Bồi dưỡng HSG Cơ chế phản ứng hữu cơ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH  - LÂM ĐỨC PHONG Tiểu luận XÁC ĐỊNH CƠ CHẾ PHẢN ỨNG TRONG HÓA HỮU CƠ CHUYÊN ĐỀ: BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI HOÁ HỌC TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Chuyên ngành: Lí luận Phương pháp dạy học môn hóa học LỚP: CAO HỌC 23 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS CAO CỰ GIÁC TP HỒ CHÍ MINH – 2016 PHẦN BIỆN PHÁP PHÁT HIỆN VÀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI Ở TRƯỜNG THPT Nhân tài có vai trò quan trọng phát triển kinh tế – xã hội Từ ngàn năm dựng nước giữ nước, ông cha ta khẳng định: “Những người tài giỏi yếu tố cốt tử chỉnh thể Khi yếu tố dồi đất nước phát triển mạnh mẽ phồn thịnh Khi yếu tố quyền lực đất nước bị suy thoái Những người giỏi có học thức sức mạnh đặc biệt quan trọng đất nước” Vì vậy, để thực thắng lợi công công nghiệp hoá - đại hoá, đạt mục tiêu “dân giàu, nước mạnh”, đưa nước ta “sánh ngang với cường quốc năm châu giới”, bên cạnh nâng cao dân trí, Đảng Nhà nước ta trọng đến công tác bồi dưỡng phát triển nhân tài Trong đó, việc phát bồi dưỡng học sinh có khiếu môn học bậc phổ thông bước khởi đầu quan trọng để xây dựng nguồn nhân tài tương lai cho đất nước Nhiệm vụ phải thực thường xuyên trình dạy học, qua kỳ thi chọn bồi dưỡng học sinh giỏi cấp Hàng năm, tổ chức thi học sinh giỏi (HSG) môn hoá học để phát em có khiếu nên việc tổng kết, đúc rút kinh nghiệm bồi dưỡng học sinh giỏi hoá học cần thiết mang tính thiết thực, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục Cố thủ tướng Phạm Văn Đồng nói: “Giáo dục nhà trường điều chủ yếu rèn trí nhớ mà rèn trí thông minh” I Tầm quan trọng việc bồi dưỡng HSG Cũng nước giới, Việt Nam coi trọng vấn đề đào tạo bồi dưỡng HSG chiến lược giáo dục phổ thông Vào năm đất nước chiến tranh gian khổ, quan tâm đến vần đề Năm 1962, kì thi chọn HSG toán văn lớp 10 toàn miền bắc tổ chức (được xem kì thi chọn HSG quốc gia nước ta) Và đến năm 1966, hệ thống trung học phổ thông chuyên lập ra, bắt đầu với lớp chuyên toán trường đại học lớn khoa học Từ đến nay, hệ thống trường chuyên với trường trung học phổ thông không chuyên tỉnh thành trở thành nôi bồi dưỡng hệ học sinh giỏi Vì công tác bồi dưỡng HSG lại nước ta nước khác giới quan tâm nhiều đến vậy? Để em đạt kết cao kì thi quốc gia, quốc tế? Theo tôi, chưa phải lí để nước phải coi trọng vấn đề này, lí để nuôi dưỡng nguồn nhân tài tương lai cho đất nước “Nhân tài sản phẩm tự phát mà phải phát bồi dưỡng công phu Nhiều tài mai không phát sử dụng lúc, chỗ ” (Báo cáo trị Ban chấp hành TW Đảng Đại hội VI năm 1996) Như vậy, việc phát sớm tổ chức bồi dưỡng HSG đóng vai trò quan trọng phát triển xã hội tương lai II Một số quan niệm HSG hóa học * Theo phó giáo sư Bùi Long Biên (ĐH Bách khoa): ‘‘HSG hóa học phải người nắm vững chất tượng hóa học, nắm vững kiến thức học, vận dụng tối ưu kiến thức học để giải hay nhiều vấn đề (do chưa học chưa thấy bao giờ) kì thi đưa ra’’ * Theo phó PGS-TS Trần Thành Huế (ĐHSP Hà Nội): Nếu dựa vào kết thi để đánh giá học sinh giỏi hoá cần hội đủ yếu tố sau đây: - Có kiến thức tốt, thể nắm vững khái niệm, định nghĩa, định luật, quy tắc quy định chương trình, thiếu sót công thức, phương trình hoá học - Vận dụng sắc bén, có sáng tạo, kiến thức - Tiếp thu dùng số vấn đề đầu đưa Những vấn đề vấn đề chưa cập nhật đề cập đến mức độ chương trình hoá học phổ thông thiết vấn đề phải liên hệ mật thiết với nội dung chương trình * Theo tiến sĩ Cao Cự Giác (ĐH Vinh): Một học sinh giỏi hoá học phải là: - Có kiến thức tốt: Thể nắm vững kiến thức cách sâu sắc, có hệ thống - Có khả tư tốt tính sáng tạo cao: Trình bày giải vấn đề cách linh hoạt, rõ ràng, khoa học - Có khả thực hành thí nghiệm tốt: Hoá học khoa học vừa lí thuyết vừa thực nghiệm tách rời lí thuyết với thực nghiệm, phải biết cách vận dụng lí thuyết để điều khiển thực nghiệm từ thực nghiệm kiểm tra vấn đề lí thuyết, hoàn thiện lí thuyết cao III Những phẩm chất lực cần có HSG hóa học - Có kiến thức hoá học bản, vững vàng, sâu sắc, hệ thống Để có phẩm chất đòi hỏi học sinh phải có lực tiếp thu kiến thức, tức có khả nhận thức vấn đề nhanh, rõ ràng; có ý thức tự bổ sung, hoàn thiện kiến thức dạng sơ khởi - Có trình độ tư hoá học phát triển, có tính sáng tạo cao Để có phẩm chất đòi hỏi học sinh phải có lực suy luận logic, lực kiểm chứng, lực diễn đạt… - Có khả quan sát, nhận thức tượng hoá học Phẩm chất hình thành từ lực quan sát sắc sảo, mô tả, giải thích tượng trình hoá học, lực thực hành học sinh - Có khả vận dụng linh hoạt, mềm dẻo, sáng tạo kiến thức, kỹ có để giải vấn đề, tình xảy Đây phẩm chất cao cần có học sinh giỏi IV Một số biện pháp phát HSG hoá học bậc THPT Để xác định học sinh học giỏi hóa học, giáo viên cần phải làm rõ: - Mức độ nắm vững kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo học sinh theo tiêu chuẩn kiến thức, kỹ chương trình sách giáo khoa - Trình độ nhận thức, mức độ tư học sinh đặc biệt đánh giá khả vận dụng kiến thức linh hoạt, sáng tạo học sinh Muốn vậy, giáo viên phải theo dõi trình học tập lớp học sinh tiến hành kiểm tra toàn diện kiến thức học sinh Thông qua kiểm tra, giáo viên phát HSG hoá học theo tiêu chí: - Mức độ đầy đủ, rõ ràng mặt kiến thức - Tính logic làm học sinh yêu cầu cụ thể - Tính khoa học, chi tiết, độc đáo thể làm học sinh - Tính mới, tính sáng tạo (những đề xuất mới, giải pháp có tính mặt chất, cách giải tập hay, ngắn gọn ) - Mức độ làm rõ nội dung chủ yếu phải đạt toàn kiểm tra - Thời gian hoàn thành kiểm tra Tuy nhiên, để phát HSG kiểm tra kiến thức cách có hiệu xác, câu hỏi đặt phải đòi hỏi học sinh khả tư sáng tạo, khả vận dụng linh hoạt kiến thức, kĩ học V Một số biện pháp bồi dưỡng HSG hoá học bậc THPT Kích thích động học tập học sinh Quá trình học tập lớp bồi dưỡng HSG thường vất vả căng thẳng Các giáo viên dạy đội tuyển cần phải biết kích thích động học tập em để em vượt qua khó khăn tiến trình học tập Sau số biện pháp, giáo viên tham khảo: - Tạo trì không khí dạy học lớp nhằm tạo môi trường thuận lợi cho việc học tập phát triển học sinh Trong môi trường đó, học sinh dễ dàng bộc lộ hiểu biết sẵn sàng tham gia tích cực vào trình dạy học - Giao nhiệm vụ học tập phù hợp với khả học sinh Bởi lẽ dễ dẫn đến nhàm chán, ngược lại khó học sinh dễ nản lòng - Xây dựng niềm tin kỳ vọng tích cực học sinh: + Bắt đầu công việc học tập, công việc nghiên cứu vừa sức học sinh + Làm cho học sinh thấy mục tiêu học tập rõ ràng, cụ thể đạt tới + Cho học sinh thấy lực học tập em nâng cao em cố gắng - Làm cho học sinh tự nhận thức lợi ích, giá trị việc chọn vào đội tuyển học sinh giỏi + Việc học đội tuyển trở thành niềm vui, niềm vinh dự + Phương pháp học tập, khối lượng kiến thức thu tham gia đội tuyển giúp em học tốt môn hóa môn học khác lớp Hình thành động học tập đắn cho học sinh trình lâu dài Nó hình thành dần trình học sinh ngày sâu chiếm lĩnh đối tượng học tập tổ chức điều khiển giáo viên Vì vậy, giáo viên cần phải ý hình thành động học tập cho học sinh từ lớp Nếu dạy học, giáo viên thành công việc tổ chức cho học sinh tự phát điều lạ, cách giải thông minh nhiệm vụ học tập, tạo ấn tượng tốt đẹp việc học làm nảy sinh nhu cầu em tri thức khoa học Học tập trở thành nhu cầu thiếu em Soạn thảo nội dung dạy học có phương pháp dạy học hợp lý Nội dung dạy học gồm hệ thống lý thuyết hệ thống tập tương ứng Trong đó, hệ thống lý thuyết phải biên soạn đầy đủ, ngắn gọn, dễ hiểu, bám sát yêu cầu chương trình; soạn thảo, lựa chọn hệ thống tập phong phú, đa dạng giúp học sinh nắm vững kiến thức, đào sâu kiến thức, rèn luyện kỹ năng, đồng thời phát triển tư cho học sinh Sử dụng phương pháp dạy học hợp lý cho học sinh không cảm thấy căng thẳng, mệt mỏi tải, đồng thời phát huy tối đa tính tích cực, tính sáng tạo nội lực tự học tiềm ẩn học sinh Kiểm tra, đánh giá Trong trình dạy đội tuyển, giáo viên đánh giá khả năng, kết học tập học sinh thông qua việc quan sát hành động em trình dạy học, kiểm tra vấn, trao đổi Hiện nay, thường đánh giá kết học tập học sinh đội tuyển kiểm tra, thi (bài tự luận, trắc nghiệm thi hỗn hợp) Tuy nhiên cần ý câu hỏi thi nên biên soạn cho có nội dung khuyến khích tư độc lập, sáng tạo học sinh VI Thực trạng việc bồi dưỡng HSG hoá học bậc THPT Thuận lợi - Đảng Nhà nước ta quan tâm đến công tác bồi dưỡng đào tạo nhân tài, đề “chương trình quốc gia bồi dưỡng nhân tài” giai đoạn 2008-2020 với bước mục tiêu cụ thể Đây động lực mạnh mẽ thúc đẩy việc bồi dưỡng, đào tạo nhân tài cho đất nước - Cơ sở vật chất trường học bước nâng lên Các trường THPT có phòng thí nghiệm với dụng cụ thí nghiệm hóa chất đầy đủ - Sự đổi nội dung SGK góp phần tích cực vào việc phát triển tư kĩ hóa học cho học sinh Các kiến thức khoa học trình bày mức độ lí thuyết cao hơn, yếu tố định lượng nhiều hơn, tăng cường nguồn thông tin tạo điều kiện học sinh dự đoán, tìm tòi kiến tạo kiến thức Các khái niệm, định nghĩa, quy tắc chỉnh sửa trình bày theo quan điểm đại lí thuyết phương diện thực nghiệm công nghệ sản xuất Số lượng thí nghiệm thực hành gia tăng học, chương chương trình Nội dung kiến thức hóa học gắn với đời sống thực tiễn tăng cường, làm cho việc học hóa học trở nên có ý nghĩa học sinh - Giáo viên tham gia công tác bồi dưỡng học sinh giỏi có nhiều kinh nghiệm nhiệt tình giảng dạy - Sách tài liệu tham khảo phong phú đa dạng, tạo điều kiện thuận lợi cho trình tự học, tự nghiên cứu học sinh Đặc biệt, với phổ biến rông rãi internet nay, việc tìm kiếm thông tin khoa học học sinh dễ dàng Khó khăn Bên cạnh thuận lợi nêu công tác bồi dưỡng HSG hoá học bậc THPT gặp nhiều khó khăn: - Đa số phụ huynh học sinh muốn em thi đậu Đại học nên không khuyến khích cho em tham gia đội tuyển HSG - Học sinh không muốn tham vào đội tuyển HSG học tập vất vả, tốn nhiều thời gian mà không quyền lợi học tập đạt giải kì thi HSG Tâm lí em HSG học để thi đậu vào trường Đại học mà em gia đình lựa chọn - Nội dung, phương pháp giảng dạy bồi dưỡng HSG dựa vào kinh nghiệm giáo viên trực tiếp giảng dạy - Giáo viên bồi dưỡng HSG phải hoàn thành tất công tác giảng dạy giáo viên khác, kiêm nhiệm nhiều công tác khác chủ nhiệm, tổ trưởng môn nên việc đầu tư cho công tác bồi dưỡng có phần hạn chế - Chế độ sách cho giáo viên bồi dưỡng HSG thấp, không đủ sức thu hút giáo viên giỏi đầu tư nghiên cứu để bồi dưỡng HSG Kinh nghiệm thân - Công tác bồi dưỡng học sịnh giỏi yêu cầu cần thiết đặt cho giáo viên để từ nâng cao trình độ chuyên môn, nghiệp vụ, phục vụ cho công việc giảng dạy Trong trình bồi dưỡng học sinh giỏi thân gặp nhiều khó khăn thử thách phía trước nhiều lí do: • Giáo viên trường, chưa có nhiều kinh nghiệm nên chưa phân công công tác bồi dưỡng học sịnh giỏi, olympic • Là trường thuộc huyện Nhà Bè- huyện ngoại thành thành phố, với điểm tuyển sinh đầu cấp thấp nên mặt tư em hạn chế, số em có khả hoàn cảnh khó khăn cần phải làm thêm - Những biện pháp để phát học sinh giỏi hóa trường phổ thông theo kinh nghiệm thân Nhắm đối tượng để bồi dưỡng học sinh khối 11 • Sau qua năm học trường, theo dõi tìm kiếm học sinh có ưu điểm bật khả tư duy, nhanh nhẹn siêng công việc học tập; học sinh có ĐTB môn Toán, Lí, Sinh từ 7,5 trở lên ĐTB môn hóa học phải từ 8,5 ÷ 9,0 trở lên; trau đổi với GVCN GVBM thuộc khoa học tự nhiên để tìm hiểu kĩ lực học sinh • Những em học sinh tiết dạy thường xuyên đặt câu hỏi giảng giáo viên, đời sống thường ngày hay tính huống, câu hỏi cho giáo viên với mục đích muốn hoàn thiện kiến thức, chí kiến thức học thêm → chứng tỏ học sinh có nhu cầu tìm hiểu vấn đề hay gặp sống việc giải tập • Tổ chức thi “Rung chuông vàng” tổ tự nhiên (Toán, Lí, Hóa, Sinh) → giáo viên quan sát câu trả lời thời gian làm học sinh → nhằm tìm kiếm học sinh có kiến thức tổng hợp, có khả suy luận, phân tích nhiều lĩnh vực, phù hợp với việc đề theo hướng tích hợp • Giáo viên thường xuyên đưa tình có vấn đề → kích thích tò mò, muốn tìm hiểu kiến thức chưa biết → giáo viên dựa vào câu trả lời, ý kiến học sinh để đánh giá Ví dụ: Khi giảng dạy “Sự điện li nước- pH- chất thị axit bazơ” Giáo viên đề cập đến phần pH, đặt tình cho học sinh sau: - Giáo viên nhờ học sinh dùng giấy pH xác định giá trị pH mẫu so sánh tính pH mẫu đó: nước chanh, giấm nuôi axit HCl → Giấm nuôi (pH = ÷ 3,5) < nước chanh (pH = ÷ 3) < axit HCl (pH = ÷ 2) - Giáo viên giới thiệu giá trị pH dịch dày tinh khiết 0,8 ÷ 0,9; có thức ăn vào 1,5÷ 3,5 → Vậy dịch dày có pH = 0,8 ÷ 0,9 mà tồn thể người? → Đặt giả thuyết: VII Giả thuyết 1: Trong thể người có chất bảo vệ chống lại axit • Giả thuyết 2: Trong thể người axit dịch dày có nhiệm vụ hòa tan số chất để nuôi thể người → cho học sinh đưa ý kiến đề xuất thêm giả thuyết → giáo viên lập kế hoạch giải • Tìm hiểu axit dịch dày axit HCl • Axit HCl có nhiệm vụ hòa tan muối khó tan, axit clohidric chất xúc tác cho phản ứng thủy phân chất gluxit (chất đường, bột) chất protein (chất đạm) thành chất đơn giản để thể hấp thụ • Lượng axit clohidric dịch vị dày người nhỏ lớn mức bình thường gây bệnh cho dày Khi dịch vị dày có nồng độ axit clohidric nhỏ 0,0001 mol/l (pH > 4,5), người ta mắc bệnh khó tiêu, đầy Mặt khác thiếu lượng axit dày cần thiết tạo điều kiện cho vi khuẩn có hại tăng sinh gây chứng bệnh ung thư • Ngược lại nồng độ lớn 0,001 mol/l (pH < 3,5), người ta mắc bệnh ợ chua, đắng miệng, viêm loét dày, đau dày… Các bệnh lý dày có liên quan lớn tới tình trạng axit dày Bệnh dư axit dày thể triệu chứng sau: ợ chua, chua miệng, đầy hơi… Nguyên nhân dày chứa nhiều axit Nếu bệnh dư axit dày để lâu ngày, không chữa trị dễ dẫn đến loét bao tử, xuất huyết dày… → Giáo viên kết luận: Trong thể người axit dày có nhiệm vụ hòa tan chất xúc tác cho trình thủy phân thành chất đơn giản nuôi thể, lượng axit phải ổn định để không gây bệnh dày → Vận dụng vào tình mới: Cho HS kiểm tra giá trị pH nước giải khát (nước ngọt) giấy pH yêu cầu HS rút tác hại sức khỏe người → từ rèn luyện cho HS ý thức để bảo vệ sức khỏe Qua dạng tập đưa học sinh vào tình có vấn đề, giáo viên phát học sinh có tư hiểu biết tốt để từ bồi dưỡng tiếp tục cho học sinh • Khi thân giảng dạy “Sự điện li”, yêu cầu học sinh nhà tự làm dụng cụ thử tính dẫn điện theo hình ảnh sách giáo khoa hay từ dụng cụ mà giáo viên giới thiệu lớp → nhằm mục tiêu tìm em có đam mê thực với khoa học nói chung hóa học nói riêng → có đam mê em theo đuổi ước mơ dù biết gắp nhiều khó khăn Từ dụng cụ em học sinh nộp, ta chọn lọc lại dựa vào tính sáng tạo, thẩm mỹ, công sản phẩm → khoanh vùng đối tượng học sinh • - Một số biện pháp bồi dưỡng HSG hoá học theo kinh nghiệm thân: • Quá trình học tập lớp bồi dưỡng HSG thường vất vả căng thẳng Các giáo viên dạy đội tuyển cần phải biết kích thích động học tập em để em vượt qua khó khăn tiến trình học tập Cụ thể, xếp thời gian biểu phù hợp với lịch học khóa trường, xin tiết môn khác giai đoạn ôn thi; khuyến khích điểm 10 kiểm tra Hóa lớp, đề xuất với BGH nhà trường môn phụ cho học sinh có điểm số cao → cho học sinh thấy lợi ích tham gia lớp học; có kinh phí để bồi dưỡng cho học sinh tham gia học phần thưởng xứng đáng học sinh đạt giải kì thi HSG cấp quận huyện, cấp thành phố, cấp quốc gia • Xây dựng luyện tập phát khả suy luận logic, biện luận Ví dụ: Thủy phân hoàn toàn 0,74 gam hỗn hợp este hai axit cacboxylic đơn chức cần gam dung dịch KOH 8% Khi đun nóng hỗn hợp este với H2SO4 đặc 80% khí X Làm lạnh X, đưa nhiệt độ thường đem cân, sau cho khí lội từ từ qua dung dịch brom dư thấy khối lượng khí giảm 1/3, khối lượng riêng khí gần không đổi Xác định CTCT hai este  Một số kiến thức khó ví dụ - Đề chưa cho hai este đồng phân hay đồng đẳng Vì cần phải biện luận hai trường hợp Trường hợp 1: hai este đồng phân (M=74) nên hai este HCOOC2H5 CH3COOCH3 → trường hợp vô lí Trường hợp 2: hai este đồng phân, hai este HCOOCH3 - Khi đun nóng este với H2SO4 đặc thu khí Vậy khí khí gì? → HS cần nắm kiến thức có este axit fomic đun nóng tạo khí CO Ngoài khí CO, có khí làm màu brom, khí phải có liên kết π - Khí làm màu brom khí gì? Do phản ứng tạo ra? Khối lượng riêng khí gần không đổi cho phép ta kết luận điều gì? 10 Nhận xét: Giải tập giúp học sinh nắm vững phản ứng cộng electrophin anken, phản ứng dẫn xuất halogen với kim loại Mg rèn luyện kỹ phân tích, suy luận logic Câu 3: Cho sơ đồ sau: + O2, xt C4H6O2 (X1) + Y1, H2SO4 C4H6O4 (X4) C7H12O4 (X2) (X3) +Y2, H2SO4 C10H18O4 + H2O X2 + Y1 + Y2 Viết phương trình phản ứng biết X1 anđêhit đa chức, mạch thẳng, Y2 ancol bậc Hướng dẫn giải: Nhận xét: X1 anđêhit chức, → X2 axit cacboxylic chức, X2 + Y1 cần xúc tác H2SO4, Y1 ancol, X3 sản phẩm phản ứng este hoá tiếp tục tham gia phản ứng este hoá với ancol Y2 ( xúc tác H2SO4), chứng tỏ X3 nhóm – COOH Y1 phải ancol đơn chức, có gốc hiđrocacbon C 3H7-, từ CTPT X4 → gốc hiđrocacbon Y - C3H7 X4 este lần este axit chức X ancol bậc Y1, ancol bậc Y2 Ta có PTPU: xt HOC(CH2)2CHO + O2 HOOC(CH2)2COOH H2SO4 19 HOOC(CH2)2COOH + CH3CH2CH2OH HOOC(CH2)2COOCH2CH2CH3 + H2O H2SO4 HOOC(CH2)2COOCH2CH2CH3 + CH3CHOHCH3 (CH3)2CHOOC(CH2)2COOCH2CH2CH3 + H2O H2SO4 (CH3)2CHOOC(CH2)2COOCH2CH2CH3 + 2H2O CH3CHOHCH3 HOOC(CH2)2COOH + CH3CH2CH2OH + Câu 4:(Đề thi HSG Quốc Gia – 2007) Ephedrin (G) hoạt chất dùng làm thuốc chữa bệnh hô hấp chiết từ ma hoàng Ephedrin tổng hợp theo sơ đồ sau: a) Viết công thức cấu tạo D, E, F G sơ đồ b) Viết chế phản ứng giai đoạn tạo thành D E c) Đi từ benzen, axit propanoic tác nhân cần thiết khác, đưa sơ đồ tổng hợp ephedrin Hướng dẫn giải: a) Sơ đồ tổng hợp Ephedrin: b) Cơ chế phản ứng tạo thành D: Phản ứng eletrophin vào nhân thơm (SE) 20 Cơ chế phản ứng tạo thành E: Phản ứng cộng nucleophin vào nhóm cacbonyl (AN) c) Sơ đồ tổng hợp khác từ axit propanoic tác nhân cần thiết khác: CH3CH2COOH CH3CH2COCl C6H5COCH2CH3 C6H5COCHBrCH3 Dạng 2: Tổng hợp chất hữu từ nguyên liệu cho trước Ở dạng này, từ chất mà đề yêu cầu để tiến hành tổng hợp Thông thường, chất vô điều kiện phản ứng xem có đủ Các chất hữu sử dụng trình tổng hợp phải điều chế từ nguyên liệu ban đầu đề cho Dạng tập dễ hơn, đề cho sử dụng chất hữu có số nguyên tử cacbon xác định Khi cần chọn thông minh tác chất để đường ngắn đơn giản HS cần phân tích trả lời câu hỏi phần thiết kế bước tổng hợp chất hữu để chọn tác nhân phù hợp Câu 5: (Trích đề thi Olympic hóa học trường THPT chuyên Trà Vinh, 2008) Từ metan chất vô cần thiết, lập sơ đồ điều chế 21 Hướng dẫn HS phân tích: - Chất đích khác chất đầu : thêm 12C ( vòng benzen) - Chất đích chứa vòng benzen, nhóm chức xeton (C=O), nhóm nitro (NO2) - Các phản ứng xảy ra: Từ CH điều chế Benzen, toluen, phản ứng nitro, axyl hóa vòng thơm clorua axit ( phản ứng Friedel – Crafts) tạo liên kết vòng benzen qua nhóm C=O Hướng dẫn giải: Nhận xét: Bài tập giúp học sinh nắm vững phương pháp tổng hợp xeton phản ứng axyl hóa vòng thơm, khắc sâu quy tắc vòng benzen Tăng cường kỹ vận dụng linh hoạt kiến thức phản ứng hữu để đưa sơ đồ tổng hợp chất hợp lí; góp phần phát triển lực tư cho học sinh Câu 6: (Trích đề thi HSG Quốc gia năm 2002) Từ benzen chất vô cơ, hữu (chứa không ba nguyên tử cacbon), điều chế chất (A) sau: 22 Hướng dẫn HS phân tích: - Chất đích khác chất đầu: thêm 6C - Chất đích chứa vòng xiclohexan có nhánh chung cạnh với vòng benzen - Các phản ứng xảy ra: tăng mạch tổng hợp ankylbenzen , phản ứng vòng hóa nội phân tử dựa tương tác electrophin-nucleophin ưu tiên vòng 5,6 cạnh ( chuyển vị WagnerMeerwein ) Hướng dẫn giải: Các phương trình phản ứng điều chế chất A: 23 Nhận xét: Giải tập giúp học sinh rèn luyện kỹ vận dụng phản ứng akyl hóa để tạo hợp chất vòng; kỹ viết phương trình phản ứng; góp phần phát triển tư phân tích cho học sinh Câu 7: Hãy lập sơ đồ tổng hợp chất sau: a) 1,3-bromclobenzen từ benzen b) 3,5-đibromtoluen từ toluen c) 1,4-đinitrobenzen từ m-nitroanilin (Cho biết tác nhân vô có đủ) Hướng dẫn HS phân tích: - Viết CTCT sản phẩm cần tổng hợp - Dựa vào quy luật vòng vòng benzen xác định nhóm loại I hay loại II cần trước để có định hướng sản phẩm theo yêu cầu - Kết hợp quy tắc với hợp chất hai lần benzen C 6H4XY → ưu tiên nhóm gây ảnh hưởng mạnh Hướng dẫn giải: a/ 24 b/ C/ 25 Nhận xét: Qua tập HS khắc sâu quy tắc vòng benzen (gồm quy tác vòng benzen có sẵn nhóm quy tắc vòng benzen có sẵn nhóm thế) khả nhóm NH 2-, CH3-, NO2-, Cl-, Br- Từ vận dụng linh hoạt để điều chế loại hợp chất tương tự Câu 8: Đồng phân cis-hex-3-en-1-ol (A) tạo mùi thơm cho xanh cỏ đồng phân cis- hex-3-en-1-al (B) chất tạo mùi cho cà chua chín a) Hãy đề nghị trình tổng hợp chất A, B từ axetilen tác nhân vô cơ, hữu khác b) Viết phương trình hoá học phản ứng theo sơ đồ Hướng dẫn HS phân tích: - Viết CTCT A, B - Chất đích khác chất đầu: Thêm 4C - Chất (A) chứa liên kết đôi nhóm chức ancol bậc I (OH), Chất (B) chứa liên kết đôi nhóm chức andehit CHO - Chất đầu chứa liên kết ba → liên kết → bị phân cắt → Phản ứng cộng H2 (Pd/PbCO3, t ) - Phản ứng tăng mạch: 2C → 4C ( Tấn công ion axetilua vào etylbromua để tạo thành liên kết C-C), 4C → 6C ( hợp chất kim tác dụng với etilen oxit để tăng thêm 2C thu ancol bậc I) - Phản ứng oxi hóa ancol thành andehit ( A → B) Hướng dẫn giải: 26 a) Sơ đồ tổng hợp A, B: b) Các phương trình phản ứng: 27 Nhận xét: Bài tập giúp học sinh nắm vững phương pháp tổng hợp ankin phức tạp từ axetilen qua phản ứng ankyl hóa hợp chất – natri ank-1-in; rèn luyện kỹ viết phương trình phản ứng, kỹ vận dụng linh hoạt kiến thức phản ứng hữu để đưa sơ đồ tổng hợp chất hợp lí; góp phần phát triển lực tư cho học sinh Dạng 3: Bài tập phân tích so sánh sơ đồ tổng hợp chất hữu Đây dạng tập có vai trò quan trọng việc khắc sâu kiến thức lý thuyết tổng hợp hữu phát triển từ cho học sinh Để phân tích so sánh sơ đồ tổng hợp chất hữu cơ, học sinh vừa phải có kiến thức vững lý thuyết thực tế sản xuất vừa có khả phân tích, tư độc lập Câu 9: Một học sinh đề nghị sơ đồ sản xuất metanol etanol từ sản phẩm công nghiệp dầu khí sau: CH4 CH3Cl CH3OH (1) CH2=CH2 CH3CH3 CH3CH2Cl CH3CH2OH (2) a) Viết phương trình phản ứng hoá học theo hai sơ đồ điểm bất hợp lí hai sơ đồ b) Hãy nêu sơ đồ sử dụng công nghiệp giải thích sơ đồ hợp lí Hướng dẫn giải: c) - Sơ đồ (1): CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl CH3Cl + NaOH CH3OH + NaCl Sơ đồ có điểm bất hợp lí: • Lãng phí giai đoạn tạo CH3Cl hoá chất thời gian • Thải HCl độc hại vào môi trường - • Phản ứng clo hoá metan xảy theo chế gốc, tạo hỗn hợp dẫn xuất nên sản phẩm tinh khiết Sơ đồ 2: 28 CH2=CH2 + H2 + Cl2 + HCl + NaOH + NaCl Sơ đồ bất hợp lí chỗ: • Biến etilen chất có khả phản ứng cao hơn, chọn lọc thành etan chất có khả phản ứng thấp, chọn lọc hơn, tiêu tốn hoá chất đắt tiền Cl 2, NaOH, H2 • Nhiều giai đoạn • Thải khí HCl độc hại vào môi trường • Giai đoạn clo hoá hình thành hỗn hợp sản phẩm khó tách biệt d) Sơ đồ áp dụng công nghiệp: 2CH4 + O2 CH3OH CH2=CH2 + H2O Cả hai sơ đồ gồm giai đoạn, sử dụng hoá chất rẻ tiền (O2, H2O), không thải khí độc Nhận xét: Bài tập phân tích sơ đồ tổng hợp không đòi hỏi học sinh phải có kiến thức lý thuyết thực tiễn sản xuất mà phải biết vận dụng hiểu biết để tìm điểm hợp lí bất hợp lí sơ đồ tổng hợp Giải tập giúp học sinh củng cố kiến thức phản ứng hóa học; rèn luyện kỹ phân tích, tư độc lập; góp phần giáo dục kỹ thuật tổng hợp ý thức bảo vệ môi trường cho học sinh Dạng 4: Bài tập hiệu suất tổng hợp chất hữu Câu 10: (Đề thi HSG hoá 11 thành phố Đà Nẵng, năm 2005-2006) Để điều chế nitrobenzen phòng thí nghiệm tính hiệu suất phản ứng, người ta tiến hành bước sau: Cho 19,5ml axit nitric vào bình cầu đáy tròn cỡ 200ml Làm lạnh bình lắc, sau thêm từ từ 15ml H 2SO4 đậm đặc, đồng thời lắc làm lạnh đến nhiệt độ phòng Lắp ống sinh hàn hồi lưu (nước hay không khí) Cho tiếp 13,5 ml benzen qua ống sinh hàn với tốc độ chậm giữ nhiệt độ không 50 0C, đồng thời lắc liên tục (1) Sau cho hết benzen, tiếp tục đun nóng bình phản ứng bếp cách thuỷ 30-45 phút tiếp tục lắc Sau làm lạnh hỗn hợp phản ứng đỗ qua phễu chiết Tách lấy lớp nitrobenzen Rửa nitrobenzen nước dung dịch Na 2CO3 (2) Tách lấy nitrobenzen cho vào bình làm khô có chứa chất làm khô A thể rắn 29 (3).Chưng cất lấy nitrobenzen bình Vuy-êc bếp cách thuỷ để thu lấy nitrobenzen Cân lượng nitrobenzen thấy 15 gam (4) a) Viết phương trình phản ứng hoá học phương trình thể chế phản ứng Cho biết cần lắc bình liên tục giữ nhiệt độ phản ứng 50 0C? Nếu không dùng H2SO4 đậm đặc, phản ứng có xảy không? b) Vì cần phải rửa nitrobenzen nước, sau dung dịch Na2CO3? c) A chất nào? d) Tính hiệu suất phản ứng khối lượng riêng benzen 0,8g/ml Hướng dẫn giải: a) Phản ứng: - Hỗn hợp phản ứng hệ dị thể nên cần phải lắc hay khuấy mạnh liên tục để tạo thành nhũ tương, bảo đảm tiếp xúc tốt tác chất - Phải giữ nhiệt độ 500C nhiệt độ cao tăng lượng sản phẩm đinitrobenzen - Nếu không dùng H2SO4, có HNO3 đậm đặc phản ứng xảy chậm lượng ion sinh từ trình sau thấp: Nếu cho thêm H2SO4 đậm đặc vào, cân chuyển dịch phía tạo + ion NO2 nên phản ứng xảy nhanh 30 b) A chất hút nước dạng rắn nên A CaCl2 khan, P2O5, CaO c) Hiệu suất phản ứng: Nhận xét: Giải tập này, giúp học sinh hiểu quy trình tổng hợp tinh chế nitrobenzen phòng thí nghiệm; củng cố kiến thức phản ứng nitro hóa benzen; rèn luyện kỹ hóa học kỹ sử dụng ngôn ngữ hóa hoc, kỹ tính toán, kỹ thực hành…; góp phần giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho học sinh 31 PHẦN KẾT LUẬN Trong trình thực tiểu luận môn BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC thầy PGS.TS.CAO CỰ GIÁC giảng dạy, hoàn thành số nhiệm vụ đặt tiểu luận kết thu được: • Tầm quan trọng công tác bồi dưỡng nhân tài mà bước đầu việc phát bồi dưỡng HSG bậc phổ thông • Một số biện phát phát bồi dưỡng HSG hóa học • Thực trạng vấn đề bồi dưỡng HSG - thuận lợi khó khăn • Một số kinh nghiệm thân từ thực tế việc bồi dưỡng • Lựa chọn số dạng tập chế tổng hợp phản ứng hữu dùng bồi dưỡng HSG hóa học THPT Đây dạng tập quan trọng trọng tâm kì thi Học sinh giỏi Olympic • Rèn luyện cho học sinh khả tư duy, phán đoán, nhận thức vấn đề mức độ cao • Thông qua việc tìm kiếm tập để bồi dưỡng, nâng cao trình độ chuyên môn cho thân Bồi dưỡng HSG trình lâu dài, không dừng lại trình ôn luyện đội tuyển vài tháng mà cần phải phát bồi dưỡng sớm Cần tạo điều kiện để HS phát huy khả tự học, khả tranh luận lớp Đây tiền đề quan trọng giúp cho việc học tập HS đội tuyển hiệu Do thời gian có hạn, thân chưa có nhiều kinh nghiệm việc bồi dưỡng học sinh giỏi lực thân hạn chế tiểu luận chắn nhiều thiếu sót Rất mong nhận nhận xét, góp ý thầy để tiểu luận hoàn chỉnh Xin chân thành cảm ơn Thầy nhiệt tình hướng dẫn giảng dạy! 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO Cao Cự Giác Bài tập lý thuyết thực nghiệm hoá học – tập NXB GD2010 Cao Cự Giác Bồi dưỡng học sinh giỏi hoá học trung học phổ thông NXB ĐHQG Hà Nội – 2009 Cao Cự Giác Giáo trình Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học trung học phổ thông NXB-ĐHV, 2014 Bộ giáo dục đào tạo Đề thi học sinh giỏi quốc gia môn hóa học từ năm 2007 đến năm 2012 Bộ giáo dục đào tạo Đề thi chọn đội tuyển Olympic Quốc tế từ năm 2007 đến năm 2012 Bộ giáo dục đào tạo Những vấn đề chung đổi hoá học phổ thông môn Hoá học NXBGD-2007 Bộ giáo dục đào tạo Hóa học lớp 11 bản, NXB GD-2008 Bộ giáo dục đào tạo Hóa học lớp 11 nâng cao, NXB GD-2008 Bộ giáo dục đào tạo Hóa học lớp 12 bản, NXB GD-2008 10 Bộ giáo dục đào tạo Hóa học lớp 12 nâng cao, NXB GD-2008 11 Đào Hữu Vinh Cơ sở lý thuyết nâng cao tập chọn lọc hóa học 11 NXBHN-2007 12 Đào Hữu Vinh Cơ sở lý thuyết nâng cao tập chọn lọc hóa học 12 NXBHN2007 13 Thái Doãn Tĩnh Cơ sở lý thuyết hóa hữu NXBKH&KT- 2002 14 Thái Doãn Tĩnh Cơ sở hóa học hữu - tập 1,2,3 NXBKH&KT- 2001 15 Trần Quốc Sơn Một số phản ứng hợp chất hữu NXB GD-2006 16 Tuyển tập đề thi olympic 30 tháng lần thứ XIX- 2013– NXB ĐHSP-2013 17 Tổng tập đề thi olympic 30 tháng hóa học 11 – NXB ĐHSP-2012 18 Lê Tấn Diện Nội dung biện pháp bồi dưỡng HSG hóa học hữu THPT Luận văn Thạc sĩ Giáo dục học, Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh-2009 19 Trương Thị Nhật Dung Một số dạng tập tổng hợp chất hữu bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học Sáng kiến kinh nghiệm, THPT Lê Quý Đôn, 2014 33