Chuyên đề hóa học Một số phương pháp giải nhanh bài tập hóa học trung học cơ sở

Với những lý do trên tôi đã chọn và áp dụng đề tài “ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP HOÁ HỌC THCS ” nhằm giúp cho các em HS giỏi có kinh nghiệm giải các bài tập một cách tự tin, n

Phòng gd & đt huyện Hoài đức

Tr ờng thcs song ph ơng

Ng ời thực hiện : Nguyễn Hồng Ph ợng

Ng êi thùc hiÖn : NguyÔn Hång Ph îng

A- PHẦN MỞ ĐẦU

I l í do chọn đề tài

II Mục đích nghiên cứu

III Đ ối tượng và khách thể nghiên cứu

IV -Nhiệm vụ nghiên cứu

V Phạm vi nghiên cứu

VI- Phương pháp nghiên cứu

B- NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN

I Cơ sở lý luận về các phương pháp giải nhanh một số bài toán hoá học

II Phân tích thực trạng

CHUYÊN ĐỀ HOÁ HỌC

III- MỘT SỐ GIẢI PHÁP

Chủ đề 1: Phương pháp tự do chọn lượng chất

Chủ đề 2 : Phương pháp khối lượng mol trung bình

Chủ đề 3 : Phương pháp tăng giảm khối lượng

Chủ đề 4: Phương pháp tính theo lượng của nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử ( bảo toàn nguyên tố )

I LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Trong thời đại hiện nay với nền kinh tế tri thức con người

muốn tồn tại và phát triển thì đều phải học, học nữa, học mãi Vì thế năng lực học tập của con người phải được nâng lên mạnh

mẽ nhờ vào trước hết người học biết “ Học cách học ” và người dạy biết “ Dạy cách học ”.

Mục tiêu của đổi mới phương pháp dạy học nói chung, phương pháp dạy học hoá học nói riêng là nhằm đào tạo và bồi dưỡng con người mới phát triển toàn diện, có đủ kiến thức khoa học, có năng lực thực hành và biết vận dụng kiến thức vào thực tiễn

Mục tiêu của ngành giáo dục hiện nay là đào tạo học sinh

thành những con người phát triển toàn diện, sáng tạo, có khả

năng vận dụng linh hoạt hợp lí các vấn đề cho bản thân và xã hội

Để thực hiện mục tiêu đó, các nhà trường luôn chú trọng đến

việc bồi dưỡng học sinh, tạo điều kiện cho học sinh được rèn

luyện năng lực tư duy, khả năng sáng tạo, có ý thức vận dụng một cách linh hoạt các kiến thức đã học vào cuộc sống thực tiễn

Ngoài nhiệm vụ nâng cao chất lượng bồi dưỡng đại trà nhà

trường cần phải chú trọng đến công tác bồi dưỡng học sinh giỏi, coi trọng việc hình thành và phát triển tiềm lực trí tuệ cho học sinh Đây là một nhiệm vụ không phải địa phương nào cũng có thể làm tốt vì nhiều lý do khác nhau Có thể nêu ra một số lý do như: do

môn học mới mẻ nên kiến thức kỹ năng của học sinh còn nhiều

chỗ khuyết; giáo viên chưa đủ các tư liệu hoặc thiếu kinh nghiệm

để đảm nhiệm công việc dạy học sinh giỏi …

Đối với tôi một giáo viên thường xuyên tham gia công tác bồi

dưỡng học sinh giỏi, tôi đã có dịp trao đổi kinh nghiệm với nhiều

đồng nghiệp tiếp xúc với nhiều thế hệ học trò tôi nhận thấy kinh

nghiệm giải toán hoá học của các em khi vào đội tuyển còn nhiều hạn chế, trình bày lời giải còn nhiều lúng túng, dài dòng gây mất

nhiều thời gian Điều đó làm cho các em khó đạt kết quả cao trong các kỳ thi học sinh giỏi Từ những khó khăn vướng mắc, vì mong muốn đạt kết quả cao, tôi đã sưu tầm các tài liệu ;tìm tòi; nghiên cứu

và đã tích luỹ được một số kinh nghiệm giúp học sinh giải các bài toán hoá học một cách nhanh chóng và hiệu quả.

Với những lý do trên tôi đã chọn và áp dụng đề tài “ MỘT SỐ

PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP HOÁ HỌC THCS ” nhằm giúp cho các em HS giỏi có kinh nghiệm giải các bài tập một cách tự tin, nhanh chóng và hiệu quả

II-MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

1- Nghiên cứu một số phương pháp giải các bài toán hoá học.

2-Nêu ra phương pháp giải theo từng chủ đề nhằm giúp học sinh

giỏi rèn luyện kỹ năng, giải tốt nhiều bài toán hoá học nhằm nâng cao chất lượng đội tuyển học sinh giỏi.

III-ĐỐI TƯỢNG VÀ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU

1- Đối tượng nghiên cứu

Đề tài này nghiên cứu 5 phương pháp giải bài toán hoá học, nguyên tắc áp dụng của mỗi phương pháp, cách tổ chức bồi dưỡng học sinh giỏi theo nguyên tắc “ Kế thừa - phát triển - sáng tạo”

2- Khách thể nghiên cứu

Khách thể nghiên cứu là học sinh lớp 9 dự thi học sinh giỏi các cấp ( Tỉnh và huyện)

IV-NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài nhằm giải quyết một số vấn đề cơ bản sau đây

1-Những cơ sở lý luận về phương pháp giải nhanh các bài toán

hoá học; nêu ra một số phương pháp cụ thể và nguyên tắc áp dụng cho mỗi phương pháp.

2-Thực trạng về trình độ và điều kiện học tập của học sinh trong đội tuyển học sinh giỏi lớp 9 do tôi đảm nhiệm bồi dưỡng trước và sau khi vận dụng đề tài.

3 -Từ việc nghiên cứu vận dụng đề tài, rút ra bài học kinh nghiệm

để phát triển thành diện rộng, góp phần nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi tại huyện Hoài Đức

V- PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Do hạn chế về thời gian và nguồn lực nên về mặt không gian đề

tài này chỉ nghiên cứu giới hạn trong phạm vi huyện Hoài Đức Về mặt kiến thức kỹ năng, đề tài chỉ nghiên cứu 5 chủ đề về các

phương pháp giải bài toán hoá học.Các ví dụ nêu trong mỗi chủ đề chỉ đề cập đến phần bài tập vô cơ có nội dung rất ngắn gọn.

VI- PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1- Phương pháp chủ yếu

Căn cứ vào mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu, tôi sử dụng

phương pháp chủ yếu là tổng kết kinh nghiệm, được thực hiện theo các bước:

 Xác định đối tượng: xuất phát từ những khó khăn vướng mắc

trong khi làm nhiệm vụ bồi dưỡng HS giỏi, tôi xác định cần phải

nghiên cứu tích luỹ kinh nghiệm về phương pháp giải nhanh các bài tập hoá học để bồi dưỡng cho học sinh giỏi Qua việc áp dụng đề tài để đúc rút, tổng kết kinh nghiệm.

Phát triển đề tài và đúc kết kinh nghiệm :

Một số năm học trước đây, trong các đề thi học sinh giỏi huyện cũng như tỉnh đều có các bài tập thuộc nội dung của đề tài tôi đang nghiên cứu Lúc đó đã có nhiều em bế tắc vì không tìm ra hướng giải, hoặc thực hiện bài giải quá dài dòng dẫn đến việc không còn

đủ thời gian để giải các phần khác trong đề thi Trước thực trạng

đó, tôi đã mạnh dạn áp dụng đề tài này.

Trong quá trình vận dụng đề tài, tôi đã suy nghĩ tìm tòi, học hỏi

và áp dụng nhiều biện pháp Ví dụ như : tổ chức trao đổi trong tổ bồi dưỡng, trò chuyện cùng HS, thể nghiệm đề tài, kiểm tra và đánh giá kết quả dạy và học những nội dung trong đề tài Đến nay, trình

độ kỹ năng giải các bài tập hoá học của các lớp học sinh giỏi được nâng cao đáng kể.

2-Các phương pháp hỗ trợ

Ngoài các phương pháp chủ yếu, tôi còn dùng một số

phương pháp hỗ trợ khác như phương pháp nghiên cứu tài liệu và điều tra nghiên cứu:

Đối tượng điều tra: Các HS giỏi đã được phòng giáo dục gọi vào đội tuyển, đội ngũ giáo viên tham gia bồi dưỡng HS giỏi,

và một số giáo viên có kinh nghiệm khác.

Câu hỏi điều tra: chủ yếu tập trung các nội dung xoay quanh việc dạy và học về các phương pháp giải bài toán hoá học; điều tra tình cảm thái độ của HS khi tiếp xúc với các bài tập phức tạp mà chỉ có một số phương pháp đặc biệt mới có thể giải nhanh chóng.

B- NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN

I- CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH MỘT SỐ BÀI TOÁN HOÁ HỌC

Hệ thống các bài tập hoá học rất phong phú và đa dạng Mỗi dạng

bài tập hoá học đều có nguyên tắc riêng và có phương pháp giải đặc trưng riêng Tuy nhiên do việc phân loại các bài tập hoá học chỉ mang tính tương đối, vì vậy trong mỗi loại bài tập loại này thường chứa

đựng một vài yếu tố của loại bài tập kia Điều đó giải thích tại sao có nhiều bài toán hoá học giải được bằng nhiều cách giải khác nhau Đối với học sinh giỏi không phải chỉ đơn thuần là giải ra đáp số mà việc biết giải khéo léo, tiết kiệm được thời gian mà vẫn cho kết quả chính xác mới là điều quan trọng.

Về nguyên tắc, muốn giải nhanh và chính xác một bài toán hoá học thì nhất thiết học sinh phải hiểu sâu sắc nội dung và đặc điểm của bài toán đó, nắm vững các mối quan hệ giữa các lượng chất cũng như tính chất của các chất, viết đúng các phương trình phản ứng xảy ra

Thực tế có rất nhiều bài toán rất phức tạp: các dữ kiện đề cho

không cơ bản ( tổng quát ), hoặc không rõ, hoặc thiếu nhiều dữ kiện … tưởng chừng như không bao giờ giải được Muốn giải chính xác và

nhanh chóng các bài toán loại này thì phải chọn một phương pháp phù hợp nhất ( phương pháp giải thông minh )

Tôi nghĩ, giáo viên làm công tác bồi dưỡng học sinh giỏi sẽ không đạt được mục đích nếu không biết chọn lọc những phương pháp giải toán thông minh, nêu ra đặc điểm của phương pháp và nguyên tắc áp dụng Các phương pháp này là cẩm nang giúp học sinh biết tìm hướng giải dễ dàng, hạn chế tối đa những sai lầm trong quá trình giải bài tập, đồng thời phát triển tìm lực trí tuệ cho học sinh ( thông qua các bài tập tương tự mẫu và các bài tập vượt mẫu )

Trong phạm vi của đề tài này, tôi xin được mạn phép trình bày kinh nghiệm bồi dưỡng một số phương pháp giải nhanh các bài tập hoá

học cho học sinh giỏi

Nội dung đề tài được sắp xếp theo 5 chủ đề, mỗi chủ đề có nêu

nguyên tắc áp dụng và các ví dụ minh hoạ Sau đây là tên một số phương pháp giải bài tập hoá học được thể hiện trong đề tài:

1) Phương pháp tự do chọn lượng chất.

2) Phương pháp khối lượng mol trung bình.

3) Phương pháp tăng giảm khối lượng.

4) Phương pháp tính theo lượng của nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử.

5) Phương pháp hợp thức.

II PHÂN TÍCH THỰC TRẠNG

1-Thực trạng chung

Khi chuẩn bị thực hiện đề tài, năng lực giải các bài toán hoá học

của học sinh nói chung là rất yếu Đa số học sinh thường tỏ ra rất

mệt mỏi khi phải gặp các bài tập phức tạp như : các dạng có dữ kiện không cơ bản (tổng quát), hoặc các bài tập quá nhiều phản ứng,

hoặc các bài tập dữ kiện đề cho không rõ… Vì thế họ rất thụ động

trong các buổi học bồi dưỡng và không có hứng thú học tập Học

sinh không có sách tham khảo viết về các phương pháp nêu trong đề tài Một số em có sách tham khảo nhưng cũng mới chỉ là các sách “ Học tốt “ hoặc “ Bài tập nâng cao “ chưa phù hợp với đối tượng học sinh giỏi Lý do chủ yếu là do HS chưa biết tìm mua các loại sách hay hoặc điều kiện kinh tế gia đình còn quá khó khăn(Đa số các em học sinh giỏi trong huyện là con của nông dân)

2- Chuẩn bị thực hiện đề tài

Để áp dụng đề tài vào trong công tác bồi dưỡng HS giỏi tôi đã thực hiện một số khâu quan trọng như sau:

a) Điều tra trình độ HS, tình cảm thái độ của HS về nội dung của đề tài; điều kiện học tập của HS Nêu ra yêu cầu để học tốt bộ môn,

hướng dẫn cách sử dụng sách tham khảo và giới thiệu một số sách hay của các tác giả để những HS có điều kiện tìm mua; các HS khó khăn sẽ mượn sách bạn để học tập.

b) Xác định mục tiêu, chọn lọc và nhóm các bài toán theo dạng, chọn lọc phương pháp, xây dựng nguyên tắc áp dụng, biên soạn bài tập mẫu ; các bài tập vận dụng và nâng cao Ngoài ra phải dự đoán

những tình huống có thể xảy ra khi bồi dưỡng mỗi chủ đề bài tập

c) Sưu tầm tài liệu, trao đổi kinh nghiệm cùng các đồng nghiệp;

nghiên cứu các đề thi HS giỏi, đề thi vào trường chuyên của tỉnh ta và một số tỉnh, thành phố khác Trò chuyện, giải đáp thắc mắc của học sinh.

d) Chuẩn bị nội dung cho mỗi buổi bồi dưỡng và lập kế hoạch về thời lượng cho mỗi chủ đề ( thường mỗi chủ đề gắn liền với một phương pháp chủ yếu ), chuẩn bị các câu hỏi mở để HS có thể phát hiện ra những cách giải hay.

III- MỘT SỐ GIẢI PHÁP

Khi thực hiện đề tài vào giảng dạy, tôi giơi thiệu cho HS các

bước chung để giải một bài toán hoá học ( sau khi đã nghiên cứu

kỹ đề bài cho gì ? hỏi gì ? các kiến thức hoá học có liên quan ?

các mối quan hệ giữa điều kiện và yêu cầu ? xác định cách thức

để thực hiện các thao tác để hoàn thành yêu cầu của đề bài); gồm

các bước như sau :

-Bước 1:Chuyển dữ kiện không cơ bản thành các dữ kiện cơ bản ( theo số mol )

(dữ kiện không cơ bản thường là : chất không tinh khiết, các đại lượng chưa chuẩn về đơn vị, … )

- Bước 2: Đặt ẩn cho số mol, hoá trị, nguyên tử khối … ( Nếu cần ) -Bước 3: Viết đúng tất cả các phương trình hoá học xảy ra

-Bước 4: Thực hiện các kỹ năng tính toán theo CTHH, theo PTHH, biện luận

-Bước 5: Kiểm tra.

Tiếp theo, tôi tiến hành bồi dưỡng kỹ năng theo dạng Mức độ rèn luyện từ minh họa đến khó, nhằm bồi dưỡng học sinh phát triển kỹ

năng từ biết làm đến đạt mềm dẻo, linh hoạt và sáng tạo Để bồi

dưỡng mỗi dạng tôi thường thực hiện theo các bước sau:

- Bước 1: Giới thiệu bài tập mẫu và hướng dẫn giải.

- Bước 2: Rút ra nguyên tắc và phương pháp áp dụng.

- Bước 3: HS tự luyện và nâng cao.

- Bước 4: Kiểm tra đánh giá theo chủ đề.

Tuỳ theo độ khó mỗi chủ đề tôi có thể đổi thứ tự của bước 1 và 2.

Sau đây là một số phương pháp giải bài tập hoá học, cách nhận dạng, kinh nghiệm giải quyết đã được tôi thực hiện và đúc kết từ thực tế Trong giới hạn của đề tài, tôi chỉ nêu 5 chủ đề giới thiệu 5 phương pháp thường gặp có tác dụng giúp học sinh giải được nhiều bài toán với độ chính xác cao và tiết được nhiều thời gian.

CHỦ ĐỀ 1: PHƯƠNG PHÁP TỰ DO CHỌN LƯỢNG CHẤT

1) Nguyên tắc áp dụng:

GV cần cho HS nắm được một số nguyên tắc áp dụng của phương

pháp này nhằm tránh hiện tượng HS tuỳ tiện chọn lượng chất vì chưa hiểu rõ phạm vi sử dụng của nó:

- Khi gặp các bài toán có các lượng chất đề cho dưới dạng tổng quát ( dạng tỉ lệ mol, tỉ lệ % theo thể tích, khối lượng , hoặc các lượng chất

đề cho đều có chứa chung một tham số : m (g), V(l), x(mol)…) thì các bài toán này sẽ có kết quả không phụ thuộc vào lượng chất đã cho.

- Phương pháp tối ưu nhất là tự chọn một lượng chất cụ thể theo

hướng có lợi cho việc tính toán, biến bài toán từ phức tạp trở nên

đơn giản Sau khi đã chọn lượng chất thích hợp thì bài toán trở thành một dạng rất cơ bản, việc giải toán lúc này sẽ thuận lợi hơn rất nhiều.

- Lưu ý : Nếu bài toán khảo sát về % m ( hoặc % V ) của hỗn hợp thì

nên coi hỗn hợp có khối lượng 100 gam Trong các phản ứng hoá học thì thường chọn số mol chất bằng hệ số trong PTHH

2) Các ví dụ:

Ví dụ 1: Hoà tan một lượng oxit của kim loại R vào trong dd H 2 SO 4 4,9% ( vừa đủ ) thì thu được một dung dịch muối có nồng độ 5,87% Xác định CTPT của oxit kim loại.

* Gợi ý HS:

- GV: Chỉ cho HS thấy đây là trường hợp lượng chất đề cho ở

dạng tổng quát ( dạng tỉ lệ % ), vì vậy bài này có thể được tự do

chọn lượng chất.

- HS : Đề xuất cách chọn lượng chất : chọn hoặc giả sử có 1 mol oxit đã tham gia phản ứng.

* Giải : Đặt công thức tổng quát của oxit là R2 O x ( x là hoá trị của R ) Giả sử hoà tan 1 mol R 2 O x

R 2 O x + xH 2 SO 4  R 2 (SO 4 ) x + xH 2 O

1mol x(mol) 1mol

(2M R + 16x) g 98x (g) (2M R + 96x)g

Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có :

Phương trình nồng độ % của dung dịch muối là :

Ví dụ 2:

Cho a gam dung dịch H 2 SO 4 loãng nồng độ C% tác dụng

hoàn toàn với hỗn hợp 2 kim loại K và Fe ( Lấy dư so với

lượng phản ứng ) Sau phản ứng, khối lượng khí sinh ra là

0,04694 a (g) Tìm giá trị C%

* Gợi ý HS :

- GV : gợi ý cho HS phát hiện ra vì kim loại lấy dư nên toàn bộ lượng axit và nước trong dung dịch đều phản ứng Các lượng chất đều cho dưới dạng tổng quát ( chứa chung tham số a ), vì vậy bài toán sẽ không phụ thuộc vào lượng a (gam ).

- HS : Nêu cách chọn lượng chất : chọn a = 100 gam.

CHỦ ĐỀ 2:PHƯƠNG PHÁP KHỐI LƯỢNG MOL TRUNG BÌNH

1) Nguyên tắc áp dụng

-Nguyên tắc của phương pháp này là dựa vào việc tính khối lượng

mol trung bình của một hỗn hợp Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp được xác định theo công thức:

+) Đối với hỗn hợp khí thì có thể thay các số mol n 1 ,n 2 … bằng thể tích hoặc % thể tích.

+) Nếu hỗn hợp chỉ có 2 chất khí , với x% là % thể tích của khí thứ nhất thì :

+) Giá trị của nằm trong khoảng :M 1 < < M 2 ( giả sử M 1 < M 2 )

hh hh

- Đây là phương pháp cho phép giải nhanh chóng nhiều bài toán hoá học phức tạp Phương pháp này có thế mạnh khi giải các bài tập xác định 2 kim loại cùng một phân nhóm chính và thuộc 2 chu kỳ liên

tiếp trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học, hoặc xác định

công thức phân tử của các hợp chất hữu cơ đồng đẳng liên tiếp

Ngoài ra phương pháp này cũng được sử dụng rất hiệu quả khi giải các bài toán xác định thành phần % của một hỗn hợp.

- Phương pháp chung :

+) Căn cứ các dữ kiện đề cho để tính của hỗn hợp.

+) Từ khối lượng mol trung bình có thể tìm được giới hạn khối

lượng mol của các nguyên tố cần tìm ( đối với bài toán tìm

CTHH ), hoặc giới hạn của một lượng chất.

+) Từ khối lượng mol trung bình cũng có thể tìm được thành

phần % của các chất trong hỗn hợp.