SKKN Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ dành cho học sinh lớp 9

Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu dành cho học sinh lớp PHOØNG GD & ĐT ÂN THI CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc TRƯỜNG THCS BẮC SƠN - -  Tên đề tài: MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP LẬP CƠNG THỨC PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ DÀNH CHO HỌC SINH LỚP - - PHẦN 1: LÍ LỊCH BẢN THÂN Tác giả : Nguyễn Văn Thượng Chức vụ: Tổ trưởng chuyên môn Nơi công tác : Trường THCS Bắc Sơn – Ân Thi – Hưng Yên PHẦN 2: PHẦN NỘI DUNG A PHẦN MỞ ĐẦU I Đặt vấn đề Môn Hố Học trường phổ thơng có vị trí ý nghĩa quan trọng việc giáo dục hệ trẻ Bước đầu hình thành cho học sinh khái niệm hoá học biến đổi tính chất chất Giúp cho học sinh hiểu hố học có ý nghĩa quan trọng đời sống xã hội, từ có nhìn thái độ đắn mơn học Là giáo viên dạy mơn hóa học hẳn hiểu mơn hóa mơn khó học sinh bậc THCS, đặc biệt phân mơn hóa học hữu Số tiết phân bố chương trình cịn song u cầu lượng kiến thức lại nhiều rộng, lượng tập phong phú đa dạng song SGK sách tập lại chưa phân dạng loại tập chưa nêu nên cách thiết lập phương pháp giải Nguyễn Văn Thượng – Trường THCS Bắc Sơn Trang / 27 Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu dành cho học sinh lớp cụ thể cho dạng tốn Đó khó cho người học nội dung mà giáo viên dạy hóa phải trăn trở tìm tịi, biên soạn nội dung giảng dạy làm để học sinh rèn luyện kỹ giải tốt dạng tập theo yêu cầu chương trình Trước thực tế qua kinh nghiệm nhiều năm giảng dạy đúc kết rút kinh nghiệm viết nên đề tài “Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu dành cho học sinh lớp 9” Thực trạng chung * Trong năm học trước giảng dạy, nhận thấy dạng tập hóa vơ hóa hữu bậc THCS có điểm chung gần giống khác dạng tốn lập cơng thức phân tử hợp chất hữu cơ, dạng tốn khó học sinh lớp 9, sách tập lại không thiết lập cách giải cho dạng cụ thể trình khảo sát cuối năm tơi nhận thấy hầu hết học sinh lớp cịn yếu dạng tốn Đó lí tơi chọn đề tài “Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu dành cho học sinh lớp 9” áp dụng thành công vào giảng dạy năm học 20122013 2013-2014 đạt kết cao Ý nghĩa tác dụng đề tài - Nâng cao chất lượng hiệu dạy học mơn hóa học nói chung phân mơn hóa học hữu nói riêng - Giúp học sinh biết phân loại nắm chất dạng tập “Lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ” từ rèn kỹ giải tập hóa học nói chung tập dạng lập cơng thức hợp chất hữu nói riêng - Phát huy tính tích cực tạo hứng thú cho học sinh học tập đặc biệt giải tập hóa học Phạm vi nghiên cứu Đề tài nghiên cứu thực vào học kì khối lớp học trường THCS Bắc Sơn năm học 2012-2013 2013-2014 Nguyễn Văn Thượng – Trường THCS Bắc Sơn Trang / 27 Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu dành cho học sinh lớp Đề tài áp dụng hướng dẫn học sinh lớp số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu II Phương pháp tiến hành Cơ sở lí luận Mục tiêu giáo dục - đào tạo phải hướng vào đào tạo người lao động, tự chủ, sáng tạo, có lực giải vấn đề thường gặp, qua mà góp phần tích cực thực mục tiêu lớn đất nước dân giàu, nước mạnh, xã hội công bằng, dân chủ, văn minh Về phương pháp giáo dục, phải khuyến khích tự học, phải áp dụng phương pháp giáo dục bồi dưỡng cho học sinh lực tư sáng tạo, lực giải vấn đề Kỹ giải tốn hóa học hình thành học sinh nắm vững lí thuyết, nắm vững kiến thức tính chất hóa học chất, biết vận dụng kiến thức vào giải tập Học sinh phải hình thành mơ hình giải tốn hóa học, bước để giải tốn, kèm theo phải hình thành học sinh thói quen phân tích định hướng cách làm, kỹ quan trọng việc giải tốn hóa học Cơ sở thực tiễn: Bài tập Hố học hữu tập khó đặc biệt tập lập công thức phân tử hợp chất hữu cho học sinh trung học sở Thế nhưng, nội dung chương trình học khơng có tiết học riêng giới thiệu cách lập cơng thức phân tử hợp chất hữu Do việc nhận dạng, định hướng tìm phương pháp giải vấn đề khó khăn học sinh học sinh có sức học trung bình, yếu, Xuất phát từ thực tế qua kinh nghiệm giảng dạy rút kinh nghiệm viết nên đề tài với mong muốn giải khó khăn học sinh, kích thích học sinh có lịng u thích mơn học Tuỳ vào điều kiện thời gian mức độ nhận thức học sinh giáo viên chọn nội dung phù hợp để truyền đạt đến học sinh Đề tài vận dụng tiết luyện tập, tiết học tự chọn hay bồi dưỡng học sinh giỏi Nguyễn Văn Thượng – Trường THCS Bắc Sơn Trang / 27 Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu dành cho học sinh lớp Các biện pháp tiến hành Khảo sát chất lượng vào cuối tháng 4/2011 * Nội dung : thực tập lập công thức hợp chất hưũ * Thời gian : 45 phút kết sau: SLHS THAM GIA GIỎI KHÁ T.BÌNH YẾU KÉM SL 96 12 50 17 % 8,3% 12,5% 52,1% 17,7% 9,4% - Qua trình thực tế kết khảo sát cho thấy học sinh không làm chủ yếu không hiểu bài, không phân loại loại tập dạng thiết lập cách giải cụ thể cho loại tập - Từ kết khảo sát nguyên nhân năm hoc 2011-2012 bắt tay vào việc tiến hành nghiên cứu phân loại dạng tập lập công thức phân tử HCHC, kinh nghiệm kiến thức thân kết hờp với kiến thức từ sách tham khảo tiến hành biên soạn nội dung, nhằm tìm biện pháp thích hợp chọn nội dung phù hợp việc Đó nguyên nhân tiến hành biên soạn thực đề tài 3.2 Hoạch định thời gian thực hiện: Tháng 05  07/ 2011 - Nghiên cứu biên soạn nội dung sở tài liệu Tháng 08  09/ 2011 - Tổng hợp nội dung nghiên cứu Tháng 10 11/ 2011 – Viết hoàn thiện đề tài Tháng  4/ 2012 - Áp dụng đề tài vào thực nghiệm lần Tháng  4/ 2013 - Áp dụng thực nghiệm lần Tháng 05/ 2013 - Tổng hợp kết áp dụng, tổng kết kinh nghiệm B PHẦN NỘI DUNG * Dạng tốn xác định cơng thức phân tử hợp chất hữu (HCHC) dạng tập phong phú mơn hóa học Đối với chương trình hóa học hữu lớp có nhiều dạng tập lập công thức phân tử HCHC khác chủ yếu tập dạng đốt cháy tơi chọn đề tài “ Một số phương pháp lập Nguyễn Văn Thượng – Trường THCS Bắc Sơn Trang / 27 Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu dành cho học sinh lớp công thức phân tử hợp chất hữu dành cho học sinh lớp ” để học sinh có sở luyện giải dạng tập đạt kết tốt, trước hết trang bị cho học sinh nắm vững kiến thức lí thuyết phương pháp giải I Những kiến thức lí thuyết cần trang bị cho học sinh Công thức tổng quát hợp chất hữu Cung cấp cho học sinh công thức tổng quát HCHC nhằm giúp học sinh xác định số nguyên tử nguyên tố hợp chất gặp dạng cụ thể để xác định công thức hợp chất biết dạng tổng quát xác định tên hợp chất tìm Bảng phân loại HCHC Hydrocacbon Hydrocacbon no (Họ ANKAN: CnH2n ( Phân tử có vớin ≥ ) Hydrocacbon không nguyên tố C H) + no (Họ ANKEN: CnH2n với n ≥ ) CTTQ: CXHY (Họ ANKIN: CnH2n - với n ≥ ) Hydrocacbon thơm ( Họ AREN: CnH2n - Hợp Chất Hữu Cơ Hydrocacbon không no Dẫn xuất hydrocacbon (HCHC) với n ≥ ) Rượu đơn chức no: CnH2n+1 OH (với n ≥ ) Axit đơn chức no: Cn H2n+1 COOH (với n ≥ 0) Chất béo: (R-COO)3C3H5 (với R gốc hydrocacbon ) Glucozơ: C6H12O6 Saccarozô: C12H22O11 Tinh bột xenlulozô: ( -C6H10O5-)n Với : n = 1200 → 6000 : Tinh bột n = 10000 → 14000 : Xenlulozơ Một số phản ứng cháy HCHC gồm hiđrôcacbon dẫn xuất hiđrôcacbon (hợp chất hữu có chứa ơxi, nitơ) a Hiđrơcacbon : Nguyễn Văn Thượng – Trường THCS Bắc Sơn Trang / 27 Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu dành cho học sinh lớp 3n + )O2 t → n CO2 + (n + 1) H2O * Họ Ankan: CnH2n +2 + ( * Họ Anken: CnH2n + * Họ Ankin: CnH2n -2 + ( 3n − )O2 t → n CO2 + (n - 1) H2O * Họ Aren: CnH2n -6 + ( 3n − )O2 t → n CO2 + (n - 3) H2O 3n O2 t → n CO2 + n H2O + Phương trình phản ứng cháy tổng quát loại hiđrocacbon (A) y y CxHy + ( x + ) O2 t H2O → xCO2 + + Dựa vào số mol CO2 số mol H2O sản phẩm cháy suy loại hiđrôcacbon (A) đem đốt : y Nếu nCO 〈 nH O hay x 〈 2 Nếu nCO = nH O hay x = 2 y y Nếu nCO 〉 nH O hay x 〉 ⇒ A Ankan ⇒ A Anken ⇒ A Ankin Aren b Dẫn xuất hiđrôcacbon : * Rượu đơn chức no : CnH2n + 1OH + 3n O2 t → n CO2 + (n +1) H2O * Axit xít đơn chức no : CnH2n + 1COOH + ( 3n + )O2 t → (n + 1) CO2 + (n +1) H2O + Phương trình phản ứng cháy tổng quát loại dẫn xuất hiđrơcacbon (A): - Hợp chất hữu có chứa ơxi : CxHyOz + ( x + y z y − ) O2 t H2O → x CO2 + 2 - Dựa vào số mol CO2 số mol H2O sản phẩm cháy suy loại dẫn xuất hiđrôcacbon (A) đem đốt : Nếu nCO 〈 nH O hay x 〈 2 y ⇒ A Ankanol (Rượu) y ⇒ A Ankanoic (Axit ) đơn chức no Nguyễn Văn Thượng – Trường THCS Bắc Sơn Nếu nCO = nH O hay x = 2 Trang / 27 Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu dành cho học sinh lớp - Hợp chất hữu có chứa ơxi nitơ : y z y t CxHyOzNt + ( x + - )O2 t H2O + N2 → x CO2 + 2 Bài toán dạng bản: ( áp dụng cho đối tượng học sinh ) a) Sơ đồ phân tích đề tốn: m (g) HCHC + O2 mCO2 (g) ( hay nCO2(mol) , VCO2(lít) đktc ) Đốt cháy Hồn tồn mCO2(g) (A) hay nH2O(mol) VN2(lít) đktc hay nN2(mol) ) * Yêu cầu : Xác định công thức phân tử hợp chất hữu (A) b) Phương pháp giải : Bước 1: Xaùc định thành phần nguyên tố hợp chất hữu (A) đem đốt (hay phân tích ) mC ( A ) = mC (trong CO2) = Vco2 12 mCO2 = 12 = 12 nCO2 22,4 44 mH ( A ) = mH (trong H2O) = m H 2O = n H O 18 mN ( A ) = 28.V N 22,4 = 28.n N * Tính tổng khối lượng : ( mC + mH + mN ) so sánh - Nếu ( mC + mH + mN ) = mA ( đem đốt ) => A không chứa ôxi - Nếu (mC + mH + mN ) 〈 mA (đem đốt) => A có chứa ơxi => mO ( A ) = mA - ( mC + mH + mN ) * Cách xác định thành phần % nguyên tố hợp chất hữu (A) mC 100 %C = m A %O = Bước : ; m H 100 %H = m A ; %N = m N 100 mA mO 100 = 100% - ( %C + %H + %N ) mA Xác định khối lượng mol phân tử hợp chất hữu (MA) * Dựa vào khối lượng riêng hợp chất hữu (A) đktc (DA) MA = 22,4 DA Nguyễn Văn Thượng – Trường THCS Bắc Sơn Trang / 27 Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu dành cho học sinh lớp * Dựa vào tỉ khối hợp chất hữu (A) khí B (dA/B khí (dA/KK) ) hay khơng MA = 29 dA/KK MA = MB dA/B * Dựa vào khối lượng (mA (g) ) thể tích (VA (lít) ) khí A đktc MA = mA (g) khí A chiếm thể tích VA (lít) đktc 22,4.m A V A (lít ) MA (g) 22,4 (lít) * Dựa vào biểu thức phương trình Mendeleep – Claperon: Cho mA (g) chất hữu A hóa chiếm thể tích VA (l) nhiệt độ T (oK) áp suất P(atm) mRT PV = nRT ⇒ M = pV (R = 0,082 atm/ oKmol) * Dựa vào định luật Avogadro: Định luật: Ở điều kiện nhiệt độ áp suất, thể tích khí chứa số phân tử khí m m A B VA = VB => nA = nB ⇒ M = M A B MB => MA = mA m B Bước : Xác định công thức phân tử hợp chất hữu (A) Cách : Dựa vào công thức tổng quát hợp chất huwuc (A) : 12 x y 16 z 14t M A = = = = m C m H mO m N mA CxHyOzNt M 12 x y 16 z 14t = = = = A %C % H %O % N 100 hay - Tính trực tiếp x , y , z , t từ tỉ lệ => công thức phân tử hợp chất (A) Cách : Tính trực tiếp từ phương trình phản ứng cháy hợp chất hữu (A) * Trường hợp : Đề cho biết khối lượng chất phản ứng cháy: y z y t CxHyOzNt + ( x + - )O2 t H2O + N2 → x CO2 + 2 MA (g) 44x (g) 9y (g) 14t (g) mA (g) mCO2 mH2O mN2 44 x 9y 14t 2 M A => Tỉ lệ : m = m = m = m CO H O N A => x , y , t Nguyễn Văn Thượng – Trường THCS Bắc Sơn Trang / 27 Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu dành cho học sinh lớp Từ MA = 12x + y + 16z + 14t => z = M A − (12 x + y + 14t ) 16 => Xác định công thức phân tử hợp chất hữu A * Trường hợp : Đề cho biết thể tích chất phản ứng cháy (ở điều kiện nhiệt độ áp suất) - Trường hợp điều kiện nhiệt độ áp suất, tỉ lệ thể tích chất khí tỉ lệ số mol Do đố iair nên áp dụng thể tích trực tiếp vào phương trình phản ứng cháy tổng quát Các tập minh họa: Bài tập : Một hydrocacbon A có thành phần nguyên tố: % C = 84,21; %H = 15,79; Tỉ khối khơng khí dA/KK = 3,93 Xác định CTPT A GIẢI Bước 1: Tính MA: Biết dA/KK => MA = MKK dA/KK = 29.3,93 = 114 Bước : Đặt A : CxHy M 12x y = = A %C %H 100  x= M A %C 114.84,21 = =8 12.100 12.100  y= M A %H 114.15,79 = = 18 1.100 1.100 Suy CTPT A: C8H18 Bài tập : Một hydrocacbon A thể khí tích gấp lần thể tích lưu huỳnh đioxit có khối lượng tương đương điều kiện Sản phẩm cháy A dẫn qua bình đựng nước vơi dư có 1g kết tủa đồng thời khối lượng bình tăng 0,8g Tìm CTPT A GIẢI * Tìm MA : 1VA = 4VSO2(ở điều kiện ) ⇒ nA = 4nSO2 Nguyễn Văn Thượng – Trường THCS Bắc Sơn Trang / 27 Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu dành cho học sinh lớp m m SO A ⇒ M =4M ⇒ M = M A SO A SO 2 ⇒ MA = M SO = (A SO2 có khối lượng tương đương nhau) 64 = 16 Cách : giải theo phương pháp khối lượng hay % khối lượng : Đặt A : CxHy Bình đựng Ca(OH)2 hấp thụ CO2 H2O Ca(OH)2 + CaCO3 CO2 + H2O m↓ = mCaCO = 1g nCO = nCaCO = : 100 = 0,01mol ⇒ nC = nCO = 0,01mol ⇒ mC = 12.0,01=0,12g mCO = 0,01.44 = 0,44g mbình = mCO + mH O 2 ⇒ mH O = 0,8-0,44 = 0,36g mH = m H 2O 18 =2 0,36 = 0,04 g 18 ĐLBT khối lượng (A) :mA = mC + mH = 0,12 +0,04 = 0,16 12 M m M y 16.0,12 A C x A Ta có m = m = m => x = 12.m = 12.0,16 = C H A A y= M A m H 16.0,04 = =4 mA 0,16 Vậy CTPT A : CH4 Cách : Biện luận dựa vào điều kiện y ≤ 2x + 2; y chẵn, nguyên dương ; x ≥ 1, nguyên ⇒ x =1 y =  CTPT A Bài tập 3: Đốt cháy hoàn toàn 2,64g hydrocacbon A thu 4,032 lít CO2 (đktc) Tìm CTPT A? GIẢI * Tìm thành phần nguyên tố : mC (trong A) = mC (trong CO ) = (4,032 : 22,4) 12 = 2,16g Nguyễn Văn Thượng – Trường THCS Bắc Sơn Trang 10 / 27 Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu dành cho học sinh lớp 7,4 14n + 46 0,3 - Theo phương trình phản ứng, ta có tỉ leä: 7,4 0,3 = 14n + 46 n + ( Giải ta kết quả: n = ) - Vậy công thức axit là: C2H5 - COOH Các toán dạng phân hoá thường gặp (biến dạng) : áp dụng cho đối tượng học sinh khá, giỏi 5.1 Biến dạng 1: a) Đặc điểm toán : Đề không cho kiện tính M A, yêu cầu xác định công thức phân tử hợp chất hữu (A) b) Phương pháp giải : Bước1 : Đặt công thức (A) dạng tổng quát : CxHyOzNt Sau dựa vào kiện toán thiết lập tỷ leä : x:y:z:t= mC m H mO m N : : : => công thức đơn giản ( CTĐGN ) 12 16 14 công thức thực nghiệm ( CTTN ) chất (A) Bước : Biện luận từ công thức thực nghiệm ( CTTN ) để suy công thức phân tử (A) Bảng biện luận số trường hợp thường gặp CTTQ CxHy Điều kiện y ≤ 2x + Ví dụ minh hoaï CTTN (A) : (CH3O)n => CnH3nOn CxHyOz x , y 〉 0, nguyeân 3n ≤ 2n + => ≤ n ≤ , n nguyeân y chẳn => n = , CTPT (A) : CH3O (loại , y lẻ) n = , CTPT(A) : C2H6O2 (nhaän) CxHyNt CxHyOzNt y ≤ 2x + 2+ t CTTN(A) : (CH4N)n => CnH4nNn x , y , t 〉 , nguyeân 4n ≤ 2n + + n ⇒ ≤ n ≤ , nguyeân y lẻ t lẻ => n = => CH4N Nguyễn Văn Thượng – Trường THCS Bắc Sơn (loaïi) Trang 13 / 27 Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu dành cho học sinh lớp y chẳn t chẳn c) Bài tập minh hoạ: n = => C2H8N2 (nhận) - Đốt cháy hoàn toàn 2,64 gam Hydrôcacbon (A) thu 4,032 lít khí CO2 đktc Xác định công thức phân tử (A) ? Giải - Khối lượng nguyên tố có (A): V 4,032 CO mC = 22,4 12 = 22,4 12 = 2,16( g ) (A) Hydrôcacbon => m H = mA - mC = 2,64 - 2,16 = 0,48(g) - Dạng công thức của(A) : CxHy - Ta có tỷ leä : x:y= mC m H 2,16 0,48 : = : = 0,18 : 0,48 12 12 => x : y = : CTĐGN (A) là: C3H8 => CTTN (A): (C3H8)n Điều kiện : 8n ≤ 2.3n + ⇒ n ≤ 1, n nguyên , > 0, hay C3nH8n buộc n = - Vậy công thức phân tử (A) là: C3H8 5.2 Biến dạng 2: a) Đặc điểm toán : - Đề không cho biết lượng chất hữu (A) đem đốt mà lại cho lượng ôxy cần để đốt cháy hoàn toàn (A) b) Phương pháp giải : - Trước hết áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho sơ đồ phản ứng cháy của(A) (A) + O2 t → CO2 + H2O => lượng chất (A) đem đốt : mA = ( mCO2 + mH2O ) - mO2 - Sau đưa toán dạng toán để giải * Lưu ý: Nguyễn Văn Thượng – Trường THCS Bắc Sơn Trang 14 / 27 Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu dành cho học sinh lớp - Nếu biết (A) Hydrôcacbon, dựa vào phương trình phản ứng cháy tổng quát y (A) : y CxHy + ( x + ) O2 t HO → x CO2 + 2 - Ta có phương trình toán học : nO2 (phản ứng cháy) = nCO2 + n H2O - Các khí đo điều kiện, ta có : VO2 (phản ứng cháy) = VCO2 + VH2O (hơi) c) Bài tập minh họa: - Đốt cháy hoàn toàn chất hữu (A) cần vừa đủ 6,72 lít khí O đktc thu 13,2 (g) CO2 5,4(g) H2O Xác định công thức phân tử (A) ? Biết tỷ khối (A) Heli 7,5 Giải - Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho sơ đồ phản ứng (A) : (A) + O2 t → CO2 + H2O - Ta coù: mA = ( mCO2 + mH2O ) - mO2 (phản ứng) 6,72 = ( 13,2 + 5,4 ) - ( 22,4 32 ) = (g) ( Vận dụng phương pháp giải dạng ) - Khối lượng mol chaát (A) MA = MHe dA/He = 7,5 = 30(g) - Khối lượng nguyên tố có (A): mC = - Toång: mCO2 44 12 = 13,2 12 = 3,6( g ) 44 ; mH = m H 2O 18 = 5,4 = 0,6( g ) 18 mC + mH = 3,6 + 0,6 = 4,2(g) < mA đem đốt 9(g) => chất (A) có chứa oâxi : mO = - 4,2 = 4,8(g) - Dạng công thức (A) CxHyOz Nguyễn Văn Thượng – Trường THCS Bắc Sơn Trang 15 / 27 Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu dành cho học sinh lớp 12 x y 16 z M A = = = m C m H mO mA - Ta có tỉ lệ : => x = ; 12 x y 16 z 30 = = = 3,6 0,6 4,8 ⇔ y=2 ; z=1 - Vậy công thức phân tử (A) CH2O 5.3 Biến dạng 3: a) Đặc điểm toán : Thường gặp kiểu đề sau : * Kiểu đề 1: HCHC (A) + O2 t0 CO2 Bình(1)H2SO4(đ) H2 O mB1 (tăng lên) Bình(2) d2 kiềm dư mB2 (tăng lên) + Yêu cầu : Xác định công thức phân tử hợp chất hữu (A) - Cách giải : Tư ø mB1 (tăng lên) = mH2O ; mB2 (tăng lên) = mCO2 Sau đưa toán dạng để giải * Kiểu ñeà 2: HCHC (A) + O2 t0 CO2 H2 O Bình d2 Ca(OH)2 hay Ba(OH)2 hấp thụ toàn CO2 H2O mBình (tăng lên) m muối trung hoà m muối axit + Yêu cầu : Xác định công thức phân tử hợp chất hữu (A) - Cách giải : Viết phương trình phản ứng CO2 tác dụng với dung dịch kiềm - Từ lượng muối trung hoà muối axit thu ( kiện đề ) dự vào phương trình phản ứng tính lượng CO2 - Vì độ tăng khối lượng bình chứa : mB2 (tăng lên) = mCO2 + mH2O => mH2O = mB2 (tăng lên) - mCO2 - Tính mCO2 mH2O sinh chất hữu (A) cháy ; đưa toán dạng để giải c) Bài tập minh hoạ: Nguyễn Văn Thượng – Trường THCS Bắc Sơn Trang 16 / 27 Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu dành cho học sinh lớp Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn 10,4(g) chất hữu (A) cho sản phẩm qua bình (1) chứa H2SO4 đậm đặc bình (2) chứa nước vôi có dư ; thấy khối lượng bình (1) tăng 3,6 (g) ; bình (2) thu 30 (g) kết tủa Biết tỉ khối chất (A) khí O2 3,25 Xác định công thức phân tử (A) ? Giải - Theo đề , chất hữu (A) đốt cháy chắn cho sản phẩn CO2 H2O ; H2O bị H2SO4 đậm đặc giữ lại ; CO2 phản ứng với Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O Ca(OH)2 + CO2  30 Vậy mH2O = mB1 (tăng leân) = 3,6(g) ; nCO2 = nCaCO3 = 100 = 0;3(mol ) ( Vận dụng phương pháp giải dạng ) - Khối lượng nguyên tố có (A): mH = - Toång: m H 2O 18 = 3,6 = 0,4( g ) 18 mC = mCO2 12 = 0,3.12 = 3,6( g ) ; mC + mH = 3,6 + 0,4 = 4(g) < mA ( đem đốt ) => Chất hữu (A) có chứa ôxi : mO = 10,4 - = 6,4(g) - Khối lượng mol chất (A): MA = dA/O2 MO2 = 3,25 32 = 104(g) - Dạng công thức phân tử (A) là: - Ta có tỉ lệ : CxHyOz 12 x y 16 z M A 12 x y 16 z 104 = = = = = = ⇔ m C m H mO mA 3,6 0,4 6,4 10,4 Giải ta kết : x = ; y = ; z = Vậy công thức phân tử (A) : C3H4O4 Bài : Đốt cháy hoàn toàn 1,08(g) chất hữu (A) cho toàn sản phẩm vào dung dịch Ba(OH)2 ; thấy bình nặng thêm 4,6(g) ; đồng thời tạo thành 6,475(g) muối axit 5,91(g) muối trung hoà Tỉ khối (A) Heli 13,5 Xác định công thức phân tử (A) ? Giaûi Nguyễn Văn Thượng – Trường THCS Bắc Sơn Trang 17 / 27 Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu dành cho học sinh lớp - Chất hữu (A) cháy cho CO2 H2O , CO2 phản ứng với dung dịch Ba(OH)2 tạo muối theo phương trình phản ứng sau : → BaCO3 + H2O CO2 + Ba(OH)2  (1) → Ba(HCO3)2 2CO2 + Ba(OH)2  (2) Từ (1) ; (2) đề cho : tổng nCO = nBaCO + 2nBa(HCO ) = 5,91 6,475 +2 = 0,03 + 0,05 = 0,08(mol ) 197 259 Vì độ tăng khối lượng bình chứa tổng khối lượng CO2 H2O nên : mH2O = 4,6 - mCO2 = 4,6 - 0,08 44 = 4,6 - 3,52 = 1,08(g) ( Vận dụng phương pháp giải dạng ) - Khối lượng nguyên tố có chất hữu (A) : mC = 12 nCO2 = 12 0,08 = 0,96(g) ; mH = m H 2O 18 =2 1,08 = 0,12( g ) 18 - Toång : mC + mH = 0,96 + 0,12 = 1,08(g) lượng chất (A) đem đốt ⇒ chất (A) không chưa ôxy - MA = MHe dA/He = 13,5 = 54(g) - Dạng công thức chất (A) : M 12 x y = = A mC m H mA ⇔ C x Hy ; ta có tỉ lệ : 12 x y 54 = = 0,96 0,12 1,08 giaûi : x = ; y = Vậy công thức phân tử (A) : C4H6 5.4 Biến dạng : a) Đặc điểm toán : - Đề không cho biết lượng sản phẩm cháy CO2 H2O cụ thể ; riêng biệt đốt cháy chất (A) mà lại cho lượng hỗn hợp sản phẩm tỉ lệ lượng hay thể tích chúng * Yêu cầu : Xác định công thưc phân tử (A) b) Phương pháp giải : Nguyễn Văn Thượng – Trường THCS Bắc Sơn Trang 18 / 27 Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu dành cho học sinh lớp - Thông thường đặt số mol CO2 H2O làm ẩn số ; lập phương trình toán học để tính lượng CO2 lượng H2O cụ thể Sau đưa toán dạng để giải - Để chuyển từ tỉ lệ số mol CO2 H2O (hay tỉ lệ thể tích đo điều kiện) tỉ lệ khối lượng sau : VCO2 V H 2O = nCO2 n H 2O = mCO2 nCO2 M CO2 a 44a ⇒ = = b m H 2O n H 2O M H 2O 18b c) Bài tập minh hoạ : - Đốt cháy hoàn toàn 18(g) chất hữu (A) cần vừa đủ 16,8(lit) khí O đktc , hỗn hợp sản phẩm cháy gồm CO2 H2O có tỉ lệ thể tích : VCO2 : VH2O(hơi) = : Xác định công thức phân tử (A) Biết tỉ khối (A) khí H 36 Giải - Từ tỉ lệ thể tích VCO2 : VH2O(hơi) = : Ta có tỉ lệ khối lượng : mCO2 m H 2O = VCO2 M CO2 V H 2O ( hôi ) M H 2O = 3,44 11 = 2.18 16,8.32 mO2( phaûn öùng ) = 22,4 = 24( g ) - Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có : mCO2 + mH2O = mA + mO2 (phản ứng) = 18 + 24 = 42(g) ⇒ mCO2 = 11.42 = 33( g ) vaø mH2O = 42 - 33 = 9(g) 11 + ( Vận dụng phương pháp giải dạng ) - Khối lượng nguyên tố có (A) : 12 mC = 44 33 = 9( g ) ; mH = 18 = 1( g ) Toång: mC + mH = + = 10(g) < mA(đem đốt) ⇒ chất (A) chứa oâxy ; mO = mA - ( mC + mH ) = 18 - 10 = 8(g) - MA = dA/H2 MH2 = 36 = 72(g) Nguyễn Văn Thượng – Trường THCS Bắc Sơn Trang 19 / 27 Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu dành cho học sinh lớp - Dạng công thức (A) : CxHyOz Ta có tỉ lệ : 12 x y 16 z M A = = = m C m H mO mA ⇒ ⇔ 12 x y 16 z 72 = = = 18 x=3 ; y=4 ; z=2 - Vậy công thức phân tử chất (A) : C3H4O2 II Khả ứng dụng kết thực nghiệm Khả ứng dụng - Đề tài áp dụng cho học sinh lớp bậc THCS vào học kì năm học - Đề tài nghiên cứu thể nghiệm năm học 2012-2013 2013-2014 - Khi nghiên cứu thực đề tài tốn kinh phí có khả ứng dụng cao nhà trường Kết thực nghiệm Trong năm học thể nghiệm đề tài “Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ” Trong trình áp dụng kinh nghiệm vào giảng dạy năm học 2012-2013 2013-2014 chia học sinh khối làm nhóm - Nhóm 1: Gồm học sinh lớp 9B lớp áp dụng đề tài (Lớp thực nghiệm) - Nhóm 2: Gồm học sinh lớp 9B lớp không áp dụng đề tài (Lớp đối chứng) Sau áp dụng kinh nghiệm tiến hành khảo sát đối tượng Thời gian khảo sát vào cuối tháng 4/ 2013 4/2014 + Nội dung khảo sát: Các dạng tập lập công thức phân tử HCHC + Kết khảo sát sau: Kết khảo sát cuối tháng năm 2012-2013 Số HS tham GIỎI gia khảo sát CÁC LỚP THỰC NGHIỆM Số 43 lượng % Số lượng KHÁ TB YẾU KEÙM 16 16 20,9 37,2 37,2 4,7 20 Nguyễn Văn Thượng – Trường THCS Bắc Sơn Trang 20 / 27 Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu dành cho học sinh lớp % 9,5 21,4 47,6 16,7 4,8 Kết khảo sát cuối tháng năm 2013-2014 Số HS tham GIỎI gia khảo sát Số CÁC LỚP THỰC 44 Số NGHIỆM CÁC LỚP ĐỐI lượng % 41 lượng % KHÁ TB YẾU KÉM 10 15 16 22,7 34,1 36,4 6,8 11 20 7,3 26,8 48,9 14,6 2,4 - So sánh kết khảo sát thực trạng năm trước kết khảo sát sau áp dụng nhóm thực nghiệm đối chứng nhận thấy HS nhóm thực nghiệm có kết cao hơn, đặc biệt HS giỏi, em tiếp thu nhanh loại hình biến dạng dạng toán lập công thức phân tử HCHC giải thành thạo C PHẦN KẾT LUẬN Hoá học đặc biệt hố học hữu mơn học khó học sinh trung học sở Nội dung tập nhiều dạng khơng có học phương pháp cụ thể khó khăn lớn học sinh Với trăn trở qua thực tế nhiều năm giảng dạy tìm hiểu tư liệu rút số phương pháp giải tốn lập cơng thức phân tử hợp chất hữu cơ, định hướng, nhận dạng tìm cách giải cách nhanh để giúp học sinh khơng cịn cảm thấy khó khăn học hố hữu Để thực tốt đề tài cần có tiết học tự chọn với mức độ bám sát dành cho học sinh trung bình yếu nâng cao dành cho học sinh khá, giỏi đề Nguyễn Văn Thượng – Trường THCS Bắc Sơn Trang 21 / 27 Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu dành cho học sinh lớp tài đạt hiệu cao Đề tài áp dụng việc bồi dưỡng học sinh giỏi Đề tài viết áp dụng cho nhiều đối tượng học sinh nên áp dụng đề tài tuỳ vào đối tượng học sinh giáo viên chọn lọc trường hợp để giảng dạy cho phù hợp Muốn thành công công tác giảng dạy trứơc hết yêu cầu người thầy phải có tâm huyết với công việc, phải đam mê tìm tòi học hỏi, tổng hợp kinh nghiệm áp dụng vào giảng Trong trình giảng dạy phải coi trọng việc hướng dẫn HS đường tìm kiến thức mới, khơi dậy óc tò mò, tư sáng tạo học sinh, tạo hứng thú học tập, dẫn dắt học sinh từ chỗ chưa biết đến biết, từ dễ đến khó * Trên nội dung đề tài sáng kiến kinh nghiệm mà nghiên cứu áp dụng thành công đơn vị trường sở Song chắn không tránh khỏi thiếu sót, mong góp ý đồng nghiệp để đề tài đạt hiệu cao Xin chân thành cảm ơn * Đây SKKN thân tơi viết, không chép nội dung người khác Bắc Sơn, ngày 15 tháng năm 2015 Người viết Nguyễn Văn Thượng Nguyễn Văn Thượng – Trường THCS Bắc Sơn Trang 22 / 27 Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu dành cho học sinh lớp Tài liệu nghiên cứu áp dụng Phân loại phương pháp giải tốn hóa học hữu – Quan Hán Thành Phương pháp giải toán hóa học hữu – Nguyễn Thanh Khuyến Hướng dẫn giải nhanh tập hóa hữu – Cao Cực Giác Chuyên đề bồi dưỡng HSG THCS môn hóa học – Phạm Quốc Trung Giải tập hóa – Lê Thanh Xuân Tuyển tập 108 tập nâng cao hóa học – Hồng Vũ SGK chương trình – Lê Xuân Trọng SBT hóa học – Lê Xuân Trọng Kết hợp với kinh nghiệm giảng dạy thân Nguyễn Văn Thượng – Trường THCS Bắc Sơn Trang 23 / 27 Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu dành cho học sinh lớp Mục lục Tên tiêu đề Phần 1: Lí lịch thân Trang Phần 2: Phần nội dung A Phần mở đầu I Đặt vấn đề 1 Thực trạng chung 2 Ý nghĩa tác dụng đề tài Phạm vi nghiên cứu II Phương pháp tiến hành Cơ sở lí luận Cơ sở thực tiễn 3 Các biện pháp tiến hành 3.1: Kết khảo sát cuối tháng 4/2011 3.2: Hoạch định thời gian thực B Phần nội dung I Những kiến thức lí thuyết Cơng thức tổng quát HCHC Một số phản ứng cháy Bài toán dạng Các tạp minh họa Các tốn dạng phân hóa 13 II Khả ứng dụng kết 20 Khả ứng dụng 20 Kết thực nghiệm 20 Nguyễn Văn Thượng – Trường THCS Bắc Sơn Trang 24 / 27 Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu dành cho học sinh lớp C Phần kết luận 22 Tài liệu tham khảo – Mục lục 23 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lạp – Tự – Hạnh phúc MẪU BÁO CÁO YÊU CẦU CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM CẤP TỈNH HOẶC CƠ SỞ (Kèm theo CV số: I /SGDĐT-CNTT ngày tháng năm ) Thông tin chung Họ tên tác giả sáng kiến kinh nghiệm: Nguyễn Văn Thượng Ngày, tháng, năm sinh: 10/08/1980 Đơn vị công tác (hoặc nơi cư trú): Trường THCS Bắc Sơn Trình độ chun mơn, nghiệp vụ: Đại học – Hóa Quyền hạn, nhiệm vụ giao đảm nhiệm: Tổ trưởng chuyên môn, giảng dạy mơn hóa học lớp lớp Đề nghị xét, công nhận sáng kiến: Cấp Tỉnh Tên đề tài SKKN, lĩnh vực áp dụng: “Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu dành cho học sinh lớp 9” II Báo cáo mô tả sáng kiến kinh nghiệm gồm: Tình trạng sáng kiến viết Đề tài viết áp dụng suốt năm học trường THCS Bắc Sơn Tôi nhận thấy: * Ưu điểm - Khi truyền đạt nội dung phương pháp đến với học sinh nhận thấy tỷ lệ học sinh tiếp thu giải tập lập công thức phân tử hợp chất hữu cao so với lúc trước chưa truyền đạt phương pháp Học sinh có hứng thú với dạng tập đặc biệt học sinh khá, giỏi - Học sinh nắm kiến thức giải tập sâu sắc - Phương pháp đặc biệt có hiệu tiết học tự chọn chương trình bám sát dành cho học sinh trung bình, yếu học nâng cao dành cho học sinh khá, giỏi Nguyễn Văn Thượng – Trường THCS Bắc Sơn Trang 25 / 27 Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu dành cho học sinh lớp - Với đề tài tùy đối tượng học sinh mà giáo viên lựa chọ dạng cho phù hợp * Tồn tại: - Áp dụng đề tài phạm vi hẹp áp dụng cho học sinh khối vào học kì - Thời gian áp dụng đề tài có giảng dạy lớp Nội dung sáng kiến đề nghị công nhận - Tôi viết thực đề tài với mục đích khẳng định tính đắn lí thuyết chứng minh cho lí thuyết - Khi thực đề tài xẽ giúp học sinh phân loại dạng tốn hóa học, từ lựa chọn cách giải cách hợp lí xác - Đề tài viết chi tiết cách giải dạng tập lập cơng thức hóa học hợp chất hữu cơ, giáo viên học sinh áp dụng giải dễ dàng xác - Đề tài phân loại dạng toán cho học sinh đại trà học sinh khá, giỏi Khả áp dụng sáng kiến - Đề tài “Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu dành cho học sinh lớp 9” áp dụng lớp vào cuối học - Có thể áp dụng vào bồi dưỡng học sinh giỏi môn hóa học khối Phạm vi áp dụng sáng kiến - Đề tài áp dụng cho tất trường THCS dạy phân môn hóa hữu học kì lớp Hiệu quả, lợi ích thu - Đề tài áp dụng xẽ giúp cho giáo viên học sinh rèn luyện kĩ phân dạng giải loại tập lập công thức phân tử hợp chất hữu dễ dàng xác, từ xẽ nhớ kiến thức sâu sắc - Giáo viên dễ dàng hướng dẫn hướng dẫn học sinh giải tập Nguyễn Văn Thượng – Trường THCS Bắc Sơn Trang 26 / 27 Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu dành cho học sinh lớp - Học sinh có hứng thú tham gia hoạt động học tập - Giáo viên áp dụng dễ dàng, tốn Tôi xin cam đoan nội dung báo cáo Nếu có gian dối khơng thật báo cáo, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm theo quy định pháp luật Thủ trưởng đơn vị xác nhận, đề nghị (Ký, đóng dấu) Bắc Sơn, ngày 16/3/2015 Người viết báo cáo yêu cầu công nhận sánh kiến (Ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Văn Thượng Nguyễn Văn Thượng – Trường THCS Bắc Sơn Trang 27 / 27 ... hợp chất hữu dành cho học sinh lớp công thức phân tử hợp chất hữu dành cho học sinh lớp ” để học sinh có sở luyện giải dạng tập đạt kết tốt, trước hết trang bị cho học sinh nắm vững kiến thức. .. Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu dành cho học sinh lớp Tài liệu nghiên cứu áp dụng Phân loại phương pháp giải tốn hóa học hữu – Quan Hán Thành Phương pháp giải toán hóa học. .. định công thức phân tử (A) ? Giaûi Nguyễn Văn Thượng – Trường THCS Bắc Sơn Trang 17 / 27 Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu dành cho học sinh lớp - Chất hữu (A) cháy cho CO2