TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 1SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP THỰC TIỄN PHẦN ALKANE ĐỂ NÂNG CAO HỨNG THÚ HỌC TẬP CHO HỌC SINH KHỐI 11 Người thực hiện: Lê
Trang 1TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 1
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI LÝ THUYẾT VÀ
BÀI TẬP THỰC TIỄN PHẦN ALKANE
ĐỂ NÂNG CAO HỨNG THÚ HỌC TẬP CHO
HỌC SINH KHỐI 11
Người thực hiện: Lê Thị Hương Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc lĩnh vực (môn): Hóa học
THANH HOÁ NĂM 2024
Trang 2Phần 1: Mở đầu 1
1.1 Lí do chọn đề tài 1
1.2 Mục đích nghiên cứu 1
1.3 Đối tượng nghiên cứu 1
1.4 Phương pháp nghiên cứu 1
Phần 2: Nội dung 2
2.1 Cơ sở lí luận của đề tài 2
2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2
2.3 Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề 2
2.3.1 Hệ thống lý thuyết về tính chất và ứng dụng của Alkane 2
2.3.1.1 Tính chất vật lý của alkane 2
2.3.1.2 Tính chất hoá học 3
2.3.1.3 Ứng dụng 5
2.3.2 Dựa vào tính chất và ứng dụng của alkane để giải thích một số vấn đề thực tế 6
2.3.3 Các dạng bài tập thực tiễn về alkane 10
2.3.3.1 Dạng bài tập về đốt cháy nhiên liệu của alkane 10
2.3.3.2 Dạng bài tập thực tế về Xăng 13
2.3.3.3 Một số sai lầm học sinh thường mắc phải khi giải bài tập về đốt cháy nhiên liệu của alkane và cách khắc phục 17
2.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục 17
Phần 3: Kết luận, kiến nghị 18
3.1 Kết luận 18
3.2 Kiến nghị 18
Tài liệu tham khảo
Danh mục các sáng kiến kinh nghiệm đã đạt được
Trang 31.1 Lí do chọn đề tài
Trong chương trình hoá học 11, tại học kì 2 học sinh bắt đầu đi vào làmquen với kiến thức hóa hữu cơ Với nhiều học sinh, việc học hóa hữu cơ giốngnhư bước chân vào một thế giới hoàn toàn khác do kiến thức gần như tách biệtvới hóa vô cơ đã học mà ở bậc trung học cơ sở thì kiến thức học sinh được họcrất sơ sài Không ít học sinh cảm thấy khó tiếp thu kiến thức hóa hữu cơ, phầnhợp chất đầu tiên mà các em tìm hiểu là alkane Qua thực tế giảng dạy học sinhlớp 11năm học 2023-2024, ôn thi tốt nghiệp trung học phổ thông Quốc gia và ônthi đánh giá năng lực, tôi nhận thấy nhiều em vẫn thường làm sai các câu lýthuyết và bài tập về alkane Mặt khác, Alkane cũng có rất nhiều ứng dụng trongthực tế, học sinh áp dụng các kiến thức đã học để giải thích các vấn đề, giảiquyết các bài tập thực tế sẽ nâng cao hứng thú học tập cho học sinh, đây cũng lànền tảng để các em tiếp tục tìm hiểu các loại hợp chất hữu cơ nhằm phục vụ tốt
cho các kì thi Vì thế tôi chọn đề tài " Xây dựng hệ thống câu hỏi lý thuyết và
bài tập thực tiễn phần alkane để nâng cao hứng thú học tập cho học sinh khối 11”để làm đề tài nghiên cứu.
Đây chỉ là những ý kiến chủ quan của bản thân tôi rút ra được trong quátrình giảng dạy Tôi rất mong được sự đóng góp ý kiến của ban giám hiệu, hộiđồng khoa học nhà trường và các đồng nghiệp giúp tôi có được phương phápdạy học phần này tốt hơn
1.2 Mục đích nghiên cứu
Giáo viên nêu ra được hệ thống câu hỏi lý thuyết, các dạng bài tập thực tế
và chỉ ra được các sai lầm học sinh thường mắc phải, giúp các em có kĩ nănghoàn thành các dạng bài tập thực tiễn về alkane và nâng cao hứng thú học tậpcủa học sinh khối 11
1.3 Đối tượng nghiên cứu
- Với đề tài sáng kiến kinh nghiệm này tôi vận dụng trong quá trình giảng dạymôn hóa học lớp 11của trường THPT Triệu Sơn 1
- Vận dụng vào nội dung cụ thể là lý thuyết về alkane và các dạng bài tập thựctiễn về alkane
1.4 Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu xây dựng cơ sở lý thuyết
- Phương pháp điều tra khảo sát thực tế, thu thập thông tin
- Vận dụng kinh nghiệm giảng dạy học sinh để nêu ra các sai lầm của học sinhkhi giải bài tập thực tiễn về alkane từ đó đề xuất cách khắc phục có hiệu quả
Trang 42 PHẦN NỘI DUNG
2.1 Cơ sở lý luận của đề tài
Ngày nay, khi đất nước đang đổi mới từng ngày Để đáp ứng được nhucầu xã hội thì nền giáo dục phải đào tạo những con người không chỉ có tài, cóđức mà còn là những con người năng động, nhạy bén và thích nghi với mọi hoàncảnh Muốn có được điều này giáo dục đã có nhiều sự thay đổi trong chươngtrình giáo dục nói chung và phương thức thi nói riêng Đối với chương trình
2018, Bộ Giáo Dục đã đưa ra cấu trúc thi mới, đối với cấu trúc thi mới thì đòihỏi học sinh phải nắm vững kiến thức, vận dụng tốt các kiến thức vào thực tiễn
và phải có kĩ năng giải bài tập nhanh để tránh bị mất điểm Vì thế giáo viên cầnphải đưa ra được hệ thống câu hỏi và các dạng bài tập phù hợp, đồng thời chỉ rađược những sai lầm của học sinh khi giải bài tập để đạt được hiệu quả học tậpcao đồng thời học sinh biết áp dụng vào thực tế đời sống để nâng cao hứng thúhọc tập của học sinh
2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm
- Bài tập về Alkane được ra thường xuyên trong đề thi học sinh giỏi, trong đề
thi tốt nghiệp THPT quốc gia và trong các kì thi đánh giá năng lực nhưng nhiềuhọc sinh không có hứng thú khi học phần này nên nắm không vững kiến thức
- Thái độ học tập thờ ơ, phương pháp học tập không tốt, nhiều em chưa tự giáchọc tập, chưa có động cơ học tập Trong giờ học thiếu sự tập trung chú ý, bài tập
về nhà không chịu làm, học trong tình trạng đối phó
- Sách giáo khoa cũng như các loại sách tham khảo cũng đã đề cập đến các vấn
đề thực tiễn phần alkane nhưng nhiều học sinh cảm thấy khó nên thường học đốiphó và không hứng thú đối với các dạng bài tập này
2.3 Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề.
2.3.1 Hệ thống lý thuyết về tính chất và ứng dụng của Alkane
2.3.1.1 Tính chất vật lý của alkane
Ở điều kiện thường các alkane từ :
+ CH4 C4H10 và neopentane ở trạng thái khí (khí methane, khí trong bình gas :propane, butane)
+ C5H12 (trừ neopentane) C17H36 : là chất lỏng, không màu (xăng, dầu….)+ Từ C18H38 trở đi ở trạng thái rắn, màu (nến sáp, nhựa đường,…)
+ Nhiệt độ sôi của alkane tăng dần theo chiều tăng số lượng nguyên tử C, cácAlkane phân nhánh có nhiệt độ sôi thấp hơn so với đồng phân Alkane mạchkhông phân nhánh
→ Methane (CH4) có t0s thấp nhất
+ Alkane không tan hoặc ít tan trong nước và nhẹ hơn nước, tan tốt trong cácdung môi hữu cơ
Trang 52.3.1.2 Tính chất hoá học
- Alkane chỉ gồm các liên kết đơn C – C, C – H bền vững nên trơ về mặt hóahọc, alkane không tác dụng với acid, dung dịch base và chất oxi hóa
- Phản ứng đặc trưng của alkane gồm phản ứng thế, phản ứng tách và phản ứng oxi hóa.
- Từ C3H8
trở lên, phản ứng tạo ra nhiềusản phẩm thế và tuân theo qui tắc
“ Ưu tiên thế H ở C bậc cao là sản phẩm chính”
b Cracking: bẻ gãy mạch carbon (tách liên kết C-C
và C-H) → tạo alkane, alkene mạch ngắn hơn
C n H 2n+2 t ,xt0 C m H 2m+2 + C q H 2q (n = m + q) Alkane (3C) Alkane mới Alkene
c Reforming (tách liên kết C-C và C-H) → Từ alkane
không nhánh tạo alkane mạch nhánh và các
hydrocarbon mạch vòng (không đổi số C và t0s không
đổi đáng kể)
Ví dụ:
- Quá trình reforming được ứng dụng trong công
2-chloropropane
1-chloropropane
Trang 6+ 4 H2
nghiệp lọc dầu để làm tăng chỉ số octane của xăng và sảnxuất các arene (benzene, toluene, xylene) làmnguyên liệucho tổng hợp hữu cơ
3 Phản
ứng oxi
hóa
a Phản ứng oxi hóa hoàn toàn → Phản ứng cháy
- Khi tiếp xúc với oxygen và có tia lửa khơi mào,
alkane bị đốt cháy tạo thành khí carbon dioxide, hơi
nước và giải phóng năng lượng
- Phản ứng đốt cháy alkane tỏa nhiệt dùng làm nhiên
liệu, cung cấp nhiệt để sưới ấm và năng lượng cho các
nghành công nghiệp
Khi đốt cháy alkanethì:
b Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn
- Ở nhiệt độ cao, có mặt xúc tác, alkane bị oxi hóa cắt
mạch carbon bởi oxygen tạo thành hỗn hợp carboxylic
- Các acid béo mạch dài dùng để sản xuất xà phòng và
các chất tẩy rửa được điều chế bằng phương pháp oxi
Trang 7- LPG (Liquefied Petroleum Gas) thương phẩm chứa propanee C3H8 và butane
2.3.2 Dựa vào tính chất và ứng dụng của alkane để giải thích một số vấn đề thực tế.
Trang 8Nội dung câu hỏi Nội dung câu trả lời Nội dung
bài học
áp dụng Câu 1 Tại sao ở các cây xăng,
kho chứa xăng dầu thường treo
các biển cấm dưới đây?
Do xăng, dầu dễ bay hơi,
dễ bắt lửa, dễ cháy do đó ởcác cây xăng, kho chứaxăng dầu thường treo cácbiển cấm lửa, cấm hútthuốc
Tính chất vật lý và phản ứng cháy của alkane
Câu 2 Vì sao có khí metan thoát
ra từ ruộng lúa hoặc các ao (hồ)?
Trong ruộng lúa, ao (hồ)thường chứa các vật thể hữu
cơ Khi các vật thể này thốirữa (hay quá trình phân hủycác vật thể hữu cơ) sinh rakhí metan Người ta ướcchừng 1/7 lượng khímethane thoát vào khíquyển hàng năm là từ cáchoạt động cày cấy
Lợi dụng hiện tượngnày người ta đã làm cáchầm biogas trong chăn nuôiheo tạo khí metan để sửdụng đun nấu hay chạy máy
…
Đây là hiện tượngthường gặp và là
cơ sở giải quyết các vấn đề về môi trường ở các địa phương chăn nuôi nhỏ lẽ → đưa vấn
đề này vào trong phần liên
hệ thực
tế bài alkane
Câu 3 Khí methane gây nguy
hiểm như thế nào khi làm trong
hầm mỏ?
- Nổ khí metan và tiếp theo nữa là nổ bụi than là một trong những mối hiểm họa nguy hiểm nhất trong ngànhcông nghiệp khai thác mỏ
Khí methane là nguyên nhân của các tai nạn hầm
mỏ lớn Vụ tai nạn lớn nhất liên quan đến methane xảy
ra vào năm 1903 tại Hoa Kỳvới 1.234 thợ mỏ thiệt mạng Ở Ba Lan, vào năm
1974, tại mỏ Silesia đã xảy
Phản ứngcháy của
CH4
Trang 9ra một vụ nổ khí metan, tổnthất cho 34 thợ mỏ Khí methane đặc biệt nguy hiểmkhi tiến hành khai thác than hầm lớn mà không tuân thủ quy trình kỹ thuật và quy phạm an toàn Nguyên nhân đó là do phản ứng:
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2Otỏa nhiệt lớn và gây ra nổ
Câu 4 Biogas hay khí sinh học là
một hỗn hợp khí (chủ yếu là
methane, chiếm hơn 60%) được
sinh ra từ quá trình phân huỷ kị
khí của các phụ phẩm nông
nghiệp (chất thải của gia súc, gia
cầm, rơm, rạ, ), rác thải hữu cơ,
Mỗi m3 biogas có thể cung cấp
năng lượng tương đương với 0,4
kg dầu diesel hoặc 0,6 kg xăng
hoặc 0,8 kg than Cho biết sử
dụng biogas mang lại lợi ích gì?
Sử dụng biogas mang lạicác lợi ích:
- Hệ thống biogas giúpgiảm mùi hôi và cải thiệncảnh quan, tạo ra môitrường xanh, sạch cho các
hộ chăn nuôi do chất thảiđược tập trung và nạp vào
bể biogas
- Công nghệ biogas là cókhả năng chuyển đổi cácchất thải rắn thành nguồnnguyên liệu sẵn có (phânbón) thông qua quá trìnhphân hủy kỵ khí
→ Tránh được mầm bệnhcho vật nuôi, tận dụng đượcnguồn phân bón, thu đượckhí gas
→ Giải phóng sức lao độngcho nội trợ
→ Tiết kiệm được chi phíhàng tháng
Đưa vấn
đề này vào trong phần liên
hệ thực
tế bàialkane
Câu 5 Hãy giải thích tại sao
không được để các bình chứa
xăng, dầu (gồm các alkane) gần
lửa, trong khi đó người ta có thể
nấu chảy nhựa đường (trong thành
phần cũng có các alkane) để làm
- Xăng, dầu chứa các alkane mạch ngắn, dễ bay hơi và hơi của chúng rất dễ bắt lửa,
vì vậy không để các bình chứa xăng, dầu gần lửa
Nhựa đường chứa các alkanemạch rất dài, rất khó bay hơi
Tính chất vật lý và phản ứng cháy của alkane
Trang 10đường giao thông và bắt lửa, vì vậy có thể nấu
chảy nhựa đường mà vẫn an toàn
Câu 6 sao khi tiếp xúc lâu dài với
xăng sẽ làm cho da bị phồng rộp
và gây đau nhức?
- Khi tiếp xúc lâu dài vớixăng, dầu hoả, sẽ làm cholớp dầu bảo vệ da bị trôi đi,
da không còn lớp dầu bảo
vệ nên sẽ bị phồng rộp vàgây đau nhức Vì vậy khitiếp xúc với xăng, dầu hoả,dung môi pha sơn, cầnđeo găng tay cẩn thận
Tính chấtvật lý
Câu 7 Vì sao không được dùng
nước để dập tắt đám cháy xăng,
dầu mà phải dùng cát hoặc CO2?
Không dùng nước để dập các đám cháy xăng, dầu
mà phải dùng cát hoặc các bình chứa khí CO2 làvì:
xăng, dầu nhẹ hơn nước;
khi dùng nước để dập đám cháy thì xăng, dầu sẽ nổi lên trên mặt nước, lan rộng theo nước tràn làm cho đámcháy trở lên mãnh liệt hơn
Còn khi sử dụng cát hoặc bình chứa khí CO2 thì sẽ ngăn cản xăng, dầu tiếp xúcvới oxygen không khí làm cho đám cháy bị dập tắt
Tính chấtvật lý
Câu 8 Khí gas đun nấu có thể
gây ngạt Khí gas nặng hơn không
phải làm gì để đảm bảo an toàn?
Khi phát hiện rò rỉ khí gastrong nhà, chúng ta cần phảilàm như sau:
- Làm thoáng không khítrong phòng bằng cách mởcửa
- Không được bật các thiết
bị điện như quạt, đèn,
- Kiểm tra khoá bình gas,khoá lại nếu do quên chưakhoa
- Báo cho nhà cung cấp gas
Tính chấtvật lý vàphản ứngcháy củaalkane
Trang 11để sửa chữa, thay thế nếu
do van bị hỏng hoặc ốngdẫn gas bị hở (do lâu ngày
nên bị nứt,do chuột cắn, ).
Câu 9 Ngày 28/10, mặt đường
Bình Lợi, đoạn trước số nhà 236
- Khí methane được xem là không thua khí gas, bởi tích
tụ nhiều khi đạt nồng độ nguy hiểm, thoát ra ngoài, gặp nguồn nhiệt sẽ gây nổ, cháy
Tính chấthoá họccủa alkane
Câu 10 Biết rằng thành phần chủ
yếu của xăng dầu là hydrocarbon
Hãy giải thích vì sao:
- Phải chứa xăng, dầu trong các
thùng chứa chuyên dụng và bảo
quản ở những kho riêng
- Các sự cố tràn dầu trên biển
thường gây ra thảm hoạ cho một
vùng biển rất rộng Các sự cố tràn
dầu trên biển gây ra các thảm hoạ
về môi trường như thế nào?
- Để xử lí sự cố tràn dầu trên biển,
người ta thường làm như thế nào?
Giải thích lí do sử dụng các kĩ
thuật đó
- Do xăng, dầu dễ bắt lửa,
dễ cháy và khi cháy toả ra lượng nhiệt lớn nên phải chứa xăng, dầu trong các thùng chứa chuyên dụng vàbảo quản ở những kho riêng
- Do xăng, dầu nhẹ hơn nước, không tan trong nước nên nổi trên mặt nước do tácđộng sóng biển và thủy triềucác váng xăng, dầu lan rộng làm các sinh vật biển nhiễm độc hoặc chết hàng loạt
→ Do đó các sự cố tràn dầu trên biển thường gây ra thảm hoạ cho một vùng biểnrất rộng
- Dùng các phao để gom dầu, việc dùng vật liệu hấp
Tính chất vật lý và tính chất hoá học của alkane
Trang 12phụ dầu hiện đang nghiên cứu triển khai.
+ Hút dầu vào các bể chứa (lẫn nước biển)
+ Chiết tách để loại bỏ nước,thu lấy dầu
2.3.3 Các dạng bài tập thực tiễn về alkane
2.3.3.1 Dạng bài tập về đốt cháy nhiên liệu của alkane
a Lý thuyết và phương pháp giải
* Biến thiên enthalpy của phản ứng
- Theo biến thiên enthalpy tạo thành: o
r H 298
= Δ o Δ o
f H 298(sp) - f H 298(c®)
+ Enthalpy tạo thành chuẩn của đơn chất bền vững bằng 0
- Theo năng lượng liên kết: o
r H 298
= E b(c®) - E b(sp)
* Một số lưu ý khi giải bài toán đốt cháy nhiên liệu
- Nhiệt lượng (Q) tỏa ra khi đốt cháy một chất: Qtỏa = số mol x lượng nhiệt tỏa rakhi đốt cháy 1 mol chất
- Nhiên liệu thường là hỗn hợp các chất nên lượng nhiệt tỏa ra khi đốt cháynhiên liệu bằng tổng lượng nhiệt đốt cháy các chất thành phần:
Qtổng = Q1 + Q2 + …
+ Các quá trình sử dụng nhiệt thường bị thất thoát nhiệt ra môi trường nên hiệusuất sử dụng nhiệt < 100%
- Nhiệt lượng vật tỏa ra hoặc thu vào: Q = m.c.ΔT
+ m: Khối lượng chất (với dung dịch loãng coi khối lượng riêng là khối lượngriêng của nước: 1g/ml)
+ c: Nhiệt dung (năng lượng cần để đưa 1 gam chất tăng lên 1oC)
→ Với dung dịch loãng coi nhiệt dung của dung dịch là nhiệt dung của nước:
c = 4,2 J/g.K
+ ΔT là độ biến thiên nhiệt độ (|t2 – t1|)
b Bài tập áp dụng.
Hệ thống câu trả lời ngắn áp dụng khi luyện tập và trong các đề kiểm tra,
tất cả các câu hỏi đều làm tròn đến phần mười sau dấu phẩy.
Câu 1 Khi đốt cháy 1 mol propane toả ra lượng nhiệt là 2220 kJ Để đun nóng 1