giáo án nâng cao chương 4(8&9)

NỘI DUNG LÝ THUYẾT 1 t 1.Tính chất của oxy -.Tính chất vật lý của oxy - ứng dụng vào điều chế thu oxy từ không khí -.Tính chất hóa học của oxy - viết phương trình hóa học.. -aVi ết c ác

GIÁO ÁN TỰ CHỌN CHUYÊN ĐÈ NÂNG CAO (CHƯƠNG IV– HÓA 8- Thời

lượng 6 tiết) OXY - KHÔNG KHÍ CÁC VẤN ĐỀ CÓ LIÊN QUAN VÀ GIẢI THÍCH THỰC TẾ

A MỤC TIÊU CỦA CHUYÊN ĐỀ

-Kiến thức

+ Củng cố nhanh các kiến thức cơ bản trong chương IV để làm tiêu đề

+ Mở rộng kiến thức cơ bản sang lĩnh vực giải thích các hiện tượng thực tế

+ Ứng dụng thực tế để giải bài tập có liên quan

- Kỹ năng:

+ Hoạt động nhóm

+ Sử dụng tư duy lôgic giải thích vấn để

+Kỹ năng giải các bài tập xuất phát từ thực tiễn

- Thái độ giá trị:Củng cố trong học sinh lòng say mê tìm hiểu bộ môn , hứng thú khi giải quyết được vấn đề

B NỘI DUNG LÝ THUYẾT (1 t)

1.Tính chất của oxy

-.Tính chất vật lý của oxy - ứng dụng vào điều chế thu oxy từ không khí

-.Tính chất hóa học của oxy - viết phương trình hóa học

2 oxit

- Định nghĩa: là hợp chất của oxy và một nguyên tố khác ( phi kim + kim loại )

- Công thức: AxnOyII: n x = y.II

- Phân loại và cách đọc tên:

3.Sự oxy hóa - sự cháy - sự oxy hóa chậm

- Định nghĩa:

- So sánh:

4.Phản ứng phân hủy - phản ứng hóa hợp

- Định nghĩa:

- So sánh:

5.Phương pháp điều chế oxy

- Nguyên liệu: KMnO4, KClO3, Không khí và H2O

- Phương pháp và cách thu khí

6 Thành phần không khí và bảo vệ không khí

C.BÀI TẬP (5 t)

Bài 1: Mỗi giờ một người lớn tuổi hít vào trung bình 0,5m3 không khí, cơ thể giữ lại1/3 lượng oxy có trong không khí đó Như vậy, thực tế mỗi người trong một ngày đêm cần:

a) thể tích không khí là: b/n? b) Thể tích oxy là: bn?

( các khí đo được ở ĐKTC)

Bài 2: Cho 3 bình chứa oxi có thể tích như nhau ở đk thường

B1: cho 1 mol S đang cháy vào

B2: cho 1mol P đang cháy vào.

B3: cho 1 mol Fe đang cháy vào

-a)Vi ết c ác phương trình hóa học xảy ra

b) Hãy cho biết các chất có mặt trong mỗi bình sau phản ứng

Bài 3: Người ta dùng đèn xì Oxi- Axetilen để hàn cắt kim loại Phản ứng của Axetilen C2H2 trong Oxi tạo ra khí Cacbondioxit, hơi nước đồng thời tỏa ra nhiều nhiệt

a)Viết phương trình hóa học xảy ra

b)Làm thế nào để có được lượng nhiệt tỏa ra tối đa mà không gây lãng phí nhiên liệu

Cho hình vẽ:

-Ống 1 dẫn khí Oxi ra ngoài với lượng là 1,5 mol

-Ống 2 dẫn khí Axetilen ra ngoài với lượng là 1mol

-Mỗi nấc của van A sẽ làm tăng (giảm) 0,5 mol khí Oxi thoát ra ngoài

Phải điều chỉnh van A tăng lên (tăng lượng Oxi thoát ra) hay giảm xuống (giảm lượng Oxi thoát ra) bao nhiêu nấc để thích hợp và lượng Oxi lúc đó là bao nhiêu Bài 4:Lấy cùng một lượng KClO3 và KMnO4 để điều chế Oxi

a) Chất nào sẽ cho nhiều Oxi hơn, giải thích

b) Khi điều chế bằng KClO3 người ta có thể dùng thêm MnO2 thì tốc độ khí Oxi sinh ra nhanh gấp 3 lần Hãy tính thời gian để điều chế được 33,6 l Oxi (ĐKTC) trong cả hai trường hợp có và không có MnO2 l àm x úc t ác Biết rằng nếu không có chất xúc tác thì 1 phút điều chế được 0,025 mol Oxi Bài 5: Trên đĩa cân ở vị trí cân bằng, có đặt một cốc có dung tích là 0,5 lít Sau đó, người ta dùng khí Cacbonic để đẩy không khí khỏi cốc đó

Hỏi phải đặt thêm vào đĩa cân bên kia quả cân bao nhiêu để cân trở lại thăng bằng Các khí đều tính ở đktc

Bài 6: Cho các dụng cụ sau: ống nghiệm(1), bình chứa tam giác(2), ống dẫn

cong(3), giá đỡ sắt(4), đèn cồn(5), nút cao su(6), chậu thủy tinh(7) Hãy vẽ sơ đồ điều chế và thu khí Oxi bằng 2 cách

Bài 7:a) Trong chất diêm sinh (Diêm cháy- diêm sinh) có chứa 50% là KClO3, thành phần còn lại có mặt của P và một số chất không cháy khác Biết một que diêm có khoảng 0.25gam diêm sinh, tính lượng KClO3 trong 1 hộp diêm ( 20que)

Van A

ống 1 ống 2

b)Khi đánh diêm, ma sát làm nóng KClO3 sinh ra Oxi, lợng Oxi này cộng với nhiệt

độ do ma sát đã làm bốc cháy P (Vai trò như chất dẫn cháy) tạo ra ngọn lửa Hãy viết các phương trình hoá học cho quá trình trên, tính lượng Oxi sinh ra trong 1 hộp diêm

Bài 8: Trong hộp (V= 2lít) có nuôi 15 cá thể Châu Chấu Nếu biết rằng để sống 1 giờ mỗi con Châu Chấu cần 3cm3 Oxi

a)Sau khi nuôi 1 ngày đêm thì Châu Chấu còn sống không? tại sao?

b)Để các cá thể Châu Chấu đều sống tốt trong thời gian trên thì cần nuôi chúng trong bình bao nhiêu lít không khí?

Bài 9:Để điều chế Al2O3 là thành phần chính của đá quý nhân tạo, người ta đã cho O2 tác dụng với bột nhôm trong lò có nhiệt độ cao Muốn tạo ra 1 tạ sản phẩm cần dùng bao nhiêu nguyên liệu, biết hiệu suất phản ứng là 80%

Để tạo màu cho đá quý nhân tạo, người ta cho thêm vào thành phần chính các phụ gia, trong đó có kim loại đồng để tạo màu xanh và Crôm để tạo màu vàng Cùng một lượng vhất thìtỉ lệ tạo màu như sau:

Màu xanh đậm Màu vàng xanh Màu vàng đậm

Nếu sử dụng trong một lần pha chế màu 0.25 mol đồng và 0.25 mol Crôm thì màu

đá quý có được như thế nào?

ĐÁP ÁN Câu 1: a)Lượng không khí cần dùng trong một ngày đêm

Vkk= 0.5x 24 = 12 (m3)

b)Lượng Oxi cần trong một ngày đêm:

Voxi= 12x 1/5 x 1/3 = 0.8 (m3)

Câu 2: a) Các phương trình hoá học;

1 S + O2  SO2

2 4P + 5O2 2P2O5

3 3Fe + 2O2  Fe3O4

b) Số mol Oxi có trong mỗi bình ở ĐKT:

n(oxi) = 24/24= 1 mol

+Trong bình 1:

Tỉ lệ số mol PƯ: n(lưu huỳnh)/ n(oxi) = 1:1

Tỉ lệ số mol GT: n(lưu huỳnh)/ n(oxi) = 1:1

t o

t o

Vì tỉ lệ số mol PƯ = GT nên phản ứng đã xảy ra vừa đủ, chất co mặt sau phản ứng chỉ có thể là sản phẩm SO2

+Trong bình 2:

Tỉ lệ mol PƯ: n(Photpho)/ n(oxi) =4:5 =0.8

Tỉ lệ mol GT: n(Photpho)/ n(oxi) = 1:1

Tỉ lệ số mol PƯ nhỏ hơn tỉ lệ số mol GT nên Phôt pho sẽ dư sau phản ứng, chất có mặt trong bình khi pư kết thúc: P và P2O5

+Trong bình 3:

Tỉ lệ số mol PƯ: n(Fe) / n(oxi) = 3:2 = 1.5

Tỉ lệ số mol GT: n(Fe) / n(oxi) = 1:1

Tỉ lệ số PƯ lớn hơn tỉ lệ số mol GT nên Oxi dư sau phản ứng, chất có mặt trong bình khi phản ứng kết thúc: Oxi và Fe3O4

Bài 3: a) PTHH: 2C2H2 + 5O2  4CO2 + 2H2O

b)Để có lượng nhiệt tối đa và không gây lãng phí nhiên liệu thì số mol của các chất tham gia phải tuân theo tỉ lệ PƯ tức là n(Axetilen)/ n(oxi) = 2:5

-Lượng Axetilen thoát qua ống 2 là cố định nC2H2 = 1 mol

-Lượng Oxi cần để đốt cháy hết 1 mol C2H2

nOxi= n(Axetilen)x 5/ 2 = 2.5 mol

Ống 1 đang dẫn 1.5 mol Oxi ra ngoài nên chưa thích hợp, cần điều chỉnh van A tăng lên để đạt 2.5 mol Số nấc phải tăng là: (2.5-1.5)/0.5 = 2 nấc

Bài 4: a) 2KClO3  2KCl + 3O2

2KMnO4  K2MnO4 + MnO2 + O2

Theo pthh thì cứ nếu có 2 mol KClO3 thì sinh ra 3 mol O2, còn có 2 mol KMnO4

thì chỉ sinh ra 1 mol O2 Vậy KClO3 sinh ra nhiều Oxi hơn

b)Số mol khí Oxi cần điều chế là:

n(oxi)= V/22.4 = 33.6/22.4= 1.5 mol

Thời gian để điều chế 1.5 mol O 2 khi không dùng xúc tác

T1= 1.5/ 0.025= 60 (phút)

thời gian để điều chế 1.5 mol Oxi khi dùng MnO2 xúc tác:

T2= 60/3= 20 (phút)

Bài 5: Khối lượng của 0.5 lít CO2 : m = 44x 0.5/ 22.4

Khối lượng của 0.5 lít không khí: m= 29 x0.5/ 22.4

Khối lượng khí sẽ tăng thêm là: (44x 0.5/22.4) – (29x 0.5/22.4)= 0.3348 (g)

Vậy phải đặt thêm quả cân nặng 0.3348 gam bên không khí để cân thăng bằng Bài 6: Sơ đồ điều chế và thu khí Oxi bằng cách đẩy nước và đẩy khí

t o

t o

Bài 7:a)Khối lượng KClO3 có mặt trong 1 hộp diêm là

(0.025x 50/100)x 20 = 0.25 gam

b) Các phương trình hoá học:

1 2KClO3  2KCl + 3O2

2 4P + 5O2  2P2O5

Số mol KClO3 có trong một hộp diêm là:

nKClO3 = mKClO3 /M KClO3 = 0.25/122.5= 0.002 mol

Theo phương trình hoá học 1 ta có số mol Oxi sinh ra

nO2 = nKClO3 x 3/2 = 0.002x 3/2 = 0.003 mol

Khối lượng Oxi sinh ra khi đánh lửa hểt 1 hộp diêm:

0.003x 32 = 0.096 Gam

Bài 8: Thể tích khí Oxi trong bình 2 lít là:

Voxi= 2x 1/5 = 0.4 lít= 400 cm3

Trong 1 ngày đêm 15 cá thể châu chấu cần lượng Oxi là:

15x 3x 24 = 1080 cm3

a) Lương Oxi trong bình đã không thể cung cấp đủ cho 15 cá thể châu chấu sống trong 1 ngày đêm

b) Để nuôi đủ 15 cá thể châu chấu như trên trong1 ngày đêm ta cần 1080 lít Oxi vậy phải cần1080x 5 = 5400 cm3 không khí tức là bình đó có dung tích đạt 5.4 lít

Bài 9: PTHH: 4Al + 3O2  2 Al2O3

Số mol của sản phảm cần điều chế là:

nAl2O3 = mAl2O3 /M Al2O3 = 105/ 102 mol

theo phương trình hoá học thì:

+Nếu hiệu suất 100% thì: nAl2O3 = nAl/2

+Nếu hiệu suất 80% thì : nAl2O3 = nAl x 0.8 /2

Vậy nAl= 2 x nAl2O3 / 0.8 = (2 x 105 )/ (0.8 x 102) = 2.105/81,6 mol

Khối lượng nhôm cần sử dụng là:

mAl= 2.105/81,6 x 27 = 0.66 x 105 gam = 66 Kg

khối lượng Oxi cần sử dụng là: 59 kg

b)Lập tỉ lệ khối lượng Cu và Cr

mCu/mCr = (0.25 x 64) / (0.25 x 52) = 16/13= 1.23

Dựa vào bảng tỉ lệ thì 1.23 nằm khoảng giữa thang tạo màu nên sản phẩm đá quý tạo ra có màu vàng xanh

GIÁO ÁN TỰ CHỌN CHUYÊN ĐÈ NÂNG CAO (CHƯƠNG IV– HÓA 9- Thời

lượng 6 tiết) HỢP CHẤT HIĐROCACBON I.KIẾN THỨC CẦN NHỚ

1.Khái niệm về hợp chất hữu cơ và hoá học hữư cơ

a.Khái niệm (sgk)

b.Phân loại: Gồm 2 chính VD: (sgk)

2.Cấu tạo phân tử hợp chất hữư cơ

-Đặc điểm cấu tạo phân tử hợp chất hữu cơ

+Hoá trị liên kết giữa các nguyên tử

+Mạch cácbon: (3 loại mạch chính)

+Trật tự liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử

-Công thức cấu tạo:

Vd: (sgk)

3.Mêtan: CH4 (16)

-Trạng thái tự nhiên, tính chất vật lí

-Tính chất hoá học

+Phản ứng cháy

+Phản ứng thế với Clo

-Ứng dụng (sgk)

4.Etilen C2H4 (28)

-Tính chất vật lí

-Cấu tạo phân tử

-Tính chất hoá học

+Phản ứng cháy

+Phản ứng cộng

+Phản ứng trùng hợp

-Ứng dụng

5.Axetilen C2H2 (26)

-Tính chất vật lí

-Cấu tạo phân tử

-Tính chất hoá học

+Phản ứng cháy

+Phản ứng cộng

-Ứng dụng và điều chế

6.Benzen C6H6 (78)

-Tính chất vật lí

-Tính chất hoá học:

+Phản ứng cháy

+Phản ứng thế

+phản ưng cộng (ĐK thích hợp…)

-Ứng dụng

II.BÀI TẬP

Bài 1: Viết công thức cấu tạo có thể có của C4H8

a.Mạch thẳng

H H H H

H-C=C-C-C-H H-C-C=C-C-H

H H H H H H H H

b.Mạch nhánh

H H

H - C-C-C - H

H C H

H H

c.Mạch vòng

H H

H H

C H H - C C - H

H - C C - C - H H - C C - H

H H H H

Bài 2: Hãy nêu cách nhận biết 4 chất khí sau đựng trong 4 lọ riêng biệt: CO2, CH4,

C2H4 và C2H2

-Dùng nước vôi trong nhận biết ra khí CO2

-Lấy cùng một lượng đối với 3 chất còn lại, cho phản ứng với một lượng Brôm như nhau

+Khí CH4 không làm mất màu nước Brôm

+Khí C2H4 làm nhạt màu Brôm ít

+Khí C2H2 làm mất màu Brơm nhiều

-Các PTHH

CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O

C2H4 + Br2  C2H4Br2

C2H2 + 2Br2 C2H2Br4

Bài 3: Đốt cháy 3 gam chất hữu cơ A, thu được 8,8 gam khí CO2 và 5,4 gam H2O a.Trong chất hữu cơ A cĩ những nguyên tố nào?

b.Biết phân tử khối của A nhỏ hơn 40 Tìm cơng thức phân tử của A

c.Chất A cĩ làm mất màu dung dịch Brơm khơng?

d.Viết phương trình của A vớI Clo khi cĩ ânh sáng?

Giải:

a.Số mol chất CO2 là: 8,8 x 44= 0.2 mol

Vậy khốI lượng cacbon là: 0.2 x 12= 2.4 gam

Số mol H2O là: 5,4 x 18= 0,3 mol

Vậy khốI lượng hiđrơ là: 0.3 x 2= 0.6 gam

Tổng khốI lượng của C và H trong A là: 2.4 +0.6 = 3 gam

Vây trong A chỉ cĩ 2 nguyên tố là C và H

Cơng thức chung của A là CxHy

Ta cĩ x:y = (mC /12): (mH/1) =2.4/12 : 0.6/1= 1 : 3

b.Cơng thức phân tử của A cĩ dạng (CH3)n

Vì MA < 40 nên 15n <40

Lập luận

*n=1 (vơ lí)

*n=2 Cơng thức phân tử của A là C2H6

c.A khơng làm mất màu dung dịch Brơm

Phản ứng của C2H6 v ớI Clo

C2H6 + Cl2 C2H5Cl + HCl

Bài 4: Đốt cháy hoàn toàn 2,24 lít (đktc) một hiđrocacbon Lấy toàn bộ khí CO2

sinh ra cho vào 150 ml dd Ca(OH)2 1M thu được 10 gam kết tủa Xác định CTPT có thể có của hiđrocacbon

Giải

Số mol Ca(OH)2 = 1 x 0,15 = 0,15 (mol)

Số mol CaCO3 kết tủa = 10010 = 0,1 (mol)

Phản ứng giữa CO2 và Ca(OH)2 : CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O (1)

Nếu thừa CO2 có phản ứng tiếp theo: CO2 + CaCO3 + H2O 

Ca(HCO3)2 (2)

Vì nCaCO3 (0,1 mol) < nCa(OH)2 (0,15 mol) nên phải xét cả hai trường hợp sau:

Askt

a) Trường hợp 1: nCO2 < nCa(OH)2 chỉ có xảy ra phản ứng (1), sau phản ứng còn dư Ca(OH)2, khi đó nCO2 = nCaCO3kt = 0,1 (mol)

Đặt CTPT của hiđrocacbon là CxHy: => nCxHy = 222,24,4 = 0,1 (mol)

CxHy + (x+ 4y )O2  xCO2 + 2y H2O

Tỉ lệ: 1 mol x mol

Đề bài: 0,1 mol 0,1 mol

=> x = 1: hiđrocacbon đó là CH4

b) Trường hợp 2: Xảy ra cả hai phản ứng:

Ban đầu: CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O (1)

0,15mol <- 0,15mol  0,15mol

Sau đó : CaCO3 + CO2 + H2O  Ca(HCO3)2 (2)

(0,15 – 0,1mol) 0,05mol

Vậy tổng số mol CO2 tạo thành khi đốt 0,1 mol hiđrocacbon là: 0,15 + 0,05 = 0,2 (mol)

Từ phản ứng đốt cháy hiđrocacbon ở trên ta tính được số nguyên tử C trong nguyên tử là 2C Vậy hiđrocacbon có thể có là C2H4 , C2H2 , C2H6

Bài 5: Cho 2,6 g hỗn hợp gồm metan, etan(C2H6) và etilen làm 2 phần bằng nhau

- Phần 1 đốt cháy hoàn toàn thu được 39,6 g CO2

- Phần 2 cho lội qua bình brom dư thấy có 48 g brom phản ứng Xác định phần trăm khối lượng mỗi hiđrocacbon trong hỗn hợp

Giải

Gọi x, y, z lần lượt là số mol CH4 , C2H6 , C2H4 có ở mỗi phần

- Các phản ứng ở phần 1:

CH4 + O2  CO2 + 2H2O

C2H6 + 7O2  2CO2 + 6H2O

C2H4 + 3O2  2CO2 + 2H2O

z mol 2z mol

- Phần 2 chỉ xảy ra phản ứng: C2H4 + Br2  C2H4Br2

Theo bài ra ta có hệ phương trình bậc nhất 3 ẩn:

16x + 30y + 28z = 262 = 13 (1)

x + 2y + 2z = 3944,6 = 0,9 (2)

Giải ra ta có : x = 0,1, y = 0,1

Suy ra phần trăm khối lượng của:

- metan: 0,1x1613x100 = 12,3 %

- etan: 0,1x3013x100 = 23,07 %

- etilen: 0,3x2813x100 = 64,63 %

Bài 6: Đốt cháy 1,5 g chất hữu cơ X thu được 3,3 g CO2 và 1,8 g H2O Hoá hơi 0,75 g X thu được thể tích hơi bằng thể tích của 0,4 g oxi đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất Xác định CTPT cua X

Giải

Ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất thể tích khí bằng nhau thì có số mol bằng nhau:

nX = nO2 = 032,4 = 0,0125 (mol)

=> MX = mX nX = 00,125,75 = 60 (g)

nCO2 = 344,3 = 0,075 (mol) = nC => mC = 0,075 x 12 = 0,9 (g)

nH2O = 118,8 = 0,1 (mol) => mH = 0,1 x 2 = 0,2 (g)

=> nH = 0,2 mol

Ta có mC + mH = 0,9 g + 0,2 g = 1,1 g < mX vậy trong X có nguyên tố oxi :

mO = 1,5 g – 1,1 g = 0,4 g => nO = 016,4 = 0,025 (mol)

Công thức của X có dạng CxHyOz => x:y:z = 0,075:0,2:0,025 = 3:8:1

Công thức đơn giản của X là C3H8O có M = 60 nên CTPT của X cũng là C3H8O

Bài 7: Ở đktc 3,36 lít hỗn hợp khí gồm metan và etilen có khối lượng là 3 g a) Tính thành phần phần trăm các chất có trong hỗn hợp theo thể tích và theo khối lượng

b) Khi dẫn 1,68 lít hỗn hợp khí này đi qua dd brom, nhận thấy dd bị nhạt màu, còn khối lượng bình chứa dd này tăng thêm m gam Tính m, biết rằng phản ứng này xảy ra hoàn toàn

Giải

a) Gọi x, y lần lượt là số mol metan và etilen

Theo bài ra ta có hệ phương trình:

x + y = 223,36,4 = 0,15

16x + 28y = 3

Giải ra ta được: x = 0,1

y = 0,05

nCH4 = 0,1 mol => %V CH4 = 0,1x223,,436x100% = 66,7%

%m CH4 = 0,1x163x100% = 33,3%

nC2H4 = 0,05 mol => %V C2H4 = 0,05x223,36,4x100% = 33,3%

%m C2H4 = 0,05x283x100% = 46,7%

b) Khối lượng bình đựng dd brom tăng thêm bằng khối lượng C2H4 tham gia phản ứng

vì 1,68 = 3,36 : 2 nên nC2H4 trong 1,68 lít hỗn hợp khí bằng ½ nC2H4 trong 3,36 lít và bằng 0,205 = 0,025 (mol)

Suy ra m = mC2H4 = 0,025 x 28 = 0,7(g)

.