Giáo án Hóa học 11 - Chủ đề: Hợp chất của cacbon (Trường THPT chuyên Lê Thánh Tông) được biên soạn với mục tiêu nhằm giúp học sinh giải thích và minh họa được tính chất hóa học của hợp chất của các cacbon, liệt kê được các phương pháp điều chế khí CO2, CO trong công nghiệp (phương pháp khí lò ga, khí than ướt)... Mời quý thầy cô và các bạn cùng tham khảo giáo án!
Tổ Hóa Học, Trường THPT chun Lê Thánh Tơng Tiết 30 31 Chủ đề: HỢP CHẤT CỦA CACBON I Mục tiêu học Kiến thức - Giải thích minh họa tính chất hóa học hợp chất cacbon: + CO có tính khử mạnh (tác dụng với oxi, clo, oxit kim loại); + CO2 oxit axit, có tính oxi hố yếu (tác dụng với Mg, C) + H2CO3 axit yếu, hai nấc, không bền dựa vào số cân Kc + Tính chất hố học muối cacbonat (nhiệt phân, tác dụng với axit, với dung dịch kiềm) - Liệt kê phương pháp điều chế khí CO2, CO cơng nghiệp (phương pháp khí lị ga, khí than ướt) - Nêu thành phần hoá học, ứng dụng số muối cacbonat quan trọng Kỹ Viết CTCT CO, CO2 - Suy đốn tính chất hợp chất từ cấu tạo phân tử (số oxi hoá), kiểm tra kết luận - Thực số thí nghiệm, quan sát hình ảnh thí nghiệm, rút nhận xét - Viết phương trình hóa học minh hoạ tính chất hố học CO, CO2, muối cacbonat - Giải tập: tính thành phần phần trăm khối lượng muối cacbonat hỗn hợp; tính thành phần phần trăm khối lượng oxit kim loại hỗn hợp phản ứng với CO; tập tính khử CO hỗn hợp oxyt kim loại, CO2 tác dụng với dung dịch kiềm theo tỷ lệ mol khác Tình cảm, thái độ - Có ý thức u q bảo vệ mơi trường khí sạch, hạn chế thải CO CO2 vào khí II Chuẩn bị - Đồ dùng dạy học: nam châm, phiếu học tập, III Kỹ thuật dạy học - Chia nhóm, kỹ thuật dạy học tích cực: khăn trải bàn, KWL Tổ Hóa Học, Trường THPT chuyên Lê Thánh Tông IV Thiết kế hoạt động dạy học A Hoạt động trải nghiệm, kết nối (15 phút) Mục tiêu Phương thức tổ chức Kết Đánh giá Kỹ thuật KWL K Hiểu vai trò hợp chất CO2 đời sống người, động vật thực vật W L K Hình 1: tượng quang hợp Hình 2: hiệu ứng nhà kính Hình 3.1: bình chữa cháy dùng CO2 lỏng Hình ……………………… Hình ……………………… Hình 3.2: Bình chữa cháy bột (loại ABC loại BC), Bột chữa cháy loại bột nhỏ mịn, có thành phần từ chất rắn khơng cháy Thành phần chủ yếu gồm muối oxit như: Natri cacbonat (Na2CO3) — sô đa, phèn (Al2(SO4)3), Kali cacbonat (K2CO3), silic oxit (SiO2) Hình Tách cafein cafe sử dụng CO2 siêu tới hạn (phương pháp không để lại dư lượng hóa chất độc hại ảnh hưởng đến sức khỏe người) Qua báo cáo nhóm, GV góp ý bổ sung cung cấp thêm thông tin cần thiết - Dấu hiệu để nhận biết nhanh bình chữa cháy đựng CO2 so với bình chữa cháy bột Tổ Hóa Học, Trường THPT chun Lê Thánh Tơng Hình Sưởi ấm than củi bị ngộ độc khí CO W - Tại người bị ngất đốt than củi để sưởi ấm phịng kín Hình 3.1…………………… - Dấu hiệu để nhận biết nhanh bình chữa cháy đựng CO2 so với bình chữa cháy bột - Vì ngồi bình chữa cháy chứa CO2 cịn có bình chữa cháy bột Tại khí CO2 khơng thể dùng để dập tắt đám cháy trường hợp L - Khí CO độc - Khí CO2 khơng độc Hình 3.2 ………………… - Khí CO2 khơng cháy khơng trì cháy, nhiên đám cháy kim loại Mg Al khơng dùng CO2 để dập tắt Tổ Hóa Học, Trường THPT chun Lê Thánh Tơng Hình 4………………………… Hình ……………………… Câu hỏi? - Đặt tên hình vẽ tương ứng? - Biết tượng nhà kính? - Dấu hiệu để nhận biết nhanh bình chữa cháy đựng CO2 so với bình chữa cháy bột Tổ Hóa Học, Trường THPT chuyên Lê Thánh Tông B Hoạt động hình thành kiến thức (60 phút) Mục tiêu Phương thức tổ chức Kết Đánh giá G chia lớp thành nhóm, Áp dụng kỹ thuật khăn trải bàn Cung cấp phiếu học tập/1HS phiếu học tập vừa dùng để trả lời câu hỏi ghi học Mỗi nhóm viết câu trả lời vào tờ giấy A0, thời gian cho phần giải quyêt vấn đề 10 phút Giải vấn đề 1: A CACBON MONOOXIT I Cấu tạo phân tử tính chất vật lý G kết hợp với nhóm để khái quát kết luận nội dung học Câu 1: Công thức cấu tạo phân tử cacbon monooxit biểu diễn là: Viết CTCT CO Nhớ số tính chất vật lý CO A C = O B C – O C C O D C O Câu 2: Trong phát biểu đây, viết Đ, sai viết S vào ô tương ứng: Đúng Sai (1) CO N2 có phân tử khối (2) Cacbon monooxit có tính chất vật lý giống nitơ (khí khơng màu, khơng mùi, nhẹ khơng khí, nhiệt độ sơi nhiệt độ hóa rắn thấp) (3) CO khí độc (4) Khí CO tan nhiều nước tương tự khí NH3 II Tính chất hóa học Câu 3: Hồn thành phương trình hóa học (nếu có xảy C O Đ Đ Đ S Tổ Hóa Học, Trường THPT chun Lê Thánh Tơng ra, ghi rõ số oxi hóa cacbon) t a CO + O2 to b CO + Fe2O3 Giải thích to c CO + Al2O3 o minh họa tính chất hóa học CO có tính khử mạnh (tác dụng với oxi, clo, oxit kim loại); d CO + HCl e CO + NaOH Từ phản ứng trên, kết luận: tính chất hóa học CO: a CO2 b CO2 + Fe d không xảy e không xảy f khơng xảy CO: oxit trung tính/oxit không tạo muối (không xảy phản ứng với axit bazo CO: chất khử mạnh (phản ứng a, b, c d) (khử nhiều oxyt kim loại đứng sau Al nhiệt độ cao) III Điều chế Câu 4: Phản ứng hóa học thường dùng điều chế khí CO phịng thí nghiệm: t0 CO + H2 A C + H2O t 2CO B 2C + O2 o t 2CO C CO2 + C o H2 SO4 D HCOOH CO + H2O D GV: yêu cầu HS lưu ý thêm điều chế CO CN (phản ứng A: khí than ướt, phản ứng C: khí lị gas Tổ Hóa Học, Trường THPT chuyên Lê Thánh Tông Giải tập liên quan đến tính chất hóa học CO Nêu CO2 oxit axit, có tính oxi hoá yếu (tác dụng với Mg, Giải vấn đề 2: Giải tập (vận dụng 1) trả lời câu hỏi phần Cacbon đioxit Vận dụng 1: Câu 1: Để đề phòng bị nhiễm độc CO, người ta sử dụng mặt nạ phòng độc có chứa hóa chất: A CuO MnO2 B CuO MgO C CuO than hoạt tính D than hoạt tính Câu 2: Khử hồn tồn 4,36 gam hỗn hợp X gồm Fe2O3 FeO CO thu m gam chất rắn Y khí CO2 Hấp thụ hồn tồn khí CO2 nước vơi dư gam kết tủa Tính giá trị m B CACBON ĐIOXIT Cấu tạo phân tử tính chất vật lý Câu 1: Phát biểu sau sai? A Công thức cấu tạo O = C = O B Ở điều kiện thường, khí CO2 tan nhiều nước tương tự khí SO2 C Chất khí khơng độc khơng trì sống D Chất khí chủ yếu gây hiệu ứng nhà kính (greenhouse effect) Tính chất hóa học Câu 2: Hồn thành phản ứng (nếu có xảy ra): (1) CO2 + O2 to (2) CO2 + Mg (3) CO2 + H2O (4) CO2 + CaO (5) CO2 + OH (6) CO2 + 2OH Kết luận tính chất hóa học CO2: ……………………………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… G kết hợp với nhóm để khái quát kết luận nội dung học D A Đ B S C Đ D Đ a Khí CO2 khơng cháy khơng trì cháy Không dùng CO2 dập tắt đám cháy Mg Al t 2MgO + C CO2 + 2Mg b CO2 oxyt axit CO2 + OH- HCO3CO2 + 2OH- CO32- + H2O o Tổ Hóa Học, Trường THPT chun Lê Thánh Tơng Lưu ý: 1< k = n(OH-) /n (CO2) =< Ta có: bảo tồn điện tích: n OH- = n HCO3- +2 n CO32Bảo toàn nguyên tố: n CO2 = n HCO3- +n CO32n CO32- = n OH- - n CO2 C) Giải quyêt vấn đề 3: Điều chế Viết to phương trình điều Câu 3: Viết phương trình điều chế CO2 CaO + CO2 CN: CaCO3 Trong PTN: ………………………………………… chế CO2 PTN: CaCO3 + HCl CaCl2 + Trong CN: ………………………………………… CO2 + H2O Vận dụng 2: Câu 1: Dung dịch cần dùng để tinh chế khí CO2 từ hỗn hợp khí SO2 Giải CO2: (Chọn phương án nhất) tập liên quan đến A Br2(dd) D tính chất hóa học B Ca(OH)2(dd) C KMnO4(dd) CO2 D Br2(dd) KMnO4(dd) Câu 2: Hấp thụ tồn 2,24 L khí CO2 (ở đktc) vào 100mL dung dịch NaOH 1,5M Tính khối lượng muối thu dung dịch? Giải vấn đề 4: cho biết tính chất muối cacbonat: C AXIT CACBONIC VÀ MUỐI CACBONAT I Tính tan (điền từ “tan” / “không tan” vào bảng mô tả tương ứng với ô đánh số) Muối Cation K.loại kiềm, NH4+ Một số cation kim loại khác (Mg2+, Ca2+,…) HCO3(trừ NaHCO3) (1) (3) CO32(trừ Li2CO3) (2) (4) Muối Cation K.loại kiềm, NH4+ Một số cation kim loại khác (Mg2+, Ca2+,…) HCO3(trừ NaHCO3) tan CO32(trừ Li2CO3) tan tan Khơng tan G kết hợp với nhóm để khái quát kết luận nội dung học G kết hợp với nhóm để khái quát kết luận nội dung học Tổ Hóa Học, Trường THPT chuyên Lê Thánh Tông NaHCO3+ HCl NaCl + CO2 + H2O HCO3- + H+ CO2 + H2O Na2CO3+ 2HCl 2NaCl + CO2 + H2O CO32- + 2H+ CO2 + H2O CaCO3 + 2HClCaCl2 + CO2+ H2O CaCO3 +2H+ Ca2++ CO2+ H2O NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O II Phản ứng trao đổi ion (viết phương trình phản ứng) HCO3- +OH- CO3 2- + H2O Ca(HCO3)2 + 2NaOH Na2CO3 + CaCO3 2H2O Ca2++HCO3-+OH-CaCO3+H2O III Phản ứng nhiệt phân (cho ví dụ) t C CaCO3 + Ca(HCO3)2 t C CO2 + H2O CaCO3 CaO + CO2 C Hoạt động luyện tập (15 phút) Mục tiêu Phân tích giải vấn đề tính chất hợp chất cacbon Phương thức tổ chức Cá nhân viết câu trả lời vào phiếu học tập chọn vài HS giải đáp vấn đề Câu 1: Mô tả tượng sau nhỏ từ từ tới dư dung dịch HCl vào dung dịch chứa hỗn hợp muối NaHCO3 Na2CO3 A Khơng có tượng B Có sủi bọt khí C Một lát sau có sủi bọt khí D Có chất kết tinh màu trắng (NaHCO3) tách Kết B Đánh giá G kết hợp với nhóm để khái quát kết luận nội dung học Tổ Hóa Học, Trường THPT chun Lê Thánh Tơng Câu 2: Phát biều sau sai liên quan khí CO2: A Chế tạo nước giải khát có gas B Chất chứa bình chữa cháy C Chế tạo nước đá khơ D Là ngun nhân gây tượng mưa axit D D Câu 3: Thêm từ từ giọt đến hết 150 mL dung dịch HCl 1M vào dung dịch chứa 10,6 gam Na2CO3 Thể tích khí CO2 (đkc) là: A 0,00L B 0,56L C 2,24L D 1,12L Câu 4: Cho từ từ dung dịch chứa a mol HCl vào dung dịch chứa b mol Na2CO3 đồng thời khuấy đều, thu V lít khí (ở đktc) dung C dịch X Khi cho dư nước vôi vào dung dịch X thấy có xuất kết tủa Biểu thức liên hệ V với a, b là: A V = 11,2(a + b) B V = 11,2(a – b) C V = 22,4(a – b) D V = 22,4(a + b) D Hoạt động vận dụng mở rộng Mục tiêu Phương thức tổ chức Kết Lớp chia thành nhóm, nhóm trả lời vấn đề (bài tập nhà) Hiểu biết thêm vấn đề thực tế phát triển tư khoa học Nâng cao ý thức bảo vệ môi trường Tác động CO2 đến môi trường nào? Thuật ngữ “thu hồi lưu giữ carbon” (CCS) dùng để nhóm cơng nghệ giúp giảm lượng khí thải CO2 từ nguồn phát sinh chủ yếu, qua làm giảm tác động tới q trình biến đổi khí hậu Làm thí nghiệm, so sánh phản ứng Có chứng cho việc tăng nồng độ khí carbon dioxide (CO2) amin với CO khí góp phần làm tăng nhiệt độ trung bình tồn cầu Nêu lợi ích thực tiễn kỉ qua, q trình gọi nóng lên toàn cầu CO2 hạn chế phương pháp Đánh giá Tổ Hóa Học, Trường THPT chuyên Lê Thánh Tơng tạo nhiên liệu hóa thạch than, dầu khí tự nhiên bị đốt cháy trình sản xuất điện quy trình công nghiệp khác sản xuất xi măng Các nhà khoa học kĩ sư tiến hành nghiên cứu phương pháp thu carbon sử dụng để thu CO2 tạo từ trình đó, để ngăn cho CO2 vào khí ảnh hưởng đến nóng lên tồn cầu Làm cách để giảm bớt hàm lượng CO2 khí quyển? Ý tưởng “bắt giữ cacbon” mà HS tìm hiểu phản ứng hóa học hợp chất gọi amin khí CO2 (vấn đề nghiên cứu trường Đại học Imperial) HS làm phép so sánh hai loại amin khác định xem loại tốt cho trình thu carbon ... tương tự khí NH3 II Tính chất hóa học Câu 3: Hồn thành phương trình hóa học (nếu có xảy C O Đ Đ Đ S Tổ Hóa Học, Trường THPT chuyên Lê Thánh Tông ra, ghi rõ số oxi hóa cacbon) t a CO + O2 ... oxyt axit CO2 + OH- HCO3CO2 + 2OH- CO3 2- + H2O o Tổ Hóa Học, Trường THPT chuyên Lê Thánh Tông Lưu ý: 1< k = n(OH-) /n (CO2) =< Ta có: bảo tồn điện tích: n OH- = n HCO 3- +2 n CO32Bảo toàn... sau có sủi bọt khí D Có chất kết tinh màu trắng (NaHCO3) tách Kết B Đánh giá G kết hợp với nhóm để khái quát kết luận nội dung học Tổ Hóa Học, Trường THPT chuyên Lê Thánh Tông Câu 2: Phát biều