Bài giảng Bài 41: tìm hiểu oxi

BÀI 41: OXI I/ Chuẩn kiến thức – kỹ năng: HS nắm được tính chất đặc trưng và số oxh của oxi. Làm được BT trong SGK Liên hệ trong đời sống thực tế về những ứng dụng của oxi Cách điều chế trong PTN và trong CN. II/ Xác định mục tiêu của bài học: 1.kiến thức: -Vị trí, cấu hình electron, tính chất vật lý, phương pháp điều chế trong PTN và trong CN. - Tính chất hóa học và số oxh trong các hợp chất. 2.kỹ năng: - Dự đoán tính chất của oxi - Quan sát thí nghiệm, hình ảnh và rút ra kết luận. - Viết ptpư minh họa tính chất. - Biết bảo vệ cây xanh và môi trường sống. III/ Phương tiện, dụng cụ dạy học: Sử dụng thí nghiệm Fe, C, S tác dụng với oxi. Phiếu học tập. Mẫu phiếu học tập: Quan sát thí nghiệm và hoàn thành các phương trình phản ứng sau: Fe + O2 → Mg + O2 → Na + O2 → Au + O2 → Pt + O2 → S + O2 → X2 + O2 → (halogen) C + O2 → P + O2 → H2S + O2 → C2H5OH + O2 → Xác định số oxh của oxi trong các sản phẩm trên và trong các hợp chất sau : OF2, H2O2 . ................................................................................................................................................... →số oxh thường gặp của oxi là.......... ngoại trừ trong hợp chất............................................... →oxi thể hiện tính ................................................................................................................... IV/ Phương pháp dạy học: -Thảo luận nhóm. - Nêu và giải quyết vấn đề. V/ Thiết kế hoạt động dạy học: Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung ghi bảng Lời dẫn: như các em đã biết khí oxi duy trì sự cháy và đặc biệt là sự sống cho con người. Vậy ngoài những điều đó, oxi còn thể hiện những tính chất quan trọng nào nữa? Để biết được những điều này thì thầy và các em cùng tìm hiểu bài oxi. Hoạt động 1. Cấu tạo phân tử oxi và tính chất vật lý, trạng thái tồn tại của oxi GV yêu cầu HS: Kết hợp với bảng HTTH, các em hãy cho biết vị trí, nhóm, chu kỳ của oxi và viết cấu hình electron. Từ cấu hình đó em nào cho biết số electron lớp ngoài cùng và cần bao nhiêu electron nữa để đạt cấu hình bền vững? GV: vì nguyên tử oxi thiếu 2electron nên ở điều kiện thường oxi tồn tài ở dạng phân tử 2 nguyên tử.Các em hãy viết CT electron và CTCT của phân tử oxi. GV: các em kết hợp với SGK và kiến thức thực tế hãy cho biết trạng thái,màu sắc, nặng hay nhẹ hơn không khí? Tồn tại dạng lỏng từ nhiệt độ nào? Em nào giải thích cho thầy vì sao oxi ít tan trong nước? Trong thực tế, oxi được sản sinh ra từ đâu? Viết phương trình PƯHH. Chúng ta nên tích cực bảo vệ cây xanh, rừng vì đây là nguồn cung cấp oxi chính cho con người. Các em nhớ rằng cây xanh quang hợp vào ban ngày, ban đêm xảy ra quá trình hô hấp sản sinh ra khí cacbonic. vì vậy, ta nên mang cây xanh ra khỏi nhà vào ban đêm. Hoạt động 2. tính chất hóa học của oxi Các em hãy nhắc lại mối liên hệ giữa độ âm điện và khả năng nhường nhận electron? Nhận xét độ âm điện của oxi trong bảng HTTH. Với độ âm điện như thế thì oxi là 1 nguyên tố phi kim hoạt động và đồng thời thể hiện tính chất gì? Thể hiện số oxh nào trong các hợp chất? Xác định số oxh của oxi trong hợp chất sau: OF2 và H2O2. GV vừa ghi bảng vừa đọc cho HS: oxi trong các hợp chất có số oxh -2 trừ hợp chất với flo( độ âm điện của oxi nhỏ hơn flo ) và hợp chất peoxit: H2O2. Lời dẫn: Oxi là nguyên tố hoạt động nên tác dụng với hầu hết với các kim loại, phi kim và nhiều loại hợp chất khác. Để hiểu rõ hơn về oxi, thầy và các em cùng tìm hiểu những tính chất hóa học đặc trưng của oxi. Các em kết hợp với SGK và thí nghiệm thầy sắp tiến hành hãy hoàn thành phiếu học tập thầy phát ( cứ 2 bàn là 1 nhóm, bàn trên quay xuống bàn dưới để thảo luận sau khi thầy tiến hành thí nghiệm) 1. Tác dụng với kim loại: Sau đây, thầy tiến hành thí nghiệm oxi tác dụng với Fe. Các em quan sát và nhận xét hiện tượng xảy ra và viết phương trình phản ứng. 2. Tác dụng với phi kim: GV: tiến hành thí nghiệm C, S tác dụng với khí oxi và yêu cầu HS quan sát hiện tượng, giải thích và hoàn thành phiếu học tập. 3. Tác dụng với hợp chất: Đốt cháy rượu trong không khí, ở phía trên cao đặt 1 tấm kính Hoạt động 3. Ứng dụng của oxi Lời dẫn: sau khi chúng ta tìm hiểu và biết được những tính chất của oxi. Vậy các em cho thầy biết oxi đã được con người ứng dụng như thế nào? Và những ứng dụng cụ thể mà e biết? Hoạt động 4. điều chế oxi Lời dẫn: để điều chế bất kì 1 nguyên tố nào thì ta phải xuất phát từ những hợp chất chứa giàu nguyên tố đó. 1. Trong phòng thí nghiệm: Em nào cho thầy biết oxi được điều chế trong ptn bằng cách nào? Và thu khí bằng phương pháp đẩy nước hay đẩy khí? Vì sao 2. Trong công nghiệp: a) từ không khí: Các em cho biết trong không khí ta hít thở có những loại khí nào? Như vậy để thu được oxi ta phải tiến hành bằng cách nào? b) từ nước: Ngoài việc thu khí oxi từ không khí còn điện phân từ nước. Kết hợp với SGK, em nào viết cho thầy phản ứng điện phân nước Hoạt động 5. củng cố Làm bt số 4 trang 162 I/ Cấu tạo, tính chất vật lý và trạng thái tự nhiên của oxi: Oxi: vị trí thứ 8, nhóm VIA, chu kỳ 2, cấu hình e: 1s22s22p4 Trong nguyên tử oxi có 6e lớp ngoài cùng nên cần 2e nữa để đạt cấu hình bền vững. CT electron: O::O CT phân tử : O=O Là chất khí không màu không mùi và nặng hơn không khí. Hóa lỏng từ -183oC. Phân tử oxi không phân cực mà nước là dung môi phân cực nên ít tan. Oxi là sản phẩm của quá trình quang hợp của cây xanh. 6CO2+6H2O quang hợp C6H12O6+6O2 II/ Tính chất hóa học của oxi: Độ âm điện đặc trưng cho khả năng nhường nhận e. Độ âm điện càng lớn khả năng nhận e càng lớn và ngược lại→Oxi thể hiện tính oxi hóa mạnh, có số oxh -2. +2 và +1. 1/ Tác dụng với kim loại: Dây Fe cháy sáng và trên thành bình xuất hiện những hạt nhỏ màu nâu là Fe3O4 3Fe + 2O2 → Fe3O4 2/ Tác dụng với phi kim: C bùng cháy, S cháy với ngọn lửa màu xanh lục. 3/ Tác dụng với hợp chất: ở trên mặt kính bị mờ đi do nước xuất hiện. IV. Ứng dụng của oxi: Trong đời sống và trong sản xuất: hàn và cắt kim loại, y khoa: cho bệnh nhân cần thở oxi, công nghiệp hóa chất, luyên thép. V. Điều chế oxi: 1. Trong phòng thí nghiệm: Oxi thường được nhiệt phân những chất chứa nhiều oxi và ít bền: KMnO4, KClO3 Thu khí bằng phương pháp đẩy nước vì khí oxi ít tan trong nước 2. Trong công nghiệp: a) từ không khí: Khí N2, O2, CO2, Ar ... Thu khí bằng việc dựa vào sự khác nhau nhiệt độ sôi của các khí b) từ nước: HS lên viết pư điện phân lên bảng. HS viết ptpư và so sánh khi cùng 1 lượng chất pư thì số mol khí tạo ra như thế nào. I/ Cấu tạo phân tử oxi: Cấu hình e: 1s22s22p4, có 6e lớp ngoài cùng trong đó có 2e độc thân nên xu hướng kết hợp thêm 2e; là 1 phi kim. Do đó, ở điều kiện thường: 2 nguyên tử O liên kết cộng hóa trị không cực CT electron: O::O CT phân tử : O=O I/Tính chất vật lý và trạng thái tự nhiên 1/ Tính chất vật lý: Khí không màu, không mùi và nặng hơn không khí. Hóa lỏng từ -183oC, màu xanh. Ít tan trong nước. 2/ Trạng thái tự nhiên: Oxi là sản phẩm của quá trình quang hợp của cây xanh 6CO2+6H2O quang hợp C6H12O6+6O2 II/ Tính chất hóa học: Là nguyên tố có độ âm điện lớn chỉ đứng sau flo trong bảng HTTH→ là nguyên tố phi kim hoạt động, có tính oxi hóa mạnh và thể hiện số oxh -2. Oxi trong các hợp chất có số oxh -2 trừ hợp chất với flo( độ âm điện của oxi nhỏ hơn flo ) và hợp chất peoxit: H2O2 1/ Tác dụng với kim loại: tác dụng với hầu hết các kim loại ngoại trừ Au, Pt 3Fe + 2O2 → Fe3O4 Na + O2 → Na2O 2Mg+O2 → 2MgO 2/ Tác dụng với phi kim: nhiều phi kim cháy trong oxi tạo ra oxit, là những hợp chất liên kết cộng hóa trị có cực. 4P + 5O2 → 2P2O5 S + O2 → SO2 C + O2 → CO2 3/ Tác dụng với hợp chất: Ở nhiệt độ cao, nhiều hợp chất cháy trong oxi tao ra oxit, là những hợp chất liên kết cộng hóa trị có cực. C2H5OH+3O2 →2CO2 +3H2O 2H2S + 3O2 → 2SO2 +2H2O IV/ Ứng dụng của oxi: Có vai trò quan trọng trong đời sống: hít thở và trong sản xuất: hàn và cắt kim loại, công nghiệp hóa chất... V/ Điều chế oxi: 1. Trong phòng thí nghiệm: Nhiệt phân những chất chứa nhiều oxi và ít bền: KMnO4, KClO3, phân hủy H2O2 xúc tác MnO2. 2KMnO4→K2MnO4+MnO2+O2 2KClO3→2KCl+3O2 2H2O2→2H2O+3O2 2. Trong công nghiệp: a) từ không khí: dựa vào nhiệt độ sôi các khí có trong thành phần không khí để điều chế oxi. không khí Sơ đồ: Loại bỏ CO2 bằng dd NaOH Hơi nước ở -25oC không khí khô không có CO2 Hóa lỏng không khí không khí lỏng N2 Ar O2 -196oC -186oC -183oC b) từ nước: điện phân điện phân 2H2O 2H2 + O2 anot catot 2KMnO4→K2MnO4+MnO2+O2 2KClO3→2KCl+3O2 2H2O2→2H2O+3O2