Giáo án chuyên đề Hoá học 10 cánh diều Bài 9: Thực hành thí nghiệm hoá học ảo (P2)

HĐ CỦA GV VÀ HS

SẢN PHẨM DỰ KIẾN

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ:

- GV giới thiệu phần mềm sử dụng và cách cài đặt: Trong nội dung bài học này, chúng ta sẽ sử dụng Yenka để thực hiện thí nghiệm ảo.

Link tải phần mềm:

https://yenka.com/science/

+ Trong mục “Nội dung Yenka” à “Khoa học” à Hoá học

+ Trong mục “Sử dụng tại nhà miễn phí” à “Nhận bản sao Yenka cá nhân miễn phí” à “…dành cho sinh viên”

+ Làm các bước tiếp theo như hướng dẫn trên màn hình.

- GV cho HS tìm hiểu và thực hành lại các bước thực hiện thí nghiệm “năng lượng hoá học qua phản ứng của magnesium tác dụng với dung dịch hydrochloric acid” và trả lời câu hỏi:

+ Quan sát thấy hệ thống thiết bị gồm những dụng cụ nào? (gồm một cốc chia độ, lọ đựng dung dịch hydrochloric acid và lọ đựng magnesium; một nhiệt kế được cắm vào cốc, nhiệt kế chỉ nhiệt độ của môi trường (bao gồm cả Mg, dung dịch HCl) là 25^oC)

+ Nêu các hiện tượng thí nghiệm quan sát được:

^o Trong cốc có hiện tượng gì? (xuất hiện bọt khí)

^o Sự thay đổi của nhiệt độ: Lúc đầu nhiệt độ như thế nào? (tăng đến 46^oC rồi dừng lại) Lúc sau nhiệt độ như thế nào? (nhiệt độ lại từ từ giảm dần)

^o Biến thiên enthalpy của phản ứng cho 1 mol Mg phản ứng bằng bao nhiêu? (-466,0 kJ)

^o Để quan sát phản ứng ở cấp độ nguyên tử, chọn nút nào? (Đưa chuột lên cốc, chọn trên thanh trạng thái Atom Viewer).

- HS thảo luận, trả lời các câu hỏi thảo luận:

1. Vì sao lại phải sử dụng cốc chia độ?

2. Vì sao HCl được cho vào rất dư so với lượng cần phản ứng?

3. Vì sao nhiệt độ lại tăng lên khi phản ứng xảy ra?

4. Vì sao nhiệt độ hỗn hợp chỉ tăng lên tới 46^oC?

5. Vì sao sau đó nhiệt độ dung dịch lại giảm dần?

6. Một bạn học sinh tính lượng nhiệt toả ra trong thí nghiệm như sau. Biết rằng, nhiệt dung riêng của nước là 4,184 Jg^-1K^-1 (nghĩa là để nâng nhiệt độ của 1,0g nước lên 1^oC thì cần cung cấp 4,184 J nhiệt lượng); khối lượng riêng của nước, D = 1 g mL^-1

- Khối lượng nước là m = V  D = 50  1,0 = 50g.

- Lượng nhiệt toả ra tính được theo công thức:

Q = C  m  (T₂ – T₁) = 4,184  50  (46 – 25) = 4 393,2 J

Lượng nhiệt toả ra thực tế trong thí nghiệm này là bao nhiêu kJ? Vì sao lại có sự sai khác giữa kết quả tính của bạn học sinh và kết quả thực tế?

7. Cho biết  (kJ mol^-1) các chất ở trạng thái tương tự như sau:

Hãy viết phương trình hoá học của phản ứng diễn ra trong thí nghiệm trên và tính  của phản ứng.

Nhiệm vụ 2: Tìm hiểu định luật bảo toàn số khối và điện tích

- GV cho HS nhận xét tổng số khối và điện tích trước và sau phản ứng của một số phản ứng. Từ đó rút ra nhận xét.

- HS phát biểu định luật bảo toàn số khối và điện tích.

- GV cho HS đọc Ví dụ, HS trình bày lại cách vận dụng định luật để tìm x và y.

- HS trả lời câu hỏi 6 (SGK -tr18).

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ:

- HS theo dõi SGK, chú ý nghe, tiếp nhận kiến thức, hoàn thành các yêu cầu, thảo luận nhóm, suy nghĩ trả lời câu hỏi.

Bước 3: Báo cáo, thảo luận:

- HS giơ tay phát biểu, lên bảng trình bày

- Một số HS khác nhận xét, bổ sung cho bạn.

Bước 4: Kết luận, nhận định: GV tổng quát lưu ý lại kiến thức trọng tâm và yêu cầu HS ghi chép đầy đủ vào vở.

2. Thí nghiệm về năng lượng hoá học qua phản ứng của magnesium tác dụng với dung dịch hydrochloric acid.

Link tải phần mềm:

https://yenka.com/science/

Bước 1: Cài đặt phần mềm

Bước 2: Chọn thí nghiệm

Trong giao diện của Yenka, click “I’m at home” – “OK” – “Chemistry” – “Reaction energies” – “open”, giao diện đầu của thí nghiệm sẽ hiện ra:

Hình 9.2. Lựa chọn thí nghiệm

Hình 9.3. Giao diện đầu của thí nghiệm

Bước 3: Bấm chọn mũi tên  sẽ hiện các hướng dẫn (bằng tiếng Anh) để làm thí nghiệm: Cho 0,24 gam Mg và 50mL dung dịch HCl 2M vào cốc chia độ (giữ chuột trái vào mỗi chất và rê chuột để dịch chuyển tới vị trí mong muốn). Phản ứng bắt đầu xảy ra.

Hình 9.4. Sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian

Hình 9.5. Nút quan sát Atom Viewer

Bước 4: Có thể tiếp tục bấm mũi tên, sẽ hiện lên các hướng dẫn và câu hỏi (bằng tiếng Anh).

Câu hỏi 1:

Sử dụng cốc chia độ để lấy được chính xác lượng dung dịch hydrochloric acid 2M (là 50mL)

Câu hỏi 2:

HCl được cho vào rất dư so với lượng cần phản ứng để Mg phản ứng hoàn toàn.

Câu hỏi 3:

Nhiệt độ tăng lên khi phản ứng xảy ra do phản ứng toả nhiệt (có biến thiên enthalpy của phản ứng là -466,0 kJ < 0)

Câu hỏi 4:

1 mol Mg phản ứng toả ra 466,0 kJ nhiệt lượng

0,24 gam = 0, 01 mol Mg toả ra 466.0,01 = 4,66 kJ nhiệt lượng

Lượng nhiệt này tương đương với 46^oC

Câu hỏi 5:

 Phản ứng kết thúc, đồng thời dừng toả nhiệt. sau khi phản ứng kết thúc, nhiệt độ trong cốc giảm dần để cân bằng với nhiệt độ môi trường.

Câu hỏi 6:

Lượng nhiệt toả ra thực tế trong thí nghiệm này là 4,66 kJ

Có sự sai khác giữa kết quả tính của bạn học sinh và kết quả thực tế là do ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường.

Câu hỏi 7:

Phương trình hoá học của phản ứng:

Mg(s) + 2HCl(aq) à MgCl₂(aq) + H₂(g)

(MgCl₂(aq) + (H₂(g)) - (Mg(s) – 2. (HCl(aq))

   = (-800) + 0 – 0 – 2.(-167,16) =  -465,68 kJ