Giáo án Hóa học 11 - Bài 15: Cacbon

§ 15: CACBON
I. Mục tiêu:
Kiến thức HS biết được :
Đơn chất cacbon có ba dạng thù hình chính, dạng hoạt động hóa học nhất là cacbon vô định hình.
Sơ lược tính chất vật l‎í của 3 dạng thù hình.
Tính chất hóa học của cacbon: cacbon có một số tính chất hóa học của phi kim. Tính chất hóa học đặc biệt của cacbon là tính khử ở nhiệt độ cao.
Một số ứng dụng tương ứng với tính chất vật lí và tính chất hóa học của cacbon
Kỹ năng
Biết suy luận từ tính chất của phi kim nói chung, dự đoán tính chất hóa học của cacbon.
Biết nghiên cứu thí nghiệm để rút ra tính chất đặc biệt của cacbon là tính khử và tính hấp phụ của than gỗ.
II. Phương pháp giảng dạy
III. Chuẩn bị
Giáo viên
Tranh ảnh: 
Than chì (ruột bút chì), kim cương, mặt nạ phòng độc
Cacbon vô định hình ( than gỗ, than hoa) 
Dụng cụ :Giá sắt, ống nghiệm, bộ ống dẫn khí, lọ thủy tinh có nút (thu sẵn khí O2 ), đèn cồn, cốc thủy tinh, ống hình trụ, nút có vuốt.
Hóa chất : 
Mực xanh, bột gỗ than, bông thấm nước.
Nước, bình thu sẵn khí O2 ( 4 bình )
CuO, Ca(OH)2 
Học sinh
Chuẩn bị trước nội dung bài học ở nhà.
III. Tiến trình lên lớp:
Ổn định 
Bài mới
Mở bài: Nguyên tố C, nó có những tính chất và ứng dụng như thế nào ? Tiết học hôm nay chúng ta sẽ tìm hiểu về nguyên tố cacbon.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung ghi bảng
Hoạt động 1 Vị trí và cấu hình electron nguyên tử cacbon.
Giáo viên yêu cầu học sinh viết cấu hình electron nguyên tử C và suy ra vị trí của C trong bảng tuần hoàn.
Từ cấu tạo hãy dự đoán tính chất hoá học của cacbon.
Hoạt động 2 Tính chất vật lí của cacbon.
Giáo viên cho học sinh quan sát một số hình ảnh về các dạng thù hình của cacbon.
Dạng thù hình là gì ?
Cacbon có những dạng thù hình nào ?
Đặc điểm cấu tạo ? Tính chất vật lí ?
Ngoài ra còn có dạng nào khác ?
Giáo viên chú ý cho học sinh rõ cacbon vô định hình không phải là một dạng thù hình của cacbon nó có cấu trúc vi tinh thể của than chì. Đặc điểm của cacbon vô định hình ?
hấp phụ là gì ? 
Giáo viên cần phân biệt cho học sinh hấp phụ và hấp thụ.
Hoạt động 3 Tính chất hoá học
Từ độ âm điện và các mức oxi hoá hãy dự đoán tính chất hoá học cơ bản của cacbon.
Tính chất nào đóng vai trò chủ đạo ? Nguyên nhân ?
Tính oxi hoá, tính khử thể hiện khi nào ?
Hoạt động 4 Tính khử
Tính khử thể hiện khi nào ? Giáo viên làm thí nghiệm biểu diễn cacbon tác dụng với oxi.
0
Đặc điểm của phản ứng ?
Dùng để làm gì ?
+4
Học sinh viết phương trình phản ứng và xác đinh vai trò của các chất trong phản ứng.
Nếu thiếu oxi thì xảy ra quá trình nào ? Liên hệ với thực tế khi đun bếp củi ?
0
Giáo viên làm thí nghiệm biểu diễn C+ HNO3 đặc.
Học sinh quan sát và làm các yêu cầu như trên.
Hoạt động 5 Tính oxi hoá
Tính oxi hóa thể hiện khi nào ?
0
Cách gọi tên một số hợp chất cacbua.
GV cung cấp thêm một số thông tin ngoài ra cacbon có thể khử một số oxit kim loại trung bình, yếu.
Hoạt động 6 Ứng dụng 
Từ thực tế hiểu biết yêu cầu học sinh cho biết các ứng dụng của cacbon ?
Các ứng dụng đó dựa trên những tính chất nào ?
Hoạt động 7 Điều chế
Các dạng thù hình của cacbon được điều chế như thế nào ? Giáo viên bổ sun thêm một số thông tin.
12C 1s22s22p2
C thuộc chu kỳ 2 nhóm IVA, ô số 12 bảng hệ thống tuần hoàn.
Cacbon có thể tạo ra 4 liên kết nên nó có thể có số oxi hoá +4 hoặc -4, ngoài ra nó có thể có số oxi hoá +2.
Học sinh quan sát tranh ảnh và nhận xét đó là các dạng thù hình của cacbon
Các dạng thù hình của một nguyên tố hóa học là những đơn chất khác nhau do nguyên tố đó tạo nên nhưng có cấu tạo khác nhau nên có tính chất khác nhau.
Kim cương, than chì, fuleren.
Ngoài ra còn có cacbon vô định hình.
Đặc điểm của cacbon vô định hình là có diện tích bề mặt lớn. Có khả năng hấp phụ tốt.
HS phát biểu thông tin và nêu tính chất vật l‎í của các dạng thù hình của cacbon dựa vào thực tế hiểu biết.
Cacbon có mức oxi hoá trung gian nên nó có thể vừa có tính oxi hoá vừa có tính khử.
Tính khử là tính chất chủ yếu, do nguyên tử phi kim độ âm điện trung bình nên khả năng hút cặp e chung về phía nó yếu hơn các nguyên tử phi kim mạnh.
Tính khử thể hiện khi tác dụng với chất oxi hoá.
0
Học sinh quan sát thí nghiệm biểu diễn và viết phương trình phản ứng.
+4
C + O2 CO2
Phản ứng có rH <0
Dùng để làm nhiên liệu
+2
+4
CO2 + C 2CO
0
+5
+4
Cho than vào để khử mùi khê của cơm hoặc lọc nước.
C + 4HNO3 đặcCO2 
+4
+ 4NO2 + 2H2O
Cacbon thể hiện tính oxi hoá khi tác dụng với chất khử.
Tác dụng với hiđro
+4
0
 C + 2H2 CH4
-4
0
Tác dụng với kim loại
4Al + 3C Al4C3
 nhôm cacbua
0
Học sinh cho biết các ứng dụng của cacbon.
Than chì được dùng làm điện cực, chất bôi trơn, ruột bút chì.
Kim cương được dùng làm đồ trang sức quý hiếm, mũi khoan, dao cắt kính
Than hoạt tính được dùng làm mặt nạ phòng độc, làm chất khử màu, khử mùi.
Than đá, than gỗ được dùng làm nhiên liệu (chất đốt) làm chất khử để điều chế một số kim loại.
Học sinh trả lời các thông tin.
HS đọc phần ghi nhớ
I. Vị trí và cấu hình electron nguyên tử
12C 1s22s22p2
C thuộc chu kỳ 2 nhóm IVA, ô số 12 bảng hệ thống tuần hoàn.
II. Tính chất vật lí
Cấu trúc
Tính chất
Kim cương
Tứ diện đều.
Không màu, không dẫn nhiệt, điện.
Rất cứng
Than chì
Cấu trúc lớp. Các lớp liên kết yếu với nhau.
Xám đen có ánh kim. Dẫn điện khá tốt. Các lớp dễ bong ra.
Fuleren
Gồm các phân tử C60, C70 có dạng ống hoặc cầu.
III. Tính chất hoá học
- Các mức oxi hoá của cacbon
-4 0 +2 +4
Tính oxi Tính khử
 hoá
+ chất khử + chất oxi hoá
1. Tính khử
a. Tác dụng với oxi
+4
C + O2 CO2
Nếu thiếu oxi 
+2
CO2 + C 2CO
+4
+5
b. Tác dụng với chất oxi hoá
+4
C + 4HNO3 đặcCO2 
+ 4NO2 + 2H2O
2. Tính oxi hoá
a. Tác dụng với hiđro
-4
C + 2H2 CH4
b. Tác dụng với kim loại
-4
4Al + 3C Al4C3
 nhôm cacbua
IV. Ứng dụng
Kim cương được dùng làm đồ trang sức, khoan.
Than cốc dùng để luyện kim.
Than muội làm chất độn, sản xuất mực in.
Than gỗ để làm chất đốt, thuốc pháo...
VI. Điều chế 
Củng cố
Bài tập: Viết phương trình phản ứng hoá học xảy ra khi cho cacbon khử (ở nhiệt độ cao ) với các Oxit sau:
Oxit sắt từ
Chì (II) oxit
Sắt (III) oxit
Magie oxit
Dặn dò
Làm bài tập 1;2;3;4;5 SGK trang 84
Chuẩn bị nội dung bài ”Các oxit của cacbon“