giáo án 11 nâng cao - chương 3

-Tính chất hoá học chung của các nguyên tố nhóm cacbon.. -Qui luật biến đổi tính chất của các đơn chất và hợp chất nhóm cacbon.. -Rèn luyện khả năng lập luận, tìm đợc mối liên hệ giữa cấ

Trang 1

Các thầy cô hãy cùng nhau chia sẻ ngân hàng câu hỏi , giáo án , kinh nghiệm

CHƯƠNG III : Nhóm cacbon

I - Mục tiêu bài học

1 Về kiến thức

-Biết kí hiệu hoá học, tên gọi các nguyên tố nhóm cacbon

-Tính chất hoá học chung của các nguyên tố nhóm cacbon

-Qui luật biến đổi tính chất của các đơn chất và hợp chất nhóm cacbon

2 Về kĩ năng

-Rèn luyện khả năng so sánh, vận dụng qui luật chung vào một nhóm nguyên tố -Rèn luyện khả năng lập luận, tìm đợc mối liên hệ giữa cấu tạo với tính chất hoá học của nguyên tố

II - Chuẩn bị

III –Cac hoạt động dạỵhọc

Hoạt động 1

HS: Dựa v o BTH tìm và ị trí các nguyên

tố trong nhóm C, viết kí hiệu HH

HS: Viết cấu hình v phân bà ố e v o ôà

lượng tử

Dự đoán khả năng hình th nh liên kà ết, số

oxi hoá có thể có của các ngtố

GV: Gợi ý để HS nhớ:

-Quan hệ giữa vị trí v cà ấu tạo ngtử

-Sự phõn bố e v o các ô là ượng tử ở

TTKT

-Lk hình th nh nhà ờ các e độc thân

HS: N/cứu bảng 4.1 phát hiện quy luật

biến đổi tính chất của các đơn chất GT

- Bán kính nguyên tử tăng

- Độ âm điện, n/lượng ion hoá thứ nhất

giảm

GV: Yêu cầu HS so sánh tính phi kim

I – Vị trí của nhóm CACBON trong b TH

- C, Si, Ge, Sn, Pb

Chúng đều thuộc các nguyên tố p (xem B 4.1 một số t/c của các ntố nhúm C)

nhóm các bon

1 Cấu hình e nguyên tử

Lớp e ngo i cùng l nsà à 2np2 có 4 e

- Ở TTCB, có 2e đt ⇒ (.) các h/c có CHT 2

- Ở TTKT cú 4e đt ⇒ (.) các h/c có CHT 4

- Để đạt tới cấu hình bền của khí hiếm, các ntử ntố nhóm Cacbon tạo những cặp e chung với các ntử khác v thà ể hiện số oxi hoá +4, +2, -4 (trừ Ge, Sn, Pb) tuỳ thuộc v o à độ âm điện của các nguyên tố liên kết với chúng

2 Sự biến đổi tính chất của các đơn chất

- Từ C đến Pb:

+ Khả năng thu thêm e giảm + Tính PK giảm, tính KL tăng + C, Si: PK; Ge: KL & PK; Sn, Pb: KL

Trang 2

HS:Viết CT h/chất với H v và ới O

- QL b/đổi t.bền nhiệt, t khử của h/c

với H

- QL biến đổi tính axit, bazơ của các

oxit

GV gợi ý:Liên hệ với các nhóm nguyên

tố đã được học

- Dựa v o h/trà ị của cac ntố viết CT các

oxit

- Dựa vào q/luật b/đổi tính axit-bazơ

của các oxit trong nhóm A để so sánh

tính chất

- Khả năng kết hợp e của C v Si kém hà ơn nhiều so với N v P nên tính PK yà ếu hơn

3 Sự biến đổi tính chất của các hợp chất.

* Hợp chất với H có CT chung l RHà 4

- Độ bền nhiệt của các hiđrua giảm nhanh từ

CH4 đến PbH4

* Các nguyên tố tạo với O hai loại oxit XO và

XO2 với số oxi hoá tương ứng l +2 v +4.à à

- CO2 v SiOà 2 l các oxit axit còn các oxità GeO2, PbO2, SnO2 v các hià đroxit tương ứng của chúng l các hà ợp chất lưỡng tính

*các nguyên tử C,Si,Ge có thể kl không những với ngtử của ngtố khác mà còn lkvới nhau tạo thành mạch

Bài 20 cacbon

1 Về kiến thức

-Biết cấu trúc, các dạng thù hình của cacbon

-Hiểu đợc tính chất vật lí, hoá học của cacbon

-Vai trò quan trọng của cacbon đối với đời sống và kĩ thuật

-Vận dụng đợc 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

GV chuẩn bị: Mô hình than chì, kim cơng, mẩu than gỗ, mồ hóng

HS: Xem cấu trúc tinh thể kim cơng (lớp 10), t/c hoá học của cacbon (lớp 9)

III – Các họat động dạy học

Trang 3

HS:

- Quan sát mô hình v mà ẫu vật để

tìm hiểu cấu truc các dạng thù hình

của C

- Trình b y tính chà ất vật lý các dạng

thù hình của C

GV:Thiết kế bảng để HS điền

- Dựa v o à đặc điểm cấu trúc tinh

thể gt các t/chất vật lý trái ngược

nhau

HS dựa v o cà ấu trúc n/tử, các trạng

thái oxi hoá của C dự đoán tính chất

hoá học của nó.Viết phương trình

Chú ý: C vô định hình hoạt động

mạnh nhất Ở t0 thường khá trơ, t0 cao

phản ứng với khá nhiều chất

GV gợi ý: HS dựa v o à đặc điểm cấu

trỳc, tớnh chất vật lý, hoỏ học của C

để hiểu được tại sao chỳng lại được

sd như thế

GV: tại sao kim cương được dựng

l m à đồ trang sức, dao cắt thuỷ tinh,

than chì l m à điện cực…?

HS: Dựa v o SGK v kià à ến thức thực

tế, trình b y TTTN v đ/c các dà à ạng

thù hình C

Cấu Truc

II TÍNH CH Ấ T HOÁ H Ọ C

1 Tính kh ử :

-Tác dụng với Oxi

C + O2 > CO2

Chú ý: Trên 9000, sp cháy chủ yếu l CO, dà ưới

4500 l COà 2.

C không phản ứng trực tiếp với halogen

-Tác dụng với hợp chất :ở to cao khử đợc nhiều oxit kl ( đứng sau Al)

3C + Fe2O3 > 2Fe + 3CO 2-Tính oxi hoá

- Tác dụng với H (to)

C + 2H2 > CH4

- Tác dụng với kim loại (to)

2C + Ca > CaC2

3C + Al > AlC3

Ứ NG D Ụ NG

- Kim cương làm đồ trang sức,chế tạo mũi khoan,dao căt thuỷ tinh và bột mài

- Than chì làm điện cực,làm nồi nấu chảy các hợp kim chịu nhiệt, chế chất bôi trơn, l m bútà chì

- Than cốc l m chà ất khử trong luyện kim

- Than gỗ chế thuốc súng đen, thuốc pháo, chất hấp phụ

- Than hoạt tính (loại than gỗ có khả năng hấp phụ mạnh dụng trong mặt nạ phòng độc)

- Than muội dùng l m chà ất độn khi lưu hoá cao su

III- Trạng thái tự nhiên- điều chế

1 Tr ạ ng thái t ự nhiên

- Kim cương & than chì l C tà ự do gần như tinh khiết

- C còn có trong các khoáng vật như canxit ( đá vôi, đá phấn, đá hoa đều chứa CaCO3), magiezit (MgCO3), đolomit (CaCO3, MgCO3); hoặc trong các th nh phà ần chính của các loại than mỏ

Trang 4

- Dầu mỏ, khí đốt thiên nhiên l hà ỗn hợp của các chất khác nhau chứa C, chủ yếu l hià đrocacbon

- Cơ thể động thực vật chứa nhiều chất, chủ yếu

do C tạo th nh.à

2 Điều chế

- Kim cương nhân tạo: nung than chì ở 30000,

70-100 nghìn at)

- Than chì nhân tạo :nung than cốc 2500-30000, trong lò điện, không có khíng khớ

- Than cốc : nung than mỡ ở 1000-12500, trong lò điện, không có không khí

- Than gỗ: đốt gỗ thiếu không khí

- Than muội: nhiệt phân mêtan có xt

CH4 > C + 2H2

- Than mỏ được khai thác ở các vỉa than nằm ở độ sâu khác nhau dưới lòng đất

IV - Củng cố b i h à ọc

Bài 21 Hợp chất của cacbon

-Biết cấu tạo phân tử.tính chát vật lí và hoá học của CO và CO2

-Các phơng pháp điều chế, ứng dụng của CO và CO2

-Tính chất vật lí, hoá học của axit cacbonic và muối cacbonat

-Củng cố kiến thức về liên kết hoá học

-Vận dụng kiến thức để giải thích các tính chất và ứng dụng của các oxit của cacbon trong đời sống và kĩ thuật

-Rèn luyện kĩ năng giải bài tập lí thuyết và tính tóan có liên quan

3 Về tình cảm và thái độ

-Có ý thức yêu quí và bảo vệ môi trờng khí quyển trong sạch

HS: -Ôn lại cách viết cấu hình electron và cách phân bố e vào các ô lợng tử

-Xem lại cấu tạo phân tử CO2

III – Các hoạt động dạy học

Viết cấu hình e của C & O, phân bố v o ôà

I - CACBON MONOOXIT (CO)

1 C ấ u t ạ o phân t ử

- Ở trạng thái cơ bản:

Trang 5

C¸c thÇy c« h·y cïng nhau chia sÎ ng©n hµng c©u hái , gi¸o ¸n , kinh nghiÖm

lượng tử ở TTCB, nhận xet khả năng h×nh

th nh liªn kà ết giữa nguyªn tử C & O

HS nghiªn cứu SGK v cho bià ết:

- TÝnh chất vật lÝ của CO?

- So s¸nh với khÝ N2

HS dựa v o à đặc điểm cấu tạo ph©n tử để dự

đo¸n tÝnh chất ho¸ học của CO

GV bổ sung:

- Co l oxit kh«ng tà ạo muối, cã nhiều

ứng dụng trong kĩ thuật như ßung l mà

nhiªn liệu kãi, lảm chất khử trong luyện

kim

- CO rất độc, hiểm hoạ nhiễm độc thường

xảy ra trong« t«, xe tăng, tầu chiến

HS: Nªu c¸ch điều chế trong CN? Viết pt

Sản phẩm phụ l g×? Loà ại chóng ra khỏi CO

ntn?

GV chỉ cho HS thấy bản chất của phản ứng

l dà ựa v o tÝnh khà ử của C ở nhiệt độ cao

: C == O :

2.TÝnh ch ấ t v ậ t li

- L chà ất khÝ kh«ng m u, kh«ng mïi, nhà ẹ hơn kh«ng khi, it tan trong nước

- t0 s«i, t0 ho¸ rắn thấp Ho¸ lỏng -191,50C, ho¸ rắn ở -205,20C

- Rất bền với nhiệt

- Rất độc.

3.Tinh ch ấ t ho¸ h ọ c

a - Cã liªn kết ba giống N2 nªn CO rất kÐm hoạt động ở đk thường, hoạt động hơn khi đun nãng

CO l oxit kh«ng tà ạo muối

b - CO l chà ất khử mạnh:

*CO ch¸y trong KK, cho ngọn lửa m u xanhà lam, toả nhiều nhiệt - dïng l m nhiªn lià ệu khÝ

2CO (k) + O2 (k) > 2CO2 (k)

*Khi cã than h/t tÝnh xt, CO kết h¬p được với Cl:

CO + Cl2 > COCl2

( photgen)

*KhÝ CO cã thể khử nhiều oxit kim loại ở t0

cao:

CO + CuO > Cu + CO2

4.

Đ i ề u ch ế

a - Trong c«ng nghiệp

*Cho hơi nước đi qua than nãng đỏ:

C + H2O ↔ CO + H2 (≈ 1050 0C) Hỗn hợp khÝ tạo th nh l khÝ than à à ướt chứa 44% CO, 45% H2, 5% H2O, 6% N2

*Thổi kh«ng khÝ qua than nung đỏ trong lß ga

C + O2 > CO2

CO2 + C > 2CO

hh khÝ thu được l khÝ lß ga chà ứa trung b×nh 25% CO, 70% N2, 4% CO2, 1% c¸c khÝ kh¸c KhÝ than ướt, khÝ lß ga > nhiªn liệu khÝ

b - Trong phßng thÝ nghiệm Cho H2SO4 đặc v o axit focmic v à à đun nãng:

HCOOH > CO + H2O ( cã H2SO4

xt)

Trang 6

Nhận xét cấu tạo của phân tử CO2.Nghiên

cứu SGK v rút ra tính chà ất vật lý của CO2

CO2 có những tính chất hoá học gì? Viết

phương trình phản ứng minh hoạ? CO2 được

điều chế ntn?

H2CO3 l axit rà ất yếu, kém bền, tồn tại trong

dung dịch loãng, dễ phân huỷ th nh COà 2 và

H2O

GV giải thích thêm:

Số oxi hoá +4 của C khá bền Tuy nhiên khi

gặp chất khử mạnh nó thể hiện l chà ất oxi

hoá

II - CACBON Đ IOXIT & AXIT CACBONIC

1 C ấ u t ạ o c ủ a phân t ử CO 2

Công thức cấu tạo của CO2 l : à

O == C == O phân tử CO2 l phân tà ử không có cực

2 Tính ch ấ t v ậ t lí

- khí k m u, nà ặng gấp 1,5 lần kk, tan ít trong nước Ở đk thường 1 lit H2O ho tanà

1 l CO2

- khí CO2 hoá lỏng ở 60 at, hoá th nh khà ối rắn khi l m là ạnh đột ngột -760C, trắng, gọi

l nà ước đá khô

3 Tính ch ấ t hoá h ọ c

a- Khí CO2 k duy trí sự cháy dập tắt đám cháy

-KL có tính khử mạnh cháy được trong khí

CO2.:

CO2 + 2Mg > 2 MgO + C

⇒ Ko dùng CO2 để dập tắt đám cháy Mg , Al

b - CO2 l mà ột oxit axit

⇒ t/dụng với oxit bazơ hoặc bazơ , nước

CO2 + H2O ↔ H2CO3

Trong dung dịch nó phân li theo hai nấc:

H2CO3 ↔ HCO3- + H+ K = 4,5.10-7

HCO3- ↔ CO32- + H+ K = 4,8.10-11

4 Đ iều chế

a - Trong công nghiệp -Nung đá vôi trong lò nung vôi công nghiệp

CaCO3 (r) CaO (r) + CO 2

-Đốt than cốc rồi l m sà ạch khí tạo th nh,à hoá rắn th nh tuyà ết cacbonic

-Thu từ nguồn tự nhiên, trong qt lên men

b - Trong phòng thí nghiệm

• Cho dd HCl tác dụng với đá vôi: CaCO3 + 2HCl > CaCl2 + H2O + CO2

III - MU Ố I CACBONaT

a - Tính tan

- Các muối cacbonat trung ho cà ủa klk (trừ

Li2CO3), amoni, các muối hiđro cacbonat (trừ NaHCO3 hơi ít tan) đều tan

Trang 7

GV yêu cầu HS :

- Nhận thức đóng bản chất của phản ứng

trao đổi ion

- Nắm được tÝnh tan của muối

- Ion HCO3- l ion là ưỡng tÝnh

T×m hiểu ứng dụng của một số muối

cacbonat

Sử dụng b i tà ập 2,3 để củng cố b i hà ọc

- C¸c muối cacbonat trung ho cà ủa c¸c kim loại kh¸c kh«ng tan hoặc Ýt tan trong nước

b – T¸c dụng với axit C¸c muối cacbonat t¸c dụng với dd axit giải phãng khÝ CO2

NaHCO3 + HCl > NaCl + CO2 +

H2O HCO3- + H+ > CO2 + H2O

Na2CO3 + 2HCl > 2NaCl + CO2 +

H2O

CO32- + 2H+ > CO2 + H2O c-C¸c muối hiđrocacbonat t/dụng với dd kiềm

NaHCO3 + NaOH > Na2CO3 +

H2O HCO3- + OH- > CO32- +

H2O

MgCO3 > MgO + CO2

NaHCO3 > Na2CO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 > CaCO3 + CO2 + H2O

- CaCO3 tinh khiết l chà ất bột nhẹ, m uà trắng, dïng l m chà ất độn trong lưu ho¸ cao

su v mà ột số ng nh c«ng nghià ệp

- Na2CO3 khan còng gọi lµ s«đa khan là chất bột m u trà ắng tan nhiều trong nước Khi \kết tinh từ dd nã t¸ch ra ở dạng tinh thể Na2CO3.10H2O dïng trong c«ng nghiệp thuỷ tinh, đồ gốm, bột giặt

- NaHCO3 l tinh thà ể m u trà ắng hơi Ýt tan trong nước, được dïng trong c«ng nghiệp thực phẩm, dïng l m thuà ốc chữa dau dạ

d y trong y tà ế ( thuốc muối nabica)

Trang 8

Trang 9

Bài 22 Silic và Hợp chất của silic

 Tính chất vật lí, hoá học của silic

 Tính chất vật lí, hoá học của các hợp chất của silic

 Các phơng pháp điều chế, ứng dụng của các đơn chất và hợp chất của silic

2 Về kĩ năng

 Vận dụng kiến thức để giải các bài tập có liên quan

 Vận dụng kiến thức để giải quyết một số vấn đề trong thực tế đời sống

3 Về tình cảm và thái độ

 Có tình cảm gần gũi với thiên nhiên nên có ý thức bảo vệ môi trờng

GV:

 Mẫu vật cát, thạch anh, mảnh vải bông, dung dịch Na2SiO3, HCl, phenolphtalein, cốc, ống nghiệm, đũa thuỷ tinh

III - tiến trình dạy học

Silic là nguyên tố cùng nhóm với cacbon, GV nên tổ chức cho HS thảo luận, trao đổi so sánh những tính chất giống nhau và khác nhau của hai nguyên tố Si và C

HS nghiờn cứu SGK v cho bià ết

tính chất vật lí của Si

- So sỏnh với C, Si cú tớnh chất

hoỏ học ntn?

I - SILIC

1 Tính chất vật lý

- Cú 2 dạng thù hỡnh: Si tinh thể v Si vô à định hình( ≈C)

- Silic tinh thể có cấu trúc giống kim cương:

+ m u xám, có ánh kim, dà ẫn điện

+ T0 sôi 26200C v tà 0 n/c 14200C rất cao ( ≈C) + có tính bán dẫn ( khỏc C): ở t0 thường dẫn điện thấp,

t0 cao thì độ dẫn điện tăng lờn

- Silic vụ định hỡnh l chà ất bột mầu nõu

2 Tính chất hoá học

- Cũng giống như C, Si có các số oxi hoá -4, 0, +2, +4

- Si vô định hình phản ứng mạnh hơn Si tinh thể

a - Tính khử

• Tỏc dụng với phi kim:

- tỏc dụng với F ở đk thường, với cỏc PK khỏc ở t0 cao

Si + 2F2 SiF 4

Si + O2 SiO 2

Si + C SiC

• Tỏc dụng với hợp chất: Si tỏc dụng tương đối mạnh với dung dịch kiềm giải phúng H2

Si + 2 NaOH + H2O Na 2SiO3 + H2

Nhận xột:

- Số oxihoa tăng từ 0 đến +4 ( khụng cú oxi hoỏ +2)

Trang 10

HS nghiên cứu SGK v cho bià ết

- Trong tự nhiên Si tồn tại ở

những dạng n o v có à à ở đâu?

HS cho biết ứng dụng v à điều

chế Si

- Quan sát mẫu cát sạch,

tinh thể thạch anh cho biết t/c

vật lí SiO2

- Nêu tính chất hoá học?Viết

phương trình ? Nêu ứng dụng

trong thực tế

GV: L m TN 1à

Nhỏ từng giọt HCl v o cà ốc đựng

Na2SiO3 v khuà ấy bằng đũa thuỷ

tinh đến khi xuất hiện m u trà ắng

đục

- Si có tính khử mạnh hơn C.(C ko p/ứng với kiềm)

b - Tính oxi hoá

• Tác dụng với kim loại: Ở t0 cao Si tác dụng với Ca,

Mg, Fe…tạo th nh hà ợp chất silixua:

2Mg + Si Mg 2Si

Nhận xét: Số oxi hoá của Si giảm từ 0 đến -4 ( ≈C)

3 Trạng thái thiên nhiên

- Không tồn tại ở dạng đơn chất (khác C)

- Hợp chất chủ yếu của Si trong tự nhiên l SiOà 2 có trong cát v khoáng và ật silicát, aluminosilicat, l th nhà à phần chủ yếu của vỏ trái đất

- Có trong cơ thể người, thực vật

4 Ứng dụng v à điều chế

- Có nhiều ứng dụng trong kĩ thuật: kĩ thuật vô tuyến điện tử, luyện kim, chế tạo thép silic

- Dùng chất khử mạnh để khử SiO2 ở nhiệt độ cao:

TPTN: SiO2 + 2Mg Si + 2MgO TCN : SiO2 + 2C Si + 2CO

II - HỢP CHẤT CỦA SILIC

1 Silic đioxit

- Dạng tinh thể ntử, trắng, cứng, k tan trong nước Trong TN chủ yếu ở dạng khoáng vật thạch anh tinh thể lớn, ko m u, trong suà ốt gọi l phalê thiên nhiên.à

- Nhiệt độ sôi, t0 n/c cao

- L oxit axit.à Tan trong dd kiềm đặc hoặc cacbonat kim loại kiềm n/c

SiO2 + 2NaOH Na 2SiO3 + H2O SiO2 + Na2CO3 Na 2SiO3 + CO2

Chú ý: Không chứa kiềm trong lọ thuỷ tinh.

- T/c đặc biệt: Tan trong axit HF kh ắc hình

- Ứng dụng: Dùng trong CN chế tạo thuỷ tinh, luyện kin, xây dựng

2 Axit silixic v mu à ối silicat

a- Axit Silixic

Na2SiO3 + 2HCl 2NaCl + H 2SiO3

H2SiO3 ở dạng kết tủa keo không tan trong nước, dễ mất nước

H2SiO3 H 2O + SiO2

Khi sấy khô axit mất một phần nước tạo Silicagen dùng để hút ẩm hoặc hấp phụ nhiều chất

L axit yà ếu, yếu hơn cả H2CO3

Na2SiO3 + CO2 + H2O H 2SiO3 + Na2CO3

Định dạng
Số trang	15
Dung lượng	176 KB