Bảng 2.2. Hệ thống tình huống môn Hóa học lớp 11
STT Tên tình huống Bài học được áp dụng Clip
minh họa
15 Làm thế nào để có thể
đóng đinh bằng trái chuối Bài 2: Nitơ x
16 Vì sao trong khói xe có
chứa các oxit nitơ? Bài 2: Nitơ
17 Thù hình của cacbon Bài 12: Cacbon x
18 Mặt nạ phòng chống
khí độc Bài 12: Cacbon 19 Nguyên tắc hoạt động
bình cứu hỏa Bài 13: Hợp chất của cacbon
20 Gói hút ẩm Bài 14:Silic và hợp chất của Silic x 21 Xăng và dầu hỏa,
chất nào dễ cháy hơn?
Bài 17:Ankan
B Bài 21: Nguồn hiđrocacbon thiên nhiên
22 Họ hàng nhà xăng
Bài 17:Ankan
Bài 21:Nguồn hiđrocacbon thiên nhiên
Bài 37:Hóa học và vấn đề phát triển kinh tế (Lớp 12)
x 23 Keo 502 - lợi và hại Bài 26:Benzen và đồng đẳng
benzene 24 Ai dùng trộm nước hoa? Bài 30:mono ancol
Bài 31: poly ancol x
25 Vì sao các sản phẩm hun
khói bảo quản được lâu? Bài 33:Anđehit - Xeton
26 Bàn tay bốc lửa Bài 33:Anđehit – Xeton x
27 Giải mã nguyên nhân
gây cháy xe Bài 33: Anđehit – Xeton x
28 Làm gì khi bị ong đốt? Bài 34: Axit cacboxylic x 29 Quả xanh - Quả chín khác
nhau vì đâu? Bài 35: Este ; Bài 38: Glucozơ 30 Làm thế nào lau chùi bếp
khỏi dầu mỡ? Bài 35: Lipit 31 Vì sao không nên để
muối giặt vào bồn cầu? (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bài 37: Khái niệm về xà phòng và chất giặt rửa tổng hợp
32 Vũ điệu màu sắc Bài 37: Khái niệm về xà phòng và
chất giặt rửa tổng hợp x
33 Kinh nghiệm
muối dưa
Bài 38: Glucozơ
Bài 34: Axit cacboxylic 34 Tờ giấy lạ kì
Bài 39:Saccarozơ,tinh bột và xenlulozơ
Bài 15: Flo - Brom - Iot (Lớp 10)
x 35 Bí quyết khử
mùi tanh của cá
Bài 40: Amin
Bài 34: Axit cacboxylic x
36 Say bột ngọt Bài 41: Amino axit Bài 34: Axit cacboxylic
Tình huống15 : LÀM THẾ NÀO ĐỂ CÓ THỂ ĐÓNG ĐINH BẰNG TRÁI CHUỐI Giới thiệu đoạn video clip “Đóng đinh bằng trái chuối”.
Người ta nhúng quả chuối vào dung dịch gì mà khiến quả chuối lại đông cứng như thế? Dung dịch này có gì đặc biệt? Nêu các ứng dụng của dung dịch này trong cuộc sống.
Hướng dẫn trả lời:
Người ta nhúng quả chuối vào dung dịch nitơ lỏng.
Nitơ lỏng được sản xuất công nghiệp bằng cách chưng cất phân đoạn không khí lỏng. Nitơ lỏng là một chất lỏng trong suốt không màu trọng lượng riêng 0,807 g/ml. Nitơ lỏng thường được gọi bằng LN2, viết tắt hoặc "LIN" hoặc "LN".
Ở áp suất khí quyển, nitơ lỏng sôi ở nhiệt độ 770K (-1960C, -3210F) và là một chất lỏng đông lạnh có thể gây đóng băng nhanh chóng khi tiếp xúc với mô sống, có thể dẫn đến bị tê cóng. Khi được cách nhiệt thích hợp với nhiệt độ xung quanh, nitơ lỏng có thể được lưu trữ và vận chuyển, ví dụ trong bình chân không.
Nitơ có nhiều ứng dụng trong cuộc sống và trong công nghiệp, y học như:
- Luyện kim: xử lý nhiệt, làm lạnh nhanh, làm sạch xỉ kim loại, sản xuất bột kim loại, cắt plasma, sản xuất kính nổi.
- Công nghiệp xây dựng: làm đông cứng đất, làm lạnh bê tông.
- Bảo vệ môi trường, kỹ thuật an toàn: thổi đường ống và bồn chứa, khí bảo vệ chống cháy nổ, tái chế vật liệu composit.
- Công nghệ thực phẩm: Đóng gói và bảo quản thực phẩm, làm đông lạnh nhanh, bảo quản tinh đông viên, vi khuẩn.
- Sinh học và y tế: làm lạnh và bảo quản vật liệu sinh học, mổ lạnh. - Công nghiệp điện tử: khí bảo vệ các quá trình công nghệ.
Tình huống 16 : VÌ SAO TRONG KHÓI XE CÓ CHỨA CÁC OXIT NITƠ ?
Xăng là hỗn hợp các hiđrocacbon no ở thể lỏng từ C5H12 đến C12H26. Tuy trong xăng không có các hợp chất nitơ nhưng khi xăng cháy vẫn thấy có nitơ oxit được tạo ra. Giải thích điều này. Cho biết tại sao hiện tượng đó có thể gây ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe con người ?
Trong khí thải từ các phương tiện giao thông thải vào môi trường không khí gồm có khí cacbonic, oxit nitơ, một lượng nhỏ oxit lưu huỳnh… Khí cacbonic sinh ra do đốt cháy các hiđrocacbon. Oxit nitơ được sinh ra do trong xăng chứa lượng nhỏ hợp chất của nitơ tác dụng với oxi không khí khi động cơ hoạt động với cường độ cao, quá tải, quá nóng; thường xảy ra khi ô tô nổ máy tại chổ hoặc chuyển động chậm do tắc nghẽn, ùn tắc giao thông. Các hợp chất hữu cơ bay hơi trong điều kiện trời nắng kết hợp với oxit nitơ tạo thành ozon ở tầng thấp theo sơ đồ tổng quát:
Hợp chất hữu cơ + ánh sáng + NO2 + O2 → O3 + NO + CO2 + H2 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ozon và NOx trở thành một thành phần chính của khói giao thông, có thể làm hỏng màng phổi và làm trầm trọng thêm các bệnh về đường hô hấp.
Tình huống 17 : THÙ HÌNH CỦA CACBON
HS xem đoạn video clip “Thù hình của cacbon”.
Nêu các dạng thù hình của cacbon mà em biết. Tại sao có sự khác biệt về giá trị của các dạng thù hình của cacbon?
Hướng dẫn trả lời:
Nguyên tử cacbon có cấu hình electron 1s22s22p2,có 4 electron lớp ngoài cùng nên dễ liên kết cộng hoá trị với các nguyên tử cacbon khác để tạo thành tinh thể.Các dạng thù hình của cacbon bao gồm:
Graphene: là khoáng vật cứng nhất cũng như bán dẫn tốt nhất, có cấu trúc là tấm
phẳng dày bằng một lớp nguyên tử của các nguyên tử cácbon với liên kết sp2 tạo thành dàn tinh thể hình tổ ong. Chiều dài liên kết cacbon - cacbon trong graphen khoảng 0,142 nm. Graphen là phần tử cấu trúc cơ bản của một số thù hình bao gồm than chì, ống nano cacbon và fulleren. A.Geim và S.Novoselov đã phát hiện ra chất này năm 2004 và được trao giải Nobel Vật lí vì phát hiện này năm 2010.
Kim cương:mỗi nguyên tử được liên kết với 4 nguyên tử khác theo kiểu tứ diện,
tạo thành các lưới 3 chiều gồm các vòng 6 thành viên.
Graphit hay than chì (một trong những chất mềm nhất) có cấu trúc là mỗi
chiều của các vòng 6 thành viên ở dạng phẳng; các tấm phẳng này liên kết lỏng lẻo với nhau.
Cacbon vô định hìnhnhư: than gỗ, than xương, than muội...có cấu trúc gồm các
nguyên tử cacbon trong trạng thái phi tinh thể, không có quy luật sắp xếp.
Cacbon ống nanocó cấu trúc là mỗi nguyên tử liên kết theo kiểu tam giác trong
tấm cong để tạo thành ống trụ rỗng.
Fulleren có cấu trúc gồm một lượng tương đối lớn các nguyên tử cacbon liên kết
theo kiểu tam giác, tạo thành các hình cầu rỗng, ví dụ như buckminsterfulleren.
Cacbon xốp nano (lưới cực nhẹ từ tính) cócấu trúc dạng lưới mật độ thấp của
các bó có cấu trúc giống như graphit, trong đó các nguyên tử được liên kết theo kiểu tam giác trong các vòng 6 hay 7 thành viên.
Lonsdaleit có cấu trúc tương tựnhư kim cương nhưng tạo thành lưới tinh thể lục
giác.
Các thù hình của cacbon khác nhau về cấu trúc mạng nguyên tử mà các nguyên tử tinh khiết có thể tạo ra dẫn đến sự khác biệt về tính chất vật lý của chúng nên giá trị kinh tế của chúng cũng khác nhau.
Tình huống 18 : MẶT NẠ PHÒNG CHỐNG KHÍ ĐỘC
Tháng 4 năm 1915, vào một ngày trời râm mát, binh sĩ liên quân Anh - Pháp đang đồn trú dưới chiến hào, chiến trường hoàn toàn yên tĩnh. Đột nhiên từ phía quân Đức, một vùng chất khí màu xanh vàng như một màng yêu khí tràn tới theo gió bay về phía liên quân Anh Pháp. Vì không hề có phòng bị, liên quân Anh Pháp hoàn toàn hỗn loạn. Trong chiến hào vang lên tiếng ho, tiếng gào thét. Quân Đức đã xả khí clo về phía liên quân Anh Pháp. Đó là lần đầu tiên khí độc được sử dụng trong chiến tranh hiện đại. Từ đó mở màn cho cuộc chiến tranh hóa học. Người ta đã sử dụng rất nhiều loại chất độc hóa học. Ngoài khí clo, người ta còn dùng khí độc gây tổn tại thần kinh như sarin, soman (C7H16O2PF), có chất độc làm bỏng da, có chất độc gây ngạt.
Chính vì thế, để ngăn ngừa tác hại của các loại khí nói trên, không chỉ đơn thuần để sử dụng trong chiến tranh, mà còn để áp dụng cho các ngành công nghiệp
khác, các nhà khoa học đã mất một thời gian để nghiên cứu và tìm ra một loại chất mới, thường gọi là than hoạt tính.
Ngày nay, than hoạt tính được sử dụng để chế biến các sản phẩm thông dụng như khẩu trang, mặt nạ bảo hộ,... Vậy thực chất, than hoạt tính là gì? Và cơ chế lọc khí của nó diễn ra như thế nào?
Hướng dẫn trả lời:
Than hoạt tính, bản chất là cacbon, thường có dạng những hạt nhỏ hoặc bột có màu đen. Diện tích bề mặt của than hoạt tính rất lớn. Trung bình 1g lượng than hoạt tính có diện tích bề mặt hơn l000m2. Khi than hoạt tính tiếp xúc với các chất khí hoặc chất lỏng, do có diện tích bề mặt rất lớn nên than hoạt tính có thể hấp thụ lên bề mặt nhiều loại phân tử. đặc biệt với các phân tử có lực hấp dẫn giữa chúng lớn. Nhờ đó một loại biện pháp có thể đối phó với đại đa số các chất độc đã được tìm ra, đó chính là các mặt nạ chống độc. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Để tăng cường hiệu quả phòng độc của than hoạt tính, trước hết người ta cho ngâm than hoạt tính vào các dung dịch có chứa các oxit đồng, bạc, crom với lượng rất nhỏ để cho bề mặt than hoạt tính có chứa một lượng rất nhỏ các oxit đó. Khi các chất độc bị hấp thụ lên bề mặt của than hoạt tính, do tác dụng xúc tác của các oxit bạc, đồng, crom, các chất độc bị phân giải thành các chất không độc. Khi các chất độc bị lọc qua các lớp lọc, bị hấp thụ và tiêu độc đồng thòi cũng không ngừng cung cấp oxi cho sự hô hấp của người.
Tình huống 19 : NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA BÌNH CỨU HỎA
Hiện nay, công tác phòng cháy chữa cháy là vô cùng bức thiết. Nhận định tình hình cháy nổ ngày càng phức tạp, UBND TP.HCM chỉ thị chính quyền các cấp tăng cường công tác tuyên truyền, huấn luyện nghiệp vụ phòng cháy, chữa cháy (PCCC); đảm bảo công dân từ 18 tuổi trở lên phải được huấn luyện PCCC. Trong số các kỹ năng cần có, thì kỹ năng sử dụng bình cứu hỏa là vô cùng quan trọng.
Tại sao khi dùng bình cứu hỏa thì trước hết ta phải dốc ngược bình và lắc vài cái rồi mới mở vòi? Nguyên tắc hoạt động của bình cứu hỏa như thế nào ? Có phải bình cứu hỏa này dùng được trong mọi vụ cháy không?
Hướng dẫn trả lời:
Cấu tạo của bình cứu hỏa rất đơn giản: bên trong gồm 2 phần: phần một là một lọ nhỏ bằng thủy tinh ở trên đầu, trong lọ này chứa H2SO4, phần còn lại trong bình cứu hỏa là Na2CO3.
Khi dùng, ta dốc ngược lên và lắc để chiếc kim trên đỉnh đâm thủng lọ thủy tinh, H2SO4 chảy ra, gặp Na2CO3 và xảy ra phản ứng:
H2SO4 + Na2CO3 Na2SO4 + CO2 + H2O
Khí CO2 phun qua vòi phun, tràn lên ngọn lửa và dập tắt được lửa.
Bình cứu hỏa loại này không chữa được các đám cháy nhiên liệu lỏng (xăng, dầu,...) và những đám cháy của các kim loại bị khử mạnh như Al, Mg,…vì các kim loại này khi đốt nóng sẽ cháy được trong khí CO2 theo phương trình:
CO2 + 2Mg C + 2MgO
Tình huống 20 : GÓI HÚT ẨM
HS xem đoạn video clip“Gói hút ẩm”.
Gói hút ẩm có thành phần là gì?Vì sao nó có khả năng hút ẩm? Có thể tái sử dụng được nhiều lần hay không?
Hướng dẫn trả lời:
Trong đời sống hàng ngày, người ta thường gặp silica gel trong những gói nhỏ đặt trong lọ thuốc tây, trong gói thực phẩm, trong sản phẩm điện tử... Ở đó, silica gel đóng vai trò hút ẩm để giữ các sản phẩm trên không bị hơi ẩm làm hỏng.
Silica gel được phát minh tại Đại học John Hopkins, Baltimore, Bang Maryland, Hoa Kỳ trong những năm 1920. Silica gel thực chất là một đioxit silic ở dạng hạt cứng và xốp, có công thức: SiO2.nH2O (n<2).
Người ta điều chế bằng cách cho natri silicat tác dụng với axit sunfuric theo phương trình: Na2O.3SiO2 + H2SO4 3SiO2 + H2O + Na2SO4. Kết quả tạo thành dạng sol, rồi sol đông tụ lại thành gel, sau khi rửa, sấy khô và nung ta thu được silicagel.
Silica gel hút ẩm nhờ vào hiện tượng mao dẫn ở hàng triệu khoang rỗng li ti trong hạt. Silica gel có thể hút một lượng hơi nước bằng 40% trọng lượng của nó. Để chỉ thị tình trạng ngậm hơi nước của silica gel, người ta cho một ít cobanclorua vào.
Khi còn khô nó sẽ có màu hơi phớt xanh, khi bắt đầu ngậm hơi nước, nó chuyển dần sang màu xanh nhạt, rồi màu hồng, cuối cùng là trắng đục.
Khi silica gel đã ngậm no nước, có thể tái sinh bằng cách giữ nó ở nhiệt độ khoảng 1500C trong khoảng nửa giờ hoặc cho tới khi nào nó trở về màu phớt xanh.
Tình huống 21 : XĂNG VÀ DẦU HỎA, CHẤT NÀO DỄ CHÁY HƠN ?
Một lần nọ, nhà bạn Thanh bị cúp điện vào buổi tối. Mẹ Thanh bảo đốt đèn dầu cho sáng nhưng ngọn bấc của cây đèn nhà Thanh đã cháy hết mất rồi. Vì vậy Thanh phải đi mua ngọn bấc khác về làm mồi lửa cho đèn dầu. Vừa đi Thanh vừa suy nghĩ : “Thật là lạ nhỉ, tại sao với xăng chỉ cần châm lửa là bắt cháy, còn dầu hỏa phải dùng bấc mới đốt được?”.
Hướng dẫn trả lời:
Xăng và dầu hỏa đều được chế tạo từ dầu mỏ và chứa các hidrocacbon nhưng với số nguyên tử cacbon khác nhau.Xăng chứa các phân tử có số cacbon C5 đến C11, còn dầu hỏa là C11 đến C16.
Sự cháy của xăng và dầu hỏa thuộc loại cháy do bay hơi và liên quan đến sự dẫn lửa và điểm bắt lửa. Điểm bắt lửa của một nhiên liệu lỏng là nhiệt độ thấp nhất để trên bề mặt nhiên liệu lỏng tạo thành hỗn hợp cháy của hơi với không khí.
Xăng có điểm bắt lửa thấp hơn nhiệt độ môi trường, khoảng - 46oC nên trên bề mặt của xăng ở nhiệt độ thường tồn tại hỗn hợp cháy với không khí. Khi hỗn hợp này chỉ cần tiếp xúc với ngọn lửa hoặc tia lửa là sẽ bắt cháy. Sau khi lớp hơi trên mặt xăng lỏng cháy, xăng lại tiếp tục bay hơi mạnh và sự cháy tiếp tục dược duy trì.
Dầu hỏa có điểm bắt lửa 28 - 45oC cao hơn nhiệt độ môi trường. ở nhiệt độ thường trên bề mặt dầu hỏa không có hỗn hợp cháy nên không dễ bắt lửa để cháy. Khi tẩm dầu hoả vào bấc đèn, dầu sẽ ngấm vào bấc. Bấc đèn dễ cháy và làm nhiệt độ xung quanh sợi bấc vượt quá điểm bắt lửa của dầu hoả làm cho dầu hoả trên bề mặt bấc đèn bốc cháy. Dầu hỏa liên tục ngấm lên sợi bấc bảo đảm duy trì sự cháy.
Tình huống 22: HỌ HÀNG NHÀ XĂNG
Xăng là gì? Cách đánh giá chất lượng xăng? Tại sao người ta gọi xăng A83, A92, A95? Sự giống và khác nhau giữa các loại xăng này là gì? (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hướng dẫn trả lời:
Xăng dùng cho các loại động cơ thông dụng như ôtô, xe máy là hỗn hợp các hiđrocacbon no ở thể lỏng (từ C5H12 đến C12H26). Chất lượng xăng được đánh giá qua chỉ số octan. Chỉ số octan càng cao thì chất lượng xăng càng tốt do khả năng chịu áp lực nén tốt nên khả năng sinh nhiệt cao. Người ta qui ước:
+ n-heptan: chỉ số octan bằng 0;
+ 2,2,4-trimetylpentan (CH3-C(CH3)2-CH2-CH(CH3)-CH3): chỉ số octan bằng 100. + Các hiđrocacbon mạch vòng và mạch nhánh có chỉ số octan cao hơn các hiđrocacbon mạch không nhánh.
Phương pháp đo chỉ số Octan do ASTM (American Society for Testing Materials - Hiệp hội thử nghiệm vật liệu Hoa Kỳ) đề nghị dùng MON (Motor Octane Number - chỉ số Octan động cơ) và RON (Research Octane Number - chỉ số Octan nghiên cứu) để đánh giá hàm lượng octan trong xăng.
Xăng không chì US 87 (87= (RON+MON)/2) của Mỹ được đề nghị có mức