Chƣơng 4: PHẢN ỨNG OXI HÓA – KHỬ
Tiết 29 BÀI 17: PHẢN ỨNG OXI HÓA – KHỬ (Tiết 1) I/ MỤC TIÊU
1. Kiến thức
Học sinh phát biểu được:
- Sự oxi hóa, sự khử, chất oxi hóa, chất khử là gì ? - Thế nào là phản ứng oxi hóa – khử ?
Học sinh trình bày cách:
- Lập phương trình phản ứng oxi hóa – khử bằng phương pháp thăng bằng electron
2. Kỹ năng:
- Phân biệt được chất oxi hóa và chất khử, sự oxi hóa và sự khử trong phản ứng oxi hóa – khử cụ thể.
- Lập được phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa – khử dựa vào số oxi hóa (cân bằng theo phương pháp thăng băng electron).
3. Thái độ 2. Dặn dò
Bài tập về nhà: Bài 4 7 (SGK Tr. 51) Bài 1 9 (SGK Tr. 53 54)
74
- Nhận thức rõ tầm quan trọng của việc nắm vững kiến thức về phản ứng oxi hoá – khử đối với sản xuất hoá học và bảo vệ môi trường
- Có thái độ học tập tích cực và yêu thích bộ môn hoá học
II/ CHUẨN BỊ
1/ Chuẩn bị của giáo viên:
Một số phản ứng oxi hóa-khử
2/ Chuẩn bị của học sinh:
- Ôn tập các khái niệm về chất oxi hóa, chất khử, sự oxi hóa, sự khử và phản ứng oxi hóa – khử đã học ở THCS.
- Thực hành xác định SOXH của các nguyên tố trong hợp chất theo các qui tắc đã học ở chương 3.
III/ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1/ Ổn định tình hình lớp
2/ Kiểm tra bài cũ: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong các hợp chất sau: HCl, Cl2, H2SO4, NaNO3
3/ Nội dung bài mới:
Vào bài: Trong chương trình lớp 8 THCS chúng ta đã được tìm hiểu sơ lược về phản ứng oxi hóa – khử? Để hiểu rõ hơn về bản chất của loại phản ứng này chúng ta sẽ được nghiên cứu kĩ hơn trong bài học ngày hôm nay.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Hoạt động 1: Hình thành quan niệm mới về sự oxi hóa
GV: Nhắc lại định nghĩa sự oxi hóa ở lớp 8?
“Sự tác dụng của oxi với một chất là sự oxi hóa”
GV: Xác định số oxi hóa của Magie và oxi trước và sau phản ứng?
GV: Nhận xét sự thay đổi số oxi hóa của
I. Định nghĩa 1. Sự oxi hóa Ví dụ 1: +2 0 +2 -2 2Mg + O2 2MgO (1) 0 +2 Mg Mg + 2e : sự oxi hóa Mg (quá trình oxi hóa Mg)
75 magie, magie nhường nhận bao nhiêu electron?
HS: Tăng từ 0 đến +2 nhường 2e GV: Đưa ra định nghĩa mới
Định nghĩa: Sự oxi hóa là sự nhường electron
Hoạt động 2: Hình thành quan niệm mới về sự khử
GV: Nhắc lại định nghĩa sự khử lớp 8? Xác định SOXH của đồng trước và sau phản ứng và nhậ xét sự thay đổi sự thay đổi SOXH của đồng?
HS: Giảm từ +2 đến 0 nhận 2e GV: Đưa ra định nghĩa mới
2. Sự khử Ví dụ 2: +2 -2 0 0 +1 -2 CuO + H2 Cu + H2O (2) +2 0 +2 Cu + 2e Cu : Sự khử Cu (quá trình khử Cu+2)
Định nghĩa: Sự khử là sự thu electron
Hoạt động 3: Hình thành quan niệm mới về chất khử chất oxi hóa
GV: Từ ví dụ 1 và ví dụ 2 yêu cầu HS xác định. Trong các phản ứng đó chất nào là chất oxi hóa, chất nào là chất khử?
GV: Hãy nhận xét về sự thay đổi SOXH của chất oxi hóa và chất khử?
3. Chất khử, chất oxi hóa
Ví dụ 1:
Mg: chất khử; O2: chất oxi hóa
Ví dụ 2:
H2: chất khử; CuO: chất oxi hóa
Định nghĩa: Chất khử( chất bị oxi hóa) là chất nhường electron
Chất oxi hóa (chất bị khử) là chất thu electron
Hoạt động 4: Hình thành khái niệm về phản ứng oxi hóa khử
Xét các phản ứng không có oxi tham gia GV: Hãy xác định chất khử, chất oxi hóa trong các ví dụ sau? GV: Nhận xét: Phản ứng (1), (2), (3), (4), (5) đều có chung bản chất, đó là sự 4. Phản ứng oxi hóa – khử Ví dụ 3: 0 0 +1 -1 2Na + Cl2 2NaCl (3) Ví dụ 4:
76 chuyển electron giữa các chất tham gia phản ứng, chúng đều là phản ứng oxi hóa – khử.
GV: Yêu cầu HS hãy định nghĩa thế nào là phản ứng oxi hóa – khử?
Lƣu ý: Trong phản ứng oxi hóa – khử, sự oxi hóa và sự khử xảy ra đồng thời. Do đó, trong phản ứng oxi hóa – khử bao giờ cũng có chất oxi hóa và chất khử tham gia. 0 0 +1 -1 H2 + Cl2 2HCl (4) Vi dụ 5: -3 +1 +5 -2 +1 -2 +1 -2 NH4NO3 N2O + 2H2O (5) NH4NO3 vừa là chất oxi hóa, vừa là chất khử.
Định nghĩa: Phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng hóa học trong đó có sự thay đổi số oxi hóa của một số nguyên tố.
Hoạt động 5: Củng cố và bài tập về nhà
1. Củng cố
Phản ứng nào sau đây là phản ứng oxi hóa – khử? Xác định chất oxi hóa, chất khử? Ghi quá trình oxi hóa, quá trình khử?
1. 4P + 5O2 2P2O5
2. Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 3. CaCO3 CaO + CO2
4. 2HgO 2Hg + O2
2. Dặn dò
+ Làm bài tập: 1, 2, 3, 4, 5, 6 (SGK tr. 82 – 83) + Đọc trước phần lý thuyết còn lại của bài
IV. RÚT KINH NGHIỆM
……… ……… ………..
Tiết 30 BÀI 17: PHẢN ỨNG OXI HÓA – KHỬ (Tiết 2) I/ MỤC TIÊU
77
1. Kiến thức
Học sinh phát biểu được:
- Sự oxi hóa, sự khử, chất oxi hóa, chất khử là gì ? - Thế nào là phản ứng oxi hóa – khử ?
Học sinh mô tả được cách:
- Lập phương trình phản ứng oxi hóa – khử bằng phương pháp thăng bằng electron
2. Kỹ năng:
- Phân biệt được chất oxi hóa và chất khử, sự oxi hóa và sự khử trong phản ứng oxi hóa – khử cụ thể.
- Lập được phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa – khử dựa vào số oxi hóa (cân bằng theo phương pháp thăng băng electron).
3. Thái độ
- Nhận thức rõ tầm quan trọng của việc nắm vững kiến thức về phản ứng oxi hoá – khử đối với sản xuất hoá học và bảo vệ môi trường
- Có thái độ học tập tích cực và yêu thích bộ môn hoá học
II/ CHUẨN BỊ:
1/ Chuẩn bị của giáo viên:
Một số phản ứng oxi hóa-khử
2/ Chuẩn bị của học sinh:
Xem lại phần định nghĩa phản ứng oxi hóa – khử, chất khử, chất oxi hóa, sự khử, sự oxi hóa, cách xác định số oxi hóa các nguyên tố.
III/ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: 1/ Ổn định tình hình lớp 2/ Kiểm tra bài cũ:
GV: Yêu cầu 2 HS lên bảng
Xác định chất oxi hóa, chất khử, viết quá trình oxi hóa, quá trình khử trong các phản ứng oxi hóa – khử sau.
78
2) 2Cu(NO3)2 2CuO + 4NO2 + O2
Học sinh 2: 1) 2NH3 + 3Cl2 N2 + 6HCl 2) 2Hg(NO3)2 Hg + 2NO2 + O2
3/ Nội dung bài mới:
Vào bài: Buổi học trước chúng ta đã được học về định nghĩa phản ứng oxi hóa – khử, chất khử, chất oxi hóa, quá trình oxi hóa, quá trình khử? Hôm nay chúng ta sẽ học cách cân bằng một phản ứng oxi hóa – khử.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Hoạt động 1: Lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa khử
GV: Nêu nguyên tắc chung
(Nội dung định luật bảo toàn electron) cho HS biết.
GV: Giới thiệu phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa – khử theo phương pháp thăng bằng electron qua 4 bước.
II. Lập phƣơng trình hóa học của phản ứng oxi hóa khử 1. Nguyên tắc chung Tổng số e chất khử cho=Tổng số e chất oxi hoá nhận 2. Các bước cân bằng Ví dụ: P + O2 P2O5
Bước 1: Xác định số oxi hóa của những nguyên tố có số oxi hóa thay đổi. Xác định chất oxi hóa, chất khử.
0 0 +5 -2 P + O2 P2O5 Chất khử chất oxi hóa
Bước 2: Viết quá trình oxi hóa, quá trình khử. Cân bằng mỗi quá trình.
Bước 3: Tìm hệ số cho chất oxi hóa, chất khử dựa trên nguyên tắc: Tổng số electron do chất khử nhường phải đúng
79 GV: Làm một số ví dụ và giảng giải theo từng bước để HS nắm rõ 4 bước
bằng tổng số electron mà chất oxi hóa nhận
0 +5
x 4 P P + 5e (quá trình oxi hóa) 0 -2
x 5 O2 + 4e 2O (quá trình khử)
Bước 4: Đặt hệ số các chất oxi hóa và chất khử vào sơ đồ phản ứng. Hoàn thành phương trình hóa học.
4P + 5O2 2P2O5
Hoạt động 3: Hướng dẫn HS cách viết gộp các bước
GV: Hướng dẫn HS cách viết gộp các bước Ví dụ 2: Fe2O3 + CO Fe + CO2 +3 -2 +2 -2 0 +4 -2 Fe2O3 + 3CO Fe + 3CO2 +3 0 x2 Fe + 3e Fe (quá trình khử) +2 +4
x3 C C + 2e (quá trình oxi hóa) Fe2O3 + 3CO Fe + 3CO2 GV: Xét câu hỏi tương tự với phản ứng:
NH4NO3 0 t N2O + H2O Ví dụ 3: NH4NO3 0 t N2O + H2O + Xác định số oxi hóa: 0 -3 5 +2 t 2 4 3 2 NH NO N O + H O + Viết quá trình oxi hóa và khử: x 1
-3
N N+1 + 4e (quá trình khử) x 1
+5
N + 4e N+1(quá trình oxi hóa)
Hoạt động 4: Ý nghĩa của phản ứng oxi hóa khử trong thực tiễn
80
IV. RÚT KINH NGHIỆM
……… ……… ……….. ……… ……… ……… ……… ……….. ứng hóa học khá phổ biến trong tự nhiên
và có tầm quan trọng trong sản xuất và đời sống
Yêu cầu HS lấy ví dụ về tác hại của phản ứng oxi hóa – khử?
trong thực tiễn
Phản ứng oxi hóa – khử có vai trò quan trọng trong tự nhiên: sư hô hấp, trao đổi chất, quá trình thực vật hấp thụ CO2 giải phóng oxi và hàng loạt quá trình sinh học khác đều có cơ sở là phản ứng oxi hóa – khử.
Phản ứng oxi hóa – khử được ứng dụng trong kĩ thuật như luyện kim, chế tạo hóa chất, chất dẻo, dược phẩm, quá trình đốt cháy nhiên liệu, quá trình điện phân, phản ứng xảy ra trong pin, acqui đều bao gồm sự oxi hóa và sự khử
Hoạt động 5: Củng cố và bài tập về nhà
1. Củng cố: Lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa – khử sau: Mn + HCl MnCl2 + Cl2 + H2O
2. Dặn dò: + Làm bài tập: 7, 8 (SGK tr. 82 – 83) + Đọc trước phần lý thuyết bài tiếp theo
81
2.5. Hệ thống bài tập chƣơng 2 và 4
2.5.1. Hệ thống bài tập chương 2
Dạng 1: Mối quan hệ giữa vị trí và cấu tạo
Phương pháp chung
Cần nhớ một số điểm sau:
+ Viết cấu hình electron theo mức năng lượng tăng dần. + STT ô nguyên tố = điện tích hạt nhân (Z) = số electron (E) + Số chu kỳ = số lớp e (có 7 chu kỳ)
+ Nguyên tử có cấu hình electron trong lớp ngoài cùng là: nsa npb thì nguyên tố thuộc phân nhóm chính (n: là số thứ tự của chu kì, (a + b) = số thứ tự của nhóm).
+ Nguyên tử có cấu hình electron ở ngoài cùng là (n – 1)da nsb thì nguyên tố thuộc phân nhóm phụ (n là số thứ tự của chu kì). Tổng số a + b có 3 trường hợp:
a + b < 8 thì tổng này là số thứ tự của nhóm.
a + b = 8 hoặc 9 hoặc 10 thì nguyên tố thuộc nhóm VIII.
[a + b – 10] tổng này là số thứ tự của nhóm.
Phần tự luận
Bài 1: Hãy nêu nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố trong BTH các nguyên tố hóa học?
Bài 2: a) Chu kì 1, chu kì 2, chu kì 3, mỗi chu kì có bao nhiêu nguyên tố? b) Chu kì 4, chu kì 5, mỗi chu kì có bao nhiêu nguyên tố?
c) Chu kì 6 có bao nhiêu nguyên tố?
d) Các chu kì nào là các chu kì nhỏ (ngắn), các chu kì nào là các chu kì lớn (dài)?
Bài 3: a) Khối các nguyên tố nhóm s gồm các nhóm nào? Được gọi là các nhóm gì? b) Khối các nguyên tố p gồm các nhóm nào?
c) Khối các nguyên tố d gồm các nhóm nào? d) Khối các nguyên tố f gồm các nguyên tố nào?
Bài 4: Nguyên tử của một số nguyên tố có cấu hình e như sau:
82
Hãy xác định vị trí của chúng trong hệ thống tuần hoàn (số thứ tự, chu kỳ, nhóm, phân nhóm).
Bài 5: Hãy cho biết số electron thuộc lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố Li, Be, B, C, N, O, F, Ne?
Bài 6: Cho 5 nguyên tố sau: Be (Z = 4), N (Z = 7), Sc (Z =21), Ar (Z = 18), Cr (24), Cu (29), Se (Z = 34). Viết cấu hình e và xác định vị trí mỗi nguyên tố trong hệ thống tuần hoàn.
Bài 7: Nguyên tử X, Y, Z có cấu hình e ở phân lớp ngoài cùng lần lượt là 5s1, 3p6, 4s2. a) Viết cấu hình e đầy đủ của X, Y, Z.
b) Xác định vị trí trong hệ thống tuần hoàn, gọi tên? c) Nguyên tử nào là kim loại, phi kim?
Bài 8: Cho cấu hình e ngoài cùng của các nguyên tử sau là: X: 3s1 và Y: 4s2 a) Viết cấu hình e của chúng. Tìm X, Y.
b) Viết phương trình phản ứng xảy ra khi cho X, Y tác dụng: H2O, dung dịch HCl, clo, lưu huỳnh, oxi.
Bài 9: Một nguyên tố thuộc chu kì 3, nhóm VIA trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Hỏi:
a) Nguyên tử của nguyên tố đó có bao nhiêu electron ở lớp ngoài cùng? b) Viết cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố trên?
Phần trắc nghiệm
Bài 1: Nguyên tố ở chu kỳ 3, nhóm IIIA có cấu hình electron hóa trị là: A. 3s23p6 B. 3s23p1 C. 3s2 3p5 D. 2s22p3
Bài 2: Nguyên tố ở chu kỳ 2, nhóm VA có cấu hình electron hóa trị là: A. 3s23p3 B. 2s22p5 C. 3s23p1 D. 2s2 2p3
Bài 3: Nguyên tố X có cấu hình electron là: 1s22s22p63s23p64s2. Vị trí của X là : A. Chu kỳ 3, nhóm IIA B. Chu kỳ 4, nhóm VIIIA
C. Chu kỳ 4, nhóm IIA D. Chu kỳ 3, nhóm VIIIB
83
A. Chu kỳ 3, nhóm IVA B. Chu kỳ 3, nhóm VIA C. Chu kỳ 4, nhóm VIA D. Chu kỳ 4, nhóm IIIA
Bài 5: a) Ion X- có cấu hình electron: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6. Nguyên tố X thuộc: A. Chu kỳ 3, nhóm VIIA B. Chu kỳ 4, nhóm IA
C. Chu kỳ 4, nhóm VIIA D. Chu kỳ 3, nhóm IA b) Cation X2+ có cấu hình electron:1s2 2s2 2p6 . Nguyên tố X thuộc: A. Chu kỳ 2, nhóm IIA B. Chu kỳ 2, nhóm VIIIA C. Chu kỳ 2, nhóm VIA D. Chu kỳ 3, nhóm IIA
Bài 6: Nguyên tố R có electron cuối cùng điền vào phân lớp 3d3. Vị trí của R là: A. Chu kỳ 3, nhóm IIIB B. Chu kỳ 3, nhóm VB
C. Chu kỳ 4, nhóm IIB D. Chu kỳ 4, nhóm VB
Bài 7: Nguyên tố X thuộc chu kì 3, nhóm IIA. Nguyên tố X có cấu hình electron là: A. 1s22s22p63s1 B. 1s22s22p6 C. 1s22s22p63p4 D. 1s22s22p63s2
Dạng 2: So sánh tính chất hóa học cơ bản của các nguyên tố
Phương pháp chung
Tìm cách sắp xếp các nguyên tố vào chu kì và nhóm.
+ Khi bài toán cho sẵn các nguyên tố cụ thể, ta dựa vào bảng tuần hoàn để sắp xếp chúng vào chu kì và vào nhóm.
+ Khi bài toán chỉ cho số hiệu nguyên tử, ta phải viết cấu hình electron sau đó tìm vị trí trong bảng tuần hoàn, rồi sắp xếp chúng vào trong chu kì và trong nhóm.
Vận dụng các quy luật biến đổi để so sánh tính chất của nguyên tố.
Bán kính nguyên tử Độ âm điện Tính kim loại Tính phi kim Tính bazơ Tính axit Chu kì (từ trái phải) Nhóm (từ trên xuống dưới)
84
Phần tự luận
Bài 1: Độ âm điện của một nguyên tử là gì? Giá trị độ âm điện của các nguyên tử trong các nhóm A biến đổi như thế nào theo chiều điện tích hạt nhân tăng?
Bài 2: Cho các nguyên tố sau: S (Z= 16), P (Z=15), N (Z=7). So sánh tính chất hóa học cơ bản của chúng.
Bài 3: Cho các nguyên tố Na (Z= 11), Mg (Z=12), K (Z=19). Sắp xếp các nguyên tố theo chiều tăng dần tính kim loại? Giải thích?