SKKN Hướng dẫn giải nhanh toán hóa học lớp 11 bằng máy tính bỏ túi

SKKN Hướng dẫn giải nhanh toán hóa học lớp 11 bằng máy tính bỏ túiSKKN Hướng dẫn giải nhanh toán hóa học lớp 11 bằng máy tính bỏ túiSKKN Hướng dẫn giải nhanh toán hóa học lớp 11 bằng máy tính bỏ túiSKKN Hướng dẫn giải nhanh toán hóa học lớp 11 bằng máy tính bỏ túiSKKN Hướng dẫn giải nhanh toán hóa học lớp 11 bằng máy tính bỏ túiSKKN Hướng dẫn giải nhanh toán hóa học lớp 11 bằng máy tính bỏ túiSKKN Hướng dẫn giải nhanh toán hóa học lớp 11 bằng máy tính bỏ túiSKKN Hướng dẫn giải nhanh toán hóa học lớp 11 bằng máy tính bỏ túiSKKN Hướng dẫn giải nhanh toán hóa học lớp 11 bằng máy tính bỏ túiSKKN Hướng dẫn giải nhanh toán hóa học lớp 11 bằng máy tính bỏ túiSKKN Hướng dẫn giải nhanh toán hóa học lớp 11 bằng máy tính bỏ túiSKKN Hướng dẫn giải nhanh toán hóa học lớp 11 bằng máy tính bỏ túiSKKN Hướng dẫn giải nhanh toán hóa học lớp 11 bằng máy tính bỏ túiSKKN Hướng dẫn giải nhanh toán hóa học lớp 11 bằng máy tính bỏ túiSKKN Hướng dẫn giải nhanh toán hóa học lớp 11 bằng máy tính bỏ túiSKKN Hướng dẫn giải nhanh toán hóa học lớp 11 bằng máy tính bỏ túiSKKN Hướng dẫn giải nhanh toán hóa học lớp 11 bằng máy tính bỏ túi

MỤC LỤC

PHẦN II: NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

I THỰC TRẠNG TRƯỚC KHI THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Trang 4

II.1 Những kiến thức cần trang bị Trang 4

II.3 Một số công thức giải nhanh áp dụng cần nhớ Trang 5

II.4 Những bài tập áp dụng minh họa Trang 11

IV.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm Trang 19

IV.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm Trang 19

IV.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm Trang 19

IV.4 Kết quả thực nghiệm sư phạm Trang 19

ĐH, CĐ, THCN khối A, B

Kể từ năm 2007, Bộ Giáo Dục và Đào Tạo đã chuyển cấu trúc thi tuyển sinh Đại học, Cao đẳng môn Hoá từ tự luận sang trắc nghiệm 100% Điều đó cũng đồng nghĩa trong vòng 90 phút, Học sinh phải thật bình tĩnh để lựa chọn phương án trả lời tối ưu nhất trong thời gian ngắn nhất Nắm bắt được điều đó, các Giảng viên đại học, cao đẳng, các Chuyên gia và các Nhà giáo có nhiều kinh nghiệm đã xuất bản rất nhiều sách và tài liệu tham khảo về các phương pháp giải nhanh trắc nghiệm

Với xu thế trắc nghiệm khách quan hiện nay thì “nhanh và chính xác” là hai yếu tố rất

quan trọng trong khi làm bài kiểm tra cũng như trong các kì thi Vì vậy, vận dụng được các phương pháp giải nhanh chưa đủ mà kỹ năng bấm Máy tính cũng góp phần vào việc giải nhanh

bài tập trắc nghiệm Trong việc bấm Máy tính cũng thể hiện được “phương pháp giải” và “ khả

năng tư duy trừu tượng” của Học sinh khi làm bài

Qua 4 năm giảng dạy ở trường THPT Trần Văn Kỷ kết hợp với những kiến thức tích lũy được khi ngồi trên giảng đường đại học tôi mạnh dạn đưa ra ý tưởng “HƯỚNG DẪN GIẢI NHANH TOÁN HÓA HỌC LỚP 11 BẰNG MÁY TÍNH BỎ TÚI”

II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu những dạng bài toán giải nhanh thường gặp trong các đề thi tuyển sinh Đại học, Cao đẳng, các đề thi và các đề kiểm tra thường xuyên

Đề xuất những ý tưởng để giải nhanh bài toán thường gặp trong Hóa học lớp 11 trên Máy tính, góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy bộ môn ở trường phổ thông và là hành trang vững chắc để các em chuẩn bị bước vào kì thi TSĐH

Bản thân có cơ hội nghiên cứu, tìm hiểu và vận dụng các ý tưởng đó vào công tác giảng dạy của bản thân sau này

III NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu nội dung “Hóa học lớp 11” Đồng thời tìm ra những dạng bài tập điển hình

thường gặp trong các đề thi TSĐH

Nghiên cứu phương pháp bảo toàn electron, phương pháp qui đổi và vận dụng phương pháp đó để giải bài tập trắc nghiệm

Tìm ra hướng giải quyết nhanh các bài toán đó dựa vào kỹ năng bấm Máy tính

IV ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

Tiến hành nghiên cứu trên đối tượng Học sinh khối 11 ở trường THPT Trần Văn Kỷ

V PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Bước 1: Trên cơ sở nắm vững nội dung trọng tâm chương trình Hóa học lớp 11 và nghiên

cứu kĩ những câu hỏi thi TSĐH liên quan đến bài tập Hóa học lớp 11

Bước 2: Đưa ra những ý tưởng để giải nhanh những bài tập đã chọn ở bước 1 trên Máy

tính (Casio fx 570MS), nhưng có thể áp dụng cả trên dòng các Máy tính hiện đại khác

Bước 3: Tiến hành thực nghiệm sư phạm trên đối tượng Học sinh

Bước 4: Thu thập và xử lý số liệu, rút ra kết luận

VI PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Do điều kiện thời gian và hạn chế của một sáng kiến kinh nghiệm nên đề tài chỉ có thể nghiện cứu trên phạm vi hẹp (Hóa học 11 và máy tính Casio fx-570MS) và chỉ nghiên cứu những bài tập nhỏ có khả năng giải nhanh trên Máy tính

Phạm vi áp dụng:

Bài tập về tính pH của môi trường dung dịch

Bài tập về hiệu suất tổng hợp NH3

Bài tập về HNO3 và muối nitrat

Bài tập về hợp chất của cacbon: CO, CO2, , muối cacbonat

Bài tập về hiđrocacbon: Ankan, Anken, Ankin, Ankylbenzen

Bài tập về dẫn xuất hiđrocacbon: Ancol, Phenol, Anđehyt, Axit cacboxylic

PHẦN II

NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

I THỰC TRẠNG TRƯỚC KHI THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

Qua những năm giảng dạy tại trường phổ thông Tôi nhận thấy rất nhiều Học sinh cứ loay hoay viết rất nhiều phương trình phản ứng, ví dụ như khi cho hỗn hợp kim loại hoặc oxit kim loại tác dụng với axit HNO3 Điều đó, sẽ mất nhiều thời gian làm bài và đôi khi không làm ra được kết quả

Vì vậy, sử dụng phương pháp qui đổi và bào toàn electron là những công cụ tối ưu để giải quyết những bài toán dạng này

Một số đối tượng Học sinh khác, chúng ta cũng hay gặp là quá lạm dụng Máy tính, do đó

sẽ rất tốn thời gian làm bài

Vì vậy, ý tưởng là rất quan trọng, giúp Học sinh định hướng được cách giải nhanh bài toán trên Máy tính thay vì các em phải viết rất nhiều trên nháp, điều này hoàn toàn không hợp lý trong bài thi trắc nghiệm

Từ thực tế trên, tôi xin trình bày những giải pháp, ý tưởng để giải nhanh những bài toán trên Máy tính bỏ túi

II BIỆN PHÁP THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

II.1 Những kiến thức cần trang bị

Kiến thức về pH của môi trường, về chương nitơ, về chương cacbon, về hiđrocacbon và dẫn xuất hiđrocacbon

Kiến thức về các định luật bảo toàn electron, bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố

Xử lí các dữ kiện bài toán: số mol, thể tích khí, khối lượng…

Các kiến thức về phản ứng oxi hoá khử học sinh đã được trang bị ở lớp 10

II.2 Những điểm cần lưu ý

II.2.1 Phương pháp bảo toàn electron

Chỉ áp dụng cho bài toán xảy ra các phản ứng oxi hoá khử

Xác định và viết đầy đủ các quá trình khử, quá trình oxi hoá

Định luật bảo toàn electron:  e (nhường) = e (nhận)

II.2.2 Phương pháp bảo toàn khối lượng

Định luật bảo toàn khối lượng:  m (trước phản ứng) = m (sau phản ứng)

II.2.3 Pháp pháp qui đổi

Phạm vi áp dụng:

+ Kim loại, oxit kim loại tác dụng với dung dịch HNO3

+ Kim loại và hợp chất kim loại với lưu huỳnh tác dụng với HNO3

Hướng qui đổi: Một bài toán có thể có nhiều hướng qui đổi khác nhau:

+ Qui đổi hỗn hợp nhiều chất về hai hay chỉ một chất:

Ví dụ: Hỗn hợp: Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4

+ Qui đổi hỗn hợp nhiều chất về các nguyên tử tương ứng:

Ví dụ: Hỗn hợp: Fe, FeS, FeS2, Cu, CuS, CuS2, Cu2S, S   Fe, Cu, S

+ Bằng kinh nghiệm của mình, tôi nhận thấy hướng qui đổi về các nguyên tử tương ứng là đơn giản và dễ hiểu hơn cả Vì vậy, trong các ví dụ dưới đây tôi chỉ trình bày hướng qui đổi này

Khi áp dụng phương pháp qui đổi, cần phải tuân thủ 3 nguyên tắc: Bảo toàn nguyên tố

Bảo toàn số oxi hoá Số electron nhường, nhận là không thay đổi

II.3 Một số công thức giải nhanh áp dụng cần nhớ

II.3.1 Tính nồng độ H + của axit phân li nhiều nấc

[H+] = K K C1 2 a (2 nấc phân li) [H+] = 3K K K C1 2 3 a (3 nấc phân li)

Trong đó K 1,2,3, : hằng số phân li các nấc của axit

C a : nồng độ mol/l của axit

II.3.2 Công thức tính pH của dung dịch axit yếu HA (Ví dụ: HF, HCOOH,

K a : hằng số phân li của axit

C a : nồng độ mol/l của axit

Fe, FeO

Fe, Fe2O3

Fe2O3, FeO FeO

II.3.3 Công thức tính pH của dung dịch bazơ yếu BOH (Ví dụ: NH 3 , CH 3 -NH 2 , )

pH = 14+

2

1

(log Kbazơ+ log Cbazơ )

Trong đó K bazơ : hằng số phân li của bazơ

C bazơ : nồng độ mol/l của bazơ

II.3.4 Công thức tính pH của dung dịch axit yếu HA và muối NaA (Ví dụ: HF và

pH = (log Kaxit + log

Trong đó C a : nồng độ mol/l của axit

C m : nồng độ mol/l của muối

II.3.5 Công thức tính hiệu suất tổng hợp NH 3

2

1(1 -

2 1

+ Với hỗn hợp H2SO4 đặc và HNO3: (thường không tạo muối amoni)

II.3.7 Xác định kim loại khi cho kim loại tác dụng với dung dịch HNO 3 giải phóng khí NO 2 , NO, N 2 O, N 2 , NH 4 NO 3

3

NO

n  tạo muối kim loại = ne nhận = 3.nNO+nNO2+8nN O2 +10nN2+8nNH NO4 3 = ne nhường = n.nKL

(Với n là hoá trị kim loại)

mmuối = mkim loại + 62 (3. n NOn NO2 8n N O2 10n N2 8n NH NO4 3)80n NH NO4 3

mmuối = mkim loại + 62 (3  n NO n NO2  8n N O2  10n N2  8n NH NO4 3)  96 n SO2

II.3.8 Tính số mol HNO 3 phản ứng khi cho kim loại tác dụng với dung dịch HNO 3 giải phóng khí NO 2 , NO, N 2 O, N 2 , NH 4 NO 3

II.3.9 Công thức tính khối lượng muối thu được khi hòa tan hết hỗn hợp sắt và các oxít sắt bằng HNO 3 dư giải phóng khí NO và NO 2

80 ( mhỗn hợp + 24 nNO + 8 nNO2)

Lưu ý: Sản phẩm khử nào không có thì bỏ qua

II.3.10 Công thức tính khối lượng sắt đã dùng ban đầu, biết oxi hóa lượng sắt này bằng oxi được hỗn hợp rắn X Hòa tan hết X với HNO 3 dư giải phóng khí NO và NO 2

80( mhỗn hợp + 24 nNO + 8 nNO2)

Lưu ý: Sản phẩm khử nào không có thì bỏ qua

II.3.11 Công thức tính khối lượng kim loại khi cho oxit kim loại tác dụng với các chất khử như: CO, C

2

n [O]/oxit = n CO = n CO m KL = m oxit - m [O]/oxit

II.3.12 Công thức tính khối lượng muối clorua khi cho muối cacbonat tác dụng với dung dịch HCl giải phóng khí CO 2 và H 2 O

mclorua = mcacbonat+11.nCO2

Công thức tính khối lượng muối sunfat khi cho muối cacbonat tác dụng với dung dịch H 2 SO 4 loãng giải phóng khí CO 2 và H 2 O

msunfat= mcacbonat+36.nCO2

II.3.13 Công thức tính thể tích CO 2 cần hấp thụ hết vào một dung dịch Ca(OH) 2 hoặc Ba(OH) 2 để thu được một lượng kết tủa theo yêu cầu

II.3.14 Công thức tính lượng kết tủa xuất hiện khi hấp thụ hết một lượng CO 2 vào

n thì n kết tủa =

2

CO 3

II.3.16 Công thức tính % Ankan A tham gia phản ứng tách

Ankan (MA) xt t c,o hỗn hợp X (MX)

A X

V M V

Trong đó a là khối lượng anken

II.3.19 Công thức xác định công thức phân tử của một Anken dựa vào phân tử khối của hỗn hợp Anken và H 2 trước và sau khi dẫn qua bột Ni nung nóng (nC: số nguyên tử C)

[Anken + H2] (M1) Ni t c,o A (M2) (Phản ứng hiđro hóa anken hoàn toàn)

 n 2n

2 1 C

H% = 2- M

M 2

II.3.21 Đốt cháy hỗn hợp Ankan – Anken

nankan =

H O 2

2

nanken= nhỗn hợp - nankan

II.3.22 Đốt cháy Ankin, C n H 2n-2 (n C : số nguyên tử C)

nankin =

CO 2

H O 2

II.3.23 Công thức xác định công thức phân tử của một Ankin dựa vào phân tử khối của hỗn hợp Ankin và H 2 trước và sau khi dẫn qua bột Ni nung nóng

[Ankin + H2] (M1) Ni t c,o A (M2) (phản ứng hiđro hóa ankin hoàn toàn )

 n 2n-2

2 1 C

H O 2

II.3.27 Công thức tính số đồng phân Ancol đơn chức no, mạch hở: C n H 2n+2 O

Số đồng phân Cn H2n+2O = 2n- 2(1 < n < 6)

II.3.28 Công thức tính số mol Ancol no, đơn chức phản ứng với Na

(mban đầu) ROH + Na   (msau) RONa + 1

2H2

msau = mban đầu + 22.nNa = mban đầu + 44. H

2

n

II.3.29 Công thức tính số đồng phân Ete tạo bởi hỗn hợp n ancol đơn chức

II.3.31 Công thức tính số mol Ancol no, đơn chức bị oxi hóa bởi CuO

Ancol (mancol) + CuOt o Anđehit/xeton (manđehit/xeton) + Cu + H2O

CO 2

Trong đó a là khối lƣợng ancol

II.3.33 Công thức tính khối lƣợng Ancol đơn chức no theo khối lƣợng CO 2 và khối lƣợng H 2 O

Trong đó a là khối lƣợng anđehit

II.3.36 Công thức tính hiệu suất phản ứng hiđro hóa Anđehit no đơn chức

[Anđehit + H2] (M1) Ni t c,o A (M2)

1 2

H% = 2- M

M 2

II.3.37 Công thức tính số đồng phân axit cacboxylic đơn chức no, mạch hở C n H 2n O2

Số đồng phân CnH2nO2 = 2n- 3 (2 < n < 7)

II.3.38 Công thức tính số mol Axit cacboxylic no, đơn chức phản ứng với Na

(mban đầu) RCOOH + Na  (msau) RCOONa + 1

2H2

msau = mban đầu + 22.nNa = mban đầu + 44.

H 2

Trong đó a là khối lượng axit cacboxylic

II.4 Những bài tập áp dụng minh họa

DẠNG 1: BÀI TẬP VỀ TÍNH pH CỦA M I TRƯỜNG DUNG DỊCH

Ví dụ 1: pH của dung dịch CH3COOH 0,1 M ở 250C (biết KCH

3 COOH = 1,8 10-5) là

 Ý tưởng: Xác định CH3COOH là axit yếu

 Gợi ý: Áp dụng công thức giải nhanh

Sử dụng Máy tính Casio fx-570MS thực hiện như sau:

Bấm ( )  1 Ab/c 2 ( log ( 1 , 8 X 10  ( )  5 )  log 0 . 1 ) 

Ví dụ 2: Tính pH của dung dịch NH3 0,1 M Cho KNH

Sử dụng Máy tính Casio fx-570MS thực hiện như sau:

Bấm 14  1 Ab/c 2 ( log ( 1 , 75 X 10  ( )  5 )  log 0 . 1 ) 

Ví dụ 3: (Đại học khối B-2009) Dung dịch CH3COOH 0,1 M và CH3COONa 0,1 M ở 250C Biết

KCH

3 COOH = 1,75 10-5, bỏ qua sự điện li của H2O Giá trị pH là

 Ý tưởng: Xác định CH3COOH và CH3COONa là axit yếu và muối của axit yếu

 Gợi ý: Áp dụng công thức giải nhanh

H% = 2 - 2 M

M = 2 8,5

6

213,

Sử dụng Máy tính Casio fx-570MS thực hiện như sau:

Bấm 2  2 X 8 . 5  13 . 6 

Ví dụ 2: (Đại học khối A-2010) Hỗn hợp khí X gồm N2 và H2 có tỉ khối hơi so với He là 1,8 Đun nóng

X một thời gian trong bình kín (có bột Fe làm xúc tác), thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối hơi so với He là

Sử dụng Máy tính Casio fx-570MS thực hiện như sau:

Bấm 1 Ab/c 2 ( 1  7 . 2 Ab/c 8 ) ( 1  0 . 8 Ab/c 0 . 2 ) 

DẠNG 3: BÀI TẬP VỀ AXIT NITRIC

Ví dụ 1: (Đại học khối B-2008) số mol HNO3 loãng ít nhất cần dùng để hoà tan hoàn toàn một

hỗn hợp gồm 0,15 mol Fe và 0,15 mol Cu (Biết phản ứng chỉ tạo ra chất khử NO):

 Ý tưởng

Dựa vào công thức giải nhanh II.3.6 tính được n NO

Dựa vào công thức giải nhanh II.3.8 tính được axit nitric phản ứng

Vì thể tích dung dịch HNO3 cần dùng ít nhất nên Fe chỉ đạt đến hoá trị II

 Gợi ý: Áp dụng công thức giải nhanh

 Ý tưởng: Sản phẩm khử duy nhất nên muối tạo thành không chứa muối amoni nitrat

 Phép tính: Áp dụng công thức giải nhanh II.3.6 tính khối lượng muối khan

mmuối nitrat = 9,94 + 62  3  3,584/22,4 = 39,7(gam)

Sử dụng Máy tính Casio fx-570MS thực hiện như sau:

Bấm 9 . 94  62 X 3 X 3 . 584  22 . 4 

Ví dụ 3: (Đại học khối A-2007) Hoà tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe và Cu (tỉ lệ mol 1:1) bằng

axit HNO3 thu được V lít hỗn hợp khí X gồm NO và NO2 có tỉ khối của X so với H2 là 19 và

dung dịch Y (chỉ chứa 2 muối và axit dư) Giá trị của V là

 Ý tưởng

Tính mol(Fe) và mol(Cu)

Từ M hh ta nhẩm được mol (NO) = mol (NO2) = a mol

Áp dụng công thức giải nhanh II.3.6 tính Vhỗn hợp khí

Ví dụ 4: (Đại học khối B-2007) Nung m gam bột Fe ngoài không khí thu được 3 gam hỗn hợp

chất rắn X Hoà tan hết hỗn hợp X trong dung dịch HNO3 dư thu được 0,56 lit khí NO là sản

phẩm khử duy nhất (đkc) Giá trị của m là

 Ý tưởng

Nhận dạng về bài tập để sắt ngoài không khí

Áp dụng công thức giải nhanh II.3.10 tính mFe

 Ý tưởng

Nhận dạng về bài tập hỗn hợp sắt phản ứng với axit nitric

Áp dụng công thức giải nhanh II.3.9 tính mMuối

 Ý tưởng

Nhận dạng về bài tập khử oxit kim loại sau Al bằng chất khử CO, H2,

Áp dụng công thức giải nhanh II.3.11

Nhận dạng bài tập về CO2 tác dụng với bazơ kiềm thổ

Áp dụng công thức giải nhanh II.3.13

 Phép tính

-

2CO

Nhận dạng bài tập về CO2 tác dụng với bazơ kiềm và kiềm thổ

Áp dụng công thức giải nhanh II.3.14

 Phép tính

3

CO

0, 448(0,1.0, 06 2.0,1.0,12) 0, 01

22, 4

Mà nBa

 2

= 0,012 mol nên mkết tủa =197.

3

2-n = 0,01.197 =1,97 gamCO

Sử dụng Máy tính Casio fx-570MS thực hiện nhƣ sau:

Bấm ( 0 . 1 X 0 . 06  2 X 0 . 1 X 0 . 12 )  0 . 448 Ab/c 22 . 4 

Ví dụ 4: Hoà tan hoàn toàn 23,8 gam hỗn hợp gồm một muối cacbonat của kim loại hoá trị I và

một muối cacbonat của kim loại hoá trị II vào dung dịch HCl thu được 0,2 mol khí CO2 Khối lượng muối clorua tạo ra trong dung dịch là

 Ý tưởng

Nhận dạng về bài tập về muối cacbonat tác dụng với axit HCl

Áp dụng công thức giải nhanh II.3.12

Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn một lượng hiđrocacbon A thu được 26,4 gam CO2 và 12,6 gam

H2O Tìm công thức phân tử của A?

 Ý tưởng

Nhận dạng bài tập về đốt cháy hiđrocacbon

Áp dụng công thức giải nhanh II.3.15

n = 0,6 mol => A là ankan

C

n

26,4 44 12,6 26,4

6

Vậy A có công thức phân tử là C6H14

Sử dụng Máy tính Casio fx-570MS thực hiện như sau:

Bấm 26 . 4 Ab/c 44  ( 12 . 6 Ab/c 18  26 . 4 Ab/c 44 ) 

Ví dụ 2: Cho X là hỗn hợp gồm olefin M và H2 , có tỉ khối hơi so với H2 là 5 Dẫn X qua bột Ni nung nóng để phản ứng xãy ra hoàn toàn được hỗn hợp hơi Y có tỉ khối so với H2 là 6,25 Công thức phân tử của M là

 Ý tưởng

Nhận dạng bài tập về hiđro hóa anken