(SKKN 2022) một số cách quy đổi mới giúp học sinh lớp 12 giải nhanh bài tập chất béo

1.Mở đầu 1.1 Lí chọn đề tài Như biết Từ năm 2015, Bộ GD & ĐT thức gộp hai kì thi tốt nghiệp THPT kì thi tuyển sinh Đại học thành kì thi chung Chính vậy, hình thức nội dung thi có thay đổi đáng kể so với trước Cụ thể đề thi phải đảm bảo nội dung nhằm phát triển lực học sinh từ dễ đến khó, chí khó theo mức độ nhận biết, thông hiểu, vận dụng, vận dụng cao Trong Chất béo phần tập thường xuyên đưa vào phân loại học sinh mức độ vận dụng vận dụng cao gây khơng khó khăn cho em học sinh, chí nhiều Thầy, giáo giải nó, thời gian ngắn Hiện chưa có tài liệu thống thực hoàn chỉnh phương pháp giải nhanh dạng tập phân loại chất béo Chính tơi thực đề tài “Một số cách quy đổi giúp học sinh lớp 12 giải nhanh tập chất béo” 1.2 Mục đích nghiên cứu Đề tài nghiên cứu nhằm giúp Thầy, cô em học sinh dễ dàng tiếp cận xử lí nhanh tập phân loại chất béo kỳ thi tốt nghiệp THPT thi HSG cấp 1.3 Đối tượng nghiên cứu Đề tài nghiên cứu số cách giải hoàn toàn tập chất béo thuộc chương trình hóa học lớp 12 1.4 Phương pháp nghiên cứu Đưa sở lí thuyết khoa học cho cách quy đổi, dạng tập thường gặp, cách áp dụng, ví dụ minh họa tập vận dụng Khảo sát học sinh tiếp cận tập chất béo trước sau sử dụng đề tài theo hình thức tương tác trực nhóm học sinh Lập bảng thống kê, xử lí số liệu để đối chứng tiến học sinh sau dùng đề tài 1.5 Những điểm SKKN Mỗi cách quy đổi phù hợp với kiểu tập đặc thù để có cách xử lí nhanh Các ví dụ minh họa, tập vận dụng cập nhật từ đề thi thử tốt nghiệp THPT của trường, đề thi minh họa, đề thi thức Bộ GD & ĐT Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm Trong thực tế dạy học nay, giải tập chất béo Thầy, cô thường giấy thiệu số đơn lẻ trang bị cho em vài thao tác giải đơn giản mà khơng mang tính tổng qt, thiếu sở khoa học Chính em học sinh gặp khó khăn, lúng túng, khơng biết nên xử tập cho hiệu nhất, khơng phát huy tính tư duy, sáng tạo găp Trang1 tập mới, lạ, khó Trong kì thi nay, đặc biệt kì thi tốt nghiệp THPT thể loại tập chất béo khai thác nhiều hơn, khó như: Thủy phân chất béo kết hợp đốt cháy, cộng Br2, hiđro hóa chất béo khơng no Khó tập hỗn hợp chất béo với hợp chất hữu khác,…Dẫn đến làm cho học sinh trở nên lúng túng, hoang mang, phương hướng giải tập loại 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng biện pháp Tôi khảo sát học sinh trường THPT Hậu lộc khả tiếp cận tập chất béo trước sử dung đề tài hai năm học 2019-2020 2020-2021 theo hình thức tương tác trực tiếp với nhóm học sinh lớp khác thu kết sau: - Năm học 2019 – 2020: Nhóm Sĩ số Giỏi Khá Trung bình Yếu SL % SL % SL % SL % Nhóm I 15 0,00 13,33 33,33 53,34 (Lớp 12A2) Nhóm II 15 0,00 20 46,67 33,33 (Lớp 12A6) - Năm học 2020 – 2021: Nhóm Sĩ số Giỏi Khá Trung bình Yếu SL % SL % SL % SL % Nhóm I 16 0,00 18,7 50 31,25 (Lớp 12A7) Nhóm II 16 12,5 25 37,5 25 (Lớp 12A8) Từ kết khảo sát ta thấy khả tiếp cận giải tập chất béo em học sinh 2.3 Các giải pháp sử dụng để giải vấn đề Tôi áp dụng ba cách quy đổi sau để giải vấn đề 2.3.1 Quy đổi chất béo no thành COO, CH2, H2 a Bản chất quy đổi COO  COO  Quy ® ỉi C17H35- COO - CH  → → CH t¸ch H2  CnH2n+2 → (CH2 )n + H2 H C17H35- COO - CH2  4 4 43 C17H35- COO - CH2 Tách COO, gốc hiđ rocacbon lại liên kết vớ i thành ankan ã Quan hệmol: nH2 =n chất béo = nCOO ; nCOO =nNaOH phản ứng ã Một số ý - COO không bị cháy nên lượng O2 đốt cháy chất béo đốt cháy CH2, H2 - Nếu đề cho chất béo không no thi ta thêm lượng H để biến thành chất béo no quy đổi tượng tự - Trong trình giải kết hợp linh hoạt với định luật bảo tồn Trang2 b Đặc điểm tốn áp dụng: Bài toán đốt cháy chất béo đốt cháy kết hợp cộng H2, Br2 c Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Thủy phân hồn tồn triglixerit X dung dịch NaOH, thu glixerol, natri stearat natri oleat Đốt cháy hoàn toàn m gam X cần vừa đủ 3,22 mol O2, thu H2O 2,28 mol CO2 Mặt khác, m gam X tác dụng tối đa với a mol Br2 dung dịch Giá trị a A 0,04 B 0,08 C 0,20 D 0,16 (Đề thi THPT Quốc gia năm 2018) Hướng dẫn BTNT C  → n X = n CO2 / 57 = 0,04 mol COO(0,12 mol)    + O2 (3,22+ 0,5a ) mol X → X ' → CH (BT.C : 2,16 mol) → CO + H 2O H (0,04 mol)    BT.e  → 2,16.6 + 0,04.2 = 4(3, 22 + 0,5a) ⇒ a = 0,08 + H (a mol) Quy ®ỉi Ví dụ 2: Đốt cháy hồn tồn 17,16 gam triglixerit X, thu H2O 1,1 mol CO2 Cho 17,16 gam X tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ, thu glixerol m gam muối Mặt khác, 17,16 gam X tác dụng tối đa với 0,04 mol Br dung dịch Giá trị m A 18,48 B 17,72 C 16,12 D 18,28 ( Đề thi THPT Quốc gia năm 2019) Hướng dẫn COO(3x mol)    + O2 + H (0,04 mol) Quy ®ỉi X → X ' → CH (BT.C : (1,1-3x) mol)  → CO + H 2O { H (x mol)  1,1 mol 1 42 4 44 4 4 43 17,24gam ⇒ 44.3x + 14(1,1 − 3x) + 2x = 17, 24 ⇒ x = 0,02 BTKL  → m = m X + m NaOH − mC3H5 (OH)3 = 17, 72gam { { 14 43 17,16 3.0,02.40 0,02.92 Ví dụ 3: Xà phịng hóa hồn tồn m gam hỗn hợp E gồm triglixerit dung dịch NaOH, thu glixerol hỗn hợp X gồm ba muối C 17HxCOONa, C15H31COONa, C17HyCOONa với tỉ lệ mol tương ứng : : Mặt khác, hiđro hóa hồn tồn m gam E thu 68,96 gam hỗn hợp Y Nếu đốt cháy hoàn toàn m gam E cần vừa đủ 6,09 mol O2 Giá trị m A 60,32 B 60,84 C 68,20 D 68,36 ( Đề thi minh họa tốt nghiệp THPT năm 2021) Hướng dẫn n COO = 3a + 4a + 5a = 12a mol; nC = 3a.18 + 4a.16 + 5a.18 + 4a.3 = 220a mol Trang3 COO(12a mol)    + O (6,09+0,5x) mol E → Y → CH (BT.C : 208a mol)  → CO + H 2O { H (3a mol)  220a mol 1 42 4 4 4 43 + H (x mol) Quy ®ỉi 68,96 gam 44.12a + 14.208a + 8a = 68,96 a = 0,02 ⇒ ⇒ m = 68,96 − 0,38.2 = 68, gam  BT.e : 208a.6 +4a.2 =(6,09+0,5x).4  x = 0,38 Ví dụ 4: Đốt cháy hoàn toàn 25,74 gam triglixerit X, thu H 2O 1,65 mol CO2 Nếu cho 25,74 gam X tác dung với dung dịch NaOH vừa đủ, thu glixerol m gam muối Mặt khác, 25,74 gam X tác dụng tối đa với 0,06 mol Br2 dung dịch Kết luận sau không đúng? A Trong phân tử X có liên kết π B Số nguyên tử C X 54 C Số mol X 25,74 gam 0,03 D Giá trị m 26,58 Hướng dẫn COO(3a mol)    + O2 X → X ' → CH (BT.C : (1,65 − 3a) mol)  → CO + H 2O {  H (a mol)  1,65 mol 1 42 4 4 4 4 43 + H (0,06 mol) Quy ® æi 25,74 + 0,06.2 = 28,86 gam ⇒ 3a.44 + 14(1,65 − 3a) + 2a = 25,86 ⇒ a = 0,03 mol 0,06 ⇒ Sè π X = +3=5 0,03 1,65 ⇒ CX = = 55 0,03 BTKL  → m = m X + m NaOH − m C3H5 (OH)3 = 26,58 gam { { 14 43 25,74 0,09.40 0,03.92 d Bài tập áp dụng Câu 1: Đốt cháy hoàn toàn m gam triglixerit X cần vừa đủ 1,61 mol O 2, thu 1,06 mol H2O Nếu thủy phân hoàn toàn m gam X dung dịch KOH đun nóng, thu dung dịch X chứa 19,24 gam muối Để chuyển hóa a mol X thành chất béo no, cần dùng 0,06 mol H2 (xúc tác Ni, t°) Giá trị a A 0,02 B 0,06 C 0,03 D 0,01 (Đề thi thử TNTHPT – THPT Triệu Sơn – Thanh Hóa – Lần – Năm 2021 ) Câu 2: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm triglixerit thu 47,52 gam CO2 18,342 gam H2O Mặt khác, m gam X làm màu tối đa 3,36 gam brom dung dịch Nếu cho m gam X xà phịng hóa dung dịch KOH vừa đủ thu x gam muối Giá trị x gần với giá trị sau đây? A 16,5 B 18,5 C 15,5 D 16,0 (Đề thi thử TNTHPT – Liên trường Nghệ An –Năm 2021) Câu 3: Đun nóng m gam hỗn hợp E chứa triglixerit với 90 ml dung dịch NaOH 1M (vừa đủ), thu glixerol hỗn hợp muối Y Hiđro hóa hồn tồn Y cần vừa đủ 0,1 mol H2, thu muối natri stearat Giá trị m bao Trang4 nhiêu? A 26,5 B 32,0 C 26,6 D 26,7 (Đề thi thử TNTHPT – Sở GD&ĐT Vĩnh Phúc – Lần –Năm 2021) Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn 0,08 mol chất béo X cần dùng vừa đủ 6,36 mol O2 Mặt khác, cho lượng X vào dung dịch nước Br dư thấy có 0,32 mol Br tham gia phản ứng Nếu cho lượng X tác dụng hết với NaOH khối lượng muối khan thu A 58,4 gam B 88,6 gam C 78,4 gam D 72,8 gam (Đề thi thử TNTHPT – Liên trường Nghệ An –Năm 2021) Câu 5: Đốt cháy hoàn toàn (m + 4,32) gam triglixerit X cần dùng 3,1 mol O 2, thu H2O 2,2 mol CO2 Mặt khác, lượng X tác dụng tối đa với 0,08 mol H2 (Ni, t°C) Nếu cho (m + 0,03) gam X tác dụng với dung dịch KOH vừa đủ, thu glixerol a gam muối Giá trị a A 31,01 B 32,69 C 33,07 D 31,15 (Đề thi thử TNTHPT – THPT Nguyễn Khuyến – Năm 2021) Câu 6: Xà phịng hóa hồn tồn m gam triglixerit X lượng dung dịch KOH (vừa đủ), cô cạn hỗn hợp sau phản ứng, thu hỗn hợp muối khan Y Đốt cháy hoàn toàn Y cần vừa đủ 4,41 mol O 2, thu K2CO3; 3,03 mol CO2 2,85 mol H2O Mặt khác m gam triglixerit X tác dụng tối đa với a mol Br dung dịch Giá trị a A 0,18 B 0,12 C 0,36 D 0,60 (Đề thi thử TNTHPT – Sở GD&ĐT Bắc Giang – Lần – Năm 2021) Câu 7: Xà phịng hóa hồn tồn m gam hỗn hợp E gồm triglixerit dung dịch NaOH, thu glixerol 61,32 gam hỗn hợp X gồm ba muối C15H31COONa, C17HxCOONa, C17HyCOONa với tỉ lệ mol tương ứng 2,5 : 1,75 : Mặt khác, hiđro hóa hồn tồn m gam E thu a gam hỗn hợp Y Nếu đốt cháy hoàn toàn m gam E cần vừa đủ 5,37 mol O2 Giá trị a A 60,20 B 59,36 C 59,50 D 58,50 (Đề thi thử TNTHPT – THPT Phụ Dực – Thái Bình – Lần – Năm 2021) 2.3.2 Quy đổi chất béo thành axit béo, C3H5(OH)3, H2O a Bản chất quy đổi ChÊt bÐo +3H2O € axit bÐo +C3H5(OH)3 axit bÐo    ⇒ Coi ChÊt bÐo =axit bÐo +C3H5(OH)3 − 3H2O → C3H5(OH)3  H O    nH O • Quan hƯmol: nC3H5 (OH)3 =n chÊt bÐo =- (nH2O