Giáo án Hóa học Lớp 11 - Bài 15: Cacbon

Ngày soạn : 01/11/2008 Tiết PPCT: 23 Tuần: 12 Bài 15 CÁC BON I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức: - Hiểu được: Mối liên hệ giữa vị trí trong BTH, cấu hình electron nguyên tử và tính chất của cacbon; Ba dạng thù hình của cacbon; Cacbon vừa có tính khử, vừa có tính oxi hoá. - Biết được: Trạng thái thiên nhiên, khai thác ứng dụng của cacbon. 2. Kỹ năng: - Xác định được vị trí của cacbon trong bảng tuần hoàn. - Viết được cấu hình electron nghuyên tử cacbon và suy đoán tính chất hoá học cơ bản của cacbon. - Viết được các phương trình phản ứng biểu diễn tính khử và tính oxi hoá của cacbon - Biết được thông tin, quan sát mô hình cấu tạo tinh thể các dạng thù hình của cacbon trong sgk, nhớ lại kiến thức ở lớp 9 3. Trọng tâm: Tính chất , trạng thái ứng dụng của cacbon. II. PHƯƠNG PHÁP: Trực quan sinh động, đàm thoại gợi mở. III. CHUẨN BỊ: GV: Mô hình cấu tạo mạng tinh thể kim cương, than chì,Fuleren.; bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. HS: Chuẩn bị bài trước khi lên lớp theo hướng dẫn của GV. IV. THIẾT KẾ CÁC HOẠT ĐỘNG: 1. Kiểm tra bài cũ: Kết hợp trong quá trình giảng dạy. 2. Bài mới: Vào bài HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG Hoạt động 1: Tìm hiểu vị trí và cấu hình electron nguyên tử: GV chiếu BTH lên màn hình và yêu cầu các nhóm H thảo luận các nội dung. - Vị trí của C trong BTH? - Cấu hình e nguyên tử C? - Số oxihóa có thể có của C? GV ychs lấy ví dụ về hợp chất chứa C thể hiện các số oxi hóa đã nêu Hoạt động 2: Tìm hiểu tính chất vật lí của C: GV sử dụng mô hình cấu tạo mạng tinh thể kim cương, than chì, fulenren. GV hướng dẫn HS nghiên cứu sgk rút ra tính chất vật lí của 3 dạng thù hình của C. Hoạt động 3: Tìm hiểu tính chất hóa học của C: GV chiếu nội dung lên màn hình, ychs thảo luận. - Từ vị trí của nguyên tử C trong BTH. Hãy dự đoán TCHH cơ bản của C. - Minh họa bằng phản ứng hóa học và cho biết vai trò của C trong mỗi phản ứng đó. - Kết luận về TCHH của C. GV ychs viết PTPU minh họa cho từng tính chất. GV: Ở nhiệt độ cao và có chất xúc tác, C tác dụng được với khí H2 tạo thành khí CH4, ychs viết PTPU? GV: ychs viết phương trình phản ứng: C với 1 số kim loại hoạt động như Ca, Mg, Al... Hoạt động 4:Tìm hiểu ứng dụng của C: GV: ychs dựa vào cấu trúc và tính chất lý hoá học của cacbon nêu ứng dụng của cacbon ? Hoạt động 5:Tìm hiểu về TTTN: - Trình bày về trạng thái thiên nhiên và điều chế các dạng thù hình của cacbon ? - Bổ sung các kiến thức thực tế HS thảo luận, báo cáo kết quả? HS khác nhận xét, cùng GV kết luận. HS thảo luận theo nhóm và đại diện nhóm lên báo cáo kết quả? HS thảo luận theo nhóm. - C thuộc chu kì 2 nhóm IVA có cấu hình e: 1S22S22P2 Trong phản ứng hóa học, C có thể nhường e (thể hiện tính khử) hoặc nhận e (thể hiện tính oxi hóa). HS: viết phương trình phản ứng? HS: Nghiên cứu, trao đổi viết phương trình hóa học? HS: Trao đổi, nghiên cứu sgk trả lời câu hỏi của giáo viên. HS: Nghiên cứu sgk để nắm sự tồn tại của C trong tự nhiên? I. VỊ TRÍ VÀ CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ: - Các bon thuộc chu kì 2, nhóm IVA, Z = 6. - Cấu hình e: 1S22S22P2 - Lớp ngoài cùng có 4 e nên C có thể tạo được tối đa 4 liên kết cộng hóa trị với các nguyên tử khác. - Các số oxi hóa của C: -4, 0, +2, +4. VD: -4 0 +2 +4 CH4, C, CO, CO2. II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ: - Các bon tạo thành một số dạng thù hình, khác nhau về tính chất vật lý. - Cacbon hoạt động hóa học ở nhiệt độ cao, C vô định hình hoạt động hơn. 1. Kim cương: - Là chất tinh thể không màu, trong suốt, không dẫn điện, dẫn nhiệt kém. - Tinh thể thuộc loại tinh thể nguyên tử. 2. Than chì: - Tinh thể xám đen, có cấu trúc lớp. - Các lớp lân cận liên kết với nhau bằng tương tác yếu. 3. Fulenren: * Fuleren: gồm các phân tử C60, C70,có cấu trúc hìn cầu rỗng, gòm 32 mặt. III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC: 1 Tính khử: a. Tác dụng với oxi: 0 +4 C + O2 CO2 b. Tác dụng với hợp chất: - Ở nhiệt độ cao có thể khử được nhiều oxit : Fe2O3 + 3 ® 2Fe +3O CO2 + ® 2O SiO2 + 2 ® Si +2O Hoặc C + HNO3 à 2 . Tính oxi hóa: a. Tác dụng với hiđro: Ở nhiệt độ cao và có xúc tác: + 2H2 H4 b.Tác dụng với kim loại : Ở nhiệt độ cao: Ca + 2 ® Ca2 4 +3 ®Al43 III. ỨNG DỤNG: 1 . Kim cương: - Dùng làm đồ trang sức, chế tạo mũi khoan, dao cắt thủy tinh và bột mài. 2. Than chì: - Làm điện cực, bút chì đen, chế chất bôi trơn, làm nồi chén để nấu chảy các hợp kim chịu nhiệt. 3. Than cốc: - Làm chất khử trong lò luyện kim. 4. Than gỗ: - Dùng để chế thuốc súng đen, thuốc pháo chất hấp phụ. Than hoạt tính được dùng nhiều trong mặt nạ phòng độc và trong công nghiệp hóa chất. 5. Than muội: được dùng làm chất độn khi lưu hóa cao su, sản xuất mực in, xi đánh giầy ,. . . IV.TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN: Trong thiên nhiên: kim cương và than chì là cacbon tự do gần như tinh khiết, ngoài ra còn có trong khoáng vật : Sgk. IV: ĐIỀU CHẾ: - Kim cương nhân tạo đ/c từ than chì, bằng cách nung ở 30000C và áp suất 70 - 100 ngàn (atm) trong thời gian dài. - Than chì: nung than cốc ở 2500 - 30000C trong lò điện không có kk. - Than cốc: Nung than mỡ ở 1000 - 12500C, trong lò điện, không có kk. - Than gỗ: Khi đốt cháy gỗ trong điều kiện thiếu không khí. - Than muội: CH4 ® C + 2H2 - Than mỏ: Khai thác trực tiếp từ các vỉa than. 3.Củng cố : GV ychs nhắc lại ý chính của bài và lưu ý C vừa thể hiện tính oxi hóa vừa thể hiện tính khử nhưng tính khử vẫn là tính chất chủ yếu của C. GV hướng dẫn HS làm BT1,2,3/sgk/70. 4. Bài tập về nhà: 4,5/sgk/70. V. RÚT KINH NGHIỆM: