TÌM HIỂU cơ CHẾ PHẢN ỨNG CỘNG NUCLEOPHIN và ỨNG DỤNG TRONG bồi DƯỠNG học SINH KHÁ GIỎI TRUNG học PHỔ THÔNG TỈNH sơn LA

Bồi dưỡng, nâng cao chất lượng học sinh giỏi HSG về hóa học ởtrường trung học phổ thông THPT là một trong số các nhiệm vụ quan trọngtrong quá trình đổi mới nền giáo dục và đào tạo.. Đối

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS PHẠM HỮU ĐIỂN

HÀ NỘI – 2014

Luận văn thạc sĩ này được hoàn thành tại Bộ môn Hóa học Hữu cơ,Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội và tại Khoa Hóa học, trườngĐại học Tây Bắc, Sơn La.

Với sự kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc xin được gửi đến Thầy giáo

PGS.TS Phạm Hữu Điển đã giao đề tài, hướng dẫn tận tình, đồng thời tạo

mọi điều kiện thuận lợi nhất để tôi hoàn thành luận văn này

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô trong tổ Bộ môn hóa hữu cơcũng như các thầy cô trong khoa Hóa học – Đại học sư phạm Hà Nội, khoaHóa học – Trường Đại học Tây Bắc đã giúp đỡ và cho em những ý kiến đónggóp quý báu

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu cùng các phòngban của trường ĐHSP Hà Nội, trường ĐH Tây Bắc đã tạo mọi điều kiện thuânlợi để tôi hoàn thành tốt luận văn

Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè và các đồng nghiệp đã ủng

hộ, động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện để tôi hoàn thành luận văn thạc sĩ này

Hà Nội, ngày 01 tháng 10 năm 2014

Học viên

Ngô Thị Kim Huế

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN 3

1.1 Cơ chế phản ứng cộng nucleophin [3-5, 16] 3

1.1.1 Phản ứng cộng nucleophin vào nhóm C=O của anđehit và xeton 3

1.1.2 Phản ứng thế nguyên tử oxi cacbonyl của anđehit và xeton 5

1.1.3 Phản ứng cộng nucleophin vào hợp chất cacbonyl không no liên hợp 7

1.1.4 Một số phản ứng cộng nucleophin thường gặp 8

1.2 Điểm qua tình hình thi HSG THPT môn hóa học - phần cơ chế phản ứng 10

1.2.1 Sơ lược về kỳ thi học sinh giỏi quốc gia THPT 10

1.2.2 Một số câu hỏi trong các kỳ thi HSG quốc gia môn hóa học liên quan đến phần cơ chế phản ứng hữu cơ 14

1.3 Thực trạng bồi dưỡng hsg thpt môn hóa học ở tỉnh sơn la 20

1.3.1 Kết quả các kỳ thi HSG quốc gia của tỉnh Sơn La 20

1.3.2 Thực trạng bồi dưỡng HSG THPT môn Hóa học của tỉnh Sơn La 21

Tiểu kết chương 1 22

Chương 2 XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI GIẢNG – BÀI TẬP VỀ CƠ CHẾ PHẢN ỨNG CỘNG NUCLEOPHIN 23

2.1 Đối tượng và nội dung nghiên cứu 23

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 23

2.1.2 Nội dung nghiên cứu 23

2.2 Phương pháp nghiên cứu 23

2.2.1 Phương pháp nghiên cứu tài liệu 23

2.2.2 Phương pháp soạn bài tập 25

2.2.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 25

2.2.4 Phương pháp chuyên gia 26

2.3 Soạn giáo án, bài tập và đề kiểm tra về phản ứng cộng nucleophin

dành cho HSG THPT 27

2.3.1 Soạn giáo án 27

2.3.2 Biên soạn bài tập 32

2.3.3 Soạn đề kiểm tra 39

Tiểu kết chương 2 44

Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 45

3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 45

3.1.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm 45

3.1.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 45

3.2 Nội dung thực nghiệm sư phạm 45

3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 46

3.3.1 Kế hoạch thực nghiệm sư phạm 46

3.3.2 Tiến hành thực nghiệm sư phạm 48

3.4 Xử lí kết quả thực nghiệm 49

3.4.1 Phân tích định tính kết quả thực nghiệm sư phạm 49

3.4.2 Đánh giá định lượng các kết quả thực nghiệm ở chương trình THPT 52

3.4.3 Đánh giá định lượng về bồi dưỡng học sinh giỏi 52

3.5 Ý kiến của các chuyên gia 56

Tiểu kết chương 3 57

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58

TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 PHỤC LỤC

DANH MỤC CHỮ VIẾT TĂT

Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ

ĐHQGHN Đại học quốc gia Hà Nội

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Danh sách 10 trưởng THPT đứng đầu kì thi HSG QG giai

đoạn 2007-2009 12Bảng 1.2 Thống kê thành tích thi HSG QG của tỉnh Sơn La giai đoạn

2009-2013 20Bảng 3.1 Điểm kiểm tra của đội tuyển Tỉnh Sơn La 49Bảng 3.2 Điểm kiểm tra của đội tuyển trường THPT Mộc Lỵ, huyện

Mộc Châu, tỉnh Sơn La 49Bảng 3.3 Điểm kiểm tra của đội tuyển trường PTHT Tô Hiệu, thành

phố Sơn La 50Bảng 3.4 Điểm kiểm tra của đội tuyển trường PTHT Tân Lang, huyện

Phù Yên, Tỉnh Sơn La 50Bảng 3.5 Điểm kiểm tra của đội tuyển trường PTDT Nội Trú tỉnh Sơn La

51Bảng 3.6 Điểm kiểm tra của đội tuyển trường THPT chuyên ĐHSP

Hà Nội 51Bảng 3.7 Tổng hợp kết quả khảo sát chất lượng các đội tuyển (tỉ lệ, %)

51Bảng 3.8 Danh sách học sinh tham gia học chuyên đề - đoạt giải kì thi

HSG quốc gia môn hóa học năm học 2013 - 2014 53Bảng 3.9 Số liệu sau khi xử lý thống kê thực nghiệm sư phạm 54Bảng 3.10 Danh sách học sinh tham gia học chuyên đề - đoạt giải kì thi

HSG quốc gia môn hóa học năm học 2013 – 2014 55

MỞ ĐẦU

Trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, giáo dục vàđào tạo đóng vai trò then chốt Trong kì họp lần thứ 8, Ban Chấp hành Trungương Đảng khóa XI đã ban hành Nghị quyết TW số 29-NQ/TW [1] với nộidung Đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và tạo, đáp ứng yêu cầu côngnghiệp hóa – hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xãhội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế Mục tiêu của đổi mới lần này là: Tạochuyển biến căn bản, mạnh mẽ về chất lượng, hiệu quả giáo dục, đào tạo; đápứng ngày càng tốt hơn công cuộc xây dựng, bảo vệ Tổ quốc và nhu cầu họctập của nhân dân Giáo dục con người Việt Nam phát triển toàn diện và pháthuy tốt nhất tiềm năng, khả năng sáng tạo của mỗi cá nhân; yêu gia đình, yêu

Tổ quốc, yêu đồng bào; sống tốt và làm việc hiệu quả

Bồi dưỡng, nâng cao chất lượng học sinh giỏi (HSG) về hóa học ởtrường trung học phổ thông (THPT) là một trong số các nhiệm vụ quan trọngtrong quá trình đổi mới nền giáo dục và đào tạo Mục tiêu của công tác bồidưỡng HSG là phát hiện, đào tạo nhân tài, nâng cao chất lượng nguồn nhânlực cho sự nghiệp đổi mới của đất nước Hàng năm, Bộ GD và ĐT tổ chứccác kì thi HSG THPT, thông qua đó có thể đánh giá được chất lượng đào tạo,bồi dưỡng HSG ở các tỉnh, thành trong cả nước Đây là kỳ thi chọn học sinhgiỏi quốc gia lớp 12 trung học phổ thông cấp Quốc gia, bậc học THPT, dànhcho học sinh lớp 11 và lớp 12, được tổ chức hang năm vào tháng 3 Đối tượng

dự thi là học sinh đang học lớp 11 hoặc lớp 12 ở Việt Nam đã tham gia kỳ thichọn học sinh giỏi cấp cơ sở (tỉnh, thành phố và một số trường THPT chuyênthuộc các trường Đại học) và được chọn vào đội tuyển của đơn vị dự thi

Tỉnh Sơn La nằm ở phía Tây Bắc Việt Nam, với diện tích tự nhiên14.055 km2, dân số 1.015.458 người (năm 2007), có 12 dân tộc anh em, gồm:dân tộc Thái, dân tộc Mông, dân tộc Khơ Mú, dân tộc La Ha, dân tộc kinh,

dân tộc Hoa, dân tộc Lào, dân tộc Dao, dân tộc Mường, dân tộc Kháng, dântộc Xinh Mun, dân tộc Tày [2] Do điều kiện địa lý tự nhiên ít thuận lợi nênSơn La hiện nay vẫn là một tỉnh nghèo, kinh tế kém phát triển, đời sống củađồng bào các dân tộc còn gặp nhiều khó khăn, trình độ mặt bằng dân trí cònthấp, việc đầu tư cho giáo dục và đào tạo các cấp còn nhiều trở ngại Đứngtrước yêu cầu đổi mới căn bản, toàn diện về giáo dục và đào tạo, việc đầu tưcho giáo dục phổ thông, đặc biệt là bồi dưỡng học sinh giỏi THPT của tỉnhSơn La, đang đặt ra nhu cầu cấp bách Chính vì vậy, trong khuôn khổ một

luận văn thạc sĩ khoa học, chúng tôi chọn đề tài: “Tìm hiểu cơ chế phản ứng

cộng nucleophin và ứng dụng trong bồi dưỡng học sinh khá giỏi THPT tỉnh Sơn La” với mong muốn góp phần nhỏ bé của mình vào việc nâng cao

chất lượng đào tạo học sinh THPT nói chung, bồi dưỡng học sinh khá giỏi,đội tuyển học sinh giỏi môn hóa học của tỉnh Sơn La nói riêng

Chương 1 TỔNG QUAN

1.1 Cơ chế phản ứng cộng nucleophin [3-5, 16]

a Khái niệm về cơ chế: Cơ chế phản ứng là một tập hợp của các quá

trình cơ bản trong quá trình hóa học, chất phản ứng tạo thành sản phẩm phảnứng

b Các phương pháp nghiên cứu về cơ chế: Gồm PP Động học; PP

không động học; Phạm vi giới hạn của các PP khác nhau nghiên cứu cơ chếphản ứng

- PP Động học: Cơ bản được giới thiệu dựa vào việc đo tốc độ phản

ứng theo thời gian Sau đó dựa vào sự phụ thuộc của nó với nhiều tham sốkhác

Ví dụ: Như năng lượng hoạt động hóa (E) và các tham số hoạt độngkhác như: ΔSS*, ΔSH*, ΔSG*, ΔSV* Ngoài ra, còn dựa vào nghiên cứu ảnh hưởngcủa dung môi, hiệu ứng thế, hiệu ứng muối, hiệu ứng động vị đến tốc độ phảnứng Chúng ta có thể cơ bản mô tả được các trạng thái trung gian mà hệchuyển qua, nghĩa là mô tả cơ chế phản ứng Trong nghiên cứu cơ chế người

ta thường kết hợp hai PP động học và PP không động học

X - Y: HO-H, NC-H, NaSO3-H, R-Li, R-MgBr,

OYC

O Na

SO3HC

OH

SO3NaC

Tuy vậy, giai đoạn chậm có thể được xúc tác bằng axit (hoạt hóa C=O)hoặc bazơ (hoạt hóa Y-X) Thí dụ phản ứng cộng ancol vào anđehit:

- Xúc tác axit:

OHROH

OROHC

- Xúc tác bazơ:

ORO

OROR

nối với C* thì sẽ ưu tiên tạo ra một đồng phân quang học không đối quangnào đó, theo quy tắc Cram: khi tham gia phản ứng cộng AN của andehit vàxeton có C* phải nằm ở cấu dạng mà nguyên tử oxi nằm xen kẽ giữa nhóm

Tb và N còn nhóm L che khuất với R của C = O, phần nucleophin Y(-) ưutiên tấn công vào phía ít bị án ngữ không gian hơn và ứng với trạng tháichuyển tiếp ổn định hơn

Thí dụ: RCOCLTbN trong đó L, Tb, N lần lượt là những nhóm lớn,trung bình và nhỏ:

O

N OH Tb R

L R N OH Tb

Y+

L Y N OX Tb R

(s¶n phÈm chÝnh)

L R N OX Tb

Y+

(s¶n phÈm phô)+ X

1.1.2 Phản ứng thế nguyên tử oxi cacbonyl của anđehit và xeton.

H

COH

E1 -HOH C = ZHZN: dẫn xuất của amoniac và hợp chất có nhóm metylen linh động.Một số phản ứng thường gặp

H2NR = H2NOH, H2NNHAr, H2NAr,

- Cơ chế của giai đoạn cộng

Giai đoạn này thường được xúc tác bởi axit:

OH

OHNHR

- Cơ chế giai đoạn tách

OH

NHR

OH2NHR

E -H2O C = CHîp phÇn

cacbonyl metylen

O

C O

C O Hîp phÇn

- Cơ chế giai đoạn cộng

- Chất xúc tác axit: H hoạt hóa nhóm C=O và enol hóa nhóm CH2 Thídụ:

CH2 CR

O OH

CR

- Chất xúc tác bazơ: HO(-) hoạt hóa nhóm CH2 Thí dụ:

H - CH2COR HO

- H2O CH2COR

COH

CH2COR -HOH C CH2COR -H C CHCOR

- Chất xúc tác bazơ: Cơ chế E1cb

C

OH

CH2COR OH C

OH CHCOR -OH C CHCOR

1.1.3 Phản ứng cộng nucleophin vào hợp chất cacbonyl không no liên hợp

Các hợp chất cacbonyl ,- không no có hai trung tâm phản ứng lànguyên tử cacbon của nhóm cacbonyl và nguyên tử cacbon :

C  C  C O

Khi các hợp chất này tác dụng với tác nhân nucleophin, phản ứng cóthể xảy ra bình thường vào nhóm C=O (cộng -1,2) hoặc vào nối đôi liên hợp(cộng -1,4) Phản ứng cộng -1,4 tạo ra enol hoặc enolat không bền dễ chuyểnhóa thành hợp chất cacbonyl no:

Phản ứng hidrat hóa (cộng nước) chỉ xảy ra dễ dàng đối với fomandehit

và một số hợp chất cacbonyl chứa nhóm thế hút electron Các đồng đẳng củafomandehit và xeton cộng nước khó khăn hơn nhiều Ví dụ:

Những andehit không có H, trong môi trường kiềm đặc có thể là chất nhường ion hidrua cho phân tử andehit khác Đó là trường hợp của HCHO, ArCHO…

R - C - H

O

+ HO R - C - H

O OH

R - C = O H

R - C - H O H

R - C - O + R - C - H

OH

H O

RCOOH + LiAlH4 AlH3 + H2 + RCOOLi

Clorua và anhidrit axit cũng bị khử bởi LiAlH4 thành ancol

f Phản ứng khử bằng ancolat kim loại

Bất kì ion ancolat nào cũng có thể là chất nhường ion hidrua nếu còn

H Tuy vậy nhôm isopropylat là chất có tính hoạt động mạnh và phổ biếnnhất trong phản ứng khử hợp chất cacbonyl Phản ứng có tính thuậnnghịch: chiều thuận (khử) có tên Mecvai – Pondooc – Veclay, chiều nghịch

có tên Openhanơ

C Me

H O

Me

(i-PrO)2Al

+ C

O

R R'

C Me

H O

Me

(i-PrO)2Al C

O

R R'

C Me

H O Me

(i-PrO)2AlH C

O

R R'

+

1.2 Điểm qua tình hình thi HSG THPT môn hóa học - phần cơ chế phản ứng.

1.2.1 Sơ lược về kỳ thi học sinh giỏi quốc gia THPT

Kỳ thi chọn học sinh giỏi quốc gia lớp 12 trung học phổ thông là

kỳ thi chọn học sinh giỏi cấp Quốc gia bậc học Trung học phổ thông (THPT)dành cho học sinh lớp 11 và lớp 12 do Bộ Giáo dục và Đào tạo Việt Nam tổchức vào tháng 3 hàng năm Đối tượng dự thi là học sinh đang học lớp 11hoặc lớp 12 ở Việt Nam đã tham gia kỳ thi chọn học sinh giỏi cấp cơ sở (tỉnh,thành phố trực thuộc trung ương và một số trường THPT chuyên thuộc cáctrường Đại học) và được chọn vào đội tuyển của đơn vị dự thi Những họcsinh đạt giải cao nhất trong kỳ thi này được lựa chọn vào các đội tuyển Quốcgia Việt Nam tham dự Olympic quốc tế Những học sinh đạt giải Nhất, Nhì,

Ba được ưu tiên tuyển vào các trường đại học Những học sinh đạt giảiKhuyến khích được ưu tiên tuyển vào các trường cao đẳng và trung cấpchuyên nghiệp Kỳ thi này có ý nghĩa rất quan trọng trong việc đánh giá chấtlượng học tập giữa học sinh các tỉnh thành ở Việt Nam

Căn cứ Thông tư số 31/2010/TT-BGDĐT ngày 18/11/2010 [6] về việcsửa đổi, bổ sung một số điều của Quyết định số 52/2006/QĐ-BGDĐT ngày29/12/2006 của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo (GDĐT), từ năm học 2010

- 2011 Kỳ thi chọn học sinh giỏi quốc gia có 02 buổi thi đối với các mônToán, Vật lí, Hóa học, Sinh học, Tin học và 01 buổi thi đối với các môn Ngữvăn, Lịch sử, Địa lí, Tiếng Anh, Tiếng Nga, Tiếng Pháp và Tiếng TrungQuốc Từ năm học 2012 - 2013 Bộ đã bổ sung phần thi thực hành cho các

môn Vật lí, Hóa học, Sinh học (và thi nói ở mức độ độc thoại của thí sinh đốivới các môn ngoại ngữ).

*Xếp hạng trong toàn quốc:

Báo chí Việt Nam đôi khi còn xếp hạng các trường trung học phổ thôngtheo kết quả Kì thi Học sinh giỏi Quốc gia cấp phổ thông trung học của mỗitrường Do đặc thù đào tạo nên các trường có kết quả cao nhất trong kì thi nàyluôn luôn là các trường chuyên, cơ sở đào tạo có thi tuyển đầu vào và chấtlượng dạy, học được Sở Giáo dục và Đào tạo các tỉnh, thành phố quan tâmđặc biệt Dưới đây là danh sách 10 trường trung học phổ thông đứng đầu Kìthi Học sinh giỏi Quốc gia năm 2009 xếp theo số giải quốc gia mỗi đơn vịgiành được Danh sách này cũng chỉ có giá trị tham khảo vì không phải đơn vị

dự thi nào cũng tham gia đầy đủ 12 môn của kì thi này (gồm Toán học, Vật

lý, Hóa học, Tin học, Sinh học, Ngữ văn, Lịch sử, Địa lý, Anh văn, Pháp văn,Trung văn và Nga văn), số lượng thí sinh dự thi của các trường thuộc từngđơn vị dự thi cũng khác nhau Trong danh sách này không có trường nàothuộc tỉnh Sơn La

Bảng 1.1 Danh sách 10 trưởng THPT đứng đầu kì thi HSG QG

giai đoạn 2007-2009 [7]

T

Địa phươn g

GQG (2009 )

GQG (2008 )

GQG (2007)

01 THPT chuyên Lê Hồng Phong Nam Định 79 60 56

02 THPT chuyên Lê Quý Đôn Đà Nẵng 65 45 44

08 THPT chuyên Phan Bội Châu Nghệ An 54 49 49

09 THPT chuyên Biên Hòa Hà Nam 53 42 45

10 THPT chuyên Vĩnh Phúc Vĩnh Phúc 51 50 52

* Đôi nét về các đội tuyển Olymic hóa học quốc tế của Việt Nam:

Kì thi Olympic hóa học quốc tế lần đầu tiên được tổ chức tại Tiệp Khắcnăm 1968 [14] Đây là sân chơi lớn dành cho học sinh các trường THPT yêuthích môn hóa học đến từ các quốc gia, các dân tộc, không phân biệt màu da,vùng miền, ngôn ngữ, tôn giáo, văn hóa Việt Nam bắt đầu tham gia các kì thiOlympic hóa học quốc tế (ICho) từ năm 1996, tương đối muộn so với cácnước [8] Tuy nhiên những năm gần đây thành tích của đội tuyển Việt Namkhá ấn tượng, luôn lọt vào tốp những nước dẫn đầu Trong kì thi OlympicHóa học quốc tế 2013 được tổ chức tại Nga, đoàn Việt Nam đã mang về 1huy chương vàng và 3 huy chương bạc Đặc biệt tại kì thi ICho2005 tổ chức

tại Đài Loan (Trung Quốc), đoàn Việt Nam đã đạt được ba huy chương vàng

và một huy chương bạc Đây là thành tích tốt nhất của đoàn Việt Nam tham

dự kỳ thi Hóa học quốc tế qua các năm Năm 2014 nước ta lần đầu tiên đăngcai tổ chức kì thi Olympic hóa học quốc tế Mặc dù được đánh giá là có nhiềulợi thế hơn so với học sinh các nước về điều kiện tự nhiên và thực địa, nhưngcác thí sinh Việt Nam không hề chủ quan mà tỏ ra rất khiêm tốn và giữ mộttâm thế vững vàng trước một cuộc thi khoa học lớn mang tầm quốc tế

Hình 1.1 Đội tuyển Olympic hóa học quốc tế

của Việt Nam năm 2014 (ICho2014)

Kết quả chung cuộc, đoàn Việt Nam đã giành được 2 huy chương vàng,hai huy chương bạc, trong đó có em Phạm Mai Phương (huy chương vàng)đạt điểm cao thứ ba toàn kì thi Trong rất nhiều nguyên nhân dẫn đến thànhcông của kì thi không thể không nhắc đến thành tích bồi dưỡng, đào tạo vàsàng lọc HSG qua các kì thi học sinh giỏi các cấp: cấp huyện, cấp tỉnh, cấpquốc gia

1.2.2 Một số câu hỏi trong các kỳ thi HSG quốc gia môn hóa học liên quan đến phần cơ chế phản ứng hữu cơ

Nội dung thi theo Chương trình giáo dục trung học phổ thông (THPT)hiện hành và Chương trình chuyên sâu các môn chuyên cấp THPT theo tinhthần Công văn số 10803/BGDĐT-GDTrH ngày 16/12/2009 của Bộ GDĐT[9] và Công văn số 2765/ KTKĐCLGD-KT ngày 06 tháng 11 năm 2013 của

Cục khảo thí và kiểm định chất lượng [10] (đối với kì thi năm 2014) Nội dung

thi môn Hóa học (phần lí thuyết) bao gồm các vấn đề sau:

1 Cấu tạo nguyên tử, bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học

2 Liên kết hoá học, tinh thể, các loại phản ứng hoá học

3 Nhiệt động học hóa học, động hoá học, điện hóa học

4 Nguyên tố hóa học và các hợp chất của chúng: Nhóm halogen, lưu huỳnh, cacbon-silic, nitơ-photpho; kim loại các phân nhóm IA, IIA, Al,

oxi-Sn, Pb, Fe, Ni, Cu, Ag, Zn, Hg, Cr, Mn

5 Dung dịch và sự điện li, các phản ứng xảy ra trong dung dịch, pH củadung dịch

6 Phân biệt một số chất vô cơ, chuẩn độ dung dịch

7 Đồng đẳng, đồng phân, danh pháp, hóa học lập thể, tính chất vật lí,tính axit-bazơ của các chất hữu cơ

8 Phản ứng hữu cơ và cơ chế phản ứng Nhận biết và tách biệt các chất.

9 Xác định cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ, tổng hợp hợp chất hữu cơ

10 Hiđrocacbon Dẫn xuất hiđrocacbon (ancol, phenol, anđehit, xeton,axit cacboxylic, este, amin,…) Hợp chất dị vòng

11 Lipit Amino axit và protein Cacbohiđrat Polime và vật liệu polime

Đối với môn hóa học, các câu hỏi thi ở mục số 8 “Phản ứng hữu cơ

và cơ chế phản ứng” thuộc loại tương đối khó đối với học sinh THPT Để

giải quyết tốt các câu hỏi thi, học sinh cần nắm vững được các cơ chế phảnứng cơ bản như:

- Các phản ứng thế: bao gồm SR, SN1, SN2, SNi, SEAr

- Các phản ứng cộng: bao gồm AN, AE, AR

- Các phản ứng tách: bao gồm E1, E2, Ei

Đây là những kiến thức nâng cao, do vậy các đội tuyển tham dự kìthi HSG QG

cần phải được tập huấn tốt từ trước cho các em Dưới đây là một số dạngcâu hỏi đã ra trong các kỳ thi HSG QG liên quan đến cơ chế phản ứng hữu cơ

a Năm 2003:

Câu 4 (bảng B, thi ngày 13/3/2003): Ancol tert-butylic cũng như isobutilen

khi đun nóng với methanol có H2SO4 xúc tác đều cho sản phẩm chính là A(C5H12O) Ngoài ra, tùy thuộc chất đầu là ancol tert-butylic hay isobutilen mà còn

tạo ra các sản phẩm phụ khác như B (C8H18O), C (C9H20O), D (C8H16)… khi cho

A, B, C, D tác dụng với CH3MgI đều không thấy khí thoát ra

a Hãy xác định công thức cấu tạo của A và giải thích vì sao A lại là sảnphẩm chính trong cả hai trường hợp đã cho

b Dùng công thức cấu tạo để viết sơ đồ phản ứng giải thích sự hình

thành sản phẩm phụ trong trường hợp dung ancol tert-butylic và trường hợp

(CH 3 ) 3 C + bền hơn + CH 3 ; (CH 3 ) 3 C – OH cồng kềnh hơn CH 3 – OH Vì vậy, phản ứng chính là:

Nhận xét: Để làm được câu hỏi này, thí sinh phải nắm vững cơ chế

phản ứng thế nucleophin, phản ứng tách, các yếu tố làm bền vững hóacacbocation, các hiệu ứng electron…

b Năm 2011 (thi ngày 12/1/2011):

H

O H O COOH

O HH

+ O O COOH

- O OH

O

Nhận xét: Dưới đây là ý kiến nhận xét của GS.TS.Nguyễn Hữu Đĩnh

(Trường ĐHSP Hà Nội) [11] “Câu dẫn của đầu bài nên sửa lại như sau: Hãy đềnghị cơ chế phản ứng để giải thích sự tạo thành hợp chất đa vòng sau.Các em cho làthiếu điều kiện cũng là một suy nghĩ đúng, tuy nhiên nếu ta chú ý rằng axit malonicmạnh hơn axit axetic nhiều (hãy giải thích điều đó) thì ta có thể tin rằng nó sẽ cungcấp proton xúc tác cho phản ứng này, và cơ chế phản ứng sẽ như sau:

Bài tập này tuy khó nhưng rất hay, nó giúp rèn luyện kĩ năng phân tích cấutrúc trong không gian ba chiều và đòi hỏi một sự hiểu biết sâu về cơ chế phản ứng”

c Năm 2012 (đề thi ngày 12/1/2012)

Câu 2.3 Viết cơ chế của

OH C

OHO

OHN

NH C O

OH

O O

NH H O C O

O O

Nhận xét: Phản ứng sảy ra theo cơ chế phản ứng cộng nucleophin ở

hợp phần cacbonyl Phản ứng khá linh hoạt, đòi hỏi học sinh phải hiểu rõ và vận dụng sáng tạo

d Năm 2013 (thi ngày 12/1/2013 )

Câu 3:

3 Bằng cơ chế phản ứng, hãy giải thích sự hình thành sản phẩm trong

các sơ đồ chuyển hóa sau:

a

H+b.

Đáp án của Bộ:

vµ enol hãa (xem gi¶i thÝch ë d íi) N+

Quá trình trao đổi và enol hóa như sau:

O +

N+ O

N O N

N+O

N+H

NH

-N+O

H + b.

1.3 Thực trạng bồi dưỡng hsg thpt môn hóa học ở tỉnh sơn la

1.3.1 Kết quả các kỳ thi HSG quốc gia của tỉnh Sơn La.

Dựa vào kết quả tham dự các kỳ thi HSG QG trong vòng 5 năm trở lạiđây (từ 2009 đến 2013) chúng tôi đã biên tập lại là đưa ra bảng thống kêthành tích thi HSG QG của tỉnh Sơn La như dưới đây.

Như vậy trong 5 năm liên tiếp, từ 2009 đến 2013 tỉnh Sơn La đoạt được

41 giải HSG quốc gia, trong đó môn Văn học số học sinh đoạt giải là nhiềunhất (12 giải), ba môn có số giải ít nhất là Toán học, Hóa học và Ngoại ngữ (1giải/môn) Môn hóa học có duy nhất 1 giải ba vào năm 2009 (em NguyễnDuy Trung, học sinh lớp 12 trường THPT chuyên của tỉnh) Đến năm naynăm 2014 tỉnh Sơn la mới lại có 01 giải khuyến khích (em Nguyễn Ngọc

Hưng, học sinh lớp 12 trường THPT chuyên của tỉnh) Thành tích như vậy làkhá thấp so với các tỉnh khác trong cả nước.

1.3.2 Thực trạng bồi dưỡng HSG THPT môn Hóa học của tỉnh Sơn La.

Trước hết tôi nhìn lại thực trạng công tác bồi dưỡng học sinh giỏi trongnhững năm qua của tỉnh Sơn La

1 Thuận lợi

- Được sự chỉ đạo, quan tâm sâu sát và kịp thời của Sở GD&ĐT, củaBGH nhà trường (trường THPT Chuyên), có những kế hoạch cụ thể, lâu dàitrong công việc bồi dưỡng HSG các cấp, đặc biệt là HSG cấp Quốc gia

- Trường có cơ sở vật chất khá khang trang, trang thiết bị phục vụtương đối đầy đủ giúp cho việc dạy và học đạt kết quả tốt nhất

- Giáo viên trẻ, nhiệt tình, có trình độ chuyên môn vững vàng, có nhiềukinh nghiệm trong công tác bồi dưỡng HSG nhiều năm liền gần đây

- Phụ huynh học sinh quan tâm, giúp đỡ, tạo điều kiện tốt nhất cho thầy

- Một số học sinh tham gia học bồi dưỡng chưa cố gắng nhiều nên kếtquả thi học sinh giỏi ở một số môn chưa cao

- Giáo viên dạy bồi dưỡng đều phải tự soạn chương trình dạy, theo kinhnghiệm của bản thân, theo chủ quan, tự nghiên cứu, tự sưu tầm tài liệu.

- Nguồn kinh phí chỉ được hưởng ngân sách địa phương được giaotrong kế hoạch hàng năm của sự nghiệp giáo dục – đào tạo và nguồn huyđộng từ sự đóng góp của các tổ chức, cá nhân và gia định học sinh trong tỉnhnhà Cụ thể:

* Chế độ thù lao cho GV ôn luyện cho HSG cấp tỉnh: 30.000 đồng/1tiết, tối đa 60 tiết/1 môn/1 đợt ôn luyện Còn đối với ôn luyện cho HSG cấpQuốc gia: 40.000 đồng/1 tiết, tối đa 120 tiết/1 môn/1 đợt ôn luyện [12]

* Chế độ thưởng đối với GV có HSG cấp tỉnh theo từng giải mà HSđạt được theo công văn số 223/2008/NQ-HĐND tỉnh Sơn La ngày 21 tháng 8năm 2018

Tiểu kết chương 1

Từ những phân tích trên, trong khuôn khổ một luận văn thạc sĩ hóa học,

chúng tôi đặt vấn đề “Tìm hiểu cơ chế phản ứng cộng nucleophin và ứng

dụng trong bồi dưỡng học sinh khá giỏi THPT tỉnh Sơn La” với mong

muốn góp phần nâng cao chất lượng đào tạo học sinh THPT nói chung, bồidưỡng học sinh khá giỏi, đội tuyển học sinh giỏi môn hóa học của tỉnh Sơn Lanói riêng

Đó là cơ sở lý luận và thực tiễn giúp chúng tôi triển khai nghiên cứunội dung chương 2

Chương 2XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI GIẢNG – BÀI TẬP VỀ CƠ

CHẾ PHẢN ỨNG CỘNG NUCLEOPHIN

2.1 Đối tượng và nội dung nghiên cứu

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu

- Phản ứng cộng nucleophin trong chương trình hóa học THPT nâng cao

- Các đội tuyển học sinh khá giỏi của các trường THPT cấp huyện, độituyển HSG hóa học của tỉnh Sơn La

2.1.2 Nội dung nghiên cứu

1 Soạn giáo án về phản ứng nucleophin dùng để tập huấn học sinh khágiỏi cấp huyện, đội tuyển HSG hóa học của tỉnh Sơn La

2 Soạn hệ thống các bài tập, đề thi, kiểm tra, liên quan đến phản ứngnucleophin dùng để tập huấn học sinh khá giỏi, đội tuyển HSG của tỉnh Sơn La

3 Tiến hành thực nghiệm sư phạm tại các đội tuyển HSG hóa học củacác trường trong tỉnh, đội tuyển HSG của tỉnh Sơn La

4 Xin ý kiến chuyên gia đánh giá về nội dung chuyên đề, bài giảng, hệthống bài tập, đề thi kiểm tra

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp nghiên cứu tài liệu

- Bài soạn là kế hoạch của giáo viên để dạy từng tiết học, nó thể hiệnmột cách sinh động mối liên hệ hữu cơ giữa mục tiêu, nội dung, phương pháp

và điều kiện học tập

- Kỹ năng soạn bài gồm nhiều kỹ năng bộ phận, có mối quan hệ mậtthiết với nhau bao gồm: Kỹ năng xác định mục tiêu bài dạy; Kỹ năng xác địnhloại bài dạy, nội dung và cấu trúc bài; Kỹ năng xác định nguồn gốc thông tin

phục vụ cho hoạt động dạy học (tài liệu tham khảo); Kỹ năng xác định chiếnlược hoạt động dạy học cho phù hợp (phương pháp dạy).

- Nhận dạng các bài dạy: Nhận dạng đúng các loại bài dạy cho phépngười giáo viên có khả năng lựa chọn đúng các phương pháp và kỹ thuật dạyhọc chuyên biệt và thích hợp trong từng tình huống dạy học cụ thể

- Bài dạy lý thuyết hoặc kiến thức: Bao gồm các bài: Sự kiện thực tế,

khái niệm, nguyên lý, quy trình, quá trình

- Bài dạy thực hành hoặc dạy kỹ năng.

- Bài dạy thái độ: Dạy các thái độ không quan sát được: Cảm nhận, giá

trị, lòng tin, động cơ; Dạy các thái độ quan sát được: Hành vi cá nhân, ngoạihình, thói quen, phong cách, cách cư xử

* Soạn giáo án: Giáo án được soạn theo mẫu công văn 961 của Bộ

GD&ĐT, gồm 2 cột (một côt là hoạt động của thầy, cột còn lại là hoạt độngcủa trò) thường có cấu trúc ba phần như sau:

Phần mở bài: Nêu lên một sự kiện bất thường liên quan đến chủ đề bài

dạy như: Đưa ra một vài con số thống kê, chiếu một hình đầy kịch tính trênphim, ra một câu hỏi cho học sinh … muốn biết về các hoạt động hay côngviệc và trình tự họ phải thực hiện chúng

Phần thân bài: Đây là phần chính với phần lớn các hoạt động của bài

dạy được GV và HS, SV thực hiện Thường có hai loại bài dạy khác nhau cơbản là: các bài dạy thực hành hay còn được gọi là các bài học kỹ năng; các bàidạy lý thuyết hay còn được gọi là các bài học thông tin Mỗi loại bài dạy trên

có cấu trúc khác nhau chủ yếu là ở phần thân bài

Phần kết luận: Tóm tắt lại nội dung; Nêu bật các điểm chính; Cô đọng

nội dung dưới dạng dễ ghi nhớ được; Mời HS, SV nêu quan điểm; Cho phép

và tạo điều kiện để có ý kiến phản hồi hai chiều; Cho biết những điểm thànhcông của HS, SV; Gợi ý gắn với các bài dạy sau

2.2.2 Phương phỏp soạn bài tập

Theo tài liệu [12] “Bài tập là những bài ra cho học sinh để vận dụngnhững điều đó học” Sau khi nghe giảng bài xong, nếu học sinh nào giải đượccỏc bài tập mà giỏo viờn đưa ra thỡ cú thể xem như học sinh đú đó lĩnh hộiđược một cỏc tương đối kiến thức do giỏo viờn truyền đạt Dựa vào nội dungbài giảng, giỏo viờn cú thể soạn bài tập theo cỏc cấp độ khỏc nhau, từ dễ đếnkhú, nhằm củng cố (bài tập cơ bản), mở rộng (bài tập nõng cao) cỏc kiến kiếnthức mà học sinh đó lĩnh hội được

Trong quỏ trỡnh thực hiện luận văn này, chỳng tụi sử dụng phươngphỏp soạn bài tập tự luận nõng dần mức độ khú của kiến thức, nhằm phỏt

hiện, bồi dưỡng cỏc học sinh giỏi mụn húa học

2.2.3 Phương phỏp thực nghiệm sư phạm

* Đối với Giỏo viờn: Giáo viên đến từng đơn vị trường (THPT Chuyờn

Sơn la; DTNT tỉnh Sơn La; THPT Tụ Hiệu Sơn La; THPT Mộc Lị Mộc chõu;THPT Tõn Lang - Phự Yờn) và sử dụng bộ đề kiểm tra đánh giá ở ch-ương 3 của luận văn trong các kiểu bài:

+ Hoàn thiện kiến thức

+ Kiểm tra - đánh giá

Tiến hành kiểm tra: Nội dung đề kiểm tra và bảng điểm chấm - xem ởchương 3 của luận văn với thời lượng kiểm tra 50 phút

GV Chấm bài kiểm tra 50 phỳt theo thang điểm 10, rồi thống kờ điểm

số, sắp xếp kết quả kiểm tra theo từng đơn vị trường đó thực nghiệm

Áp dụng Toỏn Thống kờ xử lớ phõn tớch kết quả để đỏnh giỏ độ khú, độphõn biệt, độ tin cậy của bộ đề và xỏc định hiệu quả của việc sử dụng bộ đềkiểm tra kiến thức kĩ năng húa học, gúp phần tăng cường năng lực tự kiểm trađỏnh giỏ kết quả học tập của đội tuyển HSG Tỉnh, giỏi Quốc gia

* Đối với Học sinh: Sau bài giảng về chuyờn đề “Tỡm hiểu cơ chế

phản ứng cộng nucleophin và ứng dụng trong bồi dưỡng học sinh khỏ giỏi

THPT tỉnh Sơn La”, HS tự kiểm tra kiến thức của mình bằng cách làm các đề

50 phút do GV cung cấp Việc này đòi hỏi HS phải có ý thức tự học cao, cầutiến, tự giác HS có thể đọc trước nội dung bài mới và tự đặt ra các câu hỏi cóliên quan đến kiến thức mới để làm tốt mục tiêu của bài kiểm tra đề ra

2.2.4 Phương pháp chuyên gia

Đây là phương pháp thu thập và xử lý những đánh giá, dự báo thôngqua việc tập hợp và hỏi ý kiến các nhà chuyên môn giỏi (chuyên gia) thuộcmột lĩnh vực hẹp của ngành khoa học, kỹ thuật hoặc sản xuất nào đó Mộttrong số các nhiệm vụ của phương pháp chuyên gia là đưa ra những dự báomang tính khách quan về xu hướng phát triển của ngành khoa học, kĩ thuậthay sản xuất sản phẩm nhất định

Phương pháp chuyên gia có ưu điểm khi nguồn thông tin chưa đầy đủ,kém ổn định, thực hiện trong một thời gian ngắn Tuy nhiên, phương phápnày bộc lộ một số nhược điểm, như kết luận của phương pháp mang tính chủquan, phiến diện

Một trong số các phương pháp chuyên gia thường hay được sử dụng làphương pháp dự báo định tính sau nhiều lần lặp lại (phương pháp Delphi, [15])

Quá trình áp dụng phương pháp chuyên gia được chia làm 3 giai đoạn:

- Giai đoạn 1: Lựa chọn chuyên gia

- Giai đoại 2: Trưng cầu ý kiến chuyên gia

- Giai đoạn 3: Thu thập, xử lý các đánh giá, dự báo

Trong luận văn này, chúng tôi sử dụng phương pháp chuyên gia trongviệc soạn giáo án, lên lớp, làm bài tập và kiểm tra các đội tuyển HSG hóa họcmột số trường THPT chuyên và không chuyên trên địa bàn tỉnh Sơn La Cácchuyên gia được hỏi ý kiến – là các giáo viên nhiều năm kinh nghiệm tậphuấn cho các đội tuyển HSG của tỉnh

2.3 Soạn giỏo ỏn, bài tập và đề kiểm tra về phản ứng cộng nucleophin dành cho HSG THPT.

2.3.1 Soạn giỏo ỏn

Dựa vào sỏch giỏo khoa “Húa học 11 nõng cao, NXB giỏo dục, 2009”,

“Húa học 12 nõng cao, NXB giỏo dục 2009”, “Tài liệu chuyờn Húa học

11-12, tập một Húa học hữu cơ, NXB giỏo dục Việt Nam, 2010”, “Húa học hữu

cơ 2, NXB giỏo dục 2004” và cỏc tài liệu dành cho chương trỡnh đại học 6,16] chỳng tụi đó biờn soạn giỏo ỏn chuyờn đề: ”Cơ chế phản ứng cộngnucleophin” dành cho HSG THPT Cụ thể như sau:

- Cỏc phản ứng thế nguyờn tử oxi cacbonyl của anđehit và xeton

- Phản ứng cộng nucleophin vào hợp chất cacbonyl khụng no liờn hợp

- Tạo cơ sở cho học sinh yêu thích, say mờ môn học hoá học

II Chuẩn bị của GV và HS

1 Chuẩn bị của GV.

- Giỏo ỏn, nội dung bài tập và lời giải, đồ dùng dạy học

2 Chuẩn bị của HS: Nghiên cứu trước bài học.

III Tiến trình bài dạy.

Thời lượng: 2 tiết (90 phút)

Đối tượng: Đội tuyển học sinh giỏi hóa học THPT Tỉnh Sơn La

Hoạt động của thầy Hoạt động của trò - Nội dung

chËm

nhanh

YC

- X

Phản ứng qua nhiều

giai đoạn, vì sao giai

đoạn chậm lại quyết

điểm về cấu trúc (lai

hóa obitan) của sản

O

Tb

L

N R

O

N OH Tb R

L R N OH Tb

Y

+

L Y N OX Tb R

(s¶n phÈm chÝnh)

L R N OX Tb

Y

+

(s¶n phÈm phô) + X