1. Trang chủ
  2. » Giáo án - Bài giảng

Giáo án Hóa 11 bài Cacbon

7 7,6K 70

Đang tải... (xem toàn văn)

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 7
Dung lượng 41,31 KB

Nội dung

I. KIẾN THỨC KỸ NĂNG 1. Kiến thức Học sinh biết vị trí của cacbon trong bảng hệ thống tuần hoàn, viết được cấu hình electron nguyên tử. Biết cấu trúc và tính chất vật lý của các dạng thù hình chính của cacbon. Biết các tính chất hoá học cơ bản của cacbon. Trong một số hợp chất, cacbon thường có số oxi hóa +2 hoặc +4. Biết vai trò quan trọng của cacbon đối với đời sống và sản xuất. 2. Kỹ năng Đọc, tóm tắt thông tin về tính chất vật lí, các dạng thù hình, ứng dụng và trạng thái tự nhiên của cacbon. Giải thích tính chất dựa vào đặc điểm cấu trúc tinh thể của các dạng thù hình của cacbon. Dự đoán tính chất hóa học của cacbon dựa trên kiến thức về cấu tạo nguyên tử, các số oxi hóa của nguyên tố cacbon. Chọn phản ứng hóa học để minh họa. Vận dụng được những tính chất vật lí và hoá học của cacbon để giải các bài tập có liên quan. Biết sử dụng các dạng thù hình của C trong các mục đích khác nhau. 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 cacbon.

Trang 1

I KIẾN THỨC KỸ NĂNG

1 Kiến thức

- Học sinh biết vị trí của cacbon trong bảng hệ thống tuần hoàn, viết được cấu hình electron nguyên tử

- Biết cấu trúc và tính chất vật lý của các dạng thù hình chính của cacbon

- Biết các tính chất hoá học cơ bản của cacbon Trong một số hợp chất, cacbon thường có số oxi hóa +2 hoặc +4

- Biết vai trò quan trọng của cacbon đối với đời sống và sản xuất

2 Kỹ năng

- Đọc, tóm tắt thông tin về tính chất vật lí, các dạng thù hình, ứng dụng và trạng thái tự nhiên của cacbon

- Giải thích tính chất dựa vào đặc điểm cấu trúc tinh thể của các dạng thù hình của cacbon

- Dự đoán tính chất hóa học của cacbon dựa trên kiến thức về cấu tạo nguyên tử, các số oxi hóa của nguyên tố cacbon Chọn phản ứng hóa học để minh họa

- Vận dụng được những tính chất vật lí và hoá học của cacbon để giải các bài tập có liên quan

- Biết sử dụng các dạng thù hình của C trong các mục đích khác nhau

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 cacbon

II CHUẨN BỊ CỦA GV VÀ HS

1. Chuẩn bị của giáo viên

- Sơ đồ biểu diễn các trạng thái tự nhiên của cacbon

- Hệ thống câu hỏi (phiếu học tập), bút lông, giấy A4

2. Chuẩn bị của học sinh

- Hs xem cấu trúc tinh thể kim cương (lớp 10), và tính chất hoá học của cacbon (lớp 9)

- Hs xem qua bài mới trước khi lên lớp

III.PHƯƠNG PHÁP: Trực quan, thảo luận, đàm thoại, phát vấn

IV HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

1 Ổn định tình hình lớp (1 phút)

- Điểm danh học sinh trong lớp, ổn định trật tự

2 Đặt vấn đề (3 phút)

- Gv đặt câu hỏi cho hs: “em nào có thể cho thầy biết ở chương trình hóa năm học trước chúng ta đã được học về các nhóm nguyên tố phi kim nào?” Sau khi học sinh trả lời, giáo viên nhận xét và thông báo Ở chương trình hóa học 10 các em đã được tìm hiểu qua 2 nhóm nguyên tố phi kim là nhóm Oxi và nhóm Halogen Lên lớp 11 các em được học thêm nhóm phi kim Nito – Photpho Và hôm nay chúng ta

sẽ cùng nhau tìm hiểu về nhóm phi kim cuối cùng, có rất nhiều ứng dụng trong đời sống Chúng ta cùng đến với chương III nhóm CACBON – SILIC

- Các em đều biết kim cương rất có giá trị, nó không những được dùng làm đồ trang sức mà còn là chất cứng nhất nên có nhiều ứng dụng trong công nghiệp, nhưng ngược lại than chì lại có rất nhiều và mềm mặc dù kim cương và than chì đều tạo từ nguyên tố Cacbon Vậy Cacbon còn dạng thù hình nào khác và tính chất của chúng như thế nào, chúng ta cùng tìm hiểu ở bài đầu tiên của chương này Bài CACBON

- Tiến trình bài dạy:

Hoạt động 1: Tìm hiểu vị trí

và cấu hình electron nguyên

tử của cacbon (6 phút)

I VỊ TRÍ VÀ CẤU HÌNH ELECTRON CỦA NGUYÊN TỬ

Trang 2

- Gv chia lớp thành 6 nhóm

thảo luận giải quyết các yêu

cầu trong phiếu học tập số 1

(gv phát cho mỗi nhóm 1

giấy A4 cùng 1 viết lông, hs

trình bày kết quả thảo luận ra

giấy và nộp lại)

- Gv thông tin thêm: cacbon

có 2 electron độc thân ở phân

lớp 2p Khi ở trạng thái kích

thích, 1 electron ở phân lớp

2s chuyển sang phân lớp 2p,

lúc này cacbon bị kích thích

có cấu hình e là 1s22s12p3 với

4 electron độc thân

Nhóm hs làm việc, thảo luận, báo cáo kết quả

- (Z=6) 1s22s22p2

- Cacbon ở ô thứ 6, chu

kì 2, nhóm IVA

- Có 4e lớp ngoài cùng nên trong hợp chất nguyên tử cacbon có thể tạo tối đa 4 liên kết cộng hóa trị với các nguyên tử khác

- Các số oxi hóa của cacbon là –4; 0; +2 và +4

- Cacbon (Z=6) 1s22s22p2

- Cacbon ở ô thứ 6, chu kì 2, nhóm IVA

- Có 4e lớp ngoài cùng nên trong hợp chất nguyên tử cacbon có thể tạo tối

đa 4 liên kết cộng hóa trị với các nguyên tử khác

- Các số oxi hóa của cacbon là –4; 0; +2 và +4

Vd: CH4; C; CO; CO2

Hoạt động 2: tìm hiểu về

tính chất vật lí (10 phút)

- Tính chất vật lí của cacbon

phụ thuộc trực tiếp vào cấu

trúc mạng tinh thể của các

dạng thù hình

- Gv phát phiếu học tập số 2

Yêu cầu học sinh thảo luận

hoàn tất nội dung trong phiếu

học tập

- Sau khi các nhóm nộp lại

kết quả thảo luận Gv gọi bất

kì các thành viên ở mỗi

nhóm trả lời các câu hỏi sau:

+ Tại sao kim cương lại

cứng?

+ Tại sao than chì lại mềm?

+ Do đâu mà cacbon vô định

hình có tính hấp phụ mạnh?

- Gv giải thích rõ 3 ý trên cho

hs hiểu

+ Do cấu trúc tháp tứ diện

đều, 1 C liên kết với 4 C

khác bằng liên kết CHT bền

nên Kim cương có độ cứng

rất cao (Kim cương – 10; đá

cẩm thạch – 3; thạch anh –

7… theo Mohs)

- Hs quan sát mạng tinh thể kết hợp đọc nội dung sgk, tiến hành thảo luận

để hoàn thành nội dung phiếu số 2

- Hs giải đáp câu hỏi phụ có sự trợ giúp của các thành viên trong nhóm (nếu cần)

+ Do cấu trúc tứ diện đều, 1 C liên kết với 4 C khác bằng liên kết CHT bền

+ Do cấu trúc lớp, các lớp liên kết với nhau bằng tương tác yếu + Do cấu tạo xốp mà cacbon vô định hình có tính hấp phụ mạnh

II TÍNH CHẤT VẬT LÍ

- Nguyên tố cacbon có 1 số dạng thù hình chính là kim cương, than chì, fuleren và cacbon vô định hình Chúng khác nhau về tính chất vật lý

Kim cương:

 Tinh thể trong suốt, không màu, không dẫn điện, dẫn nhiệt kém

 Cấu trúc tứ diện đều

 Rất cứng, là chất cứng nhất

Than chì:

 Tinh thể màu xám đen

 Cấu trúc lớp

 Mềm, dễ tách lớp

Fuleren:

 Gồm các phân tử C60, C70, …

 Cấu trúc hình cầu rỗng

Cacbon vô định hình:

 Cấu tạo xốp

 Khả năng hấp phụ mạnh

Trang 3

+ Do cấu trúc lớp, các lớp

liên kết với nhau bằng tương

tác yếu, các lớp than chì dễ

tách khỏi nhau, khi vạch lên

giấy sẽ để lại vạch đen gồm

nhiều lớp tinh thể than chì

+ Ngoài ra, 1 loại dạng thù

hình của C mà chúng ta chưa

được học đó là Fuleren bao

gồm các phân tử C60, C70, …

có cấu trúc hình cầu rỗng

+ Cacbon vô định hình cũng

được xem là 1 dạng thù hình

của cacbon, Trong dạng vô

định hình, cacbon chủ yếu có

cấu trúc tinh thể của than chì

nhưng không liên kết lại

trong dạng tinh thể lớn Có

cấu tạo xốp, khả năng hấp

phụ cao các chất khí và chất

tan trong dung dịch

Hoạt động 3: tìm hiểu về

tính chất hóa học (12 phút)

- Gv: Trong dạng vô định

hình, cacbon chủ yếu có cấu

trúc tinh thể của than chì

nhưng không liên kết lại

trong dạng tinh thể lớn nên

sẽ ít tiêu tốn năng lượng cho

việc phá vỡ mạng tinh thể so

với kim cương và than chì

Chính vì thế mà cacbon vô

định hình hoạt động hơn cả

về mặt hóa học so với các

dạng tồn tại khác

- Gv tổ chức cho các nhóm

thảo luận giải quyết nội dung:

Từ nội dung phần I – Vị trí và

cấu hình electron nguyên tử,

em hãy dự đoán tính chất hóa

học cơ bản của C Cho ví dụ

minh họa, chỉ rõ vai trò của C

trong mỗi phản ứng?

- Gv bổ sung: Mặc dù cacbon

thể hiện tính khử hoặc tính

oxi hóa trong các phản ứng

oxi hóa – khử song tính khử

vẫn là tính chất chủ yếu của

cacbon

- Các nhóm thảo luận và giải đáp

Hs: Cacbon có số oxi hóa trung gian (0) có khả năng tăng (lên +2, +4) hoặc giảm (xuống – 4) trong các phản ứng oxi hóa – khử, thể hiện tính khử hoặc tính oxi hóa

III TÍNH CHẤT HÓA HỌC

- Trong các dạng tồn tại của cacbon, cacbon vô định hình hoạt động hơn

cả về mặt hóa học Tuy nhiên ở nhiệt

độ thường cacbon khá trơ, khi đun nóng ở nhiệt độ cao, cacbon phản ứng được với nhiều chất

- Cacbon thể hiện tính khử hoặc tính

oxi hóa trong các phản ứng oxi hóa – khử song tính khử vẫn là tính chất chủ yếu của cacbon

Trang 4

- Gv đặt vấn đề: Cacbon thể

hiện tính khử khi tác dụng

với những chất nào?

- Gv chỉ định 1 học sinh nêu

một vài ví dụ?

- Gv đặt câu hỏi thảo luận:

Khi sử dụng bếp than, khí

nào gây đau đầu, chóng mặt,

khó chịu? Nên sử dụng bếp

than như thế nào để giảm

thiểu sự ô nhiễm không khí?

- Gv thông tin thêm về tác

hại của việc đốt than tổ ong

trong phòng kín

- Gv: ngoài ra C cũng thể

hiện tính khử khi tác dụng

với các chất oxi hóa như

HNO3, H2SO4đ, KClO3, …

Trong các phản ứng này, C

thường bị oxi hóa đến C +4

trong CO2

- Gv đặt vấn đề: Ngoài tính

khử, C còn thể hiện tính oxi

hóa khi tác dụng với những

chất nào? Cho ví dụ minh

họa

- Hs: Cacbon thể hiện tính khử khi tác dụng với chất oxi hóa

- Hs: Các chất oxi hóa như O2, HNO3, H2SO4đặc,

- Hs: Khi sử dụng bếp than, khí CO là khí gây đau đầu chóng mặt Nên

sử dụng bếp than ở nơi thoáng khí (dư O2) để giảm thiểu lượng khí

CO tạo ra

- Hs: C thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với những chất khử mạnh như H2 và các kim loại hoạt động

1. Tính khử

a. Tác dụng với oxi

0 +4

C + O2 CO2

Ở nhiệt độ cao, C lại khử CO2 theo phản ứng:

0 +4 +2

C + CO2 2CO Sản phẩm tạo ra trong quá trình đốt cháy chứa đồng thời khí CO2 và

CO Điều kiện Oxi dư, sản phẩm tạo

ra chứa nhiều khí CO2, điều kiện thiếu Oxi sản phẩm tạo ra chứa nhiều khí

CO

b. Tác dụng với hợp chất

0 +5 +4 +4

C + 4HNO3đ CO2 + 4NO2 +2H2O

2. Tính oxi hóa

a. Tác dụng với hidro

0 –4

C + 2H2 CH4

b. Tác dụng với kim loại

0 –4

4Al + 3C Al4C3

Hoạt động 4: Ứng dụng (4

phút)

Gv: Yêu cầu hs dựa vào kiến

thức thực tế và sách giáo

khoa trình bày các ứng dụng

của Cacbon

Gv thông tin thêm về ứng

dụng của cacbon

Hs: Trình bày ứng dụng của Cacbon có sự bổ sung của các thành viên trong lớp

IV. ỨNG DỤNG

 Kim cương

 Đồ trang sức

 Mũi khoan, dao cắt thủy tinh

 Bột mài (đánh bóng)

 Than chì

 Bút chì

 Điện cực, chất bôi trơn

 Nồi nấu chảy các hợp kim chịu nhiệt

 Than cốc: làm chất khử trong luyện kim

 Than gỗ: chế tạo thuốc nổ đen, thuốc pháo

Trang 5

 Than hoạt tính: mặt nạ phòng độc, dùng trong công nghệ hóa chất

 Than muội: dùng làm chất độn cao

su, mực in, xi đánh giày

Hoạt động 5: Trạng thái tự

nhiên (4 phút)

Gv: Yêu cầu hs dựa vào kiến

thức thực tế và sách giáo

khoa trình bày các nội dung

sau:

+ Trong tự nhiên C tồn tại ở

những trạng thái nào?

+ Vai trò của C đối với sự

sống?

Hs: Tham khảo sách giáo khoa

V. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN

(Chuẩn bị sẵn sơ đồ)

Hoạt động 6: Điều chế (4

phút)

Gv: Trình bày các phương

pháp điều chế C ở các dạng

khác nhau

Hs: Tham khảo sách giáo khoa

VI. ĐIỀU CHẾ

- Kim cương nhân tạo: Nung than chì

ở 2000oC, áp suất 50 đến 100 nghìn atmotphe với xúc tác Fe, Cr, Ni

- Than chì nhân tạo: Nung than cốc ở

2500 – 3000oC trong lò điện không

có không khí

- Than cốc: Nung than mỡ ở 1000oC trong lò cốc không có không khí

- Than mỏ: khai thác trực tiếp

- Than gỗ: đốt gỗ trong điều kiện thiếu không khí

- Than muội: CH4 C +2H2

Hoạt động 7: Củng cố - nhắc

nhở (1 phút)

Gv yêu cầu học sinh nắm

vững các ý sau:

- Tính chất lý - hóa của C

- C thể hiện tính oxi hóa hoặc

tính khử nhưng tính khử vẫn

là tính chất chủ yếu

- Phương pháp điều chế C,

ứng dụng và trạng thái tự

nhiên của C

Gv cho bài tập về nhà: 1, 2,

3, 4, 5 trang 70/sgk

Trang 6

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1

- Cho biết Cacbon có Z = 6 Viết cấu hình electron của Cacbon

- Xác định vị trí của cacbon trong bảng tuần hoàn

- Hãy cho biết số oxi hóa có thể có của nguyên tố cacbon Giải thích, nêu ví dụ minh họa

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2 Học sinh quan sát cấu trúc mạng tinh thể trang 66/sgk, kết hợp nội dung sgk hoàn tất bảng tổng kết sau:

Tính chất Trong suốt, không màu,

không dẫn điện, dẫn nhiệt kém, rất cứng

Màu xám đen, mềm Khả năng hấp phụ mạnh

các chất khí và chất tan trong dung dịch

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2 Học sinh quan sát cấu trúc mạng tinh thể trang 66/sgk, kết hợp nội dung sgk hoàn tất bảng tổng kết sau:

Cấu trúc

Tính chất

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2 Học sinh quan sát cấu trúc mạng tinh thể trang 66/sgk, kết hợp nội dung sgk hoàn tất bảng tổng kết sau:

Cấu trúc

Tính chất

Trang 7

Cacbon tự do

Khoáng vật

Ngày đăng: 09/01/2015, 20:44

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w