SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁPHÒNG GD&ĐT THỌ XUÂN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO KỸ NĂNG GIẢI BÀI TẬP HÓA HỌC "TÍNH THEO PHƯƠNG TRÌNH HOÁ HỌC CÓ HIỆU SUẤT PHẢN ỨNG DƯỚI 10
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ
PHÒNG GD&ĐT THỌ XUÂN
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO KỸ NĂNG GIẢI BÀI TẬP HÓA HỌC "TÍNH THEO PHƯƠNG TRÌNH HOÁ HỌC CÓ HIỆU SUẤT PHẢN ỨNG DƯỚI 100% " CHO HỌC SINH LỚP 8 TRƯỜNG THCS THỊ TRẤN THỌ XUÂN.
Người thực hiện: Trần Thị Thu Hà.
Chức vụ: Giáo viên
Đơn vị công tác: Trường THCS Thị trấn Thọ Xuân.
SKKN thuộc môn: Hóa học.
Trang 2MỤC LỤC
2.2 Thực trạng của vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến 3
Trang 31 MỞ ĐẦU
LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI.
Trong quá trình dạy học, tôi nhận thấy, trình độ học sinh trong một lớp rất không đồng đều Trong một lớp học luôn tồn tại nhiều đối tượng học sinh có học lực khác nhau Vấn đề đặt ra là: Làm sao để các em học sinh khá, giỏi không nhàm chán, các em học sinh trung bình và dưới trung bình có thể tiếp thu được bài rất trở nên quan trọng đối với mỗi giáo viên
Tôi còn nhận thấy, đối với học sinh đại trà, các em còn rất nhiều bỡ ngỡ trong việc lĩnh hội cũng như vận dụng kiến thức môn Hoá học lớp 8 Đối với học sinh trong đội tuyển học sinh giỏi, các em rất hay nhầm lẫn, “bị lừa” trong các bài tập tính toán định lượng có tính đến hiệu suất của phản ứng hoá học Một trong những nguyên nhân là bài tập loại này chưa được đưa ra một cách hệ thống trong chương trình THCS cũng như THPT Do đó, tôi mạnh dạn lồng ghép hiệu suất phản ứng vào các bài tập “Tính theo phương trình hoá học” trong chương trình học kỳ II, môn Hoá học lớp 8 “Tính theo phương trình hoá học” là dạng bài tập cần tổng hợp rất nhiều kiến thức như: viết phương trình hoá học, chuyển đổi n, m và V, nên sẽ khó khăn cho đối tượng học sinh trung bình và dưới trung bình nhưng luyện tập nhiều dạng bài này sẽ gây nhàm chán cho đối tượng học sinh khá và trên khá Khi lồng thêm hiệu suất phản ứng vào
sẽ phù hợp và không gây nhàm chán cho học sinh khá trở lên Sau hơn ba năm
vận dụng và rút kinh nghiệm, tôi đã đúc rút ra: "Phương pháp nâng cao kỹ năng giải bài tập Hóa học "Tính theo phương trình hóa học có hiệu suất phản ứng dưới 100%" cho học sinh lớp 8 ở Trường THCS Thị trấn Thọ Xuân "
MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU.
Tích hợp hiệu suất phản ứng vào bài tập “Tính theo phương trình hoá học” Thông qua đó, các em hiểu rõ về hiệu suất phản ứng, tránh nhầm lẫn khi
làm bài Các em còn được củng cố về tính chất hoá học của H2, O2; về cách viết phương trình hoá học (viết tắt là PTHH) minh hoạ cho tính chất hoá học của H2,
O2; về cách chuyển đổi giữa khối lượng, thể tích và số mol; về cách làm bài tập
“Tính theo phương trình hoá học”
ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU:
Học sinh đại trà lớp 8, Trường THCS Thị trấn Thọ Xuân trong học kỳ II của các năm học 2013 - 2014; 2014 - 2015; 2015 - 2016
Đối tượng kiến thức: Bài tập “Tính theo phương trình hoá học” có tính đến hiệu suất phản ứng dưới 100% Thực chất, nó là phân dạng một cách đơn giản nhất bài tập hiệu suất phản ứng cho mọi đối tượng học sinh lớp 8
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
Trang 4-Trao đổi, thảo luận cùng đồng nghiệp ở các trường trong Huyện Thọ Xuân cùng bộ môn Hóa học
- Dạy học thực tiễn trên lớp để rút ra kinh nghiệm
- Thông qua bồi dưỡng thường xuyên các chu kì
- Tham khảo thêm các tài liệu, sách báo có liên quan
1 Sách giáo khoa, sách giáo viên môn Hóa học
2 Mạng internet.
3 Tài liệu tham khảo: Sách bài tập hóa học lớp 8.
- Thống kê kết quả giảng dạy qua từng năm học để có kế hoạch giảng dạy phù hợp
Trang 52 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
2.1 Cơ sở lý luận của vấn đề:
Việc dạy Hoá học ở lớp 8 chỉ mới là các khái niệm, tính chất và kỹ năng
cơ bản, chưa thể hiện rõ sự logic giữa các đơn vị kiến thức như các lớp trên Lớp
8 là lớp đầu tiên được làm quen với môn Hoá học Việc nắm chắc kiến thức ngay từ lớp 8 quyết định đến việc các em có yêu thích bộ môn này ở các lớp sau hay không
Trong hệ thống các bài tập Hoá học thì dạng bài tập định lượng chiếm tỷ
lệ rất lớn Muốn làm được các bài tập định lượng nói chung thì kỹ năng "Tính theo phương trình Hoá học" là rất cần thiết Nó là nền tảng để các em giải các bài tập định lượng sau này Ngoài ra nó còn góp phần trọng yếu trong việc phát triển năng lực tư duy, năng lực thực hành, đặc biệt là khả năng phân tích, suy luận logic là những phẩm chất không thể thiếu được của người lao động mới PTHH dùng để biểu diễn ngắn gọn phản ứng hoá học Vậy phản ứng hoá học là gì?
"Phản ứng hoá học là quá trình biến đổi từ chất này thành chất khác”
(Sách giáo khoa Hoá học lớp 8)
Trong thực tế, các phản ứng hoá học luôn diễn ra với hiệu suất bé hơn 100% Vậy hiệu suất phản ứng được hiểu như thế nào?
1) Hiệu suất phản ứng đạt 100% (các bài toán cho phản ứng xảy ra hoàn toàn) Khi đó, có ít nhất một chất tham gia phản ứng phải hết
2) Hiệu suất H% < 100% (phản ứng xảy ra không hoàn toàn) Khi đó chất tham gia thực dùng nhiều hơn lượng lý thuyết (tính theo phương trình phản ứng) còn lượng sản phẩm thu được bao giờ cũng nhỏ hơn lượng sản phẩm tính theo lý thuyết.
Trong thực tế, rất nhiều phản ứng hoá học diễn ra với hiệu suất nhỏ hơn 100% nhưng chương trình Hoá học phổ thông đưa ra rất vụn vặt, không hệ thống dẫn đến học sinh làm bài một cách máy móc, không hiểu dẫn đến hay làm sai, nhầm lẫn giữa lượng lý thuyết và thực tế
2.2 Thực trạng của vấn đề:
Trước khi áp dụng đề tài này, tôi thấy đối tượng học sinh đại trà lớp 8 của tôi rất lúng túng khi giải bài tập “Tính theo PTHH” vì các em phải có kiến thức
về viết PTHH, chuyển đổi giữa các đại lượng và nhất là bước tính số mol chất cần tìm theo một chất đã biết (trong cùng một PTHH) Đối tượng học sinh Giỏi thì không làm được hay làm sai các bài toán có tính đến hiệu suất phản ứng Thậm chí, có trường hợp lúc này làm đúng, lúc khác lại làm sai và ngược lại
Tôi ra đề bài khảo sát (vào tiết 35 - lớp 8) như sau:
“ Sắt tác dụng với axit clohiđric : Fe + HCl FeCl2 + H2
Trang 6Nếu có 2,8 g sắt tham gia phản ứng, em hãy tìm: Khối lượng HCl cần dùng ?”
( Trích sách giáo khoa lớp 8 ) Kết quả thu được như sau:
- Có 35% học sinh làm đúng
- Có 33% học sinh làm nhưng quên cân bằng PTTH trên nên sai toàn bài
- Còn lại các em làm sai khi dựa vào PTHH để tính số mol HCl theo số mol Fe
Tôi ra đề bài khảo sát cho đội tuyển học sinh Giỏi lớp 8 gồm 3 học sinh với đề bài như sau:
Câu 1: Cho luồng khí hiđro đi qua ống thuỷ tinh chứa 20 g bột đồng(II) oxit ở 400 0C Sau phản ứng thu được 10 gam đồng Tính hiệu suất phản ứng?
Câu 2: Cho luồng khí hiđro đi qua ống thuỷ tinh chứa 20 g bột đồng(II) oxit ở 400 0C Sau phản ứng thu được 16,8 g chất rắn Tính hiệu suất phản ứng?
Kết quả như sau:
- Câu 1:
+ Một em bảo: Đề bài sai vì: 20 g CuO không tạo ra 10 gam Cu mà phải là 16 gam Cu
+ Một em giải ra đáp số nhưng sai vì không phân biệt được lượng
lý thuyết với thực tế nên hiệu suất lớn hơn 100%
+ Một em làm đúng vì nghĩ hiệu suất bé hơn 100% nên từ 20 gam CuO tính được 16 gam Cu (theo PTHH) Sau đó tính hiệu suất bằng cách lấy giá trị bé là 10 gam Cu chia cho giá trị lớn là 16 gam Cu
- Câu 2: Không em nào làm đúng (Có những năm học, cùng một học sinh nhưng lúc này làm đúng nhưng lúc khác làm lại sai)
Với kết quả như trên, nếu tôi dạy đi dạy lại dạng bài tập “Tính theo PTHH” sẽ gây nhàm chán cho các em tiếp thu bài khá còn nếu đưa thêm nhiều khái niệm, kiến thức, kỹ năng mới vào sẽ gây quá tải đối với các em học sinh trung bình và dưới trung bình Vì vậy, tôi mạnh dạn tích hợp hiệu suất phản ứng vào dạng bài “Tính theo PTHH” nhưng với mức độ kiến thức thật đơn giản và nhẹ nhàng, không gây quá tải đối với học sinh Sau khi hiểu về hiệu suất phản ứng rồi, các em học sinh trong đội tuyển HSG lớp 8 sẽ dễ tiếp thu các bài nâng cao có tính đến hiệu suất phản ứng dễ dàng hơn, tránh nhầm lẫn khi làm bài
2.3 Giải pháp và biện pháp thực hiện.
Tôi đã lồng ghép bài tập định lượng có hiệu suất nhỏ hơn 100% vào một
số tiết dạy cụ thể nhằm mục đích củng cố kỹ năng "Tính theo phương trình hoá học" cho các em Ở đây, tôi chỉ đưa ra các dạng bài rất đơn giản, không gây quá tải đối với phần đông các em như:
- Biết lượng chất tham gia phản ứng và hiệu suất phản ứng, tính chất sản phẩm.
- Biết lượng chất sản phẩm và hiệu suất phản ứng, tính chất tham gia phản ứng.
Trang 7- Biết lượng chất tham gia và sản phẩm, tính hiệu suất phản ứng.
- Biết lượng hai chất tham gia và một chất sản phẩm, tính hiệu suất phản ứng Tôi đưa thêm loại bài này nhằm giúp các em hiểu rõ hơn về lượng
chất dư trong phản ứng hoá học cũng như hiệu suất phản ứng
Vấn đề đặt ra là: Dạy vào tiết nào, thời điểm nào trong một tiết Tôi mạo muội đề ra phương án đã được kiểm nghiệm như sau:
2.3.1 Tiết 38 - Bài 24- Tính chất của oxi
Ở tiết này, chỉ có hai tính chất (oxi tác dụng với đơn chất và tác dụng với hợp chất) và một thí nghiệm biểu diễn (oxi tác dụng với sắt) thì thời lượng đáng
kể dùng để chữa bài 4- trang 84- sách giáo khoa
“Đốt cháy 12,4 g photpho trong bình chứa 17 g khí oxi tạo thành điphotpho pentaoxit P2O5 (là chất rắn, trắng) Photpho hay oxi, chất nào còn
dư và số mol chất dư là bao nhiêu ?”
Tuy nhiên, tôi nhận thấy học sinh rất khó tiếp thu bài này do bài "Tính theo phương trình hoá học" ( Bài 22) chưa thành thạo lại lồng thêm kiến thức về lượng chất dư nên càng khó tiếp thu Trong lớp, chỉ số ít học sinh nắm được, phần đông học sinh trung bình và dưới trung bình khó làm theo Vì vậy tôi dạy
bài tập này vào tiết 44 (Bài luyện tập 5) và thay vào bài tập “Biết lượng chất tham gia và hiệu suất phản ứng, tính chất sản phẩm” như sau:
Ví dụ 1: Cho 16,8 gam sắt cháy trong oxi sẽ tạo bao nhiêu gam oxit sắt từ? Biết hiệu suất phản ứng là 80%?
Vì thời gian có hạn nên tôi chiếu đề bài cùng hướng dẫn cách giải lên máy chiếu đa năng đồng thời phát phiếu học tập cho từng nhóm (hai học sinh một nhóm) Nội dung phiếu học tập như sau:
Gợi ý:
1.Em hãy viết PTHH của phản ứng trên?
2.Theo em, chất nào có lượng đã biết, chất nào cần phải tính? Đó là chất tham gia hay sản phẩm?
3.Nếu hiệu suất phản ứng là 100% (toàn bộ sắt kim loại chuyển thành oxit sắt từ) thì các em có tính được khối lượng oxit sắt từ hay không? Đó thuộc dạng bài "Tính theo PTHH" có phải không?
4.Em hãy nêu các bước giải của bài toán "Tính theo PTHH"?
5.Nếu hiệu suất là 80% thì lượng oxit sắt từ tạo ra sẽ lớn hơn hay nhỏ hơn lượng ta vừa tính được theo PTHH ở trên? Bài làm: PTHH:
Số mol sắt có ban đầu là: Theo PTHH: .mol Fe tạo ra mol oxit sắt từ
Trang 8Theo thí nghiệm: mol Fe tạo ra x mol oxit sắt từ
Ta có: x = .(mol).
Khối lượng ôxit sắt từ thu được là:
Do hiệu suất là 80% nên thực tế khối lượng ôxit sắt từ tạo thành là:
Sau quá trình giảng dạy tôi thấy, trong 5 câu hỏi gợi ý thì phần đông các
em đều trả lời được 4 câu đầu tiên Đây chính là gợi ý cách giải nên các em đều tính được khối lượng Fe3O4 (khi coi hiệu suất là 100%) Vậy bài tập này đã củng
cố kỹ năng “Tính theo phương trình Hoá học” cho các em
Để các em dễ nhớ, nhớ lâu hơn, tôi hướng dẫn các em khái quát hoá thành bước giải bằng cách cho câu hỏi thảo luận
Câu hỏi: Sau khi giải xong bài tập em hãy cho biết để giải được bài tập trên chúng ta cần thực hiện các bước cơ bản nào?
(Học sinh thảo luận, trả lời nhận xét, giáo viên bổ sung, tổng kết để đi đến kết luận về các bước giải):
-Bước 1: Tính lượng sản phẩm tạo ra theo PTHH.
-Bước 2: Tính lượng sản phẩm tạo ra theo hiệu suất bằng cách lấy giá trị vừa tìm được nhân với hiệu suất (kết quả tìm được nhỏ hơn khi tính
theo PTHH )
Ví dụ 2: Bài củng cố hoặc bài về nhà (tuỳ thời gian còn lại của tiết học)
Cho 3,1 gam phốt pho cháy trong không khí Tính lượng sản phẩm tạo ra? (Biết hiệu suất phản ứng là 95%)
Bài làm:
Số mol phốt pho được đem đi đốt cháy là:
n = = 0,1 (mol)
PTHH: 4P + 5O2 2P2O5
Theo PTHH: 2mol P khi cháy tạo ra 1 mol P2O5
Theo thí nghiệm: 0, 1mol P khi cháy tạo ra x mol P2O5
Ta có: x = = 0,05 (mol)
Khối lượng P2O5 tạo thành là: m = n.M = 0,05.142 = 7,1 (gam)
Do hiệu suất phản ứng là 95% nên thực tế khối lượng P2O5 tạo ra là: 7,1.0,95 = 6,74 (gam)
Trong các năm học trước, tôi nhận thấy kỹ năng viết PTHH thể hiện tính chất hoá học của oxi chưa tốt do hạn chế về trình độ của học sinh, do đây là bài học đầu tiên nghiên cứu về chất Các em rất hay nhầm sản phẩm của sắt khi tác dụng với oxi; của P khi tác dụng với oxi Phần đông các em nhầm sản phẩm là
Fe2O3, là PO2 Ngoài ra, các em vẫn chưa thành thạo dạng bài “Tính theo PTHH” mới được học ở cuối học kỳ I
Sau khi thực hiện xong, tôi nhận thấy các em được củng cố về tính chất hoá học khi oxi tác dụng với đơn chất và viết được PTHH của sắt, của photpho
khi tác dụng với oxi Đồng thời hiểu thêm: Lượng chất sản phẩm thực tế tạo
Trang 9ra sẽ nhỏ hơn lượng lý thuyết do hiệu suất nhỏ hơn 100% Có thể nói: Thông
qua bài này, học sinh được củng cố kỹ năng "Tính theo PTHH" , kỹ năng viết phương trình Hoá học và hiểu về hiệu suất phản ứng
2.3.2.Tiết 42, 43-Bài 28-Không khí Sự cháy
Đây là hai tiết trong cùng một bài, có đặc thù khá ngắn, lượng bài tập không nhiều Tôi lồng ghép vào tiết 43, sau khi đã làm các học và làm bài tập củng cố cho phần "sự cháy và sự oxi hóa chậm” Để tiếp tục rèn kỹ năng giải bài
tập “Tính theo PTHH”, tôi đưa ra dạng bài “Biết lượng chất sản phẩm và hiệu
suất phản ứng, tính chất tham gia phản ứng”
Ví dụ 1: Đốt a gam bột nhôm trong không khí thấy tạo ra 10,2 gam nhôm oxit Tính a? Biết hiệu suất phản ứng là 60%
Vì thời gian có hạn nên tôi chiếu đề bài cùng hướng dẫn cách giải lên máy chiếu đa năng đồng thời phát phiếu học tập cho từng nhóm (hai bạn một nhóm) Nội dung phiếu học tập như sau:
Gợi ý:
1 Hãy viết PTHH của phản ứng trên?
2 Đề bài cho biết giá trị của chất nào? cần tìm chất nào? Đó là chất tham gia hay sản phẩm?
3.Nếu hiệu suất phản ứng là 100% thì các em có tính khối lượng nhôm oxit được hay không? Đó thuộc dạng bài "Tính theo PTHH " có phải không?
4.Nêu các bước giải của bài toán "Tính theo PTHH"?
5.Nếu hiệu suất là 60% thì a sẽ lớn hơn hay nhỏ hơn lượng nhôm oxit ta vừa tính được theo PTHH ở trên? Bài làm: PTHH:
Số mol nhôm oxit tạo ra là::
Theo PTHH: .mol Al tạo ra mol oxit nhôm Theo thí nghiệm: x mol Al tạo ra mol oxit nhôm Ta có: x = .(mol). Khối lượng nhôm tham gia phản ứng là:
Do hiệu suất là 60% nên thực tế khối lượng nhôm cần dùng là:
Câu hỏi: Sau khi giải xong bài tập em hãy cho biết để giải được bài tập trên chúng ta cần thực hiện các bước cơ bản nào?
Trang 10
(Học sinh thảo luận, trả lời và nhận xét; giáo viên bổ sung, tổng kết để đi đến kết luận về các bước giải):
-Bước 1: Tính lượng chất tham gia phản ứng theo PTHH.
-Bước 2: Tính lượng chất tham gia phản ứng theo hiệu suất(lượng thực tế ) bằng cách lấy giá trị vừa tìm được chia cho hiệu suất
Thông qua bài này, học sinh được củng cố kỹ năng " Tính theo PTHH",
kỹ năng viết PTHH minh hoạ tính chất hoá học của oxi và hiểu về hiệu suất phản ứng
Ví dụ 2: Bài củng cố hoặc bài về nhà (tuỳ thời gian còn lại của tiết học
Tính khối lượng lưu huỳnh cần dùng để điều chế được 11,2 lit (đktc) lưu huỳnh đioxit? Biết hiệu suất phản ứng là 80%
Bài làm:
PTHH:
S + O2 SO2
Số mol SO2 cần điều chế là: n = = = 0,5 (mol)
Theo PTHH: 1mol S tham gia phản ứng tạo 1 mol SO2
0,5 mol S tham gia phản ứng tạo ra 0,5 mol SO2
Khối lượng S tham gia phản ứng là: m = n.M = 0,5.32 = 16 (gam)
Do hiệu suất phản ứng là 80% nên khối lượng S cần dùng là:
m = 16: 80% = 16: 0,8 = 20 (gam)
Nếu như trước đây, chỉ 60% học sinh trong lớp tôi làm thành thạo “Tính theo PTHH” thì bây giờ 90% các em làm được bài tập này Số còn lại cũng đã viết được PTHH cũng như đổi được 11,2 lit SO2 ra số mol Sau khi làm xong, tôi nhận thấy các em được dễ nhớ hơn về tính chất tác dụng của oxi với đơn chất
và viết được PTHH của S, của Al khi tác dụng với oxi Các em cũng hiểu
thêm: Lượng chất tham gia phản ứng cần lấy sẽ lớn hơn lượng lý thuyết do hiệu suất nhỏ hơn 100% Có thể nói: Thông qua bài này, học sinh được củng
cố kỹ năng "Tính theo PTHH", kỹ năng viết phương trình hoá học và hiểu thêm
về hiệu suất phản ứng Bước đầu hạn chế tình trạng học vẹt, làm theo bước giải, theo bài giải mẫu mà không hiểu bản chất của số đông các học sinh có trình độ dưới trung bình
2.3.3 Tiết 44 - Bài luyện tập 5: