Hướng dẫn học sinh sử dụng phương pháp đồng đẳng hóa đề giải các bài toán hóa học

I MỞ ĐẦU: I.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Cùng với phát triển kinh tế -xã hội, Việt Nam ngày hội nhập sâu rộng vào vấn đề quốc tế, có lĩnh hội tinh hoa giáo dục nước tiên tiến giới công cải cách giáo dục đặc biệt quan trọng Đảng Nhà nước xác định giáo dục mục tiêu hàng đầu, đầu tư cho giáo dục đầu tư cho phát triển lâu dài bền vững Khi hội nhập quốc tế đòi hỏi nguồn nhân lực đất nước ta phải đảm bảo trình độ, lực làm việc có tảng kiến thức khoa học Xuất phát từ địi hỏi cơng cải cách giáo dục nước nhà diễn năm gần đây, để đáp ứng yêu cầu với phát triển xã hội Từ việc cải cách nội dung dẫn đến cải cách phương thức đánh giá Chính phải đổi cách học trò cách dạy thầy Trong thực tế thi trung học phổ thông quốc gia năm gần Khơng học sinh làm mà cịn phải chạy đua với thời gian Chính phải tìm phương pháp giải tốn thời gian cho tốn học sinh hồn thành tốt thi Trong q trình dạy học ơn thi tơi nhận thấy có học sinh giải xác tốn khó thi điểm khơng cao Lí đơn giản khơng đủ thời gian để hồn thành tất nội dụng thi Từ thực tiễn vậy, nhằm giúp học sinh tiết kiệm thời gian giải toán kỳ thi tốt nghiệp trung học phổ thông quốc gia lựa chọn đề tài “Hướng dẫn học sinh sử dụng phương pháp đồng đẳng hóa để giải tốn hóa học ” để nghiên cứu I.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Trong q trình dạy học lớp ôn thi trung hoc phổ thông quốc gia cho học sinh, nhận thấy nhiều em học sinh lúng túng gặp toán hỗn hợp nhiều chất số kiện để đặt phương trình lại số ẩn cần đặt Học sinh thường khơng giải có giải nhiều thời gian Trong thời gian làm thi ngắn không chạy đua với thời gian học sinh khơng hồn thành nội dung yêu cầu Đề tài nhằm giúp học sinh có nhìn tổng qt phương pháp giải tốn hay gặp q trình học tập thi cử, từ giúp em nhận dạng toán lựa chọn phương pháp phù hợp đưa kết xác thời gian ngắn Đề tài cịn nhằm phát huy tính tích cực sáng tạo giải tốn hóa học học sinh, góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy giáo viên I.3 GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU Phương pháp đồng đẳng hóa áp dụng cho tốn hỗn hợp hữu mà chất hỗn hợp xác định dãy đồng đẳng chất xét I.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Để thực đề tài, sử dụng phương pháp chủ yếu tổng kết kinh nghiệm Xuất phát từ khó khăn vướng mắc học sinh trình lựa chọn phương pháp tối ưu cho toán hỗn hợp chất số phương trình lập số ẩn Tôi xác định cần phải nghiên cứu phương pháp đồng đẳng hóa áp dụng cho giải tốn hỗn hợp nhiều chất mà số phương trình số ẩn làm sở nghiêm cứu từ mở rộng giải loại toán tương tự Trong trình nghiên cứu đề tài tơi sử dụng nhiều phương pháp khác như: - Phương pháp trao đổi giáo viên có kinh nghiệm học sinh - Phương pháp kiểm tra đánh giá - Phương pháp đối chứng - Phương pháp nghiên cứu tài liệu… II NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP II.1 CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐỒNG ĐẲNG HÓA Phương pháp đồng đẳn hóa hệ phương pháp qui đổi Nhưng cách thức giải đơn giản nhiều, giúp học sinh giải nhanh đơn giản dạng toán hỗn hợp nhiều chất thuộc nhiều dãy đồng đẳng khác II.2 THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ TRƯỚC KHI ÁP DỤNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Khi giải toán hỗn hợp nhiều chất, học sinh phải vận dụng nhiều kỹ hóa học để giải tốn, toán hỗn hợp thường toán tổng hợp, học sinh phải biết chuyển từ tên hợp chất thành cơng thức hóa học, phải biết dạng cơng thức tổng quát chất, biết bảo toàn nguyên tố, bảo tồn khối lượng, ghép ẩn Mục đích việc làm nhằm làm giảm ẩn tốn để số ẩn với số phương trình lập Nhưng thực tế học sinh làm điều Học sinh có tâm lý sợ tập hỗn hợp, nhiều em cịn khơng đọc đề nhìn thấy tập hỗn hợp bỏ Trước thực trạng giáo viên trực tiếp dạy học trị, tơi muốn tìm phương pháp giải tốn hỗn hợp thuộc nhiều dãy đồng đẳng khác cách thuận lợi đơn giản Giúp học trò tự tin làm II.3 GIẢI PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ II.3.1 Nội dung phương pháp Đồng đẳng hóa phương pháp đơn giản dễ làm hầu hết học sinh vận dụng giải toán phức tạp Đồng đẳng hóa nhằm đưa tốn ban đầu hỗn hợp nhiều chất xác định dãy đồng đẳng chất toán có số ẩn Qua đưa tốn từ nhiều ẩn tốn ẩn Giúp việc giải toán hỗn hợp nhanh II.3.2 Khái niệm đồng đẳng Đồng đẳng chất có cấu tạo tương tự khác nhiều nhóm –CH2- II.3.3 Điều kiện để hai chất đồng đẳng - ĐK cần: CTPT khác hay nhiều nhóm -CH2- ĐK đủ: CTCT tương tự II.3.4 Phân tích số hỗn hợp hay gặp a Xét hỗn hợp X1 gồm : axit : C4 H 8O  x mol � � � � ancol : C3 H 8O  y mol � - Tách hỗn hợp X1 thành : axit : CH 2O + CH axit : CH 2O  x mol � � � � � � ancol : C H 4O  y mol (*) � � �CH = (3x  2y) mol ancol : C H 4O + CH � � axit : C2 H 4O  x mol � � � � ancol : C4 H10O  y mol � b Xét hỗn hợp X2 gồm : - Tách hỗn hợp X2 thành : axit : CH 2O + CH axit : CH 2O  x mol � � � � � � ancol : C H 4O  y mol (**) � � �CH = (x  3y) mol ancol : C H 4O + CH � � Từ (*, **) ta suy rộng ra: axit : Cn H 2nO  x mol axit : CH 2O  x mol � � � � � � ancol : C H 4O  y mol � � � ancol : C m H 2m 2O  y mol =z mol � �CH 14444 4 4 43 42 44 4 43 h� n h� p (A) (I) h� n h� p (B) - Tương tự ta có : �Este : C H 4O = x mol �Este : C n H 2nO  x mol � � �E ste : C3 H 4O = y mol (II) � �Este : C m H 2m2O  y mol �CH = z mol � �Ankan : CH = x mol �Ank an : C n H 2n   x mol � � �Anken : C2 H = y mol (III) � �Anken : Cm H 2m  y mol �CH = z mol � - Từ (I, II, III)  ta chuyển chất tổng quát thành chất nhỏ -CH2-, phương pháp gọi phương pháp đồng đẳng hóa Nhận xét: Nếu qui đổi hỗn hợp (A) thành hỗn hợp (B) theo (I) số ẩn giảm từ (n, m, x, y) thành ẩn (x, y, z)  toán giải nhanh số ẩn hơn, chất đơn giản II.3.5 Ưu điểm phương pháp đồng đẳng hóa Số ẩn giảm xuống; đồng thời toán bớt phức tạp ta phải xử lý chất đơn giản dãy đồng đẳng (bình thường ta phải xét chất tổng quát với số ẩn nhiều hơn) II.4 CÁC BƯỚC GIẢI II.4.1 Điều kiện áp dụng phương pháp đồng đẳng hóa Phải biết CTTQ chất ban đầu II.4.2 Các bước giải - Bước 1: Tách chất dạng tổng quát thành chất đơn giản -CH2- - Bước 2: Dựa vào đề để tính số mol chất đơn giản số mol -CH2-; - Bước 3: Ghép -CH2- vào chất đơn giản (nếu cần) để tìm đáp số Chú ý: Số mol CH2 khơng tính vào sô mol hỗn hợp - Để hiểu việc ghép-CH2- vào chất đơn giản ta cần hiểu sơ đồ ví dụ sau: gh� p CH2 �C3H 6O  0,15 mol �C2 H 4O =0,15 mol � � v� o c� c ch� t VD1: �C3 H O2 =0,20 mol ��������� � 0,15 =0,15.1 +0,2.0 �CH =0,15 mol � � �C3H 4O  0, 20 mol � � C2 H =0,1 mol (I) � � C3 H =0,3 mol CH =0,1 mol gh� p CH2 � � � � v� o c� c ch� t VD2 � C H =0,3 mol ������ �� � � CH = 0,4 mol C H =0,1 mol � � � (II) � 12 � C2 H =0,3 mol � � gh� p CH2 �C2 H O2 =0,15 mol �C2 H 6O  0,15 mol � � v� o c� c ch� t VD3 �C3 H 4O2 =0,20 mol ������ � � �CH =0,0 mol �C H O  0, 20 mol � �3 - Với chất liên tiếp ta đặt nCH2 nhh T= �0