chươngIII-11-NC

-Tính chất hoá học chung của các nguyên tố nhóm cacbon.. -Rèn luyện khả năng lập luận, tìm đợc mối liên hệ giữa cấu tạo với tính chất hoá học của nguyên tố II - Chuẩn bị III –Cac hoạt độ

Trang 1

CHƯƠNG III : NHểM CACBON Bài 19 KháI quát về nhóm cacbon

I - Mục tiêu bài học

1 Về kiến thức

-Biết kí hiệu hoá học, tên gọi các nguyên tố nhóm cacbon

-Tính chất hoá học chung của các nguyên tố nhóm cacbon

-Qui luật biến đổi tính chất của các đơn chất và hợp chất nhóm cacbon

2 Về kĩ năng

-Rèn luyện khả năng so sánh, vận dụng qui luật chung vào một nhóm nguyên tố

-Rèn luyện khả năng lập luận, tìm đợc mối liên hệ giữa cấu tạo với tính chất hoá học của nguyên tố

II - Chuẩn bị

III –Cac hoạt động dạỵhọc

Hoạt động 1

HS: Dựa vào BTH tìm vị trí các

nguyên tố trong nhóm C, viết kí

hiệu HH

HS: Viết cấu hình và phân bố e

vào ô lượng tử

Dự đoán khả năng hình thành

liên kết, số oxi hoá có thể có của

các ngtố

GV: Gợi ý để HS nhớ:

-Quan hệ giữa vị trí và cấu tạo

ngtử

-Sự phõn bố e vào các ô lượng tử

ở TTKT

-Lk hình thành nhờ các e độc

thân

HS: N/cứu bảng 4.1 phát hiện quy

luật biến đổi tính chất của các đơn

chất GT

- Bán kính nguyên tử tăng

I – Vị trí của nhóm CACBON trong b TH

- C, Si, Ge, Sn, Pb

Chúng đều thuộc các nguyên tố p (xem B 4.1 một số t/c của các ntố

nhúm C)

II –tính chất chung của các nguyên tố nhóm các bon

1 Cấu hình e nguyên tử

Lớp e ngoài cùng là ns2np2 có 4 e

- Ở TTCB, có 2e đt  (.) các h/c có CHT 2

- Ở TTKT cú 4e đt  (.) các h/c có CHT 4

- Để đạt tới cấu hình bền của khí hiếm, các ntử ntố nhóm Cacbon tạo những cặp e chung với các ntử khác

và thể hiện số oxi hoá +4, +2, -4 (trừ

Ge, Sn, Pb) tuỳ thuộc vào độ âm điện của các nguyên tố liên kết với chúng

2 Sự biến đổi tính chất của các

Trang 2

- Độ âm điện, n/lượng ion hoá

thứ nhất giảm

GV: Yêu cầu HS so sánh tính phi

kim

HS:Viết CT h/chất với H và với O

- QL b/đổi t.bền nhiệt, t khử của

h/c với H

- QL biến đổi tính axit, bazơ của

các oxit

GV gợi ý:Liên hệ với các nhóm

nguyên tố đã được học

- Dựa vào h/trị của cac ntố viết

CT các oxit

- Dựa vào q/luật b/đổi tính

axit-bazơ của các oxit trong nhóm

A để so sánh tính chất

đơn chất

- Từ C đến Pb:

+ Khả năng thu thêm e giảm + Tính PK giảm, tính KL tăng + C, Si: PK; Ge: KL & PK; Sn, Pb: KL

- Khả năng kết hợp e của C và Si kém hơn nhiều so với N và P nên tính PK yếu hơn

3 Sự biến đổi tính chất của các hợp chất.

* Hợp chất với H có CT chung là RH4

- Độ bền nhiệt của các hiđrua giảm nhanh từ CH4 đến PbH4

* Các nguyên tố tạo với O hai loại oxit

XO và XO2 với số oxi hoá tương ứng là +2 và +4

- CO2 và SiO2 là các oxit axit còn các oxit GeO2, PbO2, SnO2 và các hiđroxit tương ứng của chúng là các hợp chất lưỡng tính

*các nguyên tử C,Si,Ge có thể kl không những với ngtử của ngtố khác

mà còn lkvới nhau tạo thành mạch

Bài 20 cacbon

1 Về kiến thức

-Biết cấu trúc, các dạng thù hình của cacbon

-Hiểu đợc tính chất vật lí, hoá học của cacbon

-Vai trò quan trọng của cacbon đối với đời sống và kĩ thuật

Trang 3

-Vận dụng đợc những tính chất vật lí và hoá học của cacbon để giải các bài tập có liên quan

-Biết sử dụng các dạng thù hình của C trong các mục đích khác nhau

GV chuẩn bị: Mô hình than chì, kim cơng, mẩu than gỗ, mồ hóng

HS: Xem cấu trúc tinh thể kim cơng (lớp 10), t/c hoá học của cacbon (lớp 9)

III – Các họat động dạy học

HS:

- Quan sát mô hình và mẫu

vật để tìm hiểu cấu truc các

dạng thù hình của C

- Trình bày tính chất vật lý

các dạng thù hình của C

GV:Thiết kế bảng để HS điền

- Dựa vào đặc điểm cấu trúc

tinh thể gt các t/chất vật lý

trái ngược nhau

HS dựa vào cấu trúc n/tử, các

trạng thái oxi hoá của C dự

đoán tính chất hoá học của

nó.Viết phương trình

Chú ý: C vô định hình hoạt

động mạnh nhất Ở t0 thường

khá trơ, t0 cao phản ứng với

khá nhiều chất

GV gợi ý: HS dựa vào đặc điểm

I TÍNH CHẤT VẬ T Lí

Kim cương Than chì C vô định hinh Cấu

Tru c

II TÍNH CH Ấ T HOÁ H Ọ C

1 Tính kh ử :

-Tác dụng với Oxi

C + O2 > CO2

Chú ý: Trên 9000, sp cháy chủ yếu là

CO, dưới 4500 là CO2.

C không phản ứng trực tiếp với halogen -Tác dụng với hợp chất :ở to cao khử đợc nhiều oxit kl ( đứng sau Al)

3C + Fe2O3 > 2Fe + 3CO

.2-Tính oxi hoá

- Tác dụng với H (to)

C + 2H2 > CH4

- Tác dụng với kim loại (to)

2C + Ca > CaC2

3C + Al > AlC3

Ứ NG D Ụ NG

- Kim cương làm đồ trang sức,chế tạo mũi khoan,dao căt thuỷ tinh và bột mài

- Than chì làm điện cực,làm nồi nấu chảy các hợp kim chịu nhiệt, chế chất bôi trơn, làm bút chì

- Than cốc làm chất khử trong luyện kim

Trang 4

cấu trỳc, tớnh chất vật lý, hoỏ

học của C để hiểu được tại sao

chỳng lại được sd như thế

GV: tại sao kim cương được

dựng làm đồ trang sức, dao

cắt thuỷ tinh, than chì làm

điện cực…?

HS: Dựa vào SGK và kiến thức

thực tế, trình bày TTTN và

đ/c các dạng thù hình C

- Than gỗ chế thuốc súng đen, thuốc pháo, chất hấp phụ

- Than hoạt tính (loại than gỗ có khả năng hấp phụ mạnh dụng trong mặt nạ phòng độc)

- Than muội dùng làm chất độn khi lưu hoá cao su

III- Trạng thái tự nhiên- điều chế

1 Tr ạ ng thái t ự nhiên

- Kim cương & than chì là C tự do gần như tinh khiết

- C còn có trong các khoáng vật như canxit ( đá vôi, đá phấn, đá hoa đều chứa CaCO3), magiezit (MgCO3), đolomit (CaCO3, MgCO3); hoặc trong các thành phần chính của các loại than mỏ

- Dầu mỏ, khí đốt thiên nhiên là hỗn hợp của các chất khác nhau chứa C, chủ yếu

là hiđrocacbon

- Cơ thể động thực vật chứa nhiều chất, chủ yếu do C tạo thành

2 Điều chế

- Kim cương nhân tạo: nung than chì

ở 30000, 70-100 nghìn at)

- Than chì nhân tạo :nung than cốc 2500-30000, trong lò điện, không có khíng khớ

- Than cốc : nung than mỡ ở

1000-12500, trong lò điện, không có không khí

- Than gỗ: đốt gỗ thiếu không khí

- Than muội: nhiệt phân mêtan có xt

CH4 > C + 2H2

- Than mỏ được khai thác ở các vỉa than nằm ở độ sâu khác nhau dưới lòng đất

IV - Củng cố bài học

Bài 21 Hợp chất của cacbon

Trang 5

-Biết cấu tạo phân tử.tính chát vật lí và hoá học của CO và CO2 -Các phơng pháp điều chế, ứng dụng của CO và CO2

-Tính chất vật lí, hoá học của axit cacbonic và muối cacbonat

-Củng cố kiến thức về liên kết hoá học

-Vận dụng kiến thức để giải thích các tính chất và ứng dụng của các oxit của cacbon trong đời sống và kĩ thuật

-Rèn luyện kĩ năng giải bài tập lí thuyết và tính tóan có liên quan

3 Về tình cảm và thái độ

-Có ý thức yêu quí và bảo vệ môi trờng khí quyển trong sạch

HS: -Ôn lại cách viết cấu hình electron và cách phân bố e vào các ô lợng tử

-Xem lại cấu tạo phân tử CO2

III – Các hoạt động dạy học

Viết cấu hình e của C & O, phân

bố vào ô lượng tử ở TTCB, nhận xet

khả năng hình thành liên kết giữa

nguyên tử C & O

HS nghiên cứu SGK và cho biết:

- Tính chất vật lí của CO?

- So sánh với khí N2

HS dựa vào đặc điểm cấu tạo phân

tử để dự đoán tính chất hoá học của

CO

GV bổ sung:

- Co là oxit không tạo muối, có

nhiều ứng dụng trong kĩ thuật như

òung làm nhiên liệu kói, lảm chất

khử trong luyện kim

- CO rất độc, hiểm hoạ nhiễm độc

thường xảy ra trongô tô, xe tăng,

I - CACBON MONOOXIT (CO)

1 C ấ u t ạ o phân t ử

- Ở trạng thái cơ bản:

: C == O :

2.Tính ch ấ t v ậ t li

- Là chất khí không màu, không mùi, nhẹ hơn không khi, it tan trong nước

- t0 sôi, t0 hoá rắn thấp Hoá lỏng -191,50C, hoá rắn ở -205,20C

- Rất bền với nhiệt

- Rất độc.

3.Tinh ch ấ t hoá h ọ c

a - Có liên kết ba giống N2 nên CO rất kém hoạt động ở đk thường, hoạt động hơn khi đun nóng

CO là oxit không tạo muối

b - CO là chất khử mạnh:

*CO cháy trong KK, cho ngọn lửa màu xanh lam, toả nhiều nhiệt -dùng làm nhiên liệu khí

2CO (k) + O2 (k) > 2CO2 (k)

*Khi có than h/t tính xt, CO kết hơp được với Cl:

CO + Cl2 > COCl2

Trang 6

tầu chiến

HS: Nªu c¸ch điều chế trong CN?

Viết pt Sản phẩm phụ là g×? Loại

chóng ra khỏi CO ntn?

GV chỉ cho HS thấy bản chất của

phản ứng là dựa vào tÝnh khử của C

ở nhiệt độ cao

Nhận xÐt cấu tạo của ph©n tử

CO2.Nghiªn cứu SGK và rót ra tÝnh

chất vật lý của CO2

CO2 cã những tÝnh chất ho¸ học

g×? Viết phương tr×nh phản ứng

minh hoạ? CO2 được điều chế ntn?

H2CO3 là axit rất yếu, kÐm bền, tồn

tại trong dung dịch lo·ng, dễ ph©n

huỷ thành CO2 và H2O

GV giải thÝch thªm:

Số oxi ho¸ +4 của C kh¸ bền Tuy

nhiªn khi gặp chất khử mạnh nã thể

( photgen)

*KhÝ CO cã thể khử nhiều oxit kim loại ở t0 cao:

CO + CuO > Cu + CO2

4.

Đ i ề u ch ế

a - Trong c«ng nghiệp

*Cho hơi nước đi qua than nãng đỏ:

C + H2O  CO + H2 ( 1050

0C) Hỗn hợp khÝ tạo thành là khÝ than ướt chứa 44% CO, 45% H2, 5% H2O, 6% N2

*Thổi kh«ng khÝ qua than nung đỏ trong lß ga

C + O2 > CO2

CO2 + C > 2CO

hh khÝ thu được là khÝ lß ga chứa trung b×nh 25% CO, 70% N2, 4%

CO2, 1% c¸c khÝ kh¸c

KhÝ than ướt, khÝ lß ga > nhiªn liệu khÝ

b - Trong phßng thÝ nghiệm Cho H2SO4 đặc vào axit focmic và đun nãng:

HCOOH > CO + H2O ( cã

H2SO4 xt)

II - CACBON Đ IOXIT & AXIT CACBONIC

1 C ấ u t ạ o c ủ a ph©n t ử CO 2

C«ng thức cấu tạo của CO2 là:

O == C == O ph©n tử CO2 là ph©n tử kh«ng

cã cực

2 TÝnh ch ấ t v ậ t lÝ

- khÝ k màu, nặng gấp 1,5 lần kk, tan Ýt trong nước Ở đk thường 1 lit H2O hoà tan 1 l CO2

- khÝ CO2 ho¸ lỏng ở 60 at, ho¸ thành khối rắn khi làm lạnh đột ngột -760C, trắng, gọi là nước đ¸

Trang 7

hiện là chất oxi hoá.

GV yờu cầu HS :

- Nhận thức đúng bản chất của

phản ứng trao đổi ion

- Nắm được tính tan của muối

- Ion HCO3- là ion lưỡng tính

Tìm hiểu ứng dụng của một số

muối cacbonat

khô

3 Tính ch ấ t hoá h ọ c

a- Khí CO2 k duy trí sự cháy dập tắt đám cháy

-KL có tính khử mạnh cháy được trong khí CO2.:

CO2 + 2Mg > 2 MgO + C

 Ko dùng CO2 để dập tắt đám cháy

Mg , Al

b - CO2 là một oxit axit

 t/dụng với oxit bazơ hoặc bazơ ,

nước

CO2 + H2O  H2CO3

Trong dung dịch nó phân li theo hai nấc:

H2CO3  HCO3- + H+ K =

4,5.10-7

HCO3-  CO32- + H+ K =

4,8.10-11

4 Điều chế

a - Trong công nghiệp -Nung đá vôi trong lò nung vôi công nghiệp

CaCO3 (r)  CaO (r) + CO2

-Đốt than cốc rồi làm sạch khí tạo thành, hoá rắn thành tuyết cacbonic

-Thu từ nguồn tự nhiên, trong qt lên men

b - Trong phòng thí nghiệm

 Cho dd HCl tác dụng với đá vôi:

CaCO3 + 2HCl > CaCl2 + H2O + CO2

III - MU Ố I CACBONaT

1 Tính chất của muối cacbonat

a - Tính tan

- Các muối cacbonat trung hoà của klk (trừ Li2CO3), amoni, các muối hiđro cacbonat (trừ NaHCO3 hơi ít tan) đều tan

- Các muối cacbonat trung hoà của

Trang 8

Sử dụng bài tập 2,3 để củng cố bài

học

c¸c kim loại kh¸c kh«ng tan hoặc

Ýt tan trong nước

b – T¸c dụng với axit C¸c muối cacbonat t¸c dụng với dd axit giải phãng khÝ CO2

NaHCO3 + HCl > NaCl +

CO2 + H2O HCO3- + H+ > CO2 +

H2O

Na2CO3 + 2HCl > 2NaCl +

CO2 + H2O

CO32- + 2H+ > CO2 +

H2O c-C¸c muối hiđrocacbonat t/dụng với dd kiềm

NaHCO3 + NaOH >

Na2CO3 + H2O HCO3- + OH- > CO3

2-+ H2O

MgCO3 > MgO + CO2

NaHCO3 > Na2CO3 + CO2

+ H2O Ca(HCO3)2 > CaCO3 + CO2

+ H2O

2 Một số muối quan trọng

- CaCO3 tinh khiết là chất bột nhẹ, màu trắng, dïng làm chất độn trong lưu ho¸ cao su và một số ngành c«ng nghiệp

- Na2CO3 khan còng gọi lµ s«đa khan là chất bột màu trắng tan nhiều trong nước Khi \kết tinh từ

dd nã t¸ch ra ở dạng tinh thể

Na2CO3.10H2O dïng trong c«ng nghiệp thuỷ tinh, đồ gốm, bột giặt

- NaHCO3 là tinh thể màu trắng

Trang 9

hơi Ýt tan trong nước, được dïng trong c«ng nghiệp thực phẩm, dïng làm thuốc chữa dau dạ dày trong y

tế ( thuốc muối nabica)

Trang 10

Bài 22 Silic và Hợp chất của silic

 Tính chất vật lí, hoá học của silic

 Tính chất vật lí, hoá học của các hợp chất của silic

 Các phơng pháp điều chế, ứng dụng của các đơn chất và hợp chất của silic

2 Về kĩ năng

 Vận dụng kiến thức để giải các bài tập có liên quan

 Vận dụng kiến thức để giải quyết một số vấn đề trong thực tế

đời sống

3 Về tình cảm và thái độ

 Có tình cảm gần gũi với thiên nhiên nên có ý thức bảo vệ môi tr-ờng

GV:

 Mẫu vật cát, thạch anh, mảnh vải bông, dung dịch Na2SiO3, HCl, phenolphtalein, cốc, ống nghiệm, đũa thuỷ tinh

III - tiến trình dạy học

Silic là nguyên tố cùng nhóm với cacbon, GV nên tổ chức cho HS thảo luận, trao đổi so sánh những tính chất giống nhau và khác nhau của hai nguyên tố Si và C

HS nghiờn cứu SGK và

cho biết tính chất vật lí

của Si

- So sỏnh với C, Si cú

tớnh chất hoỏ học ntn?

I - SILIC

1 Tính chất vật lý

- Cú 2 dạng thù hỡnh: Si tinh thể và Si vô định hình( C)

- Silic tinh thể có cấu trúc giống kim cương:

+ màu xám, có ánh kim, dẫn điện

+ T0 sôi 26200C và t0 n/c 14200C rất cao (

C) + có tính bán dẫn ( khỏc C): ở t0 thường dẫn điện thấp, t0 cao thì độ dẫn điện tăng lờn

- Silic vụ định hỡnh là chất bột mầu nõu

2 Tính chất hoá học

- Cũng giống như C, Si có các số oxi hoá -4, 0, +2, +4

- Si vô định hình phản ứng mạnh hơn Si tinh thể

a - Tính khử

 Tỏc dụng với phi kim:

- tỏc dụng với F ở đk thường, với cỏc PK khỏc ở

t0 cao

Trang 11

HS nghiên cứu SGK và

cho biết

- Trong tự nhiên Si tồn tại

ở những dạng nào và có ở

đâu?

HS cho biết ứng dụng và

điều chế Si

- Quan sát mẫu cát

sạch, tinh thể thạch anh

cho biết t/c vật lí SiO2

- Nêu tính chất hoá học?

Viết phương trình ? Nêu

ứng dụng trong thực tế

GV: Làm TN 1

Nhỏ từng giọt HCl vào cốc

Si + 2F2  SiF4

Si + O2  SiO2

Si + C  SiC

 Tác dụng với hợp chất: Si tác dụng tương đối mạnh với dung dịch kiềm giải phóng H2

Si + 2 NaOH + H2O  Na2SiO3 + H2

Nhận xét:

- Số oxihoa tăng từ 0 đến +4 ( không có oxi hoá +2)

- Si có tính khử mạnh hơn C.(C ko p/ứng với kiềm)

b - Tính oxi hoá

 Tác dụng với kim loại: Ở t0 cao Si tác dụng với Ca, Mg, Fe…tạo thành hợp chất silixua:

2Mg + Si  Mg2Si

Nhận xét: Số oxi hoá của Si giảm từ 0 đến -4

( C)

3 Trạng thái thiên nhiên

- Không tồn tại ở dạng đơn chất (khác C)

- Hợp chất chủ yếu của Si trong tự nhiên là SiO2 có trong cát và khoáng vật silicát, aluminosilicat, là thành phần chủ yếu của vỏ trái đất

- Có trong cơ thể người, thực vật

4 Ứng dụng và điều chế

- Có nhiều ứng dụng trong kĩ thuật: kĩ thuật

vô tuyến điện tử, luyện kim, chế tạo thép silic

- Dùng chất khử mạnh để khử SiO2 ở nhiệt độ cao:

TPTN: SiO2 + 2Mg  Si + 2MgO TCN : SiO2 + 2C  Si + 2CO

II - HỢP CHẤT CỦA SILIC

1 Silic đioxit

- Dạng tinh thể ntử, trắng, cứng, k tan trong nước Trong TN chủ yếu ở dạng khoáng vật thạch anh tinh thể lớn, ko màu, trong suốt gọi là phalê thiên nhiên

- Nhiệt độ sôi, t0 n/c cao

- Là oxit axit

Tan trong dd kiềm đặc hoặc cacbonat kim loại kiềm n/c

SiO2 + 2NaOH  Na2SiO3 + H2O SiO2 + Na2CO3  Na2SiO3 + CO2

Chú ý: Không chứa kiềm trong lọ thuỷ tinh.

Tiêu đề	Nhóm cacbon
Trường học	Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
Chuyên ngành	Hóa học
Thể loại	Giáo trình
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	17
Dung lượng	185,5 KB