skkn các phương pháp cân bằng phương trình hoá học theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh

Hoàn cảnh nảy sinh sáng kiến Qua thực tế giảng dạy cho biết có nhiều học sinh rất lúng túng trong việc cân bằngPTHH, nhất là học sinh khối lớp 8 khi các em mới được làm quen với môn Hoá

THÔNG TIN CHUNG VỀ SÁNG KIẾN

1 Tên sáng kiến: “Các phương pháp cân bằng phương trình hoá

2 Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Môn Hóa Học THCS

3 Tác giả:

Họ và tên: Nguyễn Văn Thuần Nam (Nữ): Nam

Ngày tháng năm sinh: 14/ 03 / 1979

Trình độ chuyên môn: Đại học sư phạm Hóa

Chức vụ, đơn vị công tác: Phó Hiệu Trưởng - trường THCS Hồng Dụ

Điện thoại: 01639629988

4 Đơn vị áp dụng sáng kiến lần đầu (nếu có) :

Trường THCS Hồng Dụ, Huyện Ninh Giang, Tỉnh Hải Dương

Số điện thoại:

5 Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến:

- Học sinh THCS

- GV giảng dạy bộ môn Hóa

6 Thời gian áp dụng sáng kiến lần đầu: Năm học 2014 -2015

TÁC GIẢ XÁC NHẬN

CỦA CƠ QUAN ĐƠN VỊ ÁP DỤNG SÁNG KIẾN

TÓM TẮT SÁNG KIẾN

1 Hoàn cảnh nảy sinh sáng kiến

Qua thực tế giảng dạy cho biết có nhiều học sinh rất lúng túng trong việc cân bằngPTHH, nhất là học sinh khối lớp 8 khi các em mới được làm quen với môn Hoá học.Đôi khi các em còn cố học thuộc hệ số của các chất mà không hiểu dùng phươngpháp nào để cân bằng các PTHH đó Tôi nhận thấy một số giáo viên khi dạy còn ítchú ý tới việc cung cấp cho học sinh các phương pháp cân bằng PTHH Cho nên,học sinh còn thụ động trong việc cân bằng PTHH, loay hoay với những PTHH lạhoặc khó dẫn đến tâm lý chán nản, không thích học tập bộ môn hoá học

Do vậy, tôi nhận thấy việc cung cấp cho học sinh những phương pháp cân bằngPTHH thích hợp, phù hợp với trình độ nhận thức của học sinh là vô cùng cần thiết,

nên tôi náy sinh sáng kiến “Các phương pháp cân bằng phương trình

mong giải đáp phần nào những vướng mắc trên

2 THỜI GIAN, ĐỐI TƯỢNG ÁP DỤNG:

- Thời gian áp dụng: năm học 2014 - 2015

- Đối tượng học sinh THCS

3 NỘI DUNG SÁNG KIẾN

3.1 Tính mới, tính sáng tạo của sáng kiến:

Trong nội dung của chương trình hóa học phổ thông chưa có phần hệ thốngnhững phương pháp cân bằng phương trình, qua tham khảo tài liệu bản thân tôichưa gặp tài liệu nào hệ thống các phương pháp cân bằng phương trình và hệthống lại những kinh nghiệm cân băng phương trình mà có thể nhiều thầy cô đã

sử dụng trong quá trình giảng dạy môn hóa học

Các phương pháp cân bằng hiện nay thường phải tiến hành qua nhiều bướclàm cho học sinh khó hiểu, mất nhiều thời gian Trong khi học sinh THCS đặcbiệt là học sinh lớp 8 khi mà các em mới được học và làm quen với môn hoá học,

nhiều em còn lúng túng khi cần bằng PTHH, thậm chí có em còn học thuộc máymóc hệ số của từng PTHH.

Dựa trên bản chất của những phương pháp cân bằng hiện có và đặc điểm riêngcủa từng loại phương trình đề tài đưa ra những kinh nghiệm thực tiễn, chỉ ranhững kỹ năng cần thiết giúp người học thấy được cần phải làm gì để cân bằngcân bằng đúng PTHH

3.2 Khả năng áp dụng của sáng kiến :

- Sáng kiến có giá trị thực tiễn cao, có khả năng được áp dụng rộng rãi và thường

xuyên, không tốn kém kinh tế, đem lại hiệu quả cao

- Sáng kiến có thể được áp dụng dưới dạng một chuyên đề dạy học hoặc được ápdụng thường xuyên trong quá trình dạy học hóa học ở THCS( Kể từ sau khi học sinhhọc xong bài PTHH ở lớp 8)

- Khi được áp dụng sáng kiến góp phần nâng cao chất lượng dạy và học môn hóahọc ở trường THCS, góp phần hình thành và phát triển năng lực của học sinh

4 Khẳng định giá trị, kết quả đạt được của sáng kiến :

Các phương pháp cân bằng PTHH ở trên sau khi được áp dụng tôi đã làm các cuộckhảo sát điều tra trên học sinh như: Cho học sinh làm bài kiểm tra, lấy ý kíên củahọc sinh sau khi các em được học các phương pháp trên, theo dõi kết quả áp dụngqua các bài dạy, cho học sinh làm bài và bấm thời gian, trao đổi thảo luận kết quảvới các đồng nghiệp ở cấp THCS

Tôi nhận thấy học sinh tỏ ra rất hứng thú học tập đối với các phương pháp cânbằng trên đặc biệt là phương pháp cân bằng nhẩm Học sinh sau khi được học đã cânbằng phương trình nhanh hơn, tỷ lệ học sinh cân bằng đúng ngày càng nhiều hơn,đặc biệt là không còn trường hợp học sinh học thuộc hệ số của các phương trình nữa.Các em đã có trong tay các phương pháp cân bằng nên không còn bỡ ngỡ, lúng túngkhi gặp các phương trình hoá học lạ hoặc khó nữa Các em giải bài tập nhanh hơn,yêu thích môn học hơn

5. Đề xuất và khuyến nghị để áp dụng sáng kiến :

- Tổ chức hội thảo chuyên đề hóa học để phổ biến nội dung sáng kiến này đếngiáo viên dạy hóa trong huyện cùng nắm được, cùng nhau thảo luận, bổ sung để sángkiến hoàn thiện hơn.

- Thống nhất cách thức áp dụng vào việc giảng dạy hóa học THCS trong toànhuyện Sau mỗi năm học có tổng kết, đánh giá kết quả áp dụng sáng kiến

5.2 Cơ sở vật chất:

- Cần được đầu tư kinh phí cho việc in ấn phát hành nội dung sáng kiến

- Có phòng học dành cho môn, có máy tính, máy chiếu để phục vụ cho việcgiảng dạy góp phần làm tăng hứng thú học tập của học sinh

MÔ TẢ SÁNG KIẾN

1 HOÀN CẢNH NẢY SINH SÁNG KIẾN:

Hoá học là môn khoa học thực nghiệm, trong dạy học hoá học ngoài việc hìnhthành ở học sinh các kĩ năng như thực hành thí nghiệm, phương pháp tự học, kĩnăng giải các bài tập hoá học, Thì việc hình thành ở học sinh kĩ năng viết và cânbằng phương trình hoá học (PTHH) là một việc hết sức quan trọng Nếu cân bằngPTHH mà sai thì các bước tiếp theo của một bài toán hoá học coi như vô nghĩa.(Những dạng toán có liên quan đến viết và cân bằng PTHH)

Qua thực tế giảng dạy cho biết có nhiều học sinh rất lúng túng trong việc cânbằng PTHH, nhất là học sinh khối lớp 8 khi các em mới được làm quen với mônHoá học và các em học sinh lớp 10 khi các em được học về phương trình cân bằngelectron để cân bằng phản ứng ôxi hoá - khử Đôi khi các em còn cố học thuộc hệ sốcủa các chất mà không hiểu dùng phương pháp nào để cân bằng các PTHH đó Tôinhận thấy một số giáo viên khi dạy còn ít chú ý tới việc cung cấp cho học sinh cácphương pháp cân bằng PTHH Cho nên, học sinh còn thụ động trong việc cân bằngPTHH, loay hoay với những PTHH lạ hoặc khó dẫn đến tâm lý chán nản, khôngthích học tập bộ môn hoá học

Do vậy, tôi nhận thấy việc cung cấp cho học sinh những phương pháp cân bằngPTHH thích hợp, phù hợp với trình độ nhận thức của học sinh là vô cùng cần thiết,

nên tôi náy sinh sáng kiến “Các phương pháp cân bằng phương trình

mong giải đáp phần nào những vướng mắc trên

1.1 : MỤC ĐÍCH NHIỆM VỤ CỦA SÁNG KIẾN

1.1.1 Mục đích:

- Góp phần nâng cao hơn nữa chất lượng dạy và học bộ môn hoá học

- Giúp học sinh có phương pháp cân bằng PTHH đúng và nhanh, rút ngắn thờigian làm bài tập.

- Nâng cao chất lượng học bộ môn hoá học cho học sinh

- Phát huy tính tích cực, tạo hứng thú cho học sinh trong việc học môn hoá học

- Giúp giáo viên hệ thống hoá kiến thức, có phương pháp dạy học phù hợp

1.1.2 Nhiệm vụ:

- Nghiên cứu các phương pháp cân bằng PTHH dành cho học sinh THCS

- Nghiên cứu các phương pháp cân bằng PTHH trong hoá học vô cơ và trong hoáhọc hữu cơ

- Nghiên cứu các phương pháp cân bằng dành cho học sinh mới được làm quenvới môn hoá học (Học sinh lớp 8 – THCS)

- Nghiên cứu các phương pháp cân bằng dành cho học sinh khá, giỏi ở bậcTHCS

- Giúp giáo viên có phương pháp giảng dạy thích hợp với từng đối tượng họcsinh

1.2 ĐIỂM MỚI CỦA SÁNG KIẾN

Trong nội dung của chương trình hóa học phổ thông chưa có phần hệ thốngnhững phương pháp cân bằng phương trình, qua tham khảo tài liệu bản thân tôichưa gặp tài liệu nào hệ thống các phương pháp cân bằng phương trình và hệthống lại những kinh nghiệm cân băng phương trình mà có thể nhiều thầy cô đã

sử dụng trong quá trình giảng dạy môn hóa học

Các phương pháp cân bằng hiện nay thường phải tiến hành qua nhiều bướclàm cho học sinh khó hiểu, mất nhiều thời gian Trong khi học sinh THCS đặcbiệt là học sinh lớp 8 khi mà các em mới được học và làm quen với môn hoá học,nhiều em còn lúng túng khi cần bằng PTHH, thậm chí có em còn học thuộc máymóc hệ số của từng PTHH

Dựa trên bản chất của những phương pháp cân bằng hiện có và đặc điểm riêngcủa từng loại phương trình đề tài đưa ra những kinh nghiệm thực tiễn, chỉ ra

những kỹ năng cần thiết giúp người học thấy được cần phải làm gì để cân bằngcân bằng đúng PTHH.

1.3 THỜI GIAN, ĐỐI TƯỢNG ÁP DỤNG:

- Trực tiếp áp dụng đề tài với học sinh lớp 8, 9

- Làm khảo sát trước và sau khi sử dụng đề tài này, trao đổi ý kiến, học hỏi kinhnghiệm của các đồng nghiệp

- Thu thập thông tin qua việc nghiên cứu và học tập trên mạng internet

Một trong những bước rất quan trọng trong giải bài tập hoá học cũng là bước đầutiên đó là viết tất cả các phương trình hoá học theo yêu cầu bài toán, vì theo địnhnghĩa phương trình hoá học là biểu diễn ngắn gọn phản ứng hoá học

Theo định luật bảo toàn khối lượng, số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong các chấttrước và sau phản ứng được giữ nguyên tức là bằng nhau Dựa vào đây và công thứchoá học ta sẽ lập phương trình hoá học để biểu diễn phản ứng, mà đã gọi là phươngtrình hoá học ( PTHH) thì tất cả các phản ứng phải được cân bằng Sự cân bằng ởđây dựa theo 2 nguyên tắc: Bảo toàn khối lượng và bảo toàn điện tích

Ngay từ lớp 8, học sinh đã học về cách cân bằng phương trình hoá học, học sinh

đã biết có 2 dạng bài tập: Tính theo công thức hoá học và tính theo phương trình hoáhọc và sau này chủ yếu học sinh làm các bài tập tính theo PTHH Dạng bài tập nàydựa vào hệ số các chất trong phản ứng, từ đó suy ra số mol tương ứng, rồi từ dữ kiện

đề cho, theo PTHH mà tính ra kết quả

Chính vì vậy, phải cung cấp cho học sinh những phương pháp cân bằng thích hợpcho vừa cân bằng đúng vừa cân bằng nhanh

Tuỳ từng trình độ phát triển nhận thức của học sinh mà nên đưa ra loại cân bằngnào

Đối với học sinh THCS, nhất là với học sinh lớp 8, khi các em mới làm quen vớiviệc cân bằng thì người giáo viên nên chọn cho các em một phương pháp cân bằngchính, để rèn cho học sinh thấy rằng việc cân bằng phương trình cũng có phươngpháp, trình tự, chứ không phải ước lệ hay điền hệ số sao cho bằng nhau là được Từthực tế giảng dạy cho tôi thấy, tốt nhất là cung cấp cho học sinh phương pháp xuấtphát từ nguyên tố chung nhất hoặc phương pháp chẵn lẻ đây là những phương phápđơn giả và dễ hiểu đối với học sinh lớp 8, phù hợp với những phương trình đơn giản Ngoài ra ta có thể mở rộng bằng các phương pháp nguyên tử nguyên tố, phươngpháp nguyên tố tiêu biểu, phương pháp cân bằng theo trình tự kim loại - phi kim,phương pháp hoá trị tác dụng, phương pháp hệ số phân số Có thể dạy cho học sinh

“ mẹo” cân bằng nhanh bằng phương pháp xuất phát từ bản chất hoá học của phảnứng Với học sinh lớp 9, yêu cầu học sinh phải cân bằng những phương trình phảnứng khó mà nếu dùng các phương pháp trên thì không cân bằng được Vì vậy, cầncung cấp cho học sinh phương pháp cân bằng đại số, cũng cần cho học sinh thấyrằng phương pháp cân bằng trong hoá vô cơ và hoá hữu cơ có đặc điểm khác nhau

3 THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ

3.1 GIÁO VIÊN :

- Trong nội dung của chương trình hóa học phổ thông chưa có phần hệ thốngnhững phương pháp cân bằng phương trình, qua tham khảo tài liệu bản thân tôi chưagặp tài liệu nào hệ thống các phương pháp cân bằng phương trình và hệ thống lạinhững kinh nghiệm cân băng phương trình mà có thể nhiều thầy cô đã sử dụng trongquá trình giảng dạy môn hóa học.

- Do thời gian dạy trên lớp chỉ có 02 tiết dành cho việc dạy học sinh cách lập PTHH

và thời gian luyện tập không nhiều giáo viên không có điều kiện hướng dẫn học sinhcác phương pháp cân bằng PTHH

- Việc dạy học sinh lập PTHH theo hướng dạy học theo định hướng phát triển nănglực học sinh ở một số trường, một số giáo viên còn chưa được chú ý nhiều

3.2 HỌC SINH

Qua thực tế giảng dạy cho biết có nhiều học sinh rất lúng túng trong việc cânbằng PTHH, nhất là học sinh khối lớp 8 khi các em mới được làm quen với mônHoá học và các em học sinh lớp 10 khi các em được học về phương trình cân bằngelectron để cân bằng phản ứng ôxi hoá - khử Đôi khi các em còn cố học thuộc hệ sốcủa các chất mà không hiểu dùng phương pháp nào để cân bằng các PTHH đó Tôinhận thấy một số giáo viên khi dạy còn ít chú ý tới việc cung cấp cho học sinh cácphương pháp cân bằng PTHH Cho nên, học sinh còn thụ động trong việc cân bằngPTHH, loay hoay với những PTHH lạ hoặc khó dẫn đến tâm lý chán nản, khôngthích học tập bộ môn hoá học

4 CÁC PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG PTHH THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC

4.1 Các phương pháp cân bằng phản ứng hoá học dành cho học sinh THCS.

Có nhiều phương pháp cân bằng phương trình hoá học, tuỳ theo trình độ kiến thứchoá học ở những giai đoạn học tập hoá học khác nhau mà ta chọn những phươngpháp cân bằng thích hợp

4.1.1 Phương pháp xuất phát từ nguyên tố chung nhất.

Đây là phương pháp được sử dụng nhiều nhất và cũng dễ hiểu nhất đối với họcsinh THCS, nhất là đối với học sinh khối 8, khi còn lúng túng trong việc cân bằngPTHH

Nguyên tắc: Chọn nguyên tố xuất hiện ở nhiều chất nhất trong phản ứng để bắtđầu cân bằng hệ số các phân tử.( GV hướng dẫn học sinh làm mẫu ví dụ 1)

Ví dụ1:

Al + O2 Al2O3

Nguyên tố có mặt nhiều nhất là Ôxi: ở vế trái có 2 nguyên tử Ôxi, vế phải có

3 nguyên tử Ôxi Tìm BCNN của 2 và 3 là 6

Hệ số của O2 = 6: 2 = 3 Hệ số của Al2O3 = 6 : 3 = 2

Dẫn đến có 4 nguyên tử Al (ở vế phải)  Hệ số của Al là 4

Vậy: 4Al + 3O2  t0 2Al2O3

Với phương pháp này học sinh vẫn có thể cân bằng được các phương trình phảnứng khó mà nếu theo phương pháp thông thường sẽ gặp khó khăn trong việc cânbằng

Ví dụ 2: Cu + HNO3  Cu (NO3)2 + NO + H2O

Nguyên tố có mặt nhiều nhất là Ôxi: ở vế trái có 3 nguyên tử Ôxi, ở vế phải

có 8 nguyên tử Ôxi Tìm BCNN của 3 và 8 là 24

Hệ số của HNO3 = 24 : 3 = 8

Ta có: 8HNO3  4H2O  2NO (vì số nguyên tử N ở vế trái chẵn)  3 Cu(NO3)2

Nguyên tắc: Một phản ứng sau khi đã cân bằng thì số nguyên tử của 1 nguyên tố

ở vế trái phải bằng số nguyên tử của nguyên tố đó ở vế phải Vì vậy, nếu số nguyên

tử của 1 nguyên tố ở một vế là số chẵn thì ở vế kia nó cũng phải là số chẵn Nếu ởmột công thức nào đó, số nguyên tử của nguyên tố đó còn là số lẻ thì phải nhân đôi

Ví dụ 1: Gv hướng dẫn học sinh ví dụ 1

FeS2 + O2  Fe2O3 + SO2

ở vế trái số nguyên tử Ôxi là chẵn với bất kỳ hệ số nào ở vế phải trong SO2 nó

là số chẵn nhưng trong Fe2O3 nó là số lẻ nên phải nhân đôi Từ đó cân bằn tiếp các

hệ số còn lại (2) (4) (1) (3)

4FeS2+11O2  2Fe2O3+ 8SO2

(ở đây chữ số để trong dấu ngoặc chỉ thứ tự các động tác cân bằng)

Hoặc có thể biểu diễn thứ tự cân bằng theo sơ đồ sau:

2Fe2O3  4FeS2  8SO2  11O2

4.1.3 Phương pháp cân bằng theo trình tự kim loại - phi kim

Nguyên tắc: Đầu tiên cân bằng số nguyên tử kim loại và phi kim rồi đến sốnguyên tử Hiđro, sau cùng đưa vào các hệ số đã biết để cân bằng số nguyên tử Ôxi

Ví dụ1:

NH3 + O2  NO + H2O

ở phản ứng này không có kim loại Nguyên tử phi kim N đã cân bằng nên đầutiên cân bằng nguyên tử H Sau đó cân bằng nguyen tử N Cuối cùng cân bằngnguyên tử O rồi nhân tất cả với 2 để đưa về hệ số nguyên

(Chữ số trong dấu ngoặc chỉ thứ tự cân bằng)

Vậy: 4NH3 +5O2  4NO + 6H2O

Ví dụ 3:

Al2O3 + HNO3  Al (NO3)3 + H2O

Trước tiên ta cân bằng nguyên tử Al

Tiếp theo cân bằng theo thứ tự nhóm nguyên tố NO3, cuối cùng là H.

Vậy ta có: Al2O3 + 6HNO3  2 Al (NO3)3 + 3H2O

bằng

Ví dụ:

Fe2O3 + CO t0 Fe + CO2

Theo phản ứng trên khi CO bị ôxi hoá thành CO2, nó kết hợp thêm Ôxi

Trong phân tử Fe2O3 có 3 nguyên tử O Như vậy, đủ để biến 3 phân tử CO thành

3 phân tử CO2 Do đó ta cần đặt hệ số 3 trước công thức CO và CO2, sau đó đặt hệ số

2 trước Fe:

Fe2O3 + 3CO  t0 2Fe + 3CO2

Thực tế cho thấy, khi cân bằng dạng phương trình trên học sinh thấy lúng túng vìkhông biết áp dụng phương pháp thông thường nào hay dùng Với phương pháp trênhọc sịnh chỉ cần nhìn vào chỉ số nguyên tử của của nguyên tố Ôxi trong trong côngthức của ôxit kim loại, sau đó đặt chỉ số thành hệ số của chất khử (CO) rồi cân bằngcác chất còn lại

4.1.5 Phương pháp nguyên tử nguyên tố

Nhưng phân tử Ôxi bao giờ cũng gồm 2 nguyên tử, như vậy nếu lấy 5 phân tử O2

tức là số nguyên tử Ôxi tăng lên gấp 2 thì số nguyên tử P và số phân tử P2O5 cũngtăng gấp 2 (tức là 4 nguyên tử P và 2 P2O5) (tức là 10 nguyên tử O)

Nhưng phân tử Clo bao giờ cũng gồm 2 nguyên tử, như vậy nếu lấy 3 phân tử Cl2

tức là số nguyên tử Cl tăng lên gấp 2 thì số nguyên tử Fe và số phân tử Fe2O3 cũngtăng lên gấp 2 (tức là 2 nguyên tử Fe và 2 FeCl3) (tức là 6 nguyên tử Cl)

- Tìm bội chung nhỏ nhất (BCNN) của các hoá trị các chất tác dụng

- Lấy BCNN chia cho các hoá trị ta sẽ được các hệ số

Ví dụ1: Cân bằng phản ứng:

BaCl2 + Fe2(SO4)3  BaSO4 + FeCl3

- Xác dịnh hoá trị tác dụng Ghi hoá trị tác dụng lên phía trên công thức cácchất

II

Ta có:

6NaOH + Al2(SO4)3  2Al(OH)3 + 3Na2SO4

Dùng phương pháp này sẽ củng cố được khái niệm hoá trị, cách tính hoá trị, nhớ