Ngày soạn: 13/11/2020 Ngày giảng: 21/11/2020 TIẾT 23 CHỦ ĐỀ CACBON VÀ HỢP CHẤT A MỤC TIÊU Kiến thức: - Biết được: Vị trí cacbon bảng tuần hồn ngun tố hố học, cấu hình electron ngun tử, dạng thù hình cacbon, tính chất vật lí (cấu trúc tinh thể, độ cứng, độ dẫn điện), ứng dụng - Hiểu được: Cacbon có tính phi kim yếu (oxi hóa hiđro kim loại), tính khử (khử oxi, oxit kim loại) Trong số hợp chất, cacbon thường có số oxi hóa +2 +4 Kỹ năng: - Viết cấu hình electron nguyên tử Cacbon, dự đốn tính chất hóa học - Viết phản ứng thể tính chất hóa học (oxi hóa khử) Cacbon Thái độ: - Học tập tích cực chủ động Năng lực hướng tới: - Năng lực sử dụng ngơn ngữ hóa học - Năng lực làm việc độc lập - Năng lực hợp tác, làm việc theo nhóm - Năng lực tính tốn hóa học B PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC - Phương pháp đặt giải vấn đề - Phương pháp dạy học theo nhóm, phương pháp kiểm chứng C CHUẨN BỊ Giáo viên: - Mơ hình cấu tạo mạng tinh thể kim cương, than chì, bảng tuần hồn nguyên tố hóa học Học sinh: - Chuẩn bị (sưu tầm tranh ảnh & tìm hiểu ứng dụng kim cương, than chì) D TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Ổn định tình hình lớp: (1’) Kiểm tra cũ: Kiểm tra học Bài mới: HOẠT ĐỘNG 1: Hoạt động khởi động (5’) Mục tiêu: Tạo hứng thú cho HS, thu hút HS sẵn sàng thực nhiệm vụ học tập HS khắc sâu kiến thức nội dung học Phương pháp dạy học: Đặt vấn đề Định hướng phát triển lực: Giải vấn đề, lực xử lí tình huống, lực giao tiếp, lực nhận thức - GV chiếu hình ảnh dạng thù hình Cacbon phát vấn học sinh ứng dụng kim cương, than chì? - GV giới thiệu vào bài: Kim cương than chì đơn chất khác nhau, có cấu tạo từ ngun tử C; Vậy Cacbon cịn dạng thù hình khơng, tính chất chúng nào? Chúng ta tìm hiểu thơng qua học hơm HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức (30’) Mục tiêu: - Viết cấu hình electron nguyên tử Cacbon, dự đốn tính chất hóa học - Viết phản ứng thể tính chất hóa học (oxi hóa khử) Cacbon Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu giải vấn đề; phương pháp thuyết trình Định hướng phát triển lực: Giải vấn đề, lực hợp tác, lực xử lí tình huống, lực giao tiếp, lực nhận thức HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS I Vị trí cấu hình electron ngun tử I Vị trí cấu hình electron ngun - GV yêu cầu HS dựa vào bảng tuần hoàn, tử SGK xác định vị trí C viết cấu hình - Ơ số 6, nhóm IVA, chu kì electron, nêu nhận xét? - Cấu hình electron: 1s22s22p2 - Có electron lớp ngồi - Có số oxi hóa: -4, 0, +2, +4 II Tính chất vật lí II Tính chất vật lí - GV yêu cầu HS tham khảo SGK, nêu tính - Nguyên tố C có số dạng thù hình chất vật lí dạng thù hình Cacbon? kim cương, than chì, fuleren,… Chúng khác tính chất vật lí Kim cương: - Tinh thể suốt, không dẫn điện, dẫn nhiệt - Mỗi nguyên tử C tạo liên kết CHT với nguyên tử C lân cận nằm đỉnh hình tứ diện → kim cương cứng Than chì: - Tinh thể màu xám đen, cấu trúc lớp - Trên lớp, nguyên tử C tạo liên kết CHT với nguyên tử C khác nằm đỉnh tam giác Các lớp liên kết với tương tác yếu → mềm Fuleren (Tự học có hướng dẫn) III Tính chất hóa học III Tính chất hóa học - GV yêu cầu HS từ cấu hình electron - C có electron lớp ngồi lớp C, nêu tính chất hóa học nó? thứ 2, nên đóng vai trị chất oxi hóa khử - GV yêu cầu HS viết phản ứng thể Tính khử: tính oxh hóa khử C? a Tác dụng với oxi: C cháy tỏa nhiều nhiệt C + O2 CO2 C + CO2 2CO b Tác dụng với hợp chất: HNO3, H2SO4đặc, KClO3 C + 4HNO3 CO2 + 2H2O + 4NO2 Tính oxi hóa: a Tác dụng với hidro: C + 2H2 CH4 b Tác dụng với kim loại: 4Al + 3C Al4C3 IV Ứng dụng IV Ứng dụng (Tự học có hướng dẫn) (Tự học theo hướng dẫn GV) V Trạng thái tự nhiên V Trạng thái tự nhiên (Tự học có hướng dẫn) (Tự học theo hướng dẫn GV) VI Điều chế VI Điều chế (Tự học có hướng dẫn) (Tự học theo hướng dẫn GV) HOẠT ĐỘNG 3: Hoạt động luyện tập (5’) Mục tiêu: Luyện tập, củng cố nội dung học Phương pháp dạy học: Giao nhiệm vụ Định hướng phát triển lực: Giải vấn đề, lực giao tiếp, lực nhận thức Bài Chọn câu trả lời sai số câu sau : Các dạng thù hình cacbon gồm có : A Kim cương B Than chì C Fuleren D Thạch anh Bài Kim cương than chì dạng thù hình nguyên tố cacbon Kim cương cứng tự nhiên, than chì mềm đến mức dùng để sản xuất lõi bút chì 6B, dùng để kẻ mắt Điều giải thích sau đúng? A Kim cương có cấu trúc tinh thể dạng tứ diện đều, than chì có cấu trúc lớp, khoảng cách lớp lớn B Kim cương có liên kết cộng hố trị bền, than chì khơng C Đốt cháy kim cương hay than chì nhiệt độ cao tạo thành khí cacbonic D Một nguyên nhân khác Bài Loại than đốt (đốt lượng nhau) toả nhiều nhiệt loại than mỏ than gỗ là? A than gỗ B than antraxit C than bùn D than đá Bài Chọn cách để điều chế than cốc cách sau: A Nung than đá nhiệt độ khoảng 1000 – 1200 o C điều kiện nửa thời gian đầu khơng có khơng khí, nửa thời gian sau có khơng khí B Nung than đá nhiệt độ khoảng 1000 – 1200o C ngồi khơng khí C Nung than gỗ ngồi khơng khí D Nung than đá than antraxit nhiệt độ khoảng 1000 – 1200 oC điều kiện khơng khí Bài Kim cương có kiểu cấu tạo mạng tinh thể nào? A Mạng tinh thể ion B Mạng tinh thể kim loại C Mạng tinh thể nguyên tử D Mạng tinh thể phân tử HOẠT ĐỘNG 4: Hoạt động vận dụng (5’) Mục tiêu: Vận dụng làm tập Phương pháp dạy học: Dạy học nêu giải vấn đề Định hướng phát triển lực: Giải vấn đề, lực hợp tác, lực xử lí tình huống, lực giao tiếp, lực nhận thức, tư sáng tạo Bài tập: Tại hầu hết hợp chất cacbon lại hợp chất cộng hóa trị? Dự kiến: Cấu hình e C: 1s22s22p2 C có 4e lớp ngồi, để bền vững ngun tố cần có 8e lớp ngồi Độ âm điện C 2,55 ( độ âm điện trung bình) nên C khó cho nhận e cách hồn tồn mà chủ yếu C hình thành liên kết với nguyên tố khác việc dùng chung e (liên kết cộng hoá trị) HOẠT ĐỘNG 5: Hoạt động tìm tịi mở rộng (4’) Mục tiêu: Tìm tịi mở rộng kiến thức, khái quát lại toàn nội dung kiến thức học Phương pháp dạy học: Giao nhiệm vụ Định hướng phát triển lực: Tự chủ - tự học, trình bày tự nhiên xã hội, giải vấn đề VAI TRÒ CỦA FULEREN TRONG VIỆC CHẾ TẠO PIN MẶT TRỜI Thời “hồng kim” than, dầu mỏ khí đốt dần trôi qua, chậm chạp tất yếu Sớm hay muộn trữ lượng chúng cạn kiệt Vậy thay phải chúng gì? Nhiều nhà nghiên cứu cho rằng, lượng mặt trời thứ mà phải chế ngự để biến thành nhiệt điện Gia đình trang bị pin mặt trời biết rõ cần phải đầu tư với chi phí cao pin truyền thống để lấy lượng mặt trời tinh thể thạch anh mà giá thành sản xuất chúng cao Người ta tạo thạch anh nhiệt độ khoảng 1500o C chân khơng Điều địi hỏi tốn nhiều lượng lấy từ loại nhiên liệu truyền thống Tuy nhiên thạch anh thứ Còn nhựa tổng hợp Alivisator vào năm 2002 đề nghị đưa sợi nano bán dẫn vào polime Ơng cho phương pháp tăng hiệu suất pin mặt trời làm nhựa tổng hợp Sử dụng pin nhựa tổng hợp có nhiều ưu điểm Thứ nhất, giá thành sản xuất rẻ Thứ hai: Pin nhựa tổng hợp có tính tương thích cao Chúng mỏng – lớp polime dày có vài trăm nano mét – đồng thời dẻo Nếu tăng hiệu suất thứ nhựa có tay thứ "động gần vĩnh cửu" Vấn đề tăng cách nào? Chính nhà khoa học ALan Heeger – người giải Nobel, cộng ông Serdar Saricftci đưa ý tưởng – đưa fuleren vào nhựa tổng hợp Được phát vào năm 1990, fuleren phân tử cacbon cấu thành từ nhiều nguyên tử tạo hình dạng, cấu trúc khơng gian khác nhau: Hình cầu, hình lị xo hình ống Fuleren C60 tìm Phân tử gồm 60 nguyên tử cacbon trông bóng Heeger Sariciftci trộn lẫn chất fuleren C60 với nhựa tổng hợp tạo pin có hiệu suất 2% Phương pháp họ sau nhà khoa học Yang Yang hồn thiện phịng thí nghiệm Ông nâng hiệu suất pin fuleren nhựa lên 4,4% Ơng cịn khẳng định, pin tốt giới cho biết vòng năm tới nâng hiệu suất pin lên 10% Ơng nói: "Khi đó, sản xuất đại trà pin nhựa tổng hợp" Tuy nhiên, GS Yang Yang nhầm cho pin ơng hồn thiện tốt E HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ - Làm tập 1, 2, 3, 4, - SGK Học cũ đọc trước “Hợp chất Cacbon” ... dẫn) III Tính chất hóa học III Tính chất hóa học - GV yêu cầu HS từ cấu hình electron - C có electron lớp ngồi lớp C, nêu tính chất hóa học nó? thứ 2, nên đóng vai trị chất oxi hóa khử - GV yêu... (30’) Mục tiêu: - Viết cấu hình electron ngun tử Cacbon, dự đốn tính chất hóa học - Viết phản ứng thể tính chất hóa học (oxi hóa khử) Cacbon Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu giải vấn... khử: tính oxh hóa khử C? a Tác dụng với oxi: C cháy tỏa nhiều nhiệt C + O2 CO2 C + CO2 2CO b Tác dụng với hợp chất: HNO3, H2SO4đặc, KClO3 C + 4HNO3 CO2 + 2H2O + 4NO2 Tính oxi hóa: a Tác dụng