XÂY DỰNG MỘT SỐ CÂU HỎI KHÓ ĐỂ MỞ RỘNG KIẾN THỨC CHO HỌC SINH

Tên đề tài: XÂY DỰNG MỘT SỐ CÂU HỎI KHÓ ĐỂ MỞ RỘNG KIẾN THỨC CHO HỌC SINH Bố cục của đề tài gồm 3 phần: PHẦN I . ĐĂT VẤN ĐỀ PHẦN II. NỘI DUNG PHẦN III: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ BÀI HỌC KINH NGHIỆM PHẦN I : ĐẶT VẤN ĐỀ Trang 1 Để có thể học tốt môn Hóa học, học sinh cần có những phẩm chất và năng lực như: có hệ thống kiến thức hóa học cơ bản vững vàng, sâu sắc; có trình độ tư duy hóa học phát triển (năng lực phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát, suy luận logic,…); có kỹ năng thực hành và vận dụng linh hoạt sáng tạo kiến thức hóa học để giải quyết các vấn đề trong học tập cũng như trong thực tiễn. Vì vậy, phát triển năng lực nhận thức và rèn luyện các kỹ năng là những yêu cầu cơ bản, quan trọng nhất của quá trình bồi dưỡng cho học sinh học tốt môn hóa học. Trong quá trình dạy học hóa học, bài tập hóa học là một phương tiện và phương pháp rất có lợi thế để hình thành các kỹ năng và phát triển năng lực duy cho học sinh. Chúng ta có thể xây dựng hệ thống câu hỏi để mở rộng kiến thức và rèn luyện kỹ năng cho học sinh. Thông thường dựa trên những thắc mắc của học sinh để xây dựng hệ thống câu hỏi, vì vậy câu hỏi này sẽ được học sinh đón nhận một cách hào hứng. Chúng ta có thể xây dựng câu hỏi tình huống sau: . Tình huống nghịch lí- bế tắc. . Tình huống tại sao? Với nội dung nhằm phát triển năng lực nhận thức cho học sinh theo các hướng sau: . Rèn luyện khả năng suy luận, diễn đạt chính xác và logic. . Giúp học sinh hiểu biết được các vấn đề trong thực tiễn. Trong thời gian vừa qua tôi đã xây dựng “ câu hỏi khó để mở rộng kiến thức cho học sinh” trong quá trình giảng dạy . Tôi xin đưa ra một số câu hỏi điển hình trong hệ thống các câu hỏi mà tôi đã biên soạn và áp dụng. PHẦN II: NỘI DUNG Trang 2 I. HÓA VÔ CƠ. A. Phần cấu tạo nguyên tử, bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Câu 1: Vì sao nguyên tố oxi có 3 đồng vị là: 16 8 O, 17 8 O , 18 8 O nhưng nguyên tử khối lại là 15,999? Trả lời: Oxi có 3 đồng vị có số khối là 16, 17, 18. Số khối của hạt nhân nguyên tử bằng tổng số hạt proton và hạt nơtron trong hạt nhân. Khi các hạt p và n kết hợp với nhau để tạo thành hạt nhân nguyên tử thì sẽ tỏa ra một năng lượng khổng lồ và có sự hao hụt khối lượng tương ứng người ta gọi là sự hụt khối. Do có sự hụt khối nên khối lượng thực tế của các đồng vị như sau: 16 O (15,99491 chiếm 99,762%); 17 O (16,99914 chiếm 0,038%); 18 O ( 17,99916 chiếm 0,200%). Tính nguyên tử khối trung bình của nguyên tố oxi ta được giá trị là 15,9993. Nhận xét: Câu hỏi trên nhằm mục đích giải đáp thắc mắc của học sinh khi học sinh tìm hiểu về các đồng vị của các nguyên tố hóa học, học sinh sẽ nhận thấy điều vô lí ở giá trị nguyên tử khối trung bình của nguyên tố oxi. Câu 2: Vì sao hyđro được xếp vào nhóm IA hoặc VIIA của bảng tuần hoàn? Xếp vào nhóm nào hợp lí hơn? Trả lời: * Hyđro được xếp vào nhóm IA với các lí do sau: - Về cấu tạo: Lóp ngoài cùng của nguyên tử H có 1e giống với lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố nhóm IA. - Về tính chất hóa học: Thể hiện tính khử như một kim loại và dễ tạo ra cation trong dung dịch có điện tich 1 + như cation kim loại nhóm IA. * Hyđro được xếp vào nhóm VIIA với các lí do sau: - Về cấu tạo nguyên tử H giống kim loại nhóm IA chỉ là hình thức, chứng cứ là nguyên tử He có 2e ở lớp ngoài cùng giống kim loại nhóm IIA mà lại xếp vào nhóm VIIIA nhóm khí hiếm có 8e ở lớp ngoài cùng. Trang 3 - Tính kim loại của một nguyên tố được đánh giá bằng mức độ dễ tách electron ra khỏi nguyên tử. So sánh khả năng tách e và khả năng nhận e của nguyên tử H thì khả năng nhận e dễ hơn. Như vậy H còn thể hiện tính phi kim trội hơn. - H giống các halogen về số oxi hóa trong hợp chất với kim loại điển hình NaH, NaCl, CaH 2 , CaCl 2 ( H - , F - , Cl - , ). - Ở trạng thái tự do phân tử gồm 2 nguyên tử như phân tử các halogen: H 2 , F 2 , Cl 2 Phân tử đều có liên kết cộng hóa trị. Vì những lí do trên, H đều có thể xếp vào nhóm IA hoặc nhóm VIIA, nếu phải xếp H vào một trong hai nhóm là nhóm IA và VIIA thì xếp vào nhóm VIIA là hợp lí hơn. Nhận xét: Trên cơ sở hiểu biết về nguyên tử H cho phép học sinh suy luận về mối quan hệ giữa cấu tạo nguyên tử - vị trí trong bảng tuần hoàn- tính chất hóa học cho những nguyên tố hóa học khác đồng thời qua đó học sinh khắc sâu cho học sinh mối quan hệ tính chất giữa các nguyên tố thuộc cùng nhóm, cùng chu kỳ. B. Phần cấu tạo phân tử - liên kết - tính chất. Câu 3: Vì sao phân tử NO 2 có khả năng trùng hợp tạo ra N 2 O 4 nhưng phân tử SO 2 không có khả năng đó? Trả lời: Trong phân tử NO 2 , nguyên tử N ở trạng thái lai hóa sp 2 . Một electron độc thân chiếm một obitan lai hóa sp 2 còn 2 obitan lai hóa khác tạo thành 2 liên kết σ giữa N và O. Do đó có một e chưa ghép đôi nên NO 2 có khả năng trùng hợp tạo ra N 2 O 4 ( không màu) trong khi đó SO 2 không có khả năng đó. * Công thức cấu tạo của phân tử NO 2 Trang 4 N: 2s 2 2p 3 sp 2 N O O * Công thức cấu tạo phân tử SO 2 S * : 3s 2 3p 3 3d 1 sp 2 S O O Hoặc có thể biểu diễn như sau: S O O Câu 4: Tại sao phân tử SO 2 phân cực mạnh, SO 2 tan tốt trong nước? phân tử CO 2 không phân cực, CO 2 tan ít trong nước? Trả lời: * Công thức cấu tạo phân tử SO 2 S * : 3s 2 3p 3 3d 1 sp 2 sp 2 Phân tử SO 2 có cấu trúc góc Trang 5 . S O O → phân tử SO 2 phân cực → µ ≠ 0. * Công thức cấu tạo của CO 2 O = C= O C lai hóa sp → phân tử có cấu trúc thẳng → µ = 0. Câu 5: Vì sao HF lại có nhiệt độ sôi cao bất thường so với các HX còn lại mặc dù HF có khối lượng thấp nhất trong nhóm HX? Trả lời: Theo chiều HCl → HBr → HI: nhiệt độ sôi tăng dần nhưng HF có nhiệt độ sôi cao hơn hẳn 3 chất trên. Đó là vì khí hiđro florua thường không ở dạng HF mà có sự trùng hợp phân tử: nHF → (HF) n trong phân tử HF đó n từ 2 đến 6. Liên kết giữa các phân tử HF thuộc loại liên kết hiđro. Nhận xét: Trên cơ sở hiểu biết về dãy HX cho phép học sinh suy luận cho những dãy hợp chất tương tự H 2 R, RH 3 . . ., ví dụ: vì sao H 2 O (M=18) có nhiệt độ sôi cao hơn H 2 S (M=34)? vì sao NH 3 (M=17) có nhiệt độ sôi cao hơn PH 3 (M=34)? Đồng thời qua đó học sinh khắc sâu làm rõ thêm các yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi của các chất: Khối lượng phân tử và lực liên kết giữa các phân tử. Câu 6: Vì sao độ phân cực của liên kết HX giảm dần từ HF → HI nhưng tính axit lại tăng dần từ HF → HI ? Trả lời: *Về độ phân cực của liên kết HX thì giảm dần từ HF → HI nhưng yếu tố quan trọng hơn là kích thước của anion. Kích thước các anion tăng dần theo thứ tự sau: F - → Cl - → Br - → I - Mật độ điện tích âm ở anion I - bé nhất nên lực hút giảm dần theo thứ tự: HF > HCl > HBr > HI Trang 6 Suy ra trong dung dịch HI phân li mạnh nhất, sau đó đến HBr, HCl, HF. Ngoài ra axit HF là axit yếu trong khi các axit còn lại trong dãy trên là axit mạnh là do HF có liên kết hiđro giữa các phân tử. Nhận xét: Trên cơ sở hiểu biết về dãy HX cho phép học sinh suy luận cho những dãy hợp chất tương tự H 2 R (H 2 O, H 2 S, H 2 Se, H 2 Te), RH 3 (NH 3 , PH 3 . . .), đồng thời qua đó học sinh khắc sâu làm rõ thêm các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân li của phân tử Câu 7: Vì sao NH 3 có khả năng nhận proton H + ( thể hiện tính bazơ), nhưng NF 3 và PH 3 thì gần như không có được khả năng này? Trả lời: Cấu tạo phân tử NH 3 và NF 3 N N H H F F H F * NH 3 có tính bazơ vì: Phân tử NH 3 phân cực mạnh, liên kết N-H phân cực mạnh về phía nguyên tử N có độ âm điện cao hơn, do vậy ở nguyên tử N có dư điện tích âm. Nguyên tử N có cặp electron tự do dễ tạo liên kết cho- nhận với ion H + . * NF 3 không thể hiện được tính bazơ vì: liên kết N-F phân cực về phía nguyên tử F có độ âm điện cao hơn, nguyên tử N không dư điện tích âm mà lại dư điện tích dương, không thể tạo liên kết với ion H + , mặc dù nguyên tử N có cặp electron tự do. * PH 3 không thể hiện được tính bazơ vì: liên kết P-H không phân cực, nguyên tử P không dư điện tích âm. Nhận xét: Trang 7 Trên cơ sở hiểu biết về NH 3 , NF 3 , PH 3 cho phép học sinh suy luận cho những hợp chất tương tự, đặc biệt là hợp chất amin trong chương trình hóa hữu cơ. đồng thời qua đó học sinh khắc sâu làm rõ thêm các yếu tố ảnh hưởng đến lực bazơ của các chất. Câu 8: Vì sao HF là một đơn axit nhưng lại có khả năng tạo ra muối axit? Trả lời: Do năng lượng liên kết H-F rất lớn, hơn nữa vì quá trình hòa tan trong nước xảy ra quá trình ion hóa tạo ra H 3 O + và F - , sau đó ion F - lại tương tác với phân tử HF tạo ra ion phức HF 2 - . Vì nguyên nhân trên trong dung dịch axit HF có các ion dạng H 2 F 3 - , H 3 F 4 - , … khi trung hòa tạo ra các muối axit như NaHF 2 , NaH 2 F 3 ,… Câu 9: Vì sao khi làm khô khí H 2 người ta không dùng H 2 SO 4 đặc? Trả lời: H 2 SO 4 đặc thể hiện tính oxi hóa mạnh, H 2 có thể bị oxi hóa bởi H 2 SO 4 đặc theo phương trình phản ứng: H 2 SO 4 đặc + H 2 → SO 2 + 2 H 2 O. Nhận xét: Sau khi được biết về phương trình phản ứng đó học sinh có thể hiểu thêm được vì sao khi cho các kim loại hoạt động mạnh (đứng trước H 2 trong dãy điện hóa) tác dụng với H 2 SO 4 đặc sản phẩm thu được hầu như không có mặt H 2 mà chỉ có các sản phẩm khử của lưu huỳnh (+6). Trên cơ sở đó học sinh khi nghiên cứu phản ứng của kim loại với HNO 3 , học sinh cũng có thể suy ngẫm được vì sao sản phẩm thu được không tạo ra H 2 . Câu 10: Vì sao từ HClO đến HClO 4 số oxi hóa của nguyên tố Clo tăng nhưng tính oxi hóa lại giảm từ HClO đến HClO 4 ? Trả lời: Trong các phân tử từ HClO đến HClO 4 số oxi hóa của nguyên tố trung tâm Clo tăng dần +1, +3, +5, +7, nhưng độ bền của các phân tử cũng tăng theo từ Trang 8 HClO đến HClO 4 do vậy khả năng hoạt động hóa học cũng bị giảm HClO đến HClO 4 , tính oxi hóa giảm. II. HÓA HỮU CƠ. A. Phần cơ chế phản ứng. Câu 11: Khi cho metan tác dụng với clo dưới tác dụng của ánh sáng thì có lượng nhỏ etan được tạo thành? Trả lời: Giải thích dựa vào cơ chế phản ứng Clo hóa CH 4 (áng sáng): Bao gồm 3 bước + Khơi mào phản ứng: Cl Cl → as Cl . + Cl . + Phát triển mạch: CH 3 H + Cl . . CH 3 + HCl. . CH 3 + Cl 2 CH 3 Cl + Cl . + Tắt mạch: Cl . + Cl . Cl 2 . CH 3 + Cl . CH 3 Cl . CH 3 + . CH 3 CH 3 CH 3 Nhận xét: Trên cơ sở hiểu biết cơ chế phản ứng Clo hóa CH 4 (áng sáng): gốc tự do- dây chuyền, cho phép học sinh suy luận cho những phản ứng thế gốc tự do khác. Đồng thời qua đó học sinh khắc sâu làm rõ thêm các giai đoạn diễn ra để từ đó học sinh có thể dự đoán những sản phẩm phụ thu được cũng như xác định được sản phẩm chính của phản ứng. Câu 12: Khi cho isobutilen vào dung dịch HBr có hòa tan NaCl, CH 3 OH có thể tạo ra những hợp chất gì? Giải thích. Trang 9 Trả lời: Giải thích dựa vào cơ chế phản ứng cộng. + Trong dung dịch có các quá trình phân li: HBr → H + + Br - NaCl → Na + + Cl - Do đó trong dung dịch có 4 tác nhân là: Br - , Cl - , CH 3 OH và H 2 O có khả năng kết hợp với cacbocation. + Trước hết tác nhân H + tấn công vào nguyên tử C có mất độ điện tích âm cao hơn trong liên kết C=C để tạo nên cacbocation (giai đoạn chậm). CH 3 – C = CH 2 + H +  → châm CH 3 – C – CH 3 CH 3 CH 3 + Sau đó là quá trình kết hợp cacbocation với tác nhân Br - , Cl - , CH 3 OH và H 2 O để tạo thành sản phẩm (giai đoạn nhanh). CH 3 CH 3 CH 3 C(+) + Br -  → nhanh CH 3 C Br CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 C(+) + Cl -  → nhanh CH 3 C Cl CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 C(+) + H 2 O  → nhanh CH 3 C OH + H + CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 C(+) + CH 3 OH  → nhanh CH 3 C OCH 3 + H + CH 3 CH 3 Nhận xét: Trang 10 δ+ δ- (+) [...]... Nhận xét: Trên cơ sở của nội dung câu hỏi trên giúp cho học sinh có khả năng xét đoán lực axit, lực bazơ của các hợp chất hữu cơ khi biết được công thức cấu tạo của các hợp chất hữu cơ đó Trang 18 PHẦN III: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ BÀI HỌC KINH NGHIỆM Trong quá trình giảng dạy, khi đưa ra hệ thống câu hỏi để mở rộng kiến thức cho học sinh tôi nhận thấy : - Học sinh nắm kiến thức lý thuyết sâu hơn, hiểu và... gọn gàng, dễ hiểu, chính xác Khóa học 2007-2010 tôi dạy 2 lớp 12M, 12I Ban KHTN (chương trình SGK nâng cao), tôi không đưa nhiều câu hỏi quá khó, nội dung quá sâu Tôi sợ mất quá nhiều thời gian vào việc giải quyết những câu hỏi đó Kết quả thi đại học và thi học sinh giỏi tỉnh của các học sinh ở khóa học đó không được khả quan lắm so với sự mong đợi Nguyên nhân là do học sinh không nhớ chính xác nhiều... những câu hỏi với nội dung nhằm khắc sâu bản chất Để giải quyết những câu hỏi đó cũng đòi hỏi nhiều thời gian, tuy nhiên với đối tượng học sinh ở các lớp có chất lượng khá, giỏi, học chương trình nâng cao, ngoài thời gian học chính khóa còn có thêm thời gian học bồi dưỡng sẽ có đủ thời gian vào việc giải quyết những câu hỏi đó Tôi đã nhận thấy kết quả rất khả quan sau mỗi bài kiểm tra, chất lượng của học. .. pentan, cho phép học sinh suy luận cho những đồng phân của các hợp chất khác Trang 11 Ví dụ: So sánh nhiệt độ sôi của các đồng phân ancol có công thức phân tử C4H9OH: ancol butylic, ancol isobutylic, ancol sec-butylic và ancol tertbutylic Đồng thời qua đó học sinh khắc sâu được “ yếu tố không gian” cũng có ảnh hưởng lớn đến tính chất vật lí, tính chất hóa học Học sinh có thể xử lí được những câu hỏi khó. .. quan trọng, do vậy không vận dụng linh hoạt sáng tạo để giải quyết những tình huống phức tạp của bài toán Khóa học 2008-2011 tôi dạy 2 lớp 12A, 12P Ban KHTN (chương trình SGK nâng cao), tôi đã rút ra được kinh nghiệm sau khóa học 2007-2010, tôi nhận thấy môn hóa học yêu cầu học sinh phải nhớ được quá nhiều dung lượng kiến thức lí thuyết, nếu học sinh chỉ nhớ máy móc mà không hiểu nhiều về bản chất... học sinh 2 lớp đó tăng lên rõ rệt so với 2 lớp năm trước đó Kết quả cụ thể như sau: Năm học 2009-2010 ở 2 lớp 12I, 12M: + Điểm thi đại học môn hóa đạt 55% điểm trên ≥ 5 + Có 1 học sinh dự thi học sinh giỏi tỉnh đạt giải ba - Năm học 2010-2011 ở 2 lớp 12A, 12P (có chất lượng đầu vào lớp 10 tương đương với 2 lớp 12I, 12M khóa học 2009-2010): + Điểm thi thử đại học môn hóa đạt 70% điểm trên ≥ 5 + Có 4 học. .. biết cơ chế phản ứng cộng của isobutilen, cho phép học sinh suy luận cho những phản ứng cộng vào liên kết C=C, C≡C… Đồng thời qua đó học sinh khắc sâu làm rõ thêm các giai đoạn diễn ra để từ đó học sinh có thể dự đoán những sản phẩm phụ thu được cũng như xác định được sản phẩm chính của phản ứng Hiểu được và vận dụng linh hoạt quy tắc cộng Maccopnhicop Ví dụ: Học sinh có thể giải thích được vì sao khi... lượng đầu vào lớp 10 tương đương với 2 lớp 12I, 12M khóa học 2009-2010): + Điểm thi thử đại học môn hóa đạt 70% điểm trên ≥ 5 + Có 4 học sinh dự thi học sinh giỏi tỉnh giải toán bằng máy tính cầm tay đạt 1 giải ba và 3 giải khuyến khích Trang 19 + Có 6 học sinh dự thi học sinh giỏi tỉnh đạt: 1 nhất, 2 nhì, 1 ba và 2 khuyến khích Với thời gian có hạn và năng lực bản thân vẫn còn nhiều hạn chế nên còn nhiều... của picric còn mạnh hơn cả axit lăctic) O :OH O N N O O N O O Nhận xét: Nội dung trên giúp học sinh hiểu được ảnh hưởng qua lại giữa các nhóm định chức trên vòng bezen, giúp học sinh có thể so sánh một cách dễ dàng tính axit của phenol với các trường hợp trên vòng benzen có thêm các nhóm thế khác như: CH3-; NO2 Câu 18: Tại sao phenol và anilin đều làm mất màu nước brom nhưng toluen thì không? Mety... tự phenol và anilin do nhóm –CH3 liên kết với oxi sẽ đẩy eletron về phía vòng thơm mạnh hơn nhóm –OH, làm cho mật độ electron trong vòng thơm của anisol mạnh hơn trong vòng thơm của phenol :O-CH3 :O-CH3 :O-CH3 Br Br + 3Br2 + 3HBr Br Trắng Trang 15 Nhận xét: Trên cơ sở của nội dung câu hỏi trên học sinh có thể hiểu biết sâu sắc về ảnh hưởng của các nhóm thế trên vòng benzen, hiểu được quy luật thế trên . cho học sinh. Chúng ta có thể xây dựng hệ thống câu hỏi để mở rộng kiến thức và rèn luyện kỹ năng cho học sinh. Thông thường dựa trên những thắc mắc của học sinh để xây dựng hệ thống câu hỏi, . gian vừa qua tôi đã xây dựng “ câu hỏi khó để mở rộng kiến thức cho học sinh trong quá trình giảng dạy . Tôi xin đưa ra một số câu hỏi điển hình trong hệ thống các câu hỏi mà tôi đã biên soạn. Tên đề tài: XÂY DỰNG MỘT SỐ CÂU HỎI KHÓ ĐỂ MỞ RỘNG KIẾN THỨC CHO HỌC SINH Bố cục của đề tài gồm 3 phần: PHẦN I . ĐĂT VẤN ĐỀ PHẦN II. NỘI DUNG PHẦN III: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ BÀI HỌC KINH NGHIỆM PHẦN