Giáo án Hóa học 11 - Tiết 11: Nitơ

Nội dung tài liệu: Giáo án Hóa học 11 - Tiết 11: Nitơ

1. Giáo án Hóa học 11 Năm học 2018-2019 Ngày soạn: Tiết thứ: 11 NITƠ Giới thiệu chung: - 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: Giáo viên là người tổ chức, định hướng các hoạt động học tập còn học sinh thực hiện các nhiệm vụ do giáo viên chuyển giao một cách chủ động, tích cực. Giáo viên theo dõi quá trình thực hiện nhiệm vụ của học sinh hỗ trợ kịp thời những khó khăn, vướng mắc nhằm giúp học sinh giải quyết vấn đề học tập một cách hiệu quả, phù hợp với mục tiêu phát triển năng lực cho học sinh. - Bài giảng thực hiện trong 1 tiết. I. Mục tiêu 1. Kiến thức, kĩ năng, thái độ a) Kiến thức Học sinh 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. - Điều chế được nitơ và một số hợp chất quan trọng của chúng. b) 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. c) 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. 2. 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 thực hành hoá học; - Năng lực tính toán hóa học; - Năng lực vận dụng kiến thức hoá học vào cuộc sống. II. Chuẩn bị của GV và HS 1. Giáo viên: - Hệ thống câu hỏi, bài tập có liên quan, phiếu học tập, 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 - Hoàn thành phiếu học tập số 1 theo yêu cầu của GV (GV chuẩn bị sẵn phiếu học tập số 1 và phát cho HS ở cuối buổi học trước) - SGK, vở ghi bài, giấy nháp III. Chuỗi các hoạt động học 1. Giới thiệu chung - Do HS đã được học về viết cấu hình electron, vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu tạo phân tử nên GV cần chú ý khai thác triệt để các kiến thức đã học nói trên của HS để phục vụ cho việc nghiên cứu bài mới. - Hoạt động (HĐ) trải nghiệm, kết nối: Vận dụng kiến thức đã học về cách xác định vị trí nguyên tố tìm vị trí của N. Giáo viên: . Trường THPT
2. Giáo án Hóa học 11 Năm học 2018-2019 - Hoạt động hình thành kiến thức : Thông qua các câu hỏi mà HS được nghiên cứu trước trong các phiếu học tập, GV hướng dẫn HS suy ra vị trí, cấu hình electron nguyên tử, cấu tạo phân tử, từ đó suy ra tính chất vật lý, tính chất hóa học của nitơ 2. Thiết kế chi tiết từng hoạt động học A. Hoạt động trải nghiệm, kết nối (5 phút) Mục tiêu hoạt động - Huy động các kiến thức đã được học của HS và tạo nhu cầu tiếp tục tìm hiểu kiến thức mới của HS. - Nội dung hoạt động: Tìm hiểu vị trí và cấu hình electron của nguyên tử N Phương thức tổ chức hoạt động -HĐ cá nhân: GV yêu cầu HS dựa vào các câu thơ sau 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”. -HĐ chung: GV gọi một số HS lên trình bày kết quả, các HS khác góp ý bổ sung. GV giúp HS nhận ra những sai sót, chỉnh sửa và chuẩn hóa kiến thức. - Dự kiến khó khăn, vướng mắc của HS và giải pháp hỗ trợ: HS có thể lung túng khi xã 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 Sản phẩm, đánh giá kết quả của hoạt động -Sản phẩm hoạt động X thuộc ô 7; chu kì 2; nhóm VA. -Đánh giá kết quả hoạt động + Thông qua quan sát: Trong quá trình HS cá nhân, GV cần quan sát kĩ tất cả các nhóm, kịp thời phát hiện những khó khăn, vướng mắc của HS và có giải pháp hỗ trợ hợp lí + Thông qua kết quả của một số cá nhân HS và sự góp ý, bổ sung của các HS khác, GV biết được HS đã có được những kiến thức nào, những kiến thức nào cần phải điều chỉnh, bổ sung các HĐ tiếp theo. B. Hoạt động hình thành kiến thức Hoạt động 1: TÌM HIỂU VỊ TRÍ VÀ CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ (5 phút) Mục tiêu hoạt động - Nêu được vị trí, cấu hình electron nguyên tử, công thức electron, công thức cấu tạo, liên kết giữa hai nguyên tử nitơ. - Rèn năng lực tự học, năng lực hợp tác, năng lực ngôn ngữ. Phương thức tổ chức hoạt động -HĐ cá nhân: GV cho HS quan sát Bảng hệ thống tuần hoàn, mô hình phân tử nitơ BHTTH Mô hình phân tử nitơ Giáo viên: . Trường THPT
3. Giáo án Hóa học 11 Năm học 2018-2019 HS kết hợp kết quả trong hoạt động trải nghiệm kết nối và nghiên cứu SGK trả lời các câu hỏi sau: 1. Xác định vị trí của nguyên tố nitơ trong bảng tuần hoàn. Viết cấu hình electron của nguyên tử? 2. Viết công thức phân tử và công thức electron, công thức cấu tạo của phân tử nitơ? Nhận xét về liên kết trong phân tử N2? -HĐ chung cả lớp: GV gọi một số HS lên trình bày kết quả, các HS khác góp ý bổ sung. GV giúp HS nhận ra những sai sót, chỉnh sửa và chuẩn hóa kiến thức -Dự kiến khó khăn, vướng mắc của HS và giải pháp hỗ trợ. 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 N 2. GV gợi ý HS nhắc lại sự hình thành liên kết cộng hóa trị. Sản phẩm, đánh giá kết quả của hoạt động -Sản phẩm hoạt động: HS hoàn thành câu hỏi số 1 và câu hỏi số 2. 1. Vị trí và cấu hình electron nguyên tử -Cấu hình e của N (Z=7) 1s22s22p3 có 5e ở lớp ngoài cùng. -Vị trí của N trong bảng tuần hoàn: Ô thứ 7, nhóm VA, chu kì 2. 2. CTPT: N2 CT electron: Phân tử nitơ gồm 2 nguyên tử N, liên kết với nhau bằng 3 liên kết cộng hóa trị không cực. - CTCT: N  N -Đánh giá kết quả hoạt động: + Thông qua quan sát: Trong quá trình HS cá nhân, GV cần quan sát kĩ để kịp thời phát hiện những khó khăn, vướng mắc của HS và có giải pháp hỗ trợ hợp lí + Thông qua kết quả của một số HS và sự góp ý, bổ sung của các HS khác, GV biết được HS đã có được những kiến thức nào, những kiến thức nào cần phải điều chỉnh, bổ sung. Hoạt động 2: TÌM HIỂU TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA NITƠ ( 5phút) Mục tiêu hoạt động - Biết các tính chất vật lý của nitơ. - Biết cách thu khí nitơ. - Rèn luyện năng lực tự học, năng lực hợp tác, năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học. Phương thức tổ chức hoạt động -HĐ nhóm: GV cho các nhóm HS quan sát hình ảnh về các trạng thái tồn tại của nito Khí nito Nitơ lỏng Nitơ rắn Yêu cầu các nhóm kết hợp nghiên cứu SGK trả lời câu hỏi sau vào bảng phụ: 1. Nêu tính chất vật lí của nitơ? 2. Đề xuất phương pháp thu khí nitơ? -HĐ chung cả lớp: GV yêu cầu các nhóm gắn bảng phụ lên bảng. Cho các nhóm so sánh và chọn kết quả đúng. GV nhận xét và kết luận. -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. Sản phẩm, đánh giá kết quả của hoạt động Giáo viên: . Trường THPT
4. Giáo án Hóa học 11 Năm học 2018-2019 -Sản phẩm hoạt động 1. Tính chất vật lý - Ở điều kiện thường là chất khí , không màu, không mùi, không vị, hơi nhẹ hơn không khí. - Hóa lỏng ở -1960C, hóa rắn ở -2100C - Rất ít tan trong nước. - Không duy trì sự sống và sự cháy 2. Cách thu khí Nitơ: Bằng phương pháp đẩy không khí. -Đánh giá kết quả hoạt động: + Thông qua quan sát: trong quá trình HS hoạt động nhóm, GV chú ý quan sát để kịp thời phát hiện những khó khăn vướng mắc của HS và có giải pháp hỗ trợ hợp lí. + Thông qua báo cáo của các nhóm và sự góp ý bổ sung của các nhóm khác, GV hướng dẫn HS chốt được các kiến thức về tính chất vật lý của nitơ Hoạt động 3: TÌM HIỂU TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA NITƠ (15 phút) Mục tiêu hoạt động - Biết cách viết các phương trình phản ứng chứng minh tính khử, tính oxi hóa của nitơ - Rèn luyện năng lực tự học, năng lực hợp tác, năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học. Phương thức tổ chức hoạt động -HĐ cá nhân: Huy động kiến thức đã học về số oxh và phản ừng oxh hóa khử kết hợp nghiên cứu SGK hoàn thành câu hỏi trong phiếu học tập số 1. -HĐ nhóm: GV cho HS hoạt động nhóm nhằm trao đổi, bổ sung trong kết quả hoạt động cá nhân và ghi kết quả chung vào bảng phụ. -HĐ chung cả lớp: GV yêu cầu các nhóm gắn bảng phụ lên bảng. Cho các nhóm so sánh và chọn kết quả đúng. GV nhận xét và kết luận. -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. PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1 1. Xác định số oxi hóa của nguyên tố nitơ trong các chất sau: NH 3, N2, N2O, NO, N2O3, NO2, HNO3 . . 2. Dựa vào đặc điểm cấu tạo nguyên tử, phân tử nitơ, số oxi hóa của nitơ trong phân tử N2 hãy dự đoán tính chất hóa học cơ bản của nitơ? Theo em phản ứng xảy ra giữa nitơ và các chất phải thực hiện ở điều kiện nào? Vì sao? . 3. Viết PTHH của các phản ứng khi cho nitơ tác dụng với Na, Mg, H 2, 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? Sản phẩm, đánh giá kết quả của hoạt động -Sản phẩm hoạt động: HS hoàn thành nội dung trong phiếu học tập số 1 Từ kết quả hoàn thành nội dung trong phiếu học tập số 1. GV giúp HS chuẩn hóa lại kiến thức về tính chất hóa học của nitơ. - Ở nhiệt độ thường, N2 rất bền (trơ). - Ở nhiệt độ cao, N2 là nguyên tố hoạt động. Giáo viên: . Trường THPT
5. Giáo án Hóa học 11 Năm học 2018-2019 - 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. 1. Tính oxi hoá a. Tác dụng với kim loại mạnh (Li, Ca, Mg ,Al tạo nitrua kim loại) 6 Li + N2 2Li3N t0C 3 Mg + N2  Mg3N2 b. Tác dụng với hiđro to , p,xt N2 + 3 H2  2 NH3 2. Tính khử -Tác dụng với oxi : ở 3000OC hoặc hồ quang điện. 3000o C 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: Nitơ vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử, trong đó tính oxi hóa là tính chất chủ yếu. - Đánh giá kết quả hoạt động: + Thông qua quan sát: trong quá trình HS hoạt động nhóm, GV chú ý quan sát để kịp thời phát hiện những khó khăn vướng mắc của HS và có giải pháp hỗ trợ hợp lí. + Thông qua báo cáo của các nhóm và sự góp ý bổ sung của các nhóm khác, GV hướng dẫn HS chốt được các kiến thức về tính chất hóa học của nitơ Hoạt động 4: TÌM HIỂU ỨNG DỤNG, TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN, ĐIỀU CHẾ NITƠ (5 phút) Mục tiêu hoạt động -Biết các ứng dụng, trạng thái tự nhiên, cách điều chế ni tơ trong công nghiệp và phòng thí nghiệm - Biết cách sử dụng khí nitơ hiệu quả. - Rèn luyện năng lực tự học, năng lực hợp tác, năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học. Phương thức tổ chức hoạt động -HĐ nhóm: GV cho HS hoạt động nhóm hoàn thành phiếu học tập số 2 -HĐ cả lớp: GV yêu cầu các nhóm gắn bảng phụ lên bảng. Cho các nhóm so sánh, góp ý, bổ sung và chọn kết quả đúng. GV nhận xét và kết luận. PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2 1. Nêu ứng dụng và trạng thái tự nhiên của nitơ . 2. Trình bày phương pháp điều chế N2 trong PTN và trong CN . Sản phẩm, đánh giá kết quả của hoạt động -Sản phẩm hoạt động: HS hoàn thành phiếu học tập số 2 1. Ứng dụng - Là thành phần dinh dưỡng chính của thực vật. - Là nguyên liệu tổng hợp NH3, HNO3, phân đạm Giáo viên: . Trường THPT
6. Giáo án Hóa học 11 Năm học 2018-2019 - 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. 2 . Trạng thái tự nhiên 14 - Ở dạng tự do : chiếm 78,16% thể tích không khí (4/5) gồm 2 đồng vị là 7 N 15 (99,63%) và 7 N (0,37%). - Ở dạng hợp chất : khoáng NaNO3 (diêm tiêu natri). 3. Điều chế a. Trong CN: Chưng cất phân đoạn không khí lỏng. b. Trong PTN: to NH4NO2  N2 + 2 H2O to NH4Cl + NaNO2  NaCl + N2 + 2H2O -Đánh giá kết quả hoạt động: + Thông qua quan sát: trong quá trình HS hoạt động cá nhân/nhóm, GV chú ý quan sát để kịp thời phát hiện những khó khăn vướng mắc của HS và có giải pháp hỗ trợ hợp lí. + Thông qua báo cáo của các nhóm và sự góp ý bổ sung của các nhóm khác, GV hướng dẫn HS chốt được các kiến thức về ứng dụng, trạng thái tự nhiên và phương pháp điều chế khí nitơ C. Hoạt động luyện tập (7 phút) Mục tiêu hoạt động - Củng cố, khắc sâu các kiến thức đã học trong bài về tính chất vật lí; tính chất hóa học; ứng dụng; trạng thái tự nhiên; điều chế nito. - Tiếp tục phát triển các năng lực: tự học, sử dụng ngôn ngữ hóa học, phát hiện và giải quyết vấn đề thông qua môn học. Nội dung HĐ: Hoàn thành các câu hỏi/bài tập trong phiếu học tập số 3 Phương thức tổ chức hoạt động -HĐ cá nhân: Cho HS giải quyết các câu hỏi/bài tập trong phiếu học tập số 3. -HĐ chung cả lớp: GV mời một số HS lên trình bày kết quả các HS khác góp ý, bổ sung. GV giúp HS nhận ra những chỗ sai sót cần chỉnh sửa và chuẩn hóa kiến thức/phương pháp giải bài tập. PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3 Câu 1: Cho các nhận định sau: 1) Phân tử nitơ chứa liên kết ba rất bền nên ở điều kiện thường nitơ trơ về mặt hóa học, nitơ chỉ tham gia phản ứng khi ở điều kiện nhiệt độ cao hoặc có tia lửa điện. 2) Tính chất hóa học của nitơ là vừa có tính khử vừa có tính oxi hóa. 3) Để điều chế nitơ trong công nghiệp người ta sử dụng phương pháp chưng cất phân đoạn không khí lỏng. 4) Nitơ có thể phản ứng với kim loại liti ngay ở nhiệt độ thường. 5) Vị trí của nitơ trong bảng tuần hoàn là: ở chu kỳ 2 nhóm IIIA. Số nhân định đúng là: A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 Câu 2: Người ta sản xuất khí nitơ trong công nghiệp bằng cách nào sau đây? A. Chưng cất phân đoạn không khí lỏng. B. Nhiệt phân dung dịch NH4NO2 bão hoà. C. Dùng photpho để đốt cháy hết oxi không khí. D. Cho không khí đi qua bột đồng nung nóng. Câu 3: Cho 4,48 lít khí N2 (đktc) tác dụng với H2 dư thu được 1,7gam NH3. Tính hiệu suất của phản ứng là A. B. C. D. Giáo viên: . Trường THPT
7. Giáo án Hóa học 11 Năm học 2018-2019 Sản phẩm, đánh giá kết quả của hoạt động -Sản phẩm hoạt động: HS hoàn thiện nội dung trong phiếu học tập số 3 của cá nhân. -Đánh giá kết quả hoạt động: + Thông qua quan sát: trong quá trình HS hoạt động cá nhân GV chú ý quan sát để kịp thời phát hiện những khó khăn vướng mắc của HS và có giải pháp hỗ trợ hợp lí. + Thông qua báo cáo của các nhóm và sự góp ý bổ sung của các nhóm khác, GV hướng dẫn HS chốt được các kiến thức về nitơ. D. Hoạt động vận dụng và tìm tòi mở rộng (3 phút) Mục tiêu hoạt động - Thiết kế cho HS về nhà làm nhằm mục đích giúp HS giải quyết các câu hỏi bài tập gắn với thực tiễn và mở rộng kiến thức cho học sinh. - GV động viên các học sinh tham gia nghiên cứu và chia sẻ kết quả với lớp (đặc biệt là học sinh yêu thích, HS khá giỏi). Nội dung hoạt động HS giải quyết các câu hỏi/bài tập sau 1. Trình bày hiểu biết của em về hiện tượng ngộ độc khí oxi của thợ lặn. 2. Vì sao trồng cây họ đậu thì không bón phân đạm. Phương thức tổ chức hoạt động GV hướng dẫn HS về nhà làm và hướng dẫn HS tìm nguồn tài liệu tham khảo (internet, thư viện, góc học tập của lớp, trực tiếp tại địa phương ) Sản phẩm của hoạt động Nộp báo cáo cá nhân. GV cho 1 số HS báo cáo và đánh giá trong tiết học sau. Giáo viên: . Trường THPT