Giáo án Hóa học 11 - Chương 3: Cacbon – silic - Bài 15: Cacbon

Chương 3: CACBON – SILIC
Bài 15: CACBON
I. Mục tiêu:
Kiến thức HS hiểu được :
Mối liên hệ giữa vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình e nguyên tử, tính chất của cacbon
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 2 dạng thù hình.
Tính chất hóa học của cacbon: cacbon có một số tính chất hóa học của phi kim, vừa có tính khử vừa có tính oxi hóa. 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
Phát triên kĩ năng nói trước lớp, trước đám đông, kĩ năng làm việc nhóm.
Viết cấu hình e nguyên tử cacbon
Biết suy luận từ tính chất của phi kim nói chung, dự đoán tính chất hóa học của cacbon.
Viết được các phương trình hóa học của phản ứng biểu diễn tính khử và tính oxi hóa
Biết nghiên cứu thí nghiệm để rút ra tính chất đặc biệt của cacbon là tính khử và tính hấp phụ của than gỗ.
Đọc SGK, thu thập xử lí thông tin và rút ra kết luận.
II. 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)
Clip minh họa
Học sinh
Chuẩn bị trước nội dung bài học ở nhà.
III. Tiến trình lên lớp:
Ổn định : Kiểm tra sĩ số.
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 hoạt động nhóm: 
Viết cấu hình electron nguyên tử C. Từ đó cho biết vị trí của C trong bảng tuần hoàn. Xác định số oxi hóa có trong hợp chất sau đây: CH4, C, CO, CO2?
Hoạt động 2: Tính chất vật lí - ứng dụng 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 ?
Giáo viên yêu cầu học sinh hoạt động nhóm: Nêu đặc điểm cấu tạo và tính chất vật lí, ứng dụng của kim cương và than chì. Sau đó cử từng nhóm lên trình bày mỗi phần.
GV nhận xét và tổng hợp lại, cho HS quan sát hình ảnh ứng dụng của cabon.
Ngoài ra còn có dạng nào khác ?
Đặc điểm của cacbon vô định hình là gì ?
Hấp phụ là gì ? Hấp thụ là gì?
GV 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 ?
Hoạt động 4: Tính khử
Giáo viên trình chiếu thí nghiệm cacbon tác dụng với oxi. Hãy xác định vai trò của cacbon trong phản ứng.
Đặc điểm của phản ứng ?
Dùng để làm gì ?
Nếu thiếu oxi thì xảy ra quá trình nào ? Liên hệ với thực tế khi đun bếp củi ?
Giáo viên trình chiếu thí nghiệm C+ HNO3 đặc. Xác định vai trò của cacbon trong phản ứng.
Giáo viên trình chiếu thí nghiệm C + KClO3 . Xác định vai trò của cacbon trong phản ứng
Ngoài ra cacbon có thể khử một số oxit kim loại trung bình, yếu. GV trình chiếu phản ứng C + CuO. Cho HS viết phương trình, xác định số oxi hóa.
Hoạt động 5: Tính oxi hoá
GV cho HS viết phương trình C + H2 và C + kim loại. Xác định vai trò của cacbon.
Metan có ở đâu? Ứng dụng của metan là gì?
Cách gọi tên một số hợp chất cacbua.
Gọi tên các chất sau đây: Na2C2, CaC2, SiC
Hoạt động 6: Trạng thái tự nhiên
GV cho HS đọc SGK và đặt câu hỏi: Cacbon trong tự nhiên tồn tại ở dạng đơn chất hay hợp chất? Kể tên một số chất trong tự nhiên chứa cacbon
GV cho HS quan sát một số hình ảnh dạng tồn tại của cacbon trong tự nhiên.
12C 1s22s22p2
C thuộc chu kỳ 2 nhóm IV A, ô số 12 bảng hệ thống tuần hoàn.
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.
HS phát biểu thông tin và nêu đặc điểm cấu tạo và tính chất vật lí, ứng dụng của kim cương và than chì.
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. Do đó Cacbon vô định hình hoạt động hóa học mạnh hơn cả.
HS dựa vào vốn hiểu biết để trả lời
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.
Học sinh quan sát thí nghiệm và viết phương trình phản ứng, xác định sự thay đổi số oxi hóa của cacbon, vai trò của cacbon.
 (Cacbon đioxit )
Phản ứng tỏa nhiều nhiệt
Dùng để làm nhiên liệu.
 (Cacbon monoxit)
Khi đun trong môi trường thiếu khí sẽ tạo ra nhiều CO gây khó thở nhiều hơn. Do vậy nên đun nơi thoáng khí để tránh bị ngạt khí.
Học sinh quan sát và viết phương trình phản ứng, xác định số oxi hóa, cân bằng, vai trò của cacbon.
HS quan sát, viết phương trình và xác định số oxi hóa.
HS xác định số oxi hóa và vai trò của cacbon.
Tác dụng với hiđro
 (metan)
Tác dụng với kim loại
 (nhôm cacbua)
Tên kim loại + cacbua
HS trả lời dựa theo công thức
HS nghiên cứu SGK và trả lời
I. Vị trí và cấu hình electron nguyên tử
12C 1s22s22p2
C thuộc chu kỳ 2 nhóm IV A, ô số 6 bảng hệ thống tuần hoàn.
Các số oxi hóa: -4, 0, +2, +4
II. Tính chất vật lí - Ứng dụng
Cấu trúc
Tính chất
Ứng dụng
Kim cương
Tứ diện đều.
Không màu, không dẫn nhiệt, điện.
Rất cứng
Dùng làm đồ trang sức quý hiếm, mũi khoan, dao cắt kính
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.
Dùng làm điện cực, chất bôi trơn, ruột bút chì.
III. Tính chất hoá học
- Các mức oxi hoá của cacbon
-4 0 +2 +4
Tính oxi Tính khử
 hoá
+ chất oxi hóa + chất khử
1. Tính khử
a. Tác dụng với oxi
 (Cacbon đioxit )
Nếu thiếu oxi 
 (Cacbon monoxit)
Do đó khi đốt cacbon trong không khí, sản phẩm ngoài CO2 còn có một ít CO.
b. Tác dụng với chất oxi hoá
Ở nhiệt độ cao, C tác dụng được với một số axit, muối như: HNO3đặc, KClO3, H2SO4 đặc
C khử được oxit kim loại đứng sau H
2. Tính oxi hoá
a. Tác dụng với hiđro
 (metan)
b. Tác dụng với kim loại
 (nhôm cacbua)
Gọi tên: tên kim loại + cacbua
Na2C2: Natri cacbua
CaC2: Canxi cacbua
SiC: Silic cacbua
IV. Trạng thái tự nhiên
Dạng tự do: Kim cương, than chì
Trong khoáng vật: canxit (CaCO3), magiezit (MgCO3), đolomit (CaCO3.MgCO3). Ngoài ra còn có trong dầu mỏ, khí thiên nhiên, cơ thể người.
Ở nước ta, nơi khai thác than lớn nhất đó là mỏ than Quảng Ninh, tiếp đến là Thanh Hóa, Nghệ An, Quảng Nam.
*Hợp chất của C là thành phần cơ bản cấu tạo nên các hợp chất hữu cơ và có vai trò quan trọng đối với sự sống.
Củng cố
Bài tập trắc nghiệm củng cố kiến thức
Dặn dò
Làm bài tập trong SGK
Chuẩn bị nội dung bài ”Hợp chất của cacbon“