B.XÂY DỰNG CÁC PHIẾU HỌC TẬP CHO CHƢƠNG : NHĨM CACBON - GV sẽ sử dụng các phiếu học tập để hƣớng dẫn HS hình thành các đỉnh nội dung kiến thức thể hiện trong lƣợc đồ tƣ duy.
- Để hình thành đƣợc hệ thống kiến thức trong bản đồ tƣ duy GV sẽ chia lớp thành 6 - 8 nhĩm nhỏ (khoảng từ 6 đến 8 HS mỗi nhĩm ) rồi phát phiếu học tập đã chuẩn bị và yêu cầu học sinh thực hiện các phiếu học tập này .Các đỉnh kiến thức sẽ dần dần hiện ra sau khi HS hồn thành lần lƣợt các phiếu học tập
PHIẾU HỌC TẬP SỐ….
Hãy trả lời các câu hỏi sau:
a) Em hãy cho biết tên của các nguyên tố thuộc nhĩm Cacbon? Vị trí và đặc điểm lớp electron ngồi cùng của các nguyên tố đĩ.
b) Cho biết quy luật biến đổi tính kim loại - phi kim của các nguyên tố nhĩm Cacbon và giải thích?
Các nhĩm thảo luận khoảng 2 phút, GV gọi 1 HS bất kì trong từng nhĩm trả lời.
a) - Vị trí: Thuộc nhĩm IVA
- Gồm các nguyên tố: C (z = 6), Si (z = 14), Ge (z = 32), Sn (z = 50), Pb (z = 82). - Đặc điểm lớp ngồi cùng: cấu hình (e) cĩ dạng: ns2np2 (cĩ 4(e)).
b) Quy luật biến đổi tính kim loại - phi kim của các nguyên tố nhĩm Cacbon
Trong nhĩm Cacbon, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân thì tính phi kim giảm dần, tính kim loại tăng dần. Giải thích: Theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân thì số lớp (e) trong nguyên tử của các nguyên tố tăng lên, dẫn đến bán kính nguyên tử tăng làm cho khả năng nhận (e) của các nguyên tử giảm dần, đồng thời khả năng cho (e) tăng lên.
2) Để luyện tập phần kiến thức về cấu tạo Cacbon, GV yêu cầu HS trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập sau:
ns2 np2
Kích thích
ns1 np3
PHIẾU HỌC TẬP SỐ….
Hãy trả lời các câu hỏi sau:
a) Nêu các dạng thù hình thường gặp của Cacbon? Dựa vào phản ứng hĩa
học nào để nĩi rằng kim cương và than chì là hai dạng thù hình của nguyên tố Cacbon ?
b) Tại sao hầu hết các hợp chất của Cacbon lại là hợp chất cộng hĩa trị ?
GV cho các nhĩm thảo luận khoảng một phút rồi gọi một thành viên trong nhĩm cĩ tín hiệu trả lời sớm nhất lên trả lời.
a) Các dạng thù hình thƣờng gặp của Cacbon gồm: - Kim cƣơng
- Than chì - Fuleren
* Phản ứng để chứng minh kim cƣơng và than chì là 2 dạng thù hình của nguyên tố Cacbon: Khi nung nĩng trong khơng khí, kim cƣơng và than chì đều phản ứng với Oxi tạo ra khí CO2
C + O2 → CO2
b) Hầu hết các hợp chất của Cacbon đều là hợp chất cộng hĩa trị vì Cacbon là phi kim yếu, khả năng nhƣờng và nhận electron đều yếu nên trong các hợp chất, Cacbon thƣờng cĩ khả năng tạo thành cặp (e) chung.
Để khuyến khích đối với các nhĩm làm nhanh và chính xác nhất, GV cĩ thể cho điểm giúp tăng hứng thú học tập của các em.
3) Bài tập phục vụ cho việc nắm vững kiến thức về tính chất hĩa học của Cacbon PHIẾU HỌC TẬP SỐ....
Hãy trả lời câu hỏi sau:
Cacbon cĩ tính chất hĩa học chủ yếu nào ? giải thich ? Lấy các VD minh họa tính chất đĩ.
Các nhĩm đƣợc chuẩn bị khoảng hai phút, sau đĩ GV gọi bất kì một thành viên của nhĩm lên trả lời :
* Trong các phản ứng hĩa học, Cacbon cĩ tính khử và tính Oxi hĩa, trong đĩ tính khử là chủ yếu.
* Giải thích:
- Cấu hình (e) nguyên tử 1s22s22p2 (cĩ 4(e)ở lớp ngồi cùng).
- Độ âm điện = 2,55 (trung bình)
Ở trạng thái cơ bản, nguyên tử C cĩ 2 (e) độc thân. Khi bị kích thích, nguyên tử C cĩ 4 (e) độc thân. Do đĩ khi tạo thành hợp chất, Cacbon thƣờng tạo thành các cặp (e) chung với các nguyên tử khác nên trong hợp chất Cacbon cĩ các số Oxi hĩa là +4 , +2 và cĩ thể là -4 tùy vào độ âm điện của các nguyên tố mà nĩ liên kết với => Vì vậy, Cacbon vừa cĩ tính Oxi hĩa, vừa cĩ tính khử.
* Tính chất hĩa học: - Tính khử: C0 C+2 + 2e C0 C+4 + 4e + Tác dụng với oxi: C + O2 CO2
+ Tác dụng với hợp chất ở nhiệt độ cao C cĩ thể khử đƣợc nhiều oxit, phản ứng với nhiều chất oxi hố khác nhƣ HNO3, H2SO4 đặc, KClO3…
C0 + ZnO Zn0
+ CO
C0 + 4HNO3(đặc) CO2 + 4NO2 + 2H2O - Tính oxi hố: + Tác dụng với H2: C0 + 2H02 CH4 ns2 np2 Kích thích ns1 np3
Trạng thái cơ bản Trạng thái kích thích
t0 t0,xt t0 +4 +5 +2 +4 t0
+ Tác dụng với kim loại: 3C0 + 4Al Al4C3
GV tiếp tục cung cấp bài tập giúp HS củng cố nhanh phần kiến thức về tính chất hĩa học của Cacbon.
PHIẾU HỌC TẬP SỐ....
Hãy chọn phương án đúng
1, Tính Oxi hĩa của Cacbon thể hiện ở phản ứng nào sau đây ? A. C + O2 → CO2
B. C + 2CuO → 2Cu + CO2 C. 3C + 4Al → Al4C3
D. C + H2O → CO + H2 2, Tính khử của Cacbon thể hiện ở phản ứng nào sau đây? A. 2C + Ca → CaC2
B. C + 2H2 → CH4 C. C + CO2 → 2CO D. 3C + 4Al → Al4C3
HS thảo luận trong khoảng một phút, GV gọi một thành viên bất kì của từng nhĩm trả lời.
1. Phƣơng án đúng: C
3C 0 + 4Al 0 → Al4+3C3-4 C là chất Oxi hĩa ( số oxi hĩa giảm từ 0 -4 ) 2. Phƣơng án đúng: C
C0 + CO2 → 2C+2O C là chất khử ( số oxi hĩa tăng từ 0 +2 )
4) Bài tập nhằm củng cố kiến thức phần tính chất của CO và CO2.
PHIẾU HỌC TẬP SỐ….
Hãy trả các câu hỏi sau:
a, Viết cơng thức cấu tạo và cho biết tính chất hĩa học của CO ? b, Viết cơng thức cấu tạo và cho biết tính chất hĩa học của CO2 ?
GV cho các nhĩm thảo luận trong một phút rồi gọi một HS bất kì trả lời. a. Cacbonmonooxit (CO)
* Cấu tạo phân tử: C O * Tính chất hố học:
- CO kém hoạt động ở nhiệt độ thƣờng nhƣng hoạt động hơn khi đun nĩng - Tính khử mạnh:
+ CO cháy trong khơng khí với ngọn lửa xanh lam: 2CO + O2 CO2 + Q
+ Tác dụng với Clo:
CO + Cl2 COCl2
+ CO khử nhiều oxit kim loại thành kim loại ở nhiệt độ cao: CO + CuO Cu + CO2
b. Cacbon đioxit ( CO2 ) * Cấu tạo phân tử: O = C = O * Tính chất hố học:
- Khí CO2 khơng cháy và khơng duy trì sự cháy. Tuy nhiên kim loại cĩ tính khử mạnh (nhƣ Mg, Al…) cĩ thể cháy trong khí CO2.
CO2 + 2Mg 2MgO + C
- CO2 là oxit axit cĩ thể phản ứng với oxit bazơ và với dung dịch kiềm tạo muối cacbonat.
CO2 + H2O H2CO3
5) Bài tập củng cố kiến thức phần tính chất hĩa học của axit Cacbonic va muối
Cacbonat.
PHIẾU HỌC TẬP SỐ….
Hãy trả lời các câu hỏi sau:
a, Làm thế nào để chuyển NaHCO3 thanh Na2CO3 , Ca(HCO3)2 thành CaCO3 và ngược lại ?
+4 0 +2 0 t0
xt
t0 +4
b, Dung dịch nước của chất A làm quỳ tím ngả màu xanh, cịn dung dịch của chất B khơng làm đổi màu quỳ tím. Trộn lẫn dung dịch của hai chất lại thấy xuất hiện kết tủa. A và B cĩ thể là:
A. NaOH và K2SO4 C. KOH và FeCl3 B. K2CO3 và Ba(NO3)2 D. Na2CO3 và KNO3
GV cho HS thảo luận khoảng hai phút rồi gọi một HS bất kì của từng nhĩm trả lời
a, 2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O hoặc NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O
Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2O hoặc Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3 + 2H2O
Ngƣợc lại :
Na2CO3 + CO2 + H2O → 2NaHCO3 CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2
b, A và B chỉ cĩ thể là : K2CO3 và Ba(NO3)2 Vì: - Dung dịch K2CO3 cĩ tính bazơ do: CO32- + H2O HCO3- + OH-
- Dung dịch Ba(NO3)2 cĩ mơi trƣờng trung tính.
Khi trộn lẫn hai dung dịch thì cĩ phản ứng xảy ra nhƣ sau: K2CO3 + Ba(NO3)2 → BaCO3 ↓ + 2KNO3 GV cĩ thể cho điểm để khuyến khích hứng thú học tập của HS.
6) Để phục vụ cho việc nắm vững kiến thức phần Silic và các hợp chất, GV yêu cầu HS thực hiện phiếu học tập sau:
PHIẾU HỌC TẬP SỐ…. Trả lời câu hỏi sau:
Viết các phản ứng hĩa học theo sơ đồ sau:
HS thảo luận khỏng hai phút rồi GV gọi 3 HS của 3 nhĩm bất kì lên bảng
viết câu trả lời
Các phản ứng hĩa học :
1. SiO2 + 2NaOH đặc → Na2SiO3 + H2O hoặc SiO2 + Na2CO3 → Na2SiO3 + CO2 2. Na2SiO3 + . H2O → H2SiO3 + 2NaOH 3. H2SiO3 → SiO2 + H2O 4. SiO2 + 2Mg → 2MgO + Si hoặc SiO2 + 2C → Si + 2CO
GV tiếp tục đƣa phiếu học tập để giúp HS củng cố và khắc sâu kiến thức của chƣơng.
7) Để giúp HS rèn luyện kĩ năng làm bài tập định lƣợng, GV yêu cầu HS làm bài tập trong phiếu học tập sau:
PHIẾU HỌC TẬP SỐ…..
Hãy làm bài tập sau:
Cho 224ml khí CO2 (đktc) hấp thụ hết trong 100ml dung dịch Kali hiđroxit 0.2M. Tính khối lượng của những chất cĩ trong dung dịch tạo thành.
Các nhĩm thảo luận hai phút sau đĩ gọi một HS tìm ra lời giải nhanh nhất và chính xác nhất lên bảng trình bày lời giải.
Bài giải : Ta cĩ : nCO2 = 224 / 22,4 . 10-3 = 0,01 (mol) nKOH = 100 . 10-3 . 0,2 = 0,02 (mol) Nhận thấy : nKOH : nCO2 = 2 : 1 = 2
Chỉ xảy ra 1 phản ứng tạo muối trung hịa Phƣơng trình hĩa học :
2KOH + CO2 → K2CO3 + H2O Số mol trƣớc phản ứng : 0,02 0,01 (mol)
Số mol phản ứng : 0,.02 0,01 (mol) Số mol sau phản ứng : 0 0 0,01 (mol) Vậy sau phản ứng chỉ thu đƣợc K2CO3 trong dung dịch tạo thành.
nK2CO3 = 0,01 (mol)
mK2CO3 = 0,01 . 138 = 1.38 (g)
2.3.3. Thiết kế dạy học theo phương pháp hoạt động nhĩm kết hợp với lược đồ tư duy cho chương: Hiđrocacbon no duy cho chương: Hiđrocacbon no
A. HỆ THỐNG KIẾN THỨC CHƢƠNG: HIĐROCACBON NO BẰNG LƢỢC ĐỒ TƢ DUY.
KIẾN THỨC CẦN NẮM VỮNG 1.Ankan
a) Đồng đẳng
- Ankan (cịn gọi là dãy đồng đẳng của metan) gồm những hiđrocacbon no, mạch hở (CH4, C2H6, C3H8....)
- Cơng thức chung: CnH2n+2 (n≥1) b) Đồng phân:
- Các ankan từ C1 đến C3 khơng cĩ đồng phân
- Các ankan từ C4 trở lên cĩ đồng phân mạch cacbon * Khái niệm bậc của nguyên tử cacbon:
Bậc của một nguyên tử cacbon ở phân tử ankan bằng số nguyên tử cacbon liên kết trực tiếp với nĩ.
c) Danh pháp Quy tắc gọi tên :
VD: CH3–CH2–CH2–CH3: butan CH3–CH–CH3: 2 – metylpropan CH3
d) Cấu trúc phân tử ankan
*Sự hình thành liên kết trong phân tử ankan:
- Trong phân tử ankan ,các nguyên tử cacbon đều ở trạng thái lai hĩa sp3. Mỗi nguyên tử C nằm ở tâm của tứ diện mà 4 đỉnh là các nguyên tử C hoặc H, các gĩc hĩa trị đều gần bằng 109,5o.
- Các liên kết C-C, C-H đều là liên kết cộng hĩa trị * Cấu trúc khơng gian của ankan
- Mạch cacbon trong các phân tử của ankan (trừ phân tử C2H6) cĩ dạng gấp khúc .
e) Tính chất vật lí
- Ở điều kiện thƣờng, các ankan từ C1 →C4 là chất khí C5→C17 là chất lỏng C18 trở lên là chất rắn
- Khi Mankan tăng lên => nhiệt độ sơi, nhiệt độ nĩng chảy, khối lƣợng riêng cũng tăng
- Các ankan đều khơng tan trong nƣớc và khơng màu g) Tính chất hĩa học
* Ở điều kiện thƣờng, ankan tƣơng đối trở về mặt hĩa học (khơng phản ứng với axit, bazơ,và các chất oxi hĩa mạnh)
* Dƣới tác dụng của ánh sáng, xúc tác và nhiệt ankan tham gia các phản ứng thế, phản ứng tách, phản ứng oxi hĩa .
- Phản ứng thế halogen (phản ứng halogen hĩa)
VD: CH3 – CH2 – CH3 + Cl2 CH3 – CH – CH3 (spc) Cl
CH3 – CH2 – CH2Cl (spp) => Kết luận :
Clo thế H ở cacbon các bậc khác nhau, trong đĩ ở cacbon bậc cao hơn chiếm tỉ lệ lớn hơn. Brom hầu nhƣ chỉ thế H ở cacbon bậc cao. Flo phản ứng mãnh liệt nên phân hủy ankan thành C và HF. Iot quá yếu nên khơng phản ứng với ankan.
- Phản ứng tách: Dƣới tác dụng của nhiệt và chất xúc tác (Cr2O3 ,Fe,Pt...)
Các hiđrocacbon khơng những bị tách hiđro tạo thành hiđrocacbon khơng no mà cịn bị gãy liên kết C-C tạo ra các phân tử nhỏ hơn
VD: CH3CH2CH2CH3 500oC,xt CH3CH=CHCH3 + H2 CH3CH=CH2 + CH4
CH2=CH2 + CH3CH3
- Phản ứng oxi hĩa :
+ Khi đốt các ankan dễ cháy tạo ra CO2, H2O và tỏa nhiều nhiệt CnH2n+2 + (3n+1)/2 O2 → n CO2 + (n+1) H2O
+ Khi thiếu oxi ,ankan bị cháy khơng hồn tồn tạo ra hỗn hợp sản phẩm gồm (CO2, H2O, CO, muội than....)
+ Khi cĩ xúc tác và nhiệt độ thích hợp ankan bị oxi hĩa khơng hồn tồn tạo dẫn xuất chứa oxi
VD: CH4 + O2 HCH=O +H2O h) Điều chế
- Trong cơng nghiệp: ankan đƣợc điều chế từ khí thiên nhiên và dầu mỏ - Trong thí nghiệm: metan đƣợc điều chế bằng hai cách:
+ C1: CH3COONa + NaOH (r ) CH4↑ +NA2CO3 + C2: Al4C3 + 12H2O CH4↑ + 4Al(OH)3↓
i) Ứng dụng
Làm nhiên liệu, vật liệu ← ankan → làm nguyên liệu 2. Xicloankan
a) Cấu trúc phân tử
- Xicloankan là những hidrocacbon mạch vịng - Xicloankan cĩ 1 mạch vịng gọi là monoxicloankan Cơng thức chung : CnH2n ( n ≥ 3 )
b) Đồng phân và cách gọi tên Quy tắc : VD: C5H10 cĩ các đồng phân: to xt,to Cao,to to
Số chỉ vị trí nhánh + tên nhánh + xiclo + tên mạch chính + đuơi“ an”
Xiclopentan metyl xiclobutan 1,1- dimetyl xiclopropan 1,2- dimetyl xiclopropan c) Tính chất * Tính chất vật lí * Tính chất hĩa học - Phản ứng cộng mở vịng của xiclopropan + H2 CH3– CH2 – CH3 + Br2 → BrCH2CH2CH2Br + HBr → CH3CH2CH2Br Xiclobutan chỉ cộng H2 + H2 CH3CH2CH2CH3
Xicloankan cĩ 5,6 cạnh trở lên khơng cĩ phản ứng cộng mở vịng ở điều kiện trên - Phản ứng thế: phản ứng thế ở xicloankan tƣơng tự nhƣ ở ankan
VD: + Cl2 Cl + HCl
- Phản ứng oxi hĩa : Khi đốt, xicloankan dễ cháy và tỏa nhiệt CnH2n +3n/2O2 → nCO2 + nH2O
Xicloankan khơng làm mất màu dung dịch KMnO4 c) Điều chế:
- Tách trực tiếp từ dầu mỏ hoặc điều chế từ ankan
VD : CH3(CH2)4CH3 + H2 d) Ứng dụng
Xicloankan đƣợc dùng làm nhiên liệu, nguyên liệu điều chế các chất, dung mơi ..
Với những kiến thức chốt của chƣơng đã nêu ở trên GV sử dụng phần mềm Freemind để tổng kết tồn bộ kiến thức trọng tâm.
Ni ,to
as
xt ,to Ni, to