Giáo án hóa học 11 nâng cao

 Sự biến đổi tính chất của các đơn chất và một số hợp chất trong nhóm.. Kỹ năng:  Vận dụng được những kiến thức về cấu tạo nguyên tử để hiểu được những tính chất hóa học chung của các

CHƯƠNG 2: NHÓM NITƠ

I MỤC TIÊU BÀI DẠY

1 Kiến thức:

 Tên các nguyên tố thuộc nhóm nitơ

 Đặc điểm cấu tạo nguyên tử và vị trí của nhóm nitơ trong bảng tuần hoàn

 Sự biến đổi tính chất của các đơn chất và một số hợp chất trong nhóm

2 Kỹ năng:

 Vận dụng được những kiến thức về cấu tạo nguyên tử để hiểu được những tính chất hóa học chung của các

nguyên tố nhóm nitơ

 Vận dụng những qui luật chung về biến đổi tính chất của các đơn chất và hợp chất các nguyên tố nhóm nitơ

3 Giáo dục tư tưởng:

 Tin tưởng vào qui luật vận động của tự nhiên

 Có thái độ làm chủ các qúa trình hóa học khi nắm được các qui luật biến đổi của chúng

II PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC

1 Phương pháp: (đàm thoại, hoạt động nhóm, trao đổi kết hợp sử dụng các đồ dùng trực quan)

2 Phương tiện: SGK lớp 11, bảng hệ thống tuần hoàn, hình vẽ phóng to, máy vi tính.

III THIẾT KẾ CÁC HOẠT ĐỘNG

1 Chuẩn bị: Ổn định lớp, chuẩn bị bảng.

2 Kiểm tra bài cũ:

3 Vào bài mới:

I VỊ TRÍ CỦA NHÓM NITƠ

TRONG BẢNG TUẦN HOÀN

Thuộc nhóm V trong bảng hệ thống

tuần hoàn

Nhóm Nitơ gồm: Nitơ (N), Photpho

(P), Asen (As), atimon (Sb) và bitmut

II TÍNH CHẤT CHUNG CỦA

NHÓM NITƠ

1 Cấu hình electron của nguyên tử:

Cấu hình lớp electron ngoài cùng:

ns2np3

ns2 np3

Ở trạng thái cơ bản, nguyên tử của

các nguyên tố nhóm nitơ có 3 electron

b Tính kim loại - phi kim:

Đi từ nitơ đến bitmut, tính phi kim

của các nguyên tố giảm dần, đồng thời

GV các em hãy cho biết số electron lớp ngoài cùng, phân bố vào các obitan của các nguyên tố thuộc nhóm nitơ?

GV gọi HS nhận xét số electron ở trạng thái cơ bản, kích thích?

GV hỏi tại sao N chỉ có 3e độc thân còn các nguyên tố khác lại có khả năng có 5e độc thân

Hoạt động 2:

GV yêu cầu HS viết cấu hình obital của nguyên tử nitơ sau đó hướng dẫn HS xác định số oxi hóa

GV nhóm nitơ vừa có khả năng nhận và nhường e Do đó nhóm Nitơ thể hiện tính chất gì?

GV tại sao tính phi kim của nguyên tố giảm dần từ NIto đến Bimut?

HS viết cấu hình của nhóm Nitơ

HS lên bảng viết cấu hình obital nguyên tử

HS trả lời: Cả tính oxi hóa và tính khử

HS : do bán kính nguyên tử tăng độ

âm điện giảm nên khả năng giữ điện

tử yếu nên khả năng cho e nhiều hơn

tính kim loại tăng dần.

3 Sự biến đổi tính chất của các hợp

Theo chiều từ nitơ đến bitmut, tính

bazơ của các oxit và hiđroxit tăng còn

tính axit giảm

Có số oxi hoá cao nhất với ôxi:+5

Độ bền của hợp chất với số oxi hoá

GV yêu cầu HS viết công thức chung?

Cho biết hóa trị của R trong hợp chất của Hiđro

Hợp chất với oxi R có số oxihóa cao nhất

là bao nhiêu? Cho vd?

GV yêu cầu HS cho biết qui luật về:

các oxit và hiđroxit?

khả năng nhận nên tính phi kim giảm

HS thảo luận theo từng nhóm và đưa ý kiến trả lời :

 Tính chất chung của nhóm nitơ : tính oxi hóa, tính khử

 Sự biến đổi tính chất của các hợp chất với hidro và oxi

2 Kỹ năng:

 Vận dụng đặc điểm cấu tạo phân tử của nitơ để giải thích tính chất vật lý, hóa học của nitơ

 Rèn luyện kỹ năng suy luận logic

3 Giáo dục tư tưởng:

 Biết yêu qúi bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ môi trường sống

II PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC

1 Phương pháp: (đàm thoại, hoạt động nhóm, trao đổi kết hợp sử dụng các đồ dùng trực quan)

2 Phương tiện: SGK lớp 11, bảng hệ thống tuần hoàn, hình vẽ phóng to, máy vi tính.

III THIẾT KẾ CÁC HOẠT ĐỘNG

1 Chuẩn bị: Ổn định lớp, chuẩn bị bảng.

2 Kiểm tra bài cũ:

3 Vào bài mới:

I CẤU TẠO PHÂN TỬ

GV gọi HS viết cấu hình điện tử của N từ dó suy ra công thức cấu tạo của Nitơ

GV yêu cầu HS mô tả công thức cấu tạo của Nitơ

HS Trong không khí có rất nhiều khí như: O2, N2, H2S, He, CO2, hơi H2O …

N2: 79%, O2: 20% còn lại các khí khác

HS lên bảng viết cấu hình e và cho biết N có 3e độc thân có khả năng lk với 3e độc thân của nguyên tử N khác do đó

CTCT: : N ≡ N :

hai nguyên tử , liên kết với nhau bằng

ba liên kết cộng hóa trị không có cực

II TÍNH CHẤT VẬT LÝ

mùi, không vị , hơi nhẹ hơn không

sao N2 lại ít tan trong nước

HS nêu tính chất vật lí của nitơ N2 không duy trì sự sống nhưng không độc

HS Dựa vào d N2/ kk trả lời

HS do nitơ là hợp chất cộng hóa trị không cực nên tan ít trong nước

III TÍNH CHẤT HÓA HỌC

Nitơ có EN ≡ N = 946 kJ/mol , ở nhiệt

độ thường nitơ khá trơ về mặt hóa học

nhưng ở nhiệt độ cao hoạt động hơn

Nitơ thể hiện tính oxi hóa và tính

khử, tính oxi hóa đặc trưng hơn

về mặt hoá học, hãy giải thích?

GV yêu cầu HS dựa vào số oxi hóa hãy dự đoán tính chất của nitơ?

GV gợi ý cho HS xét xem nitơ thể hiện tính khử hay tính oxi hóa trong trường hợp này?

Xác định số oxi hoá của Nitơ trong các trường hợp

GV giải thích chỉ với Li, nitơ tác dụng ngay ở nhiệt độ thường

ứng với oxi thể hiện tính gì?

GV đưa ra kết luận chung: Nitơ thể hiện

HS do nitơ có năng lượng lk lớn nên khó cắt đứt liên kết.muốn cắt đứt phải dùng 1 năng lượng lớn vì vậy nitơ khá trơ ở nhiệt độ thường

HS nitơ có các số oxi hoá :-3, 0, +1, +2, +3, +4, +5 Vì vậy N2 vừa thể hiện tính oxi hoá và tính khử

HS nitơ thể hiện tính oxi hoá do số oxi hóa thay đổi từ 0 xuống -3

Nitơ thể hiện tính khử thể hiện tính oxi hóa

không điều chế trực tiếp từ nitơ và oxi

độ âm điện lớn hơn Thể hiện tính oxihóa khi tác dụng với các nguyên tố có độ âm điện lớn hơn

HS Nitơ thể hiện tính khử vì có sự thay đổi số oxi hóa từ 0 lên +2

IV TRẠNG THÁI THIÊN NHIÊN

VÀ ĐIỀU CHẾ:

1 Trạng thái thiên nhiên:

• Ở dạng tự do: chiếm khoảng

80% thể tích không khí, tồn tại 2 đồng

vị: 14N (99,63%), 15N(0,37%)

trong khoáng vật NaNO3 (Diêm tiêu ):

cò có trong thành phần của protein,

axit nucleic, và nhiều hợp chất hữu

cơ thiên nhiên

2 Điều chế:

a Trong công nghiệp:

Chưng cất phân đoạn không khí lỏng,

thu nitơ ở -196 0C, vận chuyển trong

các bình thép, nén dưới áp suất 150 at

HS dựa vào SGK để trả lời:

V ỨNG DỤNG

Là một trong những thành phần dinh

dưỡng chính của thực vật

Trong công nghiệp dùng để tổng hợp

NH3, từ đó sản xuất ra phân đạm, axít

nitríc Nhiều nghành công nghiệp

như luyện kim, thực phẩm, điện tử

Sử dụng nitơ làm môi trường

GV hướng dẫn HS xem SGK nêu các ứng dụng của nitơ

HS nghiên cứu SGK trả lời

4 Củng cố:

 Cấu tạo phân tử, tính chất vật lí

 Tính chất hóa học của nitơ : tính oxi hóa, tính khử

5 Dặn dò:

 Làm bài tập SGK trang 40

 Nghiên cứu trước bài amoniac và muối amoni

I MỤC TIÊU BÀI DẠY

1 Kiến thức:

 Tính chất hóa học của amoniac, vai trò quan trọng của amiac trong đời sống và trong kỹ thuật

 Phương pháp điều chế amoniac trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp

2 Kỹ năng:

 Dựa vào cấu tạo phân tử để giải thích tính vật lý, hóa học của amoniac

 Vận dụng nguyên lý chuyển dịch cân bằng để giải thích các điều kiện kĩ thuật trong sản xuất amoniac

 Rèn luyện khả năng lập luận logic và khả năng viết các phương trìnhtrao đổi ion

3 Giáo dục tư tưởng:

 Nâng cao tình cảm yêu khoa học

 Có ý thức gắn những hiểu biết về khoa học với đời sống

II PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC

1 Phương pháp: (đàm thoại, hoạt động nhóm, trao đổi kết hợp sử dụng các đồ dùng trực quan)

2 Phương tiện: SGK lớp 11, dụng cụ, hóa chất, hình vẽ phóng to, máy vi tính.

BÀI 11: AMONIAC VÀ MUỐI AMONI

III THIẾT KẾ CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY

1 Chuẩn bị: Ổn định lớp, các hình vẽ phóng to, thí nghiệm.

2 Kiểm tra bài cũ:

 Nêu tính chất hóa học của nitơ? Tại sao ở đk thường nitơ trơ về mặt hoá học? Ví dụ?

 Bài 5, 6 / trang 40 SGK

3 Vào bài mới:

Phân tử NH3 có cấu tạo hình tháp,

đáy là một tam giác đều

Phân tử NH3 là phân tử phân cực

Hoạt động 1:

GV cho HS viết công thức cấu tạo, công thức electron của ammoniac và mô tả sự hình thành phân tử NH3?

Phân tử NH3 có cấu tạo hình tháp đáy là tam giác đều, nguyên tử N ở đỉnh tháp còn 3 nguyên tử H nằm ở 3 đỉnh của tam giác đều

HS lên bảng viết công thức cấu tạo, công thức electron

HS liên kết trong phân tử NH3 là liên kết CHT phân cực, nitơ tích điện âm, hiđro tích điện dương

I TÍNH CHẤT VẬT LÝ

• Là chất khí không màu, mùi

khai và xốc, nhẹ hơn không khí

• Khí NH3 tan rất nhiều trong

nước, tạo thành dung dịch amoniac

có tính kiềm yếu

Hoạt động 2:

GV gọi HS nêu tính chất vật lí của NH3

GV làm thí nghiệm mô tả tính tan của NH3

HS nghiên cứu SGK trả lời chất khí, không màu, mùi khai và sốc, nhẹ hơn không khí, tan nhiều trong nước

HS quan sát nhận xét sự đổi màu của dung dịch

→Amoniac tan trong nước tạo thành dung dịch amoniac có tính bazơ

thể hiện tính chất của một kiềm yếu?

Hoạt động 4:

GV hướng dẫn thí nghiệm:

NH3 + HClđặc →

muối của một số kim loại tạo thành kết tủa

GV yêu cầu HS cho một vài ví dụ và viết phương trình phản ứng

Hoạt động 5:

HS dựa vào tính chất hóa chung của bazơ.Dựa vào thuyết axít – bazơ của bronstêt viết phương trình điện li của

hòa tan hiđroxit hay muối ít tan của

một số kim loại, tạo thành các dung

dịch phức chất

Ví dụ:

Với Cu(OH)2

Cu(OH)2+4NH3→ [Cu(NH3)4](OH)2

Phương trình ion: Cu(OH)2 + 4NH3

electron chưa sử dụng của nguyên tử

nitơ với ion kim loại

Khí NH3 tự bốc cháy trong khí Clo

tạo ngọn lửa có khói trắng:

Tiếp tục nhỏ từng giọt NH3 cho đến khi thu được dd xanh thẫm

• TN2:

từ từ dd NH3 cho đến khi kết tủa tan hoàn toàn

Hoạt động 6:

GV yêu cầu HS nhận xét về số oxi hóa của

NH3, cho biết NH3 thể hiện tính gì?

GV NH3 cháy trong oxi có thể tạo ra khí nitohoặc khí NO tùy theo điều kiện phản ứng

GV gợi ý cho HS giải thích tại sao có khói trắng tạo ra trong phản ứng giữa NH3 và khí clo

GV dùng sơ đồ để giải thích thí nghiệm

phản ứng tạo phức

HS quan sát hiện tượng và giải thíchĐầu tiên có kết tủa:

CuSO4 +2NH3 +2H2O → (NH4)2SO4 + Cu(OH)2Sau đó kết tủa tan ra do phản ứng tiếp tục với NH3 tạo phức tan

HS quan sát hiện tượng dà giải thích tương tự như đối với đồng sunfat

HS số oxi hóa của N là -3 số oxi hóa thấp nhất nên NH3 thể hiện tính khử

HS viết phương trình phản ứng

HS đứng lên giải thích

NH3(k) + HCl(k) → NH4Cl(r )

khí HCl vừa tạo thành hóa hợp với

NH3

c Tác dụng với một số oxit kim

loại:

Khi đun nóng, NH3 có thể khử oxit

của một số kim loại thành kim loại

Amoniac có tính khử: phản ứng được với oxi, clo và khử một số oxit kimloại (Nitơ có số oxi hóa từ -3 đến 0, +2)

Có khả năng tạo phức với nhiều kim loại nhờ liên kết cho nhận

IV ỨNG DỤNG (SGK) GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK HS nghiên cứu SGK tìm hiểu thêm các

Đun nóng dung dịch amoniac đặc

2 Trong công nghiệp:

GV yêu cầu HS trả lời:

1 Làm thế nào để cân bằng chuyển dịch về phía NH3?

2 Có thể áp dụng các yếu tố nhiệt độ, áp suất, nồng dộ được không? Tại sao?

3 Có thể dùng chất xúc tác gì?

GV dùng sơ đồ thiết bị tổng hợp NH3 để giải thích quá trình vận chuyển nguyên liệu và sản phẩm trong thiết bị tổng hợp NH3

HS nghiên cứu SGK và tìm trong thực tế để trả lời:

HS vận dụng nguyên lý chuyển dịch cân bằng để trả lời :

• Thực hiện ở t° thấp Tuy nhiên t° thích hợp khoản 440°C

Câu 2 và 3 tự nghiên cứu

B MUỐI AMONI

I TÍNH CHẤT VẬT LÝ

Là những hợp chất tinh thể ion,

Phân tử gồm cation NH4+ và anion

gốc axit

Muối amoni đều dễ tan trong

nước và khi tan điện ly hoàn toàn

Yêu cầu HS hãy nhận xét trạng thái, màu sắc, tính tan và độ pH?

HS quan sát trả lời :

NH4Cl là tinh thể không màu dễ tan,

pH < 7(do quỳ có màu đỏ môi trường axit)

Khi đun nóng các muối amoni dễ

bị nhiệt phân, tạo thành những sản

Các pứ trên là phản ứng trao đổi ion.Ở phản

nên NH4+ là axit (dung dịch làm quỳ tím hoá đỏ)

HS quan sát hiện tượng, viết phương trình phân tử và ion rút gọn

a Muối amoni có chứa gốc axit

không có tính oxi hóa:

Khi đun nóng bị phân hủy thành

b Muối amoni có chứa gốc axit có

tính oxi hóa như axít nitrơ, axít

nitric khi bị nhiệt phân cho ra N2

GV yêu cầu HS cho ví dụ và viết phương trình nhiệt phân

GV yêu cầu HS cho ví dụ và viết phương trình phân hủy

Kết luận: Tuỳ thuộc vào axit tạo thành mà

NH3 có thể bị oxi hoá thành các sản phẩm khác nhau

HS nhận xét và giải thích:

Muối ở đáy ống nghiệm hết, xuất hiện muối ở gần miệng ống nghiệm Giải thích, viết phương trình

HS cho ví dụ và viết phương trình phản ứng

HS cho ví dụ và viết phương trình phân hủy

 Nghiên cứu trước bài kế tiếp

I MỤC TIÊU BÀI DẠY

1 Kiến thức:

BÀI 12: AXIT NITRIC VÀ MUỐI NITRAT

 Tính chất vật lý , hóa học của axít nitric và muối nitrat.

 Phương pháp điều chế axít nitric trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp

2 Kỹ năng:

 Rèn kỹ năng viết phương trình phản ứng oxi hóa - khử và phản ứng trao đổi ion

 Rèn kỹ năng quan sát, nhận xét và suy luận logic

3 Giáo dục tư tưởng:

 Biết Thận trọng khi sử dụng hóa chất

 Có ý thức giữ gìn an toàn khi làm việc với hóa chất và bảo vệ môi trường

II PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC

1 Phương pháp: (đàm thoại, hoạt động nhóm, trao đổi kết hợp sử dụng các đồ dùng trực quan)

2 Phương tiện: SGK lớp 11, bảng hệ thống tuần hoàn, hình vẽ phóng to, máy vi tính.

III THIẾT KẾ CÁC HOẠT ĐỘNG

1 Chuẩn bị: Ổn định lớp, chuẩn bị bảng.

2 Kiểm tra bài cũ:

3 Vào bài mới:

I CẤU TẠO PHÂN TỬ

GV đặt vấn đề nêu một số axit mà em biết

→ Hôm nay sẽ nghiên cứu về một axit đó

là axit nitric (HNO3)

trạng thái vật lý của axít?

HS cần cất giữ trong bình sẫm màu , bọc bằng giấy đen …

-Dung dịch axít HNO3 có đầy đủ

tính chất của một dung dịch axít

Tác dụng với oxit bazơ, bazơ,

muối, kim loại, …

a Với kim loại:

(trừ vàng và platin) không giải

phóng khí H2, do ion NO3- có khả

Hoạt động 4:

GV yêu cầu HS nêu tính chất axit của HNO3? Mỗi loại phản ứng cho ví dụ minh họa

GV cho HS xác định số oxi hóa của N và hướng dẫn HS suy ra tính chất của HNO3

GV gọi HS nhận xét

HS liên hệ kiến thức cũ trả lời

N có số oxihóa cao nhất +5, trong phản ứng có sự thay đổi số oxihóa , số oxihóa của nitơ giảm xuống giá trị thấp hơn

Với những kim loại có tính khử

yếu: Cu, Ag, Pb

tích HCl được gọi là nước cường

thủy, có thể hòa tan vàng hay platin:

Sau đó nhúng vào các dung dịch axit khác:

Do Clo nguyên tử có khả năng phản ứng rất lớn nên oxi hóa được vàng và platin

HS quan sát hiện tượng , màu sắc của khí bay ra và viết phương trình phản ứng

HS cho ví dụ và viết phương trình minh họa

HS quan sát và nhận xét

→ Fe, Al thụ động trong HNO3 đặc nguội

HS nhận xét viết phương trình phản ứng

HS quan sát hiện tượng:

nhỏ dung dịch BaCl2 thấy có kết tủa

+2H2O

b Tác dụng với phi kim:

H2S, HI, SO2, FeO, muối sắt

(II) có thể tác dụng với HNO3

Nguyên tố bị oxi hóa trong hợp

chất chuyển lên mức oxi hóa cao

Nhiều hợp chất hữu cơ như giấy,

vải, dầu thông bốc cháy khi tiếp

GV làm thí nghiệm khi cho

giọt BaCl2?

GV cho HS làm thí nghiệm tương tự viết

GV hướng dẫn HS viết phương trình phản ứng

GV cho ví dụ tương tự và yêu cầu HS viết

Điều chế bằng cách cho natri

nitrat hoặc kali nitrat tác dụng với

axit sunfduric đặc nóng

NaNO3(r ) + H2SO4(đ)

o t

+NaHSO4

2 Trong công nghiệp :

GV cung cấp phương pháp này chỉ được

GV hỏi trong công nghiệp HNO3 điều chế

từ nguồn nguyên liệu nào? Chia làm mấy giai đoạn? Viết phương trình?

GV tóm tắt các giai đoạn bằng sơ đồ

NH3→ NO→ NO2→ HNO3

HS dựa vào SGK trả lời

HS dựa vào SGK để trả lời

HS viết phương trình phản ứng cho mỗi giai đoạn

B MUỐI NITRAT

I TÍNH CHẤT CỦA MUỐI

NITRAT

1 Tính chất vật lý:

Dễ tan trong nước và chất điện ly

mạnh trong dung dịch, chúng phân ly

hoàn toàn thành các ion

Ví dụ :

Ca(NO3) → Ca2+ + 2NO3

KNO3 → K+ + NO3

một số muối nitrat là do màu của

cation kim loại

2 Tính chất hóa học:

Các muối nitrát dễ bị phân hủy khi

đun nóng

a Muối nitrat của các kim loại hoạt

động bị phân hủy thành muối nitrit +

khí O 2

2KNO3 → 2KNO2 +O2

b Muối nitrát của các kim loại từ

Mg → Cu bị phân hủy thành oxit kim

loại + NO 2 + O 2

2Cu(NO3)2

o t

HS nghiên cứu SGK trả lời

HS quan sát hiện tượng và viết phương

NH4NO3

HS nghiên cứu SGK trả lời

HS quan sát thí nghiệm và giải thích

HS kết luận khi phân hủy muối nitrat luôn có khí oxi thoát ra

HS cho ví dụ minh họa và viết phương trình phản ứng

HS quan sát nhận xét, viết phương trình

động bị phân hủy thành kim loại +

NO 2 + O 2

2AgNO3 → 2Ag + 2NO2 + O2

3 Nhận biết ion nitrat:

Khi có mặt ion H+ và NO3- thể hiện

dùng Cu + H2SO4 loãng để nhận biết

muối nitrat

Ví dụ :

3Cu + 8NaNO3 + 4H2SO4(l) →

3Cu(NO3)2+ 2NO+ 4Na2SO4 + 4H2O

3Cu+8H++2NO3-→3Cu2+ + 2NO