Giáo án Hóa học Lớp 11 - Chương 3: Cacbon. Silic - Tiết 23, Bài 16: Hợp cất của Cacbon - Trương Văn Hưởng

TiÕt 23. Bµi 16 hỵp chÊt cđa cacbon Ngµy so¹n: ...... / ...... / 20 ...... Gi¶ng ë c¸c líp: Líp Ngµy d¹y Häc sinh v¾ng mỈt Ghi chĩ 11 I. Mơc tiªu bµi häc: 1. KiÕn thøc: - HS biết:CO có tính khử; CO2 là một oxit axit có tính oxi hoá; H2CO3 là axit rất kém bền, tính axit yéu và axit hai nấc; Tính chất của muối cacbonat;tính tan, tác dụng với axit, tác dụng với kiềm. - HS hiểu: Muối cacbonat dễ bị nhiệt phân huỷ trừ muối cacbonat kim loại kiềm; Tính chất vật lí của CO, CO2; Điều chế CO, CO2; Ứng dụng của CO, CO2 và muối cacbonat. 2. Kü n¨ng: - Giải thích tính chát hoá học của CO, CO2, H2CO3 và muối cacbonat. - Thu thập thông tin từ các nguồn khác nhau để rút ra kiến thức mới về tính chất vật lí, tính chất hoá học, ứng dụng và điều chế một số hợp chất của cacbon. - Viết các PTHH và xác định vai trò chất khử hoặc chất oxi hoá để chứng minh cho tính chất của chất. - Phân biệt khí CO, khí CO2, muối cacbonat với một số chất khác. 3. T­ t­ëng: II. Ph­¬ng ph¸p: §µm tho¹i kÕt hỵp khÐo lÐo víi thuyÕt tr×nh. III. §å dïng d¹y häc: Dụng cụ, hoá chất cần thiết để thực hiện thí nghiệm biểu diễn: Pphản ứng của CO2 với dung dịch Ca(OH)2, với Mg, CaCO3 với dung dịch HCl; NaHCO3 với dung dịch HCl, Với dung dịch NaOH. IV. TiÕn tr×nh bµi gi¶ng: 1. ỉn ®Þnh tỉ chøc líp: (1') 2. KiĨm tra bµi cị: (5') a/ Cacbon có những tính chất hoá học đặc trưng nào ? cho ví dụ và viết phương trình minh hoạ. b/ Vì sao các dạng thù hình của cacbon lại có tính chất hoá học giống nhau, mà tính chất vật lí lại khác nhau, dựa vào cấu tạo nào mà các dạng thù hình của cacbon có được các ứng dụng khác nhau?. 3. Gi¶ng bµi míi: Thêi gian Ho¹t ®éng cđa Gi¸o viªn Ho¹t ®éng cđa Häc sinh Néi dung 10' * Ho¹t ®éng 1: - GV cho HS viết cấu hình electron của C và O, sự phân bố e vào các ô lượng tử ở trạng thía cơ bản. - GV giải thích sự hình thành phân tử CO. Trong phân tử CO chứa 2 LK CHT và một LK cho nhận. - HS viết cấu hình electron của C và O, sự phân bố e vào các ô lượng tử ở trạng thía cơ bản. C: 1s22s22p2 O: 1s22s22p4 A- CACBON MONO OXIT (CO) Cấu tạo phân tử: GV cho HS đọc SGK. Hãy nêu những tính chất vật lí của CO HS đọc SGK HS tính dCO/kk I- TÍNH CHẤT VẬT LÍ -CO khí không ( màu, mùi, vị). - Nhẹ hơn không khí, độc, ít tan. - Hoá lỏng -191,50C, hoá rắn -205,20C. - GV từ số oxi hoá của NT (C) trong CO có thể dự đoán CO có những tính chất hoá học đặc trưng nào. Dẫn ra các phản ứng hoá học và chỉ rõ vai trò của CO trong các phản ứng đó. - GV bổ sung CO ở nhiệt độ thường không tác dụng với nước, oxit bazơ, dd bazơ nên gọi là oxit không tạo muối. C+2 (CO) có su hướng chuyển thành C+4(CO2) bền hơn nên CO là chất khử ở nhiệt độ cao. GV lưu ý HS khi đốt lò than nên đốt nơi thoáng gió, không đốt trong phòng kín vì khí CO sinh ra độc còn CO2 là chất không duy trì sự sống. - HS dự đoán những tính chất hoá học cơ bản của CO và dẫn ra các phản ứng hoá học và chỉ rõ vai trò của CO trong các phản ứng. - HS dựa vào SGK. II- TÍNH CHẤT HOÁ HỌC 1. Cacbonmonôxit là oxit không tạo muối. CO kém hoạt động hoá học ở nhiệt độ thường, chỉ hoạt động hoá học ở nhiệt độ cao. CO ở nhiệt độ thường không tác dụng với nước, oxit bazơ, dd bazơ nên gọi là oxit không tạo muối. 2. Tính khử. * CO cháy trong không khí. + O2 CO dùng là nhiên liệu khí đốt * Tác dụng với nhiều oxit kim loại. 3+ 2+ 3 + CuO Cu + CO dùng trong luyện kim. 5' * Ho¹t ®éng 2: - GV hướng dẫn HS đọc thông tin SGK về điều chế CO. - GV Phương pháp khí than ướt. Hỗn hợp khí thu được trong đó chứa 44% CO còn lại là các khí khácCO2, H2, N2 Phương pháp khí than khô hỗn hợp khí thu được trong đó chứa 25% CO còn lại là N2, CO2 HS đọc thông tin SGK về điều chế CO. III- ĐIỀU CHẾ 1. Trong phòng thí nghiệm. HCOOHCO + H2O a) Phương pháp khí than ướt. Cho hơi nước qua than nóng đỏ. C + H2O CO + H2O b) Phương pháp khí than khô. Thổi không khí qua than nóng đỏ. CO2 + C 2CO 2. Trong CN: 10' * Ho¹t ®éng 3: GV yêu cầu HS viết công thức electron và CTCT của phân tử CO2. Phân tử CO2 không cực HS viết công thức electron và CTCT của phân tử CO2. B-CACBON ĐIOXIT Cấu tạo phân tử: ( thẳng) O = C= O - GV cho HS nghiên cứu SGK và hiểu biết thực tế về TCVL của CO2. - GV bổ sung: CO2 nhiều có lẫn trong không khí gây o nhiễm môi trường, là một trong các khí gây hiệu ứng nhà kính, huỷ tầng ozon. CO2 lỏng làm lạnh đột ngột -700C hoá rắn gọi là “nước đá khô” - HS đọc SGK cho biết tính chất hoá học của CO2 và dẫn ra các PTHH để chứng minh. I- TÍNH CHẤT VẬT LÍ - CO2 là khí không ( màu, mùi, vị) nặng gấp 1,5 lần không khí. - Đkbt: 1 lit CO2 tan /1 lit H2O. - CO2 CO2 lỏng không màu, linh động. - CO2 rắn gọi là “nước đá khô” dùng để gây mưa nhân tạo. - GV dựa vào soh của NT (C) trong CO2 và kiến thức đã biết hãy dự đoán tính hoá học cơ bản của CO2 ? Chú ý khi viết phản ứng với bazơ và oxit bazơ lưu ý số mol chất tác dụng mà tạo ra muối axit hay muối trung hoà. - GV bổ sung: c) CO2 là chất oxi hoá ở nhiệt độ cao. + C 2 + Mg + 2MgO - Y/C: CO2 là một oxit axit ( khác với CO), chỉ có thể là một chất oxi hoá, vì trong CO2 soh của C cao nhất là +4. " , C giảm soh. - HS viết và lấy các ví dụ minh hoạ... II- TÍNH CHẤT HOÁ HỌC a) CO2 không cháy và không duy trì sự cháy, vì trong CO2 cacbon có số ôxi hoá + 4 khá bền. b) CO2 là một oxit axit, tác dụng nước, bazơ, oxit bazơ. * CO2 + H2O H2CO3 Kém bền Chỉ tồn tại trong dd loãng. * Cã tÝnh oxi ho¸: CO2 + 2Mg C + MgO → Kh«ng dïng khÝ CO2 ®Ĩ dËp t¾t ®¸m ch¸y cã Mg. GV cho HS đọc thông tin SGK HS đọc thông tin SGK. III- ĐIỀU CHẾ 1. Trong phòng thí nghiệm. CaCO3+2HCl"CaCl2+CO2+H2O đá vôi 2. Trong công nghiệp. - Lấy từ sản phẩm khí lò nung vôi. CaCO3 CO2 + CaO đá vôi cacbon đioxit vôi sống 10' * Ho¹t ®éng 4: - GV cho HS nêu đặc điểm về axit H2CO3 đã biết trong chương sự điện li. - GV gợi ý cho HS lấy ví dụ và viết PTHH. - HS nêu đặc điểm về axit H2CO3 đã biết trong chương sự điện li. - HS viết PTHH C - AXIT CACBONIC VÀ MUỐI CACBONAT I- AXIT CACBONIC - Axit yếu hai nấc, rất rễ phân huỷ thành CO2 và H2O. H2CO3 CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3- K1 = 4,5 .1 0 -7 HCO3- H+ + CO32- K2 = 4,8 .1 0 -11 - Tác dụng với oxit bazơ. - Tác dụng với bazơ tuỳ theo sỉ lệ số mol mà tạo ra muối trung hoà hoặc muối axit. - GV làm và cho HS quan sát tính tan một số muối cacbonat viết PT phân li ra ion. Rút ra kết luận. - GV cho HS lấy ví dụ và viết PTHH dạng phân tử và ion thu gọn. Rút ra nhận xét về muối cacbon nat tác dụng với axit. - GVgợi ý HS lấy ví dụ muối hiđrocacbonat + dd kiềm. Và nhận xét. - GV bổ sung: Muối amoni hiđrocacbonat được dùng làm bột nở. NH4HCO3NH3 + CO2+H2O - HS quan sát tính tan một số muối cacbonat viết PT phân li ra ion. Rút ra kết luận. ( lập bảng) và cho ví dụ: - HS lấy ví dụ và viết PTHH dạng phân tử và ion thu gọn. Nhận xét: Muối cácbonat Dù tan hay không tan đều tác dụng với các axit mạnh hơn tạo ra khí CO2. - HS lấy ví dụ và viết PTHH dạng phân tử và ion thu gọn. Nhận xét: + Muối hiđrocacbonat + dd kiềm " muối cacbonat + H2O. + Muối hiđrocacbonat + dd kiềm " muối cabonat không tan + Muối hiđrocacbonat + dd kiềm " bazơ không tan. - HS nhớ lại kiến thức đã học ở lớp 9. Nhận xét: Muối cacbonat và nhiệt hiđro cacbonat kém bền trừ muối các bonatKLK. II- MUỐI CACBONAT 1. Tính chất. a) Tính tan Cation Anion gốc axit HCO3- CO32- KLK,NH4+ đa số tan tan KL khác không tan b) Tác dụng với axit * NaHCO3+ HCl " NaCl + CO2 + H2O HCO3- + H+ " CO2 + H2O * Na2CO3+ 2HCl " 2NaCl + CO2 + H2O CO32- + 2H+ " CO2 + H2O * CaCO3 + 2HCl"CaCl2 + CO2+ H2O CaCO3 +2H+ "Ca2++ CO2+ H2O c) Tác dụng với dung dịch kiềm * NaHCO3+NaOH"Na2CO3+ H2O HCO3- +OH- " CO3 2- + H2O * Ca(HCO3)2 + 2NaOH" Na2CO3 + CaCO3$ 2H2O Ca2+ + HCO3-+OH- " CaCO3$ + H2O * Ca(HCO3)2 + NaOH" NaHCO3 + CaCO3$ + H2O ... * Mg(HCO3)2 + 2NaOH" Mg(OH)2$+2 NaHCO3 d) Phản ứng nhiệt phân * Muối cacbonat KLK bền nhiệt * Muối hiđro cacbonat và muối cacbonat kim loại khác khi đun nóng phân huỷ cho muối cacbo nat + CO2 + H2O hoặc oxit KL+ CO2. Ví dụ: Ca(HCO3)2 CaCO3 + CO2 + H2O CaCO3 CaO + CO2 GV cho HS đọc SGK (tr 74) liên hệ thực tế để thu thập thông tin về ứng dụng muối cacbonat CaCO3, Na2CO3. NaHCO3. HS đọc SGK liên hệ thực tế để thu thập thông tinvề ứng dụng muối cacbonat CaCO3, Na2CO3. NaHCO3. 2. Ứng dụng. (SGK) 4. Cđng cè bµi gi¶ng: (3') Gợi ý bài 1 : a/ Phương pháp vất lý : Nén dưới áp suất cao , CO2 hoá lỏng tách ra khỏi CO . b/ Phương pháp hoá học : Dẫn hỗn hợp qua dung dịch nước vôi trong dư và dẫn tiếp qua CaCl2 khan thì thu được khí CO tinh khiết. Gợi ý bài 2 : Tạo dung dịch thuốc thử: Lấy dd Ca(OH)2 + 2 - 3 giọt phenolphtalein " màu hồng "dd A; Cho vào mỗi bình khí từ 1-2 giọt dd A, bình nào làm mất màu dd A và có kết tủa trắng đục là bình khí SO2. bình chỉ làm mất màu dd A không có kết tủa trắng đục là bình khí HCl, không có hiện tượng gì là bình khí CO. Gợi ý bài 3 : A Gợi ý bài 4 : a) Ca(HCO3)2 CaCO3 + CO2 + H2O b) CaCO3 + CO2 + H2O" Ca(HCO3)2 Gợi ý bài 5 : ; n KOH = 0,100 x 0,200 = 0,0200 (mol) Vì tỉ lệ: nên chỉ xảy ra phản ứng: 2KOH + CO2" K2CO3 + H2O sau phản ứng chỉ có muối K2CO3 được tạo thành nên: 0,0100 x 138 = 1,38 (g) Gợi ý bài 6 : CaCO3 CaO + CO2 (mol) Vì hiệu suất là 95% nên sản phâmr thực tế thu được (mol) Còn nNaOH = 0,500 x 1,800 = 0,9000 (mol). Xét thấy tỉ lệ: tức 1< 1,8 < 2. Vậy sẽ xảy ra 2 phản ứng và tạo ra 2 muối: NaHCO3 và Na2 CO3: Cụ thể: CO2 + 2 NaOH " Na2CO3 + H2O ( p/ứ theo số mol NaOH vì nNaOH > nCO2) 0,4500 ! 0,900" 0,4500 ; vì CO2 sau phản ứng này còn dư 0,5002 – 0,4500 = 0,05020 (mol) nên Na2CO3 + CO2 + H2O " 2NaHCO3 0,05020 ! 0,05020 " 2x 0,05020 = 0,1004 Khối lượng các muối: Na2CO3 : 106 ( 0,4500 – 0,05020) = 106 x 0,39980 42, 38 (g) NaHCO3 : 84 x 0,1004 8,434 (g). 5. H­íng dÉn häc sinh häc vµ lµm bµi tËp vỊ nhµ: (1') Lµm c¸c BT Trong SBT vµ xem tr­íc bµi Silic vµ hỵp chÊt cđa Silic. V. Tù rĩt kinh nghiƯm sau bµi gi¶ng: ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ chuyªn m«n duyƯt Ngµy ...... / ...... / 20 ......