinh: xem lại cấu tạo phân tử nitơ. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: 1) Ổn định tình hình lớp: điểm danh hs trong lớp và chuẩn bị kiểm tra bài cũ. 2) Kiểm tra bài cũ: Kết hợp trong bài giảng. 3) Giảng bài mới: - Giới thiệu bài: Gv giới thiệu sơ lược về các nguyên tố nhóm VA, đặc biệt là nitơ, photpho và các hợp chất 2 nguyên tố này. Tầm quan trọng của chúng trong cuộc sống và sản xuất. - Gv giới thiệu qua về nitơ là nguyên tố có nhiều chuyện lạ: nó là 1 khí không duy trì sự sống nhưng không có cuộc sống nào lại không có mặt nitơ. Lịch sử tìm ra nitơ gắn liền việc tìm ra thành phần không khí và các chất khí như oxi, hiđro. Lúc đầu người ta đặt tên nitơ là azot (nghĩa là ko duy trì sự sống), về sau phát hiện nó chứa trong diêm tiêu nên đặt tên là NITROGEN (sinh ra diêm tiêu). Vậy nitơ có cấu tạo và tính chất như thế nào, dựa vào đó chúng ta sẽ biết những ứng dụng của nitơ trong sản xuất và đời sống. - Tiến trình bài dạy: HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH NỘI DUNG Hoạt động 1: vị trí và cấu hình electron nguyên tử: Gv dựa vào phiếu học tập số 1, yêu cầu hs thảo luận sau đó phát biểu ý kiến: -Dựa vào bảng tuần hoàn cho biết nitơ chiếm vị trí nào? -Viết cấu hình e của nguyên tử nitơ nhận xét về lớp e ngoài cùng, công thức cấu tạo của phân tử nitơ và nhận xét đặc điểm liên kết. Gv quan sát, lắng nghe, đánh giá và kết luận. Nhóm hs làm việc, thảo luận, báo cáo kết quả. Hs: Nitơ vị trí: ô thứ 7, chu kỳ 2, nhóm VA. (Z=7) 1s 2 2s 2 2p 3 có 5e lớp ngoài cùng. 3e ở phân lớp 2p có thể tạo 3 liên kết cộng hóa trị với các nguyên tử khác. HS lên bảng viết ctct phân tử nitơ theo quy tắc bát tử: N≡N. 2 nguyên tử trong phân tử có 3 liên kết cộng hóa trị không cực. Hs các nhóm khác lắng nghe và đóng góp ý kiến như nội I- VỊ TRÍ, CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ NITƠ : -Vị trí nitơ: ô thứ 7, chu kỳ 2, nhóm VA. - Cấu hình e: 1s 2 2s 2 2p 3 - Cấu tạo phân tử nitơ: * CTPT: N 2 . * Công thức electron: N N * CTCT: N≡N 2 nguyên tử trong phân tử nitơ có 3 liên kết cộng hóa trị không cực. dung sgk. Hoạt động 2: tính chất vật lí: Gv phát phiếu học tập số 2 Gv cho hs quan sát bình chứa khí nitơ và kết hợp sgk nhận xét về màu sắc, mùi vị, tỉ khối so với không khí, nhiệt độ hóa lỏng, hóa rắn, tính tan trong nước, khả năng duy trì sự cháy, sự hô hấp của khí nitơ. GVH: Có độc không? Thể tích nitơ thường chiếm bao nhiêu trong không khí? Hs nêu các tính chất vật lí của nitơ dựa vào bình mẫu chứa khí nitơ và các kiến thức sgk. Hs: không độc, thường chiếm 4/5 thể tích kk. II- TÍNH CHẤT VẬT LÍ: Ở đk thường: - Là chất khí không màu, không mùi, không vị. - d N2/ kk = 28/29 hơi nhẹ hơn kk. - Hóa lỏng ở -196 0 C, hóa rắn ở -210 0 C. - Rất ít tan trong nước. - Không duy trì sự cháy và sự sống. Hoạt động 3: tính chất hóa học: GV nêu vấn đề: - Nitơ là phi kim khá hoạt động (độ âm điện = 3), nhưng ở nhiệt độ thường khá trơ về mặt hóa học, dựa vào ctpt giải thích tại sao? GV: ở 3000 0 C nó vẫn chưa bị phân hủy thành nitơ nguyên tử rõ rệt. GV: ở nhiệt độ cao, đặc biệt có xúc tác, nitơ trở nên hoạt động hơn và có thể td nhiều chất. GV nêu vấn đề: hãy nêu số oxi hóa của nitơ các chất sau: NH 3 , Mg 3 N 2 , N 2 , N 2 O, NO, NF 3 , NO 2 , HNO 3 ? Hãy: -Nhận xét soh của nitơ trong hợp chất với hidro, kim loại và trong hc với oxi, flo? -Dựa vào số oxi hóa đơn chất nitơ hãy dự đoán tính chất hóa học của đơn chất nitơ? GV bổ sung: chủ yếu là tính oxi hóa. GV dẫn dắt: vậy tính chất của nitơ thể hiện trong các phản ứng như thế nào chúng ta cùng tìm hiểu: Hs: do 2 nguyên tử N liên kết với nhau bằng 1liên kết ba không phân cực nên rất bền do năng lượng liên kết lớn, nên nitơ khá trơ về mặt hóa học ở nhiệt độ thường. Hs xác định soh của nitơ. Hs: soh của nitơ trong hợp chất với hidro, kim loại là -3, trong hc với oxi, flo là từ +1 +5. Hs: khi tham gia phản ứng oxi hóa khử, soh phân tử nitơ tăng lên hoặc giảm xuống nên thể hiện tính khử hoặc thể hiện tính oxi hóa. III- TÍNH CHẤT HÓA HỌC: - Ở nhiệt độ thường, nitơ khá trơ về mặt hóa học. Còn ở nhiệt độ cao, đặc biệt có xúc tác, nitơ trở nên hoạt động hơn và có thể td nhiều chất. - Tùy thuộc vào sự thay đổi soh, nitơ có thể thể hiện tính khử hay tính oxi hóa.( chủ yếu là tính oxi hóa). Hoạt động 4: tính oxi hóa: GV: yêu cầu hs kể tên 1 số kim loại mạnh mà hs biết? yêu cầu hs viết ptpư của nitơ với Li, Mg. Ghi rõ điều kiện. Gọi tên sản phẩm. Gv cho hs xác định soh của nitơ trước và sau phản ứng và vai trò Hs: kim loại mạnh như Li, Na, K, Mg, Ba… Hs hoàn thành ptpư. Hs: trong phản ứng với kim 1- Tính oxi hóa: a. Tác dụng với kim loại mạnh (Li, Na, K, Mg, Ba…): Ví dụ: 0 0 +1 -3 6Li + N 2 → 2Li 3 N của chất tham gia phản ứng. Giải thích. GV bổ sung: trong hc kim loại kiềm hoặc kim loại kiềm thổ có liên kết ion, nên các kim loại này nhường e cho nitơ thể hiện tính khử, N 2 thể hiện tính oxi hóa. Gv lưu ý hs: Li td N 2 ở nhiệt độ thường. Gv yêu cầu hs viết ptpư với hidro, xác định soh của nitơ trước và sau phản ứng và vai trò của chất tham gia phản ứng. GV yêu cầu hs kết luận tính chất hóa học N 2 khi tác dụng với kim loại và hidro. loại N 2 thể hiện tính oxi hóa. Do soh của nitơ giảm từ 0 -3. Hs hoàn thành ptpư, N 2 tham gia phản ứng với H 2 thì N 2 thể hiện tính oxi hóa. Hs: vậy khi tham gia phản ứng với kim loại mạnh, hoặc với hidro, N 2 thể hiện tính oxi hóa. (có soh giảm từ 0 -3) Liti nitrua 0 0 +2 -3 3Mg + N 2 0 t → Mg 3 N 2 magiê nitrua b) Tác dụng với hidro: 0 0 -3 +1 3H 2 + N 2 0 450 , pcao C xtFe → ¬ 2NH 3 Hoạt động 5: tính khử: Gv thông báo phản ứng của N 2 với O 2 qua tranh vẽ: ở nhiệt độ khoảng 3000 0 C(hoặc hồ quang điện, hoặc tia lửa điện hình thành sấm sét) đã cung cấp năng lượng cho phản ứng nitơ kết hợp trực tiếp với O 2 tạo sản phẩm gì?gọi tên. GV yêu cầu hs viết ptpư và xác định soh các nguyên tố trước và sau phản ứng và nêu vai trò của nitơ. Gv bổ sung: đây là phản ứng thuận nghịch. Và NO kết hợp dễ dàng O 2 kk tạo thành NO 2 .(màu nâu đỏ) Gv: có 1 số oxit khác của nitơ như: N 2 O, N 2 O 3 , N 2 O 5 chúng ko điều chế trực tiếp từ nitơ và oxi. Gv cho hs thực hiện phiếu học tập số 2: Nitơ phản ứng với tất cả các chất trong dãy chất nào dưới đây? A.H 2 , Li, O 2 , Ag B.H 2 , Li, O 2 , Cu C.H 2 , Na, O 2 , Mg. D. H 2 , Li, O 2 , Hg. Chọn câu trả lời đúng và cho biết vai trò nitơ trong các phản ứng trên. Gv cho hs kết luận tính chất hóa học N 2 . Gv dẫn dắt: vậy dựa vào những Hs quan sát tranh vẽ. Hs: tạo NO: nitơ monooxit. Hs: viết ptpư. Xác định soh của nitơ trước và sau phản ứng. N 2 tác dụng với oxi thể hiện tính khử do có soh tăng từ 0 +2. Hs: chọn đáp án C. Hs: N 2 thể hiện tính khử khi td với O 2 , thể hiện tính oxi hóa khi td với Li, H 2 , Mg. Hs: N 2 thể hiện tính khử khi td với nguyên tố có dad lớn hơn 2- Tính khử: Tác dụng với oxi: 0 0 +2-2 N 2 + O 2 0 3000 hoquangdien hay C → ¬ 2NO. NO kết hợp dễ dàng với oxi: 2NO + O 2 → ¬ 2NO 2 Chú ý: 1 số oxit khác của nitơ như: N 2 O, N 2 O 3 , N 2 O 5 chúng ko điều chế trực tiếp từ nitơ và oxi. **Kết luận: N 2 thể hiện tính khử khi td với nguyên tố có dad lớn hơn (như O 2 ), thể hiện tính chất trên chúng ta xem nitơ có những ứng dụng như thế nào? (như O 2 ), thể hiện tính oxi hóa khi td với nguyên tố có dad nhỏ hơn như(kim loại mạnh, H 2 ). tính oxi hóa khi td với nguyên tố có dad nhỏ hơn như(kim loại mạnh, H 2 ). Hoạt động 5: ứng dụng: GVH: dựa vào kiến thức thực tế, tính chất đã học trên và tư liệu sgk cho biết ứng dụng quan trọng của nitơ? Gv bổ sung: là thành phần của protein, N2 có t0s thấp nên dùng làm lạnh trong cn và trong phòng thí nghiệm. Dựa vào tính trơ của nitơ mà bảo quan tranh vẽ trong viện bảo tàng chứa đầy khí nitơ trong ống của cuộn tranh tránh các phân tử khác bị oxi hóa hư màu vẽ.bơm vào bóng đèn điện để giảm sự bốc hơi kim loại trên bề mặt dây tóc, bơm nitơ vào phổi bệnh nhân lao để ép lá phổi cho nó nghỉ ngơi… Hs nêu các ứng dụng của nitơ: là tp dinh dưỡng chính của thực vật, tổng hợp NH 3 (phản ứng trên), sản xuất HNO 3 , phân đạm… Công nghiệp luyện kim, thực phẩm, điện tử…mt trơ (do liên kết 3 bền), nitơ lỏng bảo quản máu và các vật mẫu sinh học khác… IV- Ứng dụng: -Là thành phần ct nên protêin, thành phần dinh dưỡng chính của thực vật. - Công nghiệp: * Tổng hợp NH 3 , sản xuất HNO 3 , phân đạm… * Môi trường trơ trong luyện kim, thực phẩm, điện tử… - Y tế: N 2 lỏng: bảo quản mẫu máu, các mẫu vật sinh học khác… Hoạt động 6: trạng thái tự nhiên và điều chế: GVH: Trong tự nhiên nitơ ở đâu và các dạng tồn tại nó là gì? GVH: Người ta điều chế nitơ bằng cách nào? GV có thể dùng tranh để giảng giải pp, nguyên tắc hs hiểu phương pháp tách nitơ trong cn. GVH: dựa vào tính chất nào mà người ta sản xuất nitơ bằng pp chưng cất phân đoạn. Gv trình bày cách điều chế nitơ trong phòng thí nghiệm. Hs: Dạng tự do, nitơ có nhiều trong không khí chiếm gần 4/5 thể tích kk. Dạng hc có trong diêm tiêu natri.(NaNO 3 ). Hs kết hợp sgk trả lời. Hs: do t 0 hóa lỏng nitơ khá thấp. V- Trạng thái tự nhiên: SGK VI-Điều chế: a) Trong công nghiệp: chưng cất phân đoạn không khí lỏng. b) Trong phòng thí nghiệm: NH 4 NO 2 0 t → N 2 + 2H 2 O NH 4 Cl + NaNO 2 0 t → NaCl + N 2 +2H 2 O Hoạt động 7: củng cố: Cho hs thực hiện phiếu học tập số 6: 1. C 2- D 3- B 4-A. 4) Dặn dò hs chuẩn bị cho tiết học tiếp theo: 1’ - Ra bài tập về nhà: 4,5 sgk - Chuẩn bị bài: amoniac và muối amoni. Phiếu học tập số 1: - Dựa vào bảng tuần hoàn cho biết nitơ chiếm vị trí nào? - Em hãy viết cấu hình electron của nguyên tử N - nhận xét về số electron lớp ngoài cùng (số electron độc thân), từ đó viết CT electron, CT cấu tạo của phân tử N 2 (theo quy tắc bát tử). - Liên kết giữa 2 nguyên tử nitơ như thế nào? Phiếu học tập số 2: - Em hãy cho biết trạng thái, màu sắc, mùi, vị, tính tan trong nước của nitơ? - Tính tỷ khối dN 2 /k 2 ? Từ đó cho biết N 2 nặng hay nhẹ hơn không khí? - N 2 có duy trì sự cháy và sự sống không? Phiếu học tập số 3: - Vì sao nói: ở nhiệt độ thường, nitơ khá trơ về mặt hoá học nhưng ở nhiệt độ cao, nitơ trở nên hoạt động hơn, có thể tác dụng với nhiều chất. - Em có nhận xét gì về độ âm điện của nitơ (so với ôxi, flo) từ đó dự đoán khả năng hoạt động hoá học của nitơ. Khi nào nitơ thể hiện tính ôxi hoá? tính khử? Tính chất nào trội hơn? - Bằng các phản ứng hoá học (với H 2 , KL, O 2 …) em hãy chứng minh Nitơ có tính ôxi hoá và tính khử. Nhận xét về sự thay đổi số ôxh của nitơ trong các phản ứng đó. Phiếu học tập số 4: - Em cho biết trạng thái thiên nhiên của nitơ ở dạng tự do và dạng hợp chất? - Nêu phương pháp điều chế nitơ trong công nghiệp và trong phòng thí nghiệm? Phiếu học tập số 5: Em hãy nêu những ứng dụng quan trọng của nitơ? Phiếu học tập số 6: Trắc nghiệm: khoanh tròn vào 1 phương án trả lời đúng: 1-Câu nào sai? A.Phân tử N 2 bền ở nhiệt độ thường. B. Phân tử N 2 có liên kết ba giữa 2 nguyên tử. C. Phân tử N 2 còn 1 cặp e chưa tham gia liên kết. D. Phân tử N 2 có năng lượng liên kết lớn. 2- Câu nào đúng? A.N 2 thể hiện tính khử khi tác dụng với H 2 , kim loại. B. N 2 thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với Cu. C. N 2 thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với O 2 . D. N 2 thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với kim loại mạnh và hiđro, thể hiện tính khử khi tác dụng với O 2 . 3-Trong phòng thí nghiệm N 2 tinh khiết được điều chế từ: A.không khí B.NH 4 NO 2 C.NH 3 và O 2 D.Tất cả đều đúng. 4-Trong công nghiệp, nitơ được điều chế bằng cách nào sau đây? A.Hóa lỏng không khí rồi chưng cất phân đoạn. . NITO I.MỤC TIÊU: 1. Kiến thức: - Biết được vị trí của nitơ trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron và cấu tạo phân tử nitơ. - Hs hiểu: tính chất hóa học của nitơ, ứng dụng của nitơ và. TỬ NITƠ : -Vị trí nitơ: ô thứ 7, chu kỳ 2, nhóm VA. - Cấu hình e: 1s 2 2s 2 2p 3 - Cấu tạo phân tử nitơ: * CTPT: N 2 . * Công thức electron: N N * CTCT: N≡N 2 nguyên tử trong phân tử nitơ. và chuẩn bị kiểm tra bài cũ. 2) Kiểm tra bài cũ: Kết hợp trong bài giảng. 3) Giảng bài mới: - Giới thiệu bài: Gv giới thiệu sơ lược về các nguyên tố nhóm VA, đặc biệt là nitơ, photpho và các hợp