Giáo án nhóm Cacbon-Silic

CHƯƠNG IV : Nhóm cacbon Bài 22 KháI quát về 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 . Hot ng 1 HS: Da v o BTH tìm v trí các nguyên t trong nhóm C, vit kí hiu HH Hot ng 2 HS: Vit cu hình v phân b e v o ô lng t D oán kh nng hình th nh liên k t, s oxi hoá có th có ca các ngtố GV: Gi ý HS nh: -Quan h gia v trí v c u to ngtử -S phõn b e v o các ô l ng t TTKT -Lk hình th nh nh các e c thân Hot ng 3 HS: N/cu bng 4.1 phát hin quy lut bin i tính cht ca các n cht. GT - Bán kính nguyên t tng - âm in, n/lng ion hoá th nht gim GV: Yêu cu HS so sánh tính phi kim. I Vị trí của nhóm CACBON trong b TH - C, Si, Ge, Sn, Pb. Chúng u thuc các nguyên t p (xem B 4.1 mt s t/c ca các nt nhúm C) II tính chất chung của các nguyên tố nhóm các bon 1. Cu hình e nguyên t Lp e ngo i cùng l ns 2 np 2 có 4 e. - TTCB, có 2e t (.) các h/c có CHT 2. - TTKT cú 4e t (.) các h/c có CHT 4. - t ti cu hình bn ca khí him, các nt nt nhóm Cacbon to nhng cp e chung vi các nt khác v th hin s oxi hoá +4, +2, -4 (tr Ge, Sn, Pb) tu thuc v o âm in ca các nguyên t liên kt vi chúng 2. S bin i tính cht ca các n cht - T C n Pb: + Kh nng thu thêm e gim + Tính PK gim, tính KL tng + C, Si: PK; Ge: KL & PK; Sn, Pb: KL. - Kh nng kt hp e ca C v Si kém h n nhiu so vi N v P nên tính PK y u hn. C H Ư Ơ N G IV C H Ư Ơ N G IV Hoạt động 4 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 tÝnh axit, bazơ của c¸c oxit. GV gợi ý:Liªn hệ với c¸c nhãm nguyªn tố đ· được học - Dựa v o h/trà ị cña cac ntố viết CT c¸c oxit. - Dựa vµo q/luật b/đổi tÝnh axit-bazơ của c¸c oxit trong nhãm A để so s¸nh tÝnh chất. 3. Sự biến đổi tÝnh chất của c¸c hợp chất. * Hợp chất với H cã CT chung l RHà 4 - Độ bền nhiệt của c¸c hiđrua giảm nhanh từ CH 4 đến PbH 4 * C¸c nguyªn tố tạo với O hai loại oxit XO và XO 2 với số oxi ho¸ tương ứng l +2 v +4.à à - CO 2 v SiOà 2 l c¸c oxit axit cßn c¸c oxità GeO 2 , PbO 2, SnO 2 v c¸c hià đroxit tương ứng của chóng l c¸c hà ợp chất lưỡng tÝnh. *c¸c nguyªn tö C,Si,Ge cã thÓ kl kh«ng nh÷ng víi ngtö cña ngtè kh¸c mµ cßn lkvíi nhau t¹o thµnh m¹ch. Bài 23 cacbon I - Mục tiêu bài học 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. 2. Về kĩ năng -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. II - Chuẩn bị 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 Hot ng 1 HS: - Quan sát mô hình v m u vt tìm hiu cu truc các dng thù hình ca C. - Trình b y tính ch t vt lý các dng thù hình ca C. GV:Thit k bng HS in - Da v o c im cu trúc tinh th gt các t/cht vt lý trái ngc nhau Hot ng 2 HS da v o c u trúc n/t, các trng thái oxi hoá ca C d oán tính cht hoá hc ca nó.Vit phng trình . Chú ý: C vô nh hình hot ng mnh nht. t 0 thng khá tr, t 0 cao phn ng vi khá nhiu cht. Hot ng 3 GV gi ý: HS da v o c im cu trỳc, tớnh cht vt lý, hoỏ hc ca C hiu c ti sao chỳng li c sd nh th I. TNH CH T V T Lí Kim cng Than chì C vô nh hinh Cu truc . . T/C . II. TNH CH T HO H C 1. Tính kh : -Tác dng vi Oxi C + O 2 --> CO 2 Chú ý: Trên 900 0 , sp cháy ch yu l CO, d i 450 0 l CO 2. C không phn ng trc tip vi halogen. -Tác dng vi hp cht :ở t o cao khử đợc nhiều oxit kl ( đứng sau Al) 3C + Fe 2 O 3 --> 2Fe + 3CO .2-Tính oxi hoá - Tác dng vi H (t o ) C + 2H 2 --> CH 4 - Tác dng vi kim loi (t o ) 2C + Ca --> CaC 2 3C + Al --> AlC 3 III- NG D NG - Kim cng 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 hp kim chu nhit, ch cht bôi trn, l m bút chì. - Than cc l m ch t kh trong luyn kim. GV: ti sao kim cng c dựng l m trang sc, dao ct thu tinh, than chì l m in cc? Hot ng 4 HS: Da v o SGK v ki n thc thc t, trình b y TTTN v đ/c các d ng thù hình C - Than g ch thuc súng en, thuc pháo, cht hp ph. - Than hot tính (loi than g có kh nng hp ph mnh dng trong mt n phòng c). - Than mui dùng l m ch t n khi lu hoá cao su. III- Trạng thái tự nhiên- điều chế 1. Tr ng thái t nhiên - Kim cng & than chì l C t do gn nh tinh khit. - C còn có trong các khoáng vt nh canxit ( á vôi, á phn, á hoa u cha CaCO 3 ), magiezit (MgCO 3 ), olomit (CaCO 3 , MgCO 3 ); hoc trong các th nh ph n chính ca các loi than m - Du m, khí t thiên nhiên l h n hp ca các cht khác nhau cha C, ch yu l hirocacbon. - C th ng thc vt cha nhiu cht, ch yu do C to th nh. 2. iu ch - Kim cng nhân to: nung than chì 3000 0, 70-100 nghìn at). - Than chì nhân to :nung than cốc 2500-3000 0 , trong lò in, không có khíng khớ. - Than cc : nung than mỡ ở 1000-1250 0 , trong lò in, không có không khí. - Than g: đốt gỗ thiu không khí. - Than mui: nhit phân mêtan có xt CH 4 --> C + 2H 2 - Than m c khai thác các va than nm sâu khác nhau di lòng t. IV - Cng c b i h c Bài 24 Hợp chất của cacbon I - Mục tiêu bài học 1. Về kiến thức -Biết cấu tạo phân tử.tính chát vật lí và hoá học của CO và CO 2 . -Các phơng pháp điều chế, ứng dụng của CO và CO 2 . -Tính chất vật lí, hoá học của axit cacbonic và muối cacbonat. 2. Về kĩ năng -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. II - Chuẩn bị HS: -Ôn lại cách viết cấu hình electron và cách phân bố e vào các ô lợng tử. -Xem lại cấu tạo phân tử CO 2 . III Các hoạt động dạy học Hot ng 1 Vit cu hình e ca C & O, phân b v o ô lng t TTCB, nhn xet kh nng hình th nh liên k t gia nguyên t C & O. Hot ng 2 HS nghiên cu SGK v cho bi t: - Tính cht vt lí ca CO? - So sánh vi khí N 2 Hot ng 3 HS da v o c im cu to phân t d oán tính cht hoá hc ca CO. GV b sung: - Co l oxit không t o mui, có nhiu ng dng trong k thut nh òung l m nhiên liu kói, lm cht kh trong luyn kim. - CO rt c, him ho nhim c thng I - CACBON MONOOXIT (CO) 1. C u t o phân t - trng thái c bn: : C == O : 2.Tính ch t v t li - L ch t khí không m u, không mùi, nh hn không khi, it tan trong nc. - t 0 sôi, t 0 hoá rn thp. Hoá lng -191,5 0 C, hoá rn -205,2 0 C. - Rt bn vi nhit . - Rt c. 3.Tinh ch t hoá h c a - Có liên kt ba ging N 2 nên CO rt kém hot ng k thng, hot ng hn khi un nóng. CO l oxit không t o mui. b - CO l ch t kh mnh: *CO cháy trong KK, cho ngn la m u xanh lam, to nhiu nhit - dùng l m nhiên li u khí. 2CO (k) + O 2 (k) --> 2CO 2 (k) *Khi có than h/t tính xt, CO kt hơp c vi Cl: CO + Cl 2 --> COCl 2 ( photgen) *Khí CO có th kh nhiu oxit kim loi t 0 cao: CO + CuO --> Cu + CO 2 xảy ra trong« t«, xe tăng, tầu chiến. Hoạt động 4 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. Hoạt động 5 Nhận xÐt cấu tạo của ph©n tử CO 2. Nghiªn cứu SGK v rót ra tÝnh chà ất vật lý của CO 2 Hoạt động 6 CO 2 cã những tÝnh chất ho¸ học g×? Viết phương tr×nh phản ứng minh hoạ? CO 2 được điều chế ntn? H 2 CO 3 l axit rà ất yếu, kÐm bền, tồn tại trong dung dịch lo·ng, dễ ph©n huỷ th nh COà 2 và H 2 O. GV giải thÝch thªm: Số oxi ho¸ +4 của C kh¸ bền. Tuy nhiªn khi gặp chất khử mạnh nã thể hiện l chà ất oxi 4. Đ i ề u ch ế a - Trong c«ng nghiệp *Cho hơi nước đi qua than nãng đỏ: C + H 2 O ↔ CO + H 2 (≈ 1050 0 C) Hỗn hợp khÝ tạo th nh l khÝ than à à ướt chứa 44% CO, 45% H 2 , 5% H 2 O, 6% N 2 . *Thổi kh«ng khÝ qua than nung đỏ trong lß ga. C + O 2 -- > CO 2 CO 2 + C -- > 2CO hh khÝ thu được l khÝ lß ga chà ứa trung b×nh 25% CO, 70% N 2 , 4% CO 2 , 1% c¸c khÝ kh¸c. KhÝ than ướt, khÝ lß ga -- > nhiªn liệu khÝ. b - Trong phßng thÝ nghiệm Cho H 2 SO 4 đặc v o axit focmic v à à đun nãng: HCOOH --> CO + H 2 O ( cã H 2 SO 4 xt) II - CACBON Đ IOXIT & AXIT CACBONIC 1. C ấ u t ạ o c ủ a ph©n t ử CO 2 C«ng thức cấu tạo của CO 2 l : à O == C == O ph©n tử CO 2 l ph©n tà ử kh«ng cã cực. 2. TÝnh ch ấ t v ậ t lÝ - khÝ k m u, nà ặng gấp 1,5 lần kk, tan Ýt trong nước. Ở đk thường 1 lit H 2 O ho tan 1 l COà 2 . - khÝ CO 2 ho¸ lỏng ở 60 at, ho¸ th nh khà ối rắn khi l m là ạnh đột ngột -76 0 C, trắng, gọi l nà ước đ¸ kh« . 3. TÝnh ch ấ t ho¸ h ọ c a- KhÝ CO 2 k duy trÝ sự ch¸y dập tắt đ¸m ch¸y. -KL cã tÝnh khử mạnh ch¸y được trong khÝ CO 2 .: CO 2 + 2Mg -- > 2 MgO + C ⇒ Ko dïng CO 2 để dập tắt đ¸m ch¸y Mg , Al. b - CO 2 l mà ột oxit axit ⇒ t/dụng với oxit bazơ hoặc bazơ , nước CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3 Trong dung dịch nã ph©n li theo hai nấc: H 2 CO 3 ↔ HCO 3 - + H + K = 4,5.10 -7 HCO 3 - ↔ CO 3 2- + H + K = 4,8.10 -11 4. Điều chế a - Trong c«ng nghiệp -Nung đ¸ v«i trong lß nung v«i c«ng nghiệp CaCO 3 (r) CaO (r) + CO 2 -Đốt than cốc rồi l m sà ạch khÝ tạo th nh, ho¸à ho¸. Hoạt động 7 GV yêu cầu HS : - Nhận thức đóng bản chất của phản ứng trao đổi ion . - Nắm được tÝnh tan của muối . - Ion HCO 3 - l ion là ưỡng tÝnh. T×m hiểu ứng dụng của một số muối cacbonat. rắn th nh tuyà ết cacbonic. -Thu từ nguồn tự nhiªn, trong qt lªn men. b - Trong phßng thÝ nghiệm • Cho dd HCl t¸c dụng với đ¸ v«i: CaCO 3 + 2HCl --> CaCl 2 + H 2 O + CO 2 III - MU Ố I CACBONaT 1. TÝnh chất của muối cacbonat a - TÝnh tan - C¸c muối cacbonat trung ho cà ủa klk (trừ Li 2 CO 3 ), amoni, c¸c muối hiđro cacbonat (trừ NaHCO 3 hơi Ýt tan) ®Òu tan. - 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 CO 2 NaHCO 3 + HCl --> NaCl + CO 2 + H 2 O HCO 3 - + H + --> CO 2 + H 2 O Na 2 CO 3 + 2HCl --> 2NaCl + CO 2 + H 2 O CO 3 2- + 2H + --> CO 2 + H 2 O c-C¸c muối hiđrocacbonat t/dụng với dd kiềm NaHCO 3 + NaOH --> Na 2 CO 3 + H 2 O HCO 3 - + OH - --> CO 3 2- + H 2 O d - Phản ứng nhiệt ph©n - C¸c muối cacbonat trung ho cà ủa kim loại kiềm bền kh«ng bị ph©n huỷ. - C¸c muối cacbonat của kim loại kh¸c, muối hiđrocacbonat, đều bị ph©n huỷ khi đun nãng. MgCO 3 --> MgO + CO 2 NaHCO 3 --> Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O Ca(HCO 3 ) 2 --> CaCO 3 + CO 2 + H 2 O 2. Một số muối quan trọng - CaCO 3 tinh khiết l chà ất bột nhẹ, m u trà ắng, dïng l m chà ất độn trong lưu ho¸ cao su v mà ột số ng nh c«ng nghià ệp. - Na 2 CO 3 khan còng gọi lµ s«đa khan l chà ất bột m u trà ắng tan nhiều trong nước. Khi \kết tinh từ dd nã t¸ch ra ở dạng tinh thể Na 2 CO 3 .10H 2 O dïng trong c«ng nghiệp thuỷ tinh, đồ gốm, bột giặt. - NaHCO 3 l tinh thà ể m u trà ắng hơi Ýt tan trong nước, được dïng trong c«ng nghiệp thực Hoạt động 8 Sử dụng b i tà ập 2,3 để củng cố b i hà ọc. phẩm, dïng l m thuà ốc chữa dau dạ d y trong yà tế ( thuốc muối nabica). Bài 25 Silic và Hợp chất của silic I - Mục tiêu bài học 1. Về kiến thức 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. II - Chuẩn bị GV: Mẫu vật cát, thạch anh, mảnh vải bông, dung dịch Na 2 SiO 3 , 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. Hot ngca GV v HS Ni dung Hot ng 1 HS nghiờn cu SGK v cho bi t tính cht vt lí ca Si. Hot ng 2 - So sỏnh vi C, Si cú tớnh cht hoỏ hc ntn? I - SILIC 1. Tính cht vt lý - Cú 2 dng thù hỡnh: Si tinh th v Si vô nh hình( C) - Silic tinh th có cu trúc ging kim cng: + m u xám, có ánh kim, d n in. + T 0 sôi 2620 0 C v t 0 n/c 1420 0 C rt cao ( C) . + có tính bán dn ( khỏc C): t 0 thng dn in thp, t 0 cao thì dn in tng lờn. - Silic vụ nh hỡnh l ch t bt mu nõu. 2. Tính cht hoá hc - Cng ging nh C, Si có các s oxi hoá -4, 0, +2, +4. - Si vô nh hình phn ng mnh hn Si tinh th. a - Tính kh Tỏc dng vi phi kim: - tỏc dng vi F k thng, vi cỏc PK khỏc t 0 cao. Si + 2F 2 SiF 4 Hoạt động 3 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? Hoạt động 4 HS cho biết ứng dụng v à điều chế Si. Hoạt động 5 - Quan sát mẫu cát sạch, tinh thể thạch anh cho biết t/c vật lí SiO 2 . - Nêu tính chất hoá học?Viết phương trình ? Nêu ứng dụng trong thực tế. Hoạt động 6 GV: L m TN 1à Si + O 2 SiO 2 Si + C SiC • Tác dụng với hợp chất: Si tác dụng tương đối mạnh với dung dịch kiềm giải phóng H 2 Si + 2 NaOH + H 2 O Na 2 SiO 3 + H 2 Nhận xét: - Số oxihoa tăng từ 0 đến +4 ( không có oxi hoá +2) - Si có tính khử mạnh hơn C.(C ko p/ứng với kiềm). b - Tính oxi hoá • Tác dụng với kim loại: Ở t 0 cao Si tác dụng với Ca, Mg, Fe…tạo th nh hà ợp chất silixua: 2Mg + Si Mg 2 Si 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 là SiO 2 có trong cát v khoáng và ật silicát, aluminosilicat, l th nh phà à ần 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 SiO 2 ở nhiệt độ cao: TPTN: SiO 2 + 2Mg Si + 2MgO TCN : SiO 2 + 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, trongà suốt gọi l phalê thiên nhiên.à - Nhiệt độ sôi, t 0 n/c cao. [...]... loại: tuỳ vào tỉ lệ các chất kim loại, thành phần oxit kim loại: + Thuỷ tinh thờng +Thuỷ tinh phalê +Thuỷ tinh thạch anh +thuỷ tinh đổi màu +Cáp quang - Tính chất: Giòn, hệ số giãn nở nhiệt lớn, nên tránh va trạm mạnh, không nên thay đổi nhiệt độ đột ngột II- Đồ gốm SGK III - xi măng SGK Hoạt động 2 Tìm hiểu: Thành phần hoá học chủ yếu của đồ gốm là gì? Có mấy loại đồ gốm? Cách sản xuất các đồ gốm đó... dụng lí thuyết để giải thích tính chất của các đơn chất và hợp chất của C, Si Rèn kĩ năng giải bài tập II - Tổ chức hoạt động dạy học A - kiến thức cần nhớ Hoạt động 1: Dùng phơng pháp đối chiếu so sánh Học sinh dùng phiếu học tập để hệ thống hoá lí thuyết ( Có thể thiết kế mẫu phiếu học tập nh sau: Để phiếu học tập trống, HS điền dần kiến thức theo sự hớng dẫn của GV) Cacbon Silic Đơn chất Dạng . CHƯƠNG IV : Nhóm cacbon Bài 22 KháI quát về nhóm cacbon I - Mục tiêu bài học 1. Về kiến thức -Biết kí hiệu hoá học, tên gọi các nguyên tố nhóm cacbon 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