Luận án Biên soạn và sử dụng bài tập tự học phần hóa học đại cương nhằm bồi dưỡng năng lực tự học cho học sinh trung học phổ thông

ất khử. 3. Bài 2. Phản ứng oxi hóa – khử nội phân tử là phản ứng trong đó có sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố khác nhau trong cùng một phân tử. Cho các phản ứng oxi hóa - khử sau: 0t 4 2 4 2 2 2KMnO K MnO + MnO + O  (1) 0t 3 22KClO 2KCl + 3O (2) 3Clଶ + 6KOH → 5KCl + KClOଷ + 3HଶO (3) 0t 22HgO 2Hg + O (4) 2NOଶ + HଶO → 2HNOଷ + NO (5) Fe + 2FeClଷ → 3FeClଷ (6) 1. Tổng số phản ứng thuộc loại phản ứng oxi hóa – khử nội phân tử là A. 2 B. 3 PL59 Giả sử m୏୑୬୓ర = m୏େ୪୓య = a (gam) Khi dùng 4KMnO : Ta có: n୓మ = ଵ ଶ n୏୑୬୓ర = ଵ ଶ . ୟ ଵହ଼ (mol)  m୓మ = ଵ ଶ . ୟ ଵହ଼ . 32 = ଼ୟ ଻ଽ (gam) (1) Khi dùng 3KClO : Ta có: n୓మ = ଷ ଶ n୏େ୪୓య = ଷ ଶ . ୟ ଵଶଶ,ହ = ଷୟ ଶସହ (mol)  m୓మ = ଷୟ ଶସହ . 32 = ଽ଺ୟ ଶସହ (gam)(2) So sánh (1) < (2) nên chọn 3KClO . Nhóm 2 làm BT 7. 1. Phản ứng trên là phản ứng oxi hóa – khử. 0 4 262 4 2620 CuOSFeOSCuFe   2. Vai trò của các chất trong phản ứng: 0 Fe là chất khử, 2 Cu  là chất oxi hóa 3. Gọi số mol Fe phản ứng là x Ta có: m୲ă୬୥ = mେ୳ − m୊ୣ ୮ư Hay 0,8 = 64x – 56x = 8x Suy ra x = 0,1 Vậy m୊ୣ ୮ư = 56.0,1 = 5,6 gam. Chọn đáp án A. B. C. 5 D. 6 2. Cho biết vai trò của các chất trong các phản ứng đó? 3. Nếu dùng cùng khối lượng các chất 4KMnO và 3KClO thì chọn chất nào có thể điều chế được lượng khí oxi nhiều hơn? Bài 7. Phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng có sự thay đổi số oxi hóa của một nguyên tố. Chất khử là chất nhường electron (có số oxi hóa tăng sau phản ứng), còn chất oxi hóa là chất nhận electron (có số oxi hóa giảm sau phản ứng). Ngâm một đinh sắt sạch vào dung dịch CuSO4 màu xanh. Sau một thời gian lấy đinh sắt ra thấy có một lớp đồng màu đỏ bám trên bề mặt đinh sắt, dung dịch bị nhạt màu. 1. Viết PTHH của phản ứng. Cho biết phản ứng trên có phải là phản ứng oxi hóa – khử không? 2. Cho biết vai trò của các chất trong phản ứng trên. PL60 3. Sấy khô đinh sắt sau khi lấy ra khỏi hỗn hợp phản ứng cân lại thấy khối lượng đinh sắt tăng 0,8 gam. Khối lượng sắt đã tham gia phản ứng là A. 5,6 gam B. 0,8 gam C. 6,4 gam D. 0,1 gam 4. Củng cố bài: GV nhắc lại các kiến thức HS cần nắm vững. 5.Dặn dò: - Học bài và làm các bài tập trong HTBTTH. - Chuẩn bị bài mới. PL61 Tiết 64, 65 Bài 38: CÂN BẰNG HÓA HỌC I. Mục tiêu bài học 1. Kiến thức-kĩ năng Mức độ biết: - Phát biểu định nghĩa phản ứng thuận nghịch và nêu thí dụ . - Nêu khái niệm về cân bằng hoá học và thí dụ. - Nêu khái niệm về sự chuyển dịch cân bằng hoá học và thí dụ. - Phát biểu nội dung nguyên lí Lơ Sa- tơ- li-ê và cụ thể hoá trong mỗi trường hợp. Mức độ hiểu: - Quan sát ThN rút ra được nhận xét về phản ứng thuận nghịch và cân bằng hoá học. - Dự đoán được chiều chuyển dịch cân bằng hoá học trong những điều kiện cụ thể. - Giải thích được yếu tố làm cho cân bằng bị chuyển dịch. Mức độ vận dụng: - Vận dụng nguyên lí Lơ Sa- tơ- li-ê để làm chuyển dịch cân bằng của các phản ứng. - Tính toán dựa vào các hằng số cân bằng của phản ứng. Mức độ vận dụng sáng tạo: - Vận dụng được các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hoá học để đề xuất cách tăng hiệu suất của các phản ứng trong đời sống và sản xuất. 2. Trọng tâm Cân bằng hóa học, sự chuyển dịch cân bằng hóa học, nguyên lí Lơ Sa- tơ- liê. 3. Tình cảm-thái độ Giáo dục cho HS lòng yêu thích môn học. 4. Phát triển năng lực - Năng lực tự học. - Năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học. - Năng lực tính toán. - Năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn. - Năng lực thực hành hóa học. - Năng lực hợp tác, làm việc nhóm. II. Chuẩn bị 1. Giáo viên Hình vẽ, dụng cụ và hóa chất các ThN, giáo án, bài tập, phiếu học tập, máy chiếu, SGK, 2. Học sinh Học bài cũ và làm bài tập về nhà trước khi đến lớp PL62 III. Phương pháp: Thuyết trình, phát vấn, trực quan, sử dụng BTTH. IV. Tiến trình dạy học 1. Ổn định lớp: Kiểm tra sĩ số 2. Kiểm tra bài cũ: Câu hỏi: - Tốc độ phản ứng là gì? Công thức tính? Ví dụ? - Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng như thế nào? 3. Bài mới: HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG Hoạt động 1: Tìm hiểu về phản ứng một chiều, phản ứng thuận nghịch và cân bằng hóa học GV phát vấn - Thế nào là phản ứng một chiều? Cho ví dụ. - Thế nào là phản ứng thuận nghịch? Cho ví dụ. GV thuyết trình: Lúc đầu Vt lớn, Vn = 0 trong quá trình diễn ra phản ứng, nồng độ chất tham gia giảm nên Vt giảm, Vn tăng đến 1 lúc Vt = Vn. PV: Ở trạng thái CB có phải phản ứng dừng lại không? HS trả lời và lấy ví dụ. HS trả lời và lấy ví dụ. HS trả lời. I. Phản ứng một chiều, phản ứng thuận nghịch và cân bằng hóa học 1. Phản ứng một chiều - là phản ứng xảy ra theo chiều xác định từ trái sang phải (dùng một mũi tên chỉ chiều phản ứng) A + B  C + D Ví dụ: 2KClOଷ ୑୬ మ,୲౥ሱ⎯⎯⎯⎯ሮ 2KCl + 3Oଶ 2. Phản ứng thuận nghịch - Là phản ứng xảy ra 2 chiều trái ngược nhau (dùng mũi tên 2 chiều chỉ phản ứng) (cùng đk) A + B C + D ví dụ: Clଶ + HଶO HCl + HClO 3. Cân bằng hoá học (1) A + B C + D PL63 PV: Nêu định nghĩa về cân bằng hóa học? HS trả lời. (2) - Tốc độ phản ứng xảy ra chiều (1) (thuận): Vt - Tốc độ phản ứng xảy ra chiều (2) (nghịch): Vn - Đến thời điểm Vt = Vn: phản ứng đạt trạng thái cân bằng hoá học - CBHH là cân bằng động. *CBHH là trạng thái của phản ứng thuận nghịch khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch. Hoạt động 2: Tìm hiểu về sự chuyển dịch cân bằng hoá học GV yêu cầu HS : Biểu diễn ThN như SGK (a) (b) PV: Nhận xét hiện tượng và giải thích? GV bổ sung nếu cần. HS biểu diễn ThN theo hướng dẫn của GV. HS nhận xét hiện tượng ThN và giải thích. II. Sự chuyển dịch cân bằng hoá học 1. Thí nghiệm a) Hóa chất và dụng cụ: - 2 ống nghiệm có nhánh, 1 ống nhựa mềm, khóa K - Khí NO2 (nâu đỏ) b) Cách tiến hành: sgk *Nhận xét: - Trước khi nhúng nước đá: màu 2 ống như nhau: nghĩa là 2 ống đều ở trạng thái CB. 2NOଶ(k) NଶOସ(k) (màu nâu đỏ) (không màu) - Sau khi nhúng (a) vào nước đá: màu (a) nhạt hơn màu (b). Nghĩa là dưới tác dụng nhiệt độ, CB ở ống (a) chuyển dịch sang chiều K PL64 PV: Nêu định nghĩa về sự chuyển dịch cân bằng? HS trả lời. tạo N2O4 (không màu) làm giảm nồng độ NO2 (nâu đỏ). 2. Định nghĩa: Sự chuyển dịch cân bằng hóa học là sự di chuyển từ trạng thái cân bằng này sang trạng thái cân bằng khác do tác động của các yếu tố từ bên ngoài lên cân bằng. Hoạt động 3:Tìm hiểu các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học GV thuyết trình và đàm thoại PV: Khi hệ phản ứng ở trạng thái CB thì vt lớn hơn, bằng hay nhỏ hơn vn? CM các chất trong phản ứng biến đổi hay không biến đổi? PV: Nếu thêm 1 lượng CO2 thì làm tăng vt hay vn?. Lúc đó CBHH bị ảnh hưởng như thế nào? PV: Khi thêm CO2 vào hệ CB, CB chuyển dịch theo chiều thuận, chiều này làm giảm hay tăng nồng độ CO2 thêm vào? GV hỏi HS tương tự trong trường hợp thêm khí CO. PV: Như vậy nồng độ ảnh hưởng thế nào lên cân bằng hóa học? GV lưu ý: Khi thêm, bớt chất rắn không ảnh hưởng đến CB nghĩa là CB không chuyển dịch. HS trả lời các câu hỏi của GV. HS nêu kết luận. III. Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học 1. Ảnh hưởng của nồng độ a) Xét hệ cân bằng: C(୰) + COଶ(୩) 2CO(୩) -Khi tăng nồng độ CO2 (vt >vn) thì CB chuyển dịch theo chiều giảm nồng độ CO2 (chiều thuận) để thiết lập CB mới. -Ngược lại khi tăng nồng độ CO hoặc lấy bớt khí CO2 (vt < vn) thì CB chuyển dịch theo chiều tăng nồng độ CO2 (chiều thuận) để thiết lập CB mới. b) Kết luận: Khi tăng hoặc giảm nồng độ một chất trong cân bằng thì cân bằng bao giờ cũng chuyển dịch theo chiều PL65 làm giảm tác động của việc tăng hoặc giảm nồng độ của chất đó. GV làm ThN: (1) Nạp khí NO2 vào xilanh kín có pít tông, hệ ở trạng thái CB. (2) Đẩy pít tông (3) Kéo pít tông NଶOସ(୩) 2NOଶ(୩) Không màu nâu đỏ - Dùng bơm tiêm loại lớn chứa sẵn hỗn hợp khí. PV: Nếu đẩy píttông vào thì V chung của hệ tăng hay giảm, lúc đó P giảm hay tăng? Màu hỗn hợp nhạt hay đậm, CBDC theo chiều giảm hay tăng số mol khí? - GV nhận xét. PV: Nếu kéo píttông thì V chung của hệ tăng hay giảm, lúc đó P giảm hay tăng? Màu hỗn hợp nhạt hay đậm lên. - GV nhận xét. HS quan sát ThN HS trả lời: - Nếu đẩy pittong, tăng P, giảm V, n୒୓మ giảm, màu hỗn hợp nhạt hơn. - Nếu kéo pittong, giảm P, tăng V, n୒୓మ tăng, màu hỗn hợp đậm hơn. 2. Ảnh hưởng của áp suất a) Xét hệ cân bằng: NଶOସ(୩) 2NOଶ(୩) -Tăng P, giảm V, n୒୓మ giảm -Giảm P, tăng V, n୒୓మ tăng b) Kết luận - Khi tăng P, CB dịch chuyển theo chiều nghịch (giảm nkhí) , chiều giảm P. - Khi tăng P, CB dịch chuyển theo chiều nghịch (giảm nkhí) , chiều giảm P. (2) (1) (3) PL66 - Lưu ý: Trong phản ứng không có khí thì P không ảnh hưởng đến CB. GV thuyết trình về phản ứng tỏa nhiệt (H<0) và phản ứng thu nhiệt (H>0). GV lấy ví dụ (ThN phần II) NଶOସ(୩) 2NOଶ(୩) H =58kJ Không màu nâu đỏ PV: Nếu ngâm bình đựng hỗn hợp vào nước đá, màu hỗn hợp đậm hay nhạt hơn? GV bổ sung trường hợp tăng nhiệt độ của hỗn hợp. PV: Nêu ảnh hưởng của nhiệt độ đến CBHH? HS trả lời: màu hỗn hợp nhạt hơn. HS trả lời: Khi tăng nhiệt độ, CB dịch chuyển theo chiều của phản ứng thu nhiệt. Khi giảm nhiệt độ, CB dịch chuyển theo chiều của phản ứng tỏa nhiệt. 3. Ảnh hưởng của nhiệt độ Ví dụ: phản ứng tỏa nhiệt (H<0) CaO + H2O  Ca(OH)2 (sôi lên) VD:phản ứng thu nhiệt (H>0) CaCO3  CaO + CO2 (thêm to) Xét cân bằng: NଶOସ(୩) 2NOଶ(୩) H=58kJ Không màu nâu đỏ Phản ứng thuận thu nhiệt, phản ứng nghịch tỏa nhiệt. - Khi tăng nhiệt độ, màu hỗn hợp đậm hơn, nghĩa là CB dịch chuyển theo chiều thuận, chiều phản ứng thu nhiệt. - Khi giảm nhiệt độ, màu hỗn hợp nhạt hơn, nghĩa là CB dịch chuyển theo chiều nghịch, chiều phản ứng tỏa nhiệt. Nhận xét: khi tăng nhiệt độ, CB dịch chuyển theo chiều phản ứng thu nhiệt (chiều làm giảm nhiệt độ) và khi giảm nhiệt độ, CB PL67 PV: Trình bày nội dung của nguyên lí chuyển dịch CB Lơ Sa-tơ-li-ê? HS đọc kết luận dịch chuyển theo chiều phản ứng tỏa nhiệt (chiều làm tăng nhiệt độ).  Kết luận. Nguyên lí Lơ Sa-tơ-li-ê Một phản ứng thuận nghịch đang ở trạng thái cân bằng khi chịu tác động từ bên ngoài như biến đổi nồng độ, áp suất, nhiệt độ, thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều giảm tác động từ bên ngoài đó. PV: Chất xúc tác ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng như thế nào? GV thuyết trình: Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng thuận và tốc độ phản ứng nghịch với số lần bằng nhau, làm cho cân bằng được thiết lập nhanh chóng hơn. GV nhận xét vai trò của chất xúc tác. HS trả lời: chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng. 4. Vai trò các chất xúc tác Chất xúc tác không làm ảnh hưởng CBHH. Hoạt động 4: Tìm hiểu ý nghĩa tốc độ phàn ứng và cân bằng hóa học trong sản xuất hóa học GV nêu ví dụ PV: Để tăng hiệu suất tạo thành SO3 trong quá trình sản xuất, cần tác động những yếu tố nào? GV phân tích và bổ sung HS trả lời: cần tăng nồng độ O2, tăng áp suất và giảm nhiệt độ. IV. Ý nghĩa tốc độ phàn ứng và cân bằng hóa học trong sản xuất hóa học Ví dụ: 2(k) 2(k) 3(k)2SO + O 2SO H = -198kJ *Yếu tố nào làm CB dịch chuyển theo chiều tạo SO3: - Phản ứng thuận là phản ứng toả nhiệt nên không tăng to cao quá (thực tế to phản ứng này 450oC) PL68 - Phản ứng có sự thay đổi số mol, phản ứng thuận làm giảm số mol khí, nên có thể tăng P của hệ. - Tăng [O2] bằng cách làm dư kk. - Để hệ nhanh chóng đạt đến trạng thái CB thì phải dùng chất xúc tác. 4. Củng cố bài: GV hệ thống kiến thức toàn bài: Định nghĩa phản ứng 1 chiều, phản ứng thuận nghịch, cân bằng hóa học, sự chuyển dịch cân bằng hóa học (Nguyên lí Lơ Sa-tơ-li-ê). GV cho HS làm các bài tập sau: Bài 2. Theo nguyên lí chuyển dịch cân bằng Lơ Sa-tơ-li-ê, một phản ứng thuận nghịch đang ở trạng thái cân bằng khi chịu một tác động từ bên ngoài như biến đổi nồng độ, áp suất, nhiệt độ thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động bên ngoài đó. Cho phản ứng: 2(k) 2(k) 3(k)N + 3H 2NH ; H0 = -92 kJ 1. Chiều thuận của phản ứng là chiều tỏa nhiệt hay thu nhiệt? 2. Khi tăng nhiệt độ thì cân bằng dịch chuyển theo chiều nào? 3. Để tăng hiệu suất của quá trình sản xuất amoniac cần tác động những yếu tố nào? Bài 8. Theo nguyên lí chuyển dịch cân bằng Lơ Sa-tơ-li-ê, một phản ứng thuận nghịch đang ở trạng thái cân bằng khi chịu một tác động từ bên ngoài như biến đổi nồng độ, áp suất, nhiệt độ thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động bên ngoài đó. Cho công thức tính tốc độ của phản ứng aA + bB  cC + dD là V = k [A]a[B]b và biểu thức tính hằng số KC của phản ứng aA + bB cC + dD là: Kେ = [େ]ౙ.[ୈ]ౚ [୅]౗.[୆]ౘ . Khi đun nóng HI trong một bình kín, xảy ra phản ứng sau: (k) 2(k) 2(k)2HI H + I 1. Yếu tố nào sau đây không làm cân bằng dịch chuyển theo chiều thuận? A. Tăng nồng độ của HI B. Tăng áp suất C. Giảm nồng độ H2 D. Giảm nồng độ I2 2. Nếu tăng thể tích của hỗn hợp lên 2 lần thì tốc độ của phản ứng thuận sẽ thay đổi như thế nào? A. Tăng 4 lần B. Giảm 4 lần C. Tăng 2 lần D. Giảm 2 lần 3. Ở một nhiệt độ nào đó, hằng số KC của phản ứng bằng 64 1 . Tính xem có bao nhiêu phần PL69 trăm HI bị phân hủy ở nhiệt độ đó. 5. Dặn dò: - Học bài và làm bài tập 5, 6 SGK, các bài tập trong HTBTTH. PL70 Tiết 66, 67 Bài 39: LUYỆN TẬP TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG VÀ CÂN BẰNG HÓA HỌC I. Mục tiêu bài học 1. Kiến thức-kĩ năng Củng cố kiến thức và rèn luyện cho HS các kĩ năng về tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học. Mức độ biết: - Phát biểu được khái niệm tốc độ phản ứng, cân bằng hóa học, sự chuyển dịch cân bằng hóa học và nguyên lí chuyển dịch cân bằng Lơ Sa-tơ-li-ê. - Viết được các công thức tính tốc độ phản ứng và hằng số cân bằng. - Liệt kê được các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng và sự chuyển dịch cân bằng hóa học. Mức độ hiểu: - Giải thích được các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng và sự chuyển dịch cân bằng hóa học. - Xác định được chiều của phản ứng hóa học. - Xác định được phản ứng thu nhiệt, tỏa nhiệt. Mức độ vận dụng: - Tính được tốc độ phản ứng theo công thức và các bài toán liên quan đến công thức tính tốc độ phản ứng. - Tính toán liên quan đến hằng số cân bằng của phản ứng. - Tính toán được các giá trị nhiệt động của phản ứng hóa học. Mức độ vận dụng sáng tạo: - Vận dụng các yếu tố để làm tăng tốc độ phản ứng và tăng hiệu suất của các phản ứng trong đời sống và thực tiễn sản xuất. 2. Trọng tâm Củng cố các kiến thức và rèn luyện các kĩ năng về tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học. 3. Tình cảm-thái độ Giáo dục cho HS lòng yêu thích môn học, vai trò của hóa học trong thực tiễn. 4. Phát triển năng lực - Năng lực tự học. - Năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học. - Năng lực tính toán. - Năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn. - Năng lực thực hành hóa học. - Năng lực hợp tác, làm việc nhóm. PL71 II. Chuẩn bị 1. Giáo viên Hợp đồng học tập, bài tập, máy chiếu, SGK 2. Học sinh Học bài cũ và làm bài tập về nhà trước khi đến lớp. III. Phương pháp: Dạy học theo hợp đồng, sử dụng BTTH. IV. Tiến trình dạy học 1. Ổn định lớp: Kiểm tra sĩ số 2. Kiểm tra bài cũ: Kiểm tra trong quá trình luyện tập 3. Bài mới: Hoạt động 1.GV nêu yêu cầu của tiết học thứ nhất: HS chọn nhiệm vụ thích hợp trong các bản hợp đồng, tiến hành kí kết hợp đồng và thực hiện hợp đồng. Nội dung các bản hợp đồng: Hợp đồng số 1. Bên A: Giáo viên Bên B: HS Bên A giao cho bên B phải hoàn thành những nhiệm vụ được ghi trong bảng sau: STT Nội dung công việc Cách thực hiện Kết quả 1 Trả lời các câu hỏi sau: 1. Các yếu tố nào làm tăng tốc độ phản ứng? 2. Cân bằng hóa học là gì? 3. Các yếu tố nào làm chuyển dịch cân bằng? Cho biết nội dung của nguyên lí chuyển dịch cân bằng Lơ Sa-tơ-li-ê?  2 Trình bày bài tập 2 (SGK trang 167) và bài tập 5 (SGK trang 167)  3 Trình bày bài tập Bài 1. (HTBTTH) Để tăng tốc độ của phản ứng người ta cần phải thay đổi các yếu tố như: tăng nồng độ, tăng nhiệt độ, tăng áp suất, tăng diện tích tiếp xúc và  PL72 thêm chất xúc tác thích hợp. Biết công thức tính tốc độ của phản ứng A + B  C + D là V = k [A][B] 1. Trong các cặp phản ứng sau, phản ứng nào có tốc độ lớn hơn (nếu không ghi chú gì thêm là so sánh trong cùng điều kiện)? a) Fe + CuSOସ (2M) và Fe + CuSOସ (4M) cùng nhiệt độ. b) Zn + CuSOସ (2M, 25଴C) và Zn + CuSOସ (2M, 50଴C). c) Zn (hạt) + CuSOସ (2M) và Zn (bột) + CuSOସ (2M) cùng nhiệt độ. d) 2Hଶ + Oଶ ୲బ ୲୦ườ୬୥ ሱ⎯⎯⎯⎯⎯ሮ 2HଶO và 2Hଶ + Oଶ ୲బ ୲୦ườ୬୥, ୔୲ ሱ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ሮ 2HଶO 2. Giải thích sự khác nhau về tốc độ phản ứng trong các trường hợp trên? 3. Hãy cho biết tốc độ của phản ứng Fe + CuSOସ (2M) bằng bao nhiêu lần so với phản ứng Fe + CuSOସ (4M), khi hai phản ứng đều xảy ra ở cùng nhiệt độ? 4. Hãy cho biết yếu tố nào làm tăng tốc độ phản ứng trong các trường hợp sau: - Nấu thức ăn trong nồi áp suất mau chín hơn khi sử dụng nồi thường. - Người ta thường chẻ nhỏ củi trước khi đun bếp. PL73 - Quạt hoặc thổi không khí vào bếp để lửa cháy to hơn. Ghi chú: Bên B phải hoàn tất hợp đồng trong thời hạn 45 phút. Các kí hiệu: : làm việc cá nhân  : làm việc nhóm Bên A Bên B (kí tên và ghi rõ họ tên) (kí tên và ghi rõ họ tên) Hợp đồng số 2. Bên A: Giáo viên Bên B: HS Bên A giao cho bên B phải hoàn thành những nhiệm vụ được ghi trong bảng sau: STT Nội dung công việc Cách thực hiện Kết quả 1 Trả lời các câu hỏi sau: 1. Các yếu tố nào làm tăng tốc độ phản ứng? 2. Cân bằng hóa học là gì? 3. Các yếu tố nào làm chuyển dịch cân bằng? Cho biết nội dung của nguyên lí chuyển dịch cân bằng Lơ Sa-tơ-li-ê?  2 Trình bày bài tập 6 (SGK trang 167) và bài tập 7 (SGK trang 167)  3 Trình bày bài tập Bài 5. (HTBTTH) Chiều của phản ứng được xác định theo giá trị G (G = H - TS) như sau: ∆𝐆𝐩ư Chiều của phản ứng > 0 Phản ứng chỉ xảy ra theo chiều nghịch = 0 Phản ứng thuận nghịch < 0 Phản ứng xảy ra tự nhiên theo chiều thuận  PL74 Cho phản ứng: (k) 2 (k) 2(k) 2(k)CO + H O CO + H Biết những giá trị biến thiên entanpi chuẩn ( 0 TΔH ) và biến thiên entropi chuẩn ( 0 TΔS ) ở 300K và 1200K như sau: T 300K 1200K 0 TΔH -41,16 kJ/mol -32,93 kJ/mol 0 TΔS -42,40 J/K.mol -29,6 J/K.mol 1. Ở 300 K và 1200 K, phản ứng theo chiều thuận lần lượt là các phản ứng A. thu nhiệt. B. tỏa nhiệt. C. thu nhiệt và tỏa nhiệt. D. Tỏa nhiệt và thu nhiệt. 2. Để phản ứng xảy ra theo chiều thuận cần thay đổi yếu tố nào sau đây? A. Tăng áp suất B. Tăng nồng độ H2 C. Tăng nồng độ CO D. Thêm chất xúc tác thích hợp 3. Phản ứng tự xảy ra theo chiều nào ở 300K và 1200K? Ghi chú: Bên B phải hoàn tất hợp đồng trong thời hạn 45 phút. Các kí hiệu: : làm việc cá nhân  : làm việc nhóm Bên A Bên B (kí tên và ghi rõ họ tên) (kí tên và ghi rõ họ tên) PL75 Hoạt động 2. HS thực hiện hợp đồng đã lựa chọn, trong đó những HS chọn cùng hợp đồng sẽ tạo thành nhóm để thảo luận. Hoạt động 3. Thanh lí hợp đồng và đánh giá kết quả (tiết 2) GV thu kết quả, nhận xét và đánh giá. Kết quả cần đạt được: Hợp đồng số 1. 1. Tốc độ phản ứng tăng khi: a. Tăng nồng độ chất phản ứng. b. Tăng áp suất chất phản ứng (nếu là chất khí). c. Tăng nhiệt độ cho phản ứng. d. Tăng diện tích tiếp xúc của các chất phản ứng. e. Thêm chất xúc tác. 2. Cân bằng hóa học là trạng thái của phản ứng thuận nghịch khi tốc độ phản ứng thuận và tốc độ của phản ứng nghịch bằng nhau. 3. Nguyên lí chuyển dịch cân bằng Lơ Sa-tơ-li-ê: Một phản ứng thuận nghịch đang ở trạng thái cân cân bằng khi chịu một tác động từ bên ngoài như biến đổi nồng độ, ap suất, nhiệt độ, thì cân bằng sẽ dịch chuyển theo chiều làm giảm tác động bên ngoài đó. Bài tập 2 (SGK trang 167) Yếu tố tạo nên sự tăng lượng 3PCl trong cân bằng là đáp án D (tăng nhiệt độ) vì phản ứng thuận là phản ứng thu nhiệt (H > 0). Bài tập 5 (SGK trang 167) Những biện pháp để chuyển hóa nhanh và hoàn toàn 3NaHCO thành 2 3Na CO là: - Lấy bớt khí CO2 và hơi nước ra khỏi hỗn hợp phản ứng. - Tăng nhiệt độ, - Giảm áp suất. Bài 1. (HTBTTH) 1. Các phản ứng có tốc độ lớn hơn là a) Fe + CuSOସ (4M) b) Zn + CuSOସ (2M, 50଴C) c) Zn (bột) + CuSOସ (2M) d)2Hଶ + Oଶ ୲బ ୲୦ườ୬୥, ୔୲ ሱ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ሮ 2HଶO 2. Sự khác nhau về tốc độ phản ứng trong các trường hợp trên là: a) Hai phản ứng khác nhau về nồng độ của CuSOସ nên phản ứng Fe + CuSOସ (4M) có nồng độ CuSOସ cao hơn sẽ có tốc độ lớn hơn. PL76 b) Hai phản ứng khác nhau về nhiệt độ nên phản ứng Zn + CuSOସ (2M, 50଴C) có nhiệt độ cao hơn sẽ có tốc độ lớn hơn. c) Hai phản ứng khác nhau về diện tích tiếp xúc của Zn, theo đó Zn (bột) có diện tích tiếp xúc lớn hơn Zn (hạt) nên phản ứng Zn (bột) + CuSOସ (2M) có tốc độ lớn hơn. d) Hai phản ứng khác nhau về chất xúc tác nên phản ứng 2Hଶ + Oଶ ୲బ ୲୦ườ୬୥, ୔୲ ሱ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ሮ 2HଶO có tốc độ lớn hơn. 3. Tốc độ của phản ứng Fe + CuSOସ (2M) bằng ଵ ଶ lần so với phản ứng Fe + CuSOସ (4M). 4. Các yếu tố làm tăng tốc độ phản ứng trong các trường hợp: - Tăng nhiệt độ - Tăng diện tích tiếp xúc - Tăng nồng độ Hợp đồng số 2. 1. Tốc độ phản ứng tăng khi: a. Tăng nồng độ chất phản ứng. b. Tăng áp suất chất phản ứng (nếu là chất khí). c. Tăng nhiệt độ cho phản ứng. d. Tăng diện tích tiếp xúc của các chất phản ứng. e. Thêm chất xúc tác. 2. Cân bằng hóa học là trạng thái của phản ứng thuận nghịch khi tốc độ phản ứng thuận và tốc độ của phản ứng nghịch bằng nhau. 3. Nguyên lí chuyển dịch cân bằng Lơ Sa-tơ-li-ê: Một phản ứng thuận nghịch đang ở trạng thái cân cân bằng khi chịu một tác động từ bên ngoài như biến đổi nồng độ, áp suất, nhiệt độ, thì cân bằng sẽ dịch chuyển theo chiều làm giảm tác động bên ngoài đó. Bài tập 6 (SGK trang 167) a) Tăng dung tích của bình phản ứng lên sẽ làm áp suất giảm, cân bằng dịch chuyển theo chiều thuận. b) Thêm 3CaCO vào bình phản ứng thì cân bằng không bị dịch chuyển. c) Lấy bớt CaO khỏi bình phản ứng thì cân bằng không bị dịch chuyển . d) Thêm ít giọt NaOH vào bình phản ứng thì NaOH sẽ phản ứng với CO2 làm nồng độ CO2 giảm, cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều thuận. e) Tăng nhiệt độ thì cân bằng sẽ dịch chuyển theo chiều thuận vì chiều thuận là chiều thu nhiệt (H > 0). Bài tập 7 (SGK trang 167) Khi giảm dung tích của bình phản ứng xuống ở nhiệt độ không đổi tức là tăng áp suất thì: PL77 a) Cân bằng sẽ dịch chuyển theo chiều nghịch (chiều giảm số mol khí). b) Cân bằng không bị dịch chuyển. c) Cân bằng sẽ dịch chuyển theo chiều thuận (chiều giảm số mol khí). d) Cân bằng không bị dịch chuyển. e) Cân bằng sẽ dịch chuyển theo chiều nghịch (chiều giảm số mol khí). Bài 5. (HTBTTH) 1. B 2. C 3. ∆G୮ư ở 300 K và 1200 K lần lượt là: -28,44 kJ/mol và 2,59 kJ/mol. Như vậy ở 300K, phản ứng xảy ra tự nhiên theo chiều thuận. Ở 1200K, phản ứng chỉ xảy ra theo chiều nghịch. 4. Củng cố bài: GV nhắc lại các kiến thức HS cần nắm vững. 5.Dặn dò: HS học bài, làm các bài tập trong HTBTTH, chuẩn bị bài mới. PL78 4.2. Kế hoạch dạy học Hóa 11 Tiết 5 Bài 3: SỰ ĐIỆN LI CỦA NƯỚC. pH. CHẤT CHỊ THỊ AXIT – BAZƠ I. Mục tiêu bài học 1. Kiến thức-kĩ năng Mức độ biết: - Viết được phương trình điện li của nước, công thức tích số ion của nước. - Phát biểu được khái niệm về pH. - Viết được thang pH. - Trình bày được khoảng chuyển màu của các chất chỉ thị axit – bazơ. Mức độ hiểu: - Giải thích được giá trị nồng độ ion H+ và pH trong các môi trường. Mức độ vận dụng: - Tính toán được nồng độ ion H+, OH- và pH trong các dung dịch. - Sử dụng được các chất chỉ thị axit – bazơ hoặc máy đo pH để xác định pH của các dung dịch trong TN. Mức độ vận dụng sáng tạo: - Ứng dụng của pH trong thực tiễn. - Thay đổi giá trị pH cho phù hợp với mong muốn trong đời sống và sản xuất. 2. Trọng tâm Tích số ion của nước, pH, chất chỉ thị axit – bazơ. 3. Tình cảm-thái độ Giáo dục cho HS lòng yêu thích môn học, vai trò của hóa học trong thực tiễn và vấn đề cải tạo môi trường. 4. Phát triển năng lực - Năng lực tự học. - Năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học. - Năng lực tính toán. - Năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn. - Năng lực thực hành hóa học. - Năng lực hợp tác, làm việc nhóm. II. Chuẩn bị 1. Giáo viên Hình vẽ, bài tập, phiếu học tập, máy chiếu, SGK Hóa chất: nước cất, dung dịch HCl loãng, dung dịch NaOH loãng, dung dịch phenol phtalein, giấy chỉ thị vạn năng. PL79 Dụng cụ ThN: tấm kính, ống hút nhỏ giọt, ống nghiệm. 2. Học sinh Học bài cũ và làm bài tập về nhà trước khi đến lớp III. Phương pháp: Thuyết trình, phát vấn, trực quan, sử dụng BTTH. IV. Tiến trình dạy học 1. Ổn định lớp: Kiểm tra sĩ số 2. Kiểm tra bài cũ: Câu hỏi: - Phát biểu các định nghĩa axit, axit một nấc, axit nhiều nấc, bazơ? Cho ví dụ? - Phát biểu các định nghĩa hidroxit lưỡng tính, muối, muối axit, muối trung hòa? Cho ví dụ? 3. Bài mới: HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG Hoạt động 1: Tìm hiểu sự điện li của nước GV thuyết trình: bằng dụng cụ đo nhạy, người ta thấy nước cũng dẫn điện nhưng cực kì yếu. GV yêu cầu HS viết phương trình điện li của nước. GV cung cấp số liệu: ở nhiệt độ thường, cứ 555 triệu phân tử nước chỉ có một phân tử phân li ra ion. HS viết phương trình phân li của nước: + - 2H O H +OH I. Nước là chất điện li rất yếu 1. Sự điện li của nước Nước là chất điện li rất yếu: + -2H O H +OH GV thuyết trình PV: Môi trường trung tính có nồng độ H+ và OH- như thế nào? GV chú ý: Tích số ion của nước là hằng số ở nhiệt độ xác định, tuy nhiên có thể coi như giá HS lắng nghe, ghi chép. HS trả lời: Môi trường trung tính là môi trường trong đó + -[H ]=[OH ] . 2. Tích số ion của nước Trong nước có + -[H ]=[OH ] nên nước có môi trường trung tính. *Môi trường trung tính là môi trường trong đó + -[H ]=[OH ] . Ở 250C: + - -7[H ]=[OH ]=10 M Đặt PL80 trị không đổi khi nhiệt độ không khác nhiều với 250C. Một cách gần đúng, có thể coi giá trị này là hằng số cả trong dung dịch loãng của các chất. 0 2 + - -7 -7 -14 H O(25 C) K =[H ].[OH ]=10 .10 =10 Là tích số ion của nước. PV: So sánh [H+] trong môi trường axit và môi trường bazơ với môi trường trung tính? GV nhận xét. HS trả lời: Môi trường axit: + -7[H ]>10 M Môi trường bazơ: + -7[H ]<10 M 3. Ý nghĩa tích số ion của nước Môi trường trung tính: + -7[H ]=10 M Môi trường axit: + -7[H ]>10 M Môi trường bazơ: + -7[H ]<10 M Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm về pH, chất chỉ thị axit – bazơ GV thuyết trình công thức tính pH. GV hướng dẫn HS bấm máy tính giá trị pH khi có [H+] Yêu cầu HS tính pH trong các ví dụ. GV hướng dẫn HS cách tính pOH. PV: Nhận xét giá trị pH trong các môi trường GV giới thiệu thang pH. PV: Nêu ý nghĩa của giá trị pH trong thực tế? GV bổ sung HS tính giá trị pH trong các VD. HS liên hệ thực tiễn. II. Khái niệm về pH. Chất chỉ thị axit – bazơ 1. Khái niệm về pH Nếu + -a[H ]=10 M thì pH = a. Hay +pH=-lg[H ] Ví dụ 1: + -3[H ]=10 M suy ra pH = 3 Ví dụ 2: +[H ]=0,05M suy ra pH=-lg0,05=1,3 Ta có: + - -14[H ].[OH ]=10 Suy ra: -14 - + 10[OH ]= [H ] 1410pOH=-lg[OH ]=-lg [H ]    Vậy pOH=14-pH Môi trường trung tính: pH = 7 Môi trường axit: pH < 7 Môi trường bazơ: pH > 7 GV chia HS thành 4 nhóm. Mỗi nhóm làm các ThN: 1. Nhỏ lần lượt dung dịch HCl, dung dịch NaOH, HS các nhóm làm ThN theo hướng dẫn của GV. Đại diện các nhóm HS báo cáo kết quả ThN. 2. Chất chỉ thị axit – bazơ Quỳ tím: pH ≤ 6: màu đỏ 6 < pH < 8: màu tím pH ≥ 8: màu xanh PL81 nước cất vào mẩu quỳ tím để trên tấm kính. 2. Nhỏ vài giọt phenol phtalein vào các ống nghiệm đựng nước cất, dung dịch HCl, dung dịch NaOH. 3. Dùng giấy chỉ thị vạn năng để xác định pH của các dung dịch HCl và dung dịch NaOH. (GV hướng dẫn HS cách so màu trên bảng màu của chất chỉ thị vạn năng, hình 1.2 trang 14) Yêu cầu HS quan sát và nhận xét hiện tượng. GV nhận xét và kết luận. GV giới thiệu máy đo pH. Phenol phtalein: pH < 8,3: không màu pH ≥ 8,3: màu hồng Chất chỉ thị vạn năng: so màu sẽ xác định được pH của dung dịch. Máy đo pH: xác định tương đối chính xác giá trị pH của dung dịch. 4. Củng cố bài: GV hệ thống kiến thức toàn bài. GV cho HS làm các bài tập sau: Bài 2. Vôi tôi (công thức hóa học là Ca(OH)ଶ) được sử dụng nhiều trong lĩnh vực xây dựng và nông nghiệp. 1. Viết phương trình điện li của vôi tôi trong nước. 2. Tính pH của 200 ml dung dịch có hòa tan 0,111 gam Ca(OH)ଶ biết pH = −lg[Hା] 3. Giải thích vì sao khi bị kiến cắn có thể dùng vôi tôi để làm dịu cơn đau? Bài 3. Cho dung dịch HCl 0,02 M và công thức tính pH của dung dịch là pH = −lg[Hା]. 1. Viết phương trình điện li của HCl trong dung dịch. 2. Cho 150 ml dung dịch trên vào 250 ml dung dịch NaOH 0,05M. Tính pH của dung dịch thu được. PL82 3. Trong dịch vị dạ dày của người có chứa HCl. Khi bị đau dạ dày, nồng độ HCl tăng cao. Dược phẩm nabica dùng để trung hòa bớt lượng HCl dư trong dạ dày. Hãy cho biết thành phần chính của nabica là chất nào sau đây? A. NaHCOଷ B. NaOH C. NaCl D. NaଶSOସ 5. Dặn dò: - Học bài và làm bài tập 4,5, 6 SGK trang 14, các bài tập trong HTBTTH. - Chuẩn bị bài mới. PL83 Tiết 7, 8 Bài 5: AXIT, BAZƠ VÀ MUỐI. PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION TRONG DUNG DỊCH CÁC CHẤT ĐIỆN LI I. Mục tiêu bài học 1. Kiến thức-kĩ năng Củng cố kiến thức và rèn luyện cho HS các kĩ năng về axit, bazơ, muối và phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li. Mức độ biết: - Phát biểu được các khái niệm axit, bazơ, muối, hidroxit lưỡng tính. - Viết được phương trình điện li của nước, công thức tích số ion của nước. - Nêu được các điều kiện xảy ra phản ứng trong dung dịch các chất điện li. - Phát biểu được khái niệm về pH. - Viết được thang pH. - Trình bày được khoảng chuyển màu của các chất chỉ thị axit – bazơ. Mức độ hiểu: - Viết được phương trình điện li của các chất trong dung dịch. - Giải thích được giá trị nồng độ ion H+ và pH trong các môi trường. - Giải thích được vì sao các phản ứng xảy ra trong dung dịch các chất điện li. Mức độ vận dụng: - Tính được nồng độ của các ion trong dung dịch. - Giải được các bài toán bằng phương pháp bảo toàn điện tích. - Dự đoán được các trường hợp xảy ra phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li. - Viết được các phương trình phân tử, phương trình ion và phương trình ion rút gọn của các phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li. - Giải các bài tập sử dụng phương trình ion. - Tính toán được nồng độ ion H+, OH- và pH trong các dung dịch. - Sử dụng được các chất chỉ thị axit – bazơ hoặc máy đo pH để xác định pH của các dung dịch trong TN. Mức độ vận dụng sáng tạo: - Sử dụng các hiện tượng hóa học đặc biệt để nhận biết các hóa chất thông qua phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li. - Ứng dụng của pH trong thực tiễn. - Thay đổi giá trị pH cho phù hợp với mong muốn trong đời sống và sản xuất. 2. Trọng tâm Củng cố các kiến thức và rèn luyện các kĩ năng về axit, bazơ, muối và phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li. PL84 3. Tình cảm-thái độ Giáo dục cho HS lòng yêu thích môn học, vai trò của hóa học trong thực tiễn. 4. Phát triển năng lực - Năng lực tự học. - Năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học. - Năng lực tính toán. - Năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn. - Năng lực thực hành hóa học. - Năng lực hợp tác, làm việc nhóm. II. Chuẩn bị 1. Giáo viên Hình vẽ, bài tập, phiếu học tập, máy chiếu, SGK 2. Học sinh Học bài cũ và làm bài tập về nhà trước khi đến lớp III. Phương pháp: Thuyết trình, phát vấn, trực quan, sử dụng BTTH. IV. Tiến trình dạy học 1. Ổn định lớp: Kiểm tra sĩ số 2. Kiểm tra bài cũ: Kiểm tra trong quá trình luyện tập 3. Bài mới: HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG Hoạt động 1: Củng cố kiến thức cần nắm vững GV chia nhóm HS để thảo luận hoàn thành các phiếu học tập. Nhóm 1: Phiếu học tập số 1 Nhóm 2: Phiếu học tập số 2 Nhóm 3: Phiếu học tập số 3 Yêu cầu HS lên bảng trình bày nội dung thảo luận. Thảo luận nhóm và đại diện các nhóm ttrình bày nội dung của phiếu học tập lên bảng. I. Kiến thức cần nắm vững Phiếu học tập số 1 Phiếu học tập số 2 Phiếu học tập số 3 PL85 GV nhận xét, bổ sung nếu cần. Phiếu học tập số 1 *Kiến thức: - Axit khi tan trong nước phân li ra ion H+. - Bazơ khi tan trong nước phân li ra ion OH-. - Hiđroxit lưỡng tính khí tan trong nước vừa có thể phân li như axit vừa có thể phân li như bazơ. - Hầu hết các muối khi tan trong nước phân li hoàn toàn ra cation kim loại (hoặc cation NH4+) và anion gốc axit. - Nếu gốc axit còn chứa hiđro có tính axit, thì gốc đó tiếp tục phân li yếu ra cation H+ và anion gốc axit. *Bài tập 1 (SGK trang 22) Phương trình điện li của các chất: + 2-2K S 2K +S + 2-2 4 4Na HPO 2Na +HPO 2- + 3-4 4HPO H +PO 2+ -2Pb(OH) Pb +2OH + 2-2 2Pb(OH) 2H +PbO + -HBrO H +BrO + -HF H +F + -4 4HClO H +ClO Phiếu học tập số 2 *Kiến thức: - Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li chỉ xảy ra khi các ion kết hợp được với nhau tạo thành ít nhất một trong các chất sau: chất kết tủa, chất điện li yếu, chất khí. - Phương trình ion rút gọn cho biết bản chất của phản ứng trong dung dịch chất điện li. - Trong phương trình ion rút gọn, người ta loại bỏ những ion không tham gia phản ứng, còn những chất kết tủa chất điện li yếu chất khí được giữ nguyên dưới dạng phân tử. *Bài tập 4 (SGK trang 22) Các phương trình phân tử và ion rút gọn của phản ứng: a. Na2CO3 + Ca(NO3)2 → CaCO3 + 2 NaNO3 Ca2+ + CO32– → CaCO3 PL86 b. FeSO4 + NaOH → Fe(OH)2 + Na2SO4 Fe2+ + 2OH–  Fe(OH)2  c. NaHCO3 + HCl  NaCl + CO2 + H2O HCO3– + H+  CO2  + H2O d. NaHCO3 + NaOH  Na2CO3 + H2O HCO3– + OH–  CO32– + H2O e. Không có phản ứng g. Pb(OH)2+HNO3 Pb(NO3)2 +2H2O Pb(OH)2 + 2H+  Pb2+ + 2H2O h. Pb(OH)2+2NaOHNa2PbO2 +2H2O Pb(OH)2 + 2OH–  PbO22– + 2H2O i. CuSO4 + Na2S  CuS  + Na2SO4 Cu2+ + S2–  CuS  Phiếu học tập số 3 *Kiến thức: 0 2 + - -7 -7 -14 H O(25 C) K = [H ].[OH ] = 10 .10 = 10 Môi trường trung tính: + -7[H ] = 10 M hoặc pH = 7. Môi trường axit: + -7[H ] > 10 M hoặc pH < 7. Môi trường bazơ: + -7[H ] 7. Quỳ tím: pH ≤ 6: màu đỏ 6 < pH < 8: màu tím pH ≥ 8: màu xanh Phenol phtalein: pH < 8,3: không màu pH ≥ 8,3: màu hồng Chất chỉ thị vạn năng: so màu sẽ xác định được pH của dung dịch. *Bài tập 2 (SGK trang 22) Ta có: + -2[H ] = 0,01M = 10 M Suy ra: -14 -14 - -12 + -2 10 10[OH ]= = = 10 M [H ] 10 ; + -2pH = -lg[H ] = -lg10 = 2 Môi trường của dung dịch này là axit, màu quỳ tím trong dung dịch này là màu đỏ. *Bài tập 3 (SGK trang 22) Ta có: pH = 9 PL87 Suy ra: + -9[H ] = 10 M ; -14 -14 - -5 + -9 10 10[OH ] = = = 10 M [H ] 10 Môi trường của dung dịch này là bazơ, màu của phenol phtalein trong dung dịch này là màu hồng. Hoạt động 2: Làm bài tập GV chia lớp thành 2 nhóm Nhóm 1 làm BT 1; Nhóm 2 làm BT 5 trong hệ thống BTTH. GV hướng dẫn HS phân tích đề bài, lấy thông tin cung cấp để trả lời các câu hỏi của BT. HS thảo luận trình bày BT. Nhóm 1 làm BT 1. 1. Phương trình điện li của axit axetic trong nước - + 3 3CH COOH CH COO + H 2. Vị chua của giấm là do ion +H . 3. - + 3 3CH COOH CH COO + H t = 0 0,1 0 0 [ ] (0,1 – x) x x 5 a 1,8.10x0,1 x.xK    Giả sử x << 0,1, thì 36 1,34.101,8.10x   (<<0,1) Vậy [CHଷCOOି] = [Hା] = 1,34. 10ିଷM; [CHଷCOOH] = 0,1 − 1,34. 10ିଷ = 0,0986M pH = −lg[Hା] = − lg(1,34. 10ିଷ) = 2,87 II. Bài tập Bài 1. Giấm là một dung dịch có vị chua, được hình thành từ sự lên men của rượu etylic. Chất gây ra vị chua của giấm là dung dịch axit axetic (CH3COOH) có nồng độ khoảng 5%. Giấm được dùng nhiều trong ẩm thực. Giấm được cho thêm vào thức ăn, nước chấm để tạo vị chua. Giấm còn được dùng để muối chua rau quả nhanh hơn. Ngoài ra, tính sát trùng nhẹ của giấm được sử dụng trong việc tẩy rửa. Giấm cũng được dùng nhiều trong y học: Giấm được dùng để làm giảm đau những vết bỏng hay vết rộp do tiếp xúc với nắng. Biết     3 3 COOH)a(CH 1,8.10COOHCH H.COOCHK 3   và pH = −lg[Hା]. PL88 Nhóm 2 làm BT 5. 1. HCl là chất điện li mạnh, CHଷCOOH là chất điện li yếu. 2. Khi nối nguồn điện có sẵn bóng đèn vào hai dung dịch thì đèn trong dung dịch HCl 0,01M sẽ sáng hơn. 3. + Dung dịch HCl 0,01M HCl → Hା + Clି [Hା] = [HCl] = 0,01M pH = − lg[Hା] = − lg(0,01) = 2 + Dung dịch CHଷCOOH 0,01M - + 3 3CH COOH CH COO + H t=0 0,01 0 0 [ ] (0,01 – x) x x 5 a 1,8.10x0,01 x.xK    Giả sử x << 0,01, thì 47 4,24.101,8.10x   (<<0,01) [H+] = x = 4,24.10-4 M pH = −lg[Hା] = − lg(4,24. 10ିସ) = 3,37 1. Viết phương trình điện li của axit axetic trong nước. 2. Cho biết nguyên nhân gây ra vị chua của giấm? 3. Tính nồng độ của các ion và pH của dung dịch CHଷCOOH 0,1M. Bài 5. Cho dung dịch HCl 0,01M và dung dịch CHଷCOOH 0,01M. Biết pH = −lg[Hା] và     3 3 COOH)a(CH 1,8.10COOHCH H.COOCHK 3   . 1. Cho biết axit nào là chất điện li mạnh, chất điện li yếu? 2. Nếu nối nguồn điện có sẵn bóng đèn vào hai dung dịch trên thì đèn trong trường hợp nào sẽ sáng hơn? 3. Tính pH của các dung dịch. 4. Củng cố bài: GV nhắc lại các kiến thức HS cần nắm vững. 5.Dặn dò: - Học bài và làm các bài tập trong HTBTTH. - Chuẩn bị bài mới. PL89 4.3. Kế hoạch dạy học Hóa 12 Tiết 32, 33 Bài 21: ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI I. Mục tiêu bài học 1. Kiến thức-kĩ năng Mức độ biết: - Liệt kê được các phương pháp điều chế kim loại. Mức độ hiểu: - Trình bày được nguyên tắc chung điều chế kim loại. - Trình bày được nguyên tắc, bản chất, vai trò của các chất trong quá trình điều chế, phạm vi áp dụng và các phản ứng minh họa. Mức độ vận dụng: - Viết được các phương trình phản ứng điều chế kim loại, các quá trình oxi hóa – khử xảy ra. - Lựa chọn được phương pháp thích hợp để điều chế kim loại. - Tính toán được khối lượng của kim loại được điều chế, trong đó có sử dụng công thức Faraday. - Giải được các bài tập có sử dụng phương pháp bảo toàn khối lượng, bảo toàn điện tích, bảo toàn electron, bài toán tăng giảm khối lượng. Mức độ vận dụng sáng tạo: - Ứng dụng của các phương pháp điều chế kim loại trong thực tiễn. - Sử dụng tổng hợp các kiến thức khó để giải quyết vấn đề. 2. Trọng tâm Nguyên tắc và các phương pháp điều chế kim loại. 3. Tình cảm-thái độ Giáo dục cho HS lòng yêu thích môn học, vai trò của hóa học trong thực tiễn. 4. Phát triển năng lực - Năng lực tự học. - Năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học. - Năng lực tính toán. - Năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn. - Năng lực thực hành hóa học. - Năng lực hợp tác, làm việc nhóm. II. Chuẩn bị 1. Giáo viên PL90 GV chuẩn bị nội dung của bài trên PowerPoint, các video clip ThN, gửi bài giảng cho HS nghiên cứu qua ứng dụng google drive hoặc email. 2. Học sinh Nghiên cứu nội dung bài mới ở nhà, làm một số bài tập GV yêu cầu. III. Phương pháp: Lớp học đảo ngược, sử dụng BTTH, thuyết trình, phát vấn, trực quan. IV. Tiến trình dạy học 1. Ổn định lớp: Kiểm tra sĩ số 2. Kiểm tra bài cũ: kiểm tra trong quá trình HS học bài mới 3. Bài mới: GV nêu vấn đề vào bài: Kim loại có nhiều ứng dụng quan trọng trong đời sống và thực tiễn sản xuất, nhưng hầu hết kim loại lại tồn tại ở dạng hợp chất. Vậy bằng cách nào để có thể điều chế kim loại? HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG Hoạt động 1: Tìm hiểu nguyên tắc điều chế kim loại GV nêu các câu hỏi phát vấn: - Trong hợp chất, kim loại tồn tại ở dạng nào? - Quá trình chuyển các ion kim loại trong hợp chất thành kim loại tự do là quá trình oxi hóa hay quá trình khử? - Nêu nguyên tắc chung điều chế kim loại? HS trả lời: - Trong hợp chất, kim loại tồn tại dạng ion dương Mn+. - Quá trình chuyển ion kim loại thành kim loại tự do là quá trình khử. - Nguyên tắc điều chế kim loại là khử ion kim loại thành nguyên tử. I. Nguyên tắc Nguyên tắc điều chế kim loại là khử ion kim loại thành nguyên tử. n+M + ne M Hoạt động 2: Tìm hiểu các phương pháp điều chế kim loại GV phát vấn: - Trình bày nguyên tắc của phương pháp nhiệt luyện: - Nêu phạm vi áp dụng? - Cho ví dụ minh họa? HS trả lời các câu hỏi và lên bảng viết các phương trình phản ứng. II. Phương pháp 1. Phương pháp nhiệt luyện *Nguyên tắc: dùng các chất khử mạnh như C, CO, H2, Al, ... để khử ion kim loại trong oxit ở nhiệt độ cao. PL91 GV chú ý: Nếu dùng Al làm chất khử trong phản ứng nhiệt luyện thì người ta gọi đó là phản ứng nhiệt nhôm GV cho HS xem clip ThN phản ứng nhiệt nhôm. GV nêu ứng dụng của phản ứng nhiệt nhôm: dùng để hàn đường ray xe lửa. HS xem clip ThN. *Phạm vi áp dụng: điều chế các kim loại có tính khử trung bình (sau Al), phương pháp này thường dùng để sản xuất kim loại trong công nghiệp. Ví dụ: 0t 2 2CuO + H Cu + H O 0t 2 3 2Fe O + 3CO 2Fe + 3CO 0t 2 3 2 3Fe O + 2Al 2Fe + Al O (phản ứng nhiệt nhôm) GV cho HS làm ThN biểu diễn: Fe tác dụng với dung dịch CuSO4. Yêu cầu HS quan sát, nhận xét và giải thích hiện tượng. GV yêu cầu HS trình bày nguyên tắc, phạm vi áp dụng và viết phương trình phản ứng minh họa. PV: Có thể điều chế được kim loại đồng nếu thay Fe trong ThN trên bằng Na? Từ đó GV nêu chú ý cho HS. GV cũng lưu ý HS quy tắc  để xác định chiều của phản ứng giữa các cặp oxi hóa – khử. HS làm ThN theo hướng dẫn của GV. HS nêu hiện tượng ThN: Trên đinh sắt (phần tiệp xúc với dung dịch CuSO4) có lớp màu đỏ bám vào. Dung dịch màu xanh bị nhạt dần. Giải thích hiện tượng: 4 4Fe + CuSO Cu + FeSO Đồng sinh ra có màu đỏ bám vào đinh sắt. Muối sắt (II) màu trắng xanh và ion đồng (II) phản ứng làm dung dịch bị nhạt màu. HS trả lời: Nếu thay Fe bằng Na thì sẽ có hiện tượng sủi bọt khí, đồng thời trong dung dịch xuất hiện chất kết tủa màu xanh. 2 22Na + 2H O 2NaOH + H  4 2 4 22NaOH + CuSO Na SO + Cu(OH) Do đó, không điều chế được kim loại đồng. 2. Phương pháp thủy luyện *Nguyên tắc: dùng kim loại mạnh hơn khử ion kim loại yếu hơn trong dung dịch muối. *Phạm vi áp dụng: dùng điều chế các kim loại có tính khử trung bình hoặc yếu (sau Al), thường dùng điều chế kim loại trong phòng ThN. Ví dụ: 4 4Fe + CuSO Cu + FeSO *Chú ý: Các kim loại dùng làm chất khử và kim loại được điều chế đều không phản ứng với nước. PL92 GV hướng dẫn HS dạng bài tập tăng giảm khối lượng. GV phát vấn: - Cho biết nguyên tắc của phương pháp điện phân? GV giới thiệu các điện cực trong điện phân, phân biệt các điện cực trong pin. - Phạm vi áp dụng của phương pháp điện phân nóng chảy? - Những hợp chất nào được điện phân nóng chảy để điều chế kim loại? GV hướng dẫn HS viết sơ đồ điện phân nóng chảy Al2O3. Yêu cầu HS tự viết sơ đồ điện phân nóng chảy NaCl. HS trả lời: - Nguyên tắc: dùng dòng điện một chiều khử ion kim loại trên catot (cực âm). - Điện phân nóng chảy dùng điều chế các kim loại mạnh (Al và kim loại trước Al). - Các hợp chất được điện phân nóng chảy là muối halogenua, hidroxit của kim loại trước nhôm và oxit nhôm. 3. Phương pháp điện phân Nguyên tắc: dùng dòng điện một chiều khử ion kim loại trên catot (cực âm). a. Điện phân nóng chảy Dùng điều chế các kim loại có tính khử mạnh (Al và kim loại trước Al). Các hợp chất được điện phân nóng chảy là muối halogenua, hidroxit của kim loại trước nhôm và oxit nhôm. Ví dụ 1: Điện phân Al2O3 nóng chảy để điều chế Al. Phương trình điện li: noùng chaûy 3+ 2-2 3Al O 2Al + 3O Ở anot (cực dương): 2- 22O O +4e Ở catot (cực âm): 3+Al + 3e Al Phương trình điện phân: 2AlଶOଷ đ୮୬ୡ ሱ⎯ሮ 4Al + 3Oଶ ↑ Ví dụ 2: Điện phân NaCl nóng chảy để điều chế Na. noùng chaûy + -NaCl Na + Cl Ở anot (cực dương): - 22Cl Cl + 2e Ở catot (cực âm): +Na + 1e Na Phương trình điện phân: 2NaCl đ୮୬ୡ ሱ⎯ሮ 2Na + Clଶ ↑ PL93 PV: Phạm vi áp dụng của phương pháp? GV cho HS bài tập Bài 2. Điện phân 200 ml dung dịch CuSO4 với điện cực trơ và cường độ dòng điện 1A. Khi thấy ở catot bắt đầu có bọt khí thoát ra thì dừng điện phân. Để trung hòa dung dịch sau điện phân cần dùng 100ml dung dịch NaOH 0,1M. Biết thứ tự xảy ra ở các điện cực trong điện phân dung dịch là: - Catot (-) xảy ra quá trình khử theo thứ tự: cation kim loại Mା sau (Al3+) và Hା (axit) (theo thứ tự dãy điện hóa); HଶO (2HଶO + 2e → Hଶ + 2OHି). - Anot (+) xảy ra quá trình oxi hóa theo thứ tự: gốc axit không có oxi; OHି (kiềm); HଶO (2HଶO → 4Hା + Oଶ + 4e). Để tính khối lượng sản phẩm sinh ra ở điện cực trong quá trình điện phân, người ta sử HS trả lời: Dùng điều chế các kim loại có tính khử trung bình hoặc yếu (sau Al) bằng cách điện phân dung dịch muối của chúng. HS rút ra các kiến thức được cung cấp: - Sự ưu tiên ở các điện cực. - Công thức tính khối lượng chất thu được ở các điện cực. HS trả lời các câu hỏi của bài tập: 1. Phương trình điện li: 2+ 24 4CuSO Cu + SO  Ở anot (cực dương): H2O, 24SO  +2 22H O O + 4H + 4e  Ở catot (cực âm): Cu2+, H2O 2+Cu + 2e Cu Phương trình điện phân: 2CuSOସ + 2HଶO đ୮ୢୢ ሱ⎯ሮ 2Cu + Oଶ ↑ +2HଶSOସ 2. pH của dung dịch sau một thời gian điện phân giảm là do quá trình điện phân làm tăng nồng độ của ion Hା. 3. Phương trình điện phân: 2CuSOସ + 2HଶO đ୮ୢୢ ሱ⎯ሮ 2Cu + Oଶ + 2HଶSOସ Phương trình trung hòa: HଶSOସ + 2NaOH → NaଶSOସ + 2HଶO 4 2 3CuSO Cu H SO NaOH n n n 1 1n .0,1.0,1 2 2 0,005 (mol)      0,025M 0,2 0,005C )M(CuSO4  (gam)0,3264.0,005mCu  b. Điện phân dung dịch Dùng điều chế các kim loại có tính khử trung bình hoặc yếu (sau Al) bằng cách điện phân dung dịch muối của chúng. Sự ưu tiên ở các điện cực: *Catot (cực âm): xảy ra sự khử theo thứ tự - Ion kim loại sau Al, H+ (axit) theo thứ tự dãy điện hóa). - H2O -2 22H O + 2e H + 2OH  *Anot (cực dương): xảy ra sự oxi hóa theo thứ tự - Gốc axit không có oxi. - OH- (kiềm) - H2O + 2 22H O O + 4H + 4e  Ví dụ: Điện phân dung dịch CuSO4 để điều chế Cu. Phương trình điện li: 2+ 24 4CuSO Cu + SO  Ở anot (cực dương): H2O, 24SO  +2 22H O O + 4H + 4e  Ở catot (cực âm): Cu2+, H2O 2+Cu + 2e Cu Phương trình điện phân: 2CuSOସ + 2HଶO đ୮ୢୢ ሱ⎯ሮ 2Cu + Oଶ ↑ +2HଶSOସ PL94 dụng công thức Faraday: n.F A.I.tm  Trong đó: m là khối lượng (gam) của chất sinh ra ở điện cực; A là khối lượng mol nguyên tử hoặc phân tử của chất sinh ra; I là cường độ dòng điện (Ampe); t là thời gian điện phân (giây); n là số electron trao đổi ở điện cực; F là hằng số Faraday (F = 96500). 1. Cho biết các quá trình xảy ra ở các điện cực và viết phương trình điện phân. 2. Giải thích vì sao pH của dung dịch giảm sau một thời gian điện phân? 3. Thời gian điện phân và nồng độ mol của dung dịch CuSO4 ban đầu là: A. 965 s và 0,025 M B. 1930 s và 0,05 M C. 965 s và 0,05 M D. 1930 s và 0,025 M GV yêu cầu HS làm bài tập để rút ra kiến thức phần này. GV cho HS làm ThN biểu diễn điện phân Áp dụng công thức: n.F A.I.tm  Suy ra: (s)965 64.1 000,32.2.965 A.t m.n.Ft  Vậy chọn đáp án A. HS làm ThN theo hướng dẫn của GV. Hiện tượng và giải thích: Ở cực âm có kim loại đồng màu đỏ bám vào điện cực. Tại cực dương (bằng than chì) có khí thoát ra là khí oxi, dung PL95 dung dịch CuSO4. Yêu cầu HS quan sát, nhận xét và giải thích hiện tượng. dịch trong bình điện phân có màu xanh bị nhạt dần. GV yêu cầu HS ghi nhớ công thức Faraday đã cho ở bài tập trước HS tự ghi nhớ công thức Faraday c. Tính lượng chất thu được ở các điện cực Công thức Faraday: n.F A.I.tm  Trong đó: m là khối lượng (gam) của chất sinh ra ở điện cực; A là khối lượng mol nguyên tử hoặc phân tử của chất sinh ra; I là cường độ dòng điện (Ampe); t là thời gian điện phân (giây); n là số electron trao đổi ở điện cực; F là hằng số Faraday (F = 96500). 4. Củng cố bài: GV hệ thống kiến thức toàn bài. GV cho HS làm bài tập sau: Bài 1. (HTBH TH) Trong công nghiệp, để sản xuất xút (NaOH) người ta điện phân dung dịch muối ăn (NaCl) bão hòa có màng ngăn như sơ đồ hình bên. 1. Viết phương trình điện phân. 2. Vì sao người ta phải sử dụng màng ngăn trong phương pháp điện phân này? 3. Tính thể tích khí Clଶ thu được ở điều kiện tiêu chuẩn khi điện phân hết 11,7 gam muối ăn trong dung dịch. Bài 5. (SGK trang 98) Điện phân (điện cực trơ) dung dịch muối sunfat của một kim loại hóa trị II với dòng điện cường độ 3A. Sau 1930 giây điện phân thấy khối lượng catot tăng 1,92 gam. a) Viết PTHH của phản ứng xảy ra tại mỗi điện cực và PTHH chung của sự điện phân. PL96 b) Xác định tên kim loại. 5. Dặn dò: - Học bài và làm bài tập 1, 2, 3, 4, SGK trang 98, các bài tập trong HTBTTH. - Chuẩn bị bài mới.