Hướng dẫn theo môđun nhằm tăng cường năng lực tự học phần phi kim nhóm IIIA, IVA

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

DANH MỤC VIẾT TẮT DÙNG TRONG KHÓA LUẬN : Công nghiệp hóa, hiện đại hóa

CNTT

: công nghệ thông tin

CHT

: cộng hóa trị

CN

: Công nghiệp

CTTQ

: Công thức tổng quát

ĐHSP

: Đại học Sƣ phạm

GV

: Giảng viên

GD

: Giáo dục

SV

: Sinh viên

PTN

: Phòng thí nghiệm

XHCN

: xã hội chủ nghĩa

e

: electron

kk

: Không khí

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

N

CNH – HĐH

ii Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

MỤC LỤC

N

LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. i

Ơ

DANH MỤC VIẾT TẮT DÙNG TRONG KHÓA LUẬN ........................................ii

N

H

MỤC LỤC ................................................................................................................. iii

U Y

MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1

.Q

1. Lí do chọn đề tài ........................................................................................ 1

ẠO

TP

2. Mục đích nghiên cứu ................................................................................. 2

Đ

3. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu .......................................................... 2

N

G

4. Nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................ 2

H Ư

5. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................... 2

TR ẦN

6. Giả thiết khoa học ..................................................................................... 3 7. Phƣơng pháp nghiên cứu........................................................................... 3

10 00

B

8. Đóng góp của đề tài................................................................................... 3 PHẦN 2: NỘI DUNG ................................................................................................. 4

Ó

A

Chƣơng 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN ......................................................... 4

Í-

H

1.1 Đổi mới phƣơng pháp dạy học................................................................ 4

-L

1.2 Cơ sở lí thuyết của quá trình tự học ........................................................ 4

TO

ÁN

1.2.1 Khái niệm tự học .............................................................................. 4

D

IỄ N

Đ

ÀN

1.2.2 Các hình thức tự học ........................................................................ 4 1.2.3. Quy trình tự học .............................................................................. 5 1.2.4 Các năng lực tự học cần bồi dưỡng và phát triển cho SV ............... 5 1.2.5. Biên soạn nội dung dạy học bằng môđun ...................................... 6

1.3. Tài liệu tự học có hƣớng dẫn theo môđun [4], [10] ............................... 8

iii Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

1.3.1. Thế nào là tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun? ................... 8 1.3.2. Cấu trúc nội dung tài liệu tự học (cho một tiểu môđun)................. 8

Ơ

N

1.3.3. Phương pháp tự học có hướng dẫn theo môđun ........................... 10

N

H

1.4. Hƣớng dẫn cách tự học theo môđun .................................................... 10

U Y

Chƣơng 2. THIẾT KẾ TÀI LIỆU TỰ HỌC CÓ HƢỚNG DẪN THEO

.Q

MÔĐUN PHẦN PHI KIM NHÓM IIIA, IVA ......................................................... 12

TP

2.1. Cấu trúc học phần Hóa vô cơ 1 ............................................................ 12

ẠO

2.2. Nguyên tắc của việc thiết kế tài liệu tự học có hƣớng dẫn theo

G

Đ

môđun .......................................................................................................... 12

H Ư

N

2.3. Thiết kế tài liệu tự học có hƣớng dẫn theo môđun phần phi kim

TR ẦN

nhóm IIIA, IVA - học phần Hóa vô cơ 1 .................................................... 13 TIỂU MÔĐUN 1: BO ............................................................................................... 13 TIỂU MÔ ĐUN 2: NITRUA BO, BORAN .............................................................. 18

10 00

B

TIỂU MÔ ĐUN 3: ANHIĐRIT BORIC, AXIT BORIC, MUỐI BORAT ............... 22 TIỂU MÔ ĐUN 4: CACBON ................................................................................... 27

A

TIỂU MÔ ĐUN 5: CACBON OXIT, CACBON ĐIOXIT ....................................... 36

H

Ó

TIỂU MÔ ĐUN 6: AXIT CACBONIC VÀ MUỐI CACBONAT, MUỐI

Í-

HIĐROCACBONAT ................................................................................................ 47

-L

TIỂU MÔ ĐUN 7: MỘT SỐ HỢP CHẤT KHÁC CỦA CACBON ........................ 52

ÁN

TIỂU MÔ ĐUN 8: SILIC ......................................................................................... 61

TO

TIỂU MÔ ĐUN 9: OXIT SILIC, AXIT SILIXIC VÀ MUỐI SILICAT ................. 66

D

IỄ N

Đ

ÀN

CÂU HỎI TỰ LUẬN KẾT THÚC MÔĐUN ........................................................... 71

KẾT LUẬN ............................................................................................................... 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 75 PHỤ LỤC .................................................................................................................. 76

iv Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài

N

Thế kỉ XXI với sự phát triển của khoa học và công nghệ, đang đƣa

Ơ

nhân loại bƣớc đầu quá độ sang nền kinh tế tri thức. Nghị quyết Hội nghị lần

N

H

thứ 8 (số 29- NQ/TW). Nghị quyết ban hành nhằm đáp ứng yêu cầu công

U Y

nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trƣờng định hƣớng

TP

.Q

XHCN và hội nhập quốc tế.

Nghị quyết đã nêu rõ nguyên nhân về bất cập và yếu kém trong giáo

ẠO

dục. Đồng thời Nghị quyết cũng đƣa ra định hƣớng đổi mới căn bản, toàn

G

Đ

diện giáo dục và đào tạo. Nhằm đổi mới giáo dục Đại học ở Việt Nam, Bộ

H Ư

N

GD và Đào tạo đã yêu cầu chuyển từ thực hiện chƣơng trình đào tạo theo niên chế thành đào tạo theo hệ thống tín chỉ kiểu Hoa Kỳ, bắt đầu từ năm 2008 –

TR ẦN

2009. Phƣơng thức đào tạo theo tín chỉ, lấy ngƣời học làm trung tâm trong quá trình dạy và học, phát huy đƣợc tính chủ động và sáng tạo của ngƣời học.

10 00

B

Trong phƣơng thức đào tạo theo tín chỉ, tự học, tự nghiên cứu của sinh viên đƣợc coi trọng, đƣợc tính vào nội dung, thời lƣợng của chƣơng trình. Ngƣời

Ó

A

học tự học, tự nghiên cứu, giảm sự nhồi nhét của ngƣời dạy và do đó phát huy

H

đƣợc tính chủ động và sáng tạo của ngƣời học.

-L

Í-

Để hình thành và nâng cao năng lực tự học cho sinh viên, các giảng

ÁN

viên phải luôn tìm tòi, cố gắng tìm ra những phƣơng pháp dạy học mới để

TO

giúp nâng cao năng lực tự học cho sinh viên.

ÀN

Môđun dạy học là một hƣớng đi trong thiết kế tài liệu và tổ chức dạy

D

IỄ N

Đ

học bằng phƣơng pháp tự học có hƣớng dẫn, nhờ các môđun mà sinh viên từng bƣớc đạt đƣợc kiến thức. Sinh viên có thể tự học và kiểm tra mức độ nắm vững các kiến thức, kĩ năng và thái độ trong từng môđun. Phƣơng pháp này giúp sinh viên học tập ở lớp và ở nhà có hiệu quả, và có thể học tập bất cứ lúc nào và ở bất cứ đâu.

1 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Xuất phát từ những lí do trên chúng tôi đã lựa chọn đề tài “Thiết kế tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun nhằm tăng cường năng lực tự học phần phi kim nhóm IIIA, IVA”.

Ơ

N

2. Mục đích nghiên cứu

N

H

Thiết kế tài liệu tự học có hƣớng dẫn, bao gồm các vấn đề về lí thuyết

U Y

và bài tập, giúp tăng cƣờng năng lực tự học cho sinh viên phần Hóa học vô cơ

.Q

1 – nhóm IIIA, IVA cũng nhƣ năng lực tự học bộ môn hóa học nói chung ở

TP

trƣờng ĐHSP Hà Nội 2.

ẠO

3. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu

G

Đ

- Đối tƣợng nghiên cứu: Mối quan hệ giữa phƣơng pháp tự học có

N

hƣớng dẫn theo môđun với chất lƣợng môn hóa học vô cơ 1 – nhóm IIIA,

H Ư

IVA và nghiên cứu cách sử dụng tài liệu đó để tăng cƣờng năng lực tự học

TR ẦN

cho sinh viên.

- Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy và học phần Hóa học vô cơ 1 –

10 00

B

nhóm IIIA, IVA, khoa Hóa học trƣờng ĐHSP Hà Nội 2.

4. Nhiệm vụ nghiên cứu

A

- Nghiên cứu những cơ sở lí luận và thực tiễn của việc áp dụng phƣơng

Í-

IIIA, IVA.

H

Ó

pháp tự học có hƣớng dẫn theo môđun đối với phần Hóa học vô cơ 1 – nhóm

-L

- Nghiên cứu về cơ sở lí luận về môđun dạy học nói chung, môđun dạy

ÁN

học phần Hóa học vô cơ nói chung.

TO

- Xây dựng môđun, tiểu môđun.

Quá trình dạy học hóa học phần hóa học vô cơ 1 nhóm IIIA, IVA ở

trƣờng ĐHSP Hà Nội 2.

D

IỄ N

Đ

ÀN

5. Phạm vi nghiên cứu

2 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

6. Giả thiết khoa học Nếu thiết kế đƣợc 1 tài liệu tự học có hƣớng dẫn tốt và sử dụng tài liệu 1 cách hợp lí và có hiệu quả, sẽ góp phần nâng cao năng lực tự đọc, tự học

Ơ

N

của sinh viên, nâng cao chất lƣợng dạy học môn hóa học vô cơ ở trƣờng

N

H

ĐHSP Hà Nội 2.

U Y

7. Phƣơng pháp nghiên cứu

.Q

- Phƣơng pháp nghiên cứu lí thuyết (phân tích, so sánh, tổng hợp).

TP

- Phƣơng pháp chuyên gia: xin ý kiến đóng góp của thầy (cô) giáo đề

ẠO

hoàn thiện đề tài nghiên cứu.

G

Đ

8. Đóng góp của đề tài

H Ư

N

- Hệ thống hóa cơ sở lí luận về nâng cao chất lƣợng dạy học và tổ chức việc tự học có hƣớng dẫn cho sinh viên khoa Hóa học.

TR ẦN

- Đề xuất một số biện pháp rèn luyện năng lực tự học cho sinh viên khoa Hóa học thông qua hệ thống câu hỏi và bài tập hóa học.

10 00

B

- Soạn thảo bộ tài liệu tự học có hƣớng dẫn (Phần hóa học vô cơ 1nhóm IIIA, IVA) và sử dụng hợp lí có hiệu quả, nhằm nâng cao năng lực tự

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

học, tự nghiên cứu cho sinh viên trƣờng ĐHSP Hà Nội 2.

3 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

PHẦN 2: NỘI DUNG Chƣơng 1

H

Ơ

N

CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

U Y

N

1.1 Đổi mới phƣơng pháp dạy học

.Q

Mục tiêu của việc đổi mới chƣơng trình giáo dục phổ thông là xây dựng

TP

nội dung chƣơng trình, phƣơng pháp giáo dục, sách giáo khoa phổ thông mới

ẠO

nhằm nâng cao chất lƣợng giáo dục toàn diện thế hệ trẻ, đáp ứng yêu cầu phát

Đ

triển nguồn nhân lực phục vụ CNH - HĐH đất nƣớc, phù hợp với thực tiễn và

G

truyền thông Việt Nam, tiếp cận trình độ giáo dục phổ thông ở các nƣớc phát

H Ư

N

triển trong khu vực và thế giới [9].

TR ẦN

Chiến lƣợc phát triển giáo dục 2011-2020 đã chỉ rõ: “Tiếp tục đổi mới phƣơng pháp dạy học và đánh giá kết quả học tập, rèn luyện theo hƣớng phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo và năng lực tự học của ngƣời

10 00

B

học. Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy và học, đến năm 2015, 100% giảng viên đại học, cao đẳng và đến năm 2020,

Ó

A

100% giáo viên giáo dục nghề nghiệp và phổ thông có khả năng ứng dụng

H

công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy học. Biên soạn và sử dụng giáo

-L

Í-

trình, sách giáo khoa điện tử” [12].

ÁN

1.2 Cơ sở lí thuyết của quá trình tự học

TO

1.2.1 Khái niệm tự học Theo từ điển giáo dục học – NXB Từ điển Bách khoa 2001: “Tự học là

D

IỄ N

Đ

ÀN

quá trình tự mình hoạt động lĩnh hội tri thức khoa học và rèn luyện kĩ năng

thực hành”.

1.2.2 Các hình thức tự học - Tự học không có hƣớng dẫn: Thông qua tài liệu, tìm hiểu thực tế, thông qua học tập ngƣời khác. HS gặp nhiều khó khăn do có nhiều lỗ hổng về

4 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

kiến thức. HS khó thu xếp tiến độ và kế hoạch học tập của mình, không tự đánh giá đƣợc kết quả tự học và dẫn đến chán nản.

- Tự học có hƣớng dẫn: Trong tài liệu trình bày cả nội dung, cách xây

Ơ

N

dựng kiến thức, cách kiểm tra kết quả sau mỗi phần, nếu chƣa đạt thì chỉ dẫn

N

H

cách tra cứu, bổ sung, làm lại cho đến khi đạt. Nếu dùng tài liệu thì HS cũng

U Y

gặp khó khăn và không biết hỏi ai.

.Q

- Tự học có hƣớng dẫn trực tiếp: Tự lực thực hiện một số hoạt động học

TP

dƣới sự hƣớng dẫn chặt chẽ của GV ở lớp, với hình thức này cũng đem lại

ẠO

hiệu quả nhất định song vẫn sẽ gặp khó khăn khi tiến hành các thí nghiệm.

G

Đ

1.2.3. Quy trình tự học

H Ư

N

Gồm 3 giai đoạn: tự nghiên cứu, tự thể hiện và tự kiểm tra, tự điều chỉnh.

- Tự nghiên cứu: ngƣời học tự tìm tòi, tự quan sát, mô tả, giải thích,

TR ẦN

phát hiện vấn đề, định hƣớng, giải quyết vấn đề, và tự tìm ra kiến thức mới.

- Tự thể hiện: ngƣời học tự thể hiện mình bằng lời nói, bằng văn bản, tự

10 00

B

sắm vai trong các tình huống, vấn đề, tự trình bày, bảo vệ kiến thức, tự thể hiện qua sự hợp tác, trao đổi, đối thoại, giao tiếp với thầy cô và bạn bè để tạo

A

ra sản phẩm mang tính cộng đồng.

H

Ó

- Tự kiểm tra, tự điều chỉnh: sau khi đã qua trao đổi với thầy cô, bạn bè.

-L

Í-

Sau đó thầy kết luận, ngƣời học tự kiểm tra, đánh giá sản phẩm của mình, tự

ÁN

sửa sai, tự điều chỉnh thành sản phẩm khoa học.

TO

1.2.4 Các năng lực tự học cần bồi dưỡng và phát triển cho SV - Năng lực giải quyết vấn đề.

- Năng lực xác định những kết luận đúng (kiến thức, cách thức, con

đƣờng, giải pháp, biện pháp..) từ quá trình giải quyết vấn đề.

D

IỄ N

Đ

ÀN

- Năng lực nhận biết, tìm tòi và phát hiện vấn đề.

- Năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn (hoặc nhận thức kiến thức mới).

5 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Năng lực đánh giá và tự đánh giá.

1.2.5. Biên soạn nội dung dạy học bằng môđun

N

1.2.5.1. Khái niệm môđun dạy học

Ơ

Môđun dạy học là một đơn vị chƣơng trình dạy học tƣơng đối độc lập

N

H

đƣợc cấu trúc đặc biệt nhằm phục vụ cho ngƣời học và chứa đựng mục tiêu,

U Y

nội dung, phƣơng pháp dạy học cũng nhƣ hệ thống các công cụ đánh giá kết

.Q

quả tạo thành một hệ toàn vẹn.

TP

Mỗi môđun gồm các tiểu môđun, là các thành phần cấu trúc môđun đƣợc

ẠO

xây dựng tƣơng ứng với các nhiệm vụ học tập mà ngƣời học phải thực hiện.

G

Đ

1.2.5.2. Những đặc trưng cơ bản của một môđun dạy học [10]

H Ư

N

Có 5 đặc trƣng cơ bản: - Tính trọn vẹn

TR ẦN

Mỗi môđun dạy học mang một chủ đề xác định từ đó xác định mục tiêu, nội dung, phƣơng pháp và quy trình thực hiện do vậy nó không phụ

10 00

B

thuộc vào nội dung đã có và sẽ có sau nó. Tính trọn vẹn là dấu hiệu bản chất của môđun dạy học thể hiện sự độc đáo khi xây dựng nội dung dạy học.

Ó

A

- Tính cá biệt (tính cá nhân hóa)

H

Tính cá biệt nghĩa là chú ý tới trình độ nhận thức và các điều kiện khác

-L

Í-

nhau của ngƣời học. Môđun dạy học có khả năng cung cấp cho ngƣời học

ÁN

nhiều cơ hội để có thể học tập theo nhịp độ của cá nhân, việc học tập đƣợc cá

TO

thể hóa và phân hóa cao độ.

D

IỄ N

Đ

ÀN

- Tính tích hợp Tính tích hợp là đặc tính căn bản tạo nên tính chỉnh thể tính liên kết

và tính phát triển của môđun dạy học. Trƣớc hết mỗi môđun dạy học đều là sự tích hợp giữa lý thuyết và thực hành cũng nhƣ các yếu tố của quá trình dạy học.

6 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Tính phát triển Môđun dạy học đƣợc thiết kế theo hƣớng "mở" tạo ra cho nó khả năng dung nạp - bổ sung những nội dung mang tính cập nhật. Vì thế môđun dạy

Ơ

N

học luôn có tính "động" tính "phát triển".

N

H

- Tính tự kiểm tra, đánh giá

U Y

Quy trình thực hiện một môđun dạy học đƣợc đánh giá thƣờng xuyên

TP

môđun dạy học nhằm tăng thêm động cơ cho ngƣời học.

.Q

bằng hệ thống câu hỏi dạng kiểm tra diễn ra trong suốt quá trình thực hiện

ẠO

Môđun dạy học bao gồm ba phần hợp thành: Hệ vào, thân và hệ ra của

Đ

môđun.

N H Ư

- Hệ vào của môđun

G

1.2.6.3. Cấu trúc của môđun dạy học

TR ẦN

Hệ vào của môđun thực hiện chức năng đánh giá về điều kiện tiên quyết của ngƣời học trong mối quan hệ với các mục tiêu dạy học của môđun.

B

Tùy theo mức độ của mối quan hệ ngƣời học sẽ nhận thức đƣợc những hữu

10 00

ích của nó hoặc là họ sẽ tiếp tục học môđun hoặc là đi tìm một môđun khác

A

phù hợp hơn.

H

Ó

- Thân của môđun

Í-

Thân môđun bao gồm một loạt các tiểu môđun tƣơng ứng với các mục

-L

tiêu đã đƣợc xác định ở hệ vào của môđun. Cũng có trƣờng hợp thân của

ÁN

môđun tƣơng ứng với một tiểu môđun duy nhất. Các tiểu môđun liên kết với

TO

nhau bởi các câu hỏi kiểm tra trung gian và đều cần đến một thời gian học tập

D

IỄ N

Đ

ÀN

nhất định.

Các tiểu môđun đƣợc cấu trúc bởi các thành phần: * Mở đầu: Xác định những mục tiêu cụ thể của tiểu môđun, cung cấp cho ngƣời học những tri thức điểm tựa và huy động kinh nghiệm đã có của ngƣời học cung cấp cho ngƣời học các con đƣờng để giải quyết vấn đề nhận thức để họ tự lựa chọn.

7 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

* Nội dung và phƣơng pháp học tập: Qua đó ngƣời học sẽ tiếp thu đƣợc một số mục tiêu cụ thể của tiểu môđun.

N

* Kiểm tra trung gian: Đánh giá xem ngƣời học đã đạt đƣợc đến mức

Ơ

độ nào đối với các mục tiêu của tiểu môđun và kết quả của bài kiểm tra có thể

N

H

đƣợc xem nhƣ điều kiện tiên quyết để ngƣời học thực hiện tiểu môđun tiếp

.Q

ngƣời học bổ sung kiến thức còn thiếu, sửa chữa sai sót và ôn tập.

U Y

theo. Khi cần thiết thân môđun còn đƣợc bổ sung các môđun phụ đạo giúp

TP

- Hệ ra của thân môđun:

ẠO

Hệ ra của thân môđun thực hiện nhằm thực hiện chức năng tổng kết các

G

Đ

tri thức, kỹ năng, thái độ của ngƣời học đƣợc thực hiện trong môđun và chỉ

H Ư

N

dẫn cho ngƣời học để họ có thể tìm những môđun tiếp theo hoặc phụ đạo để làm sâu sắc thêm những gì họ quan tâm đối với môđun.

TR ẦN

- Hệ ra của môđun bao gồm:

Một bản tổng kết chung, kiểm tra kết thúc, hệ thống chỉ dẫn để tiếp tục

10 00

B

học tập tuỳ theo kết quả học tập môđun của ngƣời học. Nếu đạt tất cả các mục tiêu của môđun ngƣời học sẽ chuyển sang học tập môđun tiếp theo, hệ thống

Ó

A

hƣớng dẫn dành cho ngƣời dạy và ngƣời học.

H

1.3. Tài liệu tự học có hƣớng dẫn theo môđun [4], [10]

-L

Í-

1.3.1. Thế nào là tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun?

ÁN

Tài liệu tự học có hƣớng dẫn theo môđun là tài liệu đƣợc biên soạn theo

TO

những đặc trƣng và cấu trúc của một môđun. Tài liệu có thể đƣợc phân thành nhiều loại: theo nội dung lí thuyết hoặc theo nội dung bài tập.

D

IỄ N

Đ

ÀN

1.3.2. Cấu trúc nội dung tài liệu tự học (cho một tiểu môđun) Bao gồm: Tên của tiểu môđun.

A. Mục tiêu của tiểu môđun.

B. Tài liệu tham khảo.

8 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

C. Hƣớng dẫn ngƣời học tự học.

D. Bài tập tự kiểm tra kiến thức của ngƣời học (Bài kiểm tra lần 1).

N

E. Nội dung lý thuyết cần nghiên cứu (Thông tin phản hồi).

H

Ơ

F. Bài tập tự kiểm tra đánh giá sau khi đã nghiên cứu thông tin phản hồi

N

(Bài kiểm tra lần 2).

U Y

G. Bài tập áp dụng.

.Q

1.3.2.1. Mục tiêu của tiểu môđun

TP

Các mục đích, yêu cầu của một tiểu môđun là những gì mà SV phải

G

Đ

dẫn, kiểm tra đánh giá SV một cách cụ thể, chính xác.

ẠO

nắm đƣợc sau mỗi bài học. GV cũng căn cứ vào mục đích để theo dõi, hƣớng

H Ư

N

Với hệ thống mục đích, yêu cầu của tiểu môđun, tài liệu giảng dạy đƣợc biên soạn theo tiếp cận môđun trở nên khác một cách căn bản hơn so với tài và phƣơng pháp dạy học.

TR ẦN

liệu biên soạn theo kiểu truyền thống vì nó chứa đựng đồng thời cả nội dung

10 00

B

1.3.2.2. Nội dung và phương pháp dạy học Nội dung dạy học cần đƣợc trình bày chính xác, phản ánh đƣợc bản

Ó

A

chất nội dung khoa học cần nghiên cứu và phải phù hợp với đối tƣợng SV đại

H

học.

-L

Í-

1.3.2.3. Câu hỏi chuẩn bị đánh giá

ÁN

- Trong mỗi tiểu môđun tôi thiết kế 2 loại câu hỏi:

TO

+ Loại 1: Câu hỏi hƣớng dẫn SV tự học.

ÀN

+ Loại 2: Câu hỏi tự kiểm tra để tự đánh giá sau khi đã chuẩn kiến thức

D

IỄ N

Đ

mới.

1.3.2.4. Bài tập áp dụng Chúng tôi thiết kế loại bài tập có hƣớng dẫn, vận dụng kiến thức trong bài học để giải quyết.

9 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Mỗi tiểu môđun với cấu trúc nhƣ trên thì SV tự học thuận lợi hơn rất nhiều so với một phần tƣơng ứng trong tài liệu cũ. Vì khi bƣớc vào mỗi tiểu

N

môđun SV đã đƣợc kiểm tra kết quả hoàn thành tiểu môđun trƣớc. Với mỗi

Ơ

tiểu môđun thì hệ thống mục đích, yêu cầu đã đƣợc định hƣớng rõ nét cái mà

N

H

SV cần phải học. Dựa vào các mục tiêu đó và tiêu chuẩn đánh giá sẽ xác định

U Y

cái SV cần phải đạt đƣợc. Nội dung dạy học trình bày trong tiểu môđun rõ

.Q

ràng hơn, rành mạch hơn, dễ hiểu và khoa học hơn trong tài liệu cũ. Qua mỗi

TP

tiểu môđun, việc học của SV lại đƣợc phân hoá một lần qua kiểm tra của GV.

Đ

ẠO

Đây là điểm cơ bản của tài liệu mới.

G

1.3.3. Phương pháp tự học có hướng dẫn theo môđun

H Ư

N

Nội dung chính của phƣơng pháp dạy học này là nhờ các môđun mà SV đƣợc dẫn dắt từng bƣớc để đạt tới mục tiêu dạy học. Nhờ nội dung dạy học

TR ẦN

đƣợc phân nhỏ ra từng phần, nhờ hệ thống mục tiêu chuyên biệt và hệ thống kiểm tra, SV có thể tự học và tự kiểm tra mức độ nắm vững các kiến thức, kỹ

10 00

B

năng và thái độ trong từng tiểu môđun. Bằng cách này họ có thể tự học theo nhịp độ riêng của mình.

Ó

A

Phƣơng pháp tự học có hƣớng dẫn theo môđun đảm bảo tuân theo

H

những nguyên tắc cơ bản của quá trình dạy học sau đây:

-L

Í-

+ Nguyên tắc cá thể hoá trong học tập.

ÁN

+ Nguyên tắc đảm bảo hình thành ở học sinh kỹ năng tự học từ thấp

TO

đến cao.

+ Nguyên tắc giáo viên thu thập thông tin về kết quả học tập của học

D

IỄ N

Đ

ÀN

sinh sau quá trình tự học, giúp đỡ họ khi cần thiết, điều chỉnh nhịp độ học tập.

1.4. Hƣớng dẫn cách tự học theo môđun Trƣớc khi đến lớp, SV phải dành thời gian cho việc học ở nhà để nghiên cứu tài liệu và chuẩn bị bài.

10 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Cần nắm đƣợc: - Mục tiêu toàn chƣơng.

N

- Số lƣợng tiểu môđun và những tài liệu, môđun phụ đạo có liên quan .

Ơ

- Với mỗi tiểu môđun phải thấy rõ mục tiêu của tiểu môđun cần nghiên

N

H

cứu sau đó nghiên cứu đến nội dung bằng cách trả lời các câu hỏi và bài tập

U Y

đã đƣợc giảng viên biên soạn, nghiên cứu xong phần nội dung thì tự trả lời

.Q

câu hỏi ở cuối mỗi tiểu môđun. Nếu trả lời đƣợc thì chuyển sang môđun tiếp

TP

theo, nếu chƣa trả lời đƣợc thì nghiên cứu lại phần nội dung cho đến khi trả

ẠO

lời đƣợc.

G

Đ

Ở lớp mỗi SV làm một bài kiểm tra nhỏ để đánh giá mức độ chuẩn bị

H Ư

N

bài ở nhà trong khoảng từ 10 - 15 phút.

- Nếu đạt yêu cầu thì SV bắt tay vào nghiên cứu nội dung bài mới, nếu

TR ẦN

không đạt yêu cầu thì SV tiếp tục xem lại tài liệu.

- Nếu đạt yêu cầu thì SV tự học theo nhịp độ riêng của mình, theo từng

10 00

B

phần nhỏ của tiểu môđun, ghi lại thu hoạch và những nội dung cần chú ý.

- Chia nhóm, GV hƣớng dẫn thảo luận, mỗi nhóm cử SV phát biểu

Ó

A

trình bày thu hoạch của mình, các nhóm còn lại đƣa ra câu hỏi đối với nhóm

H

trình bày. GV nhận xét, bổ sung và chính xác hoá những kết luận đƣa ra,

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

hƣớng dẫn SV tự kiểm tra.

11 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Chƣơng 2 THIẾT KẾ TÀI LIỆU TỰ HỌC CÓ HƢỚNG DẪN THEO

H

Ơ

N

MÔĐUN PHẦN PHI KIM NHÓM IIIA, IVA

N

2.1. Cấu trúc học phần Hóa vô cơ 1

U Y

Học phần Hóa vô cơ 1 đƣợc chia thành các chƣơng tƣơng ứng với các

TP

.Q

môđun nhƣ sau:

ẠO

Môđun 1: Hiđro và các hợp chất hiđrua.

Đ

Môđun 2: Oxi, Ozon. Các hợp chất H2O, H2O2 và các oxit.

G

Môđun 3: Các nguyên tố nhóm VIIIA: Heli, neon, agon, kripton,

H Ư

N

xenon, radon.

TR ẦN

Môđun 4: Các nguyên tố nhóm VIIA: Flo, clo, brom, iot, atatin.

Môđun 5: Các nguyên tố nhóm VIA: Lƣu huỳnh, selen, telu, poloni, oxi...

10 00

B

Môđun 6: Các nguyên tố nhóm VA: Nitơ, photpho, asen, antimon, bitmut.

Ó

A

Môđun 7: Các nguyên tố nhóm IVA: Cacbon và silic.

H

Môđun 8: Nguyên tố nhóm IIIA: Bo.

-L

Í-

Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài chúng tôi chỉ giới hạn nghiên cứu

ÁN

các nguyên tố phi kim nhóm IIIA, IVA. Vì vậy, dựa vào phân phối chƣơng

TO

trình, chúng tôi thành lập môđun 7 và môđun 8: Nhóm IIIA, IVA.

D

IỄ N

Đ

ÀN

2.2. Nguyên tắc của việc thiết kế tài liệu tự học có hƣớng dẫn theo môđun - Đảm bảo tính chính xác, khoa học, phù hợp về nội dung kiến thức với

đối tƣợng sử dụng tài liệu.

- Đảm bảo tính logic, tính hệ thống của kiến thức.

- Đảm bảo tăng cƣờng vai trò chủ đạo của lý thuyết.

- Đảm bảo đƣợc tính hệ thống của các dạng bài tập.

12 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Trình bày tinh gọn, dễ hiểu, cấu trúc rõ ràng, có hƣớng dẫn học tập cụ thể, thể hiện rõ nội dung kiến thức trọng tâm, gây đƣợc hứng thú cho SV.

N

2.3. Thiết kế tài liệu tự học có hƣớng dẫn theo môđun phần phi kim

Ơ

nhóm IIIA, IVA - học phần Hóa vô cơ 1

N

H

Chúng tôi xây dựng môđun 7 và phân chia thành nhiều tiểu môđun nhƣ

U Y

sau:

.Q

Môđun 7: Nhóm A.

TP

Tiểu môđun 1:Bo

ẠO

Tiểu môđun 2: Nitrua Bo, Boran.

G

Đ

Tiểu môđun 3: Anhiđrit boric, axit boric, muối borat

H Ư

N

Tiểu môđun 4: Cacbon

Tiểu môđun 5: Cacbon oxit, cacbon đioxit

TR ẦN

Tiểu môđun 6: Axit cacbonic, muối cacbonat, muối hiđrocacbonat.

10 00

Tiểu môđun 8: Silic

B

Tiểu môđun 7: Một số hợp chất khác của cacbon.

H

A. Mục tiêu

TIỂU MÔĐUN 1: BO

Ó

A

Tiểu môđun 9: Oxit silic, axit silixic, muối silicat.

-L

Í-

1. Về kiến thức

ÁN

SV biết:

TO

- Trạng thái tự nhiên, thành phần đồng vị của Bo.

D

IỄ N

Đ

ÀN

- Tính chất vật lí, tính chất hóa học của Bo. - Phƣơng pháp điều chế của Bo SV hiểu: - Sự lai hóa các obitan của nguyên tử Bo - Thế oxi hóa – khử chuẩn của Bo

13 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

2. Về kĩ năng - Dự đoán tính chất dựa vào đặc điểm cấu tạo nguyên tử.

N

- Viết phƣơng trình phản ứng, giải một số bài tập liên quan.

Ơ

3. Thái độ

N

H

- Có thái độ nghiêm túc khi học bộ môn, nâng cao lòng say mê yêu

U Y

thích môn học.

TP

.Q

- Giáo dục tƣ tƣởng, đạo đức tác phong nhƣ rèn luyện tính tự học, sáng tạo, chính xác, khoa học.

ẠO

4. Tƣ duy và năng lực

G

Đ

- Rèn luyện tƣ duy khoa học.

H Ư

N

- Rèn luyện và nâng cao năng lực tự học: năng lực nhận biết, tìm tòi, phát hiện và giải quyết vấn đề, năng lực đánh giá và tự đánh giá, vận dụng

TR ẦN

kiến thức khoa học vào thực tiễn.

- Phát triển năng lực hợp tác, ứng dụng CNTT để thu thập và xử lí dữ

10 00

B

liệu.

B. Tài liệu tham khảo

Ó

A

1. Nguyễn Đức Vận. Hóa học vô cơ tập 1. Tr 338- 343

H

2. Hoàng Nhâm. Hóa học vô cơ tập 2. Tr 71- 83

-L

Í-

C. Hƣớng dẫn sinh viên tự đọc (ở nhà)

ÁN

SV đọc các tài liệu ở các trang đã hướng dẫn và trả lời các câu hỏi sau:

TO

1. Nêu nhận xét về trạng thái tồn tại và hàm lƣợng của Bo trong tự nhiên.

D

IỄ N

Đ

ÀN

2. Cho biết các đồng vị thiên nhiên và đồng vị phóng xạ của Bo. 3. Nêu tính chất vật lí đặc trƣng của Bo. 4. Trình bày tính chất hóa học của Bo. 5. Trình bày phƣơng pháp điều chế Bo. 6. Nêu ứng dụng của Bo.

14 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

D. Nội dung lí thuyết cần nghiên cứu (ở nhà) 1. Trạng thái tự nhiên và thành phần đồng vị

N

- Trong thiên nhiên Bo chủ yếu ở dạng borac Na2B4O7.10H2O, kenit

Ơ

Na2B4O7.4H2O và xaxolin (axit boric tự nhiên) H3BO3.

N

H

- Là nguyên tố phổ biến hình thành vỏ trái đất.

U Y

- Bo có một ít trong nƣớc khoan dầu mỏ, trong tro của nhiều loại than

.Q

đá…

ẠO

TP

- Bo có 4 đồng vị: 2 đồng vị thiên nhiên, 2 đồng vị phóng xạ.

2. Tính chất vật lí

N

H Ư

nhỏ thƣờng có màu xám xẫm, đen hoặc nâu.

G

Đ

- Bo rất tinh khiết không có màu, do có tạp chất nên Bo ở dạng tinh thể - Bo rất cứng và khó nóng chảy, nóng chảy ở 2300oC, sôi ở 2550oC, là

TR ẦN

chất nghịch từ.

- Tinh thể Bo có vẻ sáng kim loại, bề ngoài tựa nhƣ kim loại, Bo vô

10 00

B

định hình hoặc Bo tinh thể là chất bán dẫn điện có độ rộng vùng cấm là ∆E= 1,55eV, độ dẫn điện tăng khi nhiệt độ tăng.

Ó

A

3. Tính chất hóa học

H

a, Phản ứng với hiđro

-L

Í-

- Dạng tinh thể hoặc dạng vô định hình B không phản ứng trực tiếp với

ÁN

hiđro.

IỄ N D

2B + 3X2 → 2BX3 (X là halogen)

Điều kiện: nhiệt độ khoảng từ 400 – 700 0C 2B + 3F2 → 2 BF3

Đ

ÀN

TO

b, Phản ứng với halogen

c, Phản ứng với oxi, lưu huỳnh - Khi nung nóng đến 700oC, B cháy trong không khí tạo ra B2O3 và tỏa nhiệt lớn.

15 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

4B + 3O2 → 2B2O3

∆H0 = - 1254kJ/mol

- Khi cho hơi lƣu huỳnh qua B vô định hình ở 16000C tạo ra bo sunfua.

2B + 3S  B2S3

Ơ

N

- Dễ thủy phân trong không khí ẩm.

N

H

B2S3 + 6H2O  2H3BO3 + 3H2S

U Y

d, Phản ứng với nitơ, photpho

.Q

- Nung B ở 12000C trong khí quyển.

ẠO

e, Phản ứng với cacbon, silic

TP

2B + N2  2BN (bo nitrua)

N

12B + 3C  B12C3

G

Đ

- Phản ứng xảy ra ở khoảng 28000C

H Ư

- Phản ứng tổng hợp B và Si thực hiện trong lò nung hoặc chân không B6Si, B4Si, B3Si.

B

f, Phản ứng với kim loại

TR ẦN

khoảng 1600 – 22000C tạo ra các hợp chất có thành phần đơn giản là B12Si,

10 00

- Bo không phản ứng với các kim loại nhƣ Zn, Cd, Hg, Ga, In, Tl hoặc

A

chƣa biết nhƣ kim loại kiềm.

H

Ó

- Nhiều kim loại phản ứng với Bo tạo ra những hợp chất có cấu trúc

Í-

tinh thể khá phức tạp.

-L

- Tùy theo cấu trúc tinh thể, có các dạng hợp chất với thành phần sau:

ÁN

+ Dạng MB nhƣ: ZrB, MoB…

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

+ Dạng M2B nhƣ: Ti2B, Ta2B… + Dạng M4B nhƣ: Mn4B, Cr4B. - Các dạng khác nhƣ: Ti2B5, V2B5…. g, Phản ứng với hợp chất - Ở nhiệt độ thƣờng, Bo không phản ứng với nƣớc, ở nhiệt độ cao Bo

khử đƣợc hơi nƣớc tạo ra anhiđrit boric và H2.

2B + 3H2O  B2O3 + 3H2

16 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Bo không tan, không phản ứng trong dung dịch HCl, HF. Nhƣng phản ứng với các dung dịch đặc HNO3, H2SO4 B + HNO3 (đ,n)  H3BO3 + 3NO2

Ơ

N

2B + 3H2SO4 (đ,n)  2H3BO3 + 3SO2 nóng chảy.

TP

.Q

2B + 2NaOH + 2H2O  2NaBO2 + 3H2

U Y

N

H

- B tan đƣợc trong dung dịch kiềm đặc nóng hoặc kiềm trong kiềm

(natri mataborat)

G

Đ

4. Điều chế và ứng dụng

ẠO

- Với một số chất khác nhƣ: H2O2, NH3, NO.

H Ư

N

a, Điều chế

- Bo tự do đƣợc điều chế từ axit boric bằng cách nung nóng để chuyển

TR ẦN

thành anhiđrit boric B2O3, sau đó dùng Mg hoặc Na khử B2O3 ở nhiệt độ cao.

B2O3 + 3Mg  3MgO + 2B

10 00

B

- Bo tinh khiết khó điều chế do nhiệt độ nóng chảy cao. b, Ứng dụng

H

công nghiệp.

Ó

A

- Bo và các hợp của Bo có nhiều ứng dụng trong đời sống và trong

-L

Í-

+ Phân Bo vi lƣợng nâng cao sản lƣợng của nhiều loại cây trồng nhƣ củ

ÁN

cải đƣờng… và chất lƣợng cũng tốt hơn.

TO

+ Axit boric và muối borat đƣợc dùng trong y khoa làm sát trùng, dùng

D

IỄ N

Đ

ÀN

chế thủy tinh và men đồ sắt. + Borac dùng chế tạo thủy tinh quang học, dùng đánh sạch kim loại

trƣớc khi hàn, 1 lƣợng lớn dùng chế bột giặt. + Cacbo hiđrua là những nhiên liệu có năng suất tỏa nhiệt cao dùng cho động cơ phản lực.

17 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

E. Câu hỏi tự kiểm tra đánh giá (hình thức tự luận, làm ra giấy, ở nhà) Thời gian 25 phút

N

Câu 1: Tại sao cùng thuộc phân nhóm chính IIIA nhƣng Bo lại là phim

Ơ

kim trong khi các nguyên tố còn lại đều là kim loại?

N

H

Tại sao Bo không tạo ra đƣợc cation?

U Y

Câu 2: Viết phƣơng trình phản ứng, nêu rõ điều kiện khi cho Bo tác

.Q

dụng với các chất sau: H2O, HNO3 đặc nóng, O2, SiO2, CO, NaOH đặc, Mg.

ẠO

TP

Câu 3: Hãy cho biết ứng dụng quan trọng của Bo trong lò phản ứng hạt

G

Đ

nhân và giải thích.

H Ư

N

TIỂU MÔ ĐUN 2: NITRUA BO, BORAN

TR ẦN

A. Mục tiêu 1. Về kiến thức

B

SV biết:

10 00

- Trạng thái tự nhiên, tính chất vật lí, tính chất hóa học của nitrua bo, boran.

Ó

A

- Phƣơng pháp điều chế và ứng dụng của nitrua bo, boran.

Í-

H

- Cấu trúc của các nitrua bo, boran.

-L

SV hiểu:

ÁN

- Đặc điểm cấu tạo phân tử 1 số boran.

TO

- Phƣơng pháp điều chế nitrua bo, boran trong công nghiệp.

D

IỄ N

Đ

ÀN

2. Về kỹ năng - Từ cấu tạo phân tử dự đoán tính chất hóa học.

- Giải các bài tập liên quan.

3. Thái độ - Giáo dục tƣ tƣởng, đạo đức tác phong nhƣ rèn luyện tính tự học, sáng tạo, chính xác, khoa học.

18 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Giúp học sinh có hứng thú, say mê, yêu thích bộ môn hóa học.

4. Tƣ duy và năng lực

N

- Rèn luyện tƣ duy khoa học.

Ơ

- Rèn luyện và nâng cao năng lực tự học: năng lực nhận biết, tìm tòi,

N

H

phát hiện và giải quyết vấn đề, năng lực đánh giá và tự đánh giá, vận dụng

U Y

kiến thức khoa học vào thực tiễn.

TP

.Q

- Phát triển năng lực hợp tác, ứng dụng CNTT để thu thập và xử lí dữ

ẠO

liệu.

B. Tài liệu tham khảo

G

Đ

1. Nguyễn Đức Vận- Hóa học vô cơ. Tr 343- 345.

C. Hƣớng dẫn sinh viên tự đọc (ở nhà)

H Ư

N

2. Hoàng Nhâm. Hóa học vô cơ tập 2. Tr 70 – 83

TR ẦN

SV đọc các tài liệu ở các trang đã hướng dẫn và trả lời các câu hỏi sau:

10 00

B

1. Nêu tính chất vật lí của nitrua bo, boran.

2. Cho biết các dạng thù hình của nitrua bo, boran.

Ó

A

3. Trình bày cấu trúc của nitrua bo, boran.

H

4. Trình bày phƣơng pháp điều chế nitrua bo, boran.

-L

Í-

5. Trình bày đặc điểm cấu tạo của boran, từ đặc điểm cấu tạo phân tử,

ÁN

hãy dự đoán tính chất hóa học cơ bản của boran.

TO

D. Nội dung lí thuyết cần nghiên cứu (ở nhà)

D

IỄ N

Đ

ÀN

1. Nitrua bo a, Các dạng thù hình Bo nitrua là hợp chất polime (BN)n dạng tinh thể tồn tại ở dạng thù

hình: + Than chì trắng. + Borazon.

19 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Dạng thù hình than chì trắng: + Cấu trúc lớp kiểu than chì. + Trong mỗi lớp nguyên tử N và B ở trạng thái lai hóa sp2, mỗi nguyên

Ơ

N

tử B liên kết với 3 nguyên tử N và ngƣợc lại đều bằng liên kết cộng hóa trị tạo

N

H

thành vòng 6 cạnh đều, với khoảng cách B – N bằng 1,446Ao .

U Y

Sự phân bố mật độ electron trong tinh thể than chì trắng cũng nhƣ trong

.Q

tinh thể than chì đen, chỉ khác nhau là khoảng cách các lớp trong tinh thể than

TP

chì trắng (3,34A0) ngắn hơn than chì đen (3,45Ao)

ẠO

- Trong tinh thể dạng thù hình borazon, nguyên tử B và N ở trạng thái

Đ

lai hóa sp3  tinh thể borazon có cấu trúc 4 tƣơng tự cấu trúc mạng tinh thể

N

G

kim cƣơng, do đó borazon rất cứng, có độ cứng gần bằng kim cƣơng.

H Ư

Các lớp liên kết với nhau bằng lực VanđeVan yếu nên than chì trắng b, Tính chất vật lí

TR ẦN

cũng có khả năng tách lớp và cũng mềm nhƣ than chì đen.

B

- Than chì trắng khó nóng chảy (nóng chảy ở gần 30000C) có màu

10 00

trắng, kém bền hóa học hơn than chì đen, bị nƣớc và axit phân hủy chậm.

- Borazon có màu từ vàng đến đen hoặc không màu, bền với nhiệt hơn

Í-

H

c, Điều chế

Ó

A

kim cƣơng, khi đun nóng đến 2700oC chƣa bị biến đổi.

-L

- Than chì trắng đƣợc điều chế bằng cách cho B phản ứng trực tiếp với

ÁN

N hoặc nung nóng với hỗn hợp Borac với NH4Cl

TO

Na2B4O7 + 2NH4Cl  2NaCl + 2BN + B2O3+ H2O

ÀN

- Borazon đƣợc điều chế bằng cách nung nóng than chì trắng ở 1800oC

D

IỄ N

Đ

dƣới áp suất cao 60000 – 80000 atm.

(BN)n →

(BN)n

Dạng thù hình kiểu

Borazon

Tinh thể than chì (than chì trắng)

20 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

2. Boran a, Cấu trúc phân tử B2H6

N

- Trong phân tử đi boran, B ở trạng thái lai hóa sp3, gồm 2 nhóm tứ

Ơ

diện BH4, 2 nhóm này liên kết với nhau qua 1 cạnh chung.

N

H

- Hai nhóm BH2 ở 2 phía đều nằm trong cùng mặt phẳng, nguyên tử B

U Y

và H trong 2 nhóm này đều liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị với 2

.Q

electron (gọi là liên kết 2 tâm).

TP

- Hai nguyên tử hiđro còn lại làm cầu nối giữa 2 nhóm BH2 phân bố đối

ẠO

xứng qua mặt phẳng chứa nhóm BH2. Một liên kết đặc biệt đƣợc hình thành

G

Đ

giữa 2 nguyên tử B với 1 nguyên tử hiđro cầu nối đƣợc gọi là liên kết 3 tâm.

H Ư

N

- Mỗi liên kết 3 tâm trong phân tử B2H6 đƣợc hình thành bởi sự xen kết quả tạo ra liên kết 3 tâm. b, Tính chất chung

TR ẦN

phủ 2 obitan lai hóa ở 2 nguyên tử Bvới 1obitan 1s của nguyên tử H cầu nối,

10 00

B

- Là hợp chất kém bền, khi nung nóng bị phân hủy thành nguyên tố.

Khi tiếp xúc với không khí đều bị bốc cháy và tỏa nhiệt lớn. ∆H0= -2025 (kJ)

Ó

A

B2H6 + 3O2  B2O3 + 3H2O

B2H6 + 6H2O nóng  2H3BO3 + 6H2

-L

Í-

H

- Bị nƣớc phân hủy.

ÁN

- Có mùi và rất độc.

TO

c, Điều chế - Boran đƣợc điều chế bằng cách cho HCl tác dụng với 1 borua kim 6MgB2 + 12HCl  H2 + B4H10 + 6MgCl2 + 8B - Ngƣời ta điều chế đƣợc các Boran gồm 2 dãy BnHn+4 và BnHn+6 .

D

IỄ N

Đ

ÀN

loại chẳng hạn nhƣ MgB2:

21 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

E. Câu hỏi tự kiểm tra đánh giá (tự luận, làm ra giấy và làm ở nhà) Thời gian 20 phút

N

Câu 1: Bo nitrua có mấy dạng thù hình? Trình bày đặc điểm về các

Ơ

dạng thù hình của chúng?

N

H

Câu 2: Cho biết ứng dụng của than chì trắng?

U Y

Câu 3: Than chì trắng đƣợc điều chế bằng cách nào? Nêu rõ điều kiện

TP

.Q

phản ứng và viết phƣơng trình phản ứng.

H Ư

N

A. Mục tiêu

G

MUỐI BORAT

Đ

ẠO

TIỂU MÔ ĐUN 3: ANHIĐRIT BORIC, AXIT BORIC,

TR ẦN

1. Về kiến thức SV biết

B

- Tính chất vật lí, tính chất hóa học của anhiđrit boric, axit boric, muối

10 00

borat.

- Cấu tạo phân tử của axit boric, các dạng thù hình của anhiđrit boric.

Ó

A

- Phƣơng pháp điều chế và ứng dụng của anhiđrit boric, axit boric,

Í-

H

muối borat.

-L

SV hiểu

ÁN

- Đặc điểm cấu tạo của axit boric.

TO

- Axit boric là axit ba lần axit.

D

IỄ N

Đ

ÀN

2. Về kĩ năng - Dựa vào cấu tạo phân tử dự đoán tính chất hóa học và giải thích.

- Viết phƣơng trình phản ứng, giải các bài tập có liên quan.

3. Thái độ - Giáo dục tƣ tƣởng, đạo đức tác phong nhƣ rèn luyện tính tự học, sáng tạo, chính xác, khoa học.

22 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Có thái độ nghiêm túc khi học khi bộ môn.

4. Tƣ duy và năng lực

N

- Rèn luyện tƣ duy khoa học

Ơ

- Rèn luyện và nâng cao năng lực tự học: năng lực nhận biết, tìm tòi,

N

H

phát hiện và giải quyết vấn đề, năng lực đánh giá và tự đánh giá, vận dụng

U Y

kiến thức khoa học vào thực tiễn.

TP

.Q

- Phát triển năng lực hợp tác, ứng dụng CNTT để thu thập và xử lí dữ

ẠO

liệu.

B. Tài liệu tham khảo

G

Đ

1. Nguyễn Đức Vận. Hóa học vô cơ tập1. Tr 346- 349 C. Hƣớng dẫn sinh viên tự đọc (ở nhà)

H Ư

N

2. Hoàng Nhâm. Hóa học vô cơ tập 2. Tr 70 – 83.

TR ẦN

SV đọc các tài liệu ở các trang đã hướng dẫn và trả lời các câu hỏi sau:

10 00

B

1. Nêu tính chất vật lí của anhiđrit boric, axit boric, muối borat.

2. Trình bày tính chất hóa học của anhiđrit boric, axit boric, muối borat.

Ó

A

3. Nêu phƣơng pháp điều chế và ứng dụng của anhiđrit boric, axit

H

boric, muối borat.

-L

Í-

4. Nêu đặc điểm cấu tạo phân tử của axit boric, các dạng thù hình của

ÁN

anhiđrit boric.

TO

D. Nội dung lí thuyết cần nghiên cứu (ở nhà)

D

IỄ N

Đ

ÀN

1. Anhiđrit boric a, Các dạng thù hình, tính chất vật lí - Tồn tại ở 2 dạng thù hình là: + Dạng thủy tinh + Dạng tinh thể - Thƣờng gặp ở dạng thủy tinh

23 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

+ Là chất ở dạng khối rắn + Không màu, giòn. b, Điều chế

N

H

Anhiđrit boric thƣờng đƣợc điều chế bằng cách nung nóng axit boric.

Ơ

N

+ Nóng chảy ở gần 600oC sau đó chuyển sang trạng thái nhớt.

U Y

2H3BO3  B2O3 + 3H2O

.Q

+ Nung axit boric trong chân không.

ẠO

TP

+ Thời gian khoảng 200 – 2350C + Thời gian: 400 giờ.

G

Đ

c, Một số tính chất của anhiđrit boric

H Ư

N

- Là chất hút ẩm mạnh, tan trong nƣớc tạo thành axit boric: B2O3 + 3H2O  2H3BO3

TR ẦN

- Khi nóng chảy hòa tan 1 số oxit kim loại thành borat: Na2O + B2O3  Na2B4O7

10 00

B

2. Axit boric

a, Cấu tạo phân tử và tính chất vật lí

Ó

A

- Là những tinh thể hình vảy nhỏ, màu trắng óng ánh nhƣ xà cừ. Trong

H

thiên nhiên tồn tại ở dạng khoáng xaxolin.

-L

Í-

- Tinh thể boric có cấu trúc dạng lớp, gồm những phân tử H3BO3 liên

ÁN

kết với nhau bằng liên kết hiđro.

TO

- Các lớp liên kết với nhau bằng liên kết VanđeVan nên tinh thể axit

b, Tính chất - Khi nung nóng, H3BO3 dễ chuyển sang dạng axit khác. + Đun đến 70oC mất nƣớc, 1 phần biến thành axit metaboric HBO2.

D

IỄ N

Đ

ÀN

boric có dạng vảy.

H3BO3  HBO2 + H2O + Đun nóng đến 140- 1600C chuyển thành axit pyroboric.

24 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

4HBO2  H2B4O7 + H2O 4H3BO3  H2B4O7 + 5H2O + Nung nóng đỏ mất toàn bộ nƣớc chuyển thành anhiđrit boric

Ơ

N

H2B4O7  2 B2O3 + H2O

N

H

2H3BO3  B2O3 + 3 H2O

U Y

+ Khi cho các sản phẩm đó tác dụng với nƣớc lại xảy ra quá trình

+H2O

B2O3

+H2O

Đ

+ H2O

H2B4O7⇔

ẠO

H3BO3⇔ HBO2 ⇔

TP

.Q

ngƣợc lại:

G

+ Axit orthoboric ít tan trong nƣớc.

H Ư

N

+ Axit orthoboric là axit yếu, đa số tài liệu cho rằng H3BO3 là axit 3 lần

TR ẦN

axit.

+ Axit pyroboric H2B4O7 có tính axit mạnh hơn, với hằng số phân ly:

B

k1= 1,8.10-4 ; k2= 1,8.10-13; k3= 1,6.10-14.

10 00

+ Khi trung hòa dung dịch axit boric bằng bazơ, phụ thuộc vào cation

Ó

c, Ứng dụng

A

trong bazơ mà tạo ra các muối borat khác nhau.

Í-

H

- Là hợp chất quan trọng sử dụng trong các sản phẩm may mặc.

-L

- Các sợi Bo là vật liệu nhẹ có độ cứng cao, đƣợc sử dụng chủ yếu

ÁN

trong các kết cấu tàu vũ trụ.

TO

3. Muối borat

D

IỄ N

Đ

ÀN

- Muối của axit boric là muối borat.

- Cấu trúc và thành phần khác nhau, thƣờng là những dẫn xuất của axit

peboric có thành phần là xB2O3.yH2O ví dụ: + Na2B4O7 là muối của axit tetraboric. + Natri CaMgB6O11 hoặc Ca2B6O11 là muối của axit hexaboric H4B6O11.

- Thƣờng gặp nhất là muối của axit tetraboric.

25 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Natri peoxiborat : NaBO3.4H2O * Natri peoxiborat

N

- Natri peoxiborat đƣợc điều chế bằng cách:

N

TP

b, Tính chất và ứng dụng

U Y

H3BO3 + Na2O2  NaBO3 + NaOH + H2O

.Q

- Cho axit orthoboric tác dụng với Na2O2.

H

Na2B4O7 + 4 H2O2 + 2NaOH  4NaBO3 + 5H2O

Ơ

- Cho natri tetraborat tác dụng với H2O2 trong dung dịch NaOH.

ẠO

- NaBO3.4H2O tƣơng ứng vứi công thức NaBO2.H2O2.3H2O là chất rắn

G

Đ

tinh thể không màu, khó tan trong nƣớc.

H Ư

N

- Dung dịch nƣớc để lâu tách ra thành H2O2, khi đun nóng oxi thoát ra mạnh nên đƣợc dùng làm chất tẩy trắng trong bột giặt.

TR ẦN

NaBO3 + H2O  NaBO2 + H2O2 c, Muối borac

10 00

B

- Trong thực tế muối borac là muối quan trọng nhất.

- Trong dung dịch muối borac thoát ra ở dạng tinh thể, không màu.

Ó

A

Trong suốt Na2B4O7.10H2O

H

- Khi đun nóng, ban đầu nóng chảy, sau mất dần nƣớc kết tinh tạo

-L

Í-

thành dạng monohiđrat Na2B4O7.H2O cho đến 200oC, đun nóng đến 400 –

ÁN

4500C tạo thành muối khan, đến 700oC muối khan nóng chảy thành khối dạng

TO

thủy tinh.

ÀN

- Ít tan trong nƣớc lạnh, tan nhiều trong nƣớc nóng, dễ kết tinh trong

D

IỄ N

Đ

dung dịch.

- Trong dung dịch có môi trƣờng kiềm.

- Borac khan khi nóng chảy có khả năng hòa tan nhiều oxit kim loại tạo thành muối borat ở dạng thủy tinh màu gọi là ngọc borac.

Na2B4O7 + CoO  [ 3NaBO2 + Co(BO2)2] Xanh thẫm

26 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Na2B4O7 + Cr2O3  [6NaBO2 + 2 Cr(BO2)3] Xanh lục

N

d, Ứng dụng

Ơ

- Borac đƣợc dùng chế tạo thủy tinh quang học, men đồ sứ, đồ sắt và

.Q

Thời gian 20 phút

U Y

E. Câu hỏi tự kiểm tra đánh giá (tự luận, làm ra giấy, ở nhà)

N

H

dùng đánh sạch bề mặt kim loại trƣớc khi hàn.

ẠO

TP

Câu 1. Trình bày đặc điểm cấu tạo của axit boric. Cho biết các loại liên kết trong tinh thể của nó.

G

Đ

Câu 2: Cho biết độ tan của axit boric trong nƣớc theo nhiệt độ. Giải

Câu 3: Hãy giải thích tại sao:

H Ư

N

thích độ tan đó.

TR ẦN

- Axit orthoboric là axit yếu, ba lần axit.

- Axit pyroboric có tính axit mạnh hơn.

10 00

B

- Tại sao khi đun nóng, H3BO3 dễ chuyển sang dạng axit khác.

TIỂU MÔ ĐUN 4: CACBON

H

1. Về kiến thức

Ó

A

A. Mục tiêu

-L

Í-

SV biết:

ÁN

- Cấu tạo nguyên tử, trạng thái tự nhiên, thành phần đồng vị của cacbon.

TO

- Các dạng thù hình của cacbon.

D

IỄ N

Đ

ÀN

- Tính chất vật lí, tính chất hóa học của cacbon.

- Phƣơng pháp điều chế, ứng dụng của cacbon.

SV hiểu: - Vì sao cacbon của tính chất hóa học khác với các nguyên tố khác

trong cùng một nhóm (trừ silic).

- Tính chất hóa học của cacbon.

27 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

2. Về kỹ năng - So sánh sự khác nhau về tính chất giữa các dạng thù hình của cacbon.

N

- Từ cấu tạo nguyên tử dự đoán tính chất hóa học và giải thích.

Ơ

- Giải các bài tập liên quan.

N

H

3. Thái độ

U Y

- Có thái độ nghiêm túc khi học bộ môn, hăng hái xây dựng bài, có

.Q

lòng say mê yêu thích bộ môn.

ẠO

TP

- Giáo dục tƣ tƣởng, đạo đức tác phong nhƣ rèn luyện tính tự học, sáng tạo, chính xác, khoa học.

G

Đ

4. Tƣ duy và năng lực

H Ư

N

- Rèn luyện tƣ duy khoa học

- Rèn luyện và nâng cao năng lực tự học: năng lực nhận biết, tìm tòi,

TR ẦN

phát hiện và giải quyết vấn đề, năng lực đánh giá và tự đánh giá, vận dụng kiến thức khoa học vào thực tiễn.

10 00

B

- Phát triển năng lực hợp tác, ứng dụng CNTT để thu thập và xử lí dữ liệu.

Ó

A

B. Tài liệu tham khảo

H

1. Nguyễn Đức Vận. Hóa học vô cơ tập 1. Tr 294 – 306.

-L

Í-

2. Nguyễn Đức Vận. Bài tập hóa học vô cơ. Tr 23 – 26.

ÁN

C. Hƣớng dẫn sinh viên tự đọc (ở nhà)

TO

SV đọc các tài liệu ở các trang đã hướng dẫn và trả lời các câu hỏi

D

IỄ N

Đ

ÀN

sau:

1. Nêu đặc điểm cấu tạo các nguyên tử cacbon. Cho biết trạng thái lai

hóa đặc trƣng của cacbon trong hợp chất.

2. Nêu nhận xét chung về trạng thái tồn tại và hàm lƣợng của cacbon

trong tự nhiên.

28 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

3. Cho biết các đồng vị tự nhiên và phóng xạ, phần trăm số nguyên tử mỗi đồng vị của cacbon.

N

4. Các dạng thù hình của cacbon. Tính chất vật lí của các dạng thù hình.

Ơ

5. Trình bày tính chất hóa học của cacbon.

N

H

6. Nêu ứng dụng của cacbon.

U Y

D. Nội dung lí thuyết cần nghiên cứu (ở nhà)

.Q

1. Cấu trúc tinh thể

TP

1.1 Kim cƣơng

Đ

G

- Tinh thể kim cƣơng có mạng lập phƣơng.

ẠO

a, Đặc điểm cấu trúc tinh thể.

H Ư

N

- C ở trạng thái lai hóa sp3 nên mỗi nguyên tử liên kết σ bền vững với 4

- D= 3,51 g/cm3

10 00

- Có độ cứng cao nhất.

B

b, Tính chất vật lí

TR ẦN

nguyên tử C khác bao quanh hình tứ diện.

- Tinh thể kim cƣơng không màu.

Ó

A

- Là chất cách điện.

H

1.2. Than chì (graphit)

-L

Í-

a, Đặc điểm cấu trúc tinh thể.

ÁN

- Tinh thể than chì có cấu trúc lục phƣơng dạng lớp, do nguyên tử C

TO

trong tinh thể lai hóa sp2 nên mỗi nguyên tử cacbon liên kết với 3 nguyên tử C khác nhau bao quanh trong cùng 1 lớp hình thành vòng 6 cạnh, những vòng

D

IỄ N

Đ

ÀN

đó liên kết với nhau thành 1 lớp vô tận.

Lai hóa sp2

29 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

b, Tính chất vật lí - Than chì có tính dẫn điện và dẫn nhiệt tốt.

N

- Mềm.

Ơ

- Nhiệt độ nóng chảy cao.

N

H

c, Các loại than khác như than gỗ, than động vật, than muội, than mỏ,

U Y

than hoạt tính… gọi chung là cacbon vô định hình đều có cấu trúc tinh thể

.Q

than chì.

ẠO

TP

- Tính chất vật lí của các loại cacbon vô định hình đều phụ thuộc vào cấu trúc và diện tích tiếp xúc bề mặt của chúng.

G

Đ

- Cacbon vô định hình nguyên chất đƣợc điều chế bằng cách hóa than

H Ư

N

đƣờng kính trắng. c, Cacbin

10 00

B

TR ẦN

- Nguyên tử cacbon trong cacbin ở trạng thái lai hóa sp.

Lai hóa sp

Ó

A

- Là chất bột màu đen mạng tinh thể lục phƣơng, cấu trúc mạch thẳng,

H

mỗi nguyên tử cacbon tạo ra 2 liên kết σ và 2 liên kết П, có tính bán dẫn, độ

-L

Í-

rộng vùng cấm ∆E ≈1eV.

ÁN

2. Trạng thái thiên nhiên, thành phần đồng vị

TO

a, Trạng thái thiên nhiên - Trong thiên nhiên cacbon tồn tại ở dạng tự do và dạng hợp chất. Ở

D

IỄ N

Đ

ÀN

dạng tự do cacbon tinh thể tồn tạo ở 2 dạng thù hình là kim cƣơng và than chì.

- Dạng liên kết, cacbon có trong thành phần các hợp chất cacbonat nhƣ

canxit, đá vôi, đá phấn, đá hoa… đều có thành phần chính là CaCO3, đolomit MgCO3.CaCO3…

30 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Ngoài ra C có trong thành phần chính của các loại than đá, dầu mỏ, khí đốt thiên nhiên, khí cacbonic, là thành phần chủ yếu cấu tạo nên cơ thể động vật.

Ơ

N

b, Đồng vị.

N

H

- Cacbon có 6 đồng vị, từ 10C đến 15C trong đó có 2 đồng vị thiên nhiên

U Y

là 12C chiếm 98,892 % và đồng vị 13C chiếm 1,108%.

.Q

- Còn lại 2 đồng vị phóng xạ 14C có chu kì bán hủy 55,68 năm, tạo ra

TP

nhờ các tia vũ trụ do quá trình phóng xạ của β.

ẠO

3. Tính chất hóa học

N

động có khả năng phản ứng với nhiều kim loại.

G

Đ

- Ở điều kiện thƣờng C trơ về mặt hóa học, nhiệt độ cao trở lên hoạt

H Ư

- Ở nhiệt độ cao C tƣơng tác với nhiều kim loại tạo ra các hợp chất

TR ẦN

cacbua, trừ các kim loại Zn, Cd, Hg, Ga, In, Ge…. là không tạo ra các hợp chất với cacbon.

10 00

B

- C thể hiện tính khử khi tác dụng với các chất ở nhiệt độ cao nhƣ : H2O, KClO3, KNO3, HNO3, H2SO2 tạo thành CO2.

A

a, Phản ứng với đơn chất

H

Ó

Phản ứng hiđro tạo ra metan và axetylen.

Í-

b, Phản ứng với nitơ, photpho, antimon, bitmut

-L

- Cacbon phản ứng trực tiếp với nitơ khi cho qua ngọn lửa hồ quang

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

giữa 2 điện cực bằng than tạo thành hợp chất đixian.

2C + N2 → (CN)2 ∆H= 305,76kJ/mol

- Cacbon không phản ứng trực tiếp với photpho nhƣng hợp chất C6P2

tạo ra bằng con đƣờng gián tiếp.

- As, Sb, Bi không tạo ra hợp chất với cacbon. c, Phản ứng với oxi, lưu huỳnh, selen, telu - Tùy vào điều kiện phản ứng, cacbon phản ứng hóa hợp trực tiếp với oxi tạo ra khí CO hoặc CO2.

31 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

C( vô định hình) + O2 → CO2 ∆H= -393,3 kJ/mol C( than chì) + O2 → CO2

∆H= -394,8 kJ/mol

Ơ

N

C(kim cƣơng) + O2 → CO2 ∆H= -395,3 kJ/mol

U Y

khí CO, lƣợng khí này càng tăng khi nhiệt độ càng tăng do quá trình:

.Q

CO2 + C ↔ 2CO

TP

2C + O2 → 2CO

Hay

N

H

- Sản phẩm cháy than vô định hình ngoài CO2, còn có 1 lƣợng đáng kể

ẠO

- Cho hơi lƣu huỳnh qua than nung đỏ thu đƣợc Cacbon đisunfua CS2.

G

Đ

nung 2S+C   CS2

H Ư

N

- Selen và telu không phản ứng trực tiếp với cacbon. d, Phản ứng với các halogen

TR ẦN

- Chỉ có flo mới có phản ứng trực tiếp với cacbon.

Cacbon tetra florua

10 00

B

nung C  2 F2   CF4

- Các halogen còn lại cũng tạo ra các hợp chất tƣơng tự nhƣng bằng con

Ó

A

đƣờng gián tiếp.

H

- Chẳng hạn cho khi clo phản ứng với cacbon đisunfua hoặc phản ứng

-L

Í-

trao đổi khi cho CCl4 nung nóng qua AlBr3, AlI3 tạo ra CBr4, CI4.

ÁN

- Nung than chì trong khí flo ở 500oC tạo ra CF4, nhƣng ở nhiệt độ

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

450oC tạo ra hợp chất florua than chì không màu.

450 C 2nC+nF2   (CF)2n 0

e, Phản ứng với kim loại - Cacbon chỉ tác dụng với kim loại ở nhiệt độ cao.

- Những kim loại: Zn, Cd, Hg, In, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Re không tạo

ra hợp chất với cacbon.

- Sản phẩm là hợp chất cacbua kim loại.

32 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

t cao 4Al +C   Al4C3 o

- Hợp chất của C với kim loại là cacbua kim loại

N

3Cr+2C   Cr3C 2

Ơ

CaO+3C   CaC2 +CO

N

H

V2 O5 +7C   2VC+5CO

U Y

f, Phản ứng với hợp chất

TP

.Q

- Ở nhiệt độ cao C phản ứng với nhiều hợp chất thể hiện tính khử: + Khử hơi nƣớc ở nhiệt độ cao:

Đ

ẠO

  CO+H2 C+H2O  

N

G

+ Khử các oxit kim loại khi nung nóng:

TR ẦN

H Ư

SnO 2 +2C   Sn+2CO   Pb+CO PbO+C  

+ Phản ứng với H2SO4 đặc và HNO3 tạo thành CO2:

10 00

B

C+2H2SO4d   CO2 +2SO2 +2H 2O 3C+4HNO3   3CO2 +4NO+2H 2O

Ó

A

+ Khử đƣợc NaOH rắn khi nung ở nhiệt độ cao tạo ra Na và Na2CO3:

H

2C+6NaOH(nc)   2Na+2Na 2CO3 +3H2

nung 2KClO3 +3C   2KCl+3CO 2 nung KNO3 +C   KNO 2 +CO nung 2KNO3 +3C+S   N 2 +3CO 2 +K 2S

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

+ Khi nung hỗn hợp gồm C và KClO3 hoặc KNO3 xảy ra các phản ứng:

D

IỄ N

Đ

4. Cách phân loại cacbua Dựa vào khả năng phản ứng với nƣớc và axit loãng cacbua đƣợc chia làm 2 nhóm. a, Nhóm cacbua bị nước và axit loãng phân hủy gồm 3 loại: + Cacbua bị phân hủy thành axetilen (nhóm axetilenit)

33 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

+ Cacbua bị phân hủy tạo thành metan (nhóm metanit) + Cacbua bị phân hủy tạo thành những sản phẩm khác nhau nhƣ Mg2C3, Mn3C…

Ơ

N

b, Cacbua không bị nước và axit loãng phân hủy

N

H

- Chủ yếu là những cacbua của kim loại chuyển tiếp nhƣ: Cr3C2, Cr7C3,

U Y

Cr4C, Mo2C,…..

TP

cacbua ion, cacbua cộng hóa trị, và cacbua tƣơng tự kim loại.

.Q

+ Dựa vào liên kết hóa học ngƣời ta chia cacbua kim loại làm 3 nhóm:

ẠO

5. Điều chế và ứng dụng

Đ

a, Điều chế

N

G

- Kim cƣơng đƣợc khai thác từ thiên nhiên và 1 phần đƣợc sản xuất

TR ẦN

dƣới áp suất 60.000 – 120.000 atm.

H Ư

nhân tạo ở quy mô công nghiệp bằng cách nung than chì ở 1800oC – 3800oC - Than chì cũng đƣợc khai thác từ mỏ than chì thƣờng có trữ lƣợng rất

B

lớn. Một phần than chì đƣợc điều chế nhân tạo khi nung than đá hoặc than cốc

10 00

ở 2500 – 3000oC trong các lò đặc biệt.

A

- Than gỗ đƣợc điều chế bằng cách chƣng khô gỗ trong điều kiện

H

Ó

không có không khí.

Í-

- Than động vật nhƣ than xƣơng, than máu đƣợc điều chế bằng cách

-L

than hóa xác chết động vật.

ÁN

- Than mồ hóng (than muội) đƣợc điều chế bằng cách đốt cháy không

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

hoàn toàn các chất hữu cơ nhƣ nhựa hắc ín, naphtalen…

- Than cốc đƣợc điều chế bằng cách nung than đá ở 1000 – 2000oC

trong điều kiện thiếu không khí, quá trình nung tách ra những hợp chất dễ bay hơi và sản phẩm gọi là than cốc.

- Than hoạt tính đƣợc điều chế bằng cách nung than gỗ thƣờng, sau đó ngâm trong dung dịch HNO3, sau một số quá trình chế hóa thu đƣợc than hoạt tính, nhỏ xốp.

34 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

b, Ứng dụng - Kim cƣơng dùng chế tạo mũi khoan và dao cắt để khoan thép, cắt hàn

N

kim loại, cát thủy tinh.

Ơ

- Bột kim cƣơng đƣợc dùng làm bột mài, đánh bóng hạt kim cƣơng, các

N

H

đồ vật bằng đá hoặc kim loại.

U Y

- Kim cƣơng dùng làm đồ trang sức.

TP

các quá trình điện hóa học và quá trình điện luyện kim loại.

.Q

- Than chì đƣợc dùng rộng rãi trong kỹ thuật điện, chế tạo điện cực cho

ẠO

- Than chì đƣợc dùng chế tạo sơn và trộn với đất sét làm than chì.

G

Đ

- Hỗn hợp than chì với đất sét đƣợc chế tạo nồi nấu chảy kim loại, dùng

H Ư

N

rắc vào các khuôn đúc kim loại.

- Bột than chì dùng làm chất nhờn bôi trơn trục quay chịu nhiệt độ cao.

TR ẦN

- Mồ hóng (muội than) dùng làm chất độn trong công nghiệp lƣu hóa cao su, làm nguyên liệu sản xuất mực in, mực tàu, xi đánh giày.

10 00

B

- Than đá, than cốc dùng làm chất khử trong luyện kim. Than gỗ dùng để chế tạo thuốc súng đen, chế tạo hợp chất hấp thụ, dùng làm nhiên liệu.

Ó

A

E. Câu hỏi tự kiểm tra đánh giá (tự luận, làm ra giấy, ở nhà)

H

Thời gian 25 phút

-L

Í-

Câu 1: a, Đặc điểm cấu tạo của nguyên tử cacbon? Có thể giải thích các

ÁN

mức oxi hóa của cacbon trên cơ sở cấu tạo nguyên tử của nguyên tố đó nhƣ

TO

thế nào?

b, Tại sao cacbon không có tính kim loại nhƣ thiếc và chì, mặc dù vỏ e

D

IỄ N

Đ

ÀN

của các nguyên tử đó tƣơng tự nhau?

Câu 2: a, Trình bày đặc điểm cấu tạo của kim cƣơng và than chì? b, Từ những đặc điểm cấu tạo đó hãy giải thích tính chất vật lí của 2 dạng thù hình trên?

35 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Câu 3: So sánh tính chất vật lí các dạng thù hình của cacbon?

Câu 4: a, Cho biết tính chất hóa học của C? b, Trong các dạng thù hình của cacbon thì dạng nào tỏ ra hoạt động

Ơ

N

mạnh hơn? Giải thích nguyên nhân?

N

H

c, Viết phƣơng trình phản ứng khi cho cacbon tác dụng với oxi, lƣu

U Y

huỳnh, flo, CuO, H2SO4 đặc .

.Q

Câu 5: a, Tại sao than vô định hình có khả năng hấp phụ nhƣng kim

TP

cƣơng lại không có khả năng này?

ẠO

b, Than hoạt tính là gì? tại sao than hoạt tính lại có khả năng hấp phụ

Đ

cao hơn than thƣờng?

H Ư

N

G

TIỂU MÔ ĐUN 5: CACBON OXIT, CACBON ĐIOXIT A. Mục tiêu

TR ẦN

1. Về kiến thức SV biết:

10 00

B

- Trạng thái tự nhiên, tính chất vật lí, tính chất hóa học của cacbon oxit, cacbon đioxit.

A

- Ứng dụng và điều chế cacbon oxit, cacbon đioxit.

Í-

SV hiểu:

H

Ó

- Cấu tạo và tính chất hóa học đặc trƣng của cacbon oxit, cacbon đioxit.

-L

- Đặc điểm cấu tạo phân tử cacbon oxit, cacbon đioxit.

ÁN

- Phƣơng pháp điều chế cacbon oxit, cacbon đioxit.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

2. Về kỹ năng - Từ cấu tạo phân tử dự đoán tính chất hóa học.

- Viết phƣơng trình phản ứng, giải các bài tập liên quan.

3. Thái độ - Có hứng thú học tập bộ môn.

- Giáo dục tƣ tƣởng, đạo đức tác phong nhƣ rèn luyện tính tự học, sáng tạo, chính xác, khoa học.

36 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Có ý thức bảo vệ môi trƣờng.

4. Tƣ duy và năng lực

N

- Rèn luyện tƣ duy khoa học

Ơ

- Rèn luyện và nâng cao năng lực tự học: năng lực nhận biết, tìm tòi,

N

H

phát hiện và giải quyết vấn đề, năng lực đánh giá và tự đánh giá, vận dụng

U Y

kiến thức khoa học vào thực tiễn.

TP

.Q

- Phát triển năng lực hợp tác, ứng dụng CNTT để thu thập và xử lí dữ liệu.

B. Tài liệu tham khảo

ẠO

1. Nguyễn Đức Vận. Hóa học vô cơ tập 1. Tr 309 – 320

G

Đ

2. Hoàng Nhâm. Hóa học vô cơ tập 2. Tr 111 – 120 C. Hƣớng dẫn sinh viên tự đọc (ở nhà)

H Ư

N

3. Nguyễn Đức Vận. Bài tập hóa học vô cơ. Tr 24 - 25

TR ẦN

SV đọc các tài liệu ở các trang đã hướng dẫn và trả lời các câu hỏi sau:

10 00

B

1. Nêu tính chất vật lí của cacbon oxit, cacbon đioxit.

2. Trình bày đặc điểm cấu tạo phân tử cacbon oxit, cacbon đioxit . Từ

Ó

A

đặc điểm cấu tạo phân tử , hãy dự đoán tính chất hóa học cơ bản của cacbon

H

oxit, cacbon đioxit.

-L

Í-

3. Nêu nguồn sinh ra CO, CO2 trong tự nhiên và các ứng dụng của nó.

ÁN

4. Trình bày phƣơng pháp điều chế CO, CO2 trong phòng thí nghiệm và

TO

trong công nghiệp.

ÀN

5. Trình bày tính chất hóa học của CO, CO2.

D

IỄ N

Đ

D. Nội dung lí thuyết cần nghiên cứu (ở nhà)

1. Cacbon oxit Phân tử CO có cấu tạo tƣơng tự phân tử N2 trong phân tử đều có 1 liên kết ba ứng với cấu hình e: (2slk)2(2splk)2(2plk)4(2plk)2

37 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Phân tử CO có cấu tạo: - Liên kết C – O có năng lƣợng rất lớn 1070 kJ/mol, lớn nhất trong tất

Ơ

N

cả các liên kết, độ dài bé 1,12Ao và momen lƣỡng cực không đáng kể µ=

H

0,118D  có tính chất lí hóa giống nitơ.

U Y

N

- Trong phân tử CO có 10e tham gia liên kết, trong đó 2 cặp e tạo ra 2

TP

nhận”, do cặp e của oxi đã đặt vào obitan 2p của nguyên tử C.

.Q

liên kết cộng hóa trị, còn cặp e thứ 3 hình thành liên kết theo liên kết “cho -

ẠO

1.1 Tính chất vật lí

Đ

- Là chất khí không màu, không mùi vị, tan ít trong nƣớc, 1 thể tích

N

G

nƣớc ở không độ C hòa tan đƣợc 0,0345 thể tích CO, còn ở 25oC hòa tan

H Ư

đƣợc 0,0215 thể tích.

TR ẦN

- Khó ngƣng thành thể lỏng, nóng chảy ở -207oC, sôi ở -190oC. - Tỷ khối so với không khí là 0,8672, khối lƣợng riêng ở điều kiện

10 00

- Là khí rất độc.

B

thƣờng là 1,25g/lít.

A

- Rất bền với nhiệt ở 6000oC chƣa phân hủy.

H

Ó

1.2 Tính chất hóa học

Í-

- Cacbon oxit có khả năng hóa hợp với nhiều chất thể hiện tính khử

-L

nhƣng chỉ thể hiện ở nhiệt độ khá cao.

ÁN

- CO rất bền với nhiệt, ở điều kiện thƣờng khá trơ, kém hoạt động,

a, Phản ứng với hiđro - P: 200 – 250 atm - Nhiệt độ: 300 - 400oC

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

nhiệt độ cao tỏ ra hoạt động hơn.

CO+2H 2   CH3OH

38 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Ở 300oC, xúc tác Ni Ni CO+3H 2   CH 4 +H 2O

H

Ơ

nóng hoặc coban, niken, cacbon oxit đã kết hợp với hiđro tạo ra hiđrocacbon.

N

- Ở điều kiện thích hợp về nhiệt độ, áp suất, chất xúc tác là bột sắt nung

N

nCO+(2n+1)H 2   Cn H 2n+2 +nH 2 O

U Y

2nCO+(n+1)H 2   Cn H 2n+2 +nCO2

TP

.Q

nCO+2nH 2   Cn H 2n +nH 2O

ẠO

2nCO+nH 2   Cn H2n+nCO2

Đ

b, Phản ứng với oxi

N

G

- Trong không khí CO bốc cháy ở 700oC tạo ra ngọn lửa xanh lam, tỏa

H Ư

nhiệt lớn, nên CO là nhiên liệu khí có giá trị cao:

TR ẦN

2CO+O2   2CO2 ∆Ho= -282 kJ/mol

- Ở nhiệt độ thƣờng CO chỉ tƣơng tác với oxi khi có chất xúc tác nhƣ

10 00

c, Phản ứng với clo

B

hỗn hợp gồm MnO2 và CuO.

A

- Xảy ra trong bóng tối.

H

Ó

- Nhiệt độ: 500oC

Í-

CO+Cl2   COCl2 ( photgen rất độc)

∆Ho= -112,95kJ/mol

-L

- COCl2 là chất dạng khí, nhiệt độ nóng chảy là -126oC, nhiệt độ sôi

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

8,2oC, không màu, có mùi thối, ít tan trong nƣớc nhƣng bị nƣớc phân hủy.

COCl2 +H 2O   2HCl+CO 2

Tan nhiều trong hiđrocacbon nhƣ benzen, toluen… d, Phản ứng với lưu huỳnh, selen, telu - CO phản ứng với S chỉ xảy ra ở nhiệt độ cao tạo ra hợp chất cacbon

oxi sunfua COS.

 COS CO+S  

∆Ho=-33,47 kJ/mol

39 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

COS có cấu tạo thẳng, là chất khí không màu, không mùi, nóng chảy ở -139oC, tan nhiều trong nƣớc và thủy phân dần tạo ra CO2 + H2S. - CO cũng hóa hợp với selen và telu tạo ra các hợp chất COSe và COTe

Ơ

N

đều ở dạng khí.

N

H

e, Phản ứng với kim loại

U Y

- CO có khả năng kết hợp với một số kim loại điển hình là Ti(CO)7,

.Q

Fe(CO)5, Cr(CO)6, Ni(CO)4.

150-200 C Fe+5CO   Fe(CO)5 50 C Ni+4CO   Ni(CO) 4

G

o

Đ

o

ẠO

TP

- Các phản ứng tạo thành Fe(CO)5, Ni(CO)4:

H Ư

N

Niken tetra cacbonyl - Khi nung nóng cacbonyl bị phân hủy thành kim loại.

TR ẦN

- Cacbonyl thể hiện tính oxi hóa – khử.

VD: khi Fe(CO)5 thể hiện tính khử khi nung trong không khí:

10 00

B

4Fe(CO)5 +13O2   2Fe2 O3 +20CO2

Và thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với chất khử mạnh.

H

Ó

A

NH3long 4Fe(CO)5 +2Na   Na 2 [Fe(CO) 4 ]+CO

Í-

f, Phản ứng với nước

-L

- Ở điều kiện thƣờng CO không tác dụng với nƣớc, nhƣng ở nhiệt độ

IỄ N D

Pcao,t cao CO+H2O   HCOOH o

- Nung nóng đến 300oC có Fe2O3 xúc tác

  H2 +CO2 CO+H2O(hoi)  

Đ

ÀN

TO

ÁN

cao và áp suất cao CO hóa hợp với nƣớc tạo ra axit fomic tự do:

- Hỗn hợp CO và H2O qua CaO nung nóng điều chế đƣợc H2 theo phƣơng trình: 500 C CO+H2O+CaO   CaCO3 +H2 o

40 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

g, Phản ứng với dung dịch kiềm - Ở điều kiện thƣờng, CO không tác dụng với kiềm, ở nhiệt độ cao, áp

N

suất cao CO hóa hợp với NaOH tạo ra natri fominat tự do: Pcao,t cao CO+NaOH   HCOONa

H

Ơ

o

N

i, Phản ứng với các hợp chất khác

t cao Fe3O4 +4CO  3Fe+4CO2 ∆H=-19kJ

TP

o

.Q

U Y

- Ở nhiệt độ cao, CO khử đƣợc nhiều oxit kim loại.

ẠO

- Trong dung dịch, CO thể hiện tính khử rõ khi có mặt xúc tác.

Đ

Ag 2KMnO 4 +3CO+KOH+H 2 O   3KHCO3 +2MnO 2

N

G

HgO K 2 Cr2 O 7 +3CO+KOH+4H 2 O   3KHCO3 +2Cr(OH)3

H Ư

KClO3 +3CO+3KOH   3KHCO3 +KCl

TR ẦN

- Trong dung dịch, CO phản ứng với PdCl2 theo phƣơng trình: PdCl2 +CO+H 2 O   Pd+2HCl+CO2

10 00

B

(Nhờ phản ứng này ngƣời ta dùng để nhận biết khí CO trong hỗn hợp khí).

 nhận xét: Khí CO có tính khử tương đương với hyđro phân tử.

A

- Tác dụng với hemoglobin: CO + Hb → Hb.CO

H

Ó

Lƣu ý : hợp chất Hb.CO bền làm cho hồng cầu không làm đƣợc nhiệm

Í-

vụ chuyển tải oxi từ phổi đến các mao quản trong cơ thể con ngƣời. Vậy khí

-L

CO rất độc đối với con ngƣời.

ÁN

- Khí CO và NO đều độc hại, gây ô nhiễm môi trƣờng. Do đó để bảo vệ

TO

môi trƣờng trong sạch của không khí ở các đô thị, ngƣời ta lắp vào ôtô một

D

IỄ N

Đ

ÀN

thiết bị gọi là thiết bị chuyển hoá xúc tác (chất xúc tác ở đây thƣờng là: Pt, Pd, Al2O3), qua thiết bị đó những khí độc đƣợc chuyển hoá thành khí không độc hại (với điều kiện để bảo về cho hoạt tính của chất xúc tác là ôtô chạy bằng xăng không chứa chì vì chì là chất độc cho chất xúc tác).

2CO + 2NO → CO2 + N2

41 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Ở điều kiện thƣờng khí CO không tác dụng với H2O và kiềm, nhƣng ở nhiệt độ cao và áp suất cao thì phản ứng xảy ra: t0

Ơ N

H

200 0 C HCOONa (natri fomiat) 150atm

Vậy có thể coi CO là anhyđrit axit của axit fomic: HCOOH

TP

.Q

1.3 Điều chế và ứng dụng

U Y

CO + NaOH

N

H2O + CO  H2 + CO2

ẠO

a, Điều chế

Đ

- Trong PTN

G

+ Đun nóng dung dịch HCOOH 85% với H2SO4 đặc ở 100oC, H2SO4

H Ư

N

loại nƣớc tạo ra CO:

100 C HCOOH   CO+H2O

TR ẦN

o

+ Đun nóng 1 hỗn hợp gồm H2SO4 đặc với axit oxalic tinh thể

B

H2C2O4.2H2O

10 00

H 2 C2 O 4   CO+CO 2 +H 2O

A

Thu đƣợc hỗn hợp gồm CO và CO2

H

Ó

+Đun nóng hỗn hợp gồm H2SO4 đặc với k4[Fe(CN)6] thu đƣợc khí CO:

-L

Í-

K 4 [Fe(CN)6 ]+6H 2SO 4 +2H 2 O   FeSO 4 +3(NH 4 ) 2SO 4

- Trong công nghiệp

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

+Đốt cháy than hoặc hiđrocacbon trong điều kiện hạn chế oxi.

C+O2   CO2 C+CO2   2CO

b, ứng dụng - Trong công nghiệp khí CO đƣợc dùng làm nhiên liệu khí, sản xuất dƣới dạng các loại khí lò ga, khí lò than, khí hỗn hợp.

42 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

2. Cacbon đioxit (khí cacbonic – CO2) 2.1. Đặc điểm cấu tạo phân tử

N

Phân tử cacbon đioxit đƣợc cấu tạo thẳng với độ dài liên kết

Ơ

d(C↔O)=1,162Ao, µ=0.

N .Q

:O=C=O:

U Y

- Năng lƣợng trung bình của liên kết đó là 803 kJ/mol.

H

- Trong phân tử CO2 nguyên tử ở trạng thái lai hóa sp.

TP

- Có 8 cặp electron tham gia tạo thành liên kết, trong đó 4e tạo ra 2 liên

Đ

ẠO

kết П, nên phân tử CO2 có độ bền cao.

G

2.2.Tính chất vật lí

H Ư

N

- CO2 là chất khí không màu, không mùi, có vị hơi chua.

- Tỷ khối so với không khí là 1,5292.

TR ẦN

- Khối lƣợng riêng ở điều kiện chuẩn là 1,9769g/lít.

- Khối lƣợng riêng của CO2 rắn là 1,53g/cm3.

10 00

B

- Là chất dễ hóa lỏng và dễ hóa rắn, nóng chảy ở -54,6oC, áp suất 5,11 atm, dƣới 60atm và nhiệt độ thƣờng.

Ó

A

- CO2 hóa lỏng thành chất lỏng không màu.

H

- Khi làm lạnh đột ngột, CO2 sẽ hóa rắn thành khối trắng nhƣ tuyết gọi

-L

Í-

là tuyết cacbonic hoặc nƣớc đá khô.

ÁN

- CO2 không cháy và không duy trì sự cháy (dùng khí CO2 để dập tắt

TO

đám cháy).

D

IỄ N

Đ

ÀN

- CO2 không duy trì sự sống.

- CO2 tan khá nhiều trong nƣớc tạo ra dung dịch axit yếu, tan đƣợc

trong rƣợu.

- CO2 rất bền với nhiệt.

- Nồng độ khí CO2 trên 3% trong không khí có thể làm rối loạn thần kinh; 10% có thể làm mất trí và đi đến chết vì ngạt.

43 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

2.3 Tính chất hóa học - Là chất có tính axit đồng thời có tính oxi hóa nên CO2 phản ứng với

N

nhiều chất có tính bazơ và chất có tính khử mạnh.

Ơ

a, Phản ứng với kim loại

N

H

- Ở nhiệt độ cao 1 số kim loại có ái lực cao với oxi lớn hơn so với

U Y

cacbon sẽ phản ứng với CO2.

.Q

2Mg+CO 2   2MgO+C

TP

4Al+3CO 2   Al 4C3 +3O 2

Đ

ẠO

5Ca+2CO 2   4CaO+CaC 2

G

b, Phản ứng với cacbon

H Ư

N

- Ở nhiệt độ cao rất bền với nhiệt, trên 1000oC bắt đầu phân hủy tạo ra CO và O2:

TR ẦN

  2CO CO2 +C  

B

c, Phản ứng nhiệt phân

10 00

  2CO+O2 2CO2  

A

d, Phản ứng với bazơ, oxit bazơ

ÁN

-L

Í-

H

Ó

- Xảy ra ngay ở nhiệt độ thƣờng.

CO 2 +CaO   CaCO3 CO 2 +2KOH   K 2 CO3 +H 2 O 2CO 2 +BaCO3 +H 2 O   Ba(HCO3 ) 2

- Trong dung dịch nƣớc, khí CO2 tác dụng với dung dịch NH3 tạo ra

muối amoni cacbonat và amoni hiđrocacbonat.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

e, Phản ứng với amoniac

CO2 +2NH3 +H 2O   (NH 4 )2CO3 CO2 +NH3 +H 2O   NH 4 HCO3

44 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Khí CO2 khô hóa hợp với khí NH3 khô ở điều kiện thƣờng tạo thành muối amoni cacbamat.

N

CO2 + 2NH3 → O=C - ONH4

Ơ

NH2

N

H

- Phản ứng quang hợp: Cây xanh hấp thụ liên tục khí CO2 của khí

U Y

quyển giải phóng O2 hv

TP

.Q

6CO2 + 6 H2O  C6H12O6 + 6O2

ẠO

2.4. Điều chế và ứng dụng

Đ

a, Điều chế

G

- Trong PTN: Cho axit HCl tác dụng lên CaCO3 trong bình kíp.

H Ư

N

CaCO3 +2HCl   CaCl2 +CO2 +H 2 O

TR ẦN

- Trong công nghiệp: CO2 đƣợc sản xuất bằng phƣơng pháp đốt than đá trong oxi hoặc trong không khí, đồng thời cũng là sản phẩm phụ của quá trình

B

nung vôi hoặc quá trình lên men rƣợu:

10 00

CaCO3 +2HCl   CaCl2 +CO2 +H 2 O

A

b, Ứng dụng

H

Ó

- CO2 không cháy và không duy trì sự cháy với những loại nhiên liệu

Í-

thông thƣờng, nên đƣợc dùng làm chất chữa cháy.

-L

- CO2 không duy trì sự sống đối với con ngƣời, các vi khuẩn và nấm

TO

ÁN

mốc không phát triển đƣợc trong môi trƣờng khí CO2, nên thực phẩm có thể

D

IỄ N

Đ

ÀN

cất giữ rất lâu trong khí quyển CO2 mà không bị hỏng.

- Một lƣợng lớn CO2 đƣợc dùng trong công nghiệp hóa học để sản xuất

sođa, ure, axit salixilic, trong công nghiệp thực phẩm để nén vào các loại nƣớc giải khát nhƣ bia, nƣớc hoa quả, nƣớc khoáng…

- Khí CO2 có nhiệt dung lớn, ít hấp thụ nơtron nên đƣợc dùng làm nguội 1 số lò phản ứng hạt nhân.

45 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

2.5. Hiệu ứng nhà kính - Những chất có tác dụng điều tiết nhiệt độ giữa ban ngày và ban đêm

N

là khí cacbonic và hơi nƣớc. Chúng làm cho nhiệt độ trên mặt đất chỉ thay đổi

Ơ

trong một biên độ hẹp, có thể nói tƣơng đối hằng định trong các mùa.

N

H

- Năng lƣợng mặt trời chủ yếu là các sóng ngắn, dễ xuyên qua bầu khí

U Y

quyển trong khi bức xạ của quả đất là sóng dài dễ bị khí quyển giữ lại. Kết

.Q

quả có sự trao đổi không cân bằng về năng lƣợng giữa quả đất và không gian

TP

vũ trụ dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ của khí quyển và bề mặt quả đất. Hiện

ẠO

tƣợng này diễn ra theo cơ chế tƣơng tự nhƣ nhà kính trồng cây và đƣợc gọi là

G

Đ

hiệu ứng nhà kính.

H Ư

N

- Các tác nhân gây hiệu ứng nhà kính là CO2, hơi nƣớc, CFC, CH4, NO2 … (với mức độ CO2 > hơi nƣớc > CFC > CH4 > NO2).

Thời gian 40 phút

TR ẦN

E. Câu hỏi tự kiểm tra đánh giá (tự luận, làm ra giấy, ở nhà)

10 00

B

Câu 1: a, Đặc điểm cấu tạo phân tử CO? b, So sánh cấu trúc e của phân tử CO và N2. Từ đó giải thích tính chất

Ó

A

lí, hóa tƣơng tự nhau của 2 chất đó.

H

Câu 2: Tại sao CO là khí rất độc đối với động vật?

-L

Í-

Câu 3: Tại sao CO ở điều kiện thƣờng tỏ ra kém hoạt động, nhƣng ở

ÁN

nhiệt độ cao tỏ ra hoạt động hơn?

TO

Câu 4: Làm thế nào để thu đƣợc CO2 tinh khiết?

Câu 5: Viết phƣơng trình phản ứng khi cho CO tác dụng với O2, Cl2,

D

IỄ N

Đ

ÀN

H2O, NaOH. Trong mỗi trƣờng hợp CO đóng vai trò gì?

Câu 6: - Có thể tạo ra metan từ CO2 đƣợc không?

- Nguyên tắc điều chế CO2 trong PTN?

46 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Câu 7: Giải thích các hiện tƣợng sau: 1) Vào mùa đông có nhiều ngƣời bị ngộ độc khí than vì dùng bếp than

N

để sƣởi ấm.

Ơ

2) Cacbon đioxit là nguyên nhân gây ra hiệu ứng nhà kính.

U Y

N

H

3) Trái đất đang nóng lên.

ẠO

MUỐI HIĐROCACBONAT

TP

.Q

TIỂU MÔ ĐUN 6: AXIT CACBONIC VÀ MUỐI CACBONAT,

Đ

A. Mục tiêu

G

1. Về kiến thức

H Ư

N

SV biết:

cacbonic, muối cacbonat.

TR ẦN

- Trạng thái tự nhiên, tính chất vật lí, tính chất hóa học của axit - Ứng dụng và điều chế axit cacbonic, muối cacbonat.

10 00

B

- Cấu tạo chung và tính chất hóa học chung của muối cacbonat.

SV hiểu:

Ó

A

- Đặc điểm cấu tạo phân tử axit cacbonic.

H

- Phƣơng pháp điều chế muối cacbonat, axit cacbonic.

-L

Í-

2. Về kỹ năng

ÁN

- Từ cấu tạo phân tử dự đoán tính chất.

TO

- Giải các bài tập liên quan.

D

IỄ N

Đ

ÀN

3. Thái độ - Hứng thú học học tập bộ môn, nghiêm túc khi học bộ môn.

- Giáo dục tƣ tƣởng, đạo đức tác phong nhƣ rèn luyện tính tự học, sáng

tạo, chính xác, khoa học.

4. Tƣ duy và năng lực - Rèn luyện tƣ duy khoa học.

47 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Rèn luyện và nâng cao năng lực tự học: năng lực nhận biết, tìm tòi, phát hiện và giải quyết vấn đề, năng lực đánh giá và tự đánh giá, vận dụng

N

kiến thức khoa học vào thực tiễn.

H

Ơ

- Phát triển năng lực hợp tác, ứng dụng CNTT để thu thập và xử lí dữ

N

liệu.

1. Hoàng Nhâm. Hóa học vô cơ tập 2. Tr 120- 121

TP

2. Nguyễn Đức Vận. Hóa học vô cơ tập 1. Tr 321- 323.

.Q

U Y

B. Tài liệu tham khảo

ẠO

3. Nguyễn Đức Vận. Bài tập hóa học vô cơ. Tr 24 – 25.

G

Đ

C. Hƣớng dẫn sinh viên tự đọc (ở nhà)

H Ư

N

SV đọc các tài liệu ở các trang đã hướng dẫn và trả lời các câu hỏi sau:

TR ẦN

1. Trình bày đặc điểm cấu tạo của các muối cacbonat.

2. Nêu tính chất vật lí của axit cacbonic, muối cacbonat.

10 00

B

3. Trình bày tính chất hóa học của axit cacbonic, muối cacbonat.

4. Trình bày phƣơng pháp điều chế axit cacbonic, muối cacbonat.

H

1. Axit cacbonic

Ó

A

D. Nội dung lí thuyết cần nghiên cứu (ở nhà)

-L

Í-

1.1. Tính chất chung

ÁN

- Khí cacbonic tan trong nƣớc khá nhiều, khi tan 1 phần tác dụng với

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

nƣớc tạo ra axit yếu theo sơ đồ.   H3O + +[HCO3 ]CO2 +2H 2O     H3O + +[CO3 ]2[HCO3 ]- +H 2O     H + +[HCO3 ]-    H + +[CO3 ]2CO2 +H 2O   

- Những phân tử H2CO3 không bền, không tách đƣợc ở trạng thái tự do.

Khi đun nóng dung dịch, cân bằng trên chuyển dịch mạnh sang trái tạo ra

48 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

CO2, ngƣợc lại khi kiềm hóa, cân bằng chuyển sang phải tạo ra muối hiđrocacbonat hoặc muối cacbonat.

N

2. Muối cacbonat và muối hiđrocacbonat

Ơ

- Axit cacbonic tạo ra 2 loại muối chủ yếu là muối cacbonat chứa ion

N

và HCO3- đều không màu nên các muối

U Y

a, Màu sắc: ion CO32-

H

CO32- và muối hiđrocacbonat chứa ion HCO3-.

TP

.Q

cacbonat hoặc muối hiđrocacbonat đều không màu nếu cation tạo ra muối là

ẠO

không màu.

- Những cation tạo ra muối có màu thì các muối cacbonat hoặc muối

G

Đ

hiđrocacbonat có màu đặc trƣng của cation.

H Ư

N

VD: K2CO3 không màu vì ion K+ không màu. b, Khả năng hòa tan

TR ẦN

- Muối cacbonat kim loại kiềm, amoni, muối hiđrocacbonat kim loại kiềm, amoni, kim loại kiềm thổ (Ca, Sr, Ba) đều tan với độ tan khác nhau, riêng

10 00

B

NaHCO3 có độ tan kém hơn. Muối cacbonat các kim loại kiềm không tan. c, Khả năng thủy phân

A

- Muối cacbonat tan đều bị thủy phân tạo ra môi trƣờng kiềm:

Í-

H

Ó

  NaOH+NaHCO3 VD: Na 2CO3 +H2O  

-L

- Muối hiđrocacbonat tan hầu nhƣ không bị thủy phân, nhƣng khi đun

ÁN

nóng, độ thủy phân tăng lên.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

d, Khả năng nhiệt phân - Muối cacbonat trung tính các kim loại kiềm rất bền với nhiệt nung

đến nhiệt độ nóng chảy vẫn chƣa bị phân hủy, nhƣng khi nung nóng ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ nóng chảy. Đã bị phân hủy 1 phần.

M 2 CO3   M 2O+CO 2

49 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Muối cacbonat trung hòa các kim loại còn lại đều bị nhiệt phân hủy tạo ra oxit kim loại và CO2, mức độ phân hủy phụ thuộc vào độ bền của muối.

N

- Muối hiđrocacbonat kim loại kiềm và kiềm thổ đều bị nhiệt phân

H

.Q

U Y

e, Khả năng tác dụng với axit, bazơ, muối

N

ZnCO3 .2Zn(OH) 2 .2H 2 O   ZnCO3 +2ZnO+4H 2O

Ơ

thành muối cacbonat trung hòa, sau đó tiếp tục nhiệt phân thành kim loại:

TP

- Tất cả các loại muối cacbonat đều bị axit phân hủy kể cả axit axetic

ẠO

tạo ra CO2:

Đ

PbCO3 +2CH3CH   Pb(CH3OO)2 +CO2 +H 2O

N

G

Ba(HCO3 )2 +2HCl   BaCl2 +2CO2 +2H 2O

TR ẦN

dụng với axit đều tạo ra muối trung hòa:

H Ư

- Muối cacbonat axit tác dụng với bazơ và muối cacbonat bazơ tác

NaHCO3 +NaOH   Na 2CO3 +H2O

B

[Be(OH)]2CO3 +2KHCO3   2BeCO3 +K 2CO3 +2H2O

10 00

* Điều chế

H

Ó

kim loại tƣơng ứng:

A

- Cho muối hiđrocacbonat kim loại kiềm tác dụng với dung dịch muối

Í-

NiCl2 + 2NaHCO3 → NiCO3 + 2NaCl + CO2 + H2O

-L

- Khi cho lƣợng dƣ khí CO2 tác dụng với muối cacbonat trung hòa tạo

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

ra muối cacbonat axit.

MgCO3 +CO2 +H 2 O   Mg(HCO3 )2

- Khi cho dung dịch muối của 1 số kim loại tác dụng với dung dịch

muối cacbonat kim loại kiềm không tạo ra muối cacbonat trung tính mà tạo ra muối cacbonat bazơ.

MgCl2 +2Na 2 CO3 +H 2 O   [Mg(OH)]2 CO3 +4NaCl+CO2

50 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Muối cacbonat kim loại hóa trị 3 nhƣ Al3+, Cr3+, Fe3+ không tồn tại, khi cho muối tan các kim loại đó tác dụng với muối cacbonat kim loại kiềm

N

hoặc amoni không tạo ra muối cacbonat mà tạo ra kết tủa hiđroxit:

H

Ơ

2AlCl3 +3Na 2 CO3 +3H 2O   2Al(OH)3 +3CO 2 +6NaCl

N

* Đặc điểm cấu tạo

.Q

U Y

- Anion cacbonat có cấu hình tam giác đều, tƣơng tự phân tử BF3,

TP

nguyên tử cacbon nằm ở trọng tâm, còn 3 nguyên tử O ở đỉnh của tam giác

ẠO

đều. Ngoài 3 liên kết σ, giữa C và 3 nguyên tử O còn có 1 liên kết П không

Đ

định chỗ.

G

- Độ dài liên kết C – O là 1,29Ao. các góc OCO bằng 120oC.

H Ư

N

- Trong anion HCO3-, độ dài liên kết giữa C với O thứ 3 là 1,35Ao.

TR ẦN

- Ion HCO3- và ion CO32- không có màu nên các muối hiđrocacbonat và cacbonat của cation không có màu đều không màu.

10 00

Thời gian 25 phút

B

E. Câu hỏi tự kiểm tra đánh giá (tự luận, làm ra giấy, ở nhà) Câu 1:Viết phƣơng trình phản ứng nhiệt phân các muối cacbonat của

Ó

A

các kim loại sau: Ba, Mg, Ca, Na, amoni, natri hiđro cacbonat? Giải thích

Í-

H

nguyên nhân về sự khác nhau về độ bền nhiệt của các muối đó?

-L

Câu 2: a, Tại sao không thể điều chế đƣợc muối cacbonat của Fe3+ và

ÁN

Al3+?

TO

b, Viết phƣơng trình phản ứng khi cho dung dịch CrCl3 và FeCl3 với

D

IỄ N

Đ

ÀN

nƣớc khi có mặt sođa? Giải thích? c, viết phƣơng trình phản ứng khi cho sôđa nóng tác dụng với dung

dịch có chứa các ion: Zn2+, Co2+, Cr2+, Ni2+.

Câu 3: Tại sao CaCO3 lại tan đƣợc trong dung dịch bão hòa khí CO2 và tại sao Ca(HCO3)2 khi thêm NaOH lại tạo ra kết tủa? Dựa vào sự thủy phân của ion CO32- để giải thích?

51 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Câu 4: Khi cho đá vôi tác dụng với axit để tạo ra CO2 có nên dùng H2SO4 không? Vì sao?

N

Nếu dùng HCl bằng cách nào tinh chế đƣợc khí CO2?

Ơ

Câu 5: Giải thích hiện tƣợng tạo thạch nhũ trong các hang đá. Viết các

N

H

phƣơng trình hoá học tƣơng ứng.

U Y

Câu 6: Một trong những loại bình chữa cháy đƣợc làm từ dung dịch

ẠO

TP

loại bình này để dập tắt các đám cháy kim loại đƣợc không?

.Q

phèn nhôm với sođa. Giải thích tại sao nó lại có tác dụng chữa cháy? Có dùng

G

Đ

TIỂU MÔ ĐUN 7: MỘT SỐ HỢP CHẤT KHÁC CỦA CACBON

H Ư

N

A. Mục tiêu

TR ẦN

1. Về kiến thức SV biết:

- Tính chất vật lí, tính chất hóa học của (cacbon đisunfua, xian, axit

10 00

B

xian hyđric, axit xianic, axit thioxianic).

- Phƣơng pháp điều chế và ứng dụng của cacbon đisunfua, xian, axit

H

SV hiểu:

Ó

A

xian hyđric, axit xianic, axit thioxianic.

-L

Í-

- Đặc điểm cấu tạo phân tử cacbon đisunfua, xian, axit xian hyđric, axit

ÁN

xianic, axit thioxianic.

TO

2. Về kỹ năng

ÀN

- Dựa vào cấu tạo phân tử, giải thích tính chất vật lí, tính chất hóa học

D

IỄ N

Đ

của các chất.

- Giải các bài tập liên quan.

3. Thái độ - Có thái độ nghiêm túc khi học tập bộ môn, nâng cao lòng say mê yêu thích môn học.

52 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Giáo dục tƣ tƣởng, đạo đức tác phong nhƣ rèn luyện tính tự học, sáng tạo, chính xác, khoa học.

4. Tƣ duy và năng lực

Ơ

N

- Rèn luyện tƣ duy khoa học.

N

H

- Rèn luyện và nâng cao năng lực tự học: năng lực nhận biết, tìm tòi,

U Y

phát hiện và giải quyết vấn đề, năng lực đánh giá và tự đánh giá, vận dụng

.Q

kiến thức khoa học vào thực tiễn.

TP

- Phát triển năng lực hợp tác, ứng dụng CNTT để thu thập và xử lí dữ liệu.

ẠO

B. Tài liệu tham khảo

Đ

1. Hoàng Nhâm. Hóa học vô cơ tập 2. Tr 121 - 127.

N

G

2. Nguyễn Đức Vận. Hóa học vô cơ tập 1. Tr 324 – 329.

TR ẦN

C. Hƣớng dẫn sinh viên tự đọc (ở nhà)

H Ư

3. Nguyễn Đức Vận. Bài tập hóa học vô cơ. Tr 24 - 25 SV đọc tài liệu ở các trang đã hướng dẫn và trả lời các câu hỏi sau:

10 00

axit xianic, axit thioxianic.

B

1. Đặc điểm cấu tạo phân tử cacbon đisunfua, xian, axit xian hyđric, 2. Trình bày tính chất vật lí của các hợp chất cacbon đisunfua, xian,

Ó

A

axit xian hyđric, axit xianic, axit thioxianic.

Í-

H

3. Trình bày tính chất hóa học của các hợp chất cacbon đisunfua, xian,

-L

axit xian hyđric, axit xianic, axit thioxianic.

ÁN

4. Trình bày phƣơng pháp điều chế, ứng dụng của cacbon đisunfua,

TO

xian, axit xian hyđric, axit xianic, axit thioxianic.

ÀN

D. Nội dung lí thuyết cần nghiên cứu (ở nhà)

D

IỄ N

Đ

1. Cacbon đi sunfua (CS2) 1.1. Đặc điểm cấu tạo - Khi thay thế nguyên tử oxi trong CO2 bằng lƣu huỳnh sẽ chuyển thành cacbon đisunfua CS2 cũng nhƣ phân tử CO2, COS, nguyên tử C trong phân tử CS2 cũng ở trạng thái lai hóa sp:

53 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

O=C=O

O=C=S

S=C=S

- Độ dài liên kết C – S là 1,56Ao năng lƣợng trung bình của liên kết đó

N

là 535 kJ/mol.

Ơ

1.2. Tính chất

N

H

- Cacbon đisunfua là chất lỏng không màu, thƣờng có màu vàng do lẫn

U Y

tạp chất. Dễ bay hơi, sôi ở 46oC, hóa rắn ở -109oC.

TP

.Q

- Hơi CS2 rất độc và dễ bốc cháy trong không khí tạo ra ngọn lửa xanh

Đ

CS2 +3O 2   CO 2 +SO 2

ẠO

lam:

G

- CS2 hầu nhƣ không tan trong nƣớc, trên 150oC mới bị thủy phân:

H Ư

N

CS2 +2H 2 O   CO 2 +2H 2S

TR ẦN

- CS2 là anhiđrit axit, tác dụng với muối sunfua tạo ra muối của axit thiocacbonic:

10 00

B

K 2S+CS2   K 2CS3

- Axit thiocacbonic tự do bền hơn axit cacbonic.

H 2 CS3 +3H 2 O   H 2 CO3 +H 2S

-L

Í-

H

Ó

loãng bị phân hủy:

A

- Trong dung dịch nƣớc, axit thiocacbonic là axit yếu, trong dung dịch

ÁN

- Các muối natri, kali, amoni thiocacbonat đều bền và có màu.

CS2 +3Cl2   CCl4 +S2 Cl 2

ÀN

TO

- CS2 có tính khử, bị clo oxi hóa khi có mặt chất xúc tác:

D

IỄ N

Đ

1.3. Điều chế và ứng dụng a, Điều chế - Trong công nghiệp CS2 đƣợc điều chế bằng cách cho hơi lƣu huỳnh

qua lớp than nung nóng ở 1000oC. C+2S   CS2

54 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

b, Ứng dụng CS2 là dung môi rất tốt cho các loại chất mỡ dầu và nhựa….Trong PTN

Ơ

H

khỏi sản phẩm của thiên nhiên, dùng làm thuốc trừ sâu trong công nghiệp.

N

dùng để hòa tan lƣu huỳnh, trong công nghiệp dùng để chiết một số chất ra

N

2. Xian (xianogen)

- Phân tử xian có cấu tạo kép (CN)2 dạng thẳng.

ẠO

TP

- Độ dài liên kết d(C↔C)=1,37Ao; d(N↔C)=1,43Ao.

.Q

U Y

2.1. Đặc điểm cấu tạo

2.2. Một số tính chất

G

Đ

- Ở trạng thái khí, xian gồm những phân tử kép (CN)2 có cấu tạo đƣờng

H Ư

N

thẳng.

- Xian là khí không màu, mùi xốc, dễ hóa lỏng và hoá rắn (t0nc = -34,4 C, t0s = -20,70C) tan trong nƣớc và rất độc xian (TK) khá bền với nhiệt, trên

TR ẦN

0

10000C mới phân huỷ:

10 00

B

(CN)2 → 2CN

Và gốc CN cũng rất bền với nhiệt.

Ó

A

- Khi chịu tác dụng lâu của tia tử ngoại hoặc khi đun nóng đến gần

H

5000C, xian trùng hợp thành một khối rắn, vô định hình, màn đen, không tan

-L

Í-

trong nƣớc và có thành phần (CN)n và gọi là paraxian có cấu tạo vững.

ÁN

- Trong không khí xian dễ bốc cháy cho ngọn lửa hồng viên xanh và có

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

nhiệt độ cao ( 45000C). Ở vùng hồng có phản ứng.

(CN)2 +O2 → 2CO +N2

Vùng xanh phản ứng cháy của CO. - Khi để lâu trong nƣớc, xian bị thuỷ phân theo 2 cơ chế sau: (CN)2 +H2O → HCN + HNCO (axit xianic) Rồi axit này bị thuỷ phân tiếp cho pominat amoni và urê.

- Cơ chế 2 là: (CN)2 + 2H2O → ……………

55 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Rồi oxami dua bị thuỷ phân tạo nên amoni oxilat. Cơ chế này xác nhận cấu tạo N-C-C-N của phân tử xian.

N

- Sự thuỷ phân của xian cho thấy sự giống nhau của xian với halogen,

Ơ

nhất là trong môi trƣờng kiềm.

N

H

(CN)2 + 2NaOH → NaCN + NaOCN +H2O

U Y

- Bởi vậy xian đƣợc gọi là halogen giả. Về tính chất nó nằm giữa brom

.Q

và iot.

TP

2.3. Điều chế

ẠO

Hg(CN)2+ HgCl2 → Hg2Cl2 +(CN)2

G

Đ

2CuSO4 + NaCNdd → 2Na2SO4 + CuCN +(CN)2

H Ư

N

3. Hiđro xianua và muối xianua

- HCN là hợp chất CHT, phân tử có cấu tạo thẳng H- C  N:

TR ẦN

- Một phân tử khác đồng phân với nó là hiđro zoxiama H-N  C: - Trong hiđo xinua bình thƣờng có cả 2 dạng đồng phân đó ở trạng thái HNC

10 00

B

HCN

cân bằng với nhau:

- Ở điều kiện thƣờng, HCN chiếm 99,5%, khi đun nóng tỉ lệ HNC tăng

Ó

A

lên, hiện nay ngƣời ta chƣa tách riêng đƣợc HNC tinh khiết. Hiđroxiama là

H

chất lỏng không màu, có mùi khó chịu, dễ hoá rắn và dễ bay hơi (t0nc = - 150C,

-L

Í-

t0s = 25,60C)

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

H.

ÁN

- Ở trạng thái lỏng và rắn có hoạt động trùng hợp phản ứng nhờ liên kết …H-C  N:…H- C  N: …H- C N:…

- Hiện tƣợng trùng hợp còn có một phần ở trạng thái hơi. Do hoạt động

trùng hợp đó, HCN lỏng có hằng số điện môi rất lớn ( 120). So với nƣớc ( 80) do vậy HCN lỏng là 1 dung môi ion hoá tốt với nhiều chất.

- Ở trạng thái khan và dung dịch, HCN chỉ bền khi có 1 lƣợng nhỏ axit vô cơ làm chất ổn định. Nếu không nó sẽ trùng hợp thành sản phẩm rắn màu đen.

56 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Khi đốt nóng trong không khí, HCN cháy cho ngọn lửa màu tím: 4HCN + 5O2 → 2H2O + 6CO2 + 2N2

N

- HCN dùng chủ yếu trong tổng hợp hữu cơ.

H

N

- Đun hỗn hợp CO và NH3 ở 5000C dƣới áp suất với xúc tác ThO2:

Ơ

* Điều chế

U Y

CO + NH3 → HCN + H2O

TP

.Q

- PTN: NaCN + H2SO4 → NaHSO4 + HCN Muối của axit HCN gọi là xianua: [:CN:]-

ẠO

- Ion CN- không màu nên các muối nói chung không màu. Phản ứng

G

Đ

của ion CN- giống nhiều với ion halogen.

H Ư

N

VD: phân tích dựa vào phản ứng này nhận ra CN- :

TR ẦN

- Do có số e bằng số e của CO và có cặp ion tự do ở C, ion CN- cùng tạo nhiều phức bền với ion kim loại chuyển tiếp.

- Khi có mặt oxi, ion CN- có thể hòa tan Au, Ag… nhờ tạo phức tan:

10 00

B

4Au+ 8NaCN + H2O + O2 → 4 Na[Au(CN)2] +4NaOH - Muối xianua và HCN đều rất độc. Trong các xinua, chỉ có xianua kim

Ó

A

loại kiềm và kiềm thổ là dễ tan, còn các xiamua khác đều ít tan. Riêng muối

H

của Hg tan nhiều trong nƣớc và hầu nhƣ không bị ion hoá.

CN- + H2O

HCN + OH-

ÁN

-L

Í-

- Muối xianua bị thuỷ phân mạnh trong dung dịch

TO

- Những muối NaCN và KCN(rắn) để trong không khí cũng có mùi HCN KCN +CO2 +H2O → HCN + KHCO3 - Nhiều muối xiama kim loại nặng không tan trong nƣớc, nhƣng tan

trong xiama kim loại kiềm tạo phức.

D

IỄ N

Đ

ÀN

vì nó bị phân huỷ chậm bởi CO2 (kk).

Mn(CN)2 + 4KCN → K4[Mn(CN)6]

57 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Muối CN- và HCN đều có tính khử. Khi đun nóng dung dịch muối CN- bị oxi không khí oxihoá.

2NaCN + O2 → 2NaCNO (Natri xianat)

Ơ

N

- Khi đun sôi, dung dịch xianua kết hợp với S tạo thioxiat.

N

H

KCN + S → KCNS

U Y

- Trong các xianua, chỉ có NaCN và KCN đƣợc dùng nhiều vào việc

.Q

khai thác vàng từ quặng.

TP

* Điều chế

ẠO

- Dùng C khử cacbonat khi đun nóng.

Đ

Na2CO3 + C + 2NH3 → 2NaCN +3H2O 4. Các hợp chất cacbon tetrahalogenua

H Ư

N

G

Na2CO3 + C + CaCN2 → 2NaCN + CaCO3

nhất là cacbon tetrahalogenua.

TR ẦN

- Cacbon tạo hợp chất với tất cả các halogen. Các hợp chất đơn giản

B

a. Cacbon tetraflorua (CF4)

10 00

- Cacbon tetraflorua là chất khí không màu, đƣợc tổng hợp trực tiếp từ

A

các đơn chất hay cho bạc florua tác dụng với cacbon tetraclorua ở nhiệt độ

H

Ó

5730K. Cacbon tetraflorua tan rất ít trong nƣớc.

Í-

- Nếu cho hiđrocacbon, nhƣ metan tác dụng với flo hay coban triflorua,

-L

hoặc dẫn xuất clo của metan với chất cho flo (HF, SbF5, SbCl2F2…), ngƣời ta

ÁN

điều chế đƣợc các hợp chất freon. Đây là những hợp chất cacbon có chứa flo,

TO

clo và hiđro, đƣợc dùng làm dung môi và nạp vào các máy lạnh. Freon chiếm

D

IỄ N

Đ

ÀN

sản lƣợng chính là CF2Cl2, đƣợc gọi là freon 12, chiếm khoảng 85%. Đây là chất khí bền, không cháy, không nổ. b. Đicacbon tetraflorua (còn gọi là etilen tetraflorua C2F4) - Đicacbon tetraflorua polime hóa dƣới áp suất lớn tạo thành chất dẻo có giá trị cao teflon, chịu đƣợc nhiệt độ cao và không bị các hóa chất nhƣ axit mạnh, bazơ mạnh hoặc chất oxi hóa mạnh tác dụng.

58 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Teflon đƣợc dùng để sản xuất các dụng cụ thí nghiệm cao cấp và chế tạo các bể điện phân xút – clo trong công nghiệp.

N

c. Cacbon tetraclorua (CCl4)

H

Ơ

- Cacbon tetraclorua đƣợc tạo thành khi cho clo tác dụng với cacbon

U Y

CS2 + 3Cl2 →

N

sunfua với chất xúc tác mangan (II) clorua.

CCl4 + S2Cl2

TP

.Q

- Sản phẩm phụ của phản ứng S2Cl2 tiếp tục tác dụng với cacbon

Đ

S2Cl2 + CS2 → CCl4 + 6S

ẠO

sunfua.

G

- Phản ứng cuối cùng có S kết tủa.

H Ư

N

- Ngƣời ta cũng có thể điều chế cacbon tetraclorua bằng clo hóa khí

TR ẦN

metan, là thành phần chính của khí đốt tự nhiên.

CH4 + 4Cl2 →

CCl4 + 4HCl

B

- Cacbon tetraclorua là chất lỏng có mùi thơm, không màu, không cháy.

10 00

Do tính chất không cháy, nó đƣợc dùng làm chất không điện li điển hình và

A

không phân cực. Cacbon tetraclorua chỉ tác dụng với nƣớc ở nhiệt độ cao hay CCl4 + 2H2O → CO2 + 4HCl

Í-

H

Ó

khi có các kim loại làm xúc tác.

-L

- Cacbon tetraclorua đƣợc dùng làm dung môi cho các chất có liên kết

ÁN

cộng hóa trị.

TO

- Cacbon tetrabromua và cacbon tetraiotđua là những chất rắn CBr4 có

tác giữa cacbon tetraclorua và nhôm bromua hoặc nhôm iođua ở 3370K. - Cacbon tetrabromua và cacbon tetraiođua ít có ứng dụng.

D

IỄ N

Đ

ÀN

màu vàng và CI4 có màu đỏ thẫm. Hai hợp chất này đƣợc điều chế bằng tƣơng

59 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

E. Câu hỏi tự kiểm tra đánh giá (tự luận, làm ra giấy, ở nhà) Thời gian 25 phút

N

Câu 1: a, Phƣơng pháp điều chế và tính chất lí hóa của cacbon

Ơ

đisunfua?

N

H

b, Viết phƣơng trình phản ứng khi cho CS2 tác dụng với dung dịch

U Y

NaOH?

.Q

Câu 2: a, Công thức phân tử, công thức cấu tạo của xian, axit

TP

xianhiđric, và axit xiannic?

ẠO

b,Tại sao ion xianua còn có khả năng tạo thành các hợp chất phức

G

Đ

tƣơng tự nhƣ CO? Giải thích sự hình thành ion phức [Fe(CN)6]4-? hyđric tác dụng với oxi, H2O, NaOH.

H Ư

N

Câu 3: Viết phƣơng trình của các phản ứng khi cho xian và axit xian

TR ẦN

Câu 4: Canxi xianamit (CaCN2) là một loại phân bón đa năng và có tác dụng tốt. Nó có thể đƣợc sản xuất rất dễ dàng từ các loại hóa chất thông

10 00

B

thƣờng nhƣ CaCO3. Qúa trình nhiệt phân của CaCO3 cho ra một chất rắn màu

A

trắng XA và một khí không màu XB không duy trì sự cháy. Một chất rắn màu

H

Ó

xám XC và khí XD đƣợc hình thành bởi phản ứng khử XA với cacbon. XC và XD

Í-

còn có thể bị oxi hóa để tạo thành các sản phẩm có mức oxi hóa cao hơn.

ÁN

-L

Phản ứng của XC với nitơ cuối cùng cũng dẫn tới việc tạo thành CaCN2 .

TO

Viết tất cả các phƣơng trình phản ứng xảy ra.

D

IỄ N

Đ

ÀN

Khi thuỷ phân CaCN2 thì thu đƣợc chất gì? Viết phƣơng trình phản ứng

Trong hóa học chất rắn thì ion CN22-- có thể có đồng phân. Axit của cả

hai anion đều đã đƣợc biết (chỉ tồn tại trong pha khí). Viết công thức cấu tạo của cả hai axit và cho biết cân bằng chuyển hóa giữa hai axit trên dịch chuyển về phía nào?

60 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

TIỂU MÔ ĐUN 8: SILIC A. Mục tiêu

N

1. Về kiến thức

H

Ơ

SV biết

TP

.Q

- Phƣơng pháp điều chế silic.

U Y

- Trạng thái thiên nhiên, thành phần đồng vị của silic.

N

- Tính chất vật lí, tính chất hóa học của silic.

SV hiểu

ẠO

- Phƣơng pháp điều chế silic.

G

Đ

- Đặc điểm cấu tạo của silic.

H Ư

N

2. Về kĩ năng

TR ẦN

- Dự đoán tính chất dựa vào đặc điểm cấu tạo nguyên tử.

- Giải một số bài tập có liên quan.

3. Thái độ

10 00

B

- Có thái độ nghiêm túc khi học tập bộ môn, nâng cao lòng say mê yêu thích môn học.

Ó

A

- Giáo dục tƣ tƣởng, đạo đức tác phong nhƣ rèn luyện tính tự học, sáng

H

tạo, chính xác, khoa học.

-L

Í-

4. Tƣ duy và năng lực

ÁN

- Rèn luyện tƣ duy khoa học.

TO

- Rèn luyện và nâng cao năng lực tự học: năng lực nhận biết, tìm tòi,

ÀN

phát hiện và giải quyết vấn đề, năng lực đánh giá và tự đánh giá, vận dụng

D

IỄ N

Đ

kiến thức khoa học vào thực tiễn.

- Phát triển năng lực hợp tác, ứng dụng CNTT để thu thập và xử lí dữ liệu.

B. Tài liệu tham khảo 1. Hoàng Nhâm. Hóa học vô cơ tập 2. Tr 128 – 147

61 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

2. Nguyễn Đức Vận. Hóa học vô cơ tập 1. Tr 294 – 336.

C. Hƣớng dẫn sv tự đọc (ở nhà)

H

N

2. Cho biết các đồng vị thiên nhiên và đồng vị phóng xạ của silic.

Ơ

1. Nêu nhận xét về trạng thái tồn tại, hàm lƣợng của silic trong tự nhiên.

N

SV đọc tài liệu ở các trang đã hướng dẫn và trả lời các câu hỏi sau:

U Y

3. Nêu những tính chất vật lí đặc trƣng của silic.

.Q

4. Trình bày tính chất hóa học của silic.

TP

5. Trình bày phƣơng pháp điều chế silic.

Đ

ẠO

6. Nêu ứng dụng của silic.

H Ư

N

1. Trạng thái tự nhiên – thành phần đồng vị

G

D. Nội dung lí thuyết cần nghiên cứu (ở nhà)

- Silic là nguyên tố phổ biến sau oxi phần chính tạo nên thạch quyển

TR ẦN

của trái đất.

- Có trong thành phần của các khoáng aluminosilicat nhƣ cao lanh

10 00

B

Al2O3.2SiO2.2H2O, granit, mica, đất sét.

- Các hợp chất chủ yếu của silic là : SiO2 và silicat.

Ó

A

- Silic có 5 đồng vị: có 3 đồng vị thiên nhiên, 2 đồng vị phóng xạ.

H

2. Tính chất vật lí

-L

Í-

- Là chất rắn màu xám.

ÁN

- D= 2,33 g/cm3. Nóng chảy ở 1428oC, sôi ở 2600oC

TO

- Là chất bán dẫn.

D

IỄ N

Đ

ÀN

3. Tính chất hóa học - Ở điều kiện thƣờng, silic khá trơ về mặt hóa học. a, Phản ứng với hiđro - Silic không phản ứng trực tiếp với hiđro.

- Các silan nhƣ SiH4 đƣợc tạo ra bằng phƣơng pháp gián tiếp.

62 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

b, Phản ứng với Bo - Không phản ứng trực tiếp với Bo

N

c, Phản ứng với Ge, Sn, Pb

Ơ

- Không phản ứng với Ge, Sn, Pb. Hợp chất corunđum SiC thu đƣợc

N

H

khi nung nóng SiO2 với C ở 2000oC. 2000 C SiO2 +3C  SiC+2CO

.Q

U Y

o

TP

d, Phản ứng với N, P, As, Sb, Bi

ẠO

- Với nitơ, silic tạo ra hợp chất Si3N4 khi nung silic tinh thể trong khí

Đ

quyển nitơ ở nhiệt độ cao.

1300-1500 C 3Si+2N2  Si3 N4

N

G

o

H Ư

- Phản ứng trực tiếp tạo ra các hợp chất Si2P, SiP, với Asen tạo ra các

TR ẦN

hợp chất SiAs2, SiAs, antimon, bitmut không phản ứng với silic. e, Phản ứng với O, S, Se, Te

10 00

B

+ Với oxi, silic cháy ở 600oC, tỏa ra nhiều nhiệt.

Si+O2   SiO 2 ∆H= -844,3 kJ/mol.

Ó

A

+ Phản ứng trực tiếp với lƣu huỳnh, sele, telu tạo ra SiS2, SiSe2, SiF4.

H

g, Phản ứng với halogen

2Si+2F2   2SiF4

ÁN

-L

Í-

- Nung trực tiếp silic với các halogen tạo ra SX4 (X- là halogen)

TO

h, Phản ứng với kim loại

ÀN

- Silic dễ tan trong nhiều kim loại nóng chảy tạo ra các hợp chất gọi là

D

IỄ N

Đ

silixua.

- Các kim loại không phản ứng với silic là: Ag, Au, Be, Zn, ….

- Ca, Sr, Ba tạo ra hợp chất dạng M2Si khi nung hỗn hợp kim loại M và Si trong khoảng 1000- 1200oC. 2M+Si   M 2Si (M là Ca, Sr, Ba)

63 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

i, Phản ứng với hợp chất - Silic phản ứng với nhiều hợp chất.

N

- Silic khử đƣợc hơi nƣớc hoặc nƣớc nóng ở nhiệt độ cao tƣơng tự

Ơ

cacbon tạo ra SiO2:

N

H

Si+2H 2 O   SiO2 +2H 2

.Q

U Y

- Silic không tác dụng với các axit nhƣng phản ứng với hỗn hợp

TP

HF+HNO3.

Axit hexafloro silixic

N

G

- HF phản ứng với silic theo phƣơng trình:

Đ

ẠO

3Si+4HNO3 +18HF   3H 2SiF6 +4NO+8H 2 O

H Ư

Si+4HF   SiF4 +2H 2

TR ẦN

- Silic dễ tan trong dung dịch kiềm tạo ra muối silicat: Si+2KOH+H 2O   K 2SiO3 +2H 2

10 00

B

- Silic khử đƣợc một số oxit kim loại nhƣng không tạo ra kim loại mà tạo ra silixua:

Ó

A

5Si+6MnO   2Mn 3Si+3SiO 2

Í-

H

4. Điều chế và ứng dụng

-L

a, Điều chế

ÁN

- Trong phòng thí nghiệm, silic đƣợc điều chế bằng cách đốt cháy 1 hỗn

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

hợp gồm có bột magie và cát nghiền mịn:

SiO 2 +2Mg   Si+2MgO

- Sản phẩm thu đƣợc còn lẫn các tạp chất Mg2Si, SiC, cho tác dụng với

HCl, HF để làm tan các hợp chất trên và SiO2 dƣ, thu đƣợc silic vô định hình ở dạng bột. + Cũng đƣợc điều chế bằng cách dùng hơi Zn khử silic tetraclorua SiCl4 ở 1000oC:

64 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

1000 C SiCl4 +2Zn (hoi)   Si+2ZnCl2 o

- Hoặc nhiệt phân silan SiH4: 800 C SiH4  Si+2H2

Ơ

N

o

N

H

b, Ứng dụng

U Y

- Silic tinh khiết dùng làm vật liệu bán dẫn trong kĩ thuật điện tử. Dùng

.Q

chế tạo pin mặt trời có khả năng chuyển hóa quang năng thành điện năng,

TP

cung cấp thiết bị cho các thiết bị vô tuyến và thiết bị của tàu vũ trụ.

ẠO

- Hợp kim ferosilic dùng trong luyện kim chế tạo thép chịu axit có hàm

Đ

lƣợng 15 – 20 % Si để chế tạo bể chứa axit HCl.

N

G

- Sản xuất tôn silic chế tạo lỗi chế biến thế điện, Silumin dùng đúc các

H Ư

vật dụng.

Thời gian 30 phút

TR ẦN

E. Câu hỏi tự kiểm tra đánh giá (tự luận, làm ra giấy, ở nhà)

B

Câu 1: Silic và kim cƣơng có cấu tạo tƣơng tự nhau (hình tứ diện đều)

10 00

nhƣng tại sao silic là chất bán dẫn, còn kim cƣơng là chất cách điện?

A

Câu 2: Viết phƣơng trình phản ứng khi cho Si tác dụng với halogen,

H

Ó

Mg, H2O, dung dịch KOH, điều kiện phản ứng?

Í-

Câu 3: a, Nguyên tắc điều chế Si vô định hình?

-L

b, Những axit nào có khă năng hòa tan đƣợc Si? Viết phƣơng trình

TO

ÁN

phản ứng khi cho Si tác dụng với dung dịch kiềm, so sánh với cacbon có gì Câu 4: Hãy giải thích tại sao nhiệt dộ nóng chảy của cacbon cao hơn

nhiều nhiệt độ nóng chảy của Silic. Sự thay đổi nào trong cấu trúc là nguyên nhân của sự giảm nhiệt độ nóng chảy khi đi từ Si đến Pb?

D

IỄ N

Đ

ÀN

khác?

65 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

TIỂU MÔ ĐUN 9: OXIT SILIC, AXIT SILIXIC VÀ MUỐI SILICAT

N

A. Mục tiêu

H

Ơ

1. Về kiến thức

N

SV biết

U Y

- Các dạng tinh thể của oxit silic.

TP

.Q

- Trạng thái tự nhiên, tính chất vật lí, tinh chất hóa học của oxit silic, axit silixic và muối silicat.

ẠO

- Ứng dụng và điều chế oxit silic, axit silixic và muối silicat.

G

Đ

- Cấu tạo và tính chất hóa học chung của muối silicat.

- Các dạng thù hình của SiO2.

TR ẦN

- Axit silixic là axit rất yếu.

H Ư

N

SV hiểu

- Phƣơng pháp điều chế SiO2 trong phòng thí nghiệm.

B

- Sơ đồ chuyển hóa của 1 số dạng axit silixic.

10 00

2. Về kĩ năng

A

- So sánh sự khác nhau về tính chất giữa các muối silicat.

H

Ó

- Giải các bài tập liên quan.

Í-

3. Thái độ

-L

- Có thái độ nghiêm túc khi học tập bộ môn, nâng cao lòng say mê yêu

ÁN

thích môn học.

TO

- Giáo dục tƣ tƣởng, đạo đức tác phong nhƣ rèn luyện tính tự học, sáng

D

IỄ N

Đ

ÀN

tạo, chính xác, khoa học.

4. Tƣ duy và năng lực - Rèn luyện tƣ duy khoa học.

- Rèn luyện và nâng cao năng lực tự học: năng lực nhận biết, tìm tòi,

phát hiện và giải quyết vấn đề, năng lực đánh giá và tự đánh giá, vận dụng kiến thức khoa học vào thực tiễn.

66 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Phát triển năng lực hợp tác, ứng dụng CNTT để thu thập và xử lí dữ liệu.

N

B. Tài liệu tham khảo

Ơ

1. Hoàng Nhâm. Hóa học vô cơ tập 2. Tr 127 – 144.

N

H

2. Nguyễn Đức Vận. Hóa học vô cơ tập 1. Tr 329 – 336.

U Y

3. Nguyễn Đức Vận. Bài tập hóa học vô cơ. Tr 26.

.Q

C. Hƣớng dẫn sinh viên tự đọc (ở nhà)

ẠO

TP

SV đọc tài liệu ở các trang đã hướng dẫn và trả lời các câu hỏi sau: 1. Cho biết trạng thái tồn tại của SiO2 axit silixic, muối silicat trong tự

G

Đ

nhiên, các dạng thù hình của SiO2.

H Ư

N

2. Tính chất hóa học, tính chất vật lí của SiO2, axit silixic và muối silicat.

TR ẦN

3. Nêu ứng dụng của SiO2, axit silixic, muối silicat.

4. Trình bày phƣơng pháp điều chế SiO2, axit silixic, muối silicat.

10 00

B

D. Nội dung lí thuyết cần nghiên cứu (ở nhà) 1. Oxit silic (SiO2)

Ó

A

- Trong thiên nhiên SiO2 tự do tồn tại ở 3 dạng tinh thể là thạch anh,

H

quặng triđimit và cristobalit. Mỗi dạng thù hình đó lại tồn tại ở 2 dạng α, β

-L

Í-

biến đổi cho nhau phụ thuộc vào nhiệt độ.

ÁN

=> Nhƣ vậy dạng β tồn tại ở nhiệt độ cao hơn còn dạng α tồn tạo ở

TO

nhiệt độ thấp hơn.

- Tính chất vật lí: SiO2 sôi ở 2230oC, không có nhiệt độ nóng chảy xác

D

IỄ N

Đ

ÀN

định vì trong quá trình nung nóng chảy thạch anh (thạch anh nóng chảy ở 1600 – 1670oC) có sự chuyển hóa thành các dạng thù hình khác.

- Tính chất hóa học: SiO2 trơ về mặt hóa học, thực tế không tan trong nƣớc và không phản ứng với nƣớc. + Không tác dụng với các axit (trừ axit flohiđric HF) do:

67 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Hoặc SiO2 +4HF   SiF4 +2H2O

N

SiO2 +6HF   H2 [SiF6 ]+2H 2O

H

Ơ

+ Tan trong dung dịch kiềm tạo ra muối silicat:

TP

SiO 2 +Na 2 CO3   Na 2SiO3 +CO 2

.Q

+ Bị Mg khử ở nhiệt độ 800 – 900oC theo phƣơng trình:

U Y

N

SiO2 +2NaOH   Na 2SiO3 +H 2O

ẠO

+Nung nóng chảy SiO2 với cacbonat kim loại kiềm tạo ra muối silicat

Đ

và CO2:

H Ư

N

G

SiO 2 +Na 2 CO3   Na 2SiO3 +CO 2

2. Axit silixic

TR ẦN

- Axit silixic ứng với CTTQ dạng hiđrat hóa của SiO2 là xSiO2.yH2O - Ngƣời ta đã biết những dạng riêng biệt nhƣ:

10 00

B

H2SiO3 (x=1, y=1) axit meta silixic

H2Si2O5 (x=2, y=1) axit đimeta silixic

A

……

H

Ó

- Dạng phổ biến tồn tại trong dung dịch là axit orthosilixic H4SiO4

-L

Í-

nhƣng dễ ngƣng tụ tạo thành dung dịch keo, sau khi mất bớt nƣớc tạo thành

ÁN

những axit có thành phần khác nhau. * Tính chất vật lí: dung dịch keo của axit silixic là chất lỏng trong

TO

suốt, sau đó đông tụ dần, tùy theo điều kiện xảy ra trong quá trình đông tụ,

D

IỄ N

Đ

ÀN

axit silixic tạo thành khối gọi là gel.

- Gel của axit silixic sau khi sấy khô tạo thành khối xốp gọi là silicagel

có thành phần SiO2.H2O đƣợc dùng hút ẩm làm khô các chất, sau đó những hạt silicagel đã hút ẩm có thể sấy khô lại để dùng tiếp.

68 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

* Tính chất hóa học +Axit silixic là axit rất yếu:

H

Ơ

N

 [H3SiO4 ]- +H3O+ H 4SiO4 +H 2O    [H 2SiO4 ]2- +H3O+ [H3SiO4 ]+H 2O  

N

 [HSiO4 ]3- +H3O+ [H 2SiO4 ]+H 2O  

+ Bị nhiệt phân hủy thành SiO2 vô định hình.

ẠO

H4SiO4  SiO2 (vô định hình) +2H2O

TP

.Q

U Y

 [SiO4 ]4- +H3O+ [HSiO4 ]3- +H 2 O  

Đ

+ Tác dụng với kiềm đặc tạo ra muối silicat:

N

G

SiO2.nH2O + 4NaOH đ  Na4SiO4 + (2+n)H2O

H Ư

3. Muối silicat

TR ẦN

- Muối của axit silixic gọi là muối silicat thƣờng không màu, khó nóng chảy, thực tế không tan trong nƣớc.

B

- Trong tự nhiên chiếm khoảng ¾ khối lƣợng vỏ Trái Đất.

10 00

- Cơ sở những muối silicat là những nhóm tứ diện [SiO 4 ]4- , Si ở tâm và 4 nguyên tử O ở đỉnh. Các tứ diện có thể nối với nhau qua nguyên tử O tạo ra

Ó

A

các gốc silicat có thành phần và cấu trúc khác nhau.

Í-

H

- Qua những nguyên tử O chung, những nhóm tứ diện đó liên kết với

-L

nhau tạo thành mạch thẳng, mạch vòng, lớp hoặc mạng lƣới.

ÁN

- Dựa vào đặc điểm kiến trúc ngƣời ta chia silicat thành các nhóm:

TO

orthosilicat, silicat mạch thẳng, silicat mạch vòng, silicat lớp và silicat mạng lƣới.

ÀN

- Silicat gồm silicat thiên nhiên nhƣ khoáng fenspat, piroxen,

D

IỄ N

Đ

mica….silicat nhân tạo nhƣ các canxi silicat, natri silicat…

4. Natri silicat - Na2SiO3.9H2O là tinh thể hình thoi, không màu. Muối khan là khối dạng thủy tinh, vô định hình, không tan trong rƣợu, không tan trong nƣớc lạnh nhƣng tan trong nƣớc nóng gọi là thủy tinh tan.

69 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Dung dịch đậm đặc có độ nhớt cao gọi là thủy tinh lỏng, không màu hoặc màu vàng nhạt.

N

- Thủy tinh lỏng dùng để tẩm vải và gỗ làm cho những vật liệu này

Ơ

không cháy, làm hồ dán đồ thủy tinh, đồ sứ.

N

H

- Dung dịch Na2SiO3 đƣợc bảo quản trong lọ có nút cao su vì nút bằng

U Y

gỗ hoặc nút thủy tinh sẽ dính chặt vào miệng lọ.

.Q

*Điều chế

TP

+ Trong công nghiệp Na2SiO3 đƣợc điều chế bằng cách nấu nóng chảy

ẠO

thạch anh với NaOH hoặc Na2CO3 ở 1300oC.

G

Đ

SiO2 +Na 2CO3   Na 2SiO3 +CO2

H Ư

N

* Tính chất hóa học

TR ẦN

+ Dung dịch Na2SiO3 có tính kiềm do phản ứng nƣớc: Na 2SiO3 +(n+1)H 2O   2NaOH+SiO 2 .nH 2O

B

+ Là muối của axit yếu nên tác dụng với axit kể cả CO2:

10 00

Na 2SiO3 +2HCl   SiO2 +2NaCl+H2O

A

Na 2SiO3 +CO2   SiO2 +Na 2CO3

H

Ó

E. Câu hỏi tự kiểm tra đánh giá (tự luận, làm ra giấy, ở nhà)

Í-

Thời gian 30 phút

-L

Câu 1: a, Giải thích tại sao silic đioxit lại có nhiệt độ nóng chảy rất cao

ÁN

so với cacbonđioxit?

TO

b, Viết phƣơng trình phản ứng khi cho SiO2 tác dụng với HF, NaOH,

D

IỄ N

Đ

ÀN

Mg, Na2CO3.

Câu 2: Silicagel là gì? Trình bày quá trình hình thành gel của axit

silicic.

Câu 3: Cho biết các phản ứng chủ yếu xảy ra trong sự đông cứng xi măng?

70 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Câu 4: a, Hãy giải thích tại sao photphin sôi ở nhiệt độ rất thấp so với amoniac, nhƣng silan lại sôi ở nhiệt độ cao hơn metan?

N

b, Viết phƣơng trình phản ứng khi đốt cháy silan và khi cho magie

Ơ

silicua tác dụng với H2SO4, HCl?

N U Y

Câu 1: Hoàn thành các phản ứng sau:

H

CÂU HỎI TỰ LUẬN KẾT THÚC MÔĐUN

TP

.Q

1. B + H2O → 2. B + HNO3 đ,n →

ẠO

3. B + O2 →

G

Đ

4. B + NH3 →

H Ư

N

5. B + NaOH + H2O → 6. B + NO →

TR ẦN

Câu 2: Hoàn thành các phản ứng sau: 1. B2O3 + Mg →

10 00

B

2. B2H6 + O2 →

Ó

4. B2H6 + H2O →

A

3. B2H6 + O2 →

H

5. B2H6 + Cl2 →

-L

Í-

6. H3BO3 + NaOH →

ÁN

7. H3BO3 + Na2CO3 →

TO

8. H3BO3 + CH3OH →

ÀN

Câu 3: Viết phƣơng trình phản ứng nhiệt phân các muối cacbonat của các kim

D

IỄ N

Đ

loại sau: Cu, Mg, Ca, Na, amoni, NaHCO3? Giải thích nguyên nhân khác nhau về độ bền nhiệt của các muối đó?

Câu 4: Viết các phản ứng sau: 1. C + H2SO4đ → 2. C + CuO →

71 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

3. CaC2 + H2O → 4. CaC2 + N2 →

N

5. CO + NaOH →

Ơ

6. CO + Fe2O3 →

N

H

7. CO + H2O →

U Y

8. CaS2 + NaOH →

.Q

Câu 5: Hoàn thành các phƣơng trình phản ứng sau:

TP

1. SiO2 + F2 →

ẠO

2. SiO2 + HF →

G

Đ

3. SiO2 + NaOH →

H Ư

N

4. SiO2 + Na2CO3 → 6. Si + HF → 7. Si + KOH + H2O →

10 00

B

8. SiO2 + C →

TR ẦN

5. Si + HNO3 + HF →

9. SiO2 + CaC2 →

Ó

A

Câu 6: Hai chất H2 và CO khử đƣợc oxit nào trong các oxit kim loại sau:

H

Fe2O3, Al2O3, FeO, CaO, H2O, Cu2O, HgO. Điều kiện phản ứng?

-L

Í-

Câu 7: Hoàn thành các phƣơng trình phản ứng sau:

ÁN

1. SiCl4 + Zn →

TO

2. SiH4 + O2 → 3. SiH4 + HCl →

D

IỄ N

Đ

ÀN

4. Mg2Si + H2SO4 → 5. Mg2Si + NH4Cl → 6. SiO2 + Si → 7. SiO2 + C + Cl2 → 8. SiC + KOH + O2 →

72 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

9. SiO2 + C → Câu 8: Viết phƣơng trình phản ứng khi cho sođa nóng vào dung dịch có chứa

N

ion : Zn2+, Co2+, Cr2+, Ni2+.

Ơ

Câu 9: Nhiệt độ sôi của CF4 thấp và khả năng thăng hoa giảm khi đii từ SiF4

N

H

đến PbF4. Hãy so sánh sự biến đổi này với sự biến đổi nhiệt độ sôi trong các

U Y

tetraclorua MCl4. Dựa trên sự biến đổi độ âm điện và khả năng tạo thành liên

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

.Q

kết П của các nguyên tố nhóm IVA, hãy giải thích sự biến đổi này.

73 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

KẾT LUẬN

N

Sau một thời gian tìm hiểu, nghiên cứu, đề tài đã đƣợc hoàn thành và

Ơ

đạt đƣợc những kết quả sau:

N

H

1. Tổng quan cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài:

U Y

- Xu hƣớng đổi mới phƣơng pháp dạy học trong giai đoạn hiện nay, đổi

TP

.Q

mới phƣơng pháp dạy học theo hƣớng dạy học tích cực, lấy ngƣời học làm trung tâm, rèn luyện phƣơng pháp tự học cho SV.

ẠO

- Hệ thống hóa và làm rõ hơn các cơ sở lí luận về tự học và phƣơng

G

Đ

pháp tự học có hƣớng dẫn theo môđun, tăng cƣờng năng lực tự học cho SV

H Ư

N

khoa Hóa học.

2. Thiết kế tài liệu tự học phần phi kim nhóm IIIA, IVA có hƣớng dẫn

TR ẦN

theo môđun với 9 tiểu môđun và một hệ thống câu hỏi tự kiểm tra kết thúc

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

môđun.

74 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Hoàng Nhâm(2006), “Hóa học vô cơ”, tập hai, NXB Giáo dục.

N

2. Nguyễn Cƣơng, Nguyễn Mạnh Dung (2001), “Phương pháp dạy học hoá

Ơ

học”, tập 3, NXB Giáo dục.

N

H

3. Nguyễn Cƣơng, Nguyễn Mạnh Dung, Nguyễn Thị Sửu (2000), “Phương

U Y

pháp dạy học hoá học”,tập 1, NXB Giáo dục.

TP

.Q

4. Nguyễn Ngọc Quang, Đặng Thị Oanh (1993),“Vận dụng tiếp cận môđun

ẠO

vào việc đào tạo sinh viên sư phạm ĐHSP Hà Nội”, Đại học Giáo dục chuyên nghiệp.

G

Đ

5. Nguyễn Thị Xuân Thuỷ (2012), “Rèn luyện kỹ năng tự học tập cho sinh

H Ư

N

viên đáp ứng yêu cầu đào tạo theo học chế tin chỉ”, Tạp chí Giáo dục,Số đặc biệt 3/2012.

TR ẦN

6. Nguyễn Đức Vận (1983),“Hóa học vô cơ”, tập 1, NXB Khoa học và kĩ thuật.

7. Nguyễn Đức Vận (1983), “Bài tập hóa học vô cơ”, NXB Giáo dục.

10 00

B

8. Nghị quyết Hội nghị lần thứ hai Ban Chấp hành Trung ƣơng Đảng (khoá VIII).

9. Nghị quyết 40/2000/QH10 về đổi mới Chƣơng trình Giáo dục phổ thông

Ó

A

ngày 09 tháng 12 năm 2000.

H

10. Phạm Văn Lâm, “Môđun hoá nội dung dạy học và quản lý học tập theo

-L

Í-

học phần”, Thông tin KHQS, Bộ Tổng tham mƣu (tháng 5/1993).

ÁN

11. Phạm Viết Vƣợng (2001), “Phương pháp luận nghiên cứu khoa học”,

TO

NXB Đại học Quốc gia Hà Nội.

D

IỄ N

Đ

ÀN

12. Quyết định của Thủ tƣớng Chính phủ,“Chiến lược phát triển giáo dục 2011-2020”, Số 711/QĐ-TTg, ngày 13/6/2012.

13. Trần Ngọc Chuyên(1994), “Cách soạn thảo một đơn vị học thuật module”, Viện nghiên cứu Đại học và giáo dục chuyên nghiệp.

14. Vũ Đăng Độ, Triệu Thị Nguyệt(2007), “Hóa học vô cơ”, quyển 1, NXB Giáo dục.

75 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

PHỤ LỤC 1. Hƣớng dẫn trả lời câu hỏi các tiểu môđun

N

Tiểu môđun 1:

Ơ

Câu 1: Năng lƣợng ion hóa của Bo tƣơng đối lớn do vậy Bo rất khó mất

N

H

3e để tạo ra caction trong các hợp chất chứa ion, mà chủ yếu tạo ra hợp chất

U Y

cộng hóa trị, trong khi đó sự hình thành ion Al3+ lại xảy ra dễ hơn do bán kính

TP

.Q

nguyên tử tăng, đồng thời năng lƣợng hiđrat hóa của Al3+ cũng khá lớn, chính

ẠO

điều đó cho ta hiểu tại sao tính chất của Bo khác với Al và các nguyên tố kim loại trong cùng nhóm.

G

Đ

Tiểu môđun 2:

H Ư

N

Câu 1: Bo nitrua có 2 dạng thù hình: dạng giống kim cƣơng và dạng giống than chì.

TR ẦN

+ Bo nitrua dạng kim cƣơng:

- Có kiến trúc tinh thể giống kim cƣơng. Trong tinh thể B và N đều ở

10 00

B

trạng thái lai hóa sp3.

Có độ cứng không kém kim cƣơng, có màu từ vàng đến đen hoặc

Ó

A

không màu.

H

Bền với nhiệt hơn kim cƣơng. Khi đun nóng ở trong chân không đến

-L

Í-

2700oC, nó không hề bị biến đổi và ở trong không khí đến 2000oC chỉ bị oxi

ÁN

hóa trên bề mặt.

TO

+ Bo nitrua dạng than chì:

ÀN

Có kiến trúc lớp giống nhƣ than chì. Trong mỗi lớp nguyên tử B và N

D

IỄ N

Đ

đều ở trạng thái lai hóa sp2.

Khó nóng chảy và bền với nhiệt.

Có màu trắng nên đƣợc gọi là than chì trắng, kém bền hóa học hơn than chì: Bị nƣớc và axit phân hủy chậm khi đun nóng.

76 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Câu 3: Than chì trắng đƣợc điều chế bằng cách cho Bo tƣơng tác với nitơ hay ammoniac ở nhiệt độ 1000oC hoặc đun nóng hỗn hợp borac và amoni

N

clorua:

H

Ơ

Na 2B4O7 +2NH4Cl   2NaCl+2BN+B2O3 +4H2O

N

Tiểu môđun 3:

U Y

Câu 2: Axit boric tan vừa phải trong nƣớc, độ tan của axit tăng mạnh

TP

.Q

theo nhiệt độ vì quá trình tan là quá trình thu nhiệt. Do vậy axit boric rất dễ

ẠO

kết tinh lại ở trong nƣớc. Axit boric không bay hơi nhƣng khi đun nóng cùng

Đ

nƣớc thì nó bay hơi cùng nƣớc.

G

Khi đun nóng, axit orthoboric mất nƣớc dần ở 100oC biến thành axit

H Ư

N

metaboric HBO2 và ở nhiệt độ cao hơn nữa biến thành B2O3.

TR ẦN

Tiểu môđun 4:

Câu 2: Mỗi nguyên tử cacbon trong kim cƣơng đều ở trạng thái lai hóa sp3, mỗi nguyên tử đều tạo thành bốn liên kết σ bền, và đồng nhất với 4

10 00

B

nguyên tử xung quanh. Mạng tinh thể kim cƣơng là mạng lập phƣơng. Vì mỗi nguyên tử cacbon đều ở tâm của một hình tứ diện đều, các hƣớng liên kết đều

Ó

A

nhƣ nhau và bằng liên kết σ, nên tinh thể kim cƣơng rất cứng, không dẫn điện.

Í-

H

Trong than chì mỗi nguyên tử cacbon ở trạng thái lai hóa sp2. Trong

-L

cùng mặt phẳng mỗi nguyên tử cacbon liên kết với 3 nguyên tử cacbon khác

ÁN

bằng liên kết σ bền. Vì trong kiểu lai hóa này, cacbon chỉ mới sử dụng ba

TO

obitan lai hóa, mức obitan 2p còn lại chƣa lai hóa tạo nên liên kết П không

ÀN

định vị, vì vậy than chì có khả năng tạo vảy, mềm, dẫn điện, dẫn nhiệt và có

D

IỄ N

Đ

màu xám, những tính chất đó gây ra do liên kết П không định vị.

Tiểu môđun 5: Câu 1: b, Phân tử CO cũng nhƣ phân tử N2 có liên kết ba. Hai trong ba liên kết đƣợc tạo thành nhờ sự ghép đôi electron, còn liên kết thứ ba đƣợc tạo

77 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

thành theo liên kết cho – nhận, liên kết này gây ra nhờ obitan tự do 2p của cacbon và cặp electron của oxi. hoặc :C = O:

N

:C = O:

Ơ

Do phân tử CO có phân tử lƣợng, có số electron và cấu tạo phân tử nhƣ

N

H

N2 nên có những tính chất lí hóa tƣơng tự nhau.

U Y

Câu 6: a, Nhiệt độ cao hơn 700oC, cân bằng CO2 + H2 → CO + H2O

TP

.Q

chuyển sang phải. Nếu cho hỗn hợp CO2 và H2 đi qua một ống đun nóng, thì khi làm lạnh khí, cân bằng không kịp chuyển sang trái. Khi có mặt chất xúc

Đ

G

CO + 3H2 → CH4 + H2O

ẠO

tác, ví dụ Ni, oxit cacbon thu đƣợc có thể tạo ra metan theo phản ứng:

H Ư

N

Tiểu môđun 6:

Câu 1: Để giải thích sự khác nhau về độ bền nhiệt của các muối có thể

TR ẦN

dựa vào tác dụng phân cực của các ion kim loại để giải thích. Ví dụ nhƣ ion Cu2+ có lớp vỏ ngoài cùng là 17e, có tác dụng phân cực lớn hơn ion Mg2+ có

10 00

B

lớp vỏ ngoài cùng là 8e. Do đó trong tinh thể CuCO3, ion CO32- đễ bị biến dạng hơn so với ion CO32- trong tinh thể MgCO3, do tác dụng phân cực của

Ó

A

ion Cu2+ lớn hơn ion Mg2+, vì vậy các muối cacbonat của các kim loại nặng

H

dễ bị phân hủy ở nhiệt độ thấp hơn, giải thích tƣơng tự cho các muối còn lại.

-L

Í-

Câu 2: a, Khi cho muối cacbonat của kim loại kiềm hoặc amoni tác

ÁN

dụng với dung dịch muối kim loại hóa trị 3 nhƣ Al3+, Cr3+, Fe3+ sẽ tạo ra

TO

hiđroxit của các kim loại đó. c, Khi cho sođa vào dung dịch muối Zn2+, Co2+, Cr2+, Ni2+ sẽ tạo ra

Câu 3: Giữa kết tủa và dung dịch có tồn tại cân bằng tan:

D

IỄ N

Đ

ÀN

muối cacbonat bazơ.

CaCO3 ↔ Ca2+ + CO32Ion CO32- bị thủy phân: CO32- + H2O ↔ HCO3- + OH-

78 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Khi cho CO2 đi qua dung dịch tạo thành axit và làm tăng nồng độ ion H3O+, tạo điều kiện cho cân bằng thủy phân chuyển sang phải, tạo ra dung

N

H

Tiểu môđun 7:

Ơ

sang trái, tạo ra kết tủa CaCO3, khi cho NaOH vào dung dịch Ca(HCO3)2.

N

dịch muối tan Ca(HCO3)2, ngƣợc lại, khi tăng nồng độ OH- cân bằng chuyển

U Y

Câu 2: Xian::N C– C N Axit xianhiđric H– C

N: hoặc H–N

Axit xianic: H–O– C

N: hoặc H – N = C = O

TP

.Q

C:

ẠO

Ion CN- ( xianua) có cấu tạo tƣơng tự phân tử CO

G

Đ

[:C N:]-

H Ư

N

Vì vậy CN- có khả năng tạo phức tƣơng tự CO, chẳng hạn: [Fe(CN)6]4-, [Co(CN)6]3-, [Fe(CN)6]3-, ….

TR ẦN

Sự hình thành những phức chất trên tƣơng tự nhƣ sự hình thành phức cacbonyl.

10 00

B

Câu 4:

CaCO3  CaO + CO2

Ó

A

CaO + 3C  CaC2 + CO

Í-

H

CaC2 + N2  CaCN2 + C

-L

Quá trình trên đƣợc gọi là quá trình Frank – Caro. Quá trình này rất

IỄ N D

CaCN2 + 3H2O → CaCO3 + 2NH3

Công thứ của hai đồng phân là: HN = C = NH

Đ

ÀN

TO

ÁN

quan trọng trong kỹ thuật.

N ≡ C – NH2 Hợp chất đầu tiên là axit của anion cacbonđimit và hợp chất thứ hai là xianamit.

79 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Cân bằng sẽ chuyển dịch về phía tạo thành hợp chất có tính đối xứng cao hơn.

N

Tiểu môđun 8:

Ơ

Câu 1: a, Trong kim cƣơng và trong tinh thể silic, các nguyên tử C và

N

H

Si đều ở trạng thái lai hóa sp3, nhƣng các obitan lai hóa trong tinh thể silic có

U Y

phần không định vị, nên cấu trúc tinh thể silic có phần tƣơng tự cấu trúc kim

.Q

loại và là chất bán dẫn.

ẠO

TP

Câu 3: b, Silic bền đối với các axit và chỉ tan trong hỗn hợp HF và HNO3:

G

Đ

3Si +4HNO3 + 18HF → 3H2SiF6 + 4NO + 8H2O

H Ư

N

Và hòa tan mạnh trong kiềm:

Si + 2KOH + H2O → K2SiO3 +2H2.

TR ẦN

Câu 4: Kim cƣơng và silic có cùng kiểu cấu trúc, trong đó cacbon và silic có số phối trí là 4, nhƣng liên kết C – C bền hơn liên kết Si – Si nhiều. cũng tăng.

Ó

A

Tiểu môđun 9:

10 00

B

Khi chuyển từ Si đến Pb, đặc tính kim loại của liên kết tăng và số phối trí

H

Câu 1: a, Silic đioxit tuy có công thức phân tử giống của cacbon đioxit

-L

Í-

nhƣng có cấu tạo khác nhau. Cacbon đioxit có cấu tạo đƣờng thẳng ứng với

ÁN

trạng thái lai hóa sp của nguyên tử cacbon. Trái lại SiO2 có cấu tạo tứ diện

TO

ứng với trạng thái lai hóa sp3 của nguyên tử silic. Trong tinh thể SiO2, nguyên tử silic nằm ở tâm của tứ diện, liên kết cộng hóa trị với 4 nguyên tử oxi nằm ở

D

IỄ N

Đ

ÀN

4 đỉnh của tứ diện đó. Nhƣ vậy mỗi nguyên tử oxi liên kết với nguyên tử oxi ở 2 tứ diện cạnh nhau. Do đó, SiO2 ở dạng polime với cấu trúc 3 chiều, nên quá trình nóng chảy có liên quan đến quá trình cắt đứt liên kết hóa học, còn CO2 ở trạng thái rắn tạo ra tinh thể phân tử, quá trình nóng chảy không liên quan đến sự đứt liên kết hóa học trong phân tử CO2.

80 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Câu 4: Liên kết C – H và Si – H là liên kết không cực nên tƣơng tác giữa các phân tử metan và giữa các phân tử silan với nhau chủ yếu là tƣơng

N

tác khuếch tán. Liên kết P – H cũng là liên kết không cực, do đó, tƣơng tác

Ơ

giữa các phân tử NH3, không chỉ là tƣơng tác khuếch tán mà còn có lực cảm

TP

2. Hƣớng dẫn trả lời câu hỏi tự luận kết thúc môđun

.Q

cơ sở đó để giải thích câu hỏi trên.

U Y

N

H

ứng và lực định hƣớng, ngoài ra còn có sự hình thành liên kết hiđro. Dựa vào

Câu 1:

ẠO

1. 2B + 3H2O → B2O3 + 3H2

G

Đ

2. B + 3HNO3 đ,n → H3BO3 + 3NO2 4. 2B + 2NH3 → 2BN + 3H2

H Ư

N

3. 4B + 3O2 → 2B2O3

TR ẦN

5. 2B + 2NaOH + 2H2O → 2NaBO2 + 3H2 6. 5B + 3NO → 3BN + B2O3

10 00

B

Câu 2:

1. B2O3 + 3Mg → 2B + 3MgO

Ó

A

2. B2H6 + 3O2 → B2O3 + 3H2O

H

3. B2H6 + 6H2O → 2H3BO3 + 6H2

-L

Í-

4. B2H6 + Cl2 → B2H5Cl + HCl

ÁN

5. 4H3BO3 + 2NaOH → Na2B4O7 + 7H2O

TO

6. 4H3BO3 + 3Na2CO3 → 2Na3BO3 + 3H2O + 3CO2

D

IỄ N

Đ

ÀN

7. H3BO3 + 3CH3OH → B(OCH3)3 + 3H2O Câu 3: Để giải thích sự khác nhau về độ bền nhiệt của các muối có thể

dựa vào tác dụng phân cực của các ion kim loại để giải thích. Ví dụ nhƣ ion Cu2+ có lớp vỏ ngoài cùng là 17e, có tác dụng phân cực lớn hơn ion Mg2+ có lớp vỏ ngoài cùng là 8e. Do đó trong tinht hể CuCO3, ion CO32- đễ bị biến dạng hơn so với ion CO32- trong tinh thể MgCO3, do tác dụng phân cực của

81 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

ion Cu2+ lớn hơn ion Mg2+, vì vậy các muối cacbonat của các kim loại nặng dễ bị phân hủy ở nhiệt độ thấp hơn, giải thích tƣơng tự cho các muối còn lại.

N

Câu 6: Muốn biết H2 và CO khử đƣợc oxit kim loại nào có thể dùng

Ơ

phƣơng pháp tính ∆G của phản ứng.

N

H

Câu 8: Khi cho sođa vào dung dịch muối Zn2+, Co2+, Cr2+, Ni2+ sẽ tạ ra

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

muối cacbonat bazơ.

82 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial