I.MỤC TIÊU BÀI HỌC: 1. Kiến thức: Hs biết: Đặc điểm cấu tạo của phân tử ammoniac; tính chất vật lí, tính chất hóa học của ammoniac (tính base yếu, tính khử). Ứng dụng và phương pháp điều chế ammoniac trong PTN và trong CN. Hs hiểu: Thành phần phân tử, tính chất vật lí của muối amoni, tính chất hóa học (tác dụng với dung dịch kiềm, phản ứng nhiệt phân) và ứng dụng của muối amoni. 2. Kỹ năng: Tiếp tục rèn luyện kỹ năng dự đoán tính chất dựa vào đặc điểm cấu tạo. Làm và quan sát thí nghiệm chứng minh tính chất hóa học của NH3 và muối amoni. Phân biệt ammoniac với một số khí đã biết, nhận biết muối amoni bằng phương pháp hóa học. Viết phương trình hóa học và giải các bài toán hóa học. 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. Biết nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường của việc sản xuất NH3, HNO3 và ý thức bảo vệ môi trường.
Trang 1AMONIAC VÀ MUỐI AMONI (2 TIẾT)
I.MỤC TIÊU BÀI HỌC:
1 Kiến thức:
- Hs biết: Đặc điểm cấu tạo của phân tử ammoniac; tính chất vật lí, tính chất hóa học của ammoniac (tính base yếu, tính khử) Ứng dụng và phương pháp điều chế ammoniac trong PTN và trong CN
- Hs hiểu: Thành phần phân tử, tính chất vật lí của muối amoni, tính chất hóa học (tác dụng với dung dịch kiềm, phản ứng nhiệt phân) và ứng dụng của muối amoni
2 Kỹ năng:
- Tiếp tục rèn luyện kỹ năng dự đoán tính chất dựa vào đặc điểm cấu tạo
- Làm và quan sát thí nghiệm chứng minh tính chất hóa học của NH3 và muối amoni
- Phân biệt ammoniac với một số khí đã biết, nhận biết muối amoni bằng phương pháp hóa học
- Viết phương trình hóa học và giải các bài toán hóa học
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
- Biết nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường của việc sản xuất NH3, HNO3 và ý thức bảo vệ môi trường
II CHUẨN BỊ CỦA GV VÀ HS:
1. Chuẩn bị của giáo viên: GV chuẩn bị các thí nghiệm và hệ thống câu hỏi
a. Thí nghiệm về sự hóa tan NH 3 trong nước (tiết 1)
- Chuẩn bị 1 chậu thủy tinh đựng nước
- Lọ đựng khí NH3 điều chế sẵn (bình đựng phải thật khô, đậy nút cao su thật kỹ, nút cao su có ống thủy tinh xuyên qua)
- Dung dịch phenolphthalein
b. Thí nghiệm nghiên cứu tính base của NH 3 (tiết 1)
- 1 ống nghiệm, 1 ống nhỏ giọt, đũa thủy tinh, kẹp gỗ
- Giấy quỳ tím hoặc phenolphthalein
- Dung dịch AlCl3 và dung dịch NH3
- Dung dịch HCl đặc, dung dịch H2SO4 và dung dịch NH3
c. Thí nghiệm điều chế NH 3 từ NH 4 Cl và Ca(OH) 2 rắn (tiết 2)
d. Thí nghiệm tác dụng của muối amoni với dung dịch kiềm (tiết 2)
- 2 ống nghiệm, 1 kẹp gỗ, 1 đèn cồn
- Dung dịch NaOH, dung dịch (NH4)2SO4, NH4Cl, giấy quỳ
e. Thí nghiệm nhiệt phân muối amoni (tiết 2)
- 1 giá ống nghiệm, 1 ống nghiệm, 1 đèn cồn, thìa lấy hóa chất, NH4Cl tinh thể
f. Hệ thống câu hỏi: Gv chuẩn bị các phiếu học tập.
2. Chuẩn bị của học sinh:
- Học bài cũ và xem trước nội dung của bài mới
III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:
1 Ổn định tình hình lớp: Điểm danh hs trong lớp, ổn định trật tự
2 Kiểm tra bài cũ:
a Trình bày tính chất hóa học của N2, tại sao ở điều kiện thường N2 được xem là trơ về mặt hóa học?
b Trình bày phương pháp điều chế N2 trong PTN và trong CN Nêu một số ứng dụng của nitơ?
3 Đặt vấn đề:
- Như chúng ta đã được biết ở bài trước, một trong những ứng dụng của nitơ là dùng tồng hợp NH3 theo phương trình N2 + 3H2 2NH3 Vậy NH3 có những tính chất hóa – lý và ứng dụng của nó như thế nào mà lại được nhắc đến ở đây? Bài học hôm nay sẽ giúp chúng ta làm rõ câu hỏi đó
- Tiến trình bài dạy:
Trang 2Hoạt động 1: Cấu tạo phân
tử NH3:
- Gv yêu cầu hs viết CT
electron và CTCT của phân
tử NH3
- Gv cung cấp mô hình phân
tử NH3 trong không gian
Gv quan sát, lắng nghe, đánh
giá và kết luận
Nhóm hs làm việc, thảo luận, báo cáo kết quả
Hs: Nitơ ở vị trí: ô thứ 7, chu kỳ 2, nhóm VA
(Z=7) 1s22s22p3 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
Có 3 liên kết cộng hóa trị không cực trong phân tử N2
Hs các nhóm khác lắng nghe và đóng góp ý kiến như nội dung sgk
I AMONIAC:
H : :H
Hoạt động 2: tính chất vật lí:
- Gv phát phiếu học tập số 2
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
Gv: Có độc không? Thể tích
nitơ thường chiếm bao nhiêu
trong không khí?
Gv thông tin thêm về thí
nghiệm “say nitơ” và tác hại
của nitơ trong việc lặn sâu
- Hs nêu các tính chất vật lí của nitơ dựa vào bình mẫu chứa khí nitơ và các kiến thức sgk
Hs: Khí N2 không độc, chiếm 4/5 thể tích kk
II TÍNH CHẤT VẬT LÍ:
Ở điều kiện thường:
- Là chất khí không màu, không mùi, không vị
- = 28/29 hơi nhẹ hơn kk
- Hóa lỏng ở -196oC, hóa rắn ở -210oC
- Rất ít tan trong nước
- Không duy trì sự cháy và sự sống
Trang 3Hoạt động 3: tính chất hóa
học:
Gv phát phiếu học tập số 3
cho các nhóm thảo luận:
Gv bổ sung: ở nhiệt độ cao,
đặc biệt có xúc tác, nitơ trở
nên hoạt động hơn và có thể
td nhiều chất
Gv đặt vấn đề: hãy cho biết
số oxi hóa của nitơ trong các
chất sau: NH3, Mg3N2, N2,
N2O, NO, NF3, NO2, HNO3?
-Dựa vào số oxi hóa đơn chất
nitơ hãy dự đoán tính chất
hóa học của đơn chất nitơ?
GV dẫn dắt: vậy tính chất
của nitơ thể hiện trong các
phản ứng như thế nào chúng
ta cùng tìm hiểu:
Các nhóm thảo luận và giải đáp
Hs: do 2 nguyên tử N liên kết với nhau bằng 1liên kết ba không phân cực nên rất bền, năng lượng liên kết lớn, vì thế nitơ khá trơ về mặt hóa học ở nhiệt độ thường
Hs xác định số oxi hóa của nitơ
Hs: khi tham gia phản ứng oxi hóa khử, số oxi hóa của nitơ trong phân
tử N2 tăng lên hoặc giảm xuống vì thế N2 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 tác dụng nhiều chất
- Tùy thuộc vào sự thay đổi số oxi hóa, nitơ có thể thể hiện tính khử hay tính oxi hóa.(nhấn mạnh: chủ yếu là tính oxi hóa)
Hoạt động 4: Tính oxi hóa:
Gv: Yêu cầu hs kể tên 1 số
kim loại hoạt động 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 số oxi
hóa của nitơ trước và sau
phản ứng và vai trò của chất
tham gia phản ứng Giải
thích?
Hs: kim loại mạnh như Li, Na, K,
Mg, Ba…
Hs viết PTPƯ lên bảng 3Mg + N2 Mg3N2
Magie nitrua
6Li +N2 2Li3N Liti nitrua
Hs: Trong 2 phản ứng trên, N2 thể hiện tính oxi hóa Do số oxi hóa của nitơ giảm từ 0 –3
Mg và Li thể hiện tính Khử
1. Tính oxi hóa:
a Tác dụng với kim loại mạnh (Li,
Na, K, Mg, Ba…)
Ví dụ:
3Mg + N2 Mg3N2
Magie nitrua
6Li +N2 2Li3N Liti nitrua
Trang 4Gv lưu ý hs: Li tác dụng với
N2 ở nhiệt độ thường
Gv: Yêu cầu hs viết PTPƯ
với hidro, xác định số oxi
hóa 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 N2 khi tác dụng
với kim loại và hidro
Gv thông tin thêm: Đặc điểm
của PƯ N2 với H2 là thuận
nghịch Điều kiện PƯ là to, p,
xt
Gv dẫn dắt: Cha ông ta ngày
xưa có câu
“Lúa chiêm lất ló đầu bờ
Hễ nghe tiếng sấm phất cờ
mà lên”
Câu ca dao trên thể hiện kinh
nghiệm của người xưa trong
việc đồng áng tuy nhiên nó
lại được giải thích theo hóa
học một cách rất đơn giản
Chúng ta sẽ tìm lời giải thích
đó trong phần tiếp theo
Hs viết PTPƯ lên bảng
N2 + 3H2 2NH3
Hs: vậy khi tham gia phản ứng với kim loại mạnh, hoặc với hidro, N2
thể hiện tính oxi hóa (do có số oxi hóa giảm từ 0 –3)
b Tác dụng với hidro:
N2 + 3H2 2NH3
Hoạt động 5: tính khử:
Gv: Yêu cầu học sinh chú ý
hình … trong SGK trang …
Quá trình trên thu được sản
phẩm gì? Viết PTPƯ?
Gv: Yêu cầu hs xác định số
oxi hóa các nguyên tố trước
và sau phản ứng và nêu vai
trò của nitơ
Hs: quan sát hình vẽ Qúa trình trên tạo ra khí Nitơ monooxit
N2 + O2 2NO
Hs: Trước phản ứng, số oxi hóa của
N và O đều là 0 Sau phản ứng, số oxi hóa của O là –2, của N là +2
N2 tác dụng với O2 thể hiện tính
2. Tính khử:
Tác dụng với oxi:
N2 + O2 2NO
Trang 5Gv bổ sung: đây là phản ứng
thuận nghịch Và khí NO
sinh ra kết hợp dễ dàng với
O2 trong không khí tạo thành
NO2 (màu nâu đỏ)
Gv: có 1 số oxit khác của
nitơ như: N2O, N2O3, N2O5
chúng không điều chế trực
tiếp từ nitơ và oxi
Gv: giải thích câu ca dao
Gv: cho hs kết luận tính chất
hóa học N2
Gv củng cố: phát phiếu học
tập số 4
Gv dẫn dắt: vậy dựa vào
những tính chất trên chúng ta
xem nitơ có những ứng dụng
như thế nào?
khử do có số oxh tăng từ 0 +2
Hs: N2 thể hiện tính khử khi tác dụng với nguyên tố có độ âm điện lớn hơn (như O2), thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với nguyên tố có
độ âm điện nhỏ hơn (như kim loại mạnh, H2)
Hs: 1C (H2, Na, O2, Mg.) 2D (N2 thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với kim loại mạnh và hiđro, thể hiện tính khử khi tác dụng với O2)
NO kết hợp dễ dàng với oxi:
2NO + O2 2NO2 (nâu đỏ)
Chú ý: 1 số oxit khác của nitơ như: N2O,
N2O3, N2O5 chúng không điều chế trực tiếp từ nitơ và oxi
*Kết luận: N2 thể hiện tính khử khi tác dụng với nguyên tố có độ âm điện lớn hơn (như O2), thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với nguyên tố có độ âm điện nhỏ hơn như (kim loại mạnh, H2)
Hoạt động 6: Ứng dụng:
Gv: 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: Nguyên tố N là
thành phần của protein Khí
N2 có to sôi thấp nên dùng
làm lạnh trong công nghiệp
và trong phòng thí nghiệm
Dựa vào tính trơ của nitơ mà
bảo quản tranh vẽ trong viện
bảo tàng (chứa đầy khí nitơ
trong ống của cuộn tranh
tránh bị các phân tử khác oxi
Hs: Nêu các ứng dụng của nitơ: là thành phần dinh dưỡng chính của thực vật, tổng hợp NH3, sản xuất HNO3, phân đạm…
Trong công nghiệp luyện kim, thực phẩm, điện tử…tạo môi trường trơ, nitơ lỏng còn ứng dụng trong bảo quản máu và các vật mẫu sinh học khác…
IV ỨNG DỤNG
Nitơ à thành phần cấu tạo nên protêin, thành phần dinh dưỡng chính của thực vật (phải là cơ thể sống mới đúng chứ)
- Công nghiệp:
* Tổng hợp NH3, sản xuất HNO3, phân đạm…
* Môi trường trơ trong luyện kim, thực phẩm, điện tử…
- Y tế: N2 lỏng: bảo quản mẫu máu, các mẫu vật sinh học khác…
Trang 6hóa hư màu vẽ) N2 còn được
bơm vào bóng đèn điện để
giảm sự bốc hơi kim loại trên
bề mặt dây tóc, hay bơm nitơ
vào phổi bệnh nhân lao để ép
lá phổi cho nó nghỉ ngơi…
Hoạt động 7: Trạng thái tự
nhiên và điều chế:
Gv: Trong tự nhiên nitơ ở
đâu và các dạng tồn tại nó là
gì?
Gv: Người ta điều chế nitơ
bằng cách nào?
Gv: Dùng hình ảnh để giảng
giải phương pháp, nguyên tắc
cho hs hiểu phương pháp
tách nitơ trong công nghiệp
Gv: Dựa vào tính chất nào
mà người ta sản xuất nitơ
bằng phương pháp chưng cất
phân đoạn
Gv trình bày cách điều chế
nitơ trong phòng thí nghiệm
Hs: Nitơ tồn tại ở 2 dạng:
Dạng tự do, nitơ có nhiều trong không khí (chiếm gần 4/5 thể tích không khí)
Dạng hợp chất, nitơ có trong diêm tiêu natri (NaNO3)
Hs: kết hợp sgk trả lời
Hs: dựa vào tính chất vật lí của nitơ Nitơ sôi ở – 196oC
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:
NH4 NO2 N2 + 2H2O
NH4Cl + NaNO2 NaCl + N2 + 2H2O
Hoạt động 7: Củng cố
Gv yêu cầu học sinh nắm
vững các ý sau:
- Tính chất vật lý của N2
- N2 thể hiện tính oxi hóa
hoặc tính khử nhưng tính oxi
hóa là tính chất chủ yếu
- Phương pháp điều chế N2
trong công nghiệp và trong
phòng thí nghiệm
Gv phát phiếu học tập số 5
Gv cho bài tập về nhà
Hs: 1C; 2C; 3A; 4B; 5A; 6C
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1
- Dựa vào bảng tuần hoàn cho biết nitơ ở vị trí nào?
- Hãy viết cấu hình electron của nguyên tử N, từ đó nhận xét về số e lớp ngoài cùng (số electron độc thân)
- Viết CT electron, CT cấu tạo của phân tử N2 (theo quy tắc bát tử)
Trang 7- Nhận xét đặc điểm 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 ? Từ đó cho biết N2 nặng hay nhẹ hơn không khí?
- N2 có duy trì sự cháy và sự sống không?
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3
- Nitơ là phi kim khá hoạt động (độ âm điện = 3) tuy nhiên ở nhiệt độ thường, nitơ khá trơ về mặt hoá học dựa vào CTCT của N2 hãy giải thích tại sao?
- 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
- Bằng các phản ứng hoá học (với H2, KL, O2…) 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
1. Nitơ phản ứng với tất cả các chất trong dãy chất nào dưới đây?
A H2, Li, O2, Ag
B H2, Li, O2, Cu
C H2, Na, O2, Mg
D H2, Li, O2, Hg
2. Trong các phát biểu sau phát biểu nào đúng?
A N2 thể hiện tính khử khi tác dụng với H2, kim loại
B N2 thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với Cu
C N2 thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với O2
D N2 thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với kim loại mạnh và hiđro, thể hiện tính khử khi tác dụng với O2
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 5 Trắc nghiệm: khoanh tròn vào 1 phương án trả lời đúng:
1 Câu nào sai?
A Phân tử N2 bền ở nhiệt độ thường
B Phân tử N2 có liên kết ba giữa 2 nguyên tử
C Phân tử N2 còn 1 cặp e chưa tham gia liên kết
D Phân tử N2 có năng lượng liên kết lớn
2 Số oxi hoá của N trong N2, , HNO3, lần lượt là:
A 0, –3, +5, +4 B 0, –4, +5, +4 C 0, –3, +5, +3 D 0, –4, +5, +3
3 Chọn câu đúng
(I) Nitơ là chất trơ ở nhiệt độ thường vì trong phân tử khí nitơ có liên kết ba bền
(II) Nitơ duy trì sự cháy và sự hô hấp
(III) Nitơ tan nhiều trong nước
(IV) Nitơ có độ âm điện nhỏ hơn oxi
A (I); (IV) B (II); (III) C (I); (III) D (I); (II)
4 Hợp chất nào sau đây không được điều chế trực tiếp từ các đơn chất
A N2O B NO2 C Mg3N2 D NH3
5 Trong phòng thí nghiệm N2 tinh khiết được điều chế từ:
A Không khí
B NH4NO2
C NH3 và O2
Trang 8D Tất cả đều đúng.
6 Trong Công nghiệp, N2 được điều chế bằng cách:
A Dùng than nóng đỏ tác dụng với oxi không khí
B Dùng Cu để oxi hóa hết oxi không khí ở nhiệt độ cao
C Hóa lỏng không khí rồi chưng cất phân đoạn
D Dùng H2 tác dụng hết với oxi ở nhiệt độ cao rồi hạ nhiệt độ để nước ngưng tụ