A. Mục tiêu
• Biết được tính chất vật lý, điều chế, ứng dụng của CO2. • Hiểu được tác hại, tính chất hóa học của CO2.
• Biết được hiệu ứng nhà kính là gì?
• Hiểu được: ngun nhân, các tác hại của hiệu ứng nhà kính. • Đề xuất các giải pháp hạn chế khí nhà kính.
B. Nội dung bài học I. Khí Cacbonic 1. Cấu tạo phân tử
• CTCT: O = C = O
• Các liên kết C = O là liên kết cộng hóa trị phân cực, nhưng do có cấu tạo thẳng nên CO2 là phân tử không phân cực.
Câu hỏi 1 : Viết CTCT của CO2? Giải thích tại sao phân tử CO2 khơng phân cực?
2. Tính chất vật lý
• CO2 là chất khí khơng màu, nặng gấp 1,5 lần khơng khí, tan khơng nhiều trong nước (điều kiện thường: 1 lit nước hịa tan 1 lit khí CO2).
• Ở nhiệt độ thường, khi được nén dưới áp suất 60atm, khí CO2 sẽ hóa lỏng. Khi làm lạnh đột ngột ở -760C, khí CO2 hóa thành khối rắn, trắng, gọi là “nước đá khơ”. Nước đá khơ khơng nóng chảy mà thăng hoa nên được dùng để tạo môi trường lạnh và khô, thuận tiện cho việc bảo quản thực phẩm.
Hình 2.6: Ứng dụng của nước đá khô
Câu hỏi 2 : Nêu các ứng dụng của nước đá khơ?
3. Tính chất hóa học
a) CO2 là chất khí khơng cháy và khơng duy trì sự cháy của nhiều chất
• CO2 được dùng trong các bình cứu hỏa để dập tắt các đám cháy. Tuy nhiên, không dùng để dập tắt các đám cháy của kim loại mạnh.
Giải thích: CO2 là chất oxi hóa được một số kim loại mạnh như: Mg, Al…
2Mg + CO2 to→ 2MgO + C
Câu hỏi 3 : HS làm thí nghiệm nghiên cứu tính chất hóa học của CO2
Hình 2.7: Bình cứu hỏa và đám cháy được dập tắt b) CO2 là oxit axit b) CO2 là oxit axit
• CO2 tác dụng được với nước, bazo và oxit bazo CO2(k) + H2O(l) H2CO3 (dd).
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O (Nhận biết CO2) CO2 + CaO2 → CaCO3
4. Điều chế CO2 trong phịng thí nghiệm
HCl
Bông CaCO3 A B
Hình 2.8: Điều chế CO2 trong PTN
PTHH: CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
cần dẫn hỗn hợp khí sau phản ứng lần lượt qua bình A, B. Cho biết A, B đựng chất gì?
II. Hiệu ứng nhà kính
1. Khái niệm
Hiệu ứng nhà kính là hiệu ứng làm cho khơng khí của Trái đất nóng lên do bức xạ sóng ngắn của mặt trời xuyên qua tầng khí quyển chiếu xuống mặt đất; mặt đất hấp thu nóng lên lại bức xạ sóng dài vào khí quyển làm cho khơng khí nóng lên.
Câu hỏi 5 : Em hiểu gì hiệu ứng nhà kính?
2. Nguyên nhân gây ra hiện tượng hiệu ứng nhà kính
• CO2 trong khí quyển giống như một tầng kính dày bao phủ trái đất, làm cho trái đất khơng khác gì một nhà kính lớn. Theo tính tốn, nếu khơng có lớp khí quyển, nhiệt độ trung bình ở lớp bề mặt Trái đất sẽ xuống tới -230C, nhưng nhiệt độ trung bình thực tế là 150C, có nghĩa là hiệu ứng nhà kính đã làm cho Trái đất nóng lên 380C.
• Ngồi CO2, cịn có metan, ozơn, các halogen và hơi nước. Theo phân tích trong 200 năm qua nồng độ CO2 đã tăng lên 25%, nhiệt độ trung bình của Trái đất tăng lên 0,50C. Ước tính đến giữa thế kỷ sau, bề mặt Trái đất sẽ nóng thêm 1,5 - 4,50C.
Câu hỏi 6 :Nêu các nguyên nhân gây ra hiệu ứng nhà kính?
3. Những tác hại do hiệu ứng nhà kính?
• Sinh thái biến đổi lớn:
Sa mạc càng mở rộng, đất đai càng bị xói mịn, diện tích rừng bị thu hẹp.
Sức khỏe: Nhiều loại bệnh tật, các loại dịch bệnh lan tràn.
Sinh vật: Một số lồi sinh vật thích nghi với điều kiện mới sẽ thuận lợi
phát triển. Trong khi đó nhiều lồi bị thu hẹp hoặc bị tiêu diệt.
Các tài nguyên bờ biển: Chỉ tại riêng Hoa Kỳ, mực nước biển dự đốn
• Hạn hán rất nặng, lượng mưa tăng thêm 7-11%. Mùa đông càng ẩm, mùa hè càng khô. Vùng nhiệt đới càng ẩm ướt, vùng khô á nhiệt đới càng hạn.
Hình 2.10: Hậu quả của hiệu ứng nhà kính Câu hỏi 7 : Nêu các tác hại của hiệu ứng nhà kính? Câu hỏi 7 : Nêu các tác hại của hiệu ứng nhà kính?
4. Các biện pháp giảm khí nhà kính
a) Tái chế đồ sử dụng
Bằng cách tái chế một nửa số rác thải sinh hoạt của bạn, bạn có thể giảm khoảng 1,2 tấn khí CO2 mỗi năm.
b) Hạn chế sử dụng lị sưởi và điều hòa nhiệt độ
Bạn chỉ cần cài đặt nhiệt lớn cao 2 độ vào mùa đông và thấp hơn 2 độ vào mùa hè có thể tiết kiệm khoảng 2 tấn CO2 mỗi năm.
c) Mua những sản phầm tiết kiệm năng lượng hiệu quả
Thiết bị gia dụng hiện nay có một loạt các sản phẩm tiết kiệm năng lượng, và bóng đèn huỳnh quang nhỏ gọn được thiết kế để cung cấp ánh sáng.
Hình 2.11: Sử dụng pin mặt trời
d) Sử dụng ít nước nóng
Giặt quần áo và rửa mọi thứ bằng nước lạnh sẽ tiết kiệm 500 kg CO2 mỗi năm.
e) Hãy "Off"
Tắt đèn khi ra khỏi phòng, tắt ti vi và máy tính của bạn khi bạn không sử dụng.
g) Trồng một cây
Một cây sẽ hấp thụ khoảng một tấn cacbon đioxit trong suốt cuộc đời của nó.
h) Khuyến khích người khác tiết kiệm năng lượng
Câu hỏi 8: Nêu các biện pháp giảm thiểu hiệu ứng nhà kính?
Bài tập củng cố:
Câu 1. Khí CO2 điều chế trong phịng TN thường lẫn khí HCl. Để loại bỏ HCl ra khỏi
hổn hợp, ta dùng
A. dung dịch NaHCO3 bão hoà B. dung dịch Na2CO3 bão hoà
C. dung dịch NaOH đặc D. dung dịch H2SO4 đặc Câu 2: Trong các phát biểu sau, số phát biểu đúng là:
(1) CO2 là chất gây ra hiệu ứng nhà kính, làm cho trái đất nóng lên.
(2) Nước đá khơ có tính thăng hoa, dùng tạo mơi trường lạnh khơng có hơi ẩm.
(3) Kim cương được dùng làm đồ trang sức, mũi khoan, dao cắt thủy tinh, làm bột mài. (4) Than hoạt tính được dùng làm mặt nạ phòng độc...
A. 2. B. 1. C. 4. D. 3.
Câu 3. Người ta thường dùng nước đá khô để bảo quản thực phẩm nhất là khi vận chuyển đường xa là vì nước đá khơ có tác dụng
A. đẩy nhanh q trình oxi hóa thực phẩm.
B. làm chậm q trình oxi hóa thực phẩm.
C. làm cho thực phẩm tươi ngon hơn.
D. khử trùng chất độc còn dư thừa trong thực phẩm.
Câu 4: Chất khí nào sau đây được tạo ra từ bình chữa cháy và dùng để sản xuất thuốc
giảm đau dạ dày?
A. N2. B. CO. C. CH4. D. CO2.
Câu 5. Đốt môi sắt chứa Mg cháy ngồi khơng khí rồi đưa vào bình đựng khí CO2 (như hình vẽ). Phát biểu nào sau đây đúng?
Bìa cứng
Khí CO2
Câu 6: Giải thích tại sao nồng độ khí nhà
A. Mg tiếp tục cháy.
B. Mg không cháy tiếp.
C. Khơng dự đốn được hiện tượng. D. Có thể dùng CO2 để dập đám cháy Mg.
Bài 3: KHÍ CACBON MONOOXIT LÀ BẠN TỐT HAY KẺ THÙ
A. MỤC TIÊU
• HS biết được cấu tạo phân tử, tính chất vật lý, điều chế CO. • HS hiểu được các tính chất hóa học của CO.
• HS viết được các PTHH minh họa tính chất của CO.
• HS nêu được các ứng dụng, tác hại và cách phòng chống ngộ độc CO.
B. NỘI DUNG BÀI HỌC
I. Cấu tạo phân tử và tính chất vật lý 1. Cấu tạo phân tử
• CTCT: C O
• Trong phân tử CO thì C có số oxi hóa +2 và cộng hóa trị là 3.
Câu hỏi 1: Viết CTCT của CO? Xác định hóa trị và số oxi hóa của cacbon?
2. Tính chất vật lý
• Chất khí, khơng màu, khơng mùi, khơng vị. • Nhẹ hơn khơng khí, rất ít tan trong nước. • Bền với nhiệt và rất độc.
Câu hỏi 2: Nêu các tính chất vật lý của CO?
II. Tính chất hóa học
• CO có liên kết ba giống N2 nên rất kém hoạt động ở nhiệt độ thường và trở lên hoạt động hơn khi đun nóng.
• CO là oxit trung tính, khơng tác dụng với axit và bazo. • C trong CO có số oxi hóa +2 nên có tính khử.
1. Tác dụng với oxi
CO cháy trong khơng khí cho ngọn lửa màu xanh nhạt và tỏa nhiều nhiệt. 2CO + O2 to→ 2CO2
Câu hỏi 3: Nêu ứng dụng của CO trong công nghiệp?
2. Tác dụng với Clo
Khi có C hoạt tính làm xúc tác, CO kết hợp được với clo tạo thành photgen CO + Cl2 → COCl2
Photgen rất độc, nặng hơn khơng khí nên được dùng làm bom hơi ngạt trong chiến tranh thế giới thứ nhất. Về mặt hóa học, photgen khá hoạt động nên được dùng nhiều trong tổng hợp chất hữu cơ.
3. Tác dụng với oxit kim loại
CO khử được nhiều oxit kim loại thành kim loại ở nhiệt độ cao. CO + ZnO to→ Zn + CO2
Câu hỏi 4: CO khử được những oxit kim loại nào?
III. Điều chế
1. Trong công nghiệp
a) Khí than ướt
• Cho hơi nước đi qua than nóng đỏ.
• Thành phần: CO (44%), CO2, N2, H2......... • PTHH: C nóng đỏ + H2Ohơi CO + H2
Câu hỏi 5: Tại sao sản phẩm của quá trình cho hơi nước đi qua than nóng đỏ gọi là khí than ướt?
b) Khí lị gas (khí than khơ)
• Thổi khơng khí qua than nóng đỏ. • Thành phần: CO (25%), N2, CO2 .... • PTHH: C + O2 to→ CO2
C + CO2 to→ 2CO
2. Trong phịng thí nghiệm
CO được điều chế bằng cách cho H2SO4 đặc vào axit fomic và đun nóng:
PTHH: HCOOH CO + H2O
IV. Độc tính của CO
1. CO là vũ khí giết người thầm lặng
CO có tính liên kết cao với hemoglobin (Hb)
10500C
t0C
Do đó, làm tổn thương hệ thần kinh, có thể dẫn đến tử vong. Với nồng độ vào khoảng 0,1% CO trong khơng khí có thể gây nguy hiểm đến tính mạng.
• CO còn gây tổn thương tim khi chúng gắn kết với myoglobin của cơ tim.
Câu hỏi 6: Giải thích tại sao CO là chất khí độc?
2. Nguồn sản sinh ra CO.
a. Các chất hữu cơ bị đốt cháy khơng hồn tồn tạo ra nhiều CO, như than đá, giấy, xăng, dầu, khí đốt…
2C + O2 to→ 2CO
Hình 2.13: Sử dụng bếp than tổ ong dễ nhiễm độc
b. Trong công nghiệp gang thép, sắt được luyện trong các lị cao cùng với than cốc, đá vơi và một số chất khác.
Hình 2.14: Lị cao sản xuất gang
c. Sản xuất khí đốt từ than đá tạo ra nhiều CO. CO là sản phẩm của quy trình sản xuất, được dùng làm nhiên liệu.
d. Sản xuất đất đèn làm nguyên liệu tạo ra axetilen (C2H2) cũng sản sinh nhiều CO theo phản ứng: 6C + 2CaO to→CaC2 + 2CO
e. Khí thải của nhà máy cơng nghiệp
g. Khí thải của các động cơ chứa nhiều CO, động cơ xăng thải ra nhiều CO. h. Các nhà máy nhiệt điện sử dụng nhiên liệu than đá, dầu, khí.
i. Nổ mìn tạo ra CO cùng nhiều chất độc khác.
Hình 2.16: Nổ mìn
k. Cháy nhà, cháy các chất hữu cơ… tạo ra nhiều khí độc trong đó có CO.
Câu hỏi 6: Nêu các nguồn sinh ra khí CO? Từ đó, hãy đề xuất các biện pháp giảm thải CO từ nguồn đó?
3. Phương pháp phịng độc
a) Đối với người lao động tại các khu công nghiệp, hầm mỏ….
• Cần được trang bị mặt nạ thốt hiểm lọc khí CO có bộ phận ngậm miệng. • Tại nơi làm việc cần được nắp “thiết bị báo cháy CO”
Hình 2.17: Thiết bị báo cháy CO
b) Đối với gia đình
• Khơng nên sử dụng than để sưởi ấm.
• Dùng bếp than nấu thức ăn cần đặt bếp ở nơi thơng gió.
• Không nên sử dụng hệ thống sưởi của ô tơ trong khơng gian kín và thời gian. • Nên trồng nhiều cây xanh để có thể cải thiện bầu khơng khí xung quanh bạn trở
nên trong sạch hơn.
• Dùng vật liệu hấp phụ: hiệu quả xử lý khí CO là rất thấp khoảng 5-10%
• Dùng cách gia nhiệt – đốt điện… hiệu quả xử lý khí CO cao, thế nhưng chi phí chế tạo và vận hành cũng cực kỳ cao.
Hình 2.18: Tháp hấp phụ xử lý CO
Câu hỏi 8: Nêu các phương pháp xử lý khí độc CO trong các nhà máy cơng nghiệp?
5. Biểu hiện người bị ngộ độc CO
• Cảm giác bần thần, nhức đầu, buồn nơn, khó thở, đi vào hôn mê. Cụ thể được thể hiện trong bảng sau đây:
Bảng 2.7: Triệu chứng nhiễm độc của người khi tiếp xúc với CO
Nồng độ (ppm)
Thời gian tiếp xúc Triệu chứng và tác hại
200 400 800 1600 3200 6400 12800 2-3 giờ 1-2 giờ >3 giờ 45 phút trong vòng 2-3 giờ 20 phút trong vòng 1 giờ trong vòng 5-10 phút trong vòng 1giờ 1-2 phút 25-30 phút
Đau đầu nhẹ, mỏi mệt, buồn nôn và Đau nặng đầu
Khó thở
Chống váng, buồn nơn và co giật Chết
Đau đầu, choáng váng và buồn nơn. Chết
Đau đầu, chống váng và buồn nơn Chết
Đau đầu, chống váng và buồn nơn Chết
Câu hỏi 9: Nêu các biểu hiện của triệu chứng ngộ độc khí CO?
6) Phương pháp sơ cứu người bị ngộ độc khí CO
quạt cho khí CO phân tán đi, người cứu nên buộc 1 sợi dây vào người phòng trường hợp ngộ độc để những người còn lại kéo ra.
• Bước 2: Nếu bệnh nhân thở yếu, ngừng thở: hô hấp nhân tạo bằng phương tiện
hiện có tại chỗ, cung cấp oxy 100% càng sớm càng tốt nếu có điều kiện. • Bước 3: Hồi sức tại cơ sở y tế
Khai thông đường thở, hỗ trợ hô hấp khi cần thở máy. Điều trị chống co giật, hơn mê…
• Bước 4: Điều trị đặc hiệu: Liệu pháp oxy.
Thở oxy 100% cho bệnh nhân
Cung cấp oxy 100% đến khi HbCO < 5%, với bệnh nhân có thai thì duy trì tiếp 2 giờ sau khi HbCO trở về 0.
Câu hỏi 10: Nếu ở nhà em hoặc nơi em làm việc, học tập có người bị ngộ độc CO, em sẽ làm gì để sơ cứu người bị nạn?
Bài tập củng cố:
Câu 1: Cho các phản ứng sau:
(1) H2O + C CO + H2 (2) CO2 + C →to 2CO (3) HCOOH H2SO4 đ CO + H2O 4) SiO2 + 2C →to Si + 2CO. Phản ứng dùng để sản xuất CO trong công nghiệp là:
A. (1) B. (1), (2) C. (3) D. (1), (2), (3), (4) Câu 2. Để đề phòng nhiễm độc CO, người ta sử dụng mặt nạ phịng độc có chứa hoạt
chất là
A. CuO và MnO2 C. CuO và than hoạt tính B. CuO và MgO D. Than hoạt tính
Câu 3. Tại sao khơng nên chạy động cơ điezen trong phịng kín? A. Tiêu thụ nhiều khí O2, sinh ra khí CO2 là khí độc.
B. Tiêu thụ nhiều khí O2, sinh ra CO là khí độc.
C. Nhiều hidrocacbon chưa cháy hết là những khí độc.
C. Phản ứng kèm theo sự giảm thể tích B. Phản ứng tỏa nhiệt
D. Phản ứng không xảy ra ở đk thường.
Câu 5: Khử 16 gam hỗn hợp các oxit kim loại : FeO, Fe2O3, Fe3O4, CuO và PbO bằng
khí CO ở nhiệt độ cao, khối lượng chất rắn thu được là 11,2 gam. Tính thể tích khí CO đã tham gia phản ứng (đktc)?
Câu 6: Theo Việtnamnet, vào ngày 14/2/ 2014, gia đình anh Lê Văn Hùng 27 tuổi trú
tại thơn Xn Ngun, xã Ngun Bình, huyện Tĩnh Gia, Thanh Hố, trong q trình đun bếp bằng than tổ ông để chế biến thức ăn, không gian nhà ở của gia đình này chật hẹp và khơng thơng thống, sau một thời gian nhiều người trong gia đình bị ngạt sau đó có ba người tử vong. Hãy tìm hiểu nguyên nhân của sự việc này?
2.4.1.4. Kiểm tra đánh giá cuối chủ đề A. Mục tiêu kiểm tra đánh giá