- Học sinh hiểu tính chất vật lí, hóa học của nitơ, ứng dụng của nitơ và điều chế nitơ.. 2.1.4 Môn Công Nghệ - Biết được vai trò của nitơ trong phân bón hóa học, tính chất của phân đạm..
Trang 1PHIẾU MÔ TẢ HỒ SƠ DẠY HỌC
1 TÊN DỰ ÁN: TÍCH HỢP KIẾN THỨC VĂN HỌC , SINH HỌC, ĐỊA LÍ,
VẬT LÍ, CÔNG NGHỆ TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC 11
CHỦ ĐỀ: NITƠ VỚI SỰ SỐNG
Tiết 11 Bài 7 Nitơ
2 Mục tiêu dạy học
2.1 Kiến thức:
2.1.1 Môn Hóa Học
- Biết được vị trí của nitơ trong BTH, cấu hình e và cấu tạo phân tử nitơ
- Học sinh hiểu tính chất vật lí, hóa học của nitơ, ứng dụng của nitơ và điều chế nitơ
2.1.2 Môn Ngữ Văn
- Giải thích được tính khoa học của các câu ca dao tục ngữ về lao động sản xuất:
+ Bài 3: Ca dao dân ca Những câu hát về tình cảm gia đình- Ngữ văn lớp 7, tập 1
2.1.3 Môn Sinh Học
- Biết được vai trò của nitơ trong các nguyên tố dinh dưỡng ở thực vật, sự hô hấp của động vật:
+ Lớp 11:Bài 17: Hô hấp ở động vật
+ Lớp 11: Bài 4: Vai trò của các nguyên tố khoáng
+ Lớp 11: Bài 5,6: Dinh dưỡng nitơ ở thực vật
+ Lớp 11: Bài 7: Thực hành thí nghiệm thoát hơi nước và thí nghiệm về vai trò của phân bón
+ Lớp 10: Bài 3: Các nguyên tố hóa học và nước
+ Lớp 10: Bài 5: Protein
+ Lớp 10: Bài 6: Axit nucleic
2.1.4 Môn Công Nghệ
- Biết được vai trò của nitơ trong phân bón hóa học, tính chất của phân đạm
+ Lớp 10: Bài 12: Đặc điểm, tính chất, kỹ thuật sử dụng một số loại phân bón thông thường
Trang 2+ Lớp 10: Bài 13: Ứng dụng công nghệ vi sinh trong sản xuất phân bón.
2.1.5 Môn Vật Lí
- Biết được nhiệt độ lò hồ quang điện
+ Lớp 12: Bài 30: Hiện tượng quang điện, thuyết lượng tử ánh sáng
+ Lớp 12: Bài 31: Hiện tượng quang điện trong
2.1.6 Môn Địa Lí
- Biết được thành phần của không khí, các tầng khí quyển
+ Lớp 10: Bài 11: Khí quyển, sự phân bố nhiệt độ không khí trên trái đất
2.2 Kỹ năng
2.2.1 Môn Hóa Học
- Viết cấu hình electron, công thức cấu tạo phân tử
- Dự đoán được tính chất hóa học của nitơ, viết được phương trình phản ứng minh họa
- Đọc và tóm tắt được thông tin về tính chất vật lí, ứng dụng, điều chế nitơ
2.2.2 Môn Ngữ Văn
- Phân tích câu tục ngữ
Lúa chiêm lấp ló đầu bờ
Hễ nghe tiếng sấm phất cờ mà lên
+ Bài 3: Ca dao dân ca Những câu hát về tình cảm gia đình- Ngữ văn lớp 7, tập 1
2.2.3 Môn Sinh Học
- Trong khoảng vài chục nguyên tố hóa học, cấu tạo nên cơ thể sống thì C, H, O, N chiếm khoảng 96% khối lượng cơ thể
- Nitơ tham gia cấu tạo nên các phân tử protein, enzim, coenzim, axit nucleic, diệp lục, ATP…
- Nitơ là một nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu của thực vật, là nguyên tố đại lượng cho cây trồng, tức là thiếu nitơ cây không hoàn thành được chu trình sống, và hàm lượng N trong mô thực vật cao
- Thiếu nitơ sẽ làm giảm quá trình tổng hợp protein, từ đó sự sinh trưởng của các cơ quan bị giảm
Trang 3- Qúa trình cố định nitơ ở thực vật.
+ Lớp 11:Bài 17: Hô hấp ở động vật
+ Lớp 11: Bài 4: Vai trò của các nguyên tố khoáng
+ Lớp 11: Bài 5,6: Dinh dưỡng nitơ ở thực vật
+ Lớp 11: Bài 7: Thực hành thí nghiệm thoát hơi nước và thí nghiệm về vai trò của phân bón
+ Lớp 10: Bài 3: Các nguyên tố hóa học và nước
+ Lớp 10: Bài 5: Protein
+ Lớp 10: Bài 6: Axit nucleic
2.2.4 Môn Công Nghệ
- Thành phần của các loại phân đạm đều chứa nitơ, tác dụng của phân đạm Cách tính
độ đạm
- Phân vi sinh cố định độ đạm là loại phân bón có chứa các nhóm vi sinh vật cố định nitơ tự do sống cộng sinh với cây họ Đậu
+ Lớp 10: Bài 12: Đặc điểm, tính chất, kỹ thuật sử dụng một số loại phân bón thông thường
+ Lớp 10: Bài 13: Ứng dụng công nghệ vi sinh trong sản xuất phân bón
2.2.5 Môn Vật Lí
- Nhiệt độ của lò quang điện là khoảng 3000 oC
+ Lớp 12: Bài 30: Hiện tượng quang điện, thuyết lượng tử ánh sáng
+ Lớp 12: Bài 31: Hiện tượng quang điện trong
2.2.6 Môn Địa Lí
- Khí quyển là lớp không khí bao quanh Trái Đất, khí quyển gồm 5 tầng, càng lên cao không khí càng loãng
+ Lớp 10: Bài 11: Khí quyển, sự phân bố nhiệt độ không khí trên trái đất
2.3 Thái độ
- Yêu thích thiên nhiên, tự giải thích được các hiện tượng xảy ra trong tự nhiên.
- Giáo dục môi trường biết cách sử dụng hợp lý phân bón để tốt cho cây mà vẫn bảo
vệ môi trường
Trang 4- Yêu thích các môn học và biết vận dụng kiến thức liên môn vào học tập môn Hóa Học làm cho môn học trở nên hấp dẫn hơn
3 Đối tượng dạy học
- Học sinh trường THPT Lê Lợi- Hà Đông
+ Số lớp: 4
+ Số học sinh: 168 học sinh
+ Khối lớp: Khối 11
4 Ý nghĩa của bài học
4.1 Ý nghĩa của bài học đối với thực tiễn dạy học
- Qua việc dạy học theo chủ đề giúp học sinh phát triển được tư duy, biết vận dụng những kiến thức đã học của nhiều môn học khác nhau để giải quyết một số chủ đề
- Phát triển được kỹ năng làm việc nhóm, kỹ năng phân tích thí nghiệm, tranh ảnh, kỹ năng xem và ghi nhớ, kỹ năng phân tích ca dao tục ngữ
4.2 Ý nghĩa của bài học đối với thực tiễn đời sống
Qua bài học thấy được ý nghĩa thực tiễn của các hiện tượng
- Công thức cấu tạo, tính chất vật lí của nitơ:
+ Nitơ là một khí không duy trì sự sống nhưng không có cuộc sống nào lại không có mặt nitơ
+ Nitơ lỏng dùng để bảo quản máu và các mẫu sinh học khác
+ Nhiều ngành công nghiệp như luyện kim, thực phẩm, điện tử sử dụng nitơ làm môi trường trơ
- Tính oxi hóa, tính khử:
+ Sản xuất NH3
+ Sản xuất HNO3
+ Sản xuất phân đạm, các loại phân tổng hợp
+ Cách sử dụng phân bón đúng cách, tận dụng các sản phẩm thừa làm phân bón
+ Sấm sét, các cơn giông bão
- Trạng thái tự nhiên, điều chế:
+ Bảo vệ không khí trong lành cho Trái Đất
Trang 5+ Chống lại các tác nhân gây ô nhiễm môi trường.
5 Thiết bị dạy học và học liệu
5.1 Thiết bị dạy học
5.1.1 Phần chuẩn bị của GV
- Máy tính, máy chiếu, loa ngoài
- Các hình có trong SGK hóa 11 H2.1, sách Sinh học 11 Hình 5.1, Hình 5.2, Hình 6.2
- Mô hình phân tử Nitơ
5.1.2 Phần chuẩn bị của trò
- Tự làm mô hình phân tử Nitơ.
- Hình ảnh về hiện tượng sấm sét, giông tố
- Chọn một bộ rễ cây họ Đậu
- Chuẩn bị một ít phân ure, phân đạm một lá, phân đạm hai lá
- Chuẩn bị đọc trước bài 17 SGK Sinh 11, xem lại bài 5, 6 SGK Sinh 11
- Thông tin môn Sinh học: quá trình liên kết N2 với H2 để hình thành nên NH3 gọi là quá trình cố định nitơ do các vi sinh vật thực hiện Các vi sinh vật cố định nitơ gồm 2 nhóm: nhóm vi sinh vật tự do như vi khuẩn lam có nhiều ở ruộng lúa và nhóm cộng sinh với thực vật, điển hình là các vi khuẩn thuộc chi Rhizobium tạo nốt sần ở rễ cây
họ Đậu Trong cơ thể của các vi khuẩn cố định N có enzim nitrogenaza có khả năng
bẻ gãy 3 liên kết cộng hóa trị bền vững (N≡N) giữa 2 nguyên tử N để N liên kết với
H tạo ra NH3 ( SGK Sinh lớp 11)
- Câu tục ngữ, ca dao ở Ngữ văn lớp 7 và sưu tầm ở các sách, internet các câu tục ngữ
về lao động sản xuất
- Bài thơ: Cô gái Nito- Sách những điều kì thú của hóa học- Nguyễn Xuân Trường
5.3 Ứng dụng công nghệ thông tin
- Sử dụng phần mềm Microsoft office Power Point 2007.
- Sử dụng phần mềm violet
6 Hướng dẫn dạy học và tiến trình dạy học
bài của lớp
6.2 Kiểm tra bài cũ: Kiểm tra trong giờ học.
Trang 66.3 Bài mới
GV: Giới thiệu chương II (1 phút)
Nitơ photpho có vai trò quan trọng trong cuộc
sống và sản xuất
Trong chương II chúng ta sẽ nghiên cứu cấu tạo
và tính chất của N, P và hợp chất của chúng
GV: giới thiệu chủ đề (1 phút): Nitơ với sự
sống Nitơ là một khí không duy trì sự sống
nhưng không có cuộc sống nào lại không có mặt
nitơ Lịch sử tìm ra nitơ gắn liền việc tìm ra
thành phần không khí và các chất khí như oxi,
hidro Bài học hôm nay cô và các em sẽ đi tìm
hiểu về các tính chất của nitơ thông qua phần
tìm hiểu của các nhóm đã chuẩn bị trước dưới
sự hướng dẫn của cô
Chương II: Nitơ- Photpho
- Cấu tạo nguyên tử và phân tử của Nitơ, photpho
- Tính chất cơ bản của đơn chất và hợp chất của Nitơ, photpho
- Điều chế N, P và hợp chất của chúng
Bài 7: Nitơ
Hoạt động 1 (5 phút)):
- GV phát phiếu học tập số 1: cho biết nitơ có
Z=7 hãy viết cấu hình e và xác định vị trí của N
trong BTH?
- HS trả lời vào phiếu, GV thu 2 phiếu trả lời
nhanh và đúng nhất chấm và ghi điểm
- GV chuẩn bị kiến thức
- GV phát phiếu học tập số 2: dựa vào nguyên
tắc bát tử hãy viết CT e, CTCT của phân tử N2?
GV: Liên kết hóa học trong phân tử N2 là liên
kết gì? độ bền?
- HS trả lời HS đưa ra mô hình phân tử nito đã
I Vị trí và cấu hình electron nguyên tử
- Vị trí ô thứ 7 Nhóm VA Chu kì 2
- Cấu hình e: 1s22s22p3
- CTPT : N2
- CT e N N
- CTCT: N≡N
- Liên kết giữa 2 nguyên tử N trong phân tử N2 là liên kết cộng hóa trị
Trang 7chuẩn bị trước.
- GV chuẩn kiến thức
Chuyển ý: Kiến thức liên môn theo chủ đề
Hoạt động 2 (6 phút)
- GV cho một học sinh làm thí nghiệm: Cho một
con côn trùng( con gián hoặc châu chấu) vào lọ
sau đó đậy nắp lại Một học sinh khác làm thí
nghiệm: cho que đóm đang cháy vào lọ rồi đậy
nắp lại
- HS quan sát hiện tượng
- GV hỏi : Nguyên nhân gây ra cái chết của con
côn trùng? Vì sao que đóm tắt?
HS trả lời
GV chuẩn kiến thức
Kiến thức liên môn theo chủ đề
GV: cho HS nhóm 1 đã chuẩn bị ở nhà trình bày
bài 17 trong SGK sinh học lớp 11 : hô hấp ở
động vật về thành phần không khí hít vào và thở
ra của động vật
Loại khí không khí hít vào không khí thở ra
O2 20,96% 16,40%
CO2 0,03% 4,10%
N2 79,01% 79,50%
- GV giới thiệu một số vụ án trẻ em bị ngạt
trong ôtô khi bị bỏ quên trong xe do thiếu oxi
-> giáo dục các em phải có kỹ năng sống
- HS trình bày tính chất vật lí của N2
-GV chuẩn kiến thức
không cực, là 1 liên kết ba bền vững
II Tính chất vật lí
- Nitơ không duy trì sự cháy và sự hô hấp
- Ở điều kiện thường N2 là chất khí không màu, không mùi, không vị, hơi nhẹ hơn không khí, rất ít tan trong nước
Trang 8Hoạt động 3 ( 13 phút)
- GV nêu vấn đề : Nitơ là phi kim khá hoạt
động, có độ âm điện lớn (bằng 3), nhưng ở nhiệt
độ thường N2 khá trơ về mặt hóa học, tại sao
như vậy? Dựa vào CTPT hãy giải thích?
- HS trả lời
GV hỏi: xác định các số oxi hóa của Nitơ? Khi
nào N thể hiện số oxi hóa âm, khi nào thể hiện
số oxi hóa dương?
- HS trả lời
- GV chuẩn kiến thức
- GV hỏi: Dự đoán tính chất hóa học của N2 dựa
vào số oxi hóa? Tính chất hóa học chủ yếu của
N2 là gì?
- HS trả lời
- GV chuẩn kiến thức
Chuyển ý: kiến thức liên môn theo chủ đề
- GV: Ở nhiệt thường N2 tác dụng được với Li,
ở nhiệt độ cao N2 tác dụng được với một số kim
loại hoạt động như Ca, Mg, Al tạo nitrua kim
loại
- HS: Viết PTPU, nêu rõ số oxi hóa của N
-GV: N2 còn thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng
với chất nào? Viết ptpu, chỉ rõ số oxi hóa của
N? Các em hãy nêu các điều kiện để phản ứng
III Tính chất hóa học
- Liên kết ba trong phân tử N2 rất bền, ở nhiệt dộ thường N2 trơ về mặt hóa học nhưng ở nhiệt độ cao nito trở nên hoạt động hơn
- Trong hợp chất Nitơ có các số oxi hóa -3, +1, +2, +3, +4, +5
- Số oxi hóa âm với nguyên tố có độ
âm điện nhỏ hơn như H, kim loại ,
số oxi hóa dương với những nguyên
tố có độ âm điện lớn hơn như oxi, Flo
- N20 N-3 (NH3) (Tính oxi hóa)
N+2 (NO) (Tính khử)
- Tính oxi hóa là tính chất chủ yếu của nitơ
1 Tính oxi hóa
a Tác dụng với kim loại
0 0 +2 -3 3Mg + N2 t0 Mg3N2 magiê nitrua
b Tác dụng với hidro
0 0 -3 +1 3H2 + N2 450 0 ,
pcao
C xtFe
2NH3 H < 0
Trang 9tổng hợp NH3 từ N2 và H2 xảy ra?
- GV: Tại sao điều kiện phản ứng tổng hợp NH3
từ N2 và H2 lại khó khăn như vậy? Trong tự
nhiên có cách nào tổng hợp NH3 từ N2 dễ hơn
không?
Trong SGK sinh học lớp 11 bài 6 đã chỉ rõ con
đường sinh học cố định N dựa vào enzim có ở
vi khuẩn có khả năng bẻ gãy liên kết ba của
N≡N
- HS nhóm 2 đã chuẩn bị lên trình bày con
đường sinh học cố định nitơ, chỉ rõ các nốt sần ở
rễ cây họ Đậu , hình vẽ: Hình 6.2 SGK Sinh học
11
- Hs khác nhận xét
GV: so sánh ưu, nhược điểm của 2 cách tổng
hợp NH3 trên (con đường hóa học và con đường
sinh học)?
- HS trả lời
- GV: Chuẩn kiến thức
-GV: Chuyển ý kiến thức liên môn theo chủ đề
Ngoài tính oxi hóa là chủ yếu nitơ còn có tính
chất gì nữa?
- GV: nitơ có phản ứng trực tiếp với oxi không?
Ở điều kiện nào? Viết pt p/ứ? Chỉ rõ sự thay đổi
số oxi hóa của N?
- HS trả lời
- GV: chuẩn kiến thức
- Kiến thức liên môn theo chủ đề
- GV: Tại sao phản ứng trên không xảy ở điều
t0: 450-5000C p: cao từ 200-300 atm xt: Fe, Al2O3,…
0 -3
N + 3e N N2 tính oxi hóa
-Tính oxi hóa là tính chất hóa học chủ yếu của N 2
2 Tính khử
Tác dụng với oxi:
0 0 +2-2 N2 + O2 3000 0
hoquangdien hay C
2NO
N2 thể hiện tính khử P/u không xảy ra ở điều kiện thường
Trang 10kiện thường? 3000oC có thể có ở đâu?
+ Lò hồ quang điện đạt đến 3000oC (SGK vật lí
12 bài 30, 31)
+ Hoặc khi có sấm sét xảy ra ở tầng đối lưu (địa
lí 10 bài 10,11)
- GV: Trong tự nhiên phản ứng trên xảy ra khi
nào? Trong điều kiện nào?
- HS nhóm 3 lên trình bày phần đã chuẩn bị:
Lúa chiêm lấp ló đầu bờ
Hễ nghe tiếng sấm phất cờ mà lên
HS giải thích dựa vào các phản ứng hóa học
- HS khác nhận xét
- GV chuẩn kiến thức: Lúa chiêm vào đầu tháng
ba trời hay có giông bão, sấm sét tạo đủ điều
kiện cho N2 p/ứ với O2 tạo NO.NO tác dụng với
O2 tạo NO2 NO2 tác dụng với H2O và O2 tạo
HNO3 HNO3 kết hợp các chất khác trong đất
thành NO3-, NH4+ là các ion cây có thể hấp thụ
được nên cây lớn nhanh
- GV: các oxit khác của nito có điều chế trực
tiếp được từ N2, O2 không?
- GV: Kết luận N2 có tính chất hóa học gì? Tính
chất nào là chủ yếu?
Chuyển ý: Nitơ có vai trò như thế nào trong
cuộc sống?
Hoạt động 4 (5 phút).
Kiến thức liên môn theo chủ đề
- GV: dựa vào SGK Sinh học 10 bài 5,6 và SGK
Sinh 11 bài 5 em hãy cho biết vai trò sinh lí của
2NO + O2 2NO2 Nâu đỏ p/ứ xảy ra ở nhiệt độ thường 4NO2 + O2 + 2H2O 4HNO3
Chú ý: Một số oxit khác của nitơ như: N2O, N2O3, N2O5 không điều chế trực tiếp được từ nitơ và oxi
KL: N 2 vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử nhưng tính oxi hóa là chủ yếu.
IV Ứng dụng
Trang 11nguyên tố nitơ?
- HS nhóm 4 lên trình bày phần đã chuẩn bị:
Nito là nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu
của thực vật Hình 5.2 SGK sinh 11- dấu hiệu
đói nitơ ở cây
- HS khác nhận xét
- GV: các em đã được học phần phân bón ở
SGK công nghệ 10 bài 12, đã biết N là thành
phần chính của phân đạm Vậy cách sử dụng
phân đạm như thế nào là hợp lý? Không gây ảnh
hưởng cho môi trường mà vẫn tốt cho cây?
- HS trả lời: dùng phân đạm để bón thúc là
chính, dùng với lượng vừa phải để cây hấp thụ
hết, tránh lãng phí gây hại cho đất, ảnh hưởng
đến môi trường
- GV chuẩn kiến thức
Hoạt động 5 (4 phút)
- GV hỏi: nêu thành phần của không khí? Nito
những có đồng vị nào? Nitơ có trong khoáng
chất nào?
- HS: dựa vào SGK trả lời
- GV chuẩn kiến thức
Hoạt động 6 (3phút)
- GV hỏi: điều chế N2 từ nguồn nào? Nêu cách
điều chế N2 từ không khí?
- HS dựa vào SGK trả lời
- GV chuẩn kiến thức
- Nto là một trong những thành phần dinh dưỡng chính của thực vật
- Trong công nghiệp, phần lớn lượng nito sản xuất ra được dùng để tổng hợp NH3, HNO3, phân đạm…
- Nhiều nghành công nghiệp như luyện kim, thực phẩm, điện tử… sử dụng nito làm môi trường trơ, N2 lỏng dùng để bảo quản máu và các mẫu sinh học khác
V Trạng thái tự nhiên
- Trong không khí N2 chiếm 78,16% thể tích Gần đúng coi nito chiếm 4/5 thể tích không khí
- Nito có 2 đồng vị 99,63%
0,37%
- Ở dạng hợp chất, nito có nhiều trong khoáng chất NaNO3
VI Điều chế
Trong công nghiệp N2 được sản xuất bằng phương pháp chưng cất phân đoạn không khí lỏng Nâng nhiệt độ không khí lỏng đến -1960C thì nito sôi được lấy ra, còn lại là oxi lỏng
6.4 CỦNG CỐ BÀI: (4 PHÚT)
14
7 N
15
7 N
