Bồi dương phương pháp giải toán Hóa học nhanh (HSG)_SKKN THCS

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 củamỗi phương pháp, cách tổ chức bồi dưỡng

SKKN – Nguyễn Đình Hành

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 2 A- PHẦN MỞ ĐẦU 3

1- Đối tượng nghiên cứu : 3 2- Khách thể nghiên cứu : 3

1- Phương pháp chủ yếu: 4 2-Các phương pháp hỗ trợ: 4

B- NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN 6

1-Thực trạng chung: 7 2- Chuẩn bị thực hiện đề tài: 7

CHỦ ĐỀ 1: PHƯƠNG PHÁP TỰ DO CHỌN LƯỢNG CHẤT 8 CHỦ ĐỀ 2: PHƯƠNG PHÁP KHỐI LƯỢNG MOL TRUNG BÌNH 10

C - BÀI HỌC KINH NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC: 20

D- KẾT LUẬN CHUNG: 21 E- PHẦN PHỤ LỤC: 22

-

-Lời cảm ơn

Đề tài này được hoàn thành nhờ sự giúp đỡ, động viên của Ban giám hiệu trườngTHCS Chu Văn An huyện Đak Pơ và của một số đồng nghiệp đã cung cấp các tài liệuphục vụ cho việc nghiên cứu Đồng thời đề tài cũng được sự cộng tác nhiệt tình của cácgiáo viên trong tổ bồi dưỡng, các giáo viên có nhiều kinh nghiệm và các em học sinhtrong đội tuyển HS giỏi huyện Đak Pơ

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường, các thầy cô giáo đã hợp táctrao đổi kinh nghiệm và trợ giúp tài liệu; cảm ơn các thầy cô giáo và các em học sinh đãtham gia trả lời các câu hỏi trong phiếu điều tra, tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thànhđề tài này./

Tôi xin chân thành cảm ơn !

Người thực hiện đề tài

Nguyễn Đình Hành

A- PHẦN MỞ ĐẦU

I- LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI:

Dạy và học hóa học ở các trường hiện nay đã và đang được đổi mới tích cực nhằmgóp phần thực hiện thắng lợi các mục tiêu của trường THCS Mục tiêu của đổi mớiphương pháp dạy học nhằm đào tạo và bồi dưỡng con người mới phát triển toàn diện, cóđủ kiến thức khoa học, có năng lực thực hành và biết vận dụng kiến thức vào thực tiễn.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 thứcvận dụng một cách linh hoạt các kiến thức đã học vào cuộc sống thực tiễn Ngoài nhiệmvụ nâng cao chất lượng bồi dưỡng đại trà nhà trường còn phải chú trọng đến công tác bồidưỡng 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 khácnhau Có thể nêu ra một số lý do như: do môn học mới mẻ nên kiến thức kỹ năng của họcsinh còn nhiều chỗ khuyết; còn nhiều giáo viên chưa có đủ các tư liệu hoặc thiếu kinhnghiệm để đảm nhiệm công việc dạy học sinh giỏi …

Là một giáo viên thường xuyên tham gia công tác bồi dưỡng học sinh giỏi, tôi đã códịp trao đổi kinh nghiệm với nhiều đồng nghiệp ( ở An Khê và ĐakPơ ), tiếp xúc vớinhiều thế hệ học trò tôi nhận thấy kinh nghiệm giải toán hoá học của các em khi vào độituyển còn nhiều hạn chế, trình bày lời giải còn nhiều lúng túng, dài dòng gây mất nhiềuthời gian Điều đó làm cho các em khó đạt kết quả cao trong các kỳ thi học sinh giỏi Từnhững 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 bàitoán hoá học một cách nhanh chóng và hiệu quả

Với những lý do trên tôi đã chọn và áp dụng đề tài “ BỒI DƯỠNG CÁC PHƯƠNGPHÁP GIẢI NHANH MỘT SỐ BÀI TOÁN HOÁ HỌC” nhằm giúp cho các em HS giỏicó 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 kỹnăng, 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 củamỗi phương pháp, cách tổ chức bồi dưỡng học sinh giỏi theo nguyên tắc “ Kế thừa - pháttriển - 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 mộtsố 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 sinhgiỏi 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 triểnthành diện rộng, góp phần nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi tại huyện Đak Pơ

V- PHẠM VI NGHIÊN CỨU:

Do hạn chế về thời gian và nguồn lực nên về mặt không gian đề tài này chỉ nghiêncứu giới hạn trong phạm vi huyện ĐakPơ Về mặt kiến thức kỹ năng, đề tài chỉ nghiêncứu 5 chủ đề về các phương pháp giải bài toán hoá học.Các ví dụ nêu trong mỗi chủ đềchỉ 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 làtổng 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 phươngpháp giải nhanh các bài tập hoá học để bồi dưỡng cho học sinh giỏi Qua việc áp dụng đềtài 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 tôiđang nghiên cứu Lúc đó đã có nhiều em bế tắc vì không tìm ra hướng giải, hoặc thựchiện bài giải quá dài dòng dẫn đến việc không còn đủ thời gian để giải các phần kháctrong 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 nhiềubiện pháp Ví dụ như : tổ chức trao đổi trong tổ bồi dưỡng, trò chuyện cùng HS, thểnghiệm đề tài, kiểm tra và đánh giá kết quả dạy và học những nội dung trong đề tài Đếnnay, trình độ kỹ năng giải các bài tập hoá học của các lớp học sinh giỏi được nâng caođáng kể

2-Các phương pháp hỗ trợ:

Ngoài các phương pháp chủ yếu, tôi còn dùng một số phương pháp hỗ trợ khác nhưphương 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 cácbài 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 họcđều có nguyên tắc riêng và có phương pháp giải đặc trưng riêng Tuy nhiên do việc phânloại các bài tập hoá học chỉ mang tính tương đối, vì vậy trong mỗi loại bài tập loại nàythường chứa đựng một vài yếu tố của loại bài tập kia Điều đó giải thích tại sao có nhiềubài toán hoá học giải được bằng nhiều cách giải khác nhau Đối với học sinh giỏi khôngphải chỉ đơn thuần là giải ra đáp số mà việc biết giải khéo léo, tiết kiệm được thời gianmà 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 thiếthọc sinh phải hiểu sâu sắc nội dung và đặc điểm của bài toán đó, nắm vững các mối quanhệ giữa các lượng chất cũng như tính chất của các chất, viết đúng các phương trình phảnứng 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 giờgiải được Muốn giải chính xác và nhanh chóng các bài toán loại này thì phải chọn mộtphương 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 mụcđích nếu không biết chọn lọc những phương pháp giải toán thông minh, nêu ra đặc điểmcủa phương pháp và nguyên tắc áp dụng Các phương pháp này là cẩm nang giúp họcsinh biết tìm hướng giải dễ dàng, hạn chế tối đa những sai lầm trong quá trình giải bàitập, đồng thời phát triển tìm lực trí tuệ cho học sinh ( thông qua các bài tập tương tự mẫuvà các bài tập vượt mẫu )

Trong phạm vi của đề tài này, tôi xin được mạn phép trình bày kinh nghiệm bồidưỡng một số phương pháp giải nhanh các bài tập hoá học cho học sinh giỏi Nội dung đềtài được sắp xếp theo 5 chủ đề, mỗi chủ đề có nêu nguyên tắc áp dụng và các ví dụ minhhoạ 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- THỰC TIỄN VỀ TRÌNH ĐỘ VÀ VÀ ĐIỀU KIỆN HỌC TẬP CỦA HỌC SINH.

1-Thực trạng chung:

Khi chuẩn bị thực hiện đề tài, năng lực giải các bài toán hoá học của học sinh nóichung là rất yếu Đa số học sinh thường tỏ ra rất mệt mỏi khi phải gặp các bài tập phứctạp như : các dạng có dữ kiện không cơ bản (tổng quát), hoặc các bài tập quá nhiều phảnứng, hoặc các bài tập dữ kiện đề cho không rõ… Vì thế họ rất thụ động trong các buổi họcbồi dưỡng và không có hứng thú học tập Học sinh không có sách tham khảo viết về cácphương pháp nêu trong đề tài Một số em có sách tham khảo nhưng cũng mới chỉ là cácsách “ 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 đìnhcòn 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 sốkhâu 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 thamkhảo 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 vànâng cao Ngoài ra phải dự đoán những tình huống có thể xảy ra khi bồi dưỡng mỗi chủ

đe 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 Tròchuyện, 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 cáccâu hỏi mở để HS có thể phát hiện ra những cách giải hay

III- KINH NGHIỆM VẬN DỤNG ĐỀ TÀI VÀO THỰC TIỄN

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 hoán đổi thứ tự của bước 1 và 2

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

1) Nguyên tắc áp dụng:

GV cần cho HS nắm được một số nguyên tắc áp dụng của phương pháp này nhằmtránh 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 mộttham số : m (g), V(l), x(mol)…) thì các bài toán này sẽ có kết quả không phụ thuộc vàolượng chất đã cho

- Phương pháp tối ưu nhất là tự chọn một lượng chất cụ thể theo hướng có lợi choviệc 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 lợihơn 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 chấtbằng hệ số trong PTHH

- 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 m dd H SO 2 4 =100gam hoặc giả sử có 1 mol oxit đã tham gia phản ứng.

* Giải :

Đặt công thức tổng quát của oxit là R2Ox ( x là hoá trị của R )

Giả sử hoà tan 1 mol R2Ox

* 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.

Vậy nồng độ dung dịch H2SO4 đã dùng là C% = 24,5%

1) Nguyên tắc áp dụng

- Nguyên tắc của phương pháp này là dựa vào việc tính khối lượng mol trung bìnhcủa một hỗn hợp Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp được xác định theo công thức:

hh hh

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

- 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 phânnhóm 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 raphương pháp này cũng được sử dụng rất hiệu quả khi giải các bài toán xác định thànhphần % của một hỗn hợp

- Phương pháp chung :

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

+) Từ khối lượng mol trung bình có thể tìm được giới hạn khối lượng mol của cácnguyên 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 chấttrong hỗn hợp

+) Nếu hỗn hợp gồm 2 chất có cấu tạo và tính chất hoá tương tự nhau ( 2 kim loạicùng phân nhóm chính, hoặc 2 hợp chất vô cơ có cùng công thức tổng quát, các hợp chấthữu cơ đồng đẳng … ) thì có thể đặt một công thức đại diện cho hỗn hợp Các đại lượngtìm được của chất đại diện là các giá trị của hỗn hợp (mhh; nhh ; Mhh )

- Phần 2: Đốt cháy hoàn toàn thì phải dùng hết 1,96 lít khí O2 ( đktc)

a) Xác định hai kim loại A,B

b) Xác định % khối lượng của các kim loại trong hỗn hợp X

* Gợi ý HS:

Hai kim loại có hoá trị và tính chất tương tự nên để đơn giản có thể đặt một ký hiệu đại diện cho hỗn hợp 2 kim loại Viết PTHH, Từ số mol O 2 và khối lượng muối khan ta tính toán để tìm giá trị M hh

* Giải:

a) Xác định kim loại A,B

Đặt M là kim loại đại diện cho hỗn hợp hai kim loại kiềm A,B

Gọi a là số mol của hỗn hợp ở mỗi phần

Phương trình hoá học:

Hai kim loại kiềm liên tiếp có M = 32,14 thoã mãn là Na (23) và K(39)

b) Xác định % khối lượng của hỗn hợp X

gọi x là số mol của K ⇒ số mol Na là ( 0,35 – x ) mol

Áp dụng công thức tính khối lượng mol trung bình ta có: