Giáo án Hóa học 11 - Chủ đề: Hợp chất của cacbon (Trường THPT chuyên Lê Thánh Tông)

Giáo án Hóa học 11 - Chủ đề: Hợp chất của cacbon (Trường THPT chuyên Lê Thánh Tông) được biên soạn với mục tiêu nhằm giúp học sinh giải thích và minh họa được tính chất hóa học của hợp chất của các cacbon, liệt kê được các phương pháp điều chế khí CO2, CO trong công nghiệp (phương pháp khí lò ga, khí than ướt)... Mời quý thầy cô và các bạn cùng tham khảo giáo án!

Tiết 30 và 31 Chủ đề: HỢP CHẤT CỦA CACBON

I Mục tiêu bài học

1 Kiến thức

- Giải thích và minh họa được tính chất hóa học của hợp chất của các cacbon:

+ CO có tính khử mạnh (tác dụng với oxi, clo, oxit kim loại);

+ CO2 là một oxit axit, có tính oxi hoá yếu (tác dụng với Mg, C)

+ H2CO3 là axit yếu, hai nấc, không bền dựa vào hằng số cân bằng Kc

+ Tính chất hoá học của muối cacbonat (nhiệt phân, tác dụng với axit, với dung dịch kiềm)

- Liệt kê được các phương pháp điều chế khí CO2, CO trong công nghiệp (phương pháp khí lò ga, khí than ướt)

- Nêu được thành phần hoá học, ứng dụng của một số muối cacbonat quan trọng

2 Kỹ năng

Viết được CTCT của CO, CO2

- Suy đoán tính chất hợp chất từ cấu tạo phân tử (số oxi hoá), kiểm tra và kết luận

- Thực hiện một số thí nghiệm, quan sát hình ảnh thí nghiệm, rút ra nhận xét

- Viết các phương trình hóa học minh hoạ tính chất hoá học của CO, CO2, muối cacbonat

- Giải được bài tập: tính thành phần phần trăm về khối lượng của muối cacbonat trong hỗn hợp; tính thành phần phần trăm khối lượng oxit kim loại trong hỗn hợp phản ứng với CO; bài tập về tính khử của CO đối với hỗn hợp oxyt kim loại, CO2 tác dụng với dung dịch kiềm theo những tỷ lệ mol khác nhau

3 Tình cảm, thái độ

- Có ý thức yêu quý và bảo vệ môi trường khí quyển trong sạch, hạn chế thải CO và CO2 vào khí quyển

II Chuẩn bị

- Đồ dùng dạy học: nam châm, phiếu học tập,

III Kỹ thuật dạy học

- Chia nhóm, kỹ thuật dạy học tích cực: khăn trải bàn, KWL

IV Thiết kế hoạt động dạy học

A Hoạt động trải nghiệm, kết nối (15 phút)

Hiểu về vai trò

của hợp chất CO2

trong đời sống

con người, động

vật và thực vật

Kỹ thuật KWL

Hình 1 ………

Hình 2 ………

K

Hình 1: hiện tượng quang hợp Hình 2: hiệu ứng nhà kính Hình 3.1: bình chữa cháy dùng

CO2 lỏng Hình 3.2: Bình chữa cháy bột (loại ABC và loại BC), Bột chữa cháy là các loại bột nhỏ mịn, có thành phần từ các chất rắn không cháy Thành phần chủ yếu gồm các muối và các oxit như: Natri cacbonat (Na2CO3) — sô đa, phèn (Al2(SO4)3), Kali cacbonat (K2CO3), silic oxit (SiO2)

Hình 4 Tách cafein trong cafe

sử dụng CO2 siêu tới hạn

(phương pháp này không để lại

dư lượng hóa chất độc hại ảnh hưởng đến sức khỏe con người)

Qua báo cáo các nhóm, GV góp ý và

bổ sung và có thể cung cấp thêm thông tin nếu cần thiết

- Dấu hiệu để nhận biết nhanh bình chữa cháy đựng CO2 so với bình chữa cháy bột

Hình 3.1………

Hình 3.2 ………

Hình 5 Sưởi ấm than củi và bị ngộ độc khí CO

W

- Tại sao người bị ngất khi đốt

than củi để sưởi ấm trong phòng kín

- Dấu hiệu để nhận biết nhanh bình chữa cháy đựng CO2 so với bình chữa cháy bột

- Vì sao ngoài bình chữa cháy

chứa CO2 còn có bình chữa cháy bột  Tại sao khí CO2

không thể dùng để dập tắt đám cháy trong mọi trường hợp

L

- Khí CO rất độc

- Khí CO2 không độc

- Khí CO2 không cháy và không duy trì sự cháy, tuy nhiên đối với đám cháy kim loại Mg hoặc Al thì không dùng CO2 để dập tắt được

Hình 4………

Hình 5 ………

Câu hỏi?

- Đặt tên các hình vẽ tương ứng?

- Biết gì về hiện tượng nhà kính?

- Dấu hiệu để nhận biết nhanh bình chữa cháy đựng CO2 so với bình chữa cháy bột

B Hoạt động hình thành kiến thức (60 phút)

G chia lớp thành 4 nhóm, Áp dụng kỹ thuật khăn trải bàn Cung cấp 1 phiếu học tập/1HS và phiếu học tập vừa dùng để trả lời câu hỏi và ghi bài học

Mỗi nhóm viết câu trả lời vào tờ giấy A0, thời gian cho mỗi phần giải quyêt vấn đề là 10 phút

Viết được CTCT

của CO

Nhớ một số tính

chất vật lý cơ bản

của CO

Giải quyết vấn đề 1:

A CACBON MONOOXIT

I Cấu tạo phân tử và tính chất vật lý Câu 1: Công thức cấu tạo của phân tử cacbon monooxit được biểu

diễn là:

A C = O B C – O C C O D C O

Câu 2: Trong các phát biểu dưới đây, nếu đúng viết Đ, nếu sai viết S

vào ô tương ứng:

Đúng Sai (1) CO và N2 có phân tử khối bằng nhau

(2) Cacbon monooxit có những tính chất vật lý

giống nitơ (khí không màu, không mùi, hơi nhẹ hơn không khí, nhiệt độ sôi và nhiệt độ hóa rắn

thấp)

(3) CO là khí rất độc

(4) Khí CO tan nhiều trong nước tương tự như

khí NH3

II Tính chất hóa học

Câu 3: Hoàn thành các phương trình hóa học dưới đây (nếu có xảy

1 Đ

2 Đ

3 Đ

4 S

G kết hợp với các nhóm để khái quát

và kết luận nội dung bài học

Giải thích và

minh họa được

tính chất hóa

học của CO có

tính khử mạnh

(tác dụng với

oxi, clo, oxit

kim loại);

ra, ghi rõ số oxi hóa của cacbon)

a CO + O2

o

t



b CO + Fe2O3

o

t



c CO + Al2O3

o

t



d CO + HCl 

e CO + NaOH

Từ các phản ứng trên, kết luận:

tính chất hóa học của CO:

III Điều chế

Câu 4: Phản ứng hóa học thường dùng điều chế khí CO trong phòng

thí nghiệm:

A C + H2O CO + H2

B 2C + O2

o

t

2CO

C CO2 + C t o 2CO

D HCOOH H SO2 4 CO + H2O

a CO2

b CO2 + Fe

d không xảy ra

e không xảy ra

f không xảy ra CO: là oxit trung tính/oxit không tạo muối (không xảy ra phản ứng với axit và bazo

CO: là chất khử mạnh (phản ứng

a, b, c và d) (khử nhiều oxyt kim loại đứng sau Al ở nhiệt độ cao)

D

GV: yêu cầu HS lưu ý thêm điều chế CO trong CN (phản ứng A: khí than ướt, phản

ứng C: khí lò gas

t0

Giải quyết được

các bài tập liên

quan đến các tính

chất hóa học của

CO

Nêu được CO2 là

một oxit axit, có

tính oxi hoá yếu

(tác dụng với Mg,

Giải quyết vấn đề 2: Giải bài tập (vận dụng 1) và trả lời các câu hỏi phần 1 và 2 của Cacbon đioxit

Vận dụng 1:

Câu 1: Để đề phòng bị nhiễm độc CO, người ta sử dụng mặt nạ

phòng độc có chứa hóa chất:

A CuO và MnO2

B CuO và MgO

C CuO và than hoạt tính

D than hoạt tính

Câu 2: Khử hoàn toàn 4,36 gam hỗn hợp X gồm Fe2O3 và FeO bằng

CO thu được m gam chất rắn Y và khí CO2 Hấp thụ hoàn toàn khí

CO2 thoát ra bằng nước vôi trong dư được 3 gam kết tủa Tính giá trị

m

B CACBON ĐIOXIT

1 Cấu tạo phân tử và tính chất vật lý Câu 1: Phát biểu nào sau đây sai?

A Công thức cấu tạo O = C = O

B Ở điều kiện thường, khí CO2 tan nhiều trong nước tương tự khí

SO2

C Chất khí không độc nhưng không duy trì sự sống

D Chất khí chủ yếu gây ra hiệu ứng nhà kính (greenhouse effect)

2 Tính chất hóa học Câu 2: Hoàn thành các phản ứng dưới đây (nếu có xảy ra):

(1) CO2 + O2 

(2) CO2 + Mg t o (3) CO2 + H2O (4) CO2 + CaO (5) CO2 + OH-  (6) CO2 + 2OH-  Kết luận tính chất hóa học của CO2: ………

………

………

………

D

A Đ

B S

C Đ

D Đ

a Khí CO2 không cháy và không duy trì sự cháy

Không dùng CO2 dập tắt đám cháy Mg hoặc Al

CO2 + 2Mg t o 2MgO + C

b CO 2 là oxyt axit

CO2 + OH-  HCO3

-CO2 + 2OH- CO32- + H2O

G kết hợp với các nhóm để khái quát

và kết luận nội dung bài học

C) Lưu ý:

1< k = n(OH-)/n (CO2) =< 2

Ta có: bảo toàn điện tích:

n OH- = n HCO3- +2 n CO3

2-Bảo toàn nguyên tố:

n CO2 = n HCO3- +n CO3

2-n CO 3 2- = n OH - - n CO 2

Viết được

phương trình điều

chế CO2

Giải được các bài

tập liên quan đến

tính chất hóa học

của CO2

Giải quyêt vấn đề 3:

3 Điều chế Câu 3: Viết phương trình điều chế CO2

Trong PTN: ………

Trong CN: ………

Vận dụng 2:

Câu 1: Dung dịch cần dùng để tinh chế khí CO2 từ hỗn hợp khí SO2

và CO2: (Chọn phương án đúng nhất)

A Br2(dd)

B Ca(OH)2(dd)

C KMnO4(dd)

D Br2(dd) hoặc KMnO4(dd)

Câu 2: Hấp thụ toàn bộ 2,24 L khí CO2 (ở đktc) vào 100mL dung dịch NaOH 1,5M Tính khối lượng của mỗi muối thu được trong dung dịch?

CN: CaCO 3

o

t

CO 2 + H 2 O

D

G kết hợp với các nhóm để khái quát

và kết luận nội dung bài học

Giải quyết vấn đề 4: cho biết các tính chất của muối cacbonat:

C AXIT CACBONIC VÀ MUỐI CACBONAT

I Tính tan (điền từ “tan” / “không tan” vào bảng mô tả dưới đây

tương ứng với các ô được đánh số)

-(trừ NaHCO 3 )

CO 3

2-(trừ Li 2 CO 3 )

Một số cation kim loại khác

Muối

HCO 3

-(trừ NaHCO 3 )

CO 3

2-(trừ

Li 2 CO 3 ) Cation K.loại

kiềm, NH 4

tan tan Một số cation

kim loại khác (Mg 2+ ,

Ca 2+ ,…)

tan Không

tan

G kết hợp với các nhóm để khái quát

và kết luận nội dung bài học

II Phản ứng trao đổi ion (viết phương trình phản ứng)

III Phản ứng nhiệt phân (cho ví dụ)

NaHCO 3+ HCl  NaCl + CO 2 + H 2 O HCO 3- + H +  CO 2 + H 2 O Na 2 CO 3+ 2HCl  2NaCl + CO 2 + H 2 O CO 32- + 2H +  CO 2 + H 2 O CaCO 3 + 2HCl  CaCl 2 + CO 2 + H 2 O CaCO 3 +2H +  Ca 2+ + CO 2 + H 2 O NaHCO 3+NaOH  Na 2 CO 3 +H 2O HCO 3 -+OH -  CO 3 2-+ H 2 O Ca(HCO 3 ) 2 + 2NaOH Na 2 CO 3 + CaCO 3  2H 2 O Ca 2+ +HCO 3 -+OH -  CaCO 3 +H 2 O Ca(HCO 3 ) 2 CaCO 3 + CO 2 + H 2 O CaCO 3 CaO + CO 2 C Hoạt động luyện tập (15 phút) Mục tiêu Phương thức tổ chức Kết quả Đánh giá Phân tích và giải quyết các vấn đề về tính chất của các hợp chất của cacbon Cá nhân viết câu trả lời vào phiếu học tập và chọn một vài HS giải đáp vấn đề Câu 1: Mô tả hiện tượng nào sau đây đúng khi nhỏ từ từ tới dư dung dịch HCl vào dung dịch chứa hỗn hợp muối NaHCO3 và Na2CO3 A Không có hiện tượng gì B Có sủi bọt khí thoát ra ngay C Một lát sau mới có sủi bọt khí thoát ra

D Có chất kết tinh màu trắng (NaHCO3) tách ra

B

G kết hợp với các nhóm để khái quát

và kết luận nội dung bài học

0

t C



0

t C



Câu 2: Phát biều nào sau đây sai liên quan về khí CO2:

A Chế tạo nước giải khát có gas

B Chất chứa trong bình chữa cháy

C Chế tạo nước đá khô

D Là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng mưa axit

Câu 3: Thêm từ từ từng giọt đến hết 150 mL dung dịch HCl 1M vào

dung dịch chứa 10,6 gam Na2CO3 Thể tích khí CO2 (đkc) thoát ra là:

A 0,00L B 0,56L C 2,24L D 1,12L

Câu 4: Cho từ từ dung dịch chứa a mol HCl vào dung dịch chứa b

mol Na2CO3 đồng thời khuấy đều, thu được V lít khí (ở đktc) và dung dịch X Khi cho dư nước vôi trong vào dung dịch X thấy có xuất hiện kết tủa Biểu thức liên hệ giữa V với a, b là:

A V = 11,2(a + b) B V = 11,2(a – b)

D

D

C

D Hoạt động vận dụng và mở rộng

Hiểu biết thêm

các vấn đề thực

tế và phát triển

tư duy khoa học

Nâng cao ý thức

bảo vệ môi

trường

Lớp chia thành 4 nhóm, và mỗi nhóm trả lời các vấn đề dưới đây (bài tập nhà)

1 Tác động của CO2 đến môi trường như thế nào?

2 Thuật ngữ “thu hồi và lưu giữ carbon” (CCS) dùng để chỉ nhóm các công nghệ giúp giảm lượng khí thải CO2 từ các nguồn phát sinh chủ yếu, qua đó làm giảm tác động tới quá trình biến đổi khí hậu

Có bằng chứng cho rằng việc tăng nồng độ khí carbon dioxide (CO2) trong khí quyển đã góp phần làm tăng nhiệt độ trung bình toàn cầu trong thế kỉ qua, quá trình này được gọi là sự nóng lên toàn cầu CO2

Làm thí nghiệm, so sánh phản ứng của các amin với CO2

Nêu được những lợi ích thực tiễn

và hạn chế của phương pháp này

được tạo ra khi các nhiên liệu hóa thạch như than, dầu và khí tự nhiên

bị đốt cháy trong quá trình sản xuất điện cũng như quy trình công nghiệp khác như sản xuất xi măng Các nhà khoa học và kĩ sư đang tiến hành nghiên cứu các phương pháp thu carbon có thể được sử dụng để thu CO2 được tạo ra từ các quá trình đó, để ngăn cho CO2 vào khí quyển và ảnh hưởng đến sự nóng lên toàn cầu

Làm cách nào để giảm bớt hàm lượng CO 2 trong khí quyển?

Ý tưởng “bắt giữ cacbon” mà trong đó HS sẽ được tìm hiểu về các phản ứng hóa học giữa các hợp chất được gọi là các amin và khí CO2 (vấn đề này đang được nghiên cứu bởi trường Đại học Imperial) HS

sẽ làm phép so sánh giữa hai loại amin khác nhau và quyết định xem loại nào tốt hơn cho quá trình thu carbon