Xây dựng hệ thống bài tập hóa học hữu cơ có nhiều cách giải để phát triển tư duy cho học sinh trong dạy học hóa học ở trường THPT

S¸ng kiÕn kinh nghiƯm “XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HÓA HỌC HỮU CƠ CÓ NHIỀU CÁCH GIẢI ĐỂ PHÁT TRIỂN TƯ DUY CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC HÓA HC TRNG THPT Lnh vc: Húa Hc Năm học : 2020 2021 sở giáo dục đào tạo nghÖ an Trêng THPT Nghi Léc Trêng THPT Nghi Léc S¸ng kiÕn kinh nghiƯm “XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HÓA HỌC HỮU CƠ CÓ NHIỀU CÁCH GIẢI ĐỂ PHÁT TRIỂN TƯ DUY CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC HĨA HỌC Ở TRƯỜNG THPT” Lĩnh vực: Hóa Học Tác giả : Nguyễn Thị Long Phạm Thị Quỳnh Tổ : Khoa học tự nhiên Năm thực : 2020 -2021 Năm học: 2020 2021 MC LC Trang Phn I ĐẶT VẤN ĐỀ I LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI II LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU III MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU .2 IV KHÁCH THỂ VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU V NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU VI PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .2 VII GIẢ THUYẾT KHOA HỌC .3 VIII ĐIỂM MỚI CỦA ĐỀ TÀI IX GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI Phần II – NỘI DUNG Chương CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 LÝ LUẬN VỀ DẠY HỌC 1.1.1 Thực trạng dạy học .4 1.1.2 Sự cần thiết phải đổi phương pháp dạy học 1.1.3 Định hướng đổi phương pháp dạy học theo hướng tích cực 1.1.4 Phương hướng đổi PPDH hóa học .7 1.2 VẤN ĐỀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY 1.2.2 Tư hóa học .8 1.2.3 Hình thành phát triển tư hóa học cho học sinh 1.3 BÀI TẬP HÓA HỌC 10 1.3.1 Khái niệm tập hóa học 10 1.3.2 Vai trò, ý nghĩa tập hoá học 11 1.3.3 Phân loại .12 1.3.4 Các phương pháp giải tập hóa học 12 1.3.5 Quá trình giải tập hóa học 18 1.3.6 Quan hệ tập hóa học phát triển tư cho học sinh 19 1.3.7 Tình hình sử dụng tập hóa học nhiều cách giải nhằm rèn tư đa hướng cho học sinh 21 Chương MỘT SỐ HÌNH THỨC SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP NHIỀU CÁCH GIẢI NHẰM PHÁT TRIỂN TƯ DUY CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC 23 2.1 Sử dụng tiết ôn tập, luyện tập 23 2.2 Sử dụng tiết tự chọn 23 2.3 Sử dụng việc tự học học sinh 23 2.4 Sử dụng việc bồi dưỡng học sinh giỏi .23 Chương THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 42 3.1 Mục đích, nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm .42 3.1.1 Mục đích .42 3.1.2 Nhiệm vụ 42 3.2 Nội dung thực nghiệm sư phạm .42 3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 42 3.3.1 Kế hoạch thực nghiệm sư phạm 42 3.3.2 Tiến hành thực nghiệm sư phạm .43 3.4 Kết thực nghiệm sư phạm 43 3.5 Phân tích kết thực nghiệm sư phạm 44 Phần III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 45 Những công việc làm .46 Một số kiến nghị 46 Hướng phát triển đề tài 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT BTHH Bài tập hóa học ĐC Đối chứng ĐKTC Điều kiện tiêu chuẩn GV Giáo viên HS Học sinh PTHH Phương trình hóa học THPT Trung học phổ thông TN Thực nghiệm TNSP Thực nghiệm sư phạm PPDH Phương pháp dạy học THPT Trung học phổ thơng Phần I ĐẶT VẤN ĐỀ I LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Sau nhiều năm đất nước đổi mới, có chuyển biến tích cực mặt song Giáo dục Đào tạo nước ta bộc lộ nhiều hạn chế, bất cập Một hạn chế chất lượng hiệu giáo dục thấp, chưa đáp ứng yêu cầu phát triển đất nước, chưa tiếp cận với trình độ giáo dục nước có giáo dục phát triển giới, nặng thi cử, gắn liền với thực tế đời sống Vì vậy, đổi nâng cao chất lượng dạy học mục tiêu hàng đầu ngành giáo dục Nghị 88/2014/QH13 Quốc hội quy định: “Đổi chương trình, sách giáo khoa giáo dục phổ thơng nhằm tạo chuyển biến bản, tồn diện chất lượng hiệu giáo dục phổ thông; kết hợp dạy chữ, dạy người định hướng nghề nghiệp; góp phần chuyển giáo dục nặng truyền thụ kiến thức sang giáo dục phát triển toàn diện phẩm chất lực, hài hòa đức, trí, thể, mỹ phát huy tốt tiềm học sinh.” Ở trường phổ thông, đổi phương pháp dạy học nghĩa tạo điều kiện để học sinh tiếp thu kiến thức cách tích cực, chủ động biết vận dụng sáng tạo tri thức để giải vấn đề học tập sống Trong nhiều năm qua, việc nâng cao chất lượng dạy học môn học nói chung mơn hóa học nói riêng trường phổ thơng trọng Tuy nhiên, nhìn chung hiệu thấp, chưa đáp ứng yêu cầu đổi giáo dục Với thực tế đó, nhiệm vụ cấp thiết đặt cho người giáo viên phải đổi phương pháp dạy học Dạy học không đơn cung cấp kiến thức mà phải dạy cho em cách tìm kiến thức, cách nghĩ Đó phương pháp rèn luyện tư cho HS Cần trọng bồi dưỡng cho HS lực tư sáng tạo, giải vấn đề học tập thông qua nội dung, hoạt động dạy học Trong hóa học, giải tập hóa học (BTHH) phương tiện để giúp HS tái kiến thức, rèn luyện tư cách sâu sắc vận dụng linh hoạt, có hiệu kiến thức Ngày nay, với xu thi theo hình thức trắc nghiệm khách quan, GV thường nêu cách giải ngắn gọn cho BTHH làm mờ nhạt chất hóa học tốn đồng thời khơng kích thích tư đa hướng tư sáng tạo HS Việc đề xuất tập có nhiều cách giải, yêu cầu HS tìm lời giải hay, ngắn gọn, nhanh sở phương pháp giải toán, quy luật chung hóa học có tác dụng lớn việc phát triển tư cho HS Xuất phát từ lí chúng tơi chọn đề tài: “Xây dựng hệ thống tập hóa học hữu có nhiều cách giải để phát triển tư cho học sinh dạy học hóa học trường THPT” với mong muốn góp phần đổi phương pháp dạy học nhằm nâng cao chất lượng giáo dục, rèn luyện phát triển lực tư cho HS II LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU Việc nghiên cứu tập hóa học từ trước đến có nhiều cơng trình tác giả ngồi nước Apkin G L., Xereda I P nghiên cứu phương pháp giải tốn hóa học Ở nước có PGS.TS Nguyễn Xn Trường, PGS.TS Đào Hữu Vinh, TS Cao Cự Giác, nhiều tác giả khác quan tâm đến nội dung phương pháp giải tốn hóa học Tuy nhiên, việc nghiên cứu BTHH hữu có nhiều cách giải cịn mẻ, số người nghiên cứu tiêu biểu PGS TS Nguyễn Xuân Trường Xu hướng lí luận dạy học đặc biệt đến hoạt động tư HS trình dạy học, địi hỏi HS phải làm việc tích cực, tự lực Việc giải BTHH hữu nhiều cách khác ngồi cách giải thơng thường biết biện pháp hữu hiệu nhằm kích thích khả tìm tịi, làm việc cách tích cực, chủ động sáng tạo HS III MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Thơng qua BTHH hữu có nhiều cách giải nhằm phát triển lực tư logic, tư đa hướng tăng cường khả sáng tạo cho HS IV KHÁCH THỂ VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Khách thể nghiên cứu : Q trình dạy học hóa học trường phổ thông Đối tượng nghiên cứu : Hệ thống BTHH hữu có nhiều cách giải V NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU Để đạt mục đích đề tài xác định nhiệm vụ sau : Nghiên cứu sở lí luận đề tài - Cơ sở lí luận nhận thức trình nhận thức - Cơ sở lí luận tư q trình tư - Ý nghĩa, tác dụng BTHH hữu Xây dựng hệ thống BTHH hữu có nhiều cách giải Nghiên cứu đưa số ý kiến phương pháp sử dụng BTHH hữu có nhiều cách giải trường THPT Thực nghiệm sư phạm: Kiểm nghiệm giá trị hệ thống BTHH hữu có nhiều cách giải trường THPT hiệu đề xuất phương pháp sử dụng chúng VI PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Sử dụng phối hợp phương pháp sau : Nhóm phương pháp nghiên cứu lí thuyết - Phương pháp thu thập nguồn tài liệu lí luận - Phương pháp phân tích, tổng hợp nguồn tài liệu thu thập Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Điều tra thực trạng sử dụng tập dạy học hóa học trường THPT - Trao đổi với GV có nhiều kinh nghiệm sử dụng tập - Phương pháp TNSP : Đánh giá hiệu hệ thống BTHH hữu có nhiều cách giải phương pháp sử dụng chúng việc rèn tư cho HS trường THPT Phương pháp thống kê tốn học : Xử lí phân tích kết thực nghiệm sư phạm VII GIẢ THUYẾT KHOA HỌC Nếu có hệ thống BTHH hữu có nhiều cách giải kết hợp với phương pháp dạy học phù hợp GV khả tự học, tự tìm tịi HS góp phần nâng cao lực nhận thức, lực tư sáng tạo HS VIII ĐIỂM MỚI CỦA ĐỀ TÀI Nghiên cứu tuyển chọn, xây dựng sử dụng BTHH hữu có nhiều cách giải đa dạng phong phú để rèn tư cho HS trường THPT cách có hệ thống phương pháp mẻ, tiên tiến Đưa số ý kiến phương pháp sử dụng hệ thống BTHH hữu có nhiều cách giải nhằm phát triển lực tư HS trường THPT IX GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI Nghiên cứu hệ thống tập hóa học hữu có nhiều cách giải dùng dạy học trường THPT Phần II – NỘI DUNG Chương CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 LÝ LUẬN VỀ DẠY HỌC 1.1.1 Thực trạng dạy học Thời đại ngày nay, nhiều thành tựu khoa học công nghệ xuất cách bất ngờ đổi cách nhanh chóng Hệ thống giáo dục theo đặt yêu cầu Từ việc thi thố tài thuộc lòng hiểu biết “uyên thâm”, chuẩn mực người giỏi “thông kim bác cổ”, hiểu biết “thiên kinh vạn quyển” dần thay lực định sáng tạo tình khơng ngừng biến động hồn cảnh Trước địi hỏi thực tiễn Việt Nam đường hội nhập phát triển đổi phương pháp dạy học có dạy học phổ thông cần thiết Luật giáo dục, điều 28.2 có ghi “Phương pháp dạy học phổ thơng phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo học sinh; phù hợp với đặc điểm lớp học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả làm việc theo nhóm, rèn luyện kĩ vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh” Nền giáo dục đòi hỏi không trang bị cho học sinh kiến thức mà nhân loại tìm mà cịn phải bồi dưỡng cho học tính động, óc tư sáng tạo thực hành giỏi, tức đào tạo người khơng biết mà phải có lực hành động Để thực yêu cầu đó, giáo dục nước nhà trải qua cải cách với nhiều thành tựu bật, cịn khơng tồn cần khắc phục Mục tiêu đổi Nghị 88/2014/QH13 Quốc hội quy định: “Đổi chương trình, sách giáo khoa giáo dục phổ thơng nhằm tạo chuyển biến bản, toàn diện chất lượng hiệu giáo dục phổ thông; kết hợp dạy chữ, dạy người định hướng nghề nghiệp; góp phần chuyển giáo dục nặng truyền thụ kiến thức sang giáo dục phát triển toàn diện phẩm chất lực, hài hồ đức, trí, thể, mĩ phát huy tốt tiềm học sinh.” 1.1.2 Sự cần thiết phải đổi phương pháp dạy học * Những đòi hỏi xã hội Hiện nay, kiến thức khơng cịn tài sản riêng trường học Học sinh tiếp nhận thông tin từ nhiều nguồn khác Lượng thông tin đa chiều mà học sinh tiếp nhận làm thay đổi cách nhìn vai trị dạy học, cách thức tổ chức hoạt động giáo dục học tập nhà trường thực trước Hệ thống giáo dục đứng trước áp lực lớn việc cần phải đổi Hơn nữa, xã hội ngày nay, công nghệ thông tin trở hành công cụ hỗ trợ thiếu nhà trường, đem đến phương tiện mới, cách thức để truyền đạt kiến thức đến người học Công nghệ thông tin hỗ trợ cách tích cực vào q trình giáo dục Internet giúp kết nối thông tin quan trọng toàn giới Vấn đề đặt với nhà trường làm để học sinh làm chủ kiến thức để giải vấn đề nảy sinh sống xung quanh họ? Lựa chọn nội dung kiến thức, thông tin để đáp ứng điều đó? Và lựa chọn nội dung cần dạy làm thể để tổ chức tốt nội dung cho người học tích cực, tự lực chiếm lĩnh kiến thức ? Đây thực thách thức giáo viên, họ cần phải thực công việc dạy học theo cách hồn tồn GV không người đưa đến cho học sinh lượng kiến thức xác định mà thay vào đó, GV cần dạy cho học sinh cách xây dựng, chiếm lĩnh kiến thức để đảm bảo việc tự học suốt đời * Những đòi hỏi từ phát triển kinh tế - xã hội Sự nghiệp cơng nghiệp hóa, đại hóa bối cảnh hội nhập quốc tế địi hỏi cần người có trình độ học vấn rộng, thực nhiều nhiệm vụ chuyên mơn hố nhằm đảm bảo chất lượng cơng việc Vì thế, người lao động phải thể đẳng cấp chuyên nghiệp cao sẵn sàng gánh vác trách nhiệm Dám chịu trách nhiệm mối quan tâm hàng đầu tổ chức kinh doanh Yêu cầu người lao động không đơn kiến thức mà lực giải vấn đề Cách giải vấn đề linh hoạt để đối phó với tình dám chịu trách nhiệm đặt lên vai giáo dục nước nhà trách nhiệm đào tạo nguồn nhân lực đáp ứng phát triển kinh tế - xã hội Giáo viên phải không ngừng trau dồi chuyên môn, nghiệp vụ để đào tạo lớp trẻ động, sáng tạo, dám nghĩ, dám làm, biết làm việc độc lập không ngừng học hỏi để theo kịp thay đổi xã hội Yêu cầu lớp trẻ không yêu cầu kiến thức mà yêu cầu thái độ kỹ làm việc Trong dạy học truyền thống, yêu cầu chưa thực quan tâm nhiều Vấn đề đặt ra: cần rèn cho học sinh kỹ năng, thái độ đâu? Khi nào? Và làm để rèn chúng? Như vậy, dạy học cần khuyến khích tiếp thu độc lập kiến thức, cho phép người học thực hành kỹ năng, có kĩ xã hội, khuyến khích tính độc lập tự chủ người học, tạo không gian để thực chiến lược, phương pháp dạy học khác nhằm có lựa chọn tốt cho việc giải vấn đề Chỉ mô hình giáo dục, dạy học thế, người học thách thức, rèn luyện để làm chủ kiến thức kĩ năng, qua họ có lực học suốt đời lực giải linh hoạt vấn đề thực tiễn, xã hội * Những địi hỏi tính đến đặc điểm tâm sinh lí người học Thời điểm cơng nghệ số có ảnh hưởng lớn tới sống xã hội trẻ em ngày Internet có mặt khắp nơi, điện thoại di động, MSM, SMS, email ngày có ảnh hưởng lớn tới truyền đạt thông tin Từ phản ứng đốt cháy B nCO = (0,085 − 2x)n + nx = 0,197  x = 0,03 ⇒  nH2O = (0,085 − 2x)n + (n + 1)x = 0,227 n = 3,852 Vì olefin đồng đẳng liên tiếp ⇒ CTPT olefin là: C3H6 C4H8 2.2 Kết hợp với phân tích hệ số Đặt CTPTTB olefin CnH2n Ni,t CnH2n + H2  → CnH2n+ nCnH2n + = nH2 = nH2O − nCO2 = 0,03⇒ nC H n ⇒ n= nCO2 nC H n 2n = (A ) 2n (A ) = 0,055 0,197 ≈ 3,582 0,055 Vì olefin đồng đẳng liên tiếp ⇒ CTPT olefin là: C3H6 C4H8 2.3 Kết hợp phương pháp bảo toàn nguyên tố Nhận xét: Theo bảo tồn ngun tố ta có Đốt cháy B ⇔ Đốt cháy A Mà olefin cháy cho số mol H2O số mol CO2 nên nH2 = nH2O H2 t¹o = nH2O − nCO2 = 0,03 ⇒ nC H = 0,055 n ⇒ n= nCO2 nC H n 2n = 2n 0,197 ≈ 3,582 0,055 Vì olefin đồng đẳng liên tiếp ⇒ CTPT olefin là: C3H6 C4H8 (Tương tự ta tìm phân tử khối trung bình kết luận) Sau tìm n M ta có cách xác định thành phần % sau: Cách Dùng cơng thức trung bình: Gọi % theo thể tích C3H6 x ⇒% theo thể tích C4H8 – x ta có: 3x + 4(1 – x) = 3,582 ⇒x = 0,418 Vậy: %VC H = 41,8% ⇒ %VC H = 58,2% Cách Dùng phương pháp sơ đồ chéo: C3H6 0,418 3,582 C4H8 0,582 Vậy: ⇒ %VC H = 0,418 100(%) = 41,8% ⇒ %VC4H8 = 58,2% 0,418+ 0,582 P 2: Bài tập chương dẫn xuất halozen, ancol, phenol Bài tập: Đun nóng m gam hỗn hợp CH3CCl3 C6H5Cl với dung dịch NaOH đặc, áp suất cao thấy hết 32 gam NaOH phản ứng thu 60,65 gam hỗn hợp muối Tính m? Lời giải: Bài tốn khơng khó học sinh khơng nắm vững kiến thức khơng xác định sản phẩm phản ứng Cách Phương pháp đại số: Phương trình hóa học phản ứng: CH3CCl + 4NaOH → CH3COONa + 3NaCl + 2H2O x  → 4x  → x  → 3x C6H5Cl + 2NaOH → C6H5ONa + NaCl + H2O y → 2y  → y → y Từ phản ứng ta có hệ phương trình: 4x + 2y = 0,8 x = 0,1 ⇒  257,5x + 174,5y = 60,65  y = 0,2 Vậy m = 133,5.0,1 + 112,5.0,2 = 35,85 gam Cách Phương pháp bảo tồn khối lượng: Ta có mdx + mNaOH = mmi + mH O ⇒ mdx = mmuèi + mH O − mNaOH 2 Mặt khác, áp dụng bảo tồn ngun tố H ta có: nH O = nNaOH = 0,4mol Vậy m = 60,65 + 0,4.18 – 32 = 35,85 gam Cách Phương pháp tăng giảm khối lượng: Ta thấy, mol NaOH phản ứng tạo thành muối, khối lượng tăng 40− 18 = 31g ⇒ Từ dẫn xuất halogen → muối ∆m tăng = 0,8.31 = 24,8 gam Vậy m = 60,65 – 24,8 = 35,85 Cách Phương pháp bảo toàn điện tích kết hợp với bảo tồn khối lượng: Đặt số mol CH3CCl3 C6H5Cl x y ta có: Dung dịch muối sau phản ứng cịn CH3COO- (x mol), C6H5O- (y mol), Cl- (3x + y mol) Na+ (0,8 mol) Theo bảo tồn điện tích ta có: x + y + 3x + y = 0,8 ⇒ 4x + 2y = 0,8 (1) Mặt khác, mmuối = 59x + 93y + 35,5(3x + y) + 23.0,8 = 60,65 ⇒ 165,5x + 128,5y = 42,25(2) Từ (1) (2) ta có x = 0,1; y = 0,2 Vậy m = 133,5.0,1 + 112,5.0,2 = 35,85 gam Cách Phương pháp số học: CH3CCl3 + 4NaOH → CH3COONa + 3NaCl + 2H 2O (1) C6H5Cl + 2NaOH → C6H5ONa + NaCl + H2O (2) Giả sử 0,8 mol NaOH tham gia phản ứng (1); m muối = 51,5 gam; so với thực tế 9,15gam Mặt khác, thay mol NaOH tham gia phản ứng (1) mol NaOH tham gia phản ứng (2) khối lượng muối tăng lên lượng là: 87,25 – 64,375 = 22,875g Vậy, số mol NaOH tham gia phản ứng (2) là: 9,15 = 0,4mol 22,875 Do nC H Cl = 0,2mol; nCH CCl = 0,1mol 3 Vậy m = 133,5.0,1 + 112,5.0,2 = 35,85 gam P 3: Bài tập chương anđehit, xeton, axit cacboxylic Bài tập: 19,5 gam hỗn hợp X (gồm axit axetic axit oxalic) phản ứng vừa đủ với Na thu 4,48 lit H2 đktc a gam muối Tính a? Lời giải: Ta có: nH = 4,48 = 0,2mol 22,4 Cách Phương pháp đại số: Phương trình hóa học phản ứng xảy ra: 2CH3COOH + 2Na → 2CH3COONa + H2 HOOC − COOH + 2Na → NaOOC − COONa + H2 Từ ta có hệ phương trình: 60x + 90y = 19,5 x = 0,1 ⇒  0,5x + y = 0,2  y = 0,15 Vậy a = 82.0,1 + 134.0,15 = 28,3 Cách Dùng công thức trung bình: Đặt cơng thức chung axit là: R(COOH)n ta có: n R(COOH)n + nNa → R(COONa)n + H2 0,4/ n → 0,4/ n ¬ 0,2 Từ ta có: maxit = 0,4 (R + 45n) = 19,5⇒ R = 3,75n n mmuèi = 0,4 0,4 (R + 67n) = R + 0,4.67 = 3,75.0,4 + 26,8 = 28,3g n n Đáp án: a = 28,3 Cách Phương pháp số học: 6.1.Giả sử 0,2 mol H2 CH3COOH sinh ra: Khi đó: nCH COOH = 2nH = 0,4mol ⇒ mhh = 0,4.60 = 24gam Thực tế mhh = 19,5 gam (ít 4,5 gam) Nếu chuyển mol H2 sinh CH3COOH thành mol H2 sinh HOOCCOOH khối lượng hỗn hợp giảm lượng là: 60.2 – 90 = 30 gam Vậy phép giả sử ta thay lượng HOOC-COOH là: 4,5 = 0,15mol 30 Vậy: nCH COOH = 2.(0,2 − 0,15) = 0,1mol Do a = 82.0,1 + 134.0,15 = 28,3 6.2 Giả sử khối lượng 19,5 gam CH3COOH: 19,5 = 0,1625mol 60 Khi đó: nH = nCH COOH = Thực tế: nH = 0,2mol (hơn 0,0375mol) Mặt khác: chuyển gam CH3COOH thành gam HOOC-COOH số mol H2 tăng thêm lượng: 1 1 − = mol 90 60 360 Vậy phép giả sử chuyển lượng HOOC-COOH thành CH 3COOH là: 0,0375: = 13,5gam 360 ⇒ nHOOC−COOH = 13,5 19,5− 13,5 = 0,15mol; nCH3COOH = = 0,1mol 90 60 Vậy a = 82.0,1 + 134.0,15 = 28,3 Cách Phương pháp bảo tồn khối lượng: Ta có: axit + Na → muối + H2 Để bảo tồn điện tích ta ln có: nNa = 2.nH = 0,4mol ⇒ mmuèi = maxit + mNa − mH2 = 19,5+ 0,4.23− 0,2.2 = 28,3gam Đáp số: a = 28,3 Cách Phương pháp tăng giảm khối lượng Ta có: Cứ 1mol Na thay mol nguyên tử H, khối lượng tăng lên 22gam Vậy ∆m tăng = 22.0,2.2 = 8,8gam Vậy a = 19,5 + 8,8 = 28,3 Như vậy, đề khơng u cầu tính khối lượng muối giải phương pháp tăng giảm khối lượng tìm kết nhanh P 4: Bài tập chương este, lipit Bài 1: X este no đơn chức, có tỉ khối CH 5,5 Nếu đem đun 2,2 g este X với dung dịch NaOH (dư), thu 2,05g muối Công thức cấu tạo thu gọn X A HCOOCH2CH2CH3 B C2H5COOCH3 C CH3COOC2H5 D HCOOCH(CH3)2 Lời giải: 2, = 0,025 mol Ta có d X/CH = 5,5 ⇒ M X = 5,5.16 = 88 ⇒ n X = 88 Cách Xác định số nguyên tử C từ gốc axit ancol Đặt CTPT este là: CnH2n+1COOCmH2m+1 (với n ≥ 0; m ≥ 1; n, m nguyên) PTHH phản ứng: CnH2n+1COOC mH2m+1 + NaOH → C nH2n+1COONa + CmH 2m+1OH M muèi = 2, 05 = 82 ⇒14n + 68 = 82 ⇒n = 0, 025 Mặt khác Meste = 88 ⇒ 14n + 14m + 46 = 88 ⇒ m = Vậy X CH3COOC2H5 (Đáp án C) Cách Xác định CTPT muối tạo thành este Đặt CTPT este no đơn chức CnH2nO2 Ta có 14n + 32 = 88 ⇒n = Vậy CTPT X C4H8O2 Đặt công thức muối RCOONa ta có: R + 67 = 82 ⇒ R = 15 (CH3) ⇒Muối CH3COONa Vậy X CH3COOC2H5 (Đáp án C) Cách Xác định CTPT ancol tạo thành este muối Áp dụng bảo toàn khối lượng ta có: mancol = mX + mNaOH - mmuối Mà X đơn chức nên nNaOH = nX = 0,025 mol ⇒ mancol = 2,2 + 0,025.40 – 2,05 = 1,15 ⇒ M ancol = 1,15 0, 025 = 46 ⇒ ancol tạo thành C2H5OH Kết hợp với cách xác định muối este cách ta xác định X Cách Kết hợp với phương án lựa chọn: 4.1 Cách quan sát thứ nhất: Với HS có thói quen quan sát phương án lựa chọn nhận phương án lựa chọn có CTPT Như tốn khơng cần tìm CTPT este mà cần tìm CT muối ancol tạo thành đủ Hoặc sau tìm cơng thức muối ancol HS quan sát đáp án để chọn phương án thích hợp 4.1 Cách quan sát thứ hai: Với HS thơng minh nhận với câu trắc nghiệm có đáp án loại phương án A D kiện tốn khơng đủ để phân biệt hai este (CTPT muối ancol tạo thành đáp án A D thỏa mãn ngược lại) Như khả B C Lúc HS cần chọn để thử: VD: Chọn B: m muèi = 0, 025.96 = 2, 4g ≠ 2, 05 (lo¹i) ⇒ Phương án C thỏa mãn Nếu chọn C để thử ta có: m mi = 0, 025.88 = 2, 05 (tháa m· n) Bài 2: Thủy phân hoàn toàn m gam hỗn hợp este axit đẳng cần vừa đủ 100ml dung dịch NaOH 2M thu 15,7gam hỗn hợp muối 6,4 gam ancol đơn chức Tính m xác định cơng thức phân tử este Lời giải: Vì este tạo thành từ axit cacboxylic đơn chức ancol nên este đơn chức Cách Phương pháp đại số thông thường: Đặt công thức phân tử este R 1COOR’ R2COOR’ Vì axit đồng đẳng nên R2 = R1 + 14 Phương trình hóa học phản ứng: R1COOR’ + NaOH → R1COONa + R’OH R2COOR’ + NaOH → R 2COONa + R’OH * Tính m: Ta có: nNaOH = x + y = 0,2 mmuối = (R1 + 67)x + (R2 + 67)y = R1x + R2y + 67(x + y) = 15,7 ⇒ R1x + R2y + 67.0,2 = 15,7 ⇒ R1x + R2y = 2,3 mancol = (R’ + 17).(x + y) = 6,4 ⇒ R’ = 15 meste = (R1 + 44 + R’)x + (R2 + 44 + R’)y = (R1x + R2y) + R’(x + y) + 44(x + y) = 2,3 + 15.0,2 + 44.0,2 = 14,1 gam * Xác định công thức este: R’ = 15 ⇒ R’ gốc CH3 R1x + R2y = 2,3 ⇒ R1x + (R1 + 14)y = 2,3 ⇒ R1(x + y) + 14y = 2,3 ⇒ 0,2R1 = 2,3 – 14y Do < y < 0,2 ⇒ < R1 < 11,5 ⇒ R1 H- (R1 = 1) ⇒ R2 CH3 Vậy este HCOOCH3 CH3COOCH3 Cách Dùng phương pháp trung bình: Đặt cơng thức chung este là: R COOR Ta có: RCOOR + NaOH  → RCOONa + ROH 0,2  →0,2 →0,2  →0,2: mol mancol = (R + 17).0,2 = 6,4 ⇒ R = 15 ( R + 67).0,2 = 15,7 ⇒ R = 11,5 ⇒ meste = ( R + 44 + R).0,2 = (11,5 + 44 + 15).0,2 = 14,1g Vậy m = 14,1 R’ = 15 ⇒ R CH3 R = 11,5 ⇒ gốc axit H- CH3 Vậy công thức este HCOOCH3 CH3COOCH3 Cách Dùng phương pháp bảo tồn khối lượng: Ta có meste + mNaOH = mmuối + mancol ⇒ meste = mmuối + mancol – mNaOH = 15,7 + 6,4 – 0,2.40 = 14,1 gam Vậy m = 14,1 Đặt công thức chung este R COOR ta có: R + 17 = 6,4 = 32 ⇒ R = 15(CH3) 0,2 R + 23+ R = 15,7 ⇒ R = 11,5 0,2 Vậy este HCOOCH3 CH3COOCH3 Cách Phương pháp tăng giảm khối lượng: Gọi CTPT ancol ROH ta có: R + 17 = 6,4 = 32 ⇒ R = 15(CH ) 0,2 Ta có: Cứ mol este phản ứng với mol NaOH tương đương với thay mol CH3 mol Na ⇒ Khối lượng tăng: 23 – 15 = 8gam ∆m tăng = 0,2.8 = 1,6 gam meste = 15,7 – 1,6 = 14,1 gam R + 23+ R = 15,7 ⇒ R = 11,5 0,2 Vậy este HCOOCH3 CH3COOCH3 Cách Xác định cơng thức phân tử sau tính khối lượng este: Gọi cơng thức chung este R COOR ⇒ CTPT ancol ROH ta có: R + 17 = R + 23+ R = 6,4 = 32 ⇒ R = 15(CH3 ) 0,2 15,7 ⇒ R = 11,5 0,2 Từ ta có 2este HCOOCH3 CH3COOCH3 Gọi % theo mol HCOOCH3 x % theo mol CH3COOCH3 – x Ta có 1x + 15(1 – x) = 11,5 ⇒ x = 0,25 Vậy nHCOOCH = 0,25.0,2 = 0,05mol ⇒ nCH COOCH = 0,15mol 3 meste = 0,05.60 + 0,15.74 = 14,1gam Cũng dùng sơ đồ chéo để xác định số mol este: HCOOCH3 (R = 1) 3,5 11,5 CH3COOCH3 (R = 15) ⇒ nHCOOCH3 = n HCOOCH3 n CH COOCH 3 = 10,5 0,2 = 0,05mol ⇒ nCH3COOCH3 = 0,15mol 1+ meste = 0,05.60 + 0,15.74 = 14,1gam Bài 3: Cho hỗn hợp X gồm hai hợp chất hữu no, đơn chức tác dụng vừa đủ với 100 ml dung dịch KOH 0,4M, thu muối 336 ml ancol (ở đktc) Nếu đốt cháy hoàn toàn lượng hỗn hợp X trên, sau hấp thụ hết sản phẩm cháy vào bình đựng dung dịch Ca(OH) (dư) khối lượng bình tăng 6,82g Công thức hai hợp chất hữu X A CH3COOH CH3COOC2H5 B C2H5COOH C2H5COOCH3 C HCOOH HCOOC2H5 D HCOOH HCOOC3H7 Lời giải: Hỗn hợp X tác dụng với KOH sinh muối ancol ⇒ Hỗn hợp X gồm axit cacboxylic este axit Theo ta có: nNaOH = 0,04mol; nancol = 0,015; mH O + mCO = mbình tăng = 6,82g 2 Cách Phương pháp đại số: Đặt công thức chất X CnH2n+1COOH CnH2n+1COOCmH2m+1 Phương trình hóa học phản ứng: Phản ứng với KOH: CnH2n+1COOCmH2m+1 + KOH → CnH2n+1COOK +CmH2m+1OH CnH2n+1COOH + KOH → CnH2n+1COOK +H 2O Phản ứng đốt cháy: CnH2n+1COOCmH2m+1 + CnH2n+1COOH + 3n + 3m+ O2 → (n + m+ 1)CO2 +(n + m+ 1)H2O 3n + O2 → (n + 1)CO2 +(n + 1)H2O mH2O + mCO2 = 6,82 = 0,015(n + m+ 1).18+ 0,025(n + 1).18+ 0,015(n + m+ 1).44 + 0,025(n + m+ 1).44 ⇒ 2,48n + 0,93m = 4,34 ⇒ n = 1,75− 0,375m Do ta có: m n 1,375 (loại) (t/mãn) 0,625 (loại) Vậy, công thức hai hợp chất hữu X CH3COOH CH3COOC2H5 Cách Phương pháp trung bình: Đặt cơng thức chung chất X là: CnH2n+1COOCmH2m+1 CnH2n+1COOCmH 2m+1 + KOH → CnH2n+1COOK + CmH2m+1OH 0,04¬   0,04 → 0,04 3n + 3m+ O2 → (n + m+ 1)CO2 +(n + m+ 1)H2O 0,04  → 0,04(n + m+ 1) → 0,04(n + m+ 1) CnH2n+1COOCmH2m+1 + Do chất axit, chất este nên m1 = 0, m2 = m Số mol ancol 0,015 nên ta có: m= 0.0,025+ m.0,015 = 0,375m 0,04 mH2O + mCO2 = 0,04(n + m+ 1).18+ 0,04(n + m+ 1).44 = 6,82 ⇒ n + m = 1,75Thay m = 0,375m vào ta có n = 1,75 – 0,375m m n 1,375 (loại) (t/mãn) 0,625 (loại) Vậy, công thức hai hợp chất hữu X CH3COOH CH3COOC2H5 Cách Phân tích hệ số kết hợp với cơng thức trung bình Do hỗn hợp X gồm axit cacboxylic este no, đơn chức, mạch hở nên đốt cháy X cho ta số mol H2O số mol CO2 Do đó: nH O = nCO = 2 6,82 = 0,11mol ; nX = nNaOH = 0,04mol 18+ 44 Vậy số nguyên tử C trung bình: n = nCO2 nX = 2,75 Do số mol ancol 0,015 nên ta gọi số nguyên tử C este n1 số nguyên tử C axit n2 (n1 > n2) ta có: n= 0,015n1 + 0,025n2 = 2,75⇒ 1,5n1 + 2,5n2 = 11 0,04 n2 n1 5,67 (loại) (t/mãn) 0,625 (loại) Vậy CT axit CH3COOH ⇒ CT este CH3COOC2H5 Cách Kết hợp phương pháp trung bình với phương pháp sơ đồ chéo: 4.1 Kết hợp cách với sơ đồ chéo: Đặt công thức chung chất X là: CnH2n+1COOCmH2m+1 CnH2n+1COOCmH2m+1 + KOH → CnH 2n+1COOK + CmH2m+1OH CnH2n+1COOCmH2m+1 + 3n + 3m+ O2 → (n + m+ 1)CO2 +(n + m+ 1)H2O Do chất axit, chất este nên m1 = 0, m2 = m Số mol ancol 0,015 nên ta có: m (0,015mol) m m m m-m (0,025mol) = 0,015 0,025 m-m ⇒ m= 0,375m Mặt khác mH O + mCO = 0,04(n + m+ 1).18+ 0,04(n + m+ 1).44 = 6,82 2 Thay vào ta có: n = 1,75 – 0,375m m n 1,375 (loại) (t/mãn) 0,625 (loại) Vậy, công thức hai hợp chất hữu X CH3COOH CH3COOC2H5 4.2 Kết hợp cách với sơ đồ chéo: Do hỗn hợp X gồm axit cacboxylic este no, đơn chức, mạch hở nên đốt cháy X cho ta số mol H2O số mol CO2 Do đó: nH O = nCO = 2 6,82 = 0,11mol ; nX = nNaOH = 0,04mol 18+ 44 Vậy số nguyên tử C trung bình: n = nCO2 nX = 2,75 Do số mol ancol 0,015 nên ta gọi số nguyên tử C este n1 số nguyên tử C axit n2 (n1 > n2) nên áp dụng sơ đồ chéo ta có: n1 (0,015mol) 2,75 - n2 2,75 - n2 0,015 = 2,75 n1 - 2,75 n2 (0,025mol) 0,025 n1 - 2,75 ⇒ n2 = 4,4 – 0,6n1 n2 n1 3,2 (loại) 2,6 (loại) (t/mãn) Vậy CT axit CH3COOH ⇒ CT este CH3COOC2H5 P 5: Bài tập chương cabohiđrat Bài tập: Cho xenlulozơ phản ứng với anhiđrit axetic (Có H 2SO4 đặc làm xúc tác) thu 11,1g hỗn hợp X gồm xenlulozơ triaxetat, xenlulozơ điaxetat 6,6g CH3COOH Thành phần phần trăm theo khối lượng xenlulozơ triaxetat xenlulozơ điaxetat X A 77% 23% B.77,84% 22,16% C 76,84% 23,16% D 70% 30% Lời giải: Cách Phương pháp đại số: Đặt số mol xenlulozơ điaxetat xenlulozơ triaxetat x y ta có: [C6H7O2 ( OH ) ]n + 2n( CH3CO) O → [C6H7O2 ( OOCCH3 ) ( OH ) ]n + 2nCH3COOH [C6H7O2 ( OH ) ]3n + 3n( CH3CO) O → [C6H7O2 ( OOCCH3 ) ]n + 3nCH3COOH Theo ta có hệ phương trình: 2nx + 3ny = naxit = 0,11 nx = 0,01 ⇒  ny = 0,03 246nx + 288ny = 11,1 Vậy %xenluloz¬triaxetat = 288.0,03 100(%) = 77,84% 11,1 %xenlulozơ điaxetat = 22,16% Cách Phương pháp trung bình: Đặt CT chung este C6H7O2 ( OOCCH3 ) x ( OH ) 3− x  n ta có: [C6H7O2 ( OH ) ]n + nx ( CH3CO) O → [C6H7O2 ( OOCCH3 ) x ( OH ) 3− x ]n + nxCH3COOH Ta thấy neste = ⇒ meste = nx naxit = 0,11 nx 0,11 n(162 + 42x) = 11,1⇒ x = 2,75 nx Gọi % theo mol xenlulozơ triaxetat x ⇒ % theo mol xenlulozơ điaxetat – x Ta có: x = 3x + 2(1 – x) = 2,75 ⇒ x = 0,75 Vậy % theo khối lượng xenlulozơ triaxetat 0,75.288 100(%) = 77,84% 0,25.246 + 0,75.288 ⇒ % theo khối lượng xenlulozơ điaxetat = 22,16% Cách Phương pháp sơ đồ chéo: Tương tự cách 2, ta có x = 2,75 Áp dụng sơ đồ chéo ta có: xenlulozơ triaxetat 0,75 2,75 xenlulozơ điaxetat nxl triaxetat nxl điaxetat 0,25 0,75 =3 = 0,25 Vậy % theo khối lượng xenlulozơ triaxetat 3.288 100(%) = 77,84% 1.246 + 3.288 ⇒ % theo khối lượng xenlulozơ điaxetat = 22,16% Cách Phương pháp số học: 4.1 Giả sử 11,1 gam este có xenlulozơ triaxetat: Khi đó: naxit = 3n.neste = 11,1 3n = 0,115625 288n ⇒ Số mol axit nhiều thực tế 0,005625mol Mặt khác gam xenlulozơ điaxetat thay gam xenlulozơ triaxetat số mol axit tăng lên lượng 1 − = mol 288 246 1312 Vậy phép giả sử thay lượng xenlulozơ điaxetat xenlulozơ triaxetat là: 0,005625: = 2,46g 1312 2,46 Vậy % theo khối lượng xenlulozơ điaxetat là: 11,1 100(%) = 22,16% % theo khối lượng xenlulozơ triaxetat 77,84% 4.2 Giả sử 0,11 mol CH3COOH phản ứng (1) tạo ra: [C6H7O2(OH)3]n+ 2n(CH3CO)2O → [C6H7O2(OOCCH3)2(OH)]n + 2nCH3COOH (1) [C6H7O2(OH)3]n + 3n(CH3CO)2O → [C6H7O2(OOCCH3)3]n + 3nCH3COOH Khi meste = (2) 0,11.246 = 13,53g lớn so với thực tế 2,43 g Nếu thay mol CH3COOH tạo phản ứng (1) tạo xenlulozơ phản ứng (2) tạo khối lượng este giảm: lượng 246 288 − = 27g Vậy phép giả sử chuyển lượng CH 3COOH từ phản ứng (1) sang phản ứng 2,43 : 27 = 0,09 mol Vậy khối lượng xenlulozơ triaxetat hỗn hợp là: 0,09.288 = 8,64g 8,64 Vậy % theo khối lượng xenlulozơ triaxetat là: 11,1 100(%) = 77,84% % theo khối lượng xenlulozơ triaxetat 22,16% P 6: Bài tập chương amin, aminoaxit, protein Bài tập: α-aminoaxit X chứa nhóm -NH2 Cho 10,3 gam X tác dụng với axit HCl (dư), thu 13,95 gam muối khan Công thức cấu tạo thu gọn X A H2NCH2COOH B H2NCH2CH2COOH C CH3CH(NH2)COOH D.CH3CH2CH(NH2)COOH Lời giải: Cách Phương pháp đại số: Đặt công thức phân tử X H2N-R-(COOH)x Phương trình hóa học phản ứng: H2N-R(COOH)n + HCl → ClH3N-R(COOH)n Đặt số mol X x ⇒ số mol muối = x Từ ta có: 10,3 13,95 ⇒ R = 87 – 45n = R + 16 + 45n R + 52,5+ 45n n R 42 (C3H6) -3 (loại) Mặt khác, X α-amimoaxit nên công thu gọn X CH3CH(CH3)COOH (Đáp án C) Cách Phương pháp bảo toàn khối lượng: Áp dụng bảo toàn khối lượng cho phản ứng ta có: mHCl = mmuèi − mX = 13,95− 10,3 = 3,65g ⇒ nX = nHCl = 0,1mol ⇒ M X = R + 16 + 45n = 10,3 = 103 0,1 ⇒ R = 87 – 45n n R 42 (C3H6) -3 (loại) Mặt khác, X α-amimoaxit nên công thu gọn X CH3CH(CH3)COOH (Đáp án C) Cách Phương pháp tăng giảm khối lượng: Do X chứa nhóm NH2 ⇒ mol X phản ứng với HCl khối lượng tăng 36,5g Theo ∆m tăng = 13,95 – 10,3 = 3,65g ⇒ nX = 3,65 10,3 = 0,1mol ⇒ M X = R + 16 + 45n = = 103 ⇒ R = 87 – 45n 36,5 0,1 n R 42 (C3H6) -3 (loại) Mặt khác, X α-amimoaxit nên công thu gọn X CH3CH(CH3)COOH (Đáp án C) Cách Phân tích phương án lựa chọn: Nhìn vào phương án lựa chọn ta thấy: - Loại B α-aminoaxit - Các phương án lựa chọn có nhóm –COOH nên gọi CTPT X H2N-R-COOH Đến áp dụng phương pháp đại số, bảo toàn khối lượng tăng giảm khối lượng để tìm R VD: Áp dụng bảo tồn khối lượng ta có: ⇒ nX = nHCl = 13,95− 10,3 10,3 = 0,1mol ⇒ M X = R + 61= = 103 ⇒ R = 42 (C3H6) 36,5 0,1 ⇒ Đáp án C Phương pháp khơng khắc sâu chất hóa học lại có tác dụng rèn tư quan sát giúp giải nhanh số tốn xác định cơng thức phân tử hình thức thi trắc nghiệm nhiều lựa chọn với phương án – hình thức thi sử dụng kì thi THPT Quốc Gia ...Trêng THPT Nghi Léc Trêng THPT Nghi Léc S¸ng kiÕn kinh nghiƯm “XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HÓA HỌC HỮU CƠ CÓ NHIỀU CÁCH GIẢI ĐỂ PHÁT TRIỂN TƯ DUY CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC HÓA HC TRNG THPT Lnh... lí chọn đề tài: ? ?Xây dựng hệ thống tập hóa học hữu có nhiều cách giải để phát triển tư cho học sinh dạy học hóa học trường THPT? ?? với mong muốn góp phần đổi phương pháp dạy học nhằm nâng cao chất... cách giải sâu sắc hơn, sau số tập định giáo viên gợi mở cho học sinh số vấn đề phát triển tập, hướng phát triển có tập mà học sinh tự tìm cách giải 1.3.6 Quan hệ tập hóa học phát triển tư cho học