Giáo án Hóa học Lớp 10 - Tiết 63, Bài 41: Oxi (Chương trình nâng cao)

 Tiết 63 : Bài 41: OXI
I.Mục tiêu 
1.Kiến thức.
Hs biết : 
Vị trí và cấu tạo của nguyên tố oxi, cấu tạo phân tử của oxi.
Tính chất vật lí , ứng dụng và phương pháp điều chế oxi.
Hs hiểu : 
Tính chất hóa học cơ bản của oxi là tính oxi hoá mạnh.
Nguyên tắc điều chế oxi trong phòng thí nghiệm là phân hủy hợp chất giàu oxi và không bền .
2.Kỹ năng.
 -Quan sát thí nghiệm , hình ảnh rút ra nhận xét về tính chất và phương pháp điều chế oxi . 
Dự đoán tính chất và rút ra kết luận về tính chất hóa học của oxi.
Viết phương trình hóa học chứng minh tính oxi hóa mạnh của oxi và một số pthh điều chế oxi trong PTN . 
Vận dụng kiến thức để giải thích một số tính chất và ứng dụng của oxi trong đời sống và kỹ thuật.
3.Tình cảm, thái độ.
Bài học cho học sinh biết oxi có những ứng dụng rất quan trọng trong cuộc sống hằng ngày, từ đó giáo dục học sinh ý thức bảo vệ môi trường đặc biệt là môi trường không khí,tham gia trồng và bảo vệ cây xanh.
Rèn luyện cho học sinh thái độ nghiêm túc, hợp tác, tư duy sáng tạo và tìm tòi.
4.Các năng lực cần hướng tới.
Năng lực tự học.
Năng lực hợp tác.
Năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học.
Năng lực giải quyết vấn đề thông qua môn học.
II.Phương pháp dạy học.
Đàm thoại gởi mở.
Nêu vấn đề.
Thuyết trình.
Phương pháp trực quan.
Nghiên cứu.
III.Chuẩn bị của giáo viên, học sinh.
1.Giáo viên:vChuẩn bị giáo án và sách giáo khoa. Nghiên cứu tài liệu, thiết kế kế hoạch dạy học và phiếu học tập cho học sinh.
-Thí nghiệm biểu diễn: đốt lưu huỳnh , đốt cồn ( C2H5OH) 
2.Học sinh: Đọc bài và xem trước bài ở nhà. Nghiên cứu kỹ nội dung bài học, kiến thức thực tế có liên quan, tham khảo các tài liệu ở thư viện, ở internet
IV.Tiến trình dạy học.
1.Ổn định lớp.
2.Kiểm tra bài cũ.
3.Giới thiệu bài mới ( 3 phút ) 
GV: Trong truyện kiều của Nguyễn Du có câu: “ Trăm năm trong cõi người ta, chữ tài chữ mệnh khéo là ghét nhau”.
Chúng ta cũng có câu: “ Trăm năm trong cõi người ta , muốn sống thì phải hít vào thở ra”.
GV: Con người hít vào khí gì vậy các em?
HS : Khí oxi.
GV: Oxi ngoài việc giúp con người hô hấp, theo các em nó còn có vai trò gì khác?
HS: Cây cối và các sinh vật khác hô hấp
GV khẳng định và dẫn vào bài mới: Trong cuộc sống chúng ta có thể ngừng làm việc, ngừng ăn uống, vui chơitrong nhiều ngày và có thể nín thở 1 – 2 phút tùy sức khỏe của mỗi người. Nhưng không ai có thể ngừng thở quá lâu được, điều đó cho ta thấy được tầm quan trọng của sự thở đối với quá trình sống. Ngoài ra oxi còn được sử dụng trong rất nhiều ngành như luyện gang thép, hóa chất, y dược, để biết được điều đó hôm nay cô và các em cùng nghiên cứu bài 41: OXI
4.Hoạt động dạy học.
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Nội dung
Hoạt động 1: ( 4 phút ) 
Cấu tạo phân tử oxi.
-GV: yêu cầu HS lên bảng hoàn thành các yêu cầu sau: 
 Biết oxi có Z= 8:
- hãy viết cấu hình electron.
-Dựa vào cấu hình electron của nguyên tử oxi, hãy cho biết nguyên tử oxi có mấy electron lớp ngoài cùng , có mấy e độc thân ? 
- Để đạt được cấu hình bền của khí hiếm, nguyên tử oxi phải cần thêm mấy electron?
- Vậy liên kết trong phân tử oxi thuộc loại liên kết gì?
Từ đó viết CTPT và CTCT của phân tử oxi?
Hoạt động 2:( 8 phút) 
 Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên của oxi.
Trạng thái tự nhiên 
- GV: trong tự nhiên khí oxi có ở đâu ? quá trình nào trong tự nhiên sản sinh ra khí oxi ? 
Tính chất vật lý 
-GV: hãy cho biết tính chất vật lý của khí oxi ( màu sắc , mùi vị , nặng hay nhẹ hơn không khí , tính tan trong nước ) 
-GV: chúng ta có thể thấy oxi lỏng ở đâu?
-GV liên hệ thực tế 
+ Giải thích tại sao người ta phải sục không khí vào bể nuôi cá cảnh
+ Giải thích vì sao khi càng lên cao thì tỉ lệ thể tích khí oxi trong không khí càng giảm?
- GV: cho học sinh biết tầm quan trọng của cây xanh, rừng và yêu cầu học sinh trình bày về nạn cháy rừng ở Việt Nam và trên thế giới mà học sinh đã được biết từ đó giáo dục cho học sinh ý thức bảo vệ rừng bảo vệ môi trường sống.
Hoạt động 3: ( 15 phút) 
Tính chất hóa học.
-GV: Dựa độ âm điện và cấu hình electron của oxi, hãy dự đoán tính chất hóa học của oxi? ( hs đã học tính chất hóa học của oxi ở lớp 8) 
- Oxi có tính oxi hóa mạnh được thể hiện qua các phản ứng nào? Viết phương trình phản ứng minh họa .
-GV: Yêu cầu HS dự đoán sản phẩm tạo thành và xác định sự thay đổi số oxi hóa của oxi ở chất tham gia và sản phẩm khi cho:
Fe + O2 
Cu + O2 
Liên hệ thực tế : đồ vật bằng sắt, đồng bị oxi hóa chậm trong không khí . 
- GV: Cung cấp thêm thông tin: oxi tác dụng với hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt).
 -GV yêu cầu HS dự đoán sản phẩm tạo thành và xác định sự thay đổi số oxi hóa của oxi ở chất tham gia và sản phẩm khi cho:
-GV :cung cấp thêm thông tin: oxi tác dụng với hầu hết các phi kim (trừ halogen).
 -GV yêu cầu HS hoàn thành các ptpư và xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong chất tham gia và sản phẩm? 
Hoạt động 4: ( 3 phút ) 
Ứng dụng.
- GV yêu cầu HS cho biết một số ứng dụng mà em biết trong thực tế?
- GV nhận xét và kết luận.
Hoạt động 5: ( 7 phút ) 
Điều chế 
1.Trong phòng thí nghiệm. GV: yêu cầu HS cho biết nguyên tắc , nguyên liệu điều chế oxi trong PTN . Tại sao thu khí oxi bằng phương pháp đẩy nước .
2.Trong công nghiệp.
-GV yêu cầu HS cho biết nguyên liệu dùng để sản xuất oxi trong công nghiệp? ( rẻ tiền , sẵn có ) 
+trình bày phương pháp sản xuất đó?
-GV nhận xét và giải thích cho HS hiểu
Hoạt động 6 : ( 5 phút) 
Củng cố - dặn dò 
Gv cho hs trả lời : 
-Nguyên nhân gây ra tính oxi hóa mạnh của oxi . 
-Tại sao không áp dụng phương pháp điều chế khí oxi trong PTN cho công nghiệp và ngược lại ? 
Dặn dò : 
Bài tập về nhà : 
bài 3,4 /162/SGK NC.
Tìm hiểu bài mới: bài 42. 
-HS: 
-Cấu hình electron: 1s22s22p4
- Có 6e lớp ngoài cùng và có 2 e độc thân .
-Nhận thêm 2 e.
- Liên kết cộng hóa trị không cực
CTCT: O = O
 CTPT: O2
-HS: trong tự nhiên khí oxi có trong không khí , chiếm khoảng 20% thể tích trong không khí . 
+ Khí oxi không màu, không mùi, không vị,ít tan trong nước, nặng hơn không khí 
( ).
-Trong các bình thở của thở lặn, bình oxi trong bệnh viện. Người ta nén ở thể lỏng để chứa được nhiều oxi hơn
-Vì oxi ít tan trong nước nên người ta phải bơm sục không khí vào các bể nuôi cá cảnh để đảm bảo lượng oxi trong nước góp phần duy trì sự sống cho cá.
- Vì khí oxi nặng hơn không khí
-HS: nói về hiện tượng cháy rừng ở Việt Nam và trên thế giới dựa vào các tài liệu đã có và sự hiểu biết của học sinh. 
- HS:
à Oxi có tính oxi hóa mạnh. Trong các hợp chất (trừ hợp chất với flo) thì nguyên tố oxi có số oxi hóa -2.
- Tính oxi hóa thể hiện qua các phản ứng:
+ Tác dụng với kim loại.
+ Tác dụng với phi kim.
+ Tác dụng với hợp chất.
- HS:
- HS:
- HS:
- HS hoạt động nhóm
- HS trả lời.
- HS :
Nguyên liệu dùng để điều chế oxi trong PTN là những hợp chất giàu oxi, kém bền với nhiệt.
Thu khí oxi bằng phương pháp đẩy nước vì oxi ít tan trong nước
- HS trả lời:
Nguyên liệu sản xuất oxi trong CN là: 
+ không khí.
+ hơi nước.
Hs :
-Tính oxi hóa mạnh của oxi là do oxi có độ âm điện lớn ( chỉ sau Flo) và lớp ngoài cùng có 6e dễ dàng nhận thêm 2e để đạt được cấu hình bền vững của khí hiếm . 
- Bởi vì trong công nghiệp hàng năm cần hàng chục triệu tấn oxi do đó cần có nguyên liệu rẻ tiền, sẵn có để sản xuất Trong phòng thí nghiệm chỉ cần một lượng nhỏ, dụng cụ trong phòng thí nghiệm không thể sản xuất như trong công nghiệp . 
I.Cấu tạo phân tử oxi 
- Cấu hình electron: 1s22s22p4
Có 2 e độc thân ở lớp ngoài cùng.
- CTPT: O2
- CTCT: O = O
" liên kết cộng hóa trị không cực.
II.Trạng thái tự nhiên và tính chất vật lí.
1.Trạng thái tự nhiên
-Khí oxi chiếm khoảng 20% thể tích không khí . 
-Trong không khí, khí oxi là sản phẩm của quá trình quang hợp:
2. Tính chất vật lí
- Khí oxi không màu, không mùi, không vị, nặng hơn không khí( ).
- Khí oxi ít tan trong nước . 
- Hóa lỏng ở -183oC ( áp suất khí quyển ).
III.Tính chất hóa học.
- Độ âm điện của oxi lớn (3,44) chỉ đứng sau flo (3,98).
- Do có 6e ở lớp ngoài cùng, nên nguyên tử oxi dễ dàng nhận thêm 2e để đạt cấu hình bền vững.
à Oxi là phi kim điển hình, có tính oxi hoá mạnh.
à Trong các hợp chất (trừ hợp chất với flo và peoxit) thì nguyên tố oxi có số oxi hóa -2.
Tính oxi hóa mạnh của oxi thể hiện qua các phản ứng sau :
1.Tác dụng với kim loại ( trừ Au,Pt)
2.Tác dụng với phi kim( trừ halogen)
3.Tác dụng với hợp chất.
IV.Ứng dụng.
-Cần cho sự hô hấp của người và động vật .
- Đốt nhiên liệu.
- Hàn cắt kim loại.
- Y khoa.
- Công nghiệp hóa chất.
- Luyện thép.
V.Điều chế.
1.Trong phòng thí nghiệm.
-Nguyên tắc: nhiệt phân những hợp chất giàu oxi, kém bền với nhiệt 
- Nguyên liệu : KMnO4, KClO3, H2O2..
Ví dụ: 
2.Trong công nghiệp.
a)Từ không khí ( phương pháp vật lý) 
KKàloại bỏ hơi nước,bụi, khí cacbonicàKK sạchàhóa lỏngàKK lỏngà chưng cất phân đoạnà khí O2
b)Từ nước ( phương pháp hóa học) 
Điện phân nước (nước có hòa tan một ít H2SO4 hoặc NaOH để tăng tính dẫn điện của nước ) thu khí oxi ở cực dương, khí hidro ở cực âm.