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

Bài 29. OXI - OZON
I. Chuẩn kiến thức kĩ năng
1.Kiến thức
Biết được:
- Oxi: Vị trí, cấu hình lớp electron ngoài cùng; tính chất vật lí, phương pháp điều chế oxi trong phòng thí nghiệm, trong công nghiệp.
- Ozon là dạng thù hình của oxi, điều kiện tạo thành ozon, ozon trong tự nhiên và ứng dụng của ozon; ozon có tính oxi hoá mạnh hơn oxi. 
Hiểu được: Oxi và ozon đều có tính oxi hoá rất mạnh (oxi hoá được hầu hết kim loại, phi kim, nhiều hợp chất vô cơ và hữu cơ), ứng dụng của oxi.
2.Kĩ năng
- Dự đoán tính chất, kiểm tra, kết luận được về tính chất hoá học của oxi, ozon.
- Quan sát thí nghiệm, hình ảnh...rút ra được nhận xét về tính chất, điều chế.
- Viết phương trình hóa học minh hoạ tính chất và điều chế.
- Tính % thể tích khí oxi và ozon trong hỗn hợp.
3. Tư duy,nhận thức
- Thấy được tầm quan trọng của oxi từ đó suy nghỉ về những biện pháp thực tiễn.
II. Trọng tâm
Oxi và ozon đều có tính oxi hoá rất mạnh nhưng ozon có tính oxi hóa mạnh hơn oxi.
III. Chuẩn bị của thầy và trò
Giáo viên
Máy chiếu
Học sinh
- Đọc trước bài ở nhà.
IV. Phương pháp
Đàm thoại, nêu vấn đề.
Trực quan : máy chiếu
V. Các hoạt động dạy học
1. Ổn định lớp (1 phút)
2. Giảng bài mới
Vào bài: Oxi là nguyên tố rất quen thuộc và có rất nhiều úng dụng trong đời sống. Hôm nay chúng ta vào một chương mới đó là chương oxi lưu huỳnh để tìm hiểu về chúng 
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động học sinh
Ghi bảng
Hoạt động 1. (3 phút) Vị trí và cấu tạo
 8O có bao nhiêu electron xung quanh hạt nhân nguyên tử?
 Nhận xét số e độc thân từ đó đưa ra CTCT của O2?
8O Cấu hình e 1s22s22p4
Công thức cấu tạo O = O
A.OXI
I. Vị trí và cấu tạo
Công thức cấu tạo O = O
liên kết trong phân tử oxi là liên kết đôi, khá bền.
Hoạt động 2. (2 phút) Tính chất vật lý của oxi.
 Oxi có nhiều trong không khí. Hãy cho biết màu, mùi, vị của oxi?
 Bổ sung ( > 1)
 Dưới áp suất khí quyển oxi hoá lỏng ở -183 0C
 Oxi là chất không phân cực có tan tốt trong H2O không?
Không màu, không mùi, không vị
Không, do nước là dung môi phân cực.
II. Tính chất vật lý
Không màu, không mùi, không vị.
Nặng hơn không khí ( )
Tan ít trong H2O.
t0s= -1830C
Hoạt động 3. (2 phút) Tính chất hóa học.
 Từ cấu hình e của nguyên tử oxi, và độ âm điện của oxi nhận xét tính chất của oxi nguyên tố? Số oxi hóa đặc trưng của oxi trong các hợp chất?
 Ngoại trừ hợp chất với F và các peoxit thì oxi có số oxi hóa là +1
Có 6 e ngoài, 2 e độc thân, độ âm điện chỉ kém flo nên dễ nhận 2 e, thể hiện tính oxi hóa mạnh. Số oxi hóa đặc trưng là -2
III. Tính chất hóa học
Nguyên tử oxi dễ nhận thêm 2e, độ âm điện lớn ® có tính oxi hóa mạnh.
Trong các hợp chất, thường thể hiện số oxi hóa là -2
Hoạt động 4. (9 phút) Tác dụng với kim loại
 Oxi tác dụng với nhiều kim loại, trừ Ag, Pt, Au. Hãy viết phương trình phản ứng của Mg với oxi, xác định số oxi hóa của các nguyên tố và cân bằng phản ứng?
Chiếu video thí nghiệm sắt tác dụng với oxi
 Hướng cho hs quan sát hiện tượng 
Chú ý sản phẩm. Số oxi hóa của Fe
Tương tự cho học sinh lên bảng ghi một số phương trình phản ứng khác.
Viết phương trình phản ứng
 0 0 +2 -2
2 Mg + O2 2MgO
 0 0 +8/3 -2
 3Fe + 2O2Fe3O4
1. Tác dụng với kim loại ( trừ Au, Ag, Pt)
 0 0 +2 -2
2Mg + O2 2MgO
 0 0 +8/3 -2
 3Fe + 2O2Fe3O4
 Oxit sắt từ
Hoạt động 5. (3 phút) Tác dụng với phi kim.
 Oxi tác dụng với hầu hết các phi kim trừ halogen.
 Hiện tượng khi than cháy trong không khí?
 Thực ra nhiệt đó tỏa ra là do phản ứng của C với O2, nhưng oxi trong không khí có hàm lượng nhỏ hơn, vì vậy khi cháy trong oxi nguyên chất thì sẽ mãnh liệt hơn, than sáng rực lên tỏa nhiều nhiệt. 
 Viết phương trình phản ứng giữa C, S, P khi cháy trong oxi, cân bằng ghi số oxi hóa.
Than có màu hồng, nhiều nhiệt tỏa ra.
 + 
 + 
 4 + 5 2
2.Tác dụng với phi kim (trừ halogen)
 + 
 + 
 4 + 5 2
Hoạt động 6. (3 phút) Tác dụng với hợp chất
 Oxi có tính oxi hóa mạnh nên đa số các phản ứng thì oxi đều đưa chất khử lên số oxi hóa tối đa.
 Số oxi hóa tối đa của C? số oxi hóa của C trong CO? Viết phản ứng giữa CO với O2
 Châm đèn cồn lên đốt, đặt trên ngọn lửa một tấm kính. Một lúc sau lấy tấm kính ra. Hs nhận xét hiện tượng. Viết phương trình phản ứng?
+4, +2.
 +2 0 +4 -2
2CO + O2 2CO2.
-2 0 +4 -2 
C2H5OH + 3O2 2CO2 + 3H2O
3. Tác dụng với hợp chất
 +2 0 +4 -2
2CO + O2 2CO2.
-2 0 +4 -2 
C2H5OH + 3O2 2CO2 + 3H2O
Hoạt động 7. (3 phút) Ứng dụng của oxi
 Quan sát sgk nêu môt số ứng dụng của oxi
Ngoài ra mỗi người mỗi ngày cần khoản 20-30 m3 không khí để thở.
Trả lời
IV. Ứng dụng
Vai trò quan trọng đ/v đời sống con người và động vật (sự hô hấp).
- Vai trò quan trọng trong các lĩnh vực: công nghiệp, luyện gang thép, y học, vũ trụ (sự cháy)
Hoạt động 8. (3 phút) Điều chế
 Trong PTN thường điều chế bằng cách phân hủy hợp chất giàu oxi và kém bền với nhiệt. Như thí nghiệm đã tiến hành trên
Viết phương trình phản ứng
V. Điều chế
1.PTN
Trong PTN thường điều chế bằng cách phân hủy hợp chất giàu oxi và kém bền với nhiệt
 +5 -2 -1 0
2KClO3 2KCl + 3O2 ­ 
 +7 -2 +6 +4 0
2KMnO4K2MnO4 + MnO2 +O2 ­
 -1 0 -2
2H2O2 O2 + 2H2O 
Hoạt động 9. (2 phút) Trong công nghiệp
 Giới thiệu phương pháp sản xuất oxi trong công nghiệp.
Hs theo dõi
2. Trong công nghiệp
- Chưng cất phân đoạn không khí lỏng
- Điện phân nước có thêm chất điện li (như H2SO4, NaOH)
 Điện phân
H2O H2 + O2
 cực dương cực âm
Hoạt động 10. (2 phút) Tính chất vật lý ozon
 Hiện nay người ta đã biết đến 2 loại thù hình khác đó là ozon có công thức là O3 và một dạng thù hình khác có công thức O4 là chất rắn màu đỏ thẩm được tạo ra trong điều kiện rất khó khăn. Chúng ta chỉ tìm hiểu tính chất của O3
 Ozon có công thức cấu tạo O=OO (dạng góc)
Tham khảo sgk nêu tính chất vật lý của ozon
Chất khí, mùi đặc trưng, màu xanh nhạt. 
Hoá lỏng ở -1120C, màu xanh đậm.
Tan trong nước nhiều hơn oxi.
B.OZON
I.Tính chất
1. Cấu tạo, tính chất vật lý
- CTCT: O=OO 
- Chất khí, mùi đặc trưng, màu xanh nhạt. 
- Hoá lỏng ở -1120C, màu xanh đậm.
- Tan trong nước nhiều hơn oxi.
Hoạt động 11. (4 phút) Tính chất hóa học
 Ozon có tính oxi hóa mạnh nó có thể oxi hóa hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt), nhiều phi kim và hợp chất vô cơ hữu cơ.
Ví dụ: Ag + O3 ?
 -1 0 0 -2 0
 2KI + O3 + H2O I2 +2 KOH +O2
 Phản ứng dùng kết hợp với hồ tinh bột để nhận biết ozon hoặc ngược lại. Hiện tượng hồ tinh bột chuyển sang màu xanh
Từ các phản ứng trên so sánh tính oxi hóa của oxi và ozon?
Hs trả lời
Ozon có tính oxi hóa mạnh hơn oxi. Oxi không oxi hóa được Ag nhưng ozon oxi hóa được.
2. Tính chất hoá học 
- Tác dụng với hầu hết các kim loại (trừ Au và Pt). Ở điều kiện thường, oxi không oxi hóa được bạc, còn ozon oxi hóa được Ag
 0 0 +1 -2 0
 2Ag + O3 Ag2O + O2 
- Oxi hoá được I- thành I2.
 -1 0 0 -2 0
 2KI + O3 + H2O I2 +2 KOH +O2
Nhận biết ozon hoặc ngược lại.
Kết luận: Ozon có tính oxi hoá rất mạnh và mạnh hơn oxi.
Hoạt động 12. (2 phút) Ozon trong tự nhiên
 Tham khảo sgk cho biết sự hình thành ozon trong khí quyển
 Tầng ozon hấp thụ tia tử ngoại bảo vệ con người và các sinh vật trên mặt đất. Do đó cần bảo vệ tầng ozon. Hiện cả thế giới dang tích cực hạn chế và dần đến loại bỏ CFC là loại chất được sử dụng nhiều trong công nghiệp làm lạnh có nguy hại cho tầng ozon. Các em về nhà tham khảo thêm sgk về tác hại của CFC đến tầng ozon.
Trả lời
II. Ozon trong tự nhiên
- Ozon được tạo ra trong khí quyển khi có sự phóng điện. Trên mặt đất, ozon được tạo do sự oxi hóa một số chất hữu cơ.
- Tầng ozon cách mặt đất 20 - 30 Km. Nó được hình thành do tia tử ngoại của mặt trời chuyển hóa oxi thành ozon.
 Tia tử ngoại
3O2	2O3
Hoạt động 13. (2 phút) Ứng dụng của ozon
 Tham khảo sgk nêu ứng dụng của ozon
Trả lời
III. Ứng dụng
- Không khí chứa một lượng rất nhỏ oxi làm cho không khí trong lành. Ngưỡng cho phép của ozon trong không khí là 0,2mg/l.
- Làm chất tẩy trắng các loại thực phẩm.
- Khử trùng, khử mùi, bảo quản hoa quả.
- Chữa sâu răng.
- Sát trùng nước sinh hoạt
4.Củng cố (5 phút)
Bài 1. Tính khối lượng KClO3 phòng thí nghiệm cần chuẩn bị để cho 8 nhóm học sinh thí nghiệm điều chế O2. Biết mỗi nhóm cần thu O2 vào đầy 4 bình tam giác thể tích 250 mL. Biết tỷ lệ hao hụt là 0,8 % (36,75 gam)
Bài 2. Hỗn hợp khí gồm O2 và O3 có tỉ khối hơi đối với hidro bằng 18. Tính phần trăm theo thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp.
Hướng dẫn: Mtb = 18.2 = 36. Dùng qui tắc đường chéo để suy ra tỷ lệ nO2 : nO3 = 2:5, hoặc giải hệ phương trình
%O2 = 75%, %O3 = 25%.