Hóa học 11 - Tiết 11 - Bài 7: Nitơ

Ngày soạn: 22/9/2018 Tiết 11. Bài 7. NITƠ Giới thiệu chung về tiết học: - Tiết học về Nitơ gồm các nội dung: Vị trí và cấu hình electron nguyên tử, tính chất vật lí, tính chất hóa học, ứng dụng, trạng thái tự nhiên, điều chế. - Bài giảng được thiết kế theo hướng: GV là người tổ chức, định hướng các hoạt động học tập còn HS thực hiện các nhiệm vụ do GV chuyển giao một cách chủ động, tích cực.GV theo dõi quá trình thực hiện nhiệm vụ của HS hỗ trợ kịp thời những khó khăn, vướng mắc nhằm giúp HS giải quyết vấn đề học tập một cách hiệu quả, phù hợp với mục tiêu phát triển năng lực cho HS. - Bài giảng thực hiện trong 1 tiết. I. Mục tiêu bài học 1. Kiến thức HS biết: - Vị trí, cấu tạo nguyên tử, tính chất hóa học và ứng dụng của nitơ - Tính chất của các đơn chất, hợp chất, giải thích được các tính chất đó trên cơ sở lý thuyết đã học. - Ứng dụng, điều chế được nitơ và một số hợp chất quan trọng của chúng. Hiểu được: - Phân tử nitơ rất bền do có liên kết ba, nên nitơ khá trơ ở nhiệt độ thường, nhưng hoạt động hơn ở nhiệt độ cao. - Tính chất hoá học đặc trưng của nitơ: tính oxi hoá (tác dụng với kim loại mạnh, với hiđro), ngoài ra nitơ còn có tính khử (tác dụng với oxi). 2. Kĩ năng - Viết được cấu hình electron, công thức cấu tạo phân tử. - Dự đoán tính chất hóa học , viết được các phương trình phản ứng để minh họa. - Đọc, tóm tắt thông tin về tính chất vật lí, ứng dụng và điều chế. 3. Thái độ - Say mê, hứng thú học tập, trung thực, yêu khoa học - Vận dụng kiến thức về nitơ để giải thích một số hiện tượng trong thực thiễn. 4. Định hướng các năng lực có thể hình thành và phát triển - Năng lực tự học; năng lực hợp tác; - Năng lực sử dụng ngôn ngữ hoá học; - Năng lực tính toán hóa học; - Năng lực vận dụng kiến thức hoá học vào cuộc sống. II. Phương pháp, hình thức, kỹ thuật dạy học - Phương pháp dạy học STEAM; - Phương pháp dạy học hợp tác (thảo luận nhóm); - Phương pháp sử dụng các phương tiện trực quan; - Kỹ thuật thảo luận viết. III. Chuẩn bị của GV và HS 1. GV: - Hệ thống câu hỏi, bài tập có liên quan, phiếu học tập, máy tính, máy chiếu 2. HS: - Ôn lại các kiến thức đã học có liên quan: xác định vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn, viết công thức electron, công thức cấu tạo. Kết hợp các kiến thức thuộc chương trình lớp 10 (liên kết hóa học, Oxi, Flo). - Hoàn thành các phiếu học tập theo yêu cầu của GV (GV chuẩn bị sẵn phiếu học tập và phát cho HS ở cuối buổi học trước) - SGK, vở ghi bài, giấy nháp... IV. TIẾN TRÌNH BÀI DẠY: 1.Ổn định lớp: Ngày giảng Lớp Sĩ số HS vắng 11A2 2. Kiểm tra bài cũ: - Kết hợp kiểm tra trong giờ học. 3. Bài mới: A. Hoạt động trải nghiệm, kết nối (khởi động) GV cho HS theo dõi một đoạn video về hiến máu nhân đạo, một số hình ảnh về bảo quản máu sau khi các tình nguyện viên hiến máu. GV đặt vấn đề: ‘‘máu sau khi được hiến được các nhân viên y tế đem bảo quản bằng nito lỏng“. Câu hỏi được đặt ra là “nito lỏng có tính chất gì mà có thể dùng để bảo quản máu“ Þ GV vào bài học B. Hoạt động hình thành kiến thức Hoạt động của thầy và trò Nội dung kiến thức Hoạt động 1: GV đưa ra một câu thơ, yêu cầu HS dựa vào các câu thơ xác định vị trí của nguyên tố X? “Nhà em ở chu kì hai. Có năm điện tử lớp ngoài bao che. Mùa đông cho đến mùa hè. Nhớ ô thứ bảy anh về thăm em”. GV: Để khai thác các thông tin về vị trí và cấu hình electron nguyên tử, kết hợp sự chuẩn bị của HS ở nhà. Đại diện một nhóm thay mặt các nhóm trong lớp lên trình bày nội dung của phần I. HS của 1 nhóm đại diện các bạn lên trình bày. HS còn lại quan sát và bổ xung cho bạn. GV: nhận xét, đánh giá và chốt kiến thức - Dự kiến khó khăn, vướng mắc của HS và giải pháp hỗ trợ: + HS có thể lung túng khi xác định nhóm của nguyên tố X. GV có thể gợi ý vào vị trí của ô để khẳng định X thuộc nhóm A và dựa vào số e lớp ngoài cùng để xác định thứ tự nhóm + HS có thể gặp khó khăn khi xác định loại liên kết giữa hai nguyên tử nitơ. GV kết nối từ kiến thức đã học liên kết cộng hóa trị không cực. HS cũng có thể gặp khó khăn viết công thức electron và công thức cấu tạo của N2. GV gợi ý HS nhắc lại sự hình thành liên kết cộng hóa trị I. Vị trí và cấu hình electron nguyên tử - Cấu hình electron nguyên tử : 1s22s22p3 - Nitơ thuộc ô số 7, chu kì 3, nhóm VA. - Cấu tạo phân tử nitơ NN. - Độ âm điện 3,04 chỉ kém clo (3,16), oxi (3,44) và flo (3,98). - Các số oxi hóa có thể của N: -3, 0, +1, +2, +3, +4, +5 Hoạt động 2. GV: Với các kiến thức về cấu tạo của nito, thì nito có những tính chất vật lí gì? Từ đó em hãy đưa ra giải pháp để có thể thu khí nito? Để làm rõ nội dung này chúng ta cùng đi vào phần tiếp theo: tính chất vật lí của nito GV giới thiệu 1 trong 4 nhóm còn lại lên trình bày nội dung của mình. HS của 1 nhóm đại diện các bạn lên trình bày. HS còn lại quan sát và bổ xung cho bạn. GV: nhận xét, đánh giá và chốt kiến thức -Dự kiến khó khăn và giải pháp hỗ trợ cho HS: HS có thể gặp khó khăn khi xác định phương pháp thu khí nitơ, khi đó GV cung cấp cho HS có hai phương pháp thu khí là đẩy nước và đẩy không khí. II. Tính chất vật lí - Ở điều kiện thường là chất khí, không màu, không mùi, không vị, hơi nhẹ hơn không khí Þcó thể dùng phương pháp đẩy không khí để điều chế khí nito - Hóa lỏng ở -1960C, hóa rắn ở -2100C - Rất ít tan trong nước Þ có thể dùng phương pháp dời nước để điều chế khí nito - Không duy trì sự sống và sự cháy Hoạt động 3. GV: (?) Dựa vào độ bền liên kết và các số oxi hóa của nito. Em có dự đoán gì về tính chất hóa học của nito ở điều kiện thường và khi đun nóng? GV giới thiệu 1 trong 3 nhóm còn lại lên trình bày nội dung của mình. HS của 1 nhóm đại diện các bạn lên trình bày. HS còn lại quan sát và bổ xung cho bạn. GV: nhận xét, đánh giá và chốt kiến thức -Dự kiến khó khăn và giải pháp hỗ trợ cho HS: + HS có thể gặp khó khăn khi xác định số oxi hóa của nitơ trong các hợp chất, khi đó GV cung cấp cho HS cách xác định số oxi hóa, chất oxi hóa, chất khử. + HS cũng có thể gặp khó khăn về dự đoán tính chất hóa học của nitơ GV gợi ý cho HS số oxi hóa của nitơ trong N2 là số oxi hóa trung gian. Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ học tập GV yêu cầu HS viết các phương trình của các phản ứng khi cho nitơ tác dụng với Na, Mg, H2, O2? Xác định sự thay đổi số oxi hóa của nguyên tố nitơ và rút ra kết luận về tính chất hóa học của nitơ? Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ học tập HS các nhóm thảo luận và thực hiện nhiệm vụ GV hỗ trợ nếu thấy nhóm nào có vướng mắc Bước 3: Báo cáo kết quả và thảo luận GV: Yêu cầu đại diện 1 nhóm lên trình bày. Chuyển chéo các bài của các nhóm cho nhóm khác chấm. HS: Trình bày sản phẩm, các nhóm HS quan sát và bỗ xung cho bạn GV: chữa bài và yêu cầu các nhóm chấm điểm bài của các bạn. Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập Gv: Đánh giá kết quả thực hiên của mỗi nhóm và tuyên dương khuyến khích nhóm có kết quả hoạt động tốt nhất III. Tính chất hóa học của nito + Nito là chất trơ về mặt hoạt động hóa hộcwr điều kiện thường, nhưng ở nhiệt độ cao nito trở nên hoạt động hóa học mạnh hơn + Trong các phản ứng hóa học nito vừa có khả năng thể hiện tính oxi hóa, vừa có khả năng thể hiện tính khử 1. Tính oxi hoá a. Tác dụng với kim loại mạnh (Li, Ca, Mg ,Al.. tạo nitrua kim loại) 6 Li + N2 2Li3N 6Na + N2 2Na3N 3 Mg + N2 Mg3N2 b. Tác dụng với hiđro N2 + 3 H2 2 NH3 2. Tính khử -Tác dụng với oxi : ở 3000OC hoặc hồ quang điện. N2 + O2 2NO - NO dễ dàng kết hợp với O2 tạo NO2 (màu nâu đỏ) 2NO + O2 2 NO2 - Một số oxít khác của Nitơ: NO2, N2O3, N2O5 chúng không điều chế trực tiếp từ N và O. - Kết luận: + Ở nhiệt độ thường, N2 rất bền (trơ). + Ở nhiệt độ cao, N2 là nguyên tố hoạt động. + Với các nguyên tố có độ âm điện bé hơn như hidro, kim loại...nitơ tạo hợp chất với số oxi hóa -3. Trong hợp chất với các nguyên tố có độ âm điện lớn hơn như oxi, flo, nitơ có các số oxi hóa dương. Hoạt động 4. Dựa vào tính chất vật lí và tính chất hóa học của nito. Em hãy cho biết, trong thực tế nito có những ứng dụng nào? GV giới thiệu 1 trong 3 nhóm còn lại lên trình bày nội dung của mình. HS của 1 nhóm đại diện các bạn lên trình bày. HS còn lại quan sát và bổ xung cho bạn. GV: nhận xét, đánh giá và chốt kiến thức IV. Ứng dụng - Là thành phần dinh dưỡng chính của thực vật. - Là nguyên liệu tổng hợp NH3, HNO3, phân đạm, ... - Tạo môi trường trơ cho các nghành công nghiệp: luyện kim, thực phẩm, điện tử... - Nitơ lỏng dùng để bảo quản máu và các mẫu vật sinh học khác. Hoạt động 5. GV hướng dẫn HS về nhà nghiên cứu thêm về trạng thái tự nhiên và cách điều chế nito (trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp) V. Trạng thái tự nhiên và điều chế SGK C. Hoạt động luyện tập Gv: Đưa ra hệ thống câu hỏi trong phiếu học tập và yêu cầu học sinh hoạt động độc lập và lần lượt làm các bài tập. Hs: Trả lời câu hỏi BÀI TẬP LUYỆN TẬP Câu 1. Phát biểu không đúng là : A. Nitơ thuộc nhóm VA nên có hóa trị cao nhất là 5. B. Nguyên tử nitơ có 5 electron ở lớp ngoài cùng thuộc phân lớp 2s và 2p . C. Nguyên tử nitơ có 3 electron độc thân. D. Nguyên tử nitơ có khả năng tạo ra ba liên kết cộng hoá trị với nguyên tố khác. Câu 2. Ở nhiệt độ thường, nitơ khá trơ về mặt hoạt động hóa học là do A. nitơ có bán kính nguyên tử nhỏ. B. nitơ có độ âm điện lớn nhất trong nhóm. C. phân tử nitơ có liên kết ba khá bền. D. phân tử nitơ không phân cực. Câu 3. Khi có sấm chớp khí quyển sinh ra chất : A. Oxit cacbon B. Oxit nitơ. C. Nước D. Không có khí gì sinh ra Câu 4. Cho các phản ứng sau : (1) N2 + O2 ® 2NO và (2) N2 + 3H2 ® 2NH3 Trong hai phản ứng trên thì nitơ A. chỉ thể hiện tính oxi hóa. B. chỉ thể hiện tính khử. C. thể hiện cả tính khử và tính oxi hóa. D. không thể hiện tính khử và tính oxi hóa. Câu 5. Trong phòng thí nghiệm, để điều chế một lượng nhỏ khí X tinh khiết, người ta đun nóng dung dịch amoni nitrit bão hoà. Khí X là : A. NO. B. N2. C. N2O. D. NO2. Câu 6. Trong phòng thí nghiệm có thể điều chế N2 bằng cách A. nhiệt phân NaNO2. B. Đun hỗn hợp NaNO2 và NH4Cl. C. thủy phân Mg3N2. D. phân hủy khí NH3. Câu 7. Trong phòng thí nghiệm người ta thu khí nitơ bằng phương pháp dời nước vì: A. N2 nhẹ hơn không khí. B. N2 rất ít tan trong nước. C. N2 không duy trì sự sống, sự cháy. D. N2 hoá lỏng, hóa rắn ở nhiệt độ rất thấp. D. Hoạt động vận dụng GV: gợi mở “trong quá trình sản xuất có xảy ra đám cháy ở các nhà máy điều chế kim loại (trong đó có Mg) thì ta có thể dùng bình chứa Nito hay bình chứa cacbonic để dập tắt đám cháy đó hay không? HS: Nghiên cứu, trình bày. E. Hoạt động tìm tòi mở rộng: GV: Em hãy tính xem để sản xuất được 1 tấn amoniac đi từ nguồn nguyên liệu là không khí thì cần bao nhiêu lít không khí? Giá thành sản phẩm của 1 tấn amoniac lúc đó là bao nhiêu tiền? Phương pháp đầu tư như vậy có hiệu quả không? HS: nghiên cứu và trả lời vào các buổi học sau. 4. Củng cố: Một HS trong nhóm thứ 5, thay mặt các bạn trong cả lớp trình bày về nội dung chính của tiết học và kết luận. Từ đó liên hệ thực tế cuộc sống. 5. Dặn dò: - Học bài, làm bài tập về nhà - Chuẩn bị phần amoniac và muối amoni và hoàn thành một số bài tập sau: BTVN số 1. Hoàn thành các phản ứng sau: (1) (2) (3) (4) (5) (6) Cho biết các phản ứng tạo khí N2 ? BTVN số 2. Một hỗn hợp N2 và H2 được lấy vào bình phản ứng có nhiệt độ giữ không đổi . Sau thời gian phản ứng áp suất trong bình giảm 5 % so với lúc đầu . Biết N2 đã phản ứng 10% so với ban đầu . Vậy % số mol N2 và H2 trong hỗn hợp đầu là bao nhiêu? BTVN số 3. Nung nóng 0,5 mol hỗn hợp X gồm H2, N2 trong bình kín có xúc tác thích hợp, sau một thời gian thu được hỗn hợp Y. Cho hỗn hợp Y đi qua ống đựng CuO dư, đun nóng thấy khối lượng chất rắn trong ống giảm nhiều nhất là 3,2 gam. Tính tỉ khối hơi của X so với H2?