Ngày soạn 15/9/2022 Tuần dạy 3 CHUYÊN ĐỀ 1 CƠ SỞ HÓA HỌC BÀI 2 PHẢN ỨNG HẠT NHÂN (3 tiết) I MỤC TIÊU 1 Kiến thức Nêu được sơ lược về sự phóng xạ tự nhiên; Lấy được ví dụ về sự phóng xạ tự nhiên Vận dụ[.]
Trang 1Ngày soạn:15/9/2022
Tuần dạy: 3
CHUYÊN ĐỀ 1: CƠ SỞ HÓA HỌC BÀI 2: PHẢN ỨNG HẠT NHÂN (3 tiết)
I MỤC TIÊU
1 Kiến thức:
- Nêu được sơ lược về sự phóng xạ tự nhiên; Lấy được ví dụ về sự phóng xạ tự nhiên
-Vận dụng được các định luật bảo toàn số khối và điện tích cho phản ứng hạt nhân
- Nêu được sơ lược về sự phóng xạ nhân tạo, phản ứng hạt nhân
- Nêu được ứng dụng của phản ứng hạt nhân phục vụ nghiên cứu khoa học, đời sống và sản xuất
- Nêu được các ứng dụng điển hình của phản ứng hạt nhân: xác định niên đại cổ vật, các ứng dụng trong lĩnh vực y tế, năng lượng,
2 Năng lực:
* Năng lực chung:
- Năng lực tự chủ và tự học: Thông qua hoạt động nghiên cứu hoàn thành các phiếu học tập.
- Năng lực giao tiếp và hợp tác
+ Thông qua nhiệm vụ học tập học sinh phát triển năng lực giao tiếp, năng lực hợp tác.
+ Sử dụng ngôn ngữ phối hợp với dữ liệu, hình ảnh để trình bày thông tin và ý tưởng có liên quan đến cấu trúc lớp vỏ electron
+ Lập kế hoạch, thực hiện kế hoạch để tìm hiểu về phản ứng hạt nhân
* Năng lực hóa học:
a Nhận thức hoá học:
- Nêu được sơ lược về sự phóng xạ tự nhiên
-Vận dụng được các định luật bảo toàn số khối và điện tích cho phản ứng hạt nhân
- Nêu được sơ lược về sự phóng xạ nhân tạo, phản ứng hạt nhân
- Nêu được ứng dụng của phản ứng hạt nhân phục vụ nghiên cứu khoa học, đời sống và sản xuất
- Nêu được các ứng dụng điển hình của phản ứng hạt nhân: xác định niên đại cổ vật, các ứng dụng trong lĩnh vực y tế, năng lượng,
b Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ hoá học:
Phản ứng hạt nhân xảy ra có ảnh hưởng như thế nào đến môi trường và con người
c Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học:
Hiểu và viết được các phản ứng hạt nhân
3 Phẩm chất:
Bài học góp phần hình thành các phẩm chất nhân ái, trách nhiệm và chăm chỉ cụ thể như sau:
- Có ý thức tôn trọng ý kiến của các thành viên trong nhóm khi hợp tác
- Có ý thức hỗ trợ, hợp tác với các thành viên trong nhóm để hoàn thành nhiệm vụ
- Chủ động lập và thực hiện kế hoạch giải quyết vấn đề.
II THIẾT BỊ DẠY HỌC/HỌC LIỆU:
- Tư liệu dạy học bao gồm: Các phiếu học tập và hình ảnh, mô hình nguyên tử
Bảng phụ, máy chiếu
Các phiếu học tập 01, 02, …
III TIẾN TRÌNH TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG HỌC
Kiểm tra bài cũ: (7 phút)
1 Nguyên tố là gì? Xác định thành phần nguyên tử (số proton, neutron, electron) của mỗi đồng vị sau: Si1428 ;
Fe
26
56 ; Cl1735
2 Copper (đồng) được sử dụng làm dây dẫn điện, huy chương, trống đồng… Nguyên tử khối trung bình của
copper bằng 63,546 Copper tồn tại trong tự nhiên dưới hai dạng đồng vị Cu2963 và Cu2965 Tính phần trăm số
nguyên tử của đồng vị Cu2963 tồn tại trong tự nhiên
Hoạt động 1 Khởi động (10 phút)
Trang 2a Mục tiêu
Cung cấp kiến thức tạo nhu cầu tiếp tục tìm hiểu kiến thức mới về phản ứng hạt nhân, phóng xạ và các ứng dụng của đồng vị phóng xạ và phản ứng hạt nhân
b Nội dung
Giáo viên cho học sinh xem đoạn văn, học sinh thảo luận điền chữ còn thiếu:
Vụ ném bom nguyên tử Hiroshima và Nagasaki là sự kiện
hai được Quân đội ………, theo lệnh của Tổng thống Harry
S Truman, sử dụng trong Chiến tranh thế giới lần thứ 2 vào những ngày gần cuối của Chiến tranh thế giới thứ 2 tại Nhật Bản Ngày 6 tháng 8 năm 1945, quả bom nguyên tử thứ nhất mang tên "Little Boy" đã được thả xuống thành phố Hiroshima, Nhật Bản Sau đó 3 hôm, ngày 9 tháng 8 năm 1945, quả bom thứ hai mang tên "Fat Man" đã phát nổ trên bầu trời thành phố Nagasaki
Rất nhiều nạn nhân chết sau nhiều tháng, thậm chí nhiều năm bởi hậu quả của … Theo ước tính, 140.000 người dân Hiroshima đã chết bởi vụ nổ cũng như bởi hậu quả của nó Số người thiệt mạng ở Nagasaki là 74.000 Ở cả hai thành phố, phần lớn người chết là thường dân
Lúc 8 giờ 15 (giờ Hiroshima), chiếc Enola Gay thả quả bom nguyên tử "Little Boy" trên bầu trời trung tâm Hiroshima Quả bom nổ cách mặt đất khoảng 600 m (vũ
khí nguyên tử sử dụng U-235 bị coi là không có hiệu năng cao, chỉ có 1,38% khối lượng của chúng phân hạch), ngay lập tức giết chết ít nhất 90.000 người Bán kính bị tàn phá
là 1,6 km và cháy trên diện tích 4,4 km2 Ước tính 90% nhà cửa ở Hiroshima bị hủy diệt hoặc hư hại
Lúc 11 giờ 01, vào phút cuối cùng, mây đứt quãng trên bầu trời Nagasaki cho phép sĩ
quan thả bom trên chiếc Bock's Car, Kermit Beahan Quả bom "Fat Man", mang lõi
khoảng 6,4 kg Plutonium 239 được thả xuống Thung lũng công nghiệp của thành phố
43 giây sau, nó nổ ở 469 mét cách mặt đất Vụ nổ có nhiệt độ cao nhất đạt được là 3.871 °C (7.000° Fahrenheit) và sức gió khoảng 1.000 km/giờ (624 mph)
Theo một số nguồn ước tính, 70.000 người trên tổng số 240.000 dân cư Nagasaki chết ngay và 60.000 người khác bị thương Bán kính vụ nổ là 1,6 km, những đám cháy trải dài từ phần bắc của thành phố cho đến 3,2 km cách vụ nổ về phía nam
Ngày 15 tháng 8 năm 1945, Đế quốc Nhật Bản đầu hàng vô điều kiện Khối Đồng minh và ký vào văn kiện đầu hàng ngày 2 tháng 9 năm 1945, chính thức chấm dứt
Quả bom đầu tiên mang tên "Gadget" được kích nổ trong chương trình thử nghiệm
"Trinity" gần Alamogordo, tiểu bang New Mexico ngày 16 tháng 7 năm 1945 Các quả bom thả xuống Hiroshima và Nagasaki là những quả thứ hai và thứ ba được chế tạo và cho đến nay, chúng vẫn là những vũ khí ………… duy nhất được đưa ra sử dụng
c Sản phẩm
Vụ ném bom nguyên tử Hiroshima và Nagasaki là sự kiện hai quả bom nguyên
tử được Quân đội Hoa Kỳ, theo lệnh của Tổng thống Harry S Truman, sử dụng trong Chiến tranh thế giới lần thứ hai vào những ngày gần cuối của Chiến tranh thế giới thứ hai tại Nhật Bản Ngày 6 tháng 8 năm 1945, quả bom nguyên tử thứ nhất mang tên "Little Boy" đã được thả xuống thành phố Hiroshima, Nhật Bản Sau đó 3 hôm, ngày 9 tháng 8 năm 1945, quả bom thứ hai mang tên "Fat Man" đã phát nổ trên bầu trời thành phố Nagasaki
quả của nó Số người thiệt mạng ở Nagasaki là 74.000 Ở cả hai thành phố, phần lớn người chết là thường dân
Lúc 8 giờ 15 (giờ Hiroshima), chiếc Enola Gay thả quả bom nguyên tử "Little Boy" trên
bầu trời trung tâm Hiroshima Quả bom nổ cách mặt đất khoảng 600 m (vũ khí nguyên
tử sử dụng U-235 bị coi là không có hiệu năng cao, chỉ có 1,38% khối lượng của chúng
Trang 3phân hạch), ngay lập tức giết chết ít nhất 90.000 người Bán kính bị tàn phá là 1,6 km
hại
Lúc 11 giờ 01, vào phút cuối cùng, mây đứt quãng trên bầu trời Nagasaki cho phép sĩ
quan thả bom trên chiếc Bock's Car, Kermit Beahan Quả bom "Fat Man", mang lõi
43 giây sau, nó nổ ở 469 mét cách mặt đất Vụ nổ có nhiệt độ cao nhất đạt được là 3.871 °C (7.000° Fahrenheit) và sức gió khoảng 1.000 km/giờ (624 mph)
Theo một số nguồn ước tính, 70.000 người trên tổng số 240.000 dân cư Nagasaki chết ngay và 60.000 người khác bị thương Bán kính vụ nổ là 1,6 km, những đám cháy trải dài từ phần bắc của thành phố cho đến 3,2 km cách vụ nổ về phía nam
Ngày 15 tháng 8 năm 1945, Đế quốc Nhật Bản đầu hàng vô điều kiện Khối Đồng minh và ký vào văn kiện đầu hàng ngày 2 tháng 9 năm 1945, chính thức chấm dứt Chiến tranh thế giới thứ hai
Quả bom đầu tiên mang tên "Gadget" được kích nổ trong chương trình thử nghiệm
bom thả xuống Hiroshima và Nagasaki là những quả thứ hai và thứ ba được chế tạo và
d Tổ chức thực hiện: hoạt động cá nhân
- Gv chia lớp thành 6 nhóm, nhóm nào hoàn thành trước lên trình bày cho các bạn
- Gv kiểm tra chuẩn hóa kiến thức
2 Hoạt động 2: Hình thành kiến thức mới
Hoạt động 1: Phản ứng hạt nhân (28 phút)
Mục tiêu:
- Nêu được sơ lược về phản ứng hạt nhân
-Vận dụng được các định luật bảo toàn số khối và điện tích cho phản ứng hạt nhân
Hoạt động của Gv và Hs Sản phẩm dự kiến
Bước 1: chuyển giao nhiệm vụ
Gv triển hai phiếu học tập số 1
Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ
Hs nghiên cứu sgk thảo luận hoàn thành
phiếu học tập số 1
Bước 3: Báo cáo, thảo luận
Gv gọi đại diện nhóm trả lời câu hỏi trong
phiếu học tập
Bước 4: kết luận, nhận định
Hs nhận xét, bổ sung
Gv nhận xét, đánh giá
Phiếu học tập số 1
Câu 1
Cho các phản ứng hạt nhân:
D
1
2 + T13 He42 + n01 + năng lượng
H
1
1 + T13 He42 + năng lượng
Cho biết thế nào là phản ứng hạt
nhân? Phản ứng hóa học?
Sự khác biệt giữa phản ứng hóa
học và phản ứng hạt nhân?
Các giá trị được bảo toàn trong
phản ứng hạt nhân là gì?
Câu 2
Hoàn thành các phương trình hạt
nhân sau:
Li
3
6 + H11 He42 + ???+ năng lượng
1 Khái niệm
- Phản ứng hạt nhân là sự biến đổi hạt nhân nguyên tử của một nguyên tố hóa học thành hạt nhân nguyên tử của một nguyên tố hóa học khác
- Phản ứng hóa học là sự thay đổi lớp vỏ electron (thêm vào, bớt đi hoặc dùng chung electron với nguyên tử khác ), còn hạt nhân nguyên tử hông thay đổi
- Sự khác biệt giữa phản ứng hóa học và phản ứng hạt nhân là sự biến đổi năng lượng trong phản ứng hạt nhân lớn hơn nhiều so với các phản ứng hóa học
2 Định luật bảo toàn số khối
và bảo toàn điện tích
Trong phản ứng hạt nhân, cả số khối và điện tích hạt nhân đều được bảo toàn
Li
3
6 + H11 He42 + He23 + năng lượng
D
1
2 + D12 T13 + H11 + năng lượng
Trang 41
2 + D12 T13 + ??? + năng lượng
Hoạt động 2: phóng xạ tự nhiên (30 phút)
Mục tiêu
- Nêu được sơ lược về sự phóng xạ tự nhiên; Lấy được ví dụ về sự phóng xạ tự nhiên
- Vận dụng được các định luật bảo toàn số khối và điện tích cho phản ứng hạt nhân
Hoạt động của Gv và Hs Sản phẩm dự kiến
Bước 1: chuyển giao nhiệm vụ
Gv triển hai phiếu học tập số 2
Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ
Hs nghiên cứu sgk thảo luận hoàn thành
phiếu học tập số 2
Bước 3: Báo cáo, thảo luận
Gv gọi đại diện nhóm trả lời câu hỏi trong
phiếu học tập
Bước 4: kết luận, nhận định
Hs nhận xét, bổ sung
Gv nhận xét, đánh giá
1 Tính phóng xạ tự nhiên
- Tính phóng xạ tự nhiên là khả năng tự
phân rã của hạt nhân nguyên tử, tạo thành hạt nhân nguyên tử nguyên tố khác, đồng thời phóng ra bức xạ không nhìn thấy
2 Thành phần của các tia phóng xạ
- Phóng xạ kiểu apha: là sự phân rã hạt nhân phóng ra hạt α
Vd: U23892 Th23490 +¿ He42
- Phóng xạ kiểu beta: là sự phân rã hạt nhân phóng ra hạt β
Vd: U23992 Np23993
+¿ e−10
- Phóng xạ kiểu gamma: là sự phân rã hạt nhân theo kiểu phóng ra hạt α, β thường kèm theo hạt γ Hạt γ không mang điện
3 Độ bền của đồng vị phóng xạ và chu kì bán rã
- Chu kì bán rã của một đồng vị phóng xạ là thời gian để phân rã một nữa số nguyên tử ban đầu (hay một nữa lượng chất bao đầu)
Vd Chu kì bán rã của đồng vị phóng xạ Sr3890
là 28 năm, nghĩa là nếu có 1g Sr3890 thì 28 năm chỉ còn lại 0,5g, sau 28 năm tiếp theo chỉ còn lại 0,25g
Chu kì bán rã càng ngắn, đồng vị phân rã càng nhanh, đồng vị càng kém bền Chu kì bán rã càng dài, đồng vị bị phân rã càng chậm, đồng vị càng chậm
Chu kì bán rã của một đồng vị phóng xạ là thước đo độ bền tương đối của đồng vị đó
Phiếu học tập số 2
Thế nào là tính phóng xạ tự nhiên?
Thế nào là phóng xạ alpha, beta và gamma?
Chu kì bán rã là gì? Cho ví dụ
Độ bền phóng xạ được xác định như thế nào?
Hoạt động 3: phóng xạ hạt nhân (30 phút)
Mục tiêu
- Nêu được sơ lược về sự phóng xạ nhân tạo, phản ứng hạt nhân
-Vận dụng được các định luật bảo toàn số khối và điện tích cho phản ứng hạt nhân
Hoạt động của Gv và Hs Sản phẩm dự kiến
Bước 1: chuyển giao nhiệm vụ
Gv triển hai phiếu học tập số 3
Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ
Hs nghiên cứu sgk thảo luận hoàn thành
phiếu học tập số 3
1 Tính phóng xạ nhân tạo
Hiện tượng phóng xạ nhân tạo được Irène (con gái Marie Curie) cùng chồng tìm ra năm 1934, khi bắn phá hạt nhân nguyên tử boron, aluminium, magnesium bằng tia α
Trang 5Bước 3: Báo cáo, thảo luận
Gv gọi đại diện nhóm trả lời câu hỏi trong
phiếu học tập
Bước 4: kết luận, nhận định
Hs nhận xét, bổ sung
Gv nhận xét, đánh giá
Vd: Al1327 + H42 e P1530 + n01 Đồng vị P1530 không bền, tự phân rã phóng xạ:
P
15
30 1430Si + e+10
e
+10 là hạt positron, có khối lượng bằng e và điện tích bằng +1
2 Sự phân chia hạt nhân và tổng hợp hạt nhân
Sự phân chia hạt nhân (phân hạch hạt nhân)
là phản ứng phân chia hạt nhân nặng thành hai hay nhiều mảnh có khối lượng nhẹ hơn
U
92
235 + n01 Ba14156 + Kr3692 +3 n01 + năng lượng
Pu
94
239 + n01 K3991 + Cs14655 +3 n01 + năng lượng
- Sự tổng hợp hạt nhân là phản ứng giữa các hạt nhân nhẹ kết hợp với nhau, tạo thành hạt nhân nặng hơn
Các hạt nhân tham gia phản ứng phải được nung nóng nên phản ứng này còn gọi là phản ứng nhiệt hạch
4¿ H42 e + 2( e+10 ) +2,5.109 kJ
2(H¿ ¿12 He23 + n01 +2,9.108 kJ
Phiếu học tập số 3
- Hiện tượng phóng xạ nhân tạo được nhà bác học nào tìm ra? Vào năm nào?
- Hoàn thành các phương trình hạt nhân sau:
U
92
235 + n01 Ba14156 + +3 n01 + năng lượng
Pu
94
239 + n01 Cs14655 +3 n01 + năng lượng
4¿ H42
e + 2( ) +2,5.109 kJ
2(H¿ ¿12 + n01 +2,9.108 kJ
Hoạt động 4: ứng dụng của đồng vị phóng xạ và phản ứng hạt nhân(20 phút)
Mục tiêu
- Nêu được ứng dụng của phản ứng hạt nhân phục vụ nghiên cứu khoa học, đời sống và sản xuất
- Nêu được các ứng dụng điển hình của phản ứng hạt nhân: xác định niên đại cổ vật, các ứng dụng trong lĩnh vực y tế, năng lượng,
Hoạt động của Gv và Hs Sản phẩm dự kiến
Bước 1: chuyển giao nhiệm vụ
Hs theo dõi hình ảnh gv cung cấp hệ thống
được các ứng dụng quan trọng của đồng vị
phóng xạ và phản ứng hạt nhân bằng hình
ảnh video
Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ
1 Trong y học
Xạ trị là sử dụng các bức xạ ion hóa: điều trị ung thư
Thay đổi cấu trúc DNA
Đồng vị phóng xạ Co2760 là nguồn phát xạ γ, bức xạ γ điều trị các khối u sâu bên trong cơ thể
Các bệnh ung thư bên ngoài như ung thư da có thể điều trị bằng các
tia phóng xạ phát ra từ đồng vị P1530
hay Sr3890 bằng cách áp các túi nhựa
Trang 6Hs nghiên cứu thảo luận rút ra các ứng dụng
của đồng vị phóng xạ và phản ứng hạt nhân
Bước 3: Báo cáo, thảo luận
Gv gọi đại diện nhóm nêu các ứng dụng của
đồng vị phóng xạ và phản ứng hạt nhân
Bước 4: kết luận, nhận định
Hs nhận xét, bổ sung
Gv nhận xét, đánh giá
đồng vị phóng xạ vào vùng bị tổn thương
-Dùng đồng vị phóng xạ I13153 để chuẩn đoán và chữa bệnh bướu cổ
2 Trong nông nghiệp
Thay đổi kiểu gene tạo ra giống mới
Diệt khuẩn, bảo vệ lương thực, thực phẩm lâu dài
3 Xác định niên đại cổ vật bằng hàm lượng đồng vị phóng xạ
a Xác định niên đại (tuổi) của các
di vật khảo cổ bằng đồng vị C146
b Xác định niên đại (tuổi) của đá
trong địa chất bằng đồng vị U23892
4 Sử dụng năng lượng nguyên
tử phục vụ cho lợi ích
Dùng các đồng vị U23592 và Pu23994 làm nhiên liệu trong các lò phản ứng hạt nhân để sản xuất ra điện (nhà máy điện nguyên tử) và chạy các tàu phá băng
Hoạt động 3: luyện tập (5 phút)
a Mục tiêu: nhằm củng cố các nội dụng đã học về:
- Phản ứng hạt nhân và vận dụng các định luật tuần hoàn để viết phương trình.
- Sự phóng xạ tự nhiên
- Sự phóng xạ nhân tạo
- Ứng dụng của sự phóng xạ và phản ứng hạt nhân trong các lĩnh vực công nghệ và đời sống thực tế.
b Nội dung
Vận dụng kiến thức về phóng xạ và phản ứng hạt nhân để hiểu ứng dụng của các hiện tượng đó trong một số lĩnh vực: y tế (chuẩn đoán và điều trị ung thư, xạ trị…), nông nghiệp (tạo giống mới, bảo quản hoa quả…), năng lượng (điện nguyên tử…) và khảo cổ (xác định niên đại cổ vật…)
c Sản phẩm
Học sinh lập được sơ đồ tư duy cho nội dung học
d Tổ chức thực hiện: gv hướng dẫn học sinh lập được sơ đồ nội dung học
Hoạt động 4: Vận dụng (5 phút)
a Mục tiêu: Giúp học sinh vận dụng kiến thức đã được học trong bài để giải quyết các câu hỏi, nội
dung gắn liền với thực tiễn và mở rộng thêm kiến thức của học sinh về phản ứng hạt nhân
b Nội dung: Hs giải quyết phiếu học tập số 4
Hoàn thành phương trình phản ưng hạt nhân
Li
3
6 + 11H 42He +…
Li
3
6 +12D …
Hg
80
197 + −10e ….
c sản phẩm
Li
3
6 + 11H 42He + 23He
Li
3
6 +12D
48Be
Hg
80
197 + −10e 19779Au
d Tổ chức hoạt động: gv cho Hs thảo luận sau đó trình bày kết quả