Giáo án Hóa học 10 - Bài 29: Oxi - Ozon

Bài 29: oxi- ozon
I. mục tiêu bài học
1. Về kiến thức
a) Học sinh biết
Tính chất vật lý và tinh chất hoá học của oxi và ozon là tính oxi hoá mạnh, trong đó ozon có tính chất oxi hoá mạnh hơn oxi.
Phương pháp điều chế oxi trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp.
ứng dụng và tầm quan trọng của oxi và ozon trong thực tiễn và sản xuất.
Vai trò của oxi và tầng ozon đối với sự sống trên trái đất.
b) Học sinh hiểu
Nguyên nhân tính oxi hoá mạnh của oxi và ozon.
Nguyên tắc điều chế oxi trong phòng thí nghiệm.
2. Về kĩ năng
 Rèn luyện kĩ năng viết PTHH của các phản ứng oxi tác dụng với một số đơn chất và hợp chất.
II. chuẩn bị
- Phiếu học tập.
- Bảng tuần hoàn (mô phỏng) các nguyên tố hóa học
- Mô phỏng mô hình phân tử O2, O3
- Mô phỏng quá trình tạo ozon, sự phá hủy tầng ozon
- Hình ảnh ứng dụng của Oxi
- Dụng cụ, hóa chất điều chế khí oxi trong phòng thí nghiệm.
III. Tiến trình giảng dạy
Hoạt động của thầy
Hoạt động của trò
A / oxi:
I / vị trí và cấu tạo:
Hoạt động 1: Sử dụng phiếu học tập số1:
a/ Sử dụng bảng Hệ thống tuần hoàn để xác định vị trí của nguyên tố oxi ?
b/ Viết cấu hình electron của nguyên tố oxi? Xác định số e độc thân từ đó suy ra liên kết của phân tử oxi?
- Cho HS xem bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học (mô phỏng)
II/ tính chất vật lý:
Hoat động 2: 
 Oxi là một khí quen thuộc với con người nhất. Hãy nêu một số tính chất vật lý của oxi mà em biết?
- Cho HS xem mô hình phân tử O2
Giáo viên đưa ra những số liệu cụ thể: 
Dưới áp suất khí quyển, oxi hoá lỏng ở nhiệt độ -1830C.
Khí oxi tan ít trong nước (100 ml nước ở 200c, 1 atm hoà tan được 3,1 ml oxi).
III/ tính chất hoá học: 
Hoạt động 3:
 Giáo viên đưa ra phiếu học tập số 2:
a/ Dựa vào cấu hình e và độ âm điện của O hãy so sánh với độ âm điện của các nguyên tố khác? Từ đó rút ra tính chất đặc trưng của O và mức độ tính chất đó?
- Dự đoán số oxi hoá của oxi trong các phản ứng?
b/ Viết cac PTPƯ minh hoạ cho tính chất hoá học của oxi? Xác định số oxi hoá của oxi và các nguyên tố khác trong phản ứng để chứng minh tính chất oxi hoá của oxi?
Bổ sung: - Ngoài ra oxi cũng tham gia các phản ứng oxi hoá chậm ở điều kiện thường như: quá trình thối rữa các chất hữu cơ của sinh vật
 - Ngoài ra oxi cũng có một số mức oxi hoá khác là: H2O2 (-1), F2O(+2)
IV/ ứng dụng của oxi:
Hoạt động 4:
- Cho học sinh quan sát biểu đồ ứng dụng SGK và mô hình các ứng dụng của oxi trong các lĩnh vực của đời sống và sản xuất:
Bổ sung: - Mỗi ngày mỗi người cần từ 20-30m3 không khí để thở. Con người không thể nhịn thở vài chục giây, trong khi có thể nhịn ăn từ 4-5 ngày, nhịn uống 2 ngày. 
- Hàng năm, các nước trên thế giới sản xuất hàng chục triệu tấn oxi để đáp ứng nhu cầu cho các ngành CN đặc biệt là công nghiệp hoá chất: pư oxi hoá SO2 thành SO3 để điều chế H2SO4, pư oxh NH3 thành NO để điều chế HNO3.
V/ điều chế oxi :
1/ Điều chế trong phòng thí nghiệm:
Hoạt động 5:
- Dựa vào những kiến thức đã học, có thể điều chế oxi từ những hợp chất nào?
 Giáo viên làm thí nghiệm điều chế oxi, sau đó yêu cầu học sinh viết phương trình phản ứng minh họa ?
- Thu khí oxi bằng phương pháp nào? và dựa vào tinh chất nào của oxi?
2/ Điều chế trong công nghiệp:
Hoạt động 6:
- Yêu cầu học sinh nêu các phương pháp điều chế oxi trong công nghiệp.
Bổ sung: 
 - Từ không khí: Không khí được làm sạch (loại bỏ hơi nước, bụi, CO2...), sau đó hoá lỏng rồi chưng cất phân đoạn thu được oxi ở nhiệt độ sôi là -1830C
 - Từ nước: điện phân H2O (có hoà tan một ít H2SO4, hoặc NaOH để tăng tính dẫn điện của nước).
 PT: đp 
 2 H2O " 2 H2# + O2#
 Ngoài các phương pháp trên , oxi còn được tạo ra trong tự nhiên nhờ sự quang hợp của cây xanh, đây là phương pháp sản xuất hiệu quả và rẻ tiền nhất.
 Liên hệ thực thực tiễn: diện tích rừng trên thế giới và VN ngày càng bị thu hẹp do bị phá hoại , cháy rừng, do đó cần tích cực bảo vệ rừng trồng cây xanh để bảo vệ môi trường.
B/ OZON
1/ Tính chất: 
Hoạt động 6: 
 Yêu cầu HS nghiên cứu sách giáo khoa và đưa ra:
Ozon là gi?
Tính chất đặc trưng của zon?
 Liên kết trong phân tử ozon:
O
O
O
 Bổ sung:
 O3 có thể oxh I- trong dung dịch KI tạo I2 làm xanh hồ tinh bột.
 Pư:
2KI + O3 +H2O " I2# +2KOH +O2#
 Kết luận: ozon co tính oxi hoá mạnh hơn oxi rất nhiều.
2/ Ozon trong tự nhiên:
Hoạt động 7:
- Ozon đước biết đến ở đâu?
- Hình thành ozon bằng cách nào?
 GV: Cho HS xem mô phỏng mô hình hình thành ozon và giới thiệu ozon được hình thành ở tầng cao của khí quyển 20-30 km, là chất có khả năng hấp thụ các tia tử ngoại, bảo vệ nhân loại không bị ảnh hưởng bởi các tia đó. Ngoài ra con được hình thành từ sự oxi hoá các hợp chất hữu cơ.
3/ ứng dụng của ozon:
Hoạt động 8:
- Yêu cầu học sinh tìm hiểu SGK và nhận xét
- ứng dụng đó dựa vào tinh chất gi?
 Giúp học sinh liên hệ thực tiễn: cần bảo vệ môi trưòng để tránh hiện tượng thủng tầng ozon nữa.
Hoạt động 8:
 - Nhấn mạnh kiến thức trọng tâm bài học: tính chất đặc trưng, giải thích tính oxi hoá của chúng, so sánh đươc khả năng hoạt động của chúng.
 - Củng cố bài bằng một bài tập nhỏ sau:
 Đánh dấu Pvào trường hợp xảy ra phản ứng trong bảng sau:
Chất pư
O2
O3
Cu(r)
Ag(r)
Au(r)
KI+H2O
C
CH4
Viết các ptpư xảy ra, từ đó so sánh tính oxh của chúng?
- Nhận xét, nhắc nhở học sinh làm bài tập về nhà.
a/ Vị trí của nguyên tố oxi là: ô số 8 nhóm VI, chu kì 2.
b/ Cấu hình electron:
O: 1s22s22p4
Nguyên tử oxi có 6 e ngoài cùng, trong đó có 2 e đọc thân có khả năng tạo liên kết, trong phân tử oxi 2 nguyên tử tạo liên kết cộng hoá trị không cực với nhau.
Cấu tạo của phân tử oxi:
 O=O
- oxi là chất khí không màu, không mùi, không vị, hơi nặng hơn không khí
a/ Nguyên tử oxi dễ dàng nhận thêm 2 e để đạt tới cấu hình e bền vững của khí hiếm
- Nguyên tử O có độ âm điện lớn (3,44), ỉ kém F (3,98).
 Nên oxi có tính oxi hoá mạnh, trong hợp chất oxi thường có số oxi hoá là -2.
b/ Oxi có tính oxi hoá mạnh nên tác dụng với kim loại (trừ Au, Pt...), phi kim (trừ halogen) và nhiều hợp chất vô cơ, hữu cơ.
 Các phương trình phản ứng minh hoạ:
- Tác dụng với kim loại:
 2 Mg0 + O20 2Mg+2O-2
- Tác dụng với phi kim:
 + 
 + 
 4 + 5 2
- Tác dụng với hợp chất:
 2 C+2O-2 + O20 2C+4O2-2
C2-2H5OH+3O202C+4O2-2+H2O-2
- Biểu đồ thể hiện: Oxi rất cần trong các ngành công nghiệp: luyện thép, hoá chất, y khoa, hàn cắt kim loại....
- Oxi có vai trò quyết định đối với sự sống của con người và động vật, thực vật.
- Có thể điều chế oxi trong PTN bằng cách phân huỷ các hợp chất giàu oxi: KClO3 (rắn), KMnO4 (rắn)
PƯ: 
 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2#
- Thu oxi bằng phương pháp đẩy nước, dựa vào tính chất vật lý của oxi là ít tan trong nước.
- Điều chế oxi trong công nghiệp từ không khí và từ nước.
Phản ứng quang hợp:
6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2#
- Ozon là một dạng thù hình của oxi.
 CT: O3
- Tính oxi hoá mạnh hơn oxi: tác dụng được với chất mà oxi không tác dụng ở điều kiện thường: Ag
 2Ag +O3 " Ag2O +O2#
Có một liên kết cho nhận kém bền
Nên dễ bị phân huỷ thành oxi nguyên tử và oxi phân tử.
 hn
O3 " O + O2#
 Do oxi nguyên tử có tính oxi hoá mạnh hơn oxi phân tử.
 - Tầng ozon bảo vệ trái đất (trong thực tiễn).
 - Ozon hình thành do tia tử ngoại mặt trời chuyển hoá từ oxi. 
 Tử ngoại
 3 O2 " 2 O3
- Ozon có tác dụng bảo vệ trái đất
- Có nhiều ứng dụng trong công nghiệp, y học, và đời sống con người.
- ứng dụng đó dựa vào tính oxi hoá mạnh của ozon.
Điền vào các ô 
Các pư:
 2Cu + O2 " 2CuO
 Cu + O3 " CuO +O2#
 2Ag+ O3 " Ag2O +O2#
2KI +H2O +O3 " I2# +2KOH+O2#
C + O2 CO2#
C+2 O3 CO2 #+2 O2#
2 CH4 +3 O2 2 CO2# + 4H2O
CH4 + O3 CO2# + H2O
- ozon có tinh oxi hoá mạnh hơn oxi.
phiếu học tập số 1
a/ Sử dụng bảng Hệ thống tuần hoàn để xác định vị trí của nguyên tố oxi ?
-----------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------
b/ Viết cấu hình electron của nguyên tử oxi? Xác định số e độc thân từ đó suy ra liên kết trong phân tử oxi?
Cấu hình e:---------------------------------------------------------------------------
Số e độc thân: -----------------------------------------------------------------------
Liên kết trong phân tử oxi----------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------
Phiếu học tập số 2
a/ Từ cấu tạo của nguyên tử oxi, hãy suy ra tính chất hoá học đặc trưng của oxi?
Cấu tạo:..........................................................................................
Tính chất hoá học đặc trưng:................................................................
....................................................................................................
b/ Viết cac PTPƯ minh hoạ cho tính chất hoá học của oxi? Xác định số oxi hoá của oxii và cac nguyên tố khác trong phản ứng để chứng minh tính chất oxi hoá của oxi?
Tác dụng với kim loại:
 .................................................................................................. 
Tác dụng với phi kim:.......................................................................
Tác dụng với hợp chất:.................................................