TÍCH HỢP LIÊN MÔN TRONG DẠY HỌC BÀI “CACBON” - Hóa học 11 – Cơ Bài 15: CACBON I MỤC TIÊU BÀI HỌC Kiến thức Biết được: - Vị trí cacbon bảng tuần hoàn nguyên tố hoá học, cấu hình electron nguyên tử, dạng thù hình cacbon, tính chất vật lí (cấu trúc tinh thể, độ cứng, độ dẫn điện), ứng dụng Hiểu được: - Tính chất hóa học cacbon: vừa có tính oxi hóa (oxi hóa hiđro kim loại) vừa có tính khử ( khử oxi, hợp chất có tính oxi hóa) - Biết vận dụng kiến thức môn học Sinh, Hóa, Địa, Giáo dục công dân để giải thích hiệu ứng nhà kính, tác hại cách làm giảm hiệu ứng nhà kính Kỹ - Dự đoán, làm thí nghiệm kiểm chứng viết PTHH minh hoạ tính chất Hoá học Cacbon - Giúp em rèn tốt khả tư duy, thảo luận nhóm, thu thập thông tin, phân tích kênh hình, kênh chữ, liên hệ thực tế - Biết vận dụng kiến thức liên môn giải vấn đề Thái độ - Giáo dục ý thức bảo vệ môi trường - Nghiêm túc, hợp tác tốt, linh hoạt hoạt động vận dụng kiến thức liên môn việc lĩnh hội kiến thức II CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH Giáo viên: - Bảng tuần hoàn nguyên tố hoá học - Mô hình cấu tạo mạng tinh thể kim cương, than chì - Máy chiếu, giảng powerpoint giáo án word Học sinh: - Ôn tập kiến thức học Cacbon hợp chất Cacbon học THCS - Tìm hiểu hiệu ứng nhà kính, tác hại cách làm giảm hiệu ứng nhà kính III TIẾN TRÌNH DẠY - HỌC HOẠT ĐỘNG CỦA GV VÀ HS NỘI DUNG BÀI HỌC Hoạt động 1: VỊ TRÍ VÀ CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ * GV chiếu bảng tuần hoàn lên bảng I VỊ TRÍ VÀ CẤU HÌNH ELECTRON yêu cầu nhóm HS thảo luận nội NGUYÊN TỬ dung: - Vị trí cacbon bảng tuần hoàn - Cacbon thuộc ô số 6, chu kì 2, nhóm IV A - Cấu hình electron nguyên tử cacbon - Số oxi hoá có nguyên tố - Z = → Cấu hình electron : 1s22s22p2 cacbon - Lớp có 4e nên cacbon tạo GV yêu cầu HS lấy ví dụ hợp chất tối đa liên kết cộng hoá trị với chứa cacbon thể số oxi hoá nguyên tử khác nêu - Các số oxi hoá cacbon: – 4, 0, +2, +4 * HS: Trả lời * GV nhận xét, sửa chữa, bổ sung Hoạt động 2: TÍNH CHẤT VẬT LÍ - ỨNG DỤNG - GV sử dụng mô hình cấu tạo mạng tinh II TÍNH CHẤT VẬT LÍ - ỨNG DỤNG: SGK thể kim cương, than chì Hướng dẫn HS quan sát, đọc SGK để điền thông tin vào bảng sau Kim cương Than chì TC vật lí Cấu tạo Ứng dụng GV kết hợp cho HS đọc mục IV (SGK) để rút ứng dụng dạng thù hình cacbon - HS làm việc theo nhóm, điền thông tin vào bảng - GV nhận xét, kết luận, bổ sung thêm tư liệu than hoạt tính Hoạt động 3: TÍNH CHẤT HÓA HỌC - GV: Yêu cầu HS: Từ số OXH III TÍNH CHẤT HÓA HỌC cacbon, dự đoán tính chất hoá học * NX: Số OXH có cacbon cacbon Minh hoạ phản ứng hoá học cho biết vai trò cacbon phản ứng - HS: Trả lời - GV: Kết luận tính chất hoá học → Trong phản ứng hoá học, cacbon nhường e (thể tính khử) nhận e (thể tính oxi cacbon hoá) Tính khử a) Tác dụng với oxi Cacbon cháy không khí, phản ứng tỏa nhiều nhiệt: - GV đặt câu hỏi : Khi sử dụng bếp than, khí gây đau đầu, chóng mặt? Nên sử dụng bếp than để giảm thiểu ô nhiễm không khí? - GV: Yêu cầu HS trình bày hiểu biết hiệu ứng nhà kính - HS: Trả lời - GV: Khi đốt hiđrocacbon, nhiên liệu công nghiệp, đời sống, sinh CO2 nguyên nhân gây nên hiệu ứng nhà kính Bản thân CO2 chất gây ô nhiễm môi trường, CO2 tác nhân gây hiệu ứng nhà kính, làm ảnh hưởng lớn đến môi trường Chiếu clip hiệu ứng nhà kính, tác hại qua giáo dục ý thức bảo vệ môi trường - GV: Cacbon thể tính khử tác dụng với chất oxi hoá HNO3, H2SO4đ, KClO3, Trong phản ứng này, C thường bị oxi hoá đến CO2 Hãy viết số phương trình hoá học minh hoạ - GV: nhiệt độ cao có chất xúc tác, C tác dụng với khí H2 tạo thành khí CH4 Viết phương trình phản ứng - GV: nhiệt độ cao, C tác dụng với số kim loại hoạt động Ca, Mg, Al, tạo thành cacbua kim loại Yêu cầu HS lấy ví dụ phương trình phản ứng - GV hướng dẫn HS kết luận tính chất hoá học đơn chất cacbon Ở nhiệt độ cao, cacbon lại khử CO theo phản ứng: ⇒ Cùng với khí CO2, có mặt khí CO – Nên sử dụng bếp than nơi thoáng khí (dư oxi) để hạn chế khí CO tạo b) Tác dụng với hợp chất Tính oxi hóa a) Tác dụng với hiđro b) Tác dụng với kim loại (Nhôm cacbua) Kết luận: Trong phản ứng oxi hoá khử, đơn chất cacbon tăng giảm số oxi hoá, nên thể tính khử tính oxi hoá Tuy nhiên, tính khử tính chất chủ yếu cacbon Hoạt động 4: TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN * GV: Hướng dẫn HS đọc SGK, kết hợp IV TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN kiến thức môn Sinh học, Địa lí thảo luận nội dung: - Trong tự nhiên, cacbon tồn - Cacbon tự do: Kim cương, than chì trạng thái nào? - Cơ sở tế bào động, thực vật - Vai trò cacbon sống - Khoáng vật: Canxit (CaCO3), magiezit - Kể số địa danh nước ta có mỏ (MgCO3), đolomit (CaCO3.MgCO3) than mà em biết * HS: Trả lời * GV: Kết luận Hoạt động 6: CỦNG CỐ - BÀI TẬP VỀ NHÀ - GV yêu cầu HS nhắc lại ý lưu ý cacbon vừa thể tính oxi hoá vừa thể tính khử tính khử tính chất chủ yếu cacbon - Luyện tập bài: Trò chơi ô chữ số câu hỏi trắc nghiệm - Bài tập nhà: → SGK trang 70; đọc trước hợp chất cacbon PHIẾU MÔ TẢ HỒ SƠ DẠY HỌC DỰ THI CỦA GIÁO VIÊN Tên hồ sơ dạy học Tích hợp chủ đề Giáo dục môi trường kỹ sống thông qua kiến thức môn: Hoá học, Sinh học, Địa lý Giáo dục công dân vào giảng dạy bài: “Cacbon” môn Hóa học 11 – Cơ Mục tiêu dạy học Cacbon nguyên tố đặc biệt bảng tuần hoàn có khả tạo nhiều hợp chất, đa dạng thành phần, tính chất cấu tạo có nhiều ứng dụng thực tiễn hợp chất hữu Để góp phần vào việc giảng dạy hiệu kiến thức “Cacbon hợp chất cacbon”, nhóm giáo viên đề số giải pháp vận dụng kiến thức môn học Hóa, Sinh, Địa, Giáo dục công dân để giải tốt mục tiêu dạy học “Cacbon” * Kiến thức Biết được: - Vị trí cacbon bảng tuần hoàn nguyên tố hoá học, cấu hình electron nguyên tử , dạng thù hình cacbon, tính chất vật lí (cấu trúc tinh thể, độ cứng, độ dẫn điện), ứng dụng - Vị trí địa lí mỏ than lớn nước ta Hiểu được: - Tính chất hóa học cacbon: Vừa có tính oxi hóa (oxi hóa hiđro kim loại ) vừa có tính khử (khử oxi, hợp chất có tính oxi hóa) - Biết vận dụng kiến thức môn học Sinh, Hóa, Địa, Giáo dục công dân để giải thích hiệu ứng nhà kính, tác hại biện pháp làm giảm hiệu ứng nhà kính * Kỹ - Dự đoán, làm thí nghiệm kiểm chứng viết PTHH minh hoạ tính chất Hoá học C - Giúp em rèn tốt khả tư duy, thảo luận nhóm, thu thập thông tin, phân tích kênh hình, kênh chữ, liên hệ thực tế - Biết vận dụng kiến thức liên môn giải vấn đề * Thái độ - Giáo dục ý thức bảo vệ môi trường - Nghiêm túc, hợp tác tốt, linh hoạt hoạt động vận dụng kiến thức liên môn việc lĩnh hội kiến thức Đối tượng dạy học học * Đối tượng dạy học học sinh khối 11 – Trường THPT Hoàng Cầu - Số lượng học sinh: 80 em - Số lớp thực hiện: 02 lớp * Dự án mà thực kiến thức Hóa học 11 đồng thời trực tiếp giảng dạy với em học sinh lớp 11 nên có nhiều thuận lợi trình thực - Thứ nhất: em học sinh lớp 11 tiếp cận làm quen với kiến thức chương trình bậc THCS nói chung môn Hóa học nói riêng nên em không bỡ ngỡ, lạ lẫm với hình thức kiểm tra đánh giáo viên đề - Thứ hai: Đối với kiến thức “Cacbon” em học chương trình Hóa học THCS - Thứ ba: Đối với lĩnh vực khác Sinh học, Môi trường em tìm hiểu kiến thức liên quan đến môn Hóa học có kiến thức “Cacbon” Vì cần tích hợp kiến thức môn học vào vào môn Hóa học để giải vấn đề học em không cảm thấy bỡ ngỡ Ý nghĩa học Qua dạy học thực tế, thấy việc tích hợp kiến thức môn học vào giải vấn đề môn học việc làm cần thiết Điều không đòi hỏi người giáo viên giảng dạy môn không nắm bắt nhuần nhuyễn kiến thức môn giảng dạy mà phải không ngừng học hỏi, trau dồi kiến thức môn học khác để giúp em giải tình huống, vấn đề đặt môn học nhanh chóng hiệu Đối với việc tích hợp kiến thức môn Hóa học, Sinh học, Địa lí, Giáo dục công dân vào dạy “Cacbon” giúp em hiểu rõ nguyên nhân hiệu ứng nhà kính; ô nhiễm môi trường; Từ đó, em có ý thức bảo vệ môi trường số biện pháp thiết thực thân Trong thực tế, thấy soạn có tích hợp với kiến thức môn học khác giúp giáo viên tiếp cận tốt hơn, hiểu rõ hơn, sâu vấn đề đặt SGK Từ học trở nên sinh động hơn, học sinh có hứng thú học, tìm tòi, khám phá nhiều kiến thức suy nghĩ sáng tạo đồng thời vận dụng vào thực tế tốt Thiết bị dạy học, học liệu * Giáo viên: - Mô hình cấu tạo mạng tinh thể kim cương, than chì - Tư liệu hiệu ứng nhà kính tác hại - Máy chiếu, giảng powerpoint giáo án word - Kiến thức Địa lí số mỏ than khoáng vật nước ta - Kiến thức Sinh học thành phần sở tế bào động vật thực vật - Kiến thức Giáo dục công dân ý thức bảo vệ môi trường, tinh thần tự giác * Học sinh: - Ôn tập kiến thức học THCS Cacbon hợp chất Cacbon, nghiên cứu kĩ nội dung học - Tìm hiều hiệu ứng nhà kính biện pháp làm giảm hiệu ứng nhà kính * Ứng dụng CNTT: Sử dụng phần mềm Microsoft office để trình chiếu hình ảnh, thí nghiệm minh hoạ nội dung kiến thức phần cần truyền đạt cho học sinh Hoạt động dạy học tiến trình dạy học Đối với “Cacbon” giáo viên thực theo bước sau: I MỤC TIÊU BÀI HỌC Kiến thức Biết được: - Vị trí cacbon bảng tuần hoàn nguyên tố hoá học, cấu hình electron nguyên tử, dạng thù hình cacbon, tính chất vật lí (cấu trúc tinh thể, độ cứng, độ dẫn điện), ứng dụng Hiểu được: - Tính chất hóa học cacbon: Vừa có tính oxi hóa (oxi hóa hiđro kim loại) vừa có tính khử (khử oxi, hợp chất có tính oxi hóa) - Biết vận dụng kiến thức môn học Sinh, Hóa, Địa, Giáo dục công dân để giải thích hiệu ứng nhà kính, tác hại cách làm giảm hiệu ứng nhà kính Kỹ - Dự đoán, làm thí nghiệm kiểm chứng viết PTHH minh hoạ tính chất Hoá học C - Giúp em rèn tốt khả tư duy, thảo luận nhóm, thu thập thông tin, phân tích kênh hình, kênh chữ, liên hệ thực tế - Biết vận dụng kiến thức liên môn giải vấn đề Thái độ - Giáo dục ý thức bảo vệ môi trường - Nghiêm túc, hợp tác tốt, linh hoạt hoạt động vận dụng kiến thức liên môn việc lĩnh hội kiến thức II CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH Giáo viên: - Bảng tuần hoàn nguyên tố hoá học - Mô hình cấu tạo mạng tinh thể kim cương, than chì - Máy chiếu, giảng powerpoint giáo án word Học sinh: - Ôn tập kiến thức học Cacbon hợp chất Cacbon học THCS - Tìm hiểu hiệu ứng nhà kính, tác hại cách làm giảm hiệu ứng nhà kính III TIẾN TRÌNH DẠY - HỌC HOẠT ĐỘNG CỦA GV VÀ HS NỘI DUNG BÀI HỌC Hoạt động 1: VỊ TRÍ VÀ CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ * GV chiếu bảng tuần hoàn lên bảng I VỊ TRÍ VÀ CẤU HÌNH ELECTRON yêu cầu nhóm HS thảo luận nội NGUYÊN TỬ dung: - Vị trí cacbon bảng tuần hoàn - Cacbon thuộc ô số 6, chu kì 2, nhóm IV A - Cấu hình electron nguyên tử cacbon - Số oxi hoá có nguyên tố - Z = → Cấu hình electron : 1s22s22p2 cacbon - Lớp có 4e nên cacbon tạo GV yêu cầu HS lấy ví dụ hợp chất tối đa liên kết cộng hoá trị với chứa cacbon thể số oxi hoá nguyên tử khác nêu - Các số oxi hoá cacbon: – 4, 0, +2, +4 * HS: Trả lời * GV nhận xét, sửa chữa, bổ sung Hoạt động 2: TÍNH CHẤT VẬT LÍ - ỨNG DỤNG - GV sử dụng mô hình cấu tạo mạng tinh II TÍNH CHẤT VẬT LÍ - ỨNG DỤNG: SGK thể kim cương, than chì Hướng dẫn HS quan sát, đọc SGK để điền thông tin vào bảng sau Kim cương TC vật lí Cấu tạo Than chì Ứng dụng GV kết hợp cho HS đọc mục IV (SGK) để rút ứng dụng dạng thù hình cacbon - HS làm việc theo nhóm, điền thông tin vào bảng - GV nhận xét, kết luận, bổ sung thêm tư liệu than hoạt tính Hoạt động 3: TÍNH CHẤT HÓA HỌC - GV: Yêu cầu HS: Từ số OXH III TÍNH CHẤT HÓA HỌC cacbon, dự đoán tính chất hoá học * NX: Số OXH có cacbon cacbon Minh hoạ phản ứng hoá học cho biết vai trò cacbon phản ứng - HS: Trả lời - GV: Kết luận tính chất hoá học → Trong phản ứng hoá học, cacbon nhường e (thể tính khử) nhận e (thể tính oxi cacbon hoá) Tính khử a) Tác dụng với oxi Cacbon cháy không khí, phản ứng tỏa nhiều nhiệt: - GV đặt câu hỏi : Khi sử dụng bếp than, khí gây đau đầu, chóng mặt? Nên sử dụng bếp than để giảm thiểu ô nhiễm không khí? - GV: Yêu cầu HS trình bày hiểu biết hiệu ứng nhà kính - HS: Trả lời - GV: Khi đốt hiđrocacbon, nhiên liệu công nghiệp, đời sống, sinh CO2 nguyên nhân gây nên hiệu ứng nhà kính Bản thân CO2 chất gây ô nhiễm môi trường, CO2 tác nhân gây hiệu ứng nhà kính, làm ảnh hưởng lớn đến môi trường Chiếu clip hiệu ứng nhà kính, tác hại qua giáo dục ý thức bảo vệ môi trường - GV: Cacbon thể tính khử tác dụng với chất oxi hoá HNO3, H2SO4đ, KClO3, Trong phản ứng này, C thường bị oxi Ở nhiệt độ cao, cacbon lại khử CO theo phản ứng: ⇒ Cùng với khí CO2, có mặt khí CO – Nên sử dụng bếp than nơi thoáng khí (dư oxi) để hạn chế khí CO tạo b) Tác dụng với hợp chất hoá đến CO2 Hãy viết số phương trình hoá học minh hoạ - GV: nhiệt độ cao có chất xúc tác, C tác dụng với khí H2 tạo thành khí CH4 Viết phương trình phản ứng - GV: nhiệt độ cao, C tác dụng với số kim loại hoạt động Ca, Mg, Al, tạo thành cacbua kim loại Tính oxi hóa Yêu cầu HS lấy ví dụ phương trình a) Tác dụng với hiđro phản ứng - GV hướng dẫn HS kết luận tính chất hoá học đơn chất cacbon b) Tác dụng với kim loại (Nhôm cacbua) Kết luận: Trong phản ứng oxi hoá khử, đơn chất cacbon tăng giảm số oxi hoá, nên thể tính khử tính oxi hoá Tuy nhiên, tính khử tính chất chủ yếu cacbon Hoạt động 4: TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN * GV: Hướng dẫn HS đọc SGK, kết hợp IV TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN kiến thức môn Sinh học, Địa lí thảo luận nội dung: - Trong tự nhiên, cacbon tồn - Cacbon tự do: Kim cương, than chì trạng thái nào? - Cơ sở tế bào động, thực vật - Vai trò cacbon sống - Khoáng vật: Canxit (CaCO3), magiezit - Kể số địa danh nước ta có mỏ (MgCO3), đolomit (CaCO3.MgCO3) than mà em biết * HS: Trả lời * GV: Kết luận Hoạt động 6: CỦNG CỐ - BÀI TẬP VỀ NHÀ - GV yêu cầu HS nhắc lại ý lưu ý cacbon vừa thể tính oxi hoá vừa thể tính khử tính khử tính chất chủ yếu cacbon - Luyện tập bài: Trò chơi ô chữ số câu hỏi trắc nghiệm - Bài tập nhà: → SGK trang 70; đọc trước hợp chất cacbon Các hoạt động dạy học diễn theo soạn, giáo viên cần lưu ý số vấn đề để giúp học sinh tích hợp tốt kiến thức môn học khác hiểu sâu hơn, rõ hơn: - Vận dụng kiến thức sinh học giải thích tượng hiệu ứng nhà kính, vai trò cacbon sống - Vận dụng kiến thức môn Giáo dục công dân việc giáo dục bảo vệ môi trường - Sử dụng kiến thức địa lý biết vị trí mỏ than, khoáng vật chứa cacbon nước ta 7 Kiểm tra đánh giá kết học tập * Giáo viên: Quá trình kiểm tra đánh giá thực tiết học kiểm tra cũ tiết học sau * Học sinh Trong hoạt động dạy học, tiếp thu kiến thức học sinh tự đánh giá kết lẫn qua lần thảo luận nhóm Các sản phẩm học sinh Sau dạy kiểm tra thấy 100% học sinh biết trình bày ý tưởng việc giải thích vấn đề, trả lời câu hỏi nêu Đặc biết em biết tích hợp kiến thức môn học để làm Từ kết học tập em nhận thấy việc tích hợp kiến thức liên môn vào môn học việc làm cần thiết, có hiệu rõ rệt học sinh Cụ thể thực thử nghiệm môn Hóa học nói chung “Cacbon” nói riêng đối học sinh lớp 11 năm học 2014- 2015 đạt kết khả quan Chúng thực dự án vào HKII năm học 2014 -2015 học sinh lớp giảng dạy mở rộng khối lớp 10, 11, 12 Việc tích hợp kiến thức liên môn giúp em học sinh không giỏi môn mà cần biết kết hợp kiến thức môn học lại với để trở thành người phát triển toàn diện Đồng thời việc thực sản phẩm giúp người giáo viên không ngừng trau dồi kiến thức môn học khác để dạy môn tốt hơn, đạt hiệu cao Chúng xin chân thành cảm ơn!