Để đáp ứng nhu cầu tham khảo các tài liệu hay của quý thầy cô và các bạn học sinh, chúng tôi đã biên soạn bộ sưu tập giáo án Hóa học lớp 11 bài Cacbon. Thông qua bài học, học sinh biết được đơn chất cacbon có ba dạng thù hình chính, dạng hoạt động hóa học nhất là cacbon vô định hình. Hiểu sơ lược tính chất vật lí của 3 dạng thù hình. Tính chất hóa học của cacbon, cacbon có một số tính chất hóa học của phi kim. Tính chất hóa học đặc biệt của cacbon là tính khử ở nhiệt độ cao.
Trang 1§ 15: CACBON
I Mục tiêu:
1 Kiến thức HS biết được :
- Đơn chất cacbon có ba dạng thù hình chính, dạng hoạt động hóa học nhất là cacbon vô định hình
- Sơ lược tính chất vật lí của 3 dạng thù hình
- Tính chất hóa học của cacbon: cacbon có một số tính chất hóa học của phi kim Tính chất hóa học đặc biệt của cacbon là tính khử ở nhiệt độ cao
- Một số ứng dụng tương ứng với tính chất vật lí và tính chất hóa học của cacbon
2 Kỹ năng
- Biết suy luận từ tính chất của phi kim nói chung, dự đoán tính chất hóa học của cacbon
- Biết nghiên cứu thí nghiệm để rút ra tính chất đặc biệt của cacbon là tính khử và tính hấp phụ của than gỗ
II Phương pháp giảng dạy
III Chuẩn bị
1 Giáo viên
- Tranh ảnh:
Than chì (ruột bút chì), kim cương, mặt nạ phòng độc
Cacbon vô định hình ( than gỗ, than hoa)
- Dụng cụ :Giá sắt, ống nghiệm, bộ ống dẫn khí, lọ thủy tinh có nút (thu sẵn khí O2 ), đèn cồn, cốc thủy tinh, ống hình trụ, nút có vuốt
- Hóa chất :
Mực xanh, bột gỗ than, bông thấm nước
Nước, bình thu sẵn khí O2 ( 4 bình )
CuO, Ca(OH)2
2 Học sinh
- Chuẩn bị trước nội dung bài học ở nhà
III Tiến trình lên lớp:
1 Ổn định
2 Bài mới
- Mở bài: Nguyên tố C, nó có những tính chất và ứng dụng như thế nào ? Tiết học hôm nay chúng
ta sẽ tìm hiểu về nguyên tố cacbon.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng
Trang 2Hoạt động 1 Vị trí và cấu
hình electron nguyên tử
cacbon
Giáo viên yêu cầu học
sinh viết cấu hình electron
nguyên tử C và suy ra vị
trí của C trong bảng tuần
hoàn
Từ cấu tạo hãy dự đoán
tính chất hoá học của
cacbon
Hoạt động 2 Tính chất
vật lí của cacbon
Giáo viên cho học sinh
quan sát một số hình ảnh
về các dạng thù hình của
cacbon
Dạng thù hình là gì ?
Cacbon có những dạng
thù hình nào ?
Đặc điểm cấu tạo ? Tính
chất vật lí ?
Ngoài ra còn có dạng nào
khác ?
12C 1s22s22p2
C thuộc chu kỳ 2 nhóm
IVA, ô số 12 bảng hệ thống tuần hoàn
Cacbon có thể tạo ra 4 liên kết nên nó có thể có
số oxi hoá +4 hoặc -4, ngoài ra nó có thể có số oxi hoá +2
Học sinh quan sát tranh ảnh và nhận xét đó là các dạng thù hình của cacbon
Các dạng thù hình của một nguyên tố hóa học là những đơn chất khác nhau
do nguyên tố đó tạo nên nhưng có cấu tạo khác nhau nên có tính chất khác nhau
Kim cương, than chì, fuleren
Ngoài ra còn có cacbon vô định hình
I Vị trí và cấu hình electron nguyên tử
12C 1s22s22p2
C thuộc chu kỳ 2 nhóm
IVA, ô số 12 bảng hệ thống tuần hoàn
II Tính chất vật lí
Cấu trúc
Tính chất Kim
cương
Tứ diện đều
Không màu, không dẫn nhiệt, điện Rất cứng Than
chì
Cấu trúc lớp
Các lớp
Xám đen có ánh kim Dẫn
Trang 3Giáo viên chú ý cho học
sinh rõ cacbon vô định
hình không phải là một
dạng thù hình của cacbon
nó có cấu trúc vi tinh thể
của than chì Đặc điểm
của cacbon vô định hình ?
hấp phụ là gì ?
Giáo viên cần phân biệt
cho học sinh hấp phụ và
hấp thụ
Hoạt động 3 Tính chất
hoá học
Từ độ âm điện và các mức
oxi hoá hãy dự đoán tính
chất hoá học cơ bản của
cacbon
Tính chất nào đóng vai trò
Đặc điểm của cacbon vô định hình là có diện tích
bề mặt lớn Có khả năng hấp phụ tốt
HS phát biểu thông tin và nêu tính chất vật lí của các dạng thù hình của cacbon dựa vào thực tế hiểu biết
Cacbon có mức oxi hoá trung gian nên nó có thể vừa có tính oxi hoá vừa có tính khử
liên kết yếu với nhau
điện khá tốt Các lớp dễ bong ra Fuleren Gồm
các phân
tử
C60,
C70 có dạng ống hoặc cầu
III Tính chất hoá học
- Các mức oxi hoá của cacbon
-4 0 +2 +4
Tính oxi Tính khử hoá
+ chất khử + chất oxi hoá
Trang 4chủ đạo ? Nguyên nhân ?
Tính oxi hoá, tính khử thể
hiện khi nào ?
Hoạt động 4 Tính khử
Tính khử thể hiện khi
nào ? Giáo viên làm thí
nghiệm biểu diễn cacbon
tác dụng với oxi
Đặc điểm của phản ứng ?
Dùng để làm gì ?
Học sinh viết phương
trình phản ứng và xác
đinh vai trò của các chất
trong phản ứng
Nếu thiếu oxi thì xảy ra
quá trình nào ? Liên hệ
với thực tế khi đun bếp
củi ?
Giáo viên làm thí nghiệm
biểu diễn C+ HNO3 đặc
Học sinh quan sát và làm
các yêu cầu như trên
Tính khử là tính chất chủ yếu, do nguyên tử phi kim
độ âm điện trung bình nên khả năng hút cặp e chung
về phía nó yếu hơn các nguyên tử phi kim mạnh
Tính khử thể hiện khi tác dụng với chất oxi hoá
Học sinh quan sát thí nghiệm biểu diễn và viết phương trình phản ứng
C + O2 to CO2
Phản ứng có H <0 Dùng để làm nhiên liệu
CO2 + C to 2CO Cho than vào để khử mùi khê của cơm hoặc lọc nước
C + 4HNO3 đặc to CO2
1 Tính khử
a Tác dụng với oxi
C + O2 to CO2
Nếu thiếu oxi
CO2 + C to 2CO
b Tác dụng với chất oxi hoá
C + 4HNO3 đặc to CO2
+4 0
+4
+2
+4 +5
+4
0
+2
0
+4
+4
0
Trang 5Hoạt động 5 Tính oxi hoá
Tính oxi hóa thể hiện khi
nào ?
Cách gọi tên một số hợp
chất cacbua
GV cung cấp thêm một số
thông tin ngoài ra cacbon
có thể khử một số oxit
kim loại trung bình, yếu
Hoạt động 6 Ứng dụng
Từ thực tế hiểu biết yêu
cầu học sinh cho biết các
+ 4NO2 + 2H2O
Cacbon thể hiện tính oxi hoá khi tác dụng với chất khử
Tác dụng với hiđro
C + 2H2 o,xt CH4
Tác dụng với kim loại
4Al + 3C to Al4C3
nhôm cacbua
Học sinh cho biết các ứng dụng của cacbon
Than chì được dùng làm điện cực, chất bôi trơn,
+ 4NO2 + 2H2O
2 Tính oxi hoá
a Tác dụng với hiđro
C + 2H2 o,xt CH4
b Tác dụng với kim loại
4Al + 3C to Al4C3
nhôm cacbua
+4
0
0
+4
0
-4
-4 -4 0
Trang 6ứng dụng của cacbon ?
Các ứng dụng đó dựa trên
những tính chất nào ?
Hoạt động 7 Điều chế
Các dạng thù hình của
cacbon được điều chế như
thế nào ? Giáo viên bổ sun
thêm một số thông tin
ruột bút chì
Kim cương được dùng làm đồ trang sức quý hiếm, mũi khoan, dao cắt kính
Than hoạt tính được dùng làm mặt nạ phòng độc, làm chất khử màu, khử mùi
Than đá, than gỗ được dùng làm nhiên liệu (chất đốt) làm chất khử để điều chế một số kim loại
Học sinh trả lời các thông tin
HS đọc phần ghi nhớ
IV Ứng dụng
Kim cương được dùng làm đồ trang sức, khoan Than cốc dùng để luyện kim
Than muội làm chất độn, sản xuất mực in
Than gỗ để làm chất đốt, thuốc pháo
VI Điều chế
Trang 73 Củng cố
- Bài tập: Viết phương trình phản ứng hoá học xảy ra khi cho cacbon khử (ở nhiệt độ cao ) với các Oxit sau:
a Oxit sắt từ
b Chì (II) oxit
c Sắt (III) oxit
d Magie oxit
4 Dặn dò
- Làm bài tập 1;2;3;4;5 SGK trang 84
- Chuẩn bị nội dung bài ”Các oxit của cacbon“