Vận dụng lý thuyết Graph để rèn luyện kỹ năng tóm tắt đề bài toán Hóa Học trong dạy và học Hóa học chương NiTơ lớp 11 THPT 1 MỤC LỤC I PHẦN MỞ ĐẦU Trang I 1 Lí do chọn đề tài 2 I 2 Mục đích nghiên cứu[.]
MỤC LỤC I PHẦN MỞ ĐẦU: Trang I.1 Lí chọn đề tài .2 I.2 Mục đích nghiên cứu đề tài I.3 Đối tượng nghiên cứu .2 I.4 phương pháp nghiên cứu I.5 Những điểm SKKN .3 PHẦN II: NỘI DUNG II.1 Cơ sở lý luận II.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng SKKN II 3.VẬN DỤNG LÝ THUYẾT GRAPH ĐỂ RÈN LUYỆN KĨ NĂNG TÓM TẮT ĐỀ BÀI TỐN HĨA HỌC CHƯƠNG NITƠ LỚP 11: II.3.1 Quy trình lập Graph giải toán II.3.2 Xây dựng Graph đề tốn hóa học chương nitơ lớp 11 II.3.2.1.1 Bài tốn tính oxi hóa – khử nitơ II.3.2.1.2 Bài toán nhiệt phân muối nitrat 11 II.3.2.1.3 Bài toán P2O5 tác dụng với dung dịch kiềm 13 II.3.3.Nhóm cacbon II.4 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC: 16 III KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT .17 SangKienKinhNghiem.net I MỞ ĐẦU I Lý chọn đề tài Các kết nghiên cứu lí luận dạy học thực tiễn dạy học phổ thông năm qua khẳng định có phát huy tính chủ động, tích cực học sinh giúp học sinh biết cách học, cách tự học trình học em đạt kết tốt Nhiệm vụ đổi phương pháp dạy học theo hướng tích cực hố hoạt động học tập học sinh khơng định hướng mà đòi hỏi cần nghiên cứu xác định nguyên tắc, quy trình vận dụng phương pháp dạy học tích cực Việc kết hợp phương pháp truyền thống với phương pháp dạy học đặc thù phương pháp mơ hình hóa, phương pháp vận dụng lý thuyết Graph giải pháp tốt Graph chuyên ngành toán học đại ứng dụng vào nhiều ngành khoa học khác như: khoa học kỹ thuật, kinh tế học Bởi Graph tốn học phương pháp khoa học có tính khái qt cao, tính trực quan cụ thể, mơ hình hóa cấu trúc hoạt động Graph, mã hóa mối quan hệ đối tượng nghiên cứu Bên cạnh đó, Chương Nitơ lớp 11 phần có nhiều kiến thức khó, tập phần đa dạng, phong phú chiếm tỉ lệ cao đề thi học sinh giỏi THPTQG năm gần Do để giúp em giải tốt tập phần này, phát triển tư duy, khả suy luận, tính sáng tạo cần có bước tóm tắt đề tốn, giúp học sinh biết vận dụng sơ đồ tóm tắt để đưa hướng giải nhanh nhất, phù hợp Xuất phát từ lí trên, tơi chọn đề tài " Vận dụng lý thuyết Graph để rèn luyện kỹ tóm tắt đề tốn Hóa Học dạy học Hóa học chương NiTơ lớp 11 THPT” I Mục đích nghiên cứu Vận dụng lý thuyết Graph để rèn luyện kĩ tóm tắt đầu tốn hóa học dạy học hóa học nhằm: Nâng cao khả sử dụng tập dạy học hóa học trường THPT cho giáo viên theo hướng đổi phương pháp giảng dạy Rèn luyện cho học sinh kĩ tóm tắt tốn, từ tìm hướng giải tốn cách hợp lí nhất, nhanh Hình thành cho học sinh khả phát chất, cốt lõi vấn đề, phát triển tư logic, từ hình thành lực giải vấn đề sống I.3 Đối tượng nghiên cứu Xây dựng Graph đề tốn để rèn luyện kĩ tóm tắt đề toán dạy học SangKienKinhNghiem.net hóa học Chương Nitơ lớp 11 Phạm vi nghiên cứu Các tập liên quan đến Chương Nitơ lớp 11 I.4 Phương pháp nghiên cứu Các phương pháp nghiên cứu lí luận Nghiên cứu tài liệu liên quan đến đề tài Nghiên cứu lí luận nhận thức, tư Nghiên cứu lí luận đổi phương pháp phương tiện dạy học Phân tích tổng hợp Phân loại hệ thống hóa Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn Điều tra tình hình sử dụng tập dạy học hóa học Trao đổi kinh nghiệm với giáo viên việc vận dụng lý thuyết Graph để tóm tắt đề toán 1.5 Những điểm sáng kiến kinh nghiệm Học sinh cần xây dựng đỉnh sau nối đỉnh lại với ta sơ đồ toán Áp dụng định luật để giải nhanh tập phù hợp với thi trắc nghiệm II NỘI DUNG II.1 Cơ sở lý luận Việt Nam từ năm 1971, giáo sư Nguyễn Ngọc Quang người nghiên cứu chuyển hóa Graph tốn học thành Graph dạy học công bố nhiều công trình lĩnh vực Trong cơng trình đó, giáo sư nghiên cứu ứng dụng lý thuyết Graph khoa học giáo dục, đặc biệt giảng dạy hóa học Sau có nhiều tác giả sâu nghiên cứu lĩnh vực Năm 1980, tác giả Trần Trọng Dương nghiên cứu đề tài: "Áp dụng phương pháp Graph algorit hóa để nghiên cứu cấu trúc phương pháp giải, xây dựng hệ thống lập cơng thức hóa học trường phổ thơng" Năm 1983, Nguyễn Đình Bào nghiên cứu sử dụng Graph để hướng dẫn ôn tập mơn tốn, Nguyễn Anh Châu nghiên cứu sử dụng sơ đồ Graph để hệ thống hóa kiến thức mà học sinh học chương chương trình nhằm thiết lập mối liên hệ phần kiến thức học, giúp học sinh ghi nhớ lâu SangKienKinhNghiem.net Năm 1984, Phạm Văn Tư nghiên cứu đề tài "Dùng Graph nội dung lên lớp để dạy học chương Nitơ- Photpho lớp 11 trường phổ thông trung học" Với thành công ông, lý thuyết Graph vận dụng phương pháp dạy học hóa học thực có hiệu Trong lĩnh vực dạy sinh học trường phổ thông, Nguyễn Phúc Chỉnh người ứng dụng lý thuyết Graph dạy học giải phẫu- Sinh lý người (2005) Phạm Thị My (2000) nghiên cứu "Ứng dụng lý thuyết Graph xây dựng sử dụng sơ đồ để tổ chức hoạt động nhận thức học sinh dạy học sinh học THPT" Nguyễn Thị Ban: "Sử dụng Graph để dạy từ tiếng việt THCS", "Sử dụng Graph vào việc phân tích mối quan hệ nghĩa câu đoạn văn" Phạm Minh Tâm với: "Sử dụng Graph vào dạy học địa lý lớp 12THPT" Nguyễn Mạnh Chung: "Sử dụng Graph vào dạy học địa lý lớp 12 THPT" Phạm Thị Kim: "Sử dụng Graph để dạy câu văn chương trình lớp 10- THPT- SGK thí điểm năm 2003" Như , thấy việc vận dụng lý thuyết Graph vào trình dạy học nước ta bước đầu quan tâm ngày thu hút ý nhiều nhà sư phạm đông đảo thầy giáo Nhiệm vụ đề tài Tìm hiểu tổng quan lý thuyết Graph Nghiên cứu quy trình xây dựng Graph ứng dụng vào việc xây dựng Graph đề tốn hóa học II Thực trạng II 2.1 Thuận lợi –khó khăn II 2.1.1 Thuận lợi - Đối với học sinh THPT, em trưởng thành nên ý thức, động học tập tương đối cao - Đội ngũ giáo viên đạt chuẩn, trẻ, nhiệt tình, thân thiện, ln quan tâm giúp đỡ học sinh nhằm giúp em học sinh có nhiều hội để nắm bắt thơng tin, tìm kiếm dạng tập các phương pháp giải tập cách nhanh chóng dễ dàng II 2.1.2 Khó khăn Học sinh cịn bị ảnh hưởng cách truyền thụ trước đây, nên ỷ lại, lười suy nghĩ, không chuẩn bị nhà, học lơ khơng tập trung, làm giảm khả tư SangKienKinhNghiem.net học sinh.Bên cạnh phần lớn HS trường trung bình yếu chưa có khả tự nghiên cứu, tìm tịi, việc áp dụng phương pháp cần phải có thời gian định II 2.2 Thành công hạn chế II 2.2.1 Thành công: Dựa vào phương pháp này, giúp HS khá, giỏi giải tập trắc nghiệm cách nhanh nhất.Đối với học sinh trung bình yếu dần hiểu chất vấn đề tốn, biết cách tư để tự tìm cách giải toán II 2.2.2 Hạn chế: Phần lớn HS trường HS trung bình yếu nên việc áp dụng phương pháp phải có thời gian để rèn cho em II 2.2.3 Mặt mạnh – mặt yếu Mặt mạnh: Giúp HS giải nhanh tập trắc nghiệm Mặt yếu: Nếu áp dụng tiết luyện tập việc áp dụng đề tài cịn khó khăn II 2.2.4 Ngun nhân yếu tố tác động - Phần lớn học sinh lười học , thiếu tìm tịi sáng tạo học tập, khơng có phấn đấu vươn lên, có thói quen chờ đợi phụ thuộc vào giáo viên, bạn bè - Giáo viên chưa thực quan tâm đến tất đối tượng học sinh lớp, việc kiểm tra đánh giá chưa thật nghiêm túc, chưa có tác dụng khích lệ học sinh học tập, phận nhỏ em khơng xác định mục đích việc học Các em đợi đến lên lớp, nghe giáo viên giảng ghi vào nội dung học sau nhà lấy tập “học vẹt” mà không hiểu nội dung nói lên điều Chưa có phương pháp động học tập đắn II.3 CÁC GIẢI PHÁP ĐÃ SỬ DỤNG ĐỂ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VẬN DỤNG LÝ THUYẾT GRAPH ĐỂ RÈN LUYỆN KĨ NĂNG TĨM TẮT ĐỀ BÀI TỐN HĨA HỌC TRONG DẠY VÀ HỌC HÓA HỌC CHƯƠNG NITƠ LỚP 11 II.3.1 Quy trình lập Graph giải tốn Bước 1: Xác định nội dung đỉnh: số liệu nằm thành phần điều kiện tường minh ẩn bổ sung, thao tác biến hóa (phương tiện giải hay phép tính tốn) để biến toán ban đầu thành toán trung gian Bước 2: Dựng đỉnh Mã hóa kiến thức chốt Thực chất tóm gọn lại nội dung kiến thức chốt vừa tìm kí hiệu, chữ viết tắt, hình vẽ…Mã hóa kiến thức chốt giúp ta rút gọn Graph, làm cho đỡ cồng kềnh mà dễ hiểu Ví dụ: “hỗn hợp” ghi “hh”, “dung dịch” ghi “dd” “chất rắn” hay “kết tủa” biễu diễn dấu “ ”, “chất khí” biễu diễn “ ” SangKienKinhNghiem.net - Biễu diễn chất tạo thành tốn cơng thức cụ thể không nên ghi tạo thành chất A, chất B… - Đặt số liệu cho tìm vào vị trí đỉnh, số liệu tính sẵn số mol Xếp đỉnh: kiện “cho” nằm phía trái phía trên, “cái cần tìm” nằm bên phải phía tùy thuộc vào chất, đặc điểm mà xếp cho khoa học, thẩm mĩ, thể phát triển logic toán Lưu ý: quy ước mã hóa phải đơn giản, dễ hiểu để học sinh đọc Bước 3: Lập cung Nối đỉnh với mũi tên để diễn tả mối quan hệ phụ thuộc đỉnh với nhau, thể chiều hướng phát triển tốn Bước 4: Hồn thiện Graph Lưu ý: để Graph giải đơn giản hóa, ta lược bỏ số liệu "cho",coi hiểu ngầm, giữ lại số liệu tham gia trực tiếp vào phép biến đổi II.3.2 Xây dựng Graph đề tốn hóa học điển hình chương nitơ lớp 11 II.3.2.1 Nhóm Nitơ II.3.2.1.1 Bài tốn tính oxi hóa – khử nitơ Bài Để m gam sắt ngồi khơng khí, sau thời gian thu hỗn hợp B có khối lượng 12 gam bao gồm Fe oxit FeO, Fe2O3, Fe3O4 Cho B tác dụng hoàn toàn với 200ml dung dịch HNO3 aM lỗng thu 2,24 lít khí NO (đktc) Tính m nồng độ mol aM dung dịch HNO3 dùng Graph tóm tắt hhB: 12g Fe Fe: m (g) +O2 (kk) 200ml dd HNO3 aM FeO Fe3+ nNO : 0,1 mol Fe2O3 Fe3O4 m=? Hướng dẫn: Coi hỗn hợp B chứa Fe (x mol) O(y mol) 56x + 16y = 12 Áp dụng ĐLBT mol e 3x =2y +0,3 m =10,08 g BT nguyên tố N a = 3,2M SangKienKinhNghiem.net a=? Bài Cho 3,51 gam Al tác dụng vừa đủ với lít dung dịch HNO3 thu hỗn hợp khí A gồm NO N2 có tỉ khối hidro 14,75.Tính thể tích khí sinh ( đktc)? * Graph tóm tắt:: NO 2l dd HNO3, aM Al3+ VNO=? + hh A N2 Al: 3,51 g dA H VN2 =? = 14,75 Hướng dẫn: Sử dụng pp đường chéo nNO = nN2 =a mol BT mol e a =0,03 mol VNO = VN 0, 672lít = 0,672 lít Bài Hịa tan hồn tồn 1,23 gam hỗn hợp X gồm Cu Al vào dung dịch HNO3 thu 0,448 lít khí NO (sản phẩm khử điều kiện tiêu chuẩn) dung dịch Y Sục từ từ khí NH3 (dư) vào dung dịch Y, sau phản ứng xảy hoàn toàn thu m gam kết tủa Tính thành phần phần trăm khối lượng Cu hỗn hợp X giá trị m? Graph tóm tắt: nNO = 0,02 mol 1,23g hhX Cu +HNO3 đặc, nóng Al Cu(NO3)2 dd Y Al(NO ) 33 HNO3 d NH3 d Hướng dẫn: Ta có nAl = x, n Cu = y 27x + 64y =1,23 (1) m (g) Al(OH)3 %Cu/X = ? m=? BT mol e 3x + 2y = 0,06 (2) %Cu = 78,05% BT nguyên tố Al nAl(OH)3 = nAl = 0,01 mol m =0,78g Bài 4:Trộn 0,54 g bột Al với hỗn hợp bột Fe2O3 CuO tiến hành phản ứng nhiệt nhôm điều kiện khơng có khơng khí thời gian, hỗn hợp rắn X.Hịa tan X dung dịch HNO3 đặc, nóng dư thu V lít NO (SPkhử nhất) Tìm V SangKienKinhNghiem.net Graph tóm tắt: +2 +3 Fe2O3, CuO 0,54 g Al HNO3 hh X Fe3+, Cu2+ Al3+ + V lít NO2 Hướng dẫn: Từ sơ đồ ta thấy chất nhường e Al chất nhận e HNO3 Bảo tồn mol e VNO2 =1,344 lít Bài Hịa tan hồn tồn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu ( tỉ lệ mol 1:1) axit HNO3 thu V lít hỗn hợp khí X gồm NO NO2, dung dịch Y ( chứa muối axit dư) Tỉ khối X H2 19 Xác định giá trị V? Graph tóm tắt: V lít hh X NO NO2 dX 12g hh Cu: a mol H =19 +HNO3 Fe: a mol dd Y Cu(NO3)2 Fe(NO3)3 V=? HNO3 d Hướng dẫn: Ta có 64a + 56a =12 a =0,1 mol Áp dụng pp đường chéo nNO = nNO2 = x mol BT mol e 4x = 0,5 x = 0,125 mol V = 5,6 lít Bài Cho 0,28 mol Al vào dung dịch HNO3 dư, thu khí NO dung dịch chứa 62,04 gam muối Tính số mol NO thu được? Graph tóm tắt: SangKienKinhNghiem.net nNO = x mol +HNO3 0,28 mol Al 62,04 g Al(NO3)3 x=? NH4NO3 Hướng dẫn: nAl ( NO ) nAl = 0,28 mol m Al(NO3)3 = 59,94 < 62,04 3 tạo muối NH4NO3 nNH NO = (62,08 – 59,64)/80 = 0,03 BT mol e nNO = 0,2 Bài Hòa tan m gam Cu dung dịch HNO3 thu 1,12 lít hỗn hợp khí X gồm NO NO2 (ở điều kiện tiêu chuẩn) Tỉ khối X so với H2 16,6 Xác định giá trị m? Graph tóm tắt: m (g) Cu +HNO3 NO 0,05 mol hh X NO2 Cu+2 dX H m=? =16,6 Giải tương tự Đáp số: m = 4,16 gam Bài Hòa tan hỗn hợp gồm 0,05mol Ag 0,03 mol Cu vào dung dịch HNO3 thu hỗn hợp khí A gồm NO NO2 có tỉ lệ mol tương ứng 2:3 Thể tích hỗn hợp khí A đktc bao nhiêu? Graph tóm tắt: Ag:0,05 mol + HNO3 Ag+ + V lít hh khí hh Cu: 0,03 mol NO: 2x mol V=? NO2: 3x mol Cu+2 SangKienKinhNghiem.net Hướng dẫn: BT mol e V = 1,3664 lít Bài Chia hỗn hợp X gồm Mg, Al, Zn thành hai phần nhau: Phần 1: tác dụng với HCl dư thu 0,15 mol H2 Phần 2: cho tan hết dung dịch HNO3 dư thu V lít NO ( nhất) Tính giá trị V? Graph tóm tắt: 1/2 hhX Mg Al Zn 1/2 X X ld C +H +H NO 0,15mol H2 d V lít NO V=? Hướng dẫn: BT mol e V =2,24 lít Bài 10 Khử lượng Fe2O3 H2 thu 2,7 gam nước sinh hỗn hợp A gồm Fe, FeO, Fe3O4 Fe2O3 Hòa tan A dung dịch HNO3 tạo V lít khí NO sản phẩm khử Giá trị V( đktc) bao nhiêu? Graph tóm tắt: 10 SangKienKinhNghiem.net 2,7 gam H2O +H2 Fe2O3 hh A Fe FeO Fe2O3 Fe3O4 + HNO3 V lít NO V=? Hướng dẫn: Ta có nH2 =nH2O BT mol e nNO = 0,1 mol V =2,24 lít II.3.2.1.2 Bài tốn nhiệt phân muối nitrat Bài 1.Nung nóng 66,2 gam Pb(NO3)2 thu 55,4 gam chất rắn Tính hiệu suất phản ứng phân hủy? Graph tóm tắt: t 0C 66,2 gam Pb(NO3)2 55,4 gam r¾n H=? H% Hướng dẫn: Áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng mPb(NO3)2pứ =33,1g H 33,1 x100 50% 66, Bài Nhiệt phân hoàn toàn 34,65 gam hỗn hợp gồm KNO3 Cu(NO3)2 thu hỗn hợp khí X Tỉ khối X so với khí hidro 18,8 Khối lượng Cu(NO3)2 hỗn hợp ban đầu bao nhiêu? 34,65 g hh Graph tóm tắt: KNO3 t0 hh X O2 d NO2 X H =18,8 Cu(NO3)2 Đáp số: mCu(NO3)2 = 9,4g 11 SangKienKinhNghiem.net mCu(NO3)2 = ? Bài Nung 15,04 gam muối Cu(NO3)2, sau thấy cịn lại 8,56 gam chất rắn a) Tính phần trăm khối lượng Cu(NO3)2 bị phân hủy? b) Xác định thành phần chất rắn cịn lại? Graph tóm tắt: t0 15,04 g Cu(NO3)2 8,56 g hh rắn %Cu(NO3)2 phân huû = ? CuO:m1g m1 = ? Cu(NO3)2:m2g m2 = ? Hướng dẫn: Áp dụng pp tăng giảm khối lượng mCu ( NO ) phân hủy =11,28g, mCu(NO3)2 = 3,76g % Cu(NO3)2 = 75% mCuO =8,56 – 3,76 =4,8g Bài Đem nung nóng m gam Cu(NO3)2 thời gian dừng lại, làm nguội đem cân thấy khối lượng giảm 0,54 gam so với ban đầu Tính khối lượng muối Cu(NO3)2 bị nhiệt phân? Graph tóm tắt: hh khí O2 NO2 t0 a g Cu(NO3)2 a=? mCuO = a - 0,54 Hướng dẫn: Gọi x số mol Cu(NO3)2 bị phân hủy ADĐL tăng giảm khối lượng x = 0,005 molmCu(NO3)2 bị phân hủy = a = 0,94g Bài Nhiệt phân hoàn toàn 35,8 gam hỗn hợp A gồm AgNO3 Cu(NO3)2 m gam hỗn hợp chất rắn B Tính khối lượng chất rắn B, biết A AgNO3 Cu(NO3)2 có số mol 12 SangKienKinhNghiem.net Graph tóm tắt: AgNO3:a mol 35,8g hh A Cu(NO3)2:b mol a=b t0 mg hh r¾n B CuO m=? Ag Hướng dẫn: Ta có 170a + 188a =35,8a = 0,1 mol m = 108.0,1 + 80.0,1 =18,8g Bài Nhiệt phân hoàn toàn 27,3 gam hỗn hợp NaNO3 Cu(NO3)2 Hỗn hợp khí dẫn vào 89,2 ml nước cịn dư 1,12 lít khí (đktc) khơng bị hấp thụ ( lượng O2 hịa tan khơng đáng kể) a) Tính khối lượng muối hỗn hợp ban đầu? b) Tính nồng độ % dung dịch axit? dd HNO3 a% Graph tóm tắt: NaNO3 27,3g hh t0 hh khí NO2 89,2 ml H2O O2 Cu(NO3)2 0,05 mol khí Hương dẫn: Đặt nNaNO3 a nCu ( NO3 )2 b nO2dư =0,5a = 0,05a=0,01mol mNaNO3 8,5 g n AgNO3 = ? mCu(NO3)2 = ? a% = ? mCu ( NO3 )2 18,8 g mHNO3 =2y.63 = 12,6 g , mddHNO3 = 100g C% HNO3 =12,6% II.3.2.1.3 Bài toán P2O5 tác dụng với dung dịch kiềm Bài Cho 100ml dung dịch H3PO4 3M tác dụng với 200ml dung dịch NaOH 2,5M a) Tìm khối lượng muối tạo thành? b) Tìm nồng độ mol dung dịch tạo thành? 13 SangKienKinhNghiem.net ... chọn đề tài " Vận dụng lý thuyết Graph để rèn luyện kỹ tóm tắt đề tốn Hóa Học dạy học Hóa học chương NiTơ lớp 11 THPT” I Mục đích nghiên cứu Vận dụng lý thuyết Graph để rèn luyện kĩ tóm tắt đầu... phương pháp động học tập đắn II.3 CÁC GIẢI PHÁP ĐÃ SỬ DỤNG ĐỂ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VẬN DỤNG LÝ THUYẾT GRAPH ĐỂ RÈN LUYỆN KĨ NĂNG TĨM TẮT ĐỀ BÀI TỐN HĨA HỌC TRONG DẠY VÀ HỌC HĨA HỌC CHƯƠNG NITƠ LỚP... tắt đầu tốn hóa học dạy học hóa học nhằm: Nâng cao khả sử dụng tập dạy học hóa học trường THPT cho giáo viên theo hướng đổi phương pháp giảng dạy Rèn luyện cho học sinh kĩ tóm tắt tốn, từ