Một số vấn đề trong việc sử dụng các công thức tính nhanh để giải các bài tập hóa học potx

Uploaded by VNMATHS.TK Sao bng lnh giá – V Khc Ngc 0985052510 vukhacngoc@gmail.com http://my.opera.com/saobanglanhgia Dch v ôn thi cht lng cao – GSA Education: http://giasuams.com/ Liên h: 04.39152590 - 0989768553 (Linh) MT S VN  TRONG VIC S DNG CÁC CÔNG THC TÍNH NHANH  GII BÀI TP HÓA HC Bt đu t nm hc 2006-2007, các k thi Tt nghip THPT và Tuyn sinh H-C đã chính thc chuyn sang hình thc thi trc nghim, đánh du mt s thay đi quan trng v mt k thut trong vic đánh giá cht lng hc sinh. Cng t đó đn nay, vic đi mi các phng pháp ging dy và hc tp cho phù hp vi hình thc thi mi cng liên tc đc đt ra và đt đc nhng kt qu đáng k. Tuy nhiên, bên cnh đó, tâm lý đi phó vi k thi cng làm ny sinh nhng hình thc hc tp tiêu cc mà vic s dng tùy tin các công thc gii nhanh trong bài tp Hóa hc là mt đin hình. Trong các bài vit ca mình, cng có đôi ln tôi đ cp ti các công thc gii toán có th dùng trong bài tp Hóa hc (đin hình là “công thc tính nhanh cho bài toán vô c kinh đin”: m Fe = 0,7*m hh (Fe và các oxit) + 5,6n e (hh cho) và công thc tính nhanh hiu sut ca phn ng crackinh ankan mà đã có rt nhiu thy cô giáo và các tác gi đã “n theo” trong các bài ging, sách tham kho, bài vit trên tp chí HH&D, …). Tuy nhiên, khi gii thiu mt công thc gii toán nào tôi cng luôn luôn c gng din gii công thc đó mt cách d hiu nht, con đng chng minh các công thc y và các kh nng – gii hn trong quá trình ng dng, …. Tt c đu nhm mt mc đích là đ giúp cho các bn hc sinh d dàng tip nhn, hiu đc và vn dng đc trong các tình hung thích hp. Nh tôi đã nhiu ln nhn mnh, mt bài toán Hóa hc b chi phi bi nhiu yu t, nhiu d kin mà 2 yu t ch đo là: phng pháp gii toán và hin tng Hóa hc xy ra trong bài toán đó. Vì l đó, vic phân tách rch ròi các yu t này là không h đn g in, cùng là phng pháp gii toán đó nhng trong các phn ng Hóa hc khác nhau s có cách vn dng khác nhau và ngc li, cùng là phn ng Hóa hc đó nhng ghép vi các d kin gii toán khác nhau ta có th phi s dng đn các phng pháp khác nhau đ gii. Các công thc tính nhanh khi áp dng cho các bài tp Hóa hc đu có nhng đòi hi ht sc ngt nghèo v mt Hóa hc ca bài toán, mà đ bài không phi l úc nào cng đc tha mãn đc ht các điu kin đó. Trong khi đó, các bài tp trong đ thi H-C luôn có đ phc tp nht đnh v mt Hóa hc, ngi ra đ luôn tìm cách che giu các “du hiu” gii toán bng các phn ng Hóa hc phc tp và nhiu giai đon trung gian. Do đó, vic s dng các công thc gii toán trong đ thi H-C là không thc s hiu qu và kh thi. Bài vit di đây s giúp các bn có đc mt cái nhìn đy đ hn v các hn ch ca vic s dng công thc trong gii toán Hóa hc, t đó có nhng quyt đnh cn trng hn khi theo đui phng pháp hc tiêu cc và mang tính “mì n lin” này. 1, Các công thc gii toán cn nhiu điu kin và không phi lúc nào cng đúng: Chúng ta đu đã bit và có l đã khá quen vi công thc: 32 2 2242 HNONONONON HSOSO n = 2n = 4n = 10n = 12n hay n = 2n (công thc này cng có “mo” rt d nh ^^) Nhng th vit phn ng ca FeO vi HNO 3 hay H 2 SO 4 , ta s thy nó không còn nghim đúng na! Sao bng lnh giá – V Khc Ngc 0985052510 vukhacngoc@gmail.com http://my.opera.com/saobanglanhgia Dch v ôn thi cht lng cao – GSA Education: http://giasuams.com/ Liên h: 04.39152590 - 0989768553 (Linh) Mt công thc khác mà tôi đã tng gii thiu trong bài vit “Phng pháp phân tích h s” (và đã đc rt nhiu ngi khác “chôm” li) là công thc tính hiu sut ca phn ng crackinh ankan da vào KLPT trung bình ca hn hp khí trc và sau phn ng: t s M H% = - 1 ×100% M ⎛⎞ ⎜⎟ ⎝⎠ Công thc này nghim đúng trong hu ht các bài toán, ví d: 1, Khi crackinh mt ankan thu đc hn hp X gm 3 hiđrocacbon. Bit khi lng mol ca ankan ban đu gp 1,35 ln khi lng mol trung bình ca X. Hi có bao nhiêu phn trm (theo s mol) ankan ban đu tham gia phn ng trên? (Trích đ thi Hc sinh gii Thành ph Hà Ni nm 2008) 2, Crackinh C 4 H 10 thu đc hn hp gm 5 hiđrocacbon có KLPT trung bình bng 36,25. Hiu sut ca phn ng crackinh là: A. 40% B. 60% C. 20% D. 80 3, Crackinh C 4 H 10 thu đc hn hp ch gm 5 hiđrocacbon có t khi hi so vi H 2 là 16,325. Hiu sut ca phn ng crackinh là: A. 77,64% B. 38,82% C. 17,76% D. 16,325% 4, Crackinh mt ankan thu đc hn hp khí có t khi hi so vi H 2 bng 19,565. Bit hiu sut ca phn ng Crackinh là 84%. Xác đnh ankan đã cho. A. Butan B. Isobutan C. Pentan D. A và B Nhng trong đ thi H-C khi A nm 2008, công thc này không còn đúng na! Khi cracking hoàn toàn mt th tích ankan X thu đc 3 th tích hn hp Y (các th tích khí đo  cùng điu kin nhit đ và áp sut); t khi ca Y so vi H 2 bng 12. Công thc phân t ca X là: A. C 6 H 14 B. C 3 H 8 C. C 4 H 10 D. C 5 H 12 (Trích đ thi tuyn sinh H – C khi A – 2008)  bài cho phn ng hoàn toàn hay: t ts s M H% = - 1 100% = 100% M = 2M = 2 2 12 = 48 v« nghiÖm ???? M ⎛⎞ ×→××→ ⎜⎟ ⎝⎠ Công thc này có đáng đ hc thuc không, khi mà trong chng trình ta ch hc 2 ru tha mãn đc đim này là C 2 H 4 (OH) 2 và C 3 H 5 (OH) 3 ???? Hn na, xác sut đ đ bài cho đúng d kin v O 2 , ancol và điu kin: “Bit ancol có s nhóm –OH bng s C” là vô cùng thp!!! 2, Dùng công thc đ gii toán cha chc đã là cách làm nhanh nht: Cách đây 2 nm, tôi đã gii thiu “công thc tính nhanh cho bài toán vô c kinh đin”: m Fe = 0,7*m hh (Fe và các oxit) + 5,6n e (hh cho) Uploaded by VNMATHS.TK Sao bng lnh giá – V Khc Ngc 0985052510 vukhacngoc@gmail.com http://my.opera.com/saobanglanhgia Dch v ôn thi cht lng cao – GSA Education: http://giasuams.com/ Liên h: 04.39152590 - 0989768553 (Linh) dùng đ tính nhanh các bài toán liên quan đn phn ng oxh hoàn toàn hn hp gm Fe và các oxit ca nó. n nay, công thc này đã tr nên ht sc ph bin, các giáo viên và hc sinh hoàn toàn không còn “l lm” gì vi nó. Công thc này cùng vi phng pháp “quy đi nguyên t” đc xem là 2 phng pháp gii nhanh nht cho các bài toán loi này. Tuy nhiên, điu này không phi lúc nào cng đúng! Trong các bài toán di đây, dùng công thc tính nhanh hoc “quy đi nguyên t” có th là cách làm nhanh nht: 1, Nung m gam bt st trong oxi, thu đc 3 gam hn hp cht rn X. Hòa tan ht hn hp X trong dung dch HNO 3 (d), thoát ra 0,56 lít ( đktc) NO là sn phm kh duy nht. Giá tr ca m là: A. 2,52 B. 2,22 C. 2,62 D. 2,32 (Trích đ thi tuyn sinh H – C khi B – 2007) 2, Cho 11,36 gam hn hp gm Fe, FeO, Fe 2 O 3 và Fe 3 O 4 phn ng ht vi dung dch HNO 3 loãng (d), thu đc 1,344 lít khí NO (sn phm kh duy nht,  đktc) và dung dch X. Cô cn dung dch X thu đc m gam mui khan. Giá tr ca m là: A. 49,09 B. 34,36 C. 35,50 D. 38,72 (Trích đ thi tuyn sinh H – C khi A – 2008) 3, Hòa tan ht m gam hn hp Fe, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 trong dung dch HNO 3 đc, nóng d đc 448 ml khí NO 2 ( đktc). Cô cn dung dch sau phn ng đc 14,52 gam mui khan. Giá tr ca m là: A. 3,36 gam B. 4,28 gam C. 4,64 gam D. 4,80 gam 4, Hòa tan hoàn toàn 49,6 gam hn hp X gm Fe, FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 bng dung dch H 2 SO 4 đc, nóng thu đc dung dch Y và 8,96 lít khí SO 2 (đktc). Khi lng mui thu đc khi cô cn dung dch Y là: A. 160 gam B. 140 gam C. 120 gam D. 100 gam 5, Cho 11,6 gam hn hp X gm Fe, FeO, Fe 2 O 3 vào dung dch HNO 3 loãng, d đc V lít khí Y (đktc) gm NO và NO 2 có t khi hi so vi H 2 là 19. Mt khác, nu cho cùng lng khí hn hp X trên tác dng vi khí CO d thì sau phn ng hoàn toàn đc 9,52 gam Fe. Giá tr ca V là: A. 2,8 lít B. 5,6 lít C. 1,4 lít D. 1,344 lít 6,  m gam Fe trong không khí mt thi gian đc 7,52 gam hn hp X gm 4 cht. Hòa tan ht X trong dung dch H 2 SO 4 đc, nóng d đc 0,672 lít khí SO 2 (sn phm kh duy nht,  đktc) và dung dch Y. Cô cn cn thn dung dch Y đc m 1 gam mui khan. Giá tr ca m và m 1 ln lt là: A. 7 gam và 25 gam B. 4,2 gam và 1,5 gam C. 4,48 gam và 16 gam D. 5,6 gam và 20 gam Nhng trong bài toán di đây, c “phng pháp quy đi nguyên t” và công thc tính nhanh  trên đu ch đáng “xách dép” v tc đ nu so vi mt công thc khác: Hòa tan hoàn toàn 34,8 gam mt oxit st dng Fe x O y trong dung dch H 2 SO 4 đc, nóng. Sau phn ng thu đc 1,68 lít khí SO 2 (sn phm kh duy nht, đo  đktc). Xác đnh công thc ca oxit đã cho? • Cách 1: Coi loi oxit đã cho (1 cht) là hn hp ca Fe và O nguyên t. Gi s mol ca 2 loi nguyên t trong 34,8 gam hn hp ln lt là x và y (mol). Sao bng lnh giá – V Khc Ngc 0985052510 vukhacngoc@gmail.com http://my.opera.com/saobanglanhgia Dch v ôn thi cht lng cao – GSA Education: http://giasuams.com/ Liên h: 04.39152590 - 0989768553 (Linh) Quá trình phn ng trong bài có th tóm tt li trong s đ: 24 +H SO 3+ -2 2 Fe, O dd (Fe , O ) + SO ⎯ ⎯⎯→ ↑ Áp dng đnh lut bo toàn khi lng và bo toàn electron, ta có h phng trình: ⎧ ⎧ ⎪ →→ ⎨⎨ × ⎩ ⎪ ⎩ oxit Fe O e cho e nhËn m = m + m = 56x + 16y = 34,8 gam x = 0,45 mol x3 = 1, 68 n = n hay 3x = 2y + 2 y = 0,6 mol y 4 22,4 Do đó Oxit đã cho là Fe 3 O 4 . • Cách 2: Dùng công thc tính nhanh. 34 8 2 16 Fe hh e (hh cho) Fe O - 25,2 m = 0,7m - 5,6n = 25, gam n = 0,45 mol n = = 0,6 mol→→ , Fe 34 O n 3 = Fe O n4 →→ • Cách 3: Dùng công thc tính nhanh khác. Ta có: 2 oxit e SO oxit 3 4 34,8 n = n = 2n = 0,15 mol M = = 232 Fe O 0,15 →→ Mt ví d khác là mt câu đc đánh giá là “khó” trong đ thi H-C khi A nm 2009: Hòa tan ht m gam ZnSO 4 vào nc đc dung dch X. Cho 110 ml dung dch KOH 2M vào X, thu đc a gam kt ta. Mt khác, nu cho 140 ml dung dch KOH 2M vào X thì cng thu đc a gam kt ta. Giá tr ca m là A. 20,125 B. 12,375 C. 22,540 D. 17,710 Cách 1: Tính ln lt theo tng bc phn ng.  đây, lng KOH trong 2 trng hp là khác nhau nhng lng kt ta li bng nhau → đ Zn 2+ bo toàn thì  trng hp 1, sn phm sinh ra gm Zn(OH) 2 và Zn 2+ d, còn  trng hp th 2, sn phm sinh ra gm Zn(OH) 2 và 2- 2 ZnO .  c 2 trng hp, ta đu có phn ng to thành kt ta: 2+ - 2 Zn + 2OH Zn(OH) (1)→↓ vi 2+ - Zn OH 10,112 n = n = = 0,11 mol 22 ×  trng hp 2, còn có thêm phn ng to ra ion zincat: 2+ - 2 2 Zn + 4OH ZnO (2) − → vi 2+ - Zn OH (2 ) 1 (0,14 - 0,11) 2 n = n = = 0,015 mol 44 × Do đó, 2+ 4 ZnSO Zn n = 0,125 mol = n m = 161 0,125 = 20,125 gam→× Cách 2: Tính theo công thc 2 (1) (2) + OH TH OH TH Zn n + n = 4n 2 2 4 ZnSO OH (TH1) OH ( TH2) Zn Zn n + n = 4n = (0,11 0,14) 2 = 0,5 mol n = 0,125 mol = n + + + ×→ Uploaded by VNMATHS.TK Sao bng lnh giá – V Khc Ngc 0985052510 vukhacngoc@gmail.com http://my.opera.com/saobanglanhgia Dch v ôn thi cht lng cao – GSA Education: http://giasuams.com/ Liên h: 04.39152590 - 0989768553 (Linh) Do đó, m = 20,125 gam * Công thc trên hoàn toàn có th xây dng đc mt cách đn gin t ptp (1) và (2)! Nu ch nhìn vào 2 cách làm trên, nhiu ngi s cho rng cách s dng công thc tính nhanh  trên là nhanh hn hn so vi cách 1, tuy nhiên, vic nh chính xác đc mt công thc nh vy khi đi thi không h đn gin. Hn na, trong bài tp này, ta còn mt cách làm khác hoàn toàn không cn dùng đn công thc mà có phn còn đn gin và nhanh hn cách s dng công thc rt nhiu: Cách 3: Phng pháp bin lun bt phng trình Vì trng hp 1 KOH thiu, trng hp 2 KOH li d (so vi phn ng to kt ta), do đó, s mol ZnSO 4 phi nm trong khong (0,11;0,14) và khi lng ZnSO 4 tng ng phi nm trong khong (17,71;20,125). Xét c 4 đáp án thì ch có B là tha mãn. Công thc phc tp này có đáng đ nh không, khi ta có th gii bài toán ví d mt cách cng rt đn gin nh sau: Bo toàn khi lng cho phn ng hiđro hóa, ta có: 16 8 12 6 XY XY XXYY YX nM m = m hay M n = m n = = = nM ××→ Gi s trc phn ng có 8 mol hn hp khí → sau phn ng có 6 mol hn hp khí S mol khí gim (2 mol) chính là s mol anken ban đu 812 2 anken 3 6 - 6 2 M = = 42 CH × × →→ Nh vy là rõ ràng, vic s dng công thc tính nhanh khi gii toán Hóa hc cha chc đã là gii pháp nhanh nht và ti u nht. Mi công thc đu có “kh nng ng dng” có gii hn, ph thuc vào vic “ta có nhng d kin gì” và “ta cn d kin gì”. 3, Rt nhiu công thc gii toán có “ngun gc chung” vi nhau và ta không nên tn thi gian vào vic hc tng công thc riêng l mà hãy hc và nm cho vng cái “ngun gc chung” y: Sao bng lnh giá – V Khc Ngc 0985052510 vukhacngoc@gmail.com http://my.opera.com/saobanglanhgia Dch v ôn thi cht lng cao – GSA Education: http://giasuams.com/ Liên h: 04.39152590 - 0989768553 (Linh) Uploaded by VNMATHS.TK Sao bng lnh giá – V Khc Ngc 0985052510 vukhacngoc@gmail.com http://my.opera.com/saobanglanhgia Dch v ôn thi cht lng cao – GSA Education: http://giasuams.com/ Liên h: 04.39152590 - 0989768553 (Linh) Tt c nhng th gi là “công thc” này có đáng đ hc thuc không khi tt c chúng đu đn gin là bt ngun t phng pháp Tng – gim khi lng??? Vic hc thuc các công thc trên hoàn toàn là vô ngha và không cn thit nu nh hc sinh đã nm vng các ni dung c bn ca phng pháp Tng – gim khi lng (còn nu đã không nm vng thì không th ng h đn chuyn nh và vn dng đúng công thc đc!) Tt c các công thc tính đng phân này có đáng đ hc không khi mà ta hoàn toàn có th dùng mt công thc và phng pháp tính đn gin, hiu qu hn hn đ tính toán s đng phân ca hu ht các loi hp cht hu c trong chng trình ph thông, đng thi còn bit đc s loi đng phân ng vi tng loi cu to (có bao nhiêu đng phân ru/amin bc I, bc II, bc III, …)??? Hn na, đ thi H-C hu nh không bao gi hi đn gin vic tính s đng phân nh trong các công thc trên mà vic tính s đng phân luôn đi kèm vi bin lun CTCT tha mãn các tính cht Hóa hc cho trc! Nh vy, ch bng mt vài ví d đin hình, ta có th thy rng vic s dng công thc tính nhanh trong gii toán Hóa hc tim n rt nhiu ri ro. Vic áp dng các công thc tính nhanh vào gii toán đôi khi cng là cn thit và hiu qu nhng đ làm đc nh vy nht thit phi nm vng các điu kin cn và đ đ nghim đúng công thc đó, đng thi, chúng ta cng nên sàng lc, la chn trong quá trình hc, ch nên “nh” nhng “công thc gc” và nhng “phng pháp gc” có tính ng dng cao, ph bin và d có kh nng ri vào đ thi H nht thay vì hc vô s các công thc h qu ca chúng, va tn thi gian va d nhm ln và không hiu qu! Không phi bài toán nào trong đ thi cng có công thc tính nhanh! Không phi khi đi thi, bài toán nào ta cng ngh ra đc cách làm nhanh nht! Khi đi thi, phng pháp nhanh nht cho 1 bài toán chính là phng pháp mà ta ngh ra đc ngay lúc đó và đ gii nhanh nht đ thi H, điu c bn và quan trng nht là tng phép tính nh, tng bin Sao bng lnh giá – V Khc Ngc 0985052510 vukhacngoc@gmail.com http://my.opera.com/saobanglanhgia Dch v ôn thi cht lng cao – GSA Education: http://giasuams.com/ Liên h: 04.39152590 - 0989768553 (Linh) đi và quan h Hóa hc đu đc x lý mt cách nhanh nht và ti u nht. Nu thc s làm đc nh vy thì hiu qu thu đc còn nhanh hn rt nhiu so vi vic “c nh” mt công thc gii nhanh nào đó. P/S: Bài vit trên mang quan đim cá nhân ca tác gi và ch mang tính cht tham kho.  hiu rõ hn các thông tin và nhn đnh đã nêu ra  trên, các bn có th tìm đc các bài ging có liên quan ti các đa ch: Tng hp 18 cách gii cho bài toán vô c kinh đin Rèn luyn đ tr thành hc sinh gii Hóa hc  trng ph thông Vn đ rèn luyn k nng tính  trng ph thông Công thc tính nhanh cho bài toán vô c kinh đin ca Sao bng lnh giá Chin thut chn ngu nhiên trong bài thi trc nghim Hóa hc ánh giá đy đ hn ý ngha ca phng pháp ghép n s Phân tích h s phn ng và ng dng trong gii nhanh bài toán Hóa hc Các bn cng có th tham kho các bài ging chuyên đ trên blog cá nhân ca tôi: http://my.opera.com/saobanglanhgia/blog/ và http://vn.myblog.yahoo.com/vkngoc49cns/ … và các bài vit khác trên Tp chí Hóa hc và ng dng ca Hi Hóa hc Vit Nam. Ngoài ra, đ giúp các em hc sinh có đc s chun b tt nht cho k thi Tt nghip THPT và Tuyn sinh H-C sp ti đây, vào đu tháng 5 này, Công ty c phn Giáo dc GSA tip tc khai ging Khóa luyn thi H cp tc dành cho các em hc sinh lp 12 và 13. Tham gia vào Khóa hc, các em s có c hi: + c tip cn vi các phng pháp t duy gii toán mi nht, nhanh nht và hiu qu nht + Làm ch hoàn toàn các phng pháp gii toán quan trng vi nhng “du hiu nhn bit” và cách phân loi ht sc rõ ràng. + Làm quen vi các dng bài tp và các phng pháp gii toán hoàn toàn mi và “đc”: gii toán vi đng lng phn ng, phng pháp bin lun gii hn nghim, xp x hóa các đi lng cc nh, đng chéo trong các bài toán pH, đng chéo cho các dung dch có phn ng vi nhau, quy đi phn ng Hóa hc, phng pháp Chn ngu nhiên, các “công thc gc” trong gii toán, …. đc bit là phng pháp m và Tính nhanh s đng phân các hp cht hu c. + Phng pháp t duy linh hot và gii quyt hiu qu các yêu cu ph bin trong đ thi nh: xác đnh CTPT, bin lun CTCT, bài tp tính hiu sut, chui phn ng, các bài tp so sánh, nhn bit, tách, … Các em hc sinh và các quý v ph huynh có th truy cp website: http://giasuams.com/ hoc đin thoi ti s 04.38684441 – 36230476 - 39152590 – 0989768553 (gp Ch Hu hoc Ch Linh) đ tìm hiu thông tin chi tit. . tùy tin các công thc gii nhanh trong bài tp Hóa hc là mt đin hình. Trong các bài vit ca mình, cng có đôi ln tôi đ cp ti các công thc gii toán có th dùng trong bài tp Hóa hc. phn ng Hóa hc đó nhng ghép vi các d kin gii toán khác nhau ta có th phi s dng đn các phng pháp khác nhau đ gii. Các công thc tính nhanh khi áp dng cho các bài tp Hóa hc. v mt Hóa hc ca bài toán, mà đ bài không phi l úc nào cng đc tha mãn đc ht các điu kin đó. Trong khi đó, các bài tp trong đ thi H-C luôn có đ phc tp nht đnh v mt Hóa hc,