Giáo án dạy học tích hợp liên môn Hóa học, Vật lí, Sinh học trong dạy học bài Cacbon Hóa học lớp 11. Giáo án dạy học tích hợp liên môn Hóa học, Vật lí, Sinh học trong dạy học bài Cacbon Hóa học lớp 11.
GIÁO ÁN TÍCH HỢP KIẾN THỨC CÁC MƠN ĐỊA LÍ – VẬT LÍ – SINH HỌC VÀO GIẢNG DẠY BÀI “CACBON” MƠN HĨA HỌC LỚP 11 I MỤC TIÊU Kiến thức - Nêu vị trí cacbon Bảng tuần hồn - Các dạng thù hình cacbon; Tính chất vật lí (cấu trúc tinh thể, độ cứng, độ dẫn điện) ứng dụng - Trình bày cacbon có tính oxi hóa, tính khử - Chỉ được: Các phản ứng C với O 2, với oxit kim loại tạo thành khí CO2 toả nhiệt - Chỉ nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường trình sử dụng C làm nhiên liệu, chất đốt Kỹ - Liên hệ kiến thức vật lí để giải thích tính chất vật lí dạng thù hình cacbon - Liên hệ kiến thức địa lí để biết mỏ than lớn nước ta - Liên hệ kiến thức môn sinh học để thấy xác định nguồn, nguyên nhân gây nhiễm mơi trường biện pháp xử lí chất thải sau thí nghiệm Phát triển lực - Năng lực ngơn ngữ hóa học - Năng lực phát vấn đề: thơng qua thí nghiệm - Liên hệ kiến thức môn học khác việc giải vấn đề Tình cảm, thái độ - Có tinh thần hợp tác với HS khác để xây dựng kiến thức Cacbon - Có hứng thú học tập với Hố học - Có ý thức bảo vệ mơi trường khơng khí, đất, đun nấu thức ăn, nung vôi,… II CHUẨN BỊ Giáo viên: - Phương pháp: - phương pháp trực quan - phương pháp đàm thoại - phương pháp nêu giải vấn đề - Đồ dùng: giáo án, mơ hình Học sinh Xem trước III TIẾN TRÌNH BÀI GIẢNG Ổn định tổ chức Ổn định lớp, kiểm tra sĩ số Kiểm tra cũ Không Giảng Hoạt động GV – HS Nội dung cần đạt Vào bài: trình chiếu hình ảnh: Than tổ ong, bút chì, kim cương, mỏ than đá để HS dự đoán nguyên tố nhắc tới => Vào tìm hiểu ‘‘Cacbon’’ HOẠT ĐỘNG 1: Nghiên cứu vị trí cấu hình electron ngun tử I VỊ TRÍ VÀ CẤU HÌNH ELECTRON NGUN TỬ - Cacbon: C (Z = 6; M = 12) - Vị trí: Ơ thứ 6, nhóm IVA, chu kì - GV cung cấp thơng tin: điện tích hạt nhân khối lượng mol cacbon - GV: Viết cấu hình electron nguyên tử xác định vị trí C bảng tuần 1s 2 s 2 p hồn? - Cấu hình e: → Có e lớp - GV: Từ cấu hình electron C, ngồi cùng, tạo liên kết cộng hoá trị cho biết C chủ yếu tạo loại liên kết - Các số oxi hoá: -4, 0, +2 +4 tối đa liên kết? - GV: C có trạng thái oxi hố nào? HOẠT ĐỘNG 2: Tìm hiểu tính chất vật lý II TÍNH CHẤT VẬT LÍ - GV cho biết dạng thù hình Một số dạng thù hình cacbon: cacbon - Kim cương - Chia lớp thành nhóm lớn: + Nhóm 1: Tìm hiểu cấu trúc tính - Than chì - Fuleren(giảm tải khơng tìm hiểu) chất vật lí kim cương + Nhóm 2: Tìm hiểu cấu trúc tính - Cacbon vơ định hình chất vật lí than chì + Nhóm 3: Tìm hiểu cấu trúc tính chất vật lí cacbon vơ định hình - HS thảo luận hoàn thành bảng - GV nhận xét bổ sung - GV: hướng dẫn HS dựa vào đặc điểm cấu trúc tính thể dạng thù hình giải thích dạng thù hình cacbon có tính chất vật lí trái ngược Kim cương Than chì Cacbon vơ định hình Cấu tạo Tính chất vật lí Tinh thể có cấu trúc tứ diện đều, liên kết cộng hóa trị bền vững Tinh thể có cấu trúc lớp, lớp liên kết với lực tương tác yếu Cấu tạo xốp Là tinh thể suốt không màu, không dẫn điện, dẫn nhiệt kém, cứng (cứng nhất) Màu xám đen, Có khả hấp mềm, có ánh kim, phụ dẫn điện nhiệt tốt kim loại - GV: Vì cơm bị khê người ta thường cho vào nồi cơm mẩu than củi ? HOẠT ĐỘNG 3: Tìm hiểu tính chất hóa học Cacbon - GV: Dựa vào thang oxi hoá cacbon, em dự đốn tính chất hố học cacbon? - GV: Cacbon thể tính khử nào? - GV: Vì than đá chất thành đống III TÍNH CHẤT HĨA HỌC Cacbon vừa thể tính khử vừa thể tính oxi hố Tính khử a) Tác dụng với oxi: Cacbon cháy lớn tự bốc cháy? khơng khí, toả nhiều nhiệt 0 +4 −2 Tích hợp kiến thức địa lí sinh học t C + O2 → C O2 hiệu ứng nhà kính: Yêu cầu HS nêu hiểu biết hiệu ứng nhà kính, ngun nhân, biện pháp bảo vệ mơi trường? o b) Tác dụng với hợp chất: Ở nhiệt độ - GV cung cấp thông tin: Trong điều cao, cacbon khử nhiều oxit, nhiều kiện thiếu oxi, cacbon khử CO2 thành chất oxi hố khác cacbon mono oxit, ngồi C tác +4 +2 t C + C O2 →2C O dụng với hợp chất thể tính oxi hóa u cầu HS viết PTPƯ o +5 +4 +4 t Tích hợp bảo vệ môi trường: CO C + H N O3(dac) → C O2 + N O2 + H 2O chất khí độc → Nên sử dụng bếp than +5 −1 +4 t để giảm thiểu gây ô C + K Cl O3 → K Cl + C O2 nhiễm khơng khí? +2 +2 + Đốt than nơi thống khí(dư oxi) t C + Zn O → Zn+ C O Liên hệ: Ở thành phố vào mùa đông +2 +2 hay xảy tượng người dân sưởi t C + Cu O → Cu + C O ấm việc đốt than nhà đóng kín cửa Vì dễ dẫn đến tượng bị ngạt ngộ độc khí gây tử vong - GV: Đã học HNO3, viết phản ứng C với HNO3 đặc? - GV cung cấp thông tin phản ứng C với KClO3 - GV: Yêu cầu HS viết phương trình C với ZnO CuO - GV cho biết: C khử oxit kim loại kim loại giải phóng khí CO hay CO2 → Ở nhiệt độ cao, cacbon khử nhiều oxit hợp chất khác o o o o o Tính oxi hố Ở nhiệt độ cao - GV: Cacbon thể tính oxi hố a) Tác dụng với hiđro nào? −4 xt ,t C + H → C H4 - GV: yêu cầu HS hoàn thành PTPƯ C + H2 → o Hỏi thêm: Tại sản phẩm CH4 - GV lưu ý: Trong CaC2 cacbon có số oxi hóa bao nhiêu? b) Tác dụng với kim loại 0 +3 −4 → Đây trường hợp đặc biệt t Al + C → Al4 C cacbon (Nhôm cacbua) o 0 o +2 −1 t Ca + C → Ca C (Canxi cacbua) HOẠT ĐỘNG 4: Ứng dụng - GV: Yêu cầu HS nêu ứng dụng kim cương, than chì, than muội, than hoạt tính - GV đặt câu hỏi để học sinh vận dụng kiến thức cũ để trả lời - GV liên hệ thực tiễn cho biết kim cương sử dụng làm mũi khoan, dao cắt tủy tinh Vậy dựa vào tính chất mà kim cương sử dụng vậy? - Kim cương cứng nhất, để cắt kim cương dùng gì? - GV: Dựa vào tính chất mà người ta dùng kim cương làm đồ trang sức? - GV: Giải thích than chì dùng làm chất bôi trơn? Liên hệ: Vào mùa đông áo rét hay bị kẹt khóa, lấy bút chì tơ thành vệt vào khóa làm khóa áo trơn - GV: Dựa vào tính chất mà người ta dùng than hoạt tính mặt lạ phòng độc? IV ỨNG DỤNG - Kim cương: Mũi khoan, Bột mài, Dao cắt thủy tinh, Đồ trang sức - Than chì: Bút chì, Điện cực pin, chất bơi trơn, nồi để nấu chảy hợp kim chịu nhiệt - Trong công nghiệp luyện kim - Than muội: Mực in, xi đánh giầy - Than hoạt tính: mặt lạ phòng độc, nệm than hoạt tính HOẠT ĐỘNG 5: Tìm hiểu trạng thái tự nhiên cacbon V TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN - GV: Trong tự nhiên, cacbon tồn - Cacbon tự do: kim cương, than chì dạng đơn chất hay hợp chất? - Khống vật: canxit (đá vơi, đá phấn, - Tích hợp kiến thức địa lí: cho biết đá hoa: CaCO3), magiezit (MgCO3), mỏ than lớn nước ta nằm đâu? + Quảng Ninh, Thanh Hóa, Nghệ An - Tích hợp kiến thức sinh học: hợp chất Cacbon thành phần sở tế bào động thực vật đolomit (CaCO3.MgCO3), - Hợp chất cacbon thành phần sở tế bào động vật thực vật HOẠT ĐỘNG 6: Tìm hiểu phương pháp điều chế - GV cung cấp cho HS cách điều chế Cacbon VI ĐIỀU CHẾ Than chì Than cốc 20000C, 50-1000 nghìn atm 2500-30000C Lò điện, khơng có KK Than mỡ Kim cương nhân tạo Xt(Fe, Cr, Ni) 10000C Than chì nhân tạo Than cốc Lò cốc, khơng có KK Gỗ CH4 Đốt, thiếu O2 t0C, xt Than gỗ Than muội ... tính chất hóa học Cacbon - GV: Dựa vào thang oxi hoá cacbon, em dự đốn tính chất hố học cacbon? - GV: Cacbon thể tính khử nào? - GV: Vì than đá chất thành đống III TÍNH CHẤT HĨA HỌC Cacbon vừa thể... đâu? + Quảng Ninh, Thanh Hóa, Nghệ An - Tích hợp kiến thức sinh học: hợp chất Cacbon thành phần sở tế bào động thực vật đolomit (CaCO3.MgCO3), - Hợp chất cacbon thành phần sở tế bào động vật thực... THÁI TỰ NHIÊN - GV: Trong tự nhiên, cacbon tồn - Cacbon tự do: kim cương, than chì dạng đơn chất hay hợp chất? - Khống vật: canxit (đá vơi, đá phấn, - Tích hợp kiến thức địa lí: cho biết đá hoa: