n O 2 = = = 1, 4mol ( 273 + 54, 6 ) H O x + − → xCO H 2 O C x y z + O 2 2 + x + − (mol) Sao b ă ng l ạ nh giá – V ũ Kh ắ c Ng ọc 0985052510 RÈN LUYỆN ĐỂ TRỞ THÀNH HỌC SINH GIỎI HÓA Như đã nhiều lần đề cập trong các bài viết của tôi, có 4 yếu tố đưa các em trở thành học sinh giỏi ở bất kỳ môn học nào là: Kiến thức, Kỹ năng, Kinh nghiệm và Phương pháp (K3P). Do đặc điểm của GD Việt Nam là “học để thi”, do đó, kiến thức là một yếu tố quan trọng hàng đầu trong chương trình giảng dạy, cũng là nội dung chính trong các đề thi. Mặc dù vậy, để đáp ứng các yêu cầu mới của xã hội hiện đại, trong đó sản phẩm, kết quả của quá trình đào tạo phải là những con người “làm được việc”, do đó, các yếu tố về kỹ năng, kinh nghiệm và phương pháp tư duy mới là những yếu tố quan trọng, quyết định sự thành công của mỗi người trong cuộc sống. Khi có tư duy khoa học dẫn đường thì việc tiếp thu kiến thức mới là rất dễ dàng và làm việc gì ta cũng có thể đạt tới thành công! Để tìm hiểu vai trò và mối quan hệ của 4 yếu tố trên, chúng ta cùng xem xét một ví dụ sau đây: Đốt cháy hoàn toàn 22,4g một hợp chất hữu cơ A chứa C, H, O cần 15,68 lít khí O 2 ở 54,6*C; 2,4 atm. Sản phẩm thu được chỉ chứa CO 2 và H 2 O có tỷ lệ thể tích là 3:2. Tìm CTPT của A biết tỷ khối hơi của A so với H 2 nhỏ hơn 30. Bài toán trên có thể có nhiều cách giải, ứng với đặc điểm của từng đối tượng học sinh như sau: Đốt cháy A chỉ tạo thành CO 2 và H 2 O → A chứa C, H và có thể có O, CTPT dạng C x H y O z Cách 1: Phương pháp đại số. Đây là cách làm thông thường, phổ biến đối với đa số học sinh. N ế u ch ỉ có ki ế n thứ c trong tay thì đa số các em sẽ làm theo cách này. PV 2, 4 ⋅ 15, 68 RT 22, 4 273 Phương trình phản ứng cháy: y z y 4 2 2 Theo phản ứng: M (gam) 4 2 Theo đề bài: 22,4 1,4 Do đó, ta có hệ phương trình: vukhacngoc@gmail.com http://360.yahoo.com/vkngoc49cns y z 12x + y + 16z = n CO H O = x : = : n 2 2 y = 44n CO 2 44 3 11 18n H 2 O Sao b ă ng l ạ nh giá – V ũ Kh ắ c Ng ọc 0985052510 22, 4 1, 4 2 2 x + − 4 2 y 3 ( 1 ) ( 2 ) Từ pt (2) suy ra: x 3 4 , thế vào phương trình (1), ta lại có x = 3z Do đó: x : y : z = 3 : 4 : 1 hay A có CTPT dạng (C 3 H 4 O) n . Với d A H 2 < 30 , dễ dàng có kết quả CTPT của A là C 3 H 4 O. Cách 2: Phương pháp bảo toàn khối lượng và bảo toàn nguyên tố Đố i v ớ i m ộ t h ọ c sinh đ ã được rèn luy ệ n t ố t v ề phươ ng pháp thì đây là một bài tập rất quen thuộc. Nếu chỉ biết áp dụng một cách máy móc phương pháp đã được học thì cách giải sẽ như sau: Áp dụng bảo toàn khối lượng cho phản ứng cháy, ta có: m CO 2 + m H 2 O = m A + m O 2 = 22, 4 + 1, 4 ⋅ 32 = 67, 2g Với m CO 2 m H 2 O = = ⋅ = 18 2 3 Do đó, m CO 2 = 11 14 ⋅ 67, 2 = 52,8g, m H 2 O = 67, 2 − 52,8 = 14, 4g và n C = n CO 2 = 1, 2mol, n H = 2n H 2 O = 2 ⋅ 0,8 = 1, 6mol Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố đối với O, ta có: n O( A) = n O(CO 2 ) + n O(H 2 O) − n O(O 2 ) = 2 ⋅ 1, 2 + 0,8 − 1, 4 ⋅ 2 = 0, 4mol Do đó, ta có: x : y: z = 3: 4 : 1 và thu được kết quả như cách 1. Về mặt phương pháp, đây là một cách làm rất hay và có ý nghĩa nhưng nếu xét đến hiệu quả thực tế khi thi thì hoàn toàn không nhanh hơn cách làm thứ nhất bao nhiêu! Đố i với m ộ t h ọ c sinh có k ỹ n ă ng tính toán t ốt thì thời gian làm bài có thể được rút ngắn thêm bằng cách tính nhẩm nhanh các giá trị: - 52,8g là 1,2 mol CO 2 vì 52,8 = 44 + 8,8 (1 mol và 0,2 mol) - 14,4g là 0,8 mol H 2 O vì 14,4 = 18 – 3,6 (1mol và 0,2 mol) - Đặc biệt, số mol O 2 đã dùng có thể tính nhẩm nhanh hơn rất nhiều: vukhacngoc@gmail.com http://360.yahoo.com/vkngoc49cns n O 2 = ⋅ = 1, 4mol n CO 2 Sao b ă ng l ạ nh giá – V ũ Kh ắ c Ng ọc 0985052510 15, 68 2, 4 22, 4 1, 2 Cách 3: Đánh giá nhanh công thức thực nghiệm Đây là cách làm của m ột học sinh đ ã h ội tụ đủ c ả 4 y ếu tố đã nêu (K3P). Ta đã biết, đối với chất hữu cơ C x H y O z thì x y = = 2n H 2 O 3 4 Do đó, công thức thực nghiệm của A là (C 3 H 4 ) n O x , với n ≥ 1 và n là số nguyên nên x ≤ 1 để d A H 2 < 30 . Vì A chứa C, H, O nên x = 1. Như vậy, chỉ qua một ví dụ thôi, nhưng ta cũng thấy được tầm quan trọng của từng yếu tố, rõ ràng là cần phải có kiến thức Hóa học thì mới có thể giải quyết được bài toán, nhưng giải quyết bằng cách nào, trong thời gian bao lâu thì lại phụ thuộc mạnh mẽ vào Kỹ năng, Kinh nghiệm và Phương pháp của mỗi người. Trong trường phổ thông, các thầy cô và các em mới chỉ tập trung vào học Kiến thức, mà chưa chú ý đến việc phát triển 3 yếu tố còn lại, đó là lý do căn bản khiến nhiều em gặp lúng túng khi làm bài thi trắc nghiệm và rất khó khăn trong việc phải hoàn thành bài thi trong một thời gian ngắn. Vậy, làm thế nào để phát triển K3P? Đây là một vấn đề không đơn giản, đòi hỏi ở các em sự rèn luyện tích cực và đúng hướng. 1, Đối với Kiến thức Hóa học là một môn Khoa học tự nhiên, vì thế không thể có chuyện học thuộc lòng các kiến thức Hóa học như với các môn học xã hội khác được. Đặc thù của Hóa học là các kiến thức trải rộng và có mối liên quan ràng buộc lẫn nhau. Học lý thuyết Hóa thì không thể giống với Lý, cũng không thể chỉ học lớp 12 là đủ. Cách tốt nhất để học lý thuyết môn Hóa là phải biết cách phân tích để hệ thống hóa và tìm ra mối liên hệ giữa những phần kiến thức khác nhau. Một số câu hỏi minh họa: - - Phân tích phản ứng thủy phân Al 4 C 3 và CaC 2 So sánh tính chất hóa học cơ bản của SO 2 và CO 2. - Bằng ví dụ, hãy chứng minh rằng: trong phân tử hợp chất hữu cơ, các bộ phận cấu tạo có ảnh hưởng qua lại lẫn nhau. - NH 3 , HCl có tính oxh hay tính khử. - Phản ứng Nitro hóa Anilin sẽ thế vào vị trí nào 2, Đối với Kỹ năng và Kinh nghiệm vukhacngoc@gmail.com http://360.yahoo.com/vkngoc49cns Sao b ă ng l ạ nh giá – V ũ Kh ắ c Ng ọc 0985052510 Đây là những vấn đề nhạy cảm và trừu tượng, đôi khi rất khó diễn đạt, và cũng khó áp đặt kinh nghiệm của mình cho người khác. Việc tiếp thu Kỹ năng và Kinh nghiệm là một quá trình lâu dài, đòi hỏi phải có sự rèn luyện tích cực, đúng hướng và một sự tiếp nhận dần dần thông qua những trải nghiệm của bản thân. Các Kỹ năng và Kinh nghiệm của bản thân tôi sẽ được lồng ghép vào bài giảng trong suốt khóa học và được tổng kết lại trước khi thi để các em có thể vận dụng một cách hiệu quả nhất. Trước mắt, các em có thể tham khảo bài giảng “Chiến thuật chọn ngẫu nhiên trong bài thi trắc nghiệm Hóa học” trên Blog của tôi! 3, Về Phương pháp Việc giảng dạy phương pháp giải toán Hóa học là một vấn đề tương đối khó khăn, vì một bài toán Hóa học không những bị chi phối bởi phương pháp giải mà còn phụ thuộc vào phản ứng Hóa học xảy ra trong bài toán, do đó rất khó có thể chia ra thành các dạng bài khác nhau. Để học tập các phương pháp giải toán Hóa học một cách có hiệu quả, cần thiết phải có một sự hệ thống hóa các phương pháp một cách hợp lý và logic. Học phương pháp và phải rút ra được những “dấu hiệu nhận biết” của phương pháp ấy để hình thành phản xạ tư duy khi làm bài (có nghĩa là nhìn vào đề bài có thể biết ngay nó có thể giải bằng những phương pháp nào). Nội dung các phương pháp được học trong khóa học này bao gồm: o Phương pháp đại số và các biến đổi - Phương pháp chung: đặt ẩn – giải hệ - Phương pháp ghép ẩn số - Phương pháp đưa thêm số liệu - Phương pháp đánh giá bằng bất phương trình o Phương pháp trung bình và kỹ thuật đường chéo - Phương pháp M - Phương pháp n C , n H , k - Các dạng kỹ thuật đường chéo và biến đổi o Phương pháp bảo toàn khối lượng và biến đổi - Phương pháp bảo toàn khối lượng - Phương pháp tăng - giảm khối lượng - Biện luận và đánh giá sự biến đổi khối lượng trong phản ứng. - Phương pháp bảo toàn nguyên tố o Phương pháp bảo toàn electron và điện tích - Phương pháp bảo toàn electron – các dạng bài - Phương pháp bảo toàn điện tích o Phân tích hệ số phản ứng và ứng dụng o Các phương pháp quy đổi o Một số biến đổi trong các bài toán thường gặp o Biện luận Hóa học Bài t ậ p v ề nhà: vukhacngoc@gmail.com http://360.yahoo.com/vkngoc49cns Sao b ă ng l ạ nh giá – V ũ Kh ắ c Ng ọc 0985052510 1. Đốt 2,25g hỗn hợp chất hữu cơ A chứa C, H, O cần dùng 3,08 lít O 2 ở đktc, thể tích CO 2 và H 2 O thu được có tỷ lệ 4 : 5. Biết tỉ khối hơi của A đối với hidro là 45. Xác định CTPT của A. 2. Cho chất hữu cơ A tác dụng với H 2 O có xúc tác thì thu được acid B (có tỷ khối hơi so với N 2 là 2,57) và rượu D. Cho D qua ống CuO đốt nóng thì thu được chất hữu cơ E có thể tham gia phản ứng tráng gương. Để đốt cháy hoàn toàn 2,8g A cần 3,92 lít O 2 (đktc), lượng CO 2 và H 2 O thu được có tỷ lệ 3/2 về thể tích. Xác định CTPT của A, B, D biết D là rượu đơn chức mạch hở. 3. Một hợp chất hữu cơ A chứa C, H, O. Để đốt cháy hết 1,88g A cần một lượng vừa đủ 1,904 lít O 2 (đktc), lượng CO 2 và H 2 O thu được có tỷ lệ 4 : 3 về thể tích. Xác định CTPT của A. Biết M A < 200. Về cơ bản, cả ba bài tập về nhà đều tương tự với bài tập ví dụ trên lớp nhưng cần phải chú ý phân tích được đặc điểm riêng của từng bài toán để giải toán một cách nhanh nhất, hay nhất và hiệu quả nhất. Chúc các em thu được kết quả tốt nhất khi tham gia khóa học này! ********************** Để hiểu rõ hơn một số phương pháp đã sử dụng trong bài viết cũng như nâng cao tốc độ và hiệu quả làm bài, mời các bạn và các em tìm đọc các bài giảng về phương pháp của Sao băng lạnh giá – Vũ Khắc Ngọc tại Blog: http://360.yahoo.com/vkngoc49cns hoặc http://my.opera.com/saobanglanhgia/blog/ Các bài giảng của Sao băng lạnh giá – Vũ Khắc Ngọc có thể được sử dụng, sao chép, in ấn, phục vụ cho mục đích học tập và giảng dạy, nhưng cần phải được chú thích rõ ràng về tác giả. Tôn trọng sự sáng tạo của người khác cũng là một cách để phát triển, nâng cao khả năng sáng tạo của bản thân mình ^^ Liên h ệ tác gi ả: Vũ Khắc Ngọc – Phòng Hóa sinh Protein – Viện Công nghệ Sinh học Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam Điện thoại: 098.50.52.510 Địa chỉ lớp học: p107, K4, Tập thể Bách Khoa, Hà Nội (phụ trách lớp học: 0942.792.710 – chị Hạnh) vukhacngoc@gmail.com http://360.yahoo.com/vkngoc49cns . TRỞ THÀNH HỌC SINH GIỎI HÓA Như đã nhiều lần đề cập trong các bài viết của tôi, có 4 yếu tố đưa các em trở thành học sinh giỏi ở bất . h ệ tác gi ả: Vũ Khắc Ngọc – Phòng Hóa sinh Protein – Viện Công nghệ Sinh học Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam Điện thoại: . pháp đại số. Đây là cách làm thông thường, phổ biến đối với đa số học sinh. N ế u ch ỉ có ki ế n thứ c trong tay thì đa số các em sẽ làm