Giáo án Hóa học Lớp 11 - Bài 9-13

2. Tích số ion của nước là gì ? ý nghĩa tích số ion của nước. 3. Môi trường của dung dịch được đánh giá dựa vào nồng độ H+ và pH như thế nào ? 4. Chất chỉ thị nào thường được dùng để xác định môi trường của dung dịch. Màu của chúng thay đổi thế nào ? II - Bài tập Hoạt động 2 : GV lựa chọn các bài tập phù hợp để rèn luyện kĩ năng vận dụng lí thuyết đã học. 1. HClO € H+ + ClO- ; Ka = ClO- + H2O € HClO + OH- ; Kb = HNO2 € H+ + ; Ka = + H2O € HNO2 + OH- ; Kb = 2. A : pH > 1 ; D : [H+] = [] 3. A : pH = 1 ; C : [H+] = 4. C : Hằng số phân li axit Ka không đổi. 5. a) Mg + 2HCl đ MgCl2 + H2ư Ta có : nHCl tham gia phản ứng = 2.nMg= 2. = 0,2 (mol) đ nHCl(dư) = 0,3 - 0,2 = 0,1 (mol) đ [H+] = 1M đ pH = 0. b) H2SO4 + 2NaOH đ Na2SO4 + H2O Ta có : = 0,04 ´ 0,25 = 0,01 (mol) ; nNaOH = 0,06 ´ 0,5 = 0,03 (mol) đ dư 0,01 mol NaOH đ CM(NaOH) = = 0,1 (M) [OH-] = [NaOH] = 10-1 đ [H+] = = 10-13 đ pH = 13. Bài 9 (2 tiết). Phản ứng trao đổi trong dung dịch các chất điện li I - Mục tiêu bài học 1.Về kiến thức Ÿ Hiểu được điều kiện xảy ra phản ứng trao đổi trong dung dịch chất điện li. Ÿ Hiểu được phản ứng thuỷ phân của muối. 2. Về kĩ năng Ÿ Viết phương trình ion rút gọn của phản ứng. Ÿ Dựa vào điều kiện xảy ra phản ứng trao đổi trong dung dịch chất điện li để biết được phản ứng xảy ra hay không xảy ra. 3. Về tình cảm thái độ Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ. II - Chuẩn bị GV : Chuẩn bị cho mỗi nhóm HS 4 ống nghiệm, giá ống nghiệm. Ÿ Dung dịch : NaCl, AgNO3, dung dịch : NH3, Fe2(SO4)3, KI, hồ tinh bột. III - gợi ý tổ chức hoạt động dạy học I - Điều kiện xảy ra phản ứng trong dung dịch các chất điện li 1. Phản ứng tạo thành chất kết tủa Hoạt động 1 HS đã rất quen thuộc với các phản ứng tạo thành kết tủa. Vì vậy không nhất thiết phải làm thí nghiệm, mà chỉ cần mô tả hiện tượng và viết phương trình phản ứng. GV : Khi trộn dung dịch Na2SO4 với dung dịch BaCl2 sẽ có hiện tượng gì xảy ra ? Viết phương trình phản ứng. GV : Hướng dẫn HS viết phương trình phản ứng dưới dạng ion. Phương trình ion rút gọn cho thấy thực chất của phản ứng trên là phản ứng giữa hai ion Ba2+ và tạo thành kết tủa. Ÿ Tương tự : GV yêu cầu HS viết phương trình phân tử, phương trình ion rút gọn của phản ứng giữa CuSO4 và NaOH. HS : Viết phương trình phản ứng : CuSO4 + 2NaOH đ Cu(OH)2 ¯ + Na2SO4 Phương trình ion : Cu2+ + + 2Na+ + 2OH- đ Cu(OH)2¯ + 2Na+ + Ÿ Phương trình ion rút gọn : Cu2+ + 2OH- đ Cu(OH)2¯ Bản chất của phản ứng trên là phản ứng kết hợp của ion Cu2+ và OH- tạo ra đồng hiđroxit khó tan. 2. Phản ứng tạo thành chất điện li yếu Hoạt động 2 GV : Yêu cầu HS viết phương trình phân tử, phương trình ion rút gọn của phản ứng giữa hai dung dịch NaOH và HCl. Như vậy thực chất của phản ứng này là sự kết hợp giữa cation H+ và anion OH- tạo nên chất điện li yếu là H2O. Tương tự như vậy, GV yêu cầu HS viết phương trình phân tử, phương trình ion và phương trình ion rút gọn của hiđroxit bazơ ít tan Mg(OH)2 với axit mạnh HCl : Mg(OH)2 + 2HCl đ MgCl2 + 2H2O Mg(OH)2 + 2H+ + 2Cl- đ Mg2+ + 2Cl- + 2H2O Mg(OH)2 + 2H+ đ Mg2+ + 2H2O GV làm thí nghiệm hoặc mô tả thí nghiệm : Đổ dung dịch HCl vào cốc đựng dung dịch NaCH3COO, thấy có mùi giấm chua. Hãy giải thích hiện tượng và viết phương trình phản ứng dưới dạng phân tử và ion rút gọn. Nhận xét : Thực chất của phản ứng này là sự kết hợp giữa cation H+ và anion CH3COO- tạo thành axit yếu CH3COOH. Hoạt động 3 Nếu có điều kiện GV hướng dẫn HS làm thí nghiệm : Nhỏ vài giọt dung dịch AgNO3 vào dung dịch NaCl – Gạn lấy kết tủa AgCl. Nhỏ dung dịch NH3 vào kết tủa AgCl cho đến khi tan hết. Quan sát, giải thích và viết phương trình phản ứng. HS : Kết tủa màu trắng tan hết, thu được dung dịch không màu trong suốt. Ÿ Dung dịch NH3 đã hoà tan được kết tủa AgCl. Ÿ Phương trình phân tử : AgCl + 2NH3 đ [Ag(NH3)2]Cl. Phương trình ion : AgCl + 2NH3 đ [Ag(NH3)2]+ + Cl- Ion [ Ag(NH3)2]+ gọi là ion phức, điện li yếu. 3. Phản ứng tạo thành chất khí Hoạt động 4 GV : Viết phương trình phản ứng dưới dạng phân tử, ion, ion rút gọn khi cho dung dịch HCl tác dụng với dung dịch Na2CO3 . HS : 2HCl + Na2CO3 đ 2NaCl + H2O + CO2 2H+ + 2Cl- + 2Na+ + đ 2Na+ + 2Cl- + H2O + CO2 2H+ + đ H2O + CO2 ư GV : Thực chất của phản ứng này là sự kết hợp giữa cation H+ và anion để tạo thành chất điện li yếu H2O và khí CO2. Ÿ Phản ứng trao đổi trong dung dịch chất điện li thực chất là phản ứng giữa các ion tạo thành chất kết tủa, chất điện li yếu hoặc chất khí. (Có thể dừng tiết thứ nhất ở đây). II - Phản ứng thuỷ phân của muối 1. Khái niệm thuỷ phân của muối Hoạt động 6 GV : Chuẩn bị 4 ống nghiệm. ống 1 : Đựng nước cất ; ống 2 : Đựng dung dịch NaCH3COO ; ống 3 : Đựng dung dịch Fe(NO3)3 ; ống 4 : Đựng dung dịch NaCl. Nhúng giấy quỳ tím vào 4 ống nghiệm trên. Yêu cầu HS nhận xét. HS : ống 1 : Màu giấy chỉ thị không thay đổi, môi trường trung tính. ống 2 : Màu giấy chỉ thị chuyển màu xanh, môi trường kiềm. ống 3 : Màu giấy chỉ thị chuyển màu đỏ, môi trường axit. ống 4 : Màu giấy chỉ thị không chuyển màu, môi trường trung tính. GV : Như vậy khi hoà tan một số muối vào nước, đã xảy ra phản ứng trao đổi ion giữa muối hoà tan và nước làm cho pH biến đổi. Phản ứng như vậy được gọi là phản ứng thuỷ phân. 2. Phản ứng thuỷ phân của muối Hoạt động 7 GV : Bằng thí nghiệm ta đã biết dung dịch NaCH3COO có pH > 7. GV dẫn dắt HS giải thích (SGK). Phản ứng này làm tăng nồng độ OH- trong dung dịch nên môi trường có pH > 7. HS nhận xét thành phần muối NaCH3COO : Cation kim loại Na+ và anion gốc axit CH3COO-. Đó là muối, sản phẩm của phản ứng giữa bazơ mạnh NaOH và axit yếu CH3COOH. GV : Một số muối là sản phẩm của phản ứng giữa bazơ mạnh và axit yếu khác là : Na2CO3, K2S... Dung dịch các muối này đều có pH > 7. Hay nói cách khác : Muối tạo bởi bazơ mạnh và axit yếu khi thuỷ phân cho môi trường kiềm. Tương tự như trên, HS giải thích tại sao dung dịch Fe(NO3)3 có pH < 7 (SGK). HS nhận xét về thành phần của muối Fe(NO3)3. Muối Fe(NO3)3 gồm có cation Fe3+ và anion Đó là sản phẩm của phản ứng giữa axit mạnh HNO3 và bazơ yếu Fe(OH)3. GV : Một số muối là sản phẩm của phản ứng giữa axit mạnh và bazơ yếu là : CuSO4, NH4Cl ... Dung dịch các muối này đều có pH < 7. Hay nói cách khác : Muối tạo bởi axit mạnh và bazơ yếu khi thuỷ phân cho môi trường axit. GV nêu vấn đề : Đối với các muối là sản phẩm của phản ứng giữa bazơ yếu và axit yếu hoặc muối axit của axit yếu khi hoà tan vào nước pH thay đổi như thế nào ? Xét thí dụ 3, thí dụ 4 (SGK). GV bổ sung : Dung dịch NaCl có pH = 7. Muối NaCl không bị thuỷ phân. Đó là muối tạo bởi axit mạnh và bazơ mạnh. Kết luận : (SGK). Hoạt động 8 Có thể sử dụng bài tập 2, 4 (SGK) để củng cố bài học. IV - Hướng dẫn giải bài tập trong SGK 1. (SGK). 2. a) Fe3+ + 3OH– đ Fe(OH)3¯ b) Không phản ứng c) + OH– đ + H2O d) + 2H+ đ e) Cu(OH)2 + 4NH3 đ [Cu(NH3)4]2+ + 2OH– g) FeS + 2H+ đ Fe2+ + H2Sư h) i) 3. CuSO4 + Na2S đ CuS¯ + Na2SO4 CuCl2 + H2S đ CuS¯ + 2HCl Cu(NO3)2 + K2S đ CuS¯ + 2KNO3. Bản chất của phản ứng này là phản ứng trao đổi ion, là sự kết hợp giữa ion Cu2+ và S2- tạo thành kết tủa CuS. 4. a) Dung dịch NaF có pH > 7, môi trường kiềm vì đó là muối tạo bởi bazơ mạnh NaOH và axit yếu HF : F- + H2O € HF + OH- b) Dung dịch Al(NO3)3 có pH < 7. Môi trường axit vì đó là muối tạo bởi axit mạnh HNO3 và bazơ yếu Al(OH)3 : Al3+ + H2O € Al(OH)2+ + H+. c) Dung dịch KI có pH = 7. Môi trường trung tính. Vì đó là muối tạo bởi axit mạnh HI và bazơ mạnh KOH. 5. Câu trả lời đúng : A, B, C. 6. a) Loại bỏ cation Ca2+ : Ca(NO3)2 + Na2CO3 đ CaCO3¯ + 2NaNO3 b) Loại bỏ anion Br- : KBr + AgNO3 đ AgBr¯ + KNO3 7. Phản ứng xảy ra : NaHCO3 + HCl đ NaCl + H2O + CO2ư + H+ đ H2O + CO2ư Phản ứng này đã làm giảm nồng độ ion H+. 8. Bóng đèn sáng rõ là do H2SO4 là chất điện li mạnh : H2SO4 đ 2H+ + Khi thêm vào cốc một lượng Ba(OH)2. Phản ứng xảy ra : H2SO4 + Ba(OH)2 đ BaSO4¯ + 2H2O Nồng độ các ion và H+ giảm đi do tạo thành chất khó tan BaSO4 và chất kém điện li H2O, nên bóng đèn sáng yếu đi. 9. a) NaCH3COO đ Na+ + CH3COO- CH3COO- + H2O € CH3COOH + OH- Kb = = 5,71.10-10 đ [OH-] = = 7,56.10-6 đ [H+] = = 1,32.10-9. b) NH4Cl đ + Cl- + H2O € NH3 + H3O+ Ka = = 5,56.10-10 [H3O+] = = 7,46.10-6. Bài 10 (1 tiết). Luyện tập Phản ứng trong dung dịch các chất điện li I - Mục tiêu bài học 1. Về kiến thức Củng cố kiến thức về phản ứng trao đổi xảy ra trong dung dịch các chất điện li. 2. Về kĩ năng Rèn luyện kĩ năng viết phương trình phản ứng dưới dạng ion và ion rút gọn. II - Gợi ý tổ chức hoạt động dạy học Hoạt động 1 : GV có thể thiết kế phiếu học tập để củng cố các kiến thức cần nhớ sau : I - kiến thức cần nhớ 1. Điều kiện xảy ra phản ứng trao đổi trong dung dịch chất điện li là gì ? Cho thí dụ tương ứng. a) Tạo thành chất kết tủa. b) Tạo thành chất điện li yếu. c) Tạo thành chất khí. 2. Phản ứng thuỷ phân của muối là gì ? Những trường hợp nào xảy ra phản ứng thuỷ phân ? 3. Phương trình ion rút gọn có ý nghĩa gì ? Nêu cách viết phương trình ion rút gọn. Hoạt động 2 II - Bài tập 1. a) Không xảy ra. b) Pb2+ + H2S đ PbS¯ + 2H+ c) Pb(OH)2 +2OH-đ+ 2H2O d) + H2O € + OH- e) Cu2+ + H2O đ Cu(OH)+ + H+ g) AgBr +đ [Ag(S2O3)2]3-+ Br- h) + 2H+ đ H2O + SO2ư i) + H+ đ H2O + CO2ư 2. ý đúng : B, C. 3. Các phản ứng xảy ra : + H2O2 đ + H2O + Ba2+ đ BaSO4¯ 4. Hoà tan các hoá chất vào nước, thu được các dung dịch : ã Muối ăn : đ AgCl¯ ã Giấm : đ ã Bột nở : đ (khí, mùi khai). ã Phèn chua : Dùng NaOH : đầu tiên xuất hiện kết tủa trắng sau đó tan khi dư NaOH. ã Muối iôt : đ xuất hiện làm hồ tinh bột có màu xanh. 5. Phản ứng : MCO3 + 2HCl đ MCl2 + H2O + CO2ư (1) NaOH + HCl đ NaCl + H2O (2) Theo đầu bài nHCl = 0,02´0,08 = 1,6.10-3 (mol) nNaOH = 5,64.10-3´0,1 = 5,64.10-4 (mol) đ nHCl(phản ứng) = 1,6.10-3 - 5,64.10-4 = 1,036.10-3 (mol) (1) đ nHCl (phản ứng) = = 5,18.10-4 (mol) = 197 (g) đ M = 197 - 60 = 137 (g) Vậy kim loại M là Ba (bari). Bài 11 (1 tiết). Bài thực hành số 1 Tính axit - bazơ Phản ứng trong dung dịch các chất điện li I - Mục tiêu 1. Về kiến thức Củng cố các kiến thức về axit - bazơ và điều kiện xảy ra phản ứng trong dung dịch các chất điện li. 2. Về kĩ năng Rèn luyện kĩ năng tiến hành thí nghiệm trong ống nghiệm với lượng nhỏ hóa chất. II - Chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm và hóa chất cho một nhóm thực hành 1. Dụng cụ thí nghiệm - Đĩa thủy tinh. - ống hút nhỏ giọt. - Bộ giá thí nghiệm đơn giản (đế sứ và cặp ống nghiệm gỗ). - ống nghiệm. - Thìa xúc hóa chất bằng thủy tinh. 2. Hóa chất : Chứa trong lọ thuỷ tinh, nút thủy tinh kèm ống hút nhỏ giọt. - Dung dịch HCl 0,1M - Dung dịch Na2CO3 đặc - Giấy đo độ pH - Dung dịch CaCl2 đặc - Dung dịch NH4Cl 0,1M - Dung dịch phenolphtalein - Dung dịch CH3COONa 0,1M - Dung dịch CuSO4 1M - Dung dịch NaOH 0,1M - Dung dịch NH3 đặc. III - Gợi ý hoạt động thực hành của HS Hình 2.1 Nên chia HS trong lớp ra từng nhóm thực hành, mỗi nhóm từ 4 đến 5 HS để tiến hành thí nghiệm. Thí nghiệm 1 : Tính axit - bazơ. a) Chuẩn bị và tiến hành thí nghiệm Thực hiện như SGK đã viết. GV lưu ý : Có thể thực hiện phản ứng hóa học trong các hõm nhỏ của đế sứ giá thí nghiệm cải tiến (hình 2.1). b) Quan sát hiện tượng xảy ra và giải thích - Nhỏ dung dịch HCl 0,1M lên mẩu giấy pH, giấy chuyển sang màu ứng với pH ằ 1. Môi trường axit mạnh. - Thay dung dịch HCl bằng dung dịch NH4Cl 0,1M, giấy chuyển sang màu ứng với pH ằ 5. Môi trường axit yếu. Giải thích : Muối NH4Cl tạo bởi gốc bazơ yếu và gốc axit mạnh, khi tan trong nước, gốc bazơ yếu bị thủy phân làm cho dung dịch có tính axit. - Thay dung dịch HCl bằng dung dịch CH3COONa 0,1M : giấy chuyển sang màu ứng với pH ằ 9. Môi trường bazơ yếu. Giải thích : Muối CH3COONa tạo bởi gốc bazơ mạnh và gốc axit yếu, khi tan trong nước gốc axit yếu bị thủy phân làm cho dung dịch có tính bazơ. - Thay dung dịch HCl bằng dung dịch NaOH 0,1M : giấy chuyển màu ứng với pH ằ 13. Môi trường kiềm mạnh. Thí nghiệm 2 : Phản ứng trao đổi trong dung dịch các chất điện li. a) Chuẩn bị và tiến hành thí nghiệm Thực hiện như đã viết trong SGK. b) Quan sát hiện tượng và giải thích - Nhỏ dung dịch Na2CO3 đặc vào dung dịch CaCl2 đặc, xuất hiện kết tủa trắng CaCO3. - Hòa tan kết tủa CaCO3 vừa mới tạo thành bằng dung dịch HCl loãng, xuất hiện các bọt khí CO2 trong dung dịch. - Nhỏ vài giọt dung dịch phenolphtalein vào dung dịch NaOH loãng chứa trong ống nghiệm, dung dịch có màu hồng tím. Nhỏ từ từ từng giọt dung dịch HCl loãng vào, vừa nhỏ vừa lắc, dung dịch sẽ mất màu. Phản ứng trung hòa xảy ra tạo thành dung dịch muối trung hòa NaCl và H2O. Môi trường trung tính. Nhỏ dung dịch NaOH vào dung dịch xuất hiện kết tủa xanh nhạt Nhỏ tiếp dung dịch đặc vào và lắc nhẹ, tan tạo thành dung dịch phức màu xanh thẫm trong suốt. đ IV - Nội dung tường trình thí nghiệm 1. Tên HS : ................................. Lớp : ......................... 2. Tên bài thực hành : ............................................................. 3. Nội dung tường trình : Trình bày cách tiến hành thí nghiệm, mô tả hiện tượng quan sát được, giải thích, viết phương trình (nếu có) các thí nghiệm sau : Thí nghiệm 1: Tính axit - bazơ. Thí nghiệm 2 : Phản ứng trong dung dịch các chất điện li.  Chương 3. Nhóm nitơ A - Mở đầu I - Mục tiêu của chương 1. Về kiến thức HS biết : Ÿ Tính chất hoá học cơ bản của nitơ, photpho. Ÿ Tính chất vật lí, hoá học của một số hợp chất : NH3, NO, NO2, HNO3, P2O5, H3PO4. Phương pháp điều chế và ứng dụng của các đơn chất và một số hợp chất của nitơ, photpho. 2. Về kĩ năng Tiếp tục hình thành và củng cố các kĩ năng : Ÿ Quan sát, phân tích, tổng hợp và dự đoán tính chất của các chất. Ÿ Lập phương trình phản ứng hoá học, đặc biệt phương trình phản ứng oxi hoá - khử. Ÿ Giải các bài tập định tính và định lượng có liên quan đến kiến thức của chương. 3. Về giáo dục tình cảm, thái độ Ÿ Thông qua nội dung kiến thức của chương, giáo dục cho HS tình cảm yêu thiên nhiên, có ý thức bảo vệ môi trường, đặc biệt môi trường không khí và đất. Ÿ Có ý thức gắn lí thuyết với thực tiễn để nâng cao chất lượng cuộc sống. II - Một số điểm cần chú ý Ÿ Để thực hiện tốt mục tiêu của chương, GV cần nắm vững được những kiến thức HS đã được trang bị ở các lớp dưới, tận dụng, khai thác triệt để những kiến thức đó giúp HS phát hiện, chiếm lĩnh kiến thức mới. Ÿ Là chương học về nguyên tố và các hợp chất cụ thể có nhiều hiện tượng hoá học phức tạp, GV cần xác định rõ trọng tâm của mỗi bài, phát hiện những kĩ năng còn hạn chế của HS để tập trung giải quyết. Ÿ GV nên cố gắng sử dụng phương pháp đặc trưng của bộ môn để dạy học như thí nghiệm, nêu vấn đề, nếu hoàn cảnh thực tế cho phép (lớp học rộng rãi, sĩ số HS vừa phải) có thể tổ chức học theo nhóm dưới sự điều khiển của GV. B – Dạy các bài cụ thể Bài 12 (1tiết). Khái quát về nhóm nitơ I - Mục tiêu bài học 1. Về kiến thức Ÿ Biết được tên các nguyên tố thuộc nhóm nitơ. Ÿ Hiểu được đặc điểm về cấu tạo nguyên tử và vị trí của nhóm nitơ trong bảng tuần hoàn. Ÿ Hiểu được sự biến đổi tính chất của các đơn chất và một số hợp chất trong nhóm. 2. Về kĩ năng Ÿ Vận dụng được những kiến thức về cấu tạo nguyên tử để hiểu được những tính chất hoá học chung của các nguyên tố nhóm nitơ. Ÿ Vận dụng quy luật chung về biến đổi tính chất của các đơn chất và hợp chất trong một nhóm A để giải thích sự biến đổi tính chất của các đơn chất và hợp chất các nguyên tố nhóm nitơ. 3. Về tình cảm và thái độ Ÿ Tin tưởng vào quy luật vận động của tự nhiên. Ÿ Có thái độ làm chủ các quá trình hoá học khi nắm được các quy luật biến đổi của chúng. II - Chuẩn bị GV : Bảng tuần hoàn. HS : Xem lại phần kiến thức chương 1 và chương 2 (SGK hoá học 10). III - Gợi ý tổ chức hoạt động dạy học Kiến thức ở bài này được xây dựng trên những kiến thức HS được trang bị ở lớp 10 (chương 1 và chương 2). Vì vậy GV nên khai thác tối đa những hiểu biết của HS để xây dựng bài học. Nếu có điều kiện, có thể tổ chức cho HS học theo hình thức nhóm trao đổi, thảo luận. GV giao các vấn đề cụ thể cho từng nhóm theo dàn bài của SGK để các em chuẩn bị trước ở nhà. Trên lớp, GV tổ chức cho các em thảo luận trong nhóm và trình bày ý kiến trước cả lớp. GV cần phải phân bố thời gian cho từng vấn đề hợp lí và kết luận từng vấn đề rõ ràng để HS dễ theo dõi và nắm chắc được nội dung bài học. I - Vị trí của nhóm nitơ trong Bảng tuần hoàn Hoạt động 1 GV yêu cầu HS tìm nhóm nitơ trong BTH, gọi tên các nguyên tố trong nhóm, cho biết vị trí của nhóm trong BTH. GV : Lưu ý hướng dẫn HS về kí hiệu hoá học các nguyên tố. Nguyên tố antimon có kí hiệu Sb, tên La Tinh là stibium. II - Tính chất chung của các nguyên tố nhóm nitơ 1. Cấu hình electron của nguyên tử Hoạt động 2 GV : Từ vị trí của nhóm nguyên tố trong BTH, yêu cầu HS nhận xét về : Ÿ Số electron lớp ngoài cùng. Ÿ Phân bố các electron lớp ngoài cùng vào các obitan. Ÿ Nhận xét về số electron độc thân ở trạng thái cơ bản, ở trạng thái kích thích. Ÿ Khả năng tạo thành liên kết hoá học từ các electron độc thân. HS nghiên cứu SGK, dưới sự dẫn dắt của GV lần lượt giải quyết từng vấn đề : Ÿ Vì thuộc nhóm VA nên nguyên tử của các nguyên tố nhóm nitơ đều có 5 electron lớp ngoài cùng. Ÿ 5 electron này được phân bố vào phân lớp s (2 electron) và phân lớp p (3 electron). Cấu hình electron lớp ngoài cùng được viết : ns2np3. Phân bố vào các obitan : ư¯ ư ư ư ns2 np3 Ÿ ở các nguyên tố P, As, Sb, Bi còn có phân lớp d trống. Nên khi bị kích thích, electron đã ghép đôi ở obitan ns sẽ tách ra và chuyển sang obitan nd. Như vậy ở trạng thái cơ bản, các nguyên tử của các nguyên tố nitơ đều có 3 electron độc thân. Khi bị kích thích, nguyên tử của các nguyên tố P, As, Sb, Bi có 5 electron độc thân. Ÿ Vì có 3 hoặc 5 electron độc thân, nguyên tử của các nguyên tố nhóm nitơ có thể tạo thành 3 hoặc 5 liên kết cộng hoá trị (trừ nitơ chỉ tạo thành 3 liên kết cộng hoá trị). 2. Sự biến đổi tính chất của các đơn chất Hoạt động 3 GV gợi ý giúp HS nhớ lại : Ÿ Một số các khái niệm : Tính kim loại - phi kim ; Tính oxi hoá - khử ; Độ âm điện ; ái lực electron. Ÿ Quy luật chung về sự biến đổi tính kim loại - phi kim, tính oxi hoá - khử, độ âm điện, ái lực electron theo nhóm A. GV yêu cầu HS vận dụng quy luật đã nêu để phát hiện trong nhóm nitơ nguyên tố nào có tính phi kim mạnh nhất ? Tính kim loại mạnh nhất ? Dựa vào số liệu trong bảng 3.1 (SGK) để chứng minh điều đó. 3. Sự biến đổi tính chất của các hợp chất a) Hợp chất với hiđro Hoạt động 4 HS nghiên cứu SGK cho biết : Ÿ Hoá trị của các nguyên tố nhóm nitơ với hiđro bằng bao nhiêu ? Viết công thức chung của các hợp chất này. Ÿ Sự biến đổi độ bền, tính khử của các hợp chất hiđrua này xảy ra như thế nào ? GV nhận xét ý kiến của HS : Hoá trị của các nguyên tố nhóm nitơ với hiđro bằng 3 : hình thành được 3 liên kết cộng hoá trị có cực với hiđro. Công thức chung của loại hợp chất này là RH3. Trong đó R là các nguyên tố N, P, As, Sb, Bi. Quy luật : theo chiều điện tích hạt nhân tăng (từ nitơ đến bitmut). - Độ bền nhiệt giảm. - Tính khử tăng. b) Oxit và hiđroxit Hoạt động 5 HS nghiên cứu SGK và cho biết : Ÿ Các nguyên tố nhóm nitơ tạo thành hợp chất với oxi có số oxi hoá cao nhất bằng bao nhiêu ? Ÿ Viết công thức một số oxit, hiđroxit quan trọng của các nguyên tố nhóm nitơ. Ÿ Cho biết quy luật về : - Độ bền của các số oxi hoá. - Sự biến đổi về tính axit, bazơ của các oxit và hiđroxit. GV nhận xét ý kiến của HS : Ÿ Các nguyên tố nhóm nitơ có số oxi hoá cao nhất đối với oxi là +5. Ÿ Công thức một số oxit và hiđroxit quan trọng : - Với số oxi hoá +5 : N2O5 ; P2O5. HNO3 ; H3PO4 - Với số oxi hoá +3 : As2O3 ; Sb2O3 ; Bi2O3. As(OH)3 ; Sb(OH)3 ; Bi(OH)3. Ÿ Quy luật : theo chiều từ nitơ đến bitmut. - Độ bền của hợp chất với số oxi hoá +5 giảm xuống, với N và P số oxi hoá +5 là đặc trưng. - Tính bazơ của các oxit và hiđroxit tăng còn tính axit giảm. Hoạt động 6 Có thể sử dụng bài tập 2, 3 (SGK) để củng cố bài học. IV - Hướng dẫn giải bài tập trong SGK 1. Cấu hình electron của As : 1s22s22p63s23p63d104s24p3 ư¯ ư ư ư đ ư ư ư ư ư 4s2 4p3 4d 4s1 4p3 4d1 Trạng thái cơ bản Trạng thái kích thích Ÿ Sb : 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p3 ư¯ ư ư ư đ ư ư ư ư ư 5s2 5p3 5d 5s1 5p3 5d1 Trạng thái cơ bản Trạng thái kích thích Ÿ Bi : 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p3 ư¯ ư ư ư đ ư ư ư ư ư 6s2 6p3 6d 6s1 6p3 6d1 Trạng thái cơ bản Trạng thái kích thích 2. a) Từ nitơ đến bitmut tính phi kim giảm vì độ âm điện đặc trưng cho tính phi kim giảm. Từ bảng 3.1 thấy : Nguyên tố Nitơ Photpho Asen Antimon Bitmut Độ âm điện 3,0 2,1 2,0 1,8 1,7 b) Tính phi kim của nitơ yếu hơn oxi, flo vì : Các nguyên tố nitơ, oxi, flo đều thuộc chu kì II của BTH. Theo quy luật trong một chu kì theo chiều điện tích hạt nhân tăng độ âm điện của nguyên tố tăng. Trong dãy này : Nguyên tố Nitơ Oxi Flo Độ âm điện 3,0 3,5 4,0 3. Ÿ Hợp chất trong đó nitơ, photpho có số oxi hoá -3 : NH3 ; Mg3N2 ; NH4Cl ; PH3 ; Ca3P2. Ÿ Hợp chất trong đó nitơ, photpho có số oxi hoá +3 : N2O3 ; NaNO2 ; P2O3 ; H3PO3 Ÿ Hợp chất trong đó nitơ, photpho có số oxi hoá +5 : N2O5 ; HNO3 ; P2O5 ; H3PO4. 4 . Nitơ chỉ có cộng hoá trị tối đa là 4 vì nguyên tử nitơ không có obitan d trống nên không có trạng thái kích thích xuất hiện 5 electron độc thân để tạo thành 5 liên kết cộng hoá trị. Các nguyên tố còn lại trong nhóm nitơ ở trạng thái kích thích nguyên tử của chúng xuất hiện 5 electron độc thân nên có khả năng tạo 5 liên kết cộng hoá trị. 5 . a) 2As + 3H2SO4(đ) As2O3 + 3SO2 + 3H2O. b) 2As + 5NaClO + 3H2O đ 2H3AsO4 + 5NaCl. c) Bi + 4HNO3 đ Bi(NO3)3 + NO + 2H2O. d) Sb2O3 + 6HCl đ 2SbCl3 + 3H2O. e) Sb2O3 + 2NaOH đ 2NaSbO2 + H2O. Sb2O3 : là oxit lưỡng tính. Bài 13 (1 tiết). Nitơ I - Mục tiêu bài học 1. Về kiến thức Ÿ Hiểu được tính chất vật lí, hoá học của nitơ. Ÿ Biết phương pháp điều chế nitơ trong công nghiệp và trong phòng thí nghiệm. Ÿ Hiểu được ứng dụng của nitơ. 2. Về kĩ năng Ÿ Vận dụng đặc điểm cấu tạo phân tử của nitơ để giải thích tính chất vật lí, hoá học của nitơ. Ÿ Rèn luyện kĩ năng suy luận logic. 3. Về tình cảm thái độ Ÿ Biết yêu quý bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên. II - Chuẩn bị GV : Điều chế sẵn khí nitơ cho vào các ống nghiệm, đậy bằng nút cao su. HS : – Mỗi nhóm HS bắt đến lớp một con châu chấu hoặc một con nhện con. - Xem lại cấu tạo phân tử nitơ (phần liên kết hoá học SGK hoá học 10). III - Gợi ý tổ chức hoạt động dạy học I - Cấu tạo phân tử Hoạt động 1 GV nêu câu hỏi : Ÿ Hãy mô tả liên kết trong phân tử nitơ. Ÿ Hai nguyên tử nitơ trong phân tử nitơ liên kết với nhau như thế nào ? GV gợi ý : - Đặc điểm cấu tạo nguyên tử nitơ : có 5 electron lớp ngoài cùng, trong đó có 3 electron độc thân. – Để đạt được cấu hình bền 8 electron lớp ngoài cùng, mỗi nguyên tử nitơ bỏ ra 3 electron để tạo nên 3 cặp electron chung : : N MM N : hay NºN Đó là liên kết cộng hoá trị không có cực. Như vậy : Ÿ Phân tử nitơ gồm có 2 nguyên tử. Ÿ Hai nguyên tử trong phân tử nitơ liên kết với nhau bằng ba liên kết cộng hoá trị không có cực. II - Tính chất vật lí Hoạt động 2 Phát hiện tính chất vật lí quan trọng của nitơ. - Thí nghiệm : GV phát cho mỗi nhóm HS một ống nghiệm đựng khí nitơ. HS quan sát rồi cho con côn trùng vào ống nghiệm đậy nút lại. Khi thấy con côn trùng đã yếu đi thì lấy ra khỏi ống nghiệm. Theo dõi tình trạng sức khoẻ của con côn trùng. HS nhận xét về : – Màu sắc, mùi vị ? - Có duy trì sự sống không ? Có độc không ? Ÿ Không duy trì sự sống, nhưng không độc vì con côn trùng khoẻ trở lại khi nó thoát khỏi môi trường khí nitơ. - Nặng hay nhẹ hơn không khí ? Ÿ Hơi nhẹ hơn không khí : . GV bổ sung : - Khí nitơ ít tan trong nước. - Hoá lỏng, hoá rắn ở nhiệt độ rất thấp. - Không duy trì sự cháy. III - Tính chất hoá học Hoạt động 3 Dựa vào đặc điểm cấu tạo nguyên tử, phân tử dự đoán và tìm hiểu tính chất hoá học của nitơ. GV nêu vấn đề : Ÿ Nitơ là phi kim khá hoạt động (độ âm điện là 3) nhưng ở nhiệt độ thường khá trơ về mặt hoá học, hãy giải thích. Ÿ Số oxi hoá của nitơ ở dạng đơn chất bằng bao nhiêu ? Dựa vào số oxi hoá có thể có của nitơ để dự đoán tính chất hoá học của nitơ. HS giải quyết hai vấn đề trên : Ÿ Vấn đề 1 : Dựa vào đặc điểm cấu tạo phân tử của nitơ. Hai nguyên tử trong phân tử liên kết với nhau bằng một liên kết ba bền vững. Để phá vỡ liên kết này cần năng lượng rất lớn. Vì vậy ở nhiệt độ thường nitơ khá trơ về mặt hoá học. Ÿ Vấn đề 2 : Dựa vào khả năng thay đổi số oxi hoá của nitơ. Nitơ đơn chất có số oxi hoá bằng 0. Số oxi hoá có thể có của nitơ là -3, 0, +1, +2, +3, +4, +5. Vậy khi số oxi hoá của nitơ tăng từ 0 đến các số oxi hoá dương, nitơ là chất khử. Còn khi số oxi hoá của nitơ giảm từ 0 đến -3, nitơ là chất oxi hoá. Kết luận : Ÿ ở nhiệt độ thường nitơ khá trơ về mặt hoá học. Còn ở nhiệt độ cao đặc biệt khi có xúc tác nitơ trở nên hoạt động. Ÿ Tuỳ thuộc vào sự thay đổi số oxi hoá, n