Giáo án Dạy học theo Dự án Bài Cacbon Hóa học 11 Sáng kiến cấp tỉnh

DẠY HỌC THEO DỰ ÁN
BÀI CACBON
Thời lượng: 2 tiết trên lớp + 1 tiết ngoại khóa
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức:
Nêu được:
Vị trí của cacbon trong bảng tuần hồn, cấu hình electron nguyên tử
cacbon.
Tính chất vật lí (cấu trúc tinh thể, độ cứng, độ dẫn điện) và ứng dụng của
một số dạng thù hình của cacbon.
Cập nhật một số thơng tin về cacbon trong tự nhiên qua tài liệu, hình
ảnh.
Cacbon có tính phi kim yếu (oxi hố hiđro và kim loại canxi), tính khử
(khử oxi, oxit kim loại và nhiều hợp chất oxi hố)
Vai trị quan trọng của cacbon đối với đời sống, trong kĩ thuật và q
trình chuyển hố giữa các dạng thù hình của cacbon.
2. Kĩ năng
- Viết cấu hình electron ngun tử cacbon.
- Dự đốn tính chất hố học cơ bản của cacbon, biết kiểm tra dự đoán và
kết luận tính chất của cacbon.
- Biết thực hiện một số thí nghiệm để nghiên cứu tính chất hố học của
cacbon.
- Viết được các phương trình hố học minh hoạ tính chất hố học của
cacbon và xác định đúng vai trị của cacbon trong mỗi phản ứng đó
- Vận dụng được những tính chất vật lí và hố học của cacbon để giải các
bài tập và giản thích một số hiện tượng thường gặp trong đời sống và trong kĩ
thuật.
- Biết sử dụng các dạng thù hình của cacbon trong các mục đích khác
nhau.
1

- Đọc sách giáo khoa và các tài liệu để thu thập xử lí thơng tin và rút ra
kết luận.
3. Phát triển năng lực
- Năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học.
- Năng lực thực hành hóa học: thơng qua việc làm các thí nghiệm, chế tạo
sản phẩm
- Năng lực tính tốn.
- Năng lực giải quyết vấn đề thơng qua mơn hóa học: dự đốn tính chất của
cacbon
- Năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn.
- Năng lực hợp tác, làm việc nhóm
4. Phẩm chất
- Tạo cho HS niềm u thích, say mê học tập mơn hóa học.
- Hình thành trong mỗi học sinh tính tự chủ, chủ động tìm tịi khám phá,
khả năng kết hợp nhóm, khả năng phân tích tổng hợp giải quyết vấn đề.
- Giáo dục tình yêu thiên nhiên và các nguồn tài nguyên thiên nhiên. Biết
cách sử dụng và bảo tồn nguồn tài nguyên thiên nhiên của đất nước.
- Giáo dục đức tính cẩn thận, tỉ mỉ, thói quen làm việc khoa học, tuân thủ
những quy định an toàn trong học tập nghiên cứu và lao động sản xuất.
- HS có ý thức sử dụng hóa chất an tồn trong thí nghiệm, trong đời
sống. Có ý thức bảo vệ mơi trường.
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
1. Giáo viên
- Sách giáo khoa hố học 11
- Dụng cụ thiết kế mơ hình tinh thể kim cương, than chì: hạt vịng, ống
hút, keo nến, máy bắn keo.
- Máy tính, máy chiếu.
- Phiếu học tập.
2. Học sinh

2


- Đọc trước nội dung đọc trong sách giáo khoa.
- Chuẩn bị một số mẫu vật có thành phần chính là cacbon (than gỗ, than
chì, muội than, than hoạt tính ...).
- Tìm kiếm những kiến thức liên quan đến bài học.
- Chuẩn bị nội dung phiếu học tập số 1 theo yêu cầu của GV ở tiết trước
BẢNG MÔ TẢ CÁC MỨC ĐỘ NHẬN THỨC
Loại câu
hỏi/ bài

Nhận biết

Thông hiểu

Vận dụng

tập

Câu hỏi/

cao

-Vị trí, cấu

- Tính chất hóa

hình

học của cacbon, trình phản ứng,

kiến thức liên

elelctron

xác định tính

xác định tính

mơn (vật lí-

ngun tử.

chất dựa vào số

chất của cacbon hóa học-địa

- Tính chất

oxi hóa.

trong các phản

lý) để giải

ứng

thích độ cứng

vật lí, ứng

- Viết phương

Vận dụng

dụng cacbon.

Vận dụng

của kim

bài tập

cương, sự ảnh

định tính

hưởng của
mơi trường
khi khai thác
và sử dụng
q mức
nhiên liệu hóa
thạch.

Bài tập

Tính khối

Cách tính lượng Giải toán về đốt Làm các bài

định

lượng, số

chất dựa vào

lượng

cháy cacbon,

tập tính khử

mol các chất, các cơng thức

tính tốn lượng

của cacbon,

thể tích khí ở hóa học

chất phản ứng,

kết hợp bài

đktc.

lượng chất thu

tốn về tính

3


được

khử của C với
tính chất các
loại hợp chất
đã học

Bài tập
thực
hành/ thí
nghiệm

Mơ tả và

Giải thích được

Giải thích một

nhận biết

các hiện tượng

số hiện tượng

được các

thí nghiệm.

thí nghiệm thực

hiện tượng

- Giải thích một tiễn: (sự khác

thí nghiệm

số kinh nghiệm

nhau về tính

đơn giản, các dân gian, một

chất giữa kim

ứng dụng

số vấn đề thực

cương, than chì

của cacbon

tiễn (đốt than,

và than hoạt

trong đời

mặt nạ phịng

tính, điện cực

sống

độc, ngộ độc

than chì sử

khi sưởi ấm

dụng trong bình

bằng than, xử

điện phân).

lý mùi cơm
khê, xử lý khóa
áo...)
TIẾN TRÌNH TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HOC
TIẾT 1: TÌM HIỂU VỊ TRÍ NGUN TỐ, TÍNH CHẤT HĨA HỌC,
ỨNG DỤNG CỦA CACBON
1. HOẠT ĐỘNG MỞ ĐẦU
- GV tổ chức cho HS quan sát theo dõi một tiểu phẩm nhỏ. Một số học
sinh được phân công vào các vai diễn về các thành viên trong gia đình: Kim

cương – Than chì – Than gỗ.
TIỂU PHẨM: ANH EM
Giới thiệu địa chỉ nhà: (Vị trí của C trong bảng tuần hoàn)
4


Anh em: 3 người – Kim cương, Than chì, Than hoạt tính
Đặc điểm tính cách mỗi người: Tính chất vật lí các dạng thù hình
Sở thích mỗi người: Ứng dụng của mỗi dạng thù hình
Sở thích chung: Tính chất hóa học
Tổ chức các sự kiện, hoạt động dựa trên các tính chất này của cacbon:
- Anh chàng có tên kim cương rất đẹp, lấp lánh, nhiều người thích, làm
ở cửa hàng trang sức, kiếm được nhiều tiền
- Than chì thích vẽ (bút chì)
- Than hoạt tính thích chế khẩu trang để bán tranh thủ kiếm tiền mùa
dịch bệnh (khả năng hấp phụ)
Học sinh có thể sáng tạo thêm các tình tiết kịch bản
HS theo dõi và nêu những điều học được từ nội dung trên.
2. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC
Hoạt động 1: Tìm hiểu về vị trí và cấu hình electron nguyên tử
Học sinh thực hiện tìm hiểu nội dung về vị trí và cấu hình electron ngun tử
Cacbon trên cơ sở phiếu học tập số 1 đã được chuẩn bị ở nhà.
- GV cho ký hiệu:
- Học sinh viết cấu hình electron ngun tử, cho biết vị trí (chu kỳ, nhóm), dự
đốn các số oxi hóa thường gặp của cacbon, số oxi hóa nào bền, kém bền.
- Giáo viên cho học sinh hoạt động nhóm để chia sẻ, bổ sung cho nhau trong
kết quả HĐ cá nhân.
- Giáo viên dự kiến một số khó khăn, vướng mắc của HS và giải pháp hỗ trợ:
+ HS có thể gặp khó khăn khi trả lời các câu hỏi về dự đốn các số oxi hóa của
cacbon; số oxi hóa nào bền, kém bền => GV hướng dẫn dựa trên sự phân bố

electron trên các phân lớp của lớp electron ngoài cùng.
Giáo viên chốt kiến thức:
I. Vị trí và cấu hình electron ngun tử:
- Vị trí:

=> 1s22s22p2 => C thuộc ơ số 6, chu kỳ 2, nhóm IVA

- Các số oxi hóa thường gặp: - 4; 0; +2; +4
5


Hoạt động 2: Tìm hiểu về tính chất vật lí của cacbon
Giáo viên cung cấp một số hình ảnh, video, flash động mơ phỏng cấu trúc
của các dạng thù hình thường gặp của cacbon (kim cương, than chì).

HS quan sát, thảo luận và hoàn thành phiếu học tập số 2:
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2
6


Dạng tờn tại

Tính chất vật lí

Kim cương

Than chì

Than cớc

Than gỡ

Than hoạt tính

Than muội

7

Ứng dụng


- HS thảo luận nhóm, hoàn thành các thông tin trong phiếu học tập số 2,
so sánh thông tin trong sgk => kết luận.
II. Tính chất vật lí và ứng dụng
- Ngun tố C có một số dạng thù hình là kim cương, than chì, fuleren.
- Kim cương: Tinh thể nguyên tử (mỗi nguyên tử C lk với 4 nguyên tử C lân
cận bằng 4 liên kết cộng hóa trị bền), Trong suốt, không màu, không dẫn
điện,dẫn nhiệt kém, rất cứng nhưng lại rịn.
- Than chì: Cấu trúc lớp, màu xám đen, có ánh kim, dẫn nhiệt và dẫn điện,
được dùng làm điện cực.
Trị chơi nhỏ: Hoạt động nhóm
Giáo viên đưa ra một số hình ảnh về ứng dụng của cacbon, mỗi nhóm nhanh
tay sắp xếp các ứng dụng phù hợp cho mỗi dạng thù hình: Kim cương, than chì,
cacbon vơ định hình
Thời gian thực hiện: 2 phút
Một số hình ảnh gợi ý:

8

HOẠT ĐỘNG BỔ TRỢ: Thực hành chế tạo các dạng thù hình của cacbon
HS thiết kế chế tạo các mơ hình cấu trúc kim cương, than chì.
Nguyên liệu lựa chọn: hạt vòng, ống hút, keo nến
Dụng cụ: máy bắn keo.
Dưới đây là hình ảnh một số mơ hình của học sinh:

Mơ hình tinh thể kim cương

Mơ hình tinh thể than chì

Nhiệm vụ về nhà: Tìm hiểu về tính chất của cacbon
9


Giáo viên đưa ra hệ thống câu hỏi gợi ý
- Cacbon có những tính chất hóa học nào đặc trưng? Tại sao?
- Vì sao C (than) thường được dùng làm nhiên liệu?
- Tìm hiểu sự hình thành than đá? Nguồn năng lượng này có sạch và
vơ tận khơng?
Những nguy cơ và ảnh hưởng từ việc khai thác và sử dụng than.

- Quá trình khai thác than gây ra những nguy cơ gì? Cách khắc phục?
- Sử dụng than làm nhiên liệu nhiều có thể ảnh hưởng như thế nào đến
con người và môi trường? Cách hạn chế tác động của nó?
- Tại sao than đá chất thành đống lại có thể bốc cháy được? Làm thế
nào để ngăn ngừa hiện tượng này?
Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo đơn vị tổ. Mỗi tổ tìm kiếm thơng tin
và trình bày trên giấy A0 hoặc sử dụng phần mềm powperpoint. Mỗi tổ cử đại
diện thuyết trình về thơng tin của nhóm mình vào tiết học sau.
TIẾT 2: TÌM HIỂU VỀ TÍNH CHẤT HĨA HỌC CỦA CACBON

Các nhóm trưng bày sản phẩm của nhóm mình. Giáo viên mời đại diện
một nhóm lên thuyết trình.
Các nhóm khác lắng nghe phần trình bày của nhóm bạn, sau đó đặt câu
hỏi trao đổi.
Ngồi các câu hỏi học sinh chủ động đưa ra, giáo viên có thể xây dựng
thêm hệ thống một số câu hỏi:
- Trong các dạng tồn tại của cacbon, dạng tồn tại nào hoạt động hoá học
mạnh nhất.?
- Dựa vào đâu để dự đoán tính chất hố học cơ bản của cacbon? (Từ vị
trí và cấu tạo nguyên tử của cacbon)
- GV phát phiếu học tập số 3:
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3
+ Viết các phương trình hóa học của phản ứng giữa cacbon với oxi, nêu
ứng dụng của phản ứng, liên hệ với vấn đề môi trường.
10


+ Hoàn thành các phương trình hóa học sau (không sử dụng sgk):
C + H2 → ?
C + Al → ?
C + HNO3 →
C + H2SO4 đặc →
+ Ghi rõ sự thay đổi số oxi hóa của cacbon trong mỗi phản ứng để chứng
minh tính khử, tính oxi hóa của cacbon.
- HS HĐ nhóm, thảo luận hoàn thành câu trả lời, so sánh với phương
trình hóa học trong sgk, kết luận vào vở; GV cho 2 nhóm bốc thăm chọn người
lên bảng trình bày sản phẩm.
- HS HĐ nhóm 5 đến 10 thành viên, trình bày sản phẩm vào bảng phụ,
GV cho 2 nhóm cử đại diện trình bày sản phẩm; các nhóm khác góp ý kiến, bổ
sung. GV phân tích, nhận xét, chốt kiến thức.

Giáo viên chốt kiến thức:
+ Cacbon vơ định hình là hoạt động hơn cả về mặt hoá học.
+ Ở nhiệt độ thường cacbon khá trơ, cịn khi đun nóng nó phản ứng được
với nhiều chất.
+ Trong các phản ứng oxi hố - khử, cacbon có thể tăng hay giảm số oxi
hố, nên nó thể hiện tính khử hoặc tính oxi hố. Tuy nhiên tính khử vẫn là tính
chất chủ yếu của cacbon.
1. Tính khử
a, Tác dụng với oxi

Phản ứng toả nhiều nhiệt, ở nhiệt độ cao:

Do đó sản phẩm khi đốt cacbon trong khơng khí, ngồi CO 2 cịn có một ít khí
CO.
b, Tác dụng với hợp chất
11


Ở nhiệt độ cao, cacbon có thể khử được nhiều oxit, phản ứng với nhiều chất oxi
hoá khác như HNO3, H2SO4 đặc, KClO3…
VD:
- Đánh giá kết quả hoạt động: Dựa trên việc ghi chép của học sinh
2. Tính oxi hóa
a, Tác dụng với hiđro
Ở nhiệt độ cao và có chất xúc tác:
(metan)
b, Tác dụng với kim loại
Ở nhiệt độ cao, C tác dụng được với một số kim loại tạo thành cacbua kim loại:
VD:
Nhôm cacbua

Giáo viên lưu ý:

Ca + 2C  CaC2 (canxi cacbua)

Trong hợp chất CaC2, C có số oxi hóa là -1
3. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP
 Ở HĐ này GV cho HS HĐ cá nhân là chủ yếu, bên cạnh đó có thể cho HS
HĐ cặp đơi hoặc trao đổi nhóm nhỏ để chia sẻ kết quả giải quyết các câu
hỏi/bài tập trong phiếu học tập số 5.
 HĐ chung cả lớp: GV mời một số HS lên trình bày kết quả/lời giải, các HS
khác góp ý, bổ sung. GV giúp HS nhận ra những chỗ sai sót cần chỉnh sửa và
chuẩn hóa kiến thức/phương pháp giải bài tập.
Cho HS hoàn thành các câu hỏi và bài tập trong phiếu học tập số 4
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 4
Câu 1: Cấu trúc tinh thể kim cương là:
A. cấu trúc lớp

B. cấu trúc tứ diện đều

C. cấu tạo hình cầu rỗng

D. cấu tạo xốp

12


Câu 2: Để phòng bị nhiễm độc người ta sữ dụng mặt nạ phịng độc chứa hóa
chất nào sau đây:
A. MnO2

B. MgO

C. CaO

D. Than hoạt tính

Câu 3: Số Oxi hóa cao nhất của cacbon thể hiện ở hợp chất nào sau đây :
A. CH4

B. CO

C. CO2

D. Al4C3

Câu 4: Cacbon phản ứng với tất cả các chất trong dãy nào sau đây ?
A. Na2O, NaOH, HCl

B. Al, HNO3 đặc, KClO3

C. Ba(OH)2, Na2CO3, CaCO3.

D. NH4Cl, KOH, AgNO3

Câu 5: Tính oxi hố của cacbon thể hiện ở phản ứng nào sau đây:
A. 2C + Ca

CaC2

B. C + 2CuO

C. C + CO2

2CO

D. C + H2O

2Cu + CO2
CO + H2

Câu 6: Tính khử của cacbon thể hiện ở phản ứng nào trong các phản ứng sau :
A. 2C + Ca

CaC2

B. C + 2H2

CH4

C. C + CO2

2CO

D. 3C + 4Al

Al4C3

Câu 7: Trong số các phản ứng hoá học sau:
(1) SiO2 + 2C

Si + 2CO

(2) C + 2H2

(3) CO2 + C

2CO

(4) Fe2O3 + 3C

(5) Ca + 2C

CaC2

(6) C + H2O

(7) 4Al + 3C

CH4

Al4C3

Nhóm các phản ứng trong đó cacbon thể hiện tính khử là
A. (1); (2); (3); (6)

B. (4); (5); (6); (7)

C. (1); (3); (5); (7).

D. (1); (3); (4); (6).

Câu 8: Cho các phương trình hố học sau:
(a) C + O2

CO2

(b) 3C + 4Al
(c) C + 2CuO
(d) C + 2H2

Al4C3
2Cu + CO2
CH4

(e) C + 4HNO3 đặc
(f) C + CO2

CO2 + 4NO2 + 2H2O
2CO
13

2Fe + 3CO
CO + H2


Các phản ứng hố học trong đó cacbon thể hiện tính oxi hố là
A. a, c, e.

B. b, d, f.

C. a, b, c.

D. b, d.

4. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG VÀ TÌM TỊI MỞ RỘNG
- Giáo viên đưa ra một số câu hỏi để học sinh tìm hiểu
1)

Nêu một số khống vật chứa cacbon:

2)

Nêu các ảnh hưởng từ việc khai thác và sử dụng cacbon:

3)

Các biện pháp hạn chế ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng từ việc

khai thác và sử dụng cacbon.
4)

Nêu các phương pháp điều chế các dạng thù hình của cacbon?

- HS nghiên cứu tài liệu, liên hệ với thực tiễn tìm hiểu các thơng tin trên. Mỗi
học sinh là bài tìm hiểu kiến thức, viết ra giấy vở và chụp hình gửi cho giáo
viên kiểm tra.
- Giáo viên dự kiến một số khó khăn, vướng mắc của HS và giải pháp hỗ trợ:
HS có thể gặp khó khăn trong việc tưởng tượng quá trình điều chế => GV
hướng dẫn hs tìm kiếm các thơng tin, clip trên internet nhằm tạo hứng thú cho
học sinh.

HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA: LÀM MẶT NẠ NHA ĐAM - THAN HOẠT
TÍNH
Yêu cầu: Mỗi nhóm làm sản phẩm mặt nạ Nha đam – than hoạt tính
Chụp hình hoặc quay lại video q trình thực hiện. Mang sản phẩm đến lớp để
báo cáo vào tiết học sau. Thuyết trình về tiến trình thực hiện, lợi ích của sản
phẩm.
Các bước tiến hành
I.

Sản xuất than hoạt tính

Bước 1: Vo gạo cho thật sạch, để ráo nước
Bước 2: Cho gạo lên chảo bắt đầu rang cho đến khi gạo chuyển từ màu
trắng thành màu nâu đen
Bước 3: Gạo sau khi rang đem giã hoặc xay thành bột
II.

Làm mặt nạ nha đam - than hoạt tính
14


Bước 1: Sơ chế nha đam => tách nha đam cho vào bát => xay nhuyễn nha
đam => lọc nha đam đã xay để có gel nha đam.
Bước 2: Cho than hoạt tính, gelatin cùng gel nha đam vào bát và trộn đều.
Bột gelatin được bán trong những siêu thị lớn như siêu thị Big C, siêu thị
Metro hoặc quầy thuốc tây. Ngồi ra, có thể tự tạo gelatin từ bì lợn.
Bước 3: Cho tất cả hỗn hợp vừa trộn trên vào nồi và đun khoảng 30s để hỗn
hợp được sệt lại.
Sau khi đun nóng hỗn hợp trên để nguội là có thể sử dụng được.
Giáo viên hướng dẫn HS hoàn thành nhiệm vụ, báo cáo kết quả và đánh giá

15


PHỤ LỤC
PHIẾU HỌC TẬP 1: CHUẨN BỊ BÀI CACBON
Họ và tên: ………………………… Lớp…..
1)

Viết cấu hình electron của nguyên tử C: ....................................................

2)

Vị trí cacbon trong bảng hệ thống tuần hồn…………………………….

3)

Các số oxh của cacbon: …………………………………………………

Các dạng thù hình của cacbon:
Kim cương

Than chì

Fuleren

C vơ định
hình

Cấu trúc

Tính chất

4)

Viết 2 PTHH minh họa tính khử của cacbon:

...............................................................................................................................
.
...............................................................................................................................
.
...............................................................................................................................
.
Viết 2 PTHH minh họa tính oxi hóa của cacbon:
...............................................................................................................................
.
16


...............................................................................................................................
.
...............................................................................................................................
.
5) Nêu các ứng dụng điển hình của cacbon:
...............................................................................................................................
.
...............................................................................................................................
.
...............................................................................................................................
.

...............................................................................................................................
.
...............................................................................................................................
.
6)

Nêu một số khoáng vật chứa cacbon:

...............................................................................................................................
.
...............................................................................................................................
.
...............................................................................................................................
.
...............................................................................................................................
.
7) Nêu các ảnh hưởng từ việc khai thác và sử dụng cacbon:
...............................................................................................................................
.
...............................................................................................................................
.
17


...............................................................................................................................
.
...............................................................................................................................
.
...............................................................................................................................
.

8) Các biện pháp hạn chế ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng từ việc khai thác
và sử dụng cacbon.
...............................................................................................................................
.
...............................................................................................................................
.
...............................................................................................................................
.
...............................................................................................................................
.
...............................................................................................................................
.
9)

Nêu các phương pháp điều chế các dạng thù hình của cacbon?

...............................................................................................................................
.
...............................................................................................................................
.
...............................................................................................................................
.
...............................................................................................................................
.
...............................................................................................................................
.
18


...............................................................................................................................

.
...............................................................................................................................
.

19


PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2
Dạng tờn tại

Tính chất vật lí

Kim cương

Than chì

Than cốc

Than gỗ

Than hoạt tính

Than muội

20

Ứng dụng