(Sáng kiến kinh nghiệm) phương pháp giải nhanh dạng bài tập este đặc biệt và muối amoni của amin

MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM .3 2.1 Tình hình thực tế biện pháp thực 2.1.1 Tình hình thực tế trước thực đề tài .3 2.1.2 Biện pháp thực đề tài 2.2 Nội dung 2.2.1 Este phenol .3 2.2.2 Este vòng .12 2.2.3 Muối amoni 14 2.2.4 Cơ sở thực nghiệm .20 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 22 3.1.Kết luận 22 3.2 Đề xuất, kiến nghị 22 PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài - Hóa học mơn học có nhiều ứng dụng đời sống Trong trường phổ thơng Hóa học mơn học áp dụng vào kỳ thi chương trình phổ thơng Từ năm 2015 đến Bộ Giáo Dục Đào Tạo áp dụng kỳ thi THPT Quốc Gia để xét tốt nghiệp xét vào Đại học-Cao Đẳng-THCN, thành tựu năm 2015, 2016 mà kì thi để lại ấn tượng định nhân dân giáo viên, học sinh, phụ huynh tồn xã hội hưởng ứng tích cực trở thành kì thi quan trọng học sinh THPT Trong năm 2017 Bộ Giáo Dục tiếp tục sử dụng kì thi THPT quốc gia với mục đích thời gian làm môn thi tổ hợp rút ngắn lại (từ 90 phút với 50 câu hỏi m ơn xuống cịn 50 phút với 40 câu hỏi) Để giải số lượng câu hỏi học sinh đòi hỏi phải có kỹ mà em học hóa học từ lớp năm lớp 8, em học hời hợt cảm thấy khó khăn học hóa, khó hiểu sợ học hóa học đặc biệt hóa học hữu - Kể từ năm 2007, Bộ Giáo Dục Đào Tạo chuyển cấu trúc thi tuyển sinh đại học-cao đẳng, THPT Quốc Gia mơn hố học từ tự luận sang trắc nghiệm khách quan nhiều lựa chọn 100% Điều đồng nghĩa thời gian ngắn, học sinh phải thật bình tĩnh để lựa chọn phương án trả lời tối ưu Nắm bắt điều đó, giảng viên đại học, cao đẳng, chuyên gia nhà giáo có nhiều kinh nghiệm xuất nhiều sách tài liệu tham khảo phương pháp giải nhanh trắc nghiệm, nhiên cập nhật thi cử năm trở lại chúng tơi thấy có nhiều câu hỏi vận dụng, vận dụng cao cao mới- lạ, học sinh chưa hiểu thấu đáo khơng thể giải kể số giáo viên mà tài liệu tham khảo chưa kịp cập nhật - Nắm bắt điều thơng qua đề thi đề THPT quốc gia năm 2015, 2016 đề tham khảo lần 1,2,3 năm 2017 chúng tơi nhận thấy đề thi phần vận dụng có nhiều tập hữu hay khó khơng nắm chất gần khơng giải giải lâu, để giúp học sinh có cách giải nhanh, hay mạnh dạn viết SKKN “Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin” - Trong đề tài chúng tơi đưa bốn phần este phenol, este vòng, muối amoni amin thực nghiệm sư phạm áp dụng 1.2 Mục đích nghiên cứu Đề tài nghiên cứu để giúp học sinh lớp 12 ôn thi THPT quốc gia mơn Hóa học tốt hơn, hiệu giúp bạn đồng nghiệp ơn thi có hệ thống, hiệu nâng cao chất lượng dạy học mơn Hóa học trường phổ thông Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin – HVT -HH4-Trang 1.3 Đối tượng nghiên cứu Sáng kiến kinh nghiệm nghiên cứu phần Hóa học hữu lớp 12THPT tổng kết kĩ giải tập este-muối amin phán đốn tình đặt thực tiễn 1.4 Phương pháp nghiên cứu Đề tài nghiên cứu chủ yếu phương pháp nghiên cứu xây dựng sở lý thuyết tổng quát để suy vấn đề cụ thể Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin – HVT -HH4-Trang PHẦN NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Tình hình thực tế biện pháp thực 2.1.1 Tình hình thực tế trước thực đề tài - Qua 10 năm giảng dạy trường phổ thông nhiều năm nghiên cứu, nhận thấy nhiều học sinh làm tập este đặc biệt muối amoni thường hay lúng túng-khúc mắc Điều đó, nhiều thời gian làm không làm kết este muối amoni amin học lớp 12 chương trình ơn thi - Thực tế học sinh không nhận biết este đặc biệt muối amoni amin nên giải tập khó khăn - Vì để nâng cao hiệu giải tập giải nhanh tập este đặc biệt muối amoni amin phục vụ thi THPT Quốc Gia thi học sinh giỏi tỉnh chọn đề tài “Phương pháp giải nhanh tập este đặc biệt muối amoni amin” nhằm đưa học sinh tới hiểu thấu đáo giải vấn đề tốt 2.1.2 Biện pháp thực đề tài 2.1.2.1 Những kiến thức cần trang bị - Nắm vững phản ứng thủy phân este, tính chất muối amoni - Viết cơng thức cấu tạo este, muối amoni - Viết phương trình thủy phân este, muối amoni tác dụng với kiềm - Xử lí kiện tốn: số mol, khối lượng, 2.1.2.2 Những điểm cần lưu ý - Phản ứng chung este, muối amoni - Phỏng đốn cơng thức viết phương trình từ kiện đề 2.2 Nội dung 2.2.1 Este phenol 2.2.1.1 Phương pháp giải Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin – HVT -HH4-Trang Khi thủy phân este môi trường kiềm (phản ứng xà phịng hóa) phản ứng xảy tổng quát: -COO- + NaOH(KOH)  -COONa(KOH) + -OH Từ phương trình ta thấy số mol NaOH (KOH) phản ứng = số mol nhóm COO nên biết tỉ lệ phản ứng ta suy số nhóm chức –COO- Tỉ lệ mol 1: este đơn chức - Tỉ lệ mol 1: este chức - Tỉ lệ mol 1: este chức Tuy nhiên thực tế giải tập este ta thấy có bất thường phải hướng dẫn học sinh nghĩ đến chắn có este phenol, ta đặt tình để học sinh giải vấn đề: - Este đơn chức mà phản ứng với NaOH(KOH) theo tỉ lệ mol 1:2 phải este đơn chức phenol - Este hai chức phản ứng với NaOH(KOH) theo tỉ lệ mol 1:3 phải este hai chức có nhóm chức gắn với vịng benzen (của phenol) Ví dụ: Cho hỗn hợp este đơn chức tác dụng với NaOH mà số mol NaOH > số mol este este có este phenol,… 2.2.1.2 Các ví dụ Ví dụ [8]: Cho 3,05 gam phenylfomat vào 600 ml dung dịch NaOH 0,1M Sau phản ứng hồn tồn, cạn dung dịch thu m gam rắn khan Giá trị m là: A 4,6 PTHH: B 5,2 HCOOC6H5 3,05 =0,025 122 + C 5,0 D 3,1 Hướng dẫn giải 2NaOH ⃗ HCOONa + C6H5ONa + H2O 0,06 0,025 mol BTKL mchất rắn = 3,05 + 0,06.40 – 0,025.18 = 5,0 gam chọn C Ví dụ [8]: Đun nóng 14,64 gam este X (C7H6O2) cần dùng 120 gam dung dịch NaOH 8% Cô cạn dung dịch thu lượng muối khan A 22,08 gam B 28,08 gam C 24,24 gam D 25,82 gam Hướng dẫn giải: 120 =0,24 Ta có: neste X = 0,12 mol; nNaOH = 100 40 mol Vì nNaOH = 2neste X nên X este phenol: HCOOC6H5 PTHH: HCOOC6H5 + 2NaOH ⃗ HCOONa + C6H5ONa + H2O Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin – HVT -HH4-Trang 0,12 0,24 0,12 BTKL mchất rắn = 14,64 + 0,24.40 – 0,12.18 = 22,08 gam chọn A 2.2.1.3 Các ví dụ nâng cao Ví dụ (Trích đề thực nghiệm 2017-Bộ GD) [5] Hỗn hợp E gồm hai este đơn chức, đồng phân cấu tạo chứa vòng benzen Đốt cháy hoàn toàn m gam E cần vừa đủ 8,064 lít khí O2 (đktc), thu 14,08 gam CO2 2,88 gam H2O Mặt khác, cho m gam E phản ứng tối đa với dung dịch chứa 2,4 gam NaOH, thu dung dịch T chứa hai muối Khối lượng muối axit cacboxylic T A 1,64 gam B 2,72 gam C 3,28 gam D 2,46 gam Hướng dẫn giải: Ta có: nCO2 = 0,32 mol; nH2O = 0,16 mol; nO2 = 0,36 mol Bảo toàn nguyên tố O: nO(E) = 0,08 mol  C:H:O=0,32:0,32:0,08 = 4:4:1  C8H8O2(0,04 mol); số mol NaOH=0,06 mol thủy phân E cho muối nên E HCOOC6H4CH3 HCOOCH2-C6H5 Dễ tính este có số mol = = 0,02 mol  m=0,04.68=2,72 gamchọn B Ví dụ (Trích đề đại học khối A-2013)[4] Hợp chất X có thành phần gồm C, H, O, chứa vịng benzen Cho 6,9 gam X vào 360 ml dung dịch NaOH 0,5M (dư 20% so với lượng cần phản ứng) đến phản ứng hoàn toàn, thu dung dịch Y Cô cạn Y thu m gam chất rắn khan Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn 6,9 gam X cần vừa đủ 7,84 lít O2 (đktc), thu 15,4 gam CO2 Biết X có cơng thức phân tử trùng với cơng thức đơn giản Giá trị m A. 12,3        B. 11,1            C. 11,4            D. 13,2 Hướng dẫn giải: n H O= 6,9+0,35 32−0,35 44 18 = 0,15 Ta có: nCO2 = 0,35 mol, nO2 = 0,35 mol BTKL: mol BT nguyên tố O: nO(X) = 0,15 mol  C:H:O = 0,35: 0,3: 0,15 = 7:6:3 nên CTPT X 100 C7H6O3 Ta có nNaOH = 0,18 mol  nNaOHphản ứng = 0,18 120 = 0,15 mol = 3nX nên X este phenol có OH gắn với vịng benzen: HCOOC6H4OH HCOOC6H4OH + 3NaOH ⃗ HCOONa + C6H4(ONa)2 + PTHH: 2H2O 0,05 0,18 0,1 mol Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin – HVT -HH4-Trang BTKL: mchất rắn = 6,9 + 0,18.40 – 0,1.18 = 12,3 gam  chọn A Ví dụ (Trích đề khối B-2011) [4] Khi cho 0,15 mol este đơn chức X tác dụng với dung dịch NaOH (dư), sau phản ứng kết thúc lượng NaOH phản ứng 12 gam tổng khối lượng sản phẩm hữu thu 29,7 gam Số đồng phân cấu tạo X thoả mãn tính chất là  A 5.  B 2.  C 4.  D Vì nNaOH = 0,3 mol = 2nX nên X este đơn chức phenol Gọi công thức X RCOOC6H5, ta có PTHH: RCOOC6H5 + 2NaOH ⃗ RCOONa + C6H5ONa + H2O 0,15 0,3 0,15 0,15 mol msản phẩm hữu = 0,15 (R + 67) + 0,15.116 = 29,7  R= 15 (CH3) Ta có: Cơng thức X CH3-COO-C6H5, đồng phân khác thỏa mãn HCOO-C6H4-CH3 (o, m, p) nên có đồng phân cấu tạo thỏa mãnchọn C Ví dụ (Trích đề thi THPT quốc gia trường THPT chuyên Hùng Vương Phú Thọ lần 2-2016) [6] Cho 2,76 gam chất hữu X gồm C, H, O tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ sau chưng khơ phần có nước cịn lại muối Na có khối lượng 4,44 gam Nung nóng muối oxi dư, phản ứng hồn tồn thu 2,464 lít CO2 (đktc); 3,18 gam Na2CO3 0,9 gam H2O Biết công thức phân tử X trùng với công thức đơn giản Cho 2,76 gam X tác dung với 80 ml dung dịch KOH 1M, cô cạn dung dịch thu m gam chất rắn, m có giá trị A 6,88 B 6,52 C 7,24 D 6,16 Hướng dẫn giải: Ta có: nNa2CO3 = 0,03 mol; nCO2 = 0,11 mol; nH2O = 0,05 mol Sơ đồ toán: X: 2,76 gam + NaOH: 0,06 mol 4,44 gammuèi + H2O: 0,04 mol Na2CO3: 0,03 mol § èt CO2: 0,11 mol H2O: 0,05 mol Từ suy ra: nC(X) = 0,14 mol; nH(X) = 0,05.2+0,04.2-0,06.1 = 0,12 mol 2,76−0,14 12−0,12 =0,06 nO(X) = 16 mol C:H:O = 0,14:0,12:0,06 = 7:6:3  nX= 0,02 mol nên X este phenol có nhóm OH gắn với vịng benzen: HCOO-C6H4-OH PTHH: HCOOC6H4OH + 3KOH ⃗ HCOOK + C6H4(OK)2 + 2H2O 0,02 0,08 0,04 mol Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin – HVT -HH4-Trang BTKL: mchất rắn = 2,76 + 0,08.56 – 0,04.18 = 6,52 gam  chọn A Ví dụ (Trích đề thi THPT Quốc Gia năm 2016-Bộ giáo dục) [5] Hợp chất hữu X (chứa C, H,O) chỉ có loại nhóm chức. Cho 0,15 mol X phản ứng vừa đủ với 180 gam dung dịch NaOH, thu dung dịch Y Làm bay Y, chỉ thu được164,7gam hơi nước 44,4 gam hỗn hợp chất rắn khan Z Đốt cháy hoàn toàn Z, thu 23,85 gam Na2CO3; 56,1 gam CO2 14,85 gam H2O. Mặt khác, Z phản ứng với dung dịch H2SO4 loãng (dư), thu hai axit cacboxylic đơn chức hợp chất T (chứa C, H, O MT số mol hỗn hợp > 124 = 0,332  số mol KOH phản ứng = 2.số mol hỗn hợp < số mol KOH ban đầu = 0,8  KOH dư 2x  y  0,5  x  0,15    124x  113y  41,  y  0,  m = 138.0,15 + 158.0,2 + 0,1.56 = 57,9 (gam) chọn A Ví dụ [6].Hỗn hợp X gồm chất có công thức phân tử C 2H7O3N C2H10O3N2 Khi cho chất X tác dụng với dung dịch HCl dung dịch NaOH dư đun nóng nhẹ có khí Lấy 0,1 mol X cho vào dung dịch chứa 0,25 mol KOH Sau phản ứng cô cạn dung dịch chất rắn Y, nung nóng Y đến khối lượng không đổi m gam chất rắn Giá trị m A 16,60 B 16,90 C 18,85 D 17,25 Hướng dẫn giải: Ta có: C2H7O3N: CH3NH3HCO3 C2H10O3N2: CH3NH3OCOONH4  C H O3 N KOH:0,25mol  K CO3 :0,1mol 0,1mol    C H O N KOH :0, 25  0,1.2  0, 05 mol  10 m  0,1.138  0,05.56 16, 60 (gam) 2.2.4 Cơ sở thực nghiệm Sáng kiến kinh nghiệm thử nghiệm áp dụng đối giảng dạy từ năm học 2013-2014 học sinh lớp 12 học sinh ôn thi THPT quốc gia Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin – HVT -HH4-Trang 20 trường THPT Hoằng Hóa 4, đạt chất lượng khả quan thi học sinh giỏi thi đại học, THPT quốc gia Kết áp dụng lớp 12 ôn thi năm học 2013-2014: - Thi học sinh giỏi tỉnh casio văn hóa đạt 80% đó: casio: ba, khuyến khích cịn văn hóa nhì, ba, khuyến khích đặc biệt có học sinh đạt giải ba quốc gia văn hóa mơn Hóa hoc - Thi đại học đạt kết tốt: thủ khoa (1 học viện tài chính, học viện hậu cần công an nhân dân), 20 em điểm từ trở lên có em đạt 9,8 điểm trung bình mơn hóa trường chúng tơi xếp thứ toàn tỉnh sau Lam Sơn, Hàm Rồng, Quẩng Xương Kết áp dụng lớp 12 ôn thi năm học 2015-2016: Có em đạt giải văn hóa học sinh giỏi mơn Hóa (2 ba, 1KK) Thi THPT quốc gia mơn Hóa học có em đạt 9,8; em đạt 9,6 điểm trung bình lớp 12B5 đạt 7,81 mơn Hóa học Hiện chúng tơi đưa vào áp dụng lớp 12A1, 12A2, 12A3 năm học 2016-2017 kết thu sau: Có 10 học sinh đạt giải HSG cấp tỉnh: 5/5 em đạt giải casio máy tính cầm tay (2 nhì, KK), 5/5 em đạt giải văn hóa (1 nhất, ba, 3KK) Chúng khảo sát làm đối chứng thực nghiệm sư phạm nhận thấy kết sau: %Số học sinh giải tập tốt phần este, muối amoni % Số học sinh không giải tốt 12A1 98% 12A2 95% 12A3 90% 12A4 76% 12A5 30% 2% 5% 10% 24% 70% Trong bảng lớp 12A1, 12A2, 12A3 lớp mà chúng tơi triển khai đề tài, cịn lớp 12A4, 12A5 lớp mà không áp dụng để so sánh Từ bảng phân tích ta thấy học sinh học dạng toán este đặc biệt muối amoni theo chúng tơi trình bày kết nắm tốt hơn, phát vấn đề nhanh hơn, hầu hết làm tốt tập phần este muối amoni Chúng nhận thấy cho este muối amoni hữu học sinh áp dụng nhanh với trắc nghiệm có em cần 30 giây có kết Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin – HVT -HH4-Trang 21 PHẦN KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 3.1.Kết luận Sáng kiến kinh nghiệm đề tài khó chúng tơi cố gắng đưa phương pháp nhận diện giải nhanh ngắn gọn áp dụng cách linh hoạt mà gần học sinh hiểu học 3.2 Đề xuất, kiến nghị - Từ kết thực nghiệm sư phạm ta thấy hiệu sáng kiến “Phương pháp giải nhanh tập este đặc biệt muối amoni” sử dụng để ôn luyện thi THPT quốc gia, thi học sinh giỏi cấp trường, cấp tỉnh - Hi vọng với phần kiến thức kinh nghiệm nhỏ bé góp phần nâng cao chất lượng dạy học hố học trường phổ thơng Rất mong góp ý bạn đồng nghiệp em học sinh để lần sau có kinh nghiệm quý báu - Với thời gian ngắn ngủi trình độ có hạn chúng tơi mong thầy, đồng nghiệp góp ý kiến chuyên đề phát triển sang chuyên Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin – HVT -HH4-Trang 22 đề để học trị chun Hố ngày có nhiều tài liệu học tập cách hệ thống XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh hóa, ngày 30 tháng năm 2017 Tôi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác Tác giả Hoàng Văn Tùng Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin – HVT -HH4-Trang 23 ... chung este, muối amoni - Phỏng đốn cơng thức viết phương trình từ kiện đề 2.2 Nội dung 2.2.1 Este phenol 2.2.1.1 Phương pháp giải Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin. .. este đặc biệt muối amoni amin nên giải tập khó khăn - Vì để nâng cao hiệu giải tập giải nhanh tập este đặc biệt muối amoni amin phục vụ thi THPT Quốc Gia thi học sinh giỏi tỉnh chọn đề tài ? ?Phương. .. có nhiều tập hữu hay khó khơng nắm chất gần khơng giải giải lâu, để giúp học sinh có cách giải nhanh, hay mạnh dạn viết SKKN ? ?Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin? ?? - Trong