Giáo án phát triển năng lực Hóa học Lớp 11 theo CV3280 - Chủ đề: Hợp chất của Cacbon - Trường THPT chuyên Lê Thánh Tông

Nội dung text: Giáo án phát triển năng lực Hóa học Lớp 11 theo CV3280 - Chủ đề: Hợp chất của Cacbon - Trường THPT chuyên Lê Thánh Tông

1. Tổ Hóa Học, Trường THPT chuyên Lê Thánh Tông Tiết 30 và 31 Chủ đề: HỢP CHẤT CỦA CACBON I. Mục tiêu bài học 1. Kiến thức - Giải thích và minh họa được tính chất hóa học của hợp chất của các cacbon: + CO có tính khử mạnh (tác dụng với oxi, clo, oxit kim loại); + CO2 là một oxit axit, có tính oxi hoá yếu (tác dụng với Mg, C) + H2CO3 là axit yếu, hai nấc, không bền dựa vào hằng số cân bằng Kc. + Tính chất hoá học của muối cacbonat (nhiệt phân, tác dụng với axit, với dung dịch kiềm) - Liệt kê được các phương pháp điều chế khí CO2, CO trong công nghiệp (phương pháp khí lò ga, khí than ướt) - Nêu được thành phần hoá học, ứng dụng của một số muối cacbonat quan trọng. 2. Kỹ năng Viết được CTCT của CO, CO2. - Suy đoán tính chất hợp chất từ cấu tạo phân tử (số oxi hoá), kiểm tra và kết luận. - Thực hiện một số thí nghiệm, quan sát hình ảnh thí nghiệm, rút ra nhận xét. - Viết các phương trình hóa học minh hoạ tính chất hoá học của CO, CO2, muối cacbonat. - Giải được bài tập: tính thành phần phần trăm về khối lượng của muối cacbonat trong hỗn hợp; tính thành phần phần trăm khối lượng oxit kim loại trong hỗn hợp phản ứng với CO; bài tập về tính khử của CO đối với hỗn hợp oxyt kim loại, CO2 tác dụng với dung dịch kiềm theo những tỷ lệ mol khác nhau. 3. Tình cảm, thái độ - Có ý thức yêu quý và bảo vệ môi trường khí quyển trong sạch, hạn chế thải CO và CO2 vào khí quyển. 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
2. 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 quả Đánh giá Kỹ thuật KWL K W L Qua báo cáo các Hiểu về vai trò nhóm, GV góp ý và của hợp chất CO2 bổ sung và có thể trong đời sống cung cấp thêm thông K con người, động tin nếu cần thiết vật và thực vật. Hình 1: hiện tượng quang hợp Hình 2: hiệu ứng nhà kính - Dấu hiệu để nhận Hình 3.1: bình chữa cháy dùng biết nhanh bình chữa CO2 lỏng cháy đựng CO2 so với Hình 3.2: Bình chữa cháy bột bình chữa cháy bột Hình 1. . (loại ABC và loại BC), Bột chữa cháy là các loại bột nhỏ mịn, có thành phần từ các chất rắn không cháy. Thành phần chủ yếu gồm các muối và các oxit như: Natri cacbonat (Na2CO3) — sô đa, phèn (Al2(SO4)3), Kali cacbonat (K2CO3), silic oxit (SiO2). Hình 4. Tách cafein trong cafe sử dụng CO2 siêu tới hạn. Hình 2. . (phương pháp này không để lại dư lượng hóa chất độc hại ảnh hưởng đến sức khỏe con người)
3. Tổ Hóa Học, Trường THPT chuyên Lê Thánh Tông Hình 5. Sưởi ấm than củi và bị ngộ độc khí CO W - Tại sao người bị ngất khi đốt than củi để sưởi ấm trong phòng kín - Dấu hiệu để nhận biết nhanh bình chữa cháy đựng CO2 so Hình 3.1 . với bình chữa cháy bột - Vì sao ngoài bình chữa cháy chứa CO2 còn có bình chữa cháy bột Tại sao khí CO 2 không thể dùng để dập tắt đám cháy trong mọi trường hợp L - Khí CO rất độc - Khí CO2 không độc - Khí CO2 không cháy và không duy trì sự cháy, tuy nhiên đối với đám cháy kim Hình 3.2 loại Mg hoặc Al thì không dùng CO2 để dập tắt được.
4. Tổ Hóa Học, Trường THPT chuyên Lê Thánh Tông Hình 4 . Hình 5. Câu hỏi? - Đặt tên các hình vẽ tương ứng? - Biết gì về hiện tượng nhà kính? - Dấu hiệu để nhận biết nhanh bình chữa cháy đựng CO2 so với bình chữa cháy bột
5. 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 quả Đánh giá G chia lớp thành 4 nhóm, Áp dụng kỹ thuật khăn trải bàn Cung cấp 1 phiếu học tập/1HS và phiếu học tập vừa dùng để trả lời câu hỏi và ghi bài học Mỗi nhóm viết câu trả lời vào tờ giấy A0, thời gian cho mỗi phần giải quyêt vấn đề là 10 phút Giải quyết vấn đề 1: A. CACBON MONOOXIT I. Cấu tạo phân tử và tính chất vật lý G kết hợp với các Câu 1: Công thức cấu tạo của phân tử cacbon monooxit được biểu nhóm để khái quát diễn là: và kết luận nội dung Viết được CTCT C O bài học. A. C = O B. C – O C. C O D. của CO C O Câu 2: Trong các phát biểu dưới đây, nếu đúng viết Đ, nếu sai viết S vào ô tương ứng: Nhớ một số tính Đúng Sai chất vật lý cơ bản (1). CO và N có phân tử khối bằng nhau. 2 1. Đ của CO (2). Cacbon monooxit có những tính chất vật lý giống nitơ (khí không màu, không mùi, hơi nhẹ 2. Đ hơn không khí, nhiệt độ sôi và nhiệt độ hóa rắn 3. Đ thấp). 4. S (3). CO là khí rất độc. (4). Khí CO tan nhiều trong nước tương tự như khí NH3 II. Tính chất hóa học Câu 3: Hoàn thành các phương trình hóa học dưới đây (nếu có xảy
6. Tổ Hóa Học, Trường THPT chuyên Lê Thánh Tông ra, ghi rõ số oxi hóa của cacbon) to a. CO + O2  to a. CO2 b. CO + Fe2O3  Giải thích và to b. CO2 + Fe c. CO + Al2O3  minh họa được d. không xảy ra d. CO + HCl  e. không xảy ra tính chất hóa e. CO + NaOH  học của CO có Từ các phản ứng trên, kết luận: f. không xảy ra CO: là oxit trung tính/oxit không tính khử mạnh tính chất hóa học của CO: tạo muối (không xảy ra phản ứng (tác dụng với với axit và bazo oxi, clo, oxit CO: là chất khử mạnh (phản ứng kim loại); a, b, c và d). (khử nhiều oxyt kim loại đứng sau Al ở nhiệt độ cao) III. Điều chế Câu 4: Phản ứng hóa học thường dùng điều chế khí CO trong phòng thí nghiệm: t0 A. C + H2O ƒ CO + H2 to B. 2C + O2  2CO to C. CO2 + C  2CO D. GV: yêu cầu HS lưu ý D. HCOOH H2SO4 CO + H O 2 thêm điều chế CO trong CN (phản ứng A: khí than ướt, phản ứng C: khí lò gas
7. Tổ Hóa Học, Trường THPT chuyên Lê Thánh Tông Giải quyết vấn đề 2: Giải bài tập (vận dụng 1) và trả lời các câu hỏi phần 1 và 2 của Cacbon đioxit Giải quyết được Vận dụng 1: G kết hợp với các Câu 1: Để đề phòng bị nhiễm độc CO, người ta sử dụng mặt nạ các bài tập liên phòng độc có chứa hóa chất: nhóm để khái quát quan đến các tính A. CuO và MnO2. và kết luận nội dung chất hóa học của B. CuO và MgO. D bài học. CO C. CuO và than hoạt tính. D. than hoạt tính. Câu 2: Khử hoàn toàn 4,36 gam hỗn hợp X gồm Fe2O3 và FeO bằng CO thu được m gam chất rắn Y và khí CO2. Hấp thụ hoàn toàn khí CO2 thoát ra bằng nước vôi trong dư được 3 gam kết tủa. Tính giá trị m. B. CACBON ĐIOXIT 1. Cấu tạo phân tử và tính chất vật lý Câu 1: Phát biểu nào sau đây sai?. A. Công thức cấu tạo O = C = O. A. Đ B. Ở điều kiện thường, khí CO tan nhiều trong nước tương tự khí 2 B. S SO2. C. Chất khí không độc nhưng không duy trì sự sống. C. Đ D. Chất khí chủ yếu gây ra hiệu ứng nhà kính (greenhouse effect). D. Đ 2. Tính chất hóa học Câu 2: Hoàn thành các phản ứng dưới đây (nếu có xảy ra): a. Khí CO2 không cháy và không duy trì sự cháy (1). CO2 + O2  to Kết luận tính chất hóa học của CO2: Không dùng CO2 dập tắt đám (2). CO2 + Mg  cháy Mg hoặc Al (3). CO2 + H2O ƒ o Nêu được CO 2 là t (4). CO2 + CaO  CO2 + 2Mg  2MgO + C một oxit axit, có - b. CO2 là oxyt axit (5). CO2 + OH  - - tính oxi hoá yếu - CO2 + OH  HCO3 (6). CO2 + 2OH  - 2- (tác dụng với Mg, CO2 + 2OH  CO3 + H2O
8. Tổ Hóa Học, Trường THPT chuyên Lê Thánh Tông C) Lưu ý: - 1< k = n(OH ) /n (CO2) =< 2 Ta có: bảo toàn điện tích: - - 2- n OH = n HCO3 +2 n CO3 Bảo toàn nguyên tố: - 2- n CO2 = n HCO3 +n CO3 2- - n CO3 = n OH - n CO2 Giải quyêt vấn đề 3: Viết được 3. Điều chế phương trình điều Câu 3: Viết phương trình điều chế CO2 to CN: CaCO3  CaO + CO2 G kết hợp với các chế CO2 Trong PTN: PTN: CaCO + HCl  CaCl + nhóm để khái quát Trong CN: 3 2 CO2 + H2O và kết luận nội dung Vận dụng 2: Câu 1: Dung dịch cần dùng để tinh chế khí CO2 từ hỗn hợp khí SO2 bài học. Giải được các bài và CO2: (Chọn phương án đúng nhất) tập liên quan đến A. Br2(dd). D. tính chất hóa học B. Ca(OH)2(dd). của CO2 C. KMnO4(dd). D. Br2(dd) hoặc KMnO4(dd). Câu 2: Hấp thụ toàn bộ 2,24 L khí CO 2 (ở đktc) vào 100mL dung dịch NaOH 1,5M. Tính khối lượng của mỗi muối thu được trong dung dịch? G kết hợp với các - 2- Giải quyết vấn đề 4: cho biết các tính chất của muối cacbonat: HCO3 CO3 nhóm để khái quát C. AXIT CACBONIC VÀ MUỐI CACBONAT Muối (trừ (trừ NaHCO3) Li2CO3) và kết luận nội dung I. Tính tan (điền từ “tan” / “không tan” vào bảng mô tả dưới đây Cation K.loại tan tan + bài học. tương ứng với các ô được đánh số) kiềm, NH4 - 2- Một số cation tan Không HCO3 CO3 Muối kim loại khác tan (trừ NaHCO3) (trừ Li2CO3) 2+ + (Mg , Cation K.loại kiềm, NH4 (1) (2) Ca2+, ) Một số cation kim loại khác (3) (4) (Mg2+, Ca2+, )
9. Tổ Hóa Học, Trường THPT chuyên Lê Thánh Tông NaHCO3+ HCl NaCl + CO2 + H2O - + II. Phản ứng trao đổi ion (viết phương trình phản ứng) HCO3 + H CO2 + H2O Na2CO3+ 2HCl 2NaCl + CO2 + H2O CO 2- + 2H+ CO + H O 3 2 2 CaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2+ H2O + 2+ CaCO3 +2H Ca + CO2+ H2O NaHCO3+NaOH Na2CO3+H2O - - 2- HCO3 +OH CO3 + H2O Ca(HCO3)2 + 2NaOH Na2CO3 + CaCO3 2H2O 2+ - - Ca +HCO3 +OH CaCO3+H2O III. Phản ứng nhiệt phân (cho ví dụ) t0C Ca(HCO3)2  CaCO3 + CO2 + H2O t0C CaCO3  CaO + CO2 C. Hoạt động luyện tập (15 phút) Mục tiêu Phương thức tổ chức Kết quả Đánh giá Cá nhân viết câu trả lời vào phiếu học tập và chọn một vài HS giải đáp vấn đề Câu 1: Mô tả hiện tượng nào sau đây đúng khi nhỏ từ từ tới dư dung Phân tích và giải dịch HCl vào dung dịch chứa hỗn hợp muối NaHCO3 và Na2CO3. G kết hợp với các quyết các vấn đề A. Không có hiện tượng gì. B nhóm để khái quát về tính chất của B. Có sủi bọt khí thoát ra ngay. và kết luận nội dung các hợp chất của C. Một lát sau mới có sủi bọt khí thoát ra. bài học. cacbon D. Có chất kết tinh màu trắng (NaHCO3) tách ra.
10. Tổ Hóa Học, Trường THPT chuyên Lê Thánh Tông Câu 2: Phát biều nào sau đây sai liên quan về khí CO2: A. Chế tạo nước giải khát có gas. D B. Chất chứa trong bình chữa cháy. C. Chế tạo nước đá khô. D. Là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng mưa axit. D Câu 3: Thêm từ từ từng giọt đến hết 150 mL dung dịch HCl 1M vào dung dịch chứa 10,6 gam Na2CO3. Thể tích khí CO2 (đkc) thoát ra 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 được V lít khí (ở đktc) và dung C dịch X. Khi cho dư nước vôi trong vào dung dịch X thấy có xuất hiện kết tủa. Biểu thức liên hệ giữa 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 và mở rộng Mục tiêu Phương thức tổ chức Kết quả Đánh giá Lớp chia thành 4 nhóm, và mỗi nhóm trả lời các vấn đề dưới đây (bài tập nhà) Hiểu biết thêm 1. Tác động của CO2 đến môi trường như thế nào? các vấn đề thực 2. Thuật ngữ “thu hồi và lưu giữ carbon” (CCS) dùng để chỉ nhóm tế và phát triển các công nghệ giúp giảm lượng khí thải CO2 từ các nguồn phát sinh tư duy khoa học chủ yếu, qua đó làm giảm tác động tới quá trình biến đổi khí hậu. Làm thí nghiệm, so sánh phản ứng Nâng cao ý thức Có bằng chứng cho rằng việc tăng nồng độ khí carbon dioxide (CO2) của các amin với CO2 bảo vệ môi trong khí quyển đã góp phần làm tăng nhiệt độ trung bình toàn cầu Nêu được những lợi ích thực tiễn trường. trong thế kỉ qua, quá trình này được gọi là sự nóng lên toàn cầu. CO2 và hạn chế của phương pháp này.
11. Tổ Hóa Học, Trường THPT chuyên Lê Thánh Tông được tạo ra khi các nhiên liệu hóa thạch như than, dầu và khí tự nhiên bị đốt cháy trong quá trình sản xuất điện cũng như quy trình công nghiệp khác như sản xuất xi măng. Các nhà khoa học và kĩ sư đang tiến hành nghiên cứu các phương pháp thu carbon có thể được sử dụng để thu CO2 được tạo ra từ các quá trình đó, để ngăn cho CO2 vào khí quyển và ảnh hưởng đến sự nóng lên toàn cầu. Làm cách nào để giảm bớt hàm lượng CO2 trong khí quyển? Ý tưởng “bắt giữ cacbon” mà trong đó HS sẽ được tìm hiểu về các phản ứng hóa học giữa các hợp chất được gọi là các amin và khí CO2 (vấn đề này đang được nghiên cứu bởi trường Đại học Imperial). HS sẽ làm phép so sánh giữa hai loại amin khác nhau và quyết định xem loại nào tốt hơn cho quá trình thu carbon.