SKKN Giải nhanh bài tập trắc nghiệm Hóa học lớp 12 bằng phương pháp đồ thị

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: "GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ" A. PHẦN MỞ ĐẦU 1. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Với xu thế “đổi mới phương pháp dạy học”, hình thức thi trắc nghiệm khách quan (TNKQ) đã được đưa vào để thay thế hình thức thi tự luận trong một số môn học, trong đó có môn Hóa học. Với hình thức thi trắc nghiệm, trong một khoảng thời gian ngắn học sinh phải giải quyết được một lượng khá lớn các câu hỏi, bài tập. Điều này không những yêu cầu học sinh phải nắm vững, hiểu rõ kiến thức mà còn phải thành thạo trong kĩ năng giải bài tập và đặc biệt phải có phương pháp giải bài tập trắc nghiệm hợp lí. Thực tế cho thấy có nhiều học sinh có kiến thức vững vàng nhưng trong các kì thi vẫn không giải quyết hết các yêu cầu của đề ra. Lí do chủ yếu là các em vẫn tiến hành giải bài tập hóa học theo cách truyền thống, việc này làm mất rất nhiều thời gian nên từ đấy không tạo được hiệu quả cao trong việc làm bài thi trắc nghiệm. Vì vậy việc xây dựng “các phương pháp giải nhanh bài tập hóa học” là một việc rất cần thiết để giúp các em học sinh đạt hiệu quả cao trong các kì thi. Tuy nhiên, hóa học là một môn khoa học thực nghiệm, sử dụng các phương pháp toán học để giải quyết các bài toán hóa học một cách nhanh gọn và đơn giản nhưng vẫn giúp học sinh hiểu được sâu sắc bản chất hóa học là một điều không phải dễ dàng. Trong quá trình giảng dạy, tôi đã thấy các em học sinh gặp phải rất nhiều khó khăn trong việc giải quyết các dạng bài toán: “Sục CO 2 vào dung dịch hỗn hợp Ca(OH) 2 và NaOH”, “dung dịch H + tác dụng với dung dịch hỗn hợp −2 3 CO và − 3 HCO ”… thực sự đây là những dạng bài tập khó và cũng là một dạng toán thường gặp trong các kì thi ĐH-CĐ. Là một giáo viên, khi hướng dẫn cho học sinh sử dụng các phương pháp truyền thống để giải những bài tập dạng này mất rất nhiều thời gian vì học sinh rất dễ nhầm lẫn thứ tự của các phản ứng xẩy ra dẫn đến việc lựa chọn đáp án sai. Phương pháp đồ thị là một phương pháp đã được sử dụng và viết trong khá nhiều tài liệu, tuy nhiên qua tham khảo các tài liệu tôi thấy phương pháp đồ thị chỉ dừng lại ở việc áp dụng cho các bài toán đơn giản, những bài toán dung dịch chỉ gồm một chất. Những dạng bài toán phức tạp như trên (sẽ được đề cập đến trong đề tài sáng kiến kinh nghiệm này) thì chưa có tài liệu tham khảo hoặc tác giả nào đề cập đến. Trong quá trình giảng dạy của mình, đặc biệt là dạy khối và dạy ôn thi đại học, tôi nhận thấy khi sử dụng “phương pháp đồ thị” để giải quyết các bài tập dạng này đã tiết kiệm được rất nhiều thời gian. Học sinh đã nhanh chóng và chính xác hơn trong việc lựa chọn đáp án đúng do không phải viết nhiều phương trình và không phải thực hiện các phép toán phức tạp, dễ nhầm lẫn. Thay vào đó học sinh chỉ phải sử dụng các phép toán đơn giản về tỉ lệ trong tam giác đồng dạng. Khi làm theo phương pháp này, các em có thể nhìn vào đồ thị và hiểu ngay được các quá trình phản ứng xảy ra mà trước đó còn rất mơ hồ và không hiểu rõ. Với các lí do trên, tôi chọn đề tài “Sử dụng phương pháp đồ thị để giải nhanh một số dạng bài tập trắc nghiệm Hóa học” làm đề tài sáng kiến kinh nghiệm của mình. 2. NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI * Xây dựng dạng đồ thị và phương pháp sử dụng phương pháp đồ thị cho 4 dạng bài toán - Sục CO 2 vào dung dịch hỗn hợp Ca(OH) 2 và NaOH - Dung dịch H + tác dụng với dung dịch hỗn hợp CO −2 3 và HCO − 3 - Dung dịch OH - tác dụng với dung dịch hỗn hợp Al 3+ và H + - Dung dịch H + tác dụng với dung dịch hỗn hợp AlO − 2 và OH − * Bằng thực nghiệm sư phạm đánh giá kiểm tra hiệu quả của phương pháp 3. PHẠM VI ÁP DỤNG Phương pháp trong đề tài được áp dụng vào các tiết dạy tự chọn phần kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm ở lớp 12 và áp dụng cho các lớp ôn thi ĐH 4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Để hoàn thành nhiệm vụ đặt ra tôi sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau: Nghiên cứu cơ sở lí luận, cơ sở pháp lí, thực nghiệm sư phạm B. NỘI DUNG CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ 1. CỞ SỞ CỦA PHƯƠNG PHÁP Phương pháp đồ thị trong giải toán hóa học là phương pháp dựa vào đồ thị mô tả sự phụ thuộc của sản phẩm (thường là số mol chất kết tủa, chất bay hơi) vào chất tham gia phản ứng để xác định các yêu cầu của bài toán. Từ đồ thị có nhiều phương pháp khác nhau để xác định các giá trị cần tính, nhưng có lẽ đơn giản nhất là sử dụng tỉ lệ của tam giác đồng dạng ( Định lý Talet đã được học ở môn toán cấp 2). Từ đó học sinh chỉ cần sử dụng những phép tính rất đơn giản là có thể tìm ra kết quả. Phương pháp này đã được sử dụng rất hiệu quả vào một số dạng bài tập như: - Sục CO 2 vào dung dịch chứa a mol Ca(OH) 2 - Dung dịch OH - tác dụng với dung dịch chứa a mol Al 3+ - Dung dịch H + tác dụng với dung dịch chứa a mol AlO − 2 Các bài toán này trước đây thường được giải quyết bằng việc viết phương trình ion thu gọn và tính theo phương trình, với phương pháp này học sinh phải viết rất nhiều phương trình, thực hiện nhiều phép tính dẫn đến mất nhiều thời gian và nhầm lẫn trong việc xác định kết quả. Khi học sinh đã nắm vững dạng đồ thị của bài toán, thì việc xác định kết quả được thực hiện nhanh chóng và dễ dàng, phương pháp đồ thị không những không làm mất đi bản chất Hóa học mà nó còn giúp học sinh giải thích được và dự đoán một cách chính xác hơn các hiện tượng thực nghiệm. Nó không những có hiệu quả trong các bài tập định lượng mà còn rất hiệu quả trong một số bài tập định tính về giải thích hiện tượng hoặc dự đoán hiện tượng. 2. SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ VÀO MỘT SỐ DẠNG BÀI TOÁN Dùng phương pháp đồ thị để giải các dạng bài tập trên đã được một số tác giả khai thác và được viết khá phổ biến trong các tài liệu tham khảo. Với phương châm thừa kế và phát triển, tôi mạnh dạn đưa phương pháp đồ thị vào các dạng bài tập phức tạp hơn. 2.1. Dung dịch H + tác dụng với dung dịch hỗn hợp chứa a mol CO −2 3 và b mol HCO − 3 2.1.1. Cho từ từ dung dịch H + vào dung dịch hỗn hợp chứa a mol CO −2 3 và b mol HCO − 3 Trường hợp này do H + thiếu nên các phản ứng lần lượt xảy ra là: H + + CO −2 3 → HCO − 3 (1.1) a a a H + + HCO − 3 → CO 2 + H 2 O (1.2) (a+b) (a+b) (a+b) Hiện tượng: Ban đầu chưa có khí bay lên (xảy ra phương trình (1.1)), sau đó có khí bay lên (xảy ra phương trình (1.2)). Số mol khí thoát ra cực đại là (a+b) mol khi số mol H + bằng (2a+b). Đồ thị là đường số (1) 2.1.2. Cho từ từ dung dịch hỗn hợp chứa a mol CO −2 3 và b mol HCO − 3 vào dung dịch H + Trường hợp này H + dư nên các phản ứng đồng thời xẩy ra là: 2H + + CO −2 3 → CO 2 + H 2 O 2a a a H + + HCO − 3 → CO 2 + H 2 O b b b Hiện tượng: Lập tức có khí bay lên. Đồ thị là đường số (2) 2.1.3. Trộn nhanh dung dịch H + với dung dịch hỗn hợp chứa a mol CO −2 3 và b mol HCO − 3 Trường hợp này lượng khí CO 2 thoát ra sẽ nằm trong một khoảng, lượng khí thoát ra bé nhất khi các phản ứng xẩy ra như trường hợp 1. Lượng khí thoát ra lớn nhất khi HCO − 3 tác dụng hoàn toàn với H + sau đó CO −2 3 mới phản ứng. Để lượng khí thoát ra cực đại thì các phản ứng lần lượt xẩy ra là: H + + HCO − 3 → CO 2 + H 2 O b b b 2H + + CO −2 3 → CO 2 + H 2 O 2a a a Đồ thị là đường số (3) *Áp dụng Dung dịch A là dung dịch HCl 0,25M. Dung dịch B là dung dịch hỗn hợp Na 2 CO 3 0,1M và NaHCO 3 0,2M. Tính thể tích CO 2 (đktc) thoát ra trong các trường hợp sau: a. Cho từ từ và khuấy đều 100ml dung dịch A vào 100ml dung dịch B A. 0,448 B. 0,504 C. 0,336 D. 0,4032 b. Cho từ từ và khuấy đều 100ml dung dịch B vào 100ml dung dịch A A. 0,56 B. 0,504 C. 0,3808 D. 0, 42 c. Trộn nhanh 100ml dung dịch A với 100ml dung dịch B A. 0,336 ≤ V 2 CO ≤ 0,504 B. 0,336 ≤ V 2 CO ≤ 0,56 C. 0,42 ≤ V 2 CO ≤ 0,504 D. 0,336 ≤ V 2 CO ≤ 0,42 Giải: Ta có n + H =0,025 mol; a = n 32 CONa =0,01 mol; b = n 3 NaHCO =0,02 mol Từ đó ta có đồ thị như hình vẽ: a. Xét 2 tam giác đồng dạng ABC và ADE ta có: AC AE BC DE = => 01,004,0 01,0025,0 03.0 1 − − = x => x 1 = 0,015 (mol) => V 1 = 0,336(lít) => Đáp án C b. 2 tam giác đồng dạng OBC và AEF ta có: OC OE BC EF = => 04,0 025,0 03.0 2 = x => x 2 = 0,01875 (mol) => V 2 = 0,42 (lít) => Đáp án D c. x 1 ≤ n 2 CO ≤ x 3 ; 02,004,0 02,0025,0 02,003,0 02,0 3 − − = − −x =>x 3 = 0,0225(mol) =>V 3 = 0,504(lít) Vậy 0,336 ≤ V 2 CO ≤ 0,504 => Đáp án A * Bài tập áp dụng Dung dịch A là dung dịch HCl 2,7M, dung dịch B là dung dịch hỗn hợp Na 2 CO 3 và NaHCO 3 . - Cho từ từ 100ml dung dịch A vào 100ml dung dịch B được 3,808 lít khí - Cho từ từ 100ml dung dịch B vào 100ml dung dịch A được 4,536 lít khí a. Tính C M của dung dịch A A. [Na 2 CO 3 ] = 1M và [NaHCO 3 ] =1M B. [Na 2 CO 3 ] = 1M và [NaHCO 3 ] =2M C. [Na 2 CO 3 ] = 2M và [NaHCO 3 ] =1M D. [Na 2 CO 3 ] = 1,5M và [NaHCO 3 ] =1,5M b. Trộn nhanh 100ml dung dịch A với 100ml B thì thể tích khí (lít) thoát ra lớn nhất là bao nhiêu? A. 5,264 B. 4,536 C. 6,048 D. 6,72 (Các thể tích khí đều đo ở đktc) 2 2. Sục CO 2 vào dung dịch hỗn hợp chứa a mol Ca(OH) 2 và b mol NaOH Các phản ứng lần lượt xẩy ra là: CO 2 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 ↓ + H 2 O (2.1) a a a CO 2 + 2NaOH → Na 2 CO 3 + H 2 O (2.2) 2 b b 2 b CO 2 + Na 2 CO 3 + H 2 O → 2NaHCO 3 (2.3) 2 b 2 b [...]... tiến hành thực nghiệm cùng một nội dung bài tập theo hai phương pháp khác nhau - Hướng dẫn cho học sinh giải theo phương pháp thông thường (tính theo phương trình phản ứng, áp dụng các định luật bảo toàn trong Hóa học ) ở lớp ĐC 12A4 - Hướng dẫn cho học sinh giải theo phương pháp đồ thị ở lớp TN 12A2 3.4 Kiểm tra kết quả thực nghiệm và thảo luận Để xác định hiệu quả, tính khả thi của phương pháp Việc kiểm... các em học sinh có được phương pháp giải một số dạng bài tập một cách nhanh chóng Phương pháp không mới, đã được nhiều tác giả đề cập đến nhưng tôi đã xây dựng lại phương pháp dựa trên quan điểm Hóa học và đã phát triển và mở rộng phương pháp này cho nhiều dạng bài tập khác nhau, phức tạp hơn Phương pháp đồ thị mà tôi nêu ra trên đây là kết quả của một thời gian giảng dạy các lớp học khối, các lớp ôn... chất lượng dạy học hiện nay ở phổ thông 3.2 Chọn lớp thực nghiệm Để có số liệu khách quan và chính xác, tôi chọn dạy 2 lớp 12A 2 và 12A4 Lớp thực nghiệm (TN) là lớp 12A 2 và lớp đối chứng (ĐC) là lớp 12A 4 Hai lớp này có trình độ tương đương nhau về các mặt: - Số lượng học sinh, độ tuổi, nam , nữ - Chất lượng học tập nói chung và môn Hoá nói riêng Đặc điểm và kết quả học tập học kỳ I ở 2 lớp được chọn... phương pháp đồ thị số học sinh hoàn thành tất cả các câu hỏi rất ít (đa số các em không làm hết bài trong 20 phút), nhiều em lựa chọn đáp án sai - Khi sử dụng phương pháp đồ thị tỉ lệ học sinh hoàn thành chính xác ≥ 90% yêu cầu đề ra khá cao (≈ 50%) Từ kết quả trên cho thấy phương pháp đồ thị rất có hiệu quả trong việc giải các dạng bài tập trên C KẾT LUẬN Đổi mới phương pháp để nâng cao chất lượng dạy học, ... của học sinh ở lớp thực nghiệm và lớp đối chứng được tiến hành bằng các bài kiểm tra, kết quả của một trong các bài kiểm tra đó (đề kiểm ở phần phụ lục) như sau Kết quả Lớp thực nghiệm 12A2 Lớp đối chứng 12A4 Học sinh đạt điểm 9,10 47,6% 4,4% Học sinh đạt điểm 7,8 28,6% 46,7% Học sinh đạt điểm 5,6 21,0% 44,2% Học sinh đạt điểm ≤ 4 2,8% 4,7% Từ kết quả các bài kiểm tra cho thấy: - Khi không dùng phương. .. sau Đặc Lớ Lớp Học lực Lớp điểm p ĐC TBCH TN KI TN Lớp Học lực Lớp Lớp ĐC Môn hoá TN ĐC Sĩ số Nữ 10 26 9 43,6 % % T.Bình 17 41,4 48,6 50,4 % 15 Khá giỏi Nam 25 % 10% 6% Yếu Khá giỏi % 50,5 50,7 % Yếu 44,3 % T.Bình 46,5 % 3% 5% Lớp TN: Lớp thực nghiệm Lớp ĐC: Lớp đối chứng 3.3 Nội dung thực nghiệm Trong các tiết dạy tự chọn hoặc các buổi dạy khối (ôn thi ĐH), khi hướng dẫn học sinh giải bài tập ở các... các đồng nghiệp về phương pháp này, tôi cũng đã nhận được những sự đóng góp quý báu và sự ủng hộ của các đồng nghiệp trong và ngoài trường Tôi đã đưa phương pháp này vào giảng dạy cho các em học sinh và bước đầu thu được kết quả khả quan được thể hiện qua các bài kiểm tra cũng như trong các kì thi thử ĐH mà trường tổ chức Còn một số dạng bài toán hóa học khác cũng có thể giải bằng phương pháp đồ thị. .. 1,75 hoặc 3 THỰC NGHIỆM 3 1 Mục đích thực nghiệm sư phạm Mục đích của thực nghiệm sư phạm nhằm giải quyết các vấn đề sau: 3.1.1 Khẳng định hướng đi đúng đắn và cần thiết của đề tài trên cơ sở lý luận và thực tiễn 3.1.2 Kiểm chứng tính ưu việt của phương pháp đồ thị trong việc giải một số dạng bài tập trắc nghiệm ở các chương kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm 3.1.3 Góp phần đổi mới phương pháp và nâng cao... ứng (2.4), đồ thị là đoạn BC) VD2: Hấp thụ hoàn toàn x mol CO2 vào dung dịch hỗn hợp chứa a mol Ca(OH)2 và b mol NaOH Điều kiện để xuất hiện kết tủa cực đại là: A a ≤ x ≤ (2b+a) B a ≤ x ≤ (2a+b) C b ≤ x ≤ (a+b) D a ≤ x ≤ (a+b) Nếu học sinh dung phương pháp tính theo phương trình phản ứng để giải quyết bài tập này thì mất khá nhiều thời gian và có thể dẫn đến nhầm lẫn, Nhưng nếu sử dụng đồ thị thì kết... được 2(g) kết tủa Giá trị của V là: A 0,448 hoặc 2,24 B 0,448 hoặc 1 ,12 C 1 ,12 hoặc 2,24 D 0,896 hoặc 1 ,12 Giải: n Ca (OH ) =0,03 mol; n NaOH =0,06 mol; n CaCO =0,02 mol 2 3 Đồ thị như sau: Ta có: n 0,02 = 1 0,03 0,03 0 ,12 − n2 0,02 = 0,03 0, 012 − 0,09 => n1 = 0,02 mol => V1= 0,448 lít => n2 =0,1 mol => V2 = 2,24 lít => Đáp án A * Bài tập áp dụng Câu 1: Hấp thụ hoàn toàn V(lít) CO 2 (đktc) vào 300ml dung . KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: "GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ" A. PHẦN MỞ ĐẦU 1. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Với xu thế “đổi mới phương pháp dạy học , hình thức thi trắc nghiệm. dụng phương pháp đồ thị để giải nhanh một số dạng bài tập trắc nghiệm Hóa học làm đề tài sáng kiến kinh nghiệm của mình. 2. NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI * Xây dựng dạng đồ thị và phương pháp sử dụng phương. lí, thực nghiệm sư phạm B. NỘI DUNG CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ 1. CỞ SỞ CỦA PHƯƠNG PHÁP Phương pháp đồ thị trong giải toán hóa học là phương pháp dựa vào đồ thị mô tả sự phụ thuộc của sản phẩm (thường