sach giao vien 11 - chuong 5

Chương 4.
Nhóm cacbon
A Mở đầu
I Mục tiêu của chơng
1. Về kiến thức
HS hiểu :
Cấu tạo nguyên tử và vị trí của các nguyên tố nhóm cacbon trong bảng
tuần hoàn.
Tính chất vật lí, hoá học, ứng dụng của đơn chất và một số hợp chất của
cacbon và silic.
Phơng pháp điều chế đơn chất và một số hợp chất của cacbon và silic.
2. Về kĩ năng
Tiếp tục hình thành và củng cố các kĩ năng :
Quan sát, tổng hợp, phân tích và dự đoán.
Vận dụng kiến thức để giải thích một số hiện tợng tự nhiên.
Rèn luyện kĩ năng giải các bài tập định tính và định lợng có liên quan đến
kiến thức của chơng.
3. Về tình cảm, thái độ
Thông qua nội dung kiến thức của chơng, giáo dục cho HS tình cảm biết yêu
quý và bảo vệ tài nguyên thiên nhiên, có ý thức giữ gìn bảo vệ môi tr ờng đất và
không khí.
II Một số điểm cần chú ý
1. Về nội dung
GV cần chú ý khai thác các kiến thức về cấu tạo nguyên tử phân tử, liên
kết hoá học để hớng dẫn HS tự khám phá kiến thức mới.
GV cần nắm chắc những kiến thức HS đã đợc trang bị ở những lớp dới, đi
sâu vào kiến thức trọng tâm của chơng là HS cần phải hiểu những tính chất vật lí,
hoá học của các đơn chất và hợp chất của cacbon và silic.
116
Lựa chọn, khai thác thí nghiệm điển hình, tránh trùng lặp với những thí
nghiệm đã thực hiện ở lớp dới.

Cần cho HS thấy đợc mối liên quan gắn bó giữa lí thuyết với thực tiễn. Đơn
chất và hợp chất của cacbon và silic có ảnh hởng trực tiếp tới đời sống, sinh hoạt
của con ngời.
2. Về phơng pháp
Vì là chơng nghiên cứu chất cụ thể nên GV cần khai thác các kiến thức sẵn
có của HS về cấu tạo nguyên tử, phân tử, liên kết hoá học, sự biến đổi tuần hoàn
tính chất các đơn chất và hợp chất trong BTH để phát hiện, lí giải tính chất của
chất.
Các thí nghiệm đợc dùng thờng là để chứng minh cho những tính chất đã
đợc dự đoán. Vì vậy cần đợc đảm bảo tính khoa học, chính xác và thành công.
GV cần có nhiều hiểu biết về thực tế : hiện tợng hiệu ứng nhà kính, sản
xuất sođa, gốm, sứ, thuỷ tinh, xi măng ở Việt Nam để bài giảng hấp dẫn, và
phong phú.
Cần dùng tranh ảnh, mô hình để tăng tính trực quan cho bài dạy.
B Dạy học các bài cụ thể
Bài 22 (1 tiết). khái quát về nhóm cacbon
I Mục tiêu bài học
1. Về kiến thức
HS biết :
Kí hiệu hoá học, tên gọi các nguyên tố nhóm cacbon.
HS hiểu :
Tính chất hoá học chung của các nguyên tố nhóm cacbon.
Quy luật biến đổi tính chất các đơn chất và hợp chất.
2. Về kĩ năng
Rèn luyện khả năng so sánh, vận dụng quy luật chung vào một nhóm
nguyên tố.
Rèn luyện khả năng lập luận, tìm đợc mối liên hệ giữa cấu tạo nguyên tử
với tính chất hoá học của nguyên tố.
117
II Chuẩn bị

GV chuẩn bị : Bảng tuần hoàn ; Bảng 4.1 : Một số tính chất của các nguyên
tố nhóm cacbon.
HS ôn lại kiến thức về : Cấu tạo nguyên tử ; Quy luật biến đổi tính chất các
đơn chất và hợp chất trong bảng tuần hoàn.
III Gợi ý tổ chức hoạt động dạy học
I Vị trí của nhóm cacbon trong Bảng tuần hoàn
Hoạt động 1
HS : Dựa vào bảng tuần hoàn tìm vị trí các nguyên tố nhóm cacbon và gọi
tên các nguyên tố đó. Viết kí hiệu hoá học của chúng.
GV uốn nắn cách gọi tên, cách viết kí hiệu hoá học cho HS.
II Tính chất chung của các nguyên tố nhóm cacbon
1. Cấu hình electron nguyên tử
Hoạt động 2
HS : Từ vị trí của các nguyên tố viết cấu hình electron nguyên tử của các
nguyên tố đó và phân bố electron lớp ngoài cùng vào các ô lợng tử.
Nhận xét về sự giống nhau và khác nhau về cấu tạo nguyên tử của các
nguyên tố.
Dự đoán khả năng hình thành liên kết, số oxi hoá có thể có của các nguyên
tố nhóm cacbon.
GV : Gợi ý để HS nhớ lại mối liên hệ giữa vị trí các nguyên tố trong bảng
tuần hoàn với cấu tạo nguyên tử của chúng.
Sự phân bố electron vào các ô lợng tử ở trạng thái kích thích.
Liên kết đợc hình thành nhờ các electron độc thân.
2. Sự biến đổi tính chất của các đơn chất
Hoạt động 3
HS : Nghiên cứu bảng 4.1 để phát hiện quy luật biến đổi tính chất của các
đơn chất. Giải thích.
Bán kính nguyên tử tăng.
Độ âm điện, năng lợng ion hoá thứ nhất nói chung là giảm. Hoàn toàn phù
hợp với quy luật : Trong một nhóm A theo chiều điện tích hạt nhân tăng, tính phi

kim giảm.
118
Thực tế đã chứng minh điều đó (SGK).
GV : Yêu cầu HS vận dụng quy luật biến đổi trong một chu kì để so sánh
tính phi kim của cacbon với nitơ, silic với photpho
Bổ sung : Do đặc điểm tính chất của các nguyên tố nh vậy, ta chỉ nghiên
cứu đơn chất và các hợp chất vô cơ của cacbon và silic. Các nguyên tố còn lại
Ge, Sn, Pb tách thành nhóm riêng gọi là nhóm gecmani, sẽ đợc nghiên cứu vào
dịp khác.
3. Sự biến đổi tính chất của các hợp chất
Hoạt động 4
HS :
Viết công thức các hợp chất với hiđro và công thức các oxit.
Quy luật biến đổi tính bền nhiệt, tính khử của hợp chất với hiđro.
Quy luật biến đổi tính axit bazơ của các oxit.
GV gợi ý :
Liên hệ với các nhóm nguyên tố đã đợc học nh dãy các hiđro halogenua
HX hoặc H
2
O, H
2
S để viết công thức phân tử và độ bền nhiệt của các hợp chất
với hiđro của các nguyên tố nhóm cacbon.
Dựa vào hoá trị có thể có của các nguyên tố để viết công thức các oxit.
Dựa vào quy luật biến đổi tính axit-bazơ của các oxit trong nhóm A để
hiểu đợc CO
2
, SiO
2
là oxit axit còn các oxit GeO

2
, SnO
2
, PbO
2
và các hiđroxit t-
ơng ứng của chúng là hợp chất lỡng tính.
GV cần nhấn mạnh đặc điểm : Các nguyên tử cacbon, liên kết trực tiếp với
nhau tạo thành mạch. Khả năng này giảm nhanh từ cacbon đến chì.
Hoạt động 5
GV lựa chọn bài tập (SGK) hoặc biên soạn bài tập có nội dung tơng tự để
củng cố kiến thức trọng tâm của bài.
IV Hớng dẫn giải bài tập trong SGK
1. (SGK).
2. a : Cấu hình electron ở trạng thái cơ bản.
b, c, d : cấu hình electron ở trạng thái kích thích.
Cấu hình electron ở trạng thái cơ bản cho ở trên là của nguyên tố có số hiệu
nguyên tử 32 (Ge).
3. B.
4. Hợp chất cacbon có số oxi hoá 4 : CH
4
, có số oxi hoá +2 : CO, có số oxi
hoá +4 : CO
2
.
119
Bài 23 (1 tiết). Cacbon
I Mục tiêu bài học
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.
2. Về kĩ năng
Vận dụng đợc những tính chất vật lí, hoá học của cacbon để giải các bài
tập có liên quan.
Biết sử dụng các dạng thù hình của cacbon trong các mục đích khác nhau.
II Chuẩn bị
GV chuẩn bị : Mô hình than chì, kim cơng ; Mẩu than gỗ, mồ hóng.
HS : Xem lại kiến thức về cấu trúc tinh thể kim cơng (lớp 10) ; Tính chất hoá
học của cacbon (lớp 9).
III Gợi ý tổ chức hoạt động dạy học
Đây là bài nghiên cứu một chất cụ thể, những kiến thức HS đã đợc học có
liên quan gồm :
Cấu tạo nguyên tử của cacbon.
Tính chất hoá học của cacbon : Phản ứng với oxi, khử oxit kim loạiđã
học ở lớp 9.
GV cần khai thác kiến thức đã biết của HS về cấu tạo nguyên tử để giúp HS
phán đoán và giải thích các tính chất vật lí, hoá học của cacbon.
I Tính chất vật lí
Hoạt động 1
HS :
Quan sát mô hình và mẫu vật để tìm hiểu cấu trúc các dạng thù hình của
cacbon.
Dựa vào SGK và từ kiến thức thực tế trình bày tính chất vật lí các dạng thù
hình của cacbon.
GV : Thiết kế một bảng để HS điền vào cho dễ so sánh đối chiếu.
120
Thí dụ :
Kim cơng Than chì Cacbon vô định hình
Cấu trúc Tứ diện

Đều đặn
Cấu trúc lớp.
Các lớp liên kết yếu với nhau.
Gồm tinh thể rất nhỏ
có cấu trúc vô trật tự.
Tính chất Không màu.
Không dẫn điện
Không dẫn nhiệt.
Rất cứng.
Xám đen.
Có ánh kim.
Dẫn điện tốt (kém kim loại).
Các lớp dễ tách ra khỏi nhau.
Màu đen xốp.
Có khả năng hấp phụ
các chất khí, chất tan.
Hớng dẫn HS dựa vào đặc điểm cấu trúc tinh thể của các dạng thù hình
giải thích tại sao các dạng thù hình của cacbon có những tính chất vật lí trái ng ợc
nhau.
II Tính chất hoá học
Hoạt động 2
HS : Dự đoán tính chất hoá học của cacbon dựa vào cấu trúc nguyên tử và
các trạng thái số oxi hoá có thể có của cacbon : Cacbon có tính khử và tính oxi hoá.
Viết các phơng trình phản ứng chứng minh tính chất hoá học của cacbon.
GV :
Chốt lại những kiến thức quan trọng về tính chất hoá học của cacbon.
Trong 3 dạng thù hình của cacbon thì cacbon vô định hình là hoạt động
hơn cả. Tuy nhiên ở nhiệt độ thờng nó khá trơ. Khi đun nóng nó phản ứng đợc
với rất nhiều chất
1. Tính khử

Tác dụng với oxi.
Tác dụng với hợp chất.
Chú ý : Cacbon khử đợc nhiều oxit kim loại trừ oxit của kim loại từ Al trở về
đầu dãy hoạt động hoá học của kim loại.
2. Tính oxi hoá
Tác dụng với hiđro.
Tác dụng với kim loại.
GV nhắc HS cần lu ý đến điều kiện phản ứng.
121
Thí dụ :
ở nhiệt độ trên 900C, sản phẩm cháy của C chủ yếu là CO ; Còn ở dới
450C sản phẩm chủ yếu là CO
2
.
III ứng dụng
Hoạt động 3
GV gợi ý cho HS dựa vào đặc điểm cấu trúc và tính chất vật lí, hoá học của
cacbon để hiểu đợc tại sao chúng đợc sử dụng nh vậy.
Thí dụ :
Tại sao kim cơng lại đợc dùng làm đồ trang sức, làm dao cắt thuỷ tinh, mũi
khoan trong khai thác dầu mỏ ?
Tại sao than chì có thể dùng làm điện cực ?
IV Trạng thái thiên nhiên. điều chế
Hoạt động 4
HS :
Dựa vào SGK và kiến thức thực tế của bản thân để trình bày vấn đề về trạng
thái thiên nhiên và điều chế các dạng thù hình của cacbon.
GV cần bổ sung thêm các kiến thức thực tế để bài học thêm hấp dẫn, phong phú.
Thí dụ :
Nếu nung kim cơng lên đến 800C trong điều kiện không có không khí,

kim cơng sẽ chuyển thành than chì.
Muốn chuyển than chì thành kim cơng nhất thiết phải dùng đến áp suất
lớn. áp suất lớn có thể đạt đợc bằng cách cho than chì vào sắt hoặc silicat nung
chảy rồi làm lạnh đột ngột. Than chì nằm trong lòng khối nung chảy chịu tác
dụng của áp suất rất lớn, kết tủa lại dới dạng kim cơng, tuy nhiên sự biến đổi này
cha có kết quả hoàn hảo.
GV lu ý HS về phơng pháp điều chế các dạng thù hình khác của cacbon :
Than cốc, than gỗ, than muội.
Hoạt động 5
GV thiết kế phiếu bài tập để củng cố nội dung các dạng thù hình của cacbon
và tính chất vật lí, hoá học của cacbon.
IV Hớng dẫn giải bài tập trong SGK
1. a) (SGK).
122
b) Kim cơng và than chì là hai dạng thù hình của nguyên tố cacbon vì khi
nung nóng có không khí, kim cơng và than chì đều phản ứng với oxi, tạo thành
khí cacbon đioxit :
C + O
2
o
t

CO
2
2. a) Hầu hết các hợp chất của cacbon là hợp chất cộng hoá trị vì cacbon là phi
kim yếu, khả năng nhờng và nhận electron đều yếu. Trong các hợp chất,
cacbon thờng có khả năng tạo thành cặp electron chung.
b) (SGK)
3 . C
4. B và D

5. Cân bằng : C(r) + CO
2
(k) 2CO(k).
Ban đầu : 0,2 1 0
Lúc cân bằng : (1 a) 2a
(a : số mol CO
2
tham gia phản ứng).
Vì cân bằng trong hệ dị thể nên chỉ chú ý đến nồng độ chất khí.
[ ]
[ ]
2
2
2
2a
CO
22,4
K K 0,002
1 a
CO
22,4



= = =




2

2
4a 0,002(1 a)
22,4
(22,4)

=

2
4a
+ 0,0448a 0,0448 = 0
Giải phơng trình bậc 2 : a = 0,1.
Vậy ở trạng thái cân bằng : n
CO
= 2 ì 0,1 = 0,2 (mol).
2
CO
n
= 1 0,1 = 0,9 (mol).
n
C
= 0,2 0,1 = 0,1 (mol).
Bài 24 (2 tiết). Hợp chất của cacbon
I Mục tiêu bài học
1. Về kiến thức
HS biết :
Cấu tạo phân tử của CO và CO
2
.
Tính chất vật lí, hoá học của CO và CO
2

.
123
Các phơng pháp điều chế và ứng dụng của CO và CO
2
.
Tính chất vật lí, hoá học của axit cacbonic và muối cacbonat.
2. Về kĩ năng
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 các bài tập lí thuyết về tính toán có liên quan.
3. Về tình cảm và thái độ
Có ý thức yêu quý và bảo vệ môi trờng khí quyển trong sạch.
II - Chuẩn bị
HS :
Ôn tập lại cách viết cấu hình electron và phân bố electron vào các ô lợng tử.
Xem lại cấu tạo phân tử CO
2
.
III Gợi ý tổ chức hoạt động dạy học
I Cacbon monooxit (CO)
1. Cấu tạo phân tử
Hoạt động 1
HS :
Viết cấu hình electron của C (Z = 6) và oxi (Z = 8).
Phân bố electron vào các ô lợng tử (ở trạng thái cơ bản).
Nhận xét khả năng hình thành liên kết giữa nguyên tử C và O.
GV :
Nguyên tử O có 2 electron độc thân và một cặp electron p ghép đôi.
Giữa 2 nguyên tử C và O hình thành 2 liên kết cộng hoá trị và 1 liên kết

cho nhận (oxi cho cặp electron p, C nhận cặp electron này vào obitan trống).
Chứng tỏ C và O liên kết với nhau bằng một liên kết ba .
Công thức cấu tạo : C

=
O.
124
2. Tính chất vật lí
Hoạt động 2
HS nghiên cứu SGK cho biết :
Khí cacbon monooxit có những tính chất vật lí gì ?
So sánh với khí nitơ có đặc điểm gì giống ? Khác ?
GV :
Nhận xét ý kiến của HS và bổ sung thêm kiến thức :
CO và N
2
có phân tử khối bằng nhau.
Cacbon monooxit có những tính chất vật lí giống với nitơ : là chất khí
không màu, không mùi, hơi nhẹ hơn không khí, ít tan trong nớc, nhiệt độ sôi,
nhiệt độ hoá rắn thấp.
Điểm khác nhau cơ bản là các cacbon monooxit rất độc.
3. Tính chất hoá học
Hoạt động 3
HS :
Dựa vào đặc điểm cấu tạo phân tử để dự đoán tính chất hoá học của CO.
CO kém hoạt động ở nhiệt độ thờng : do phân tử bền.
ở nhiệt độ cao CO là chất khử mạnh :
+ Tác dụng với oxi : 2CO + O
2

0
t

2CO
2
+ Tác dụng với nhiều oxit kim loại : CO + CuO Cu + CO
2
.
GV nhận xét ý kiến của HS và bổ sung :
CO là oxit không tạo muối.
CO có nhiều ứng dụng trong kĩ thuật :
+ Dùng làm nhiên liệu khí.
+ Dùng làm chất khử trong luyện kim.
CO rất độc. Hiểm hoạ nhiễm độc CO thờng xảy ra trong ô tô, xe tăng, tầu
chiến.
4. Điều chế
Hoạt động 4
Vì CO có nhiều ứng dụng trong kĩ thuật nên ngời ta điều chế CO trong công
nghiệp.
HS :
Nghiên cứu SGK, cho biết khí CO đợc điều chế trong công nghiệp nh thế
nào ? Viết phơng trình phản ứng.
125