Xây dựng các dạng bài tập hiđrocacbon dùng học sinh giỏi hoá học trung học phổ thông

Luận văn thạc sĩ giáo dục học Lê Thị Hơng 1 Bộ giáo dục và đào tạo Trờng đại học vinh ------------ Lê Thị Hơng Xây dựng các Dạng bài tập hiđrocacbon dùng bồi dỡng học sinh giỏi hoá học Trung học phổ thông Chuyên ngành: Lý luận và phơng pháp dạy học hoá học Mã số: 60.14.10 Luận văn thạc sĩ giáo dục học Ngời hớng dẫn khoa học: TS. Cao Cự Giác Vinh - 2009 Luận văn thạc sĩ giáo dục học Lời cảm ơn Để hoàn thành luận văn này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: - TS. Cao Cự Giác đã giao đề tài, tận tình hớng dẫn khoa học và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho việc nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. - Các thầy giáo: PGS. TS. Hoàng Văn Lựu; PGS. TS. Nguyễn Điểu cùng các thầy giáo, cô giáo tổ Phơng pháp giảng dạy khoa Hoá đã đọc và góp nhiều ý kiến quí báu để giúp tôi hoàn thành luận văn này. - Ban giám hiệu và giáo viên Trờng THPT Huỳnh Thúc Kháng; THPT Lê Viết Thuật; THPT Hoàng Mai; THPT Quỳnh Lu III đã giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực nghiệm s phạm. - Tôi cũng xin cảm ơn tất cả những ngời thân trong gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn này. Vinh, tháng 12 năm 2009 Tác giả Lê Thị Hơng 2 Luận văn thạc sĩ giáo dục học Mục lục Mở đầu .1 1. Lý do chọn đề tài 1 2. Mục đích nghiên cứu 2 3. Nhiệm vụ của đề tài 3 4. Giả thuyết khoa học .3 5. Khách thể và đối tợng nghiên cứu 3 6. Phơng pháp nghiên cứu 3 7. Những đóng góp của đề tài 4 Chơng 1. Cơ sở lý luận và thực tiễn .5 1.1. Một số vấn đề về dạy học hiện nay 5 1.2. Bài tập hoá hoc .6 1.2.1. Khái niệm về bài tập hoá học .6 1.2.2. ý nghĩa, tác dạng của bài tập hoá học .7 1.3. Một số biện pháp phát hiện và bồi dỡng học sinh giỏi 8 1.3.1. Quan niệm về học sinh giỏi 8 1.3.2. Tầm quan trọng của việc bồi dỡng học sinh giỏi .9 1.3.3. Một số biện pháp phát hiện HSG hoá học ở trờng THPT 10 1.3.4. Một số biện pháp bồi dỡng HSG hoá học ở bậc THPT 11 1.4. Thực trạng việc bồi dỡng HSG hoá học ở bậc THPT hiện nay 12 1.4.1. Thuận lợi 12 1.4.2. Khó khăn 13 1.5. Vị trí và tầm quan trọng của phần hiđrocacbon trong chơng trình hoá học phổ thông 14 Tiểu kết chơng 1 .17 Chơng 2. Xây dựng các dạng bài tập hiđrocacbon dùng bồi dỡng HSG THPT .18 2.1. Bài tập về cấu trúc hiđrocacbon .18 2.1.1. Kiến thức nâng cao .18 2.1.2. Phân tích bài tập .28 2.1.3. Bài tập đề xuất 33 Lê Thị Hơng 3 Luận văn thạc sĩ giáo dục học 2.2. Bài tập về tính chất vật lý .37 2.2.1. Kiến thức nâng cao .37 2.2.2. Phân tích bài tập .40 2.2.3. Bài tập đề xuất 42 2.3. Bài tập về phản ứng thế 44 2.3.1. Kiến thức nâng cao .44 2.3.2. Phân tích bài tập .53 2.3.3. Bài tập đề xuất 57 2.4. Bài tập về phản ứng cộng .59 2.4.1. Kiến thức nâng cao .59 2.4.2. Phân tích bài tập .68 2.4.3. Bài tập đề xuất 72 2.5. Bài tập về phản ứng crăcking, tách hiđro .75 2.5.1. Kiến thức nâng cao .75 2.5.2. Phân tích bài tập .78 2.5.3. Bài tập đề xuất 80 2.6. Bài tập về phản ứng oxi hoá .80 2.6.1. Kiến thức nâng cao .80 2.6.2. Phân tích bài tập .85 2.6.3. Bài tập đề xuất 90 2.7. Bài tập tổng hợp, điều chế hiđrocacbon .94 2.7.1. Kiến thức nâng cao .94 2.7.2. Phân tích bài tập .100 2.7.3. Bài tập đề xuất 104 2.8. Bài tập nhận biết, tách, tinh chế hiđrocacbon 107 2.8.1. Kiến thức nâng cao .107 2.8.2. Phân tích bài tập .108 2.8.3. Bài tập đề xuất 111 2.9. Bài tập tổng hợp .112 2.9.1. Yêu cầu chung 112 2.9.2. Phân tích bài tập .112 2.9.3. Bài tập đề xuất 115 Lê Thị Hơng 4 Luận văn thạc sĩ giáo dục học Tiểu kết chơng 2 .120 Chơng 3. Thực nghiệm s phạm .122 3.1. Mục đích thực nghiệm s phạm .122 3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm s phạm 122 3.3. Chọn đối tợng và địa bàn thực nghiệm s phạm 122 3.4. Phơng pháp thực nghiệm s phạm .123 3.4.1. Tiến hành thực nghiệm s phạm 124 3.4.2. Tiến hành kiểm tra và xử lý kết quả thực nghiệm 124 3.5. Kết quả thực nghiệm s phạm và đánh giá 126 3.5.1. Xử lý kết quả thực nghiệm s phạm 126 3.5.2. Kết quả thực nghiệm s phạm 129 Tiểu kết chơng 3 .130 Kết luận .131 1. Kết luận 131 2. Một số đề nghị 132 3. Hớng phát triển của đề tài 132 Tài liệu tham khảo 133 Phụ lục 1: Sơ lợc lời giải và đáp số bài tập đề xuất 136 Phụ lục 2: Đề thi và đáp án các bài kiểm tra 196 Phụ lục 3: Giáo án minh hoạ chuyên đề Cấu trúc phân tử hiđrocacbon .206 Lê Thị Hơng 5 Luận văn thạc sĩ giáo dục học Những ký hiệu, chữ viết tắt dùng trong luận văn 1. BT : bài tập 2. BTHH : bài tập hoá học 3. CTPT : công thức phân tử 4. CTTQ : công thức tổng quát 5. CTTN : công thức thực nghiệm 6. CTN : công thức nguyên 7. D-A : Diel- Ander 8. ĐC : đối chứng 9. ĐHQG : đại học quốc gia 10. ĐLBTNT : định luật bảo toàn nguyên tử 11. GD-ĐT : Giáo dục và đào tạo 12. GV : giáo viên 13. HĐRCB : hiđrocacbon 14. hc : hợp chất 15. HS : học sinh 16. HSG : học sinh giỏi 17. HSG TP : học sinh giỏi thành phố 18. l.k : liên kết 19. ng.tử : nguyên tử 20. ng.tố : nguyên tố 21. NXB : nhà xuất bản 22. PTN : phòng thí nghiệm 23. PVC : polivinyl clorua 24. SGK : sách giáo khoa 25. s.f : sản phẩm 26. SFC : sản phẩm chính 27. SFP : sản phẩm phụ 28. THPT : trung học phổ thông Lê Thị Hơng 6 Luận văn thạc sĩ giáo dục học 29. t/c : tính chất 30. TĐ : tơng đơng 31. TN : thực nghiệm 32. t nc : nhiệt độ nóng chảy 33. t s : nhiệt độ sôi 34. TNSP : thực nghiệm s phạm 35. PP : phơng pháp 36. PPDH : phơng pháp dạy học 37. n : số mol 38. n hh : số mol hỗn hợp 39. n đ : số mol lúc đầu 40. n s : số mol sau 41. xt : xúc tác Lê Thị Hơng 7 Luận văn thạc sĩ giáo dục học Mở đầu 1. Lý do chọn đề tài Từ ngàn xa, câu nói: Hiền tài là nguyên khí của quốc gia đã đợc khắc trên bia đá Văn Miếu Quốc Tử Giám, thể hiện sự coi trọng nhân tài đối với sự nghiệp phát triển của đất nớc. Ngày nay, cùng với sự phát triển nh vũ bão của khoa học kỹ thuật, sự bùng nổ của công nghệ cao, câu nói đó vẫn giữ nguyên giá trị. Việc phát hiện và bồi dỡng nhân tài còn cấp thiết hơn bao giờ hết khi mà nền kinh tế tri thức đang bùng nổ trên toàn thế giới. Để đáp ứng yêu cầu phát triển của đất nớc, đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ IX của Đảng cộng sản Việt Nam đã khẳng định: Phát triển giáo dục- đào tạo là một trong những động lực quan trọng thúc đẩy sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá; là điều kiện phát huy nguồn lực con ngời, yếu tố cơ bản để phát triển xã hội, tăng trởng kinh tế nhanh và bền vững [35]. Để quán triệt những quan điểm trên của Đảng, bên cạnh nhiệm vụ đào tạo toàn diện cho thế hệ trẻ, nghành giáo giục và đào tạo còn có nhiệm vụ hết sức quan trọng đó là phát hiện và bồi dỡng những học sinh có năng khiếu về các môn học ở bậc phổ thông, nhằm đào tạo các em trở thành những nhân tài tơng lai của đất nớc. Nhiệm vụ này phải đợc thực hiện thờng xuyên trong quá trình dạy học, qua các kỳ thi chọn và bồi dỡng học sinh giỏi các cấp [20]. Hơn nữa, số lợng, chất lợng học sinh giỏi là một trong những mặt để khẳng định uy tín của giáo viên và vị thế của nhà trờng. Cho nên, công tác phát hiện và bồi dỡng học sinh giỏi luôn đợc nhà trờng cũng nh bản thân mỗi giáo viên quan tâm chú trọng. Việc tổng kết, đúc rút kinh nghiệm bồi dỡng học sinh giỏi là rất cần thiết và mang tính thiết thực, góp phần nâng cao chất lợng giáo dục. Hoá học hữu cơ - khoa học về hơn 18 triệu chất của cacbon, là môn học ở những lớp cuối bậc phổ thông trung học và trung học cơ sở. Trong đó, phần hiđrocacbon đợc nghiên cứu ngay sau phần đại cơng về hoá học hữu cơ nên nội dung kiến thc về hiđrocacbon có ý nghĩa nhận thức và giáo dục to lớn. Nghiên cứu các loại hiđrocacbon cụ thể, có sự vận dụng, phát triển, mở rộng kiến thức Lê Thị Hơng 8 Luận văn thạc sĩ giáo dục học cho phần hoá đại cơng. Đồng thời, đây là cơ sở để hình thành các quy luật nghiên cứu các hợp chất dẫn xuất của hiđrocacbon và phơng pháp học tập hoá học hữu cơ cho học sinh. Việc nắm vững và đi sâu vào nghiên cứu các kiến thức về hiđrocacbon cũng nh vận dụng giải các dạng bài tập trong phần này là cơ sở ban đầu cho việc nghiên cứu về hoá học hữu cơ. So với chơng trình cũ, chơng trình mới phần hiđrocacbon có yêu cầu cao hơn về cả số lợng kiến thức lẫn nội dung, bố cục kiến thức. Ví dụ: - Chơng trình có bổ sung thêm khái niệm tecpen, phần cao su trong ch- ơng trình cũ đợc chuyển lên chơng trình lớp 12 (polime), phần hiđrocacbon thơm có nghiên cứu thêm hai loại hợp chất thơm là stiren và naphtalen. - Các nội dung kiến thức về từng loại hiđrocacbon có đi sâu hơn về cơ chế, điều kiện và chiều hớng phản ứng. Trong những năm đầu tiên dạy học theo chơng trình này cả giáo viên và học sinh gặp không ít khó khăn, đặc biệt là đối với công tác bồi dỡng học sinh giỏi. Thực tiễn đó đòi hỏi cấp thiết phải xây dựng đợc một hệ thống các dạng bài tập hoá học thích hợp cho việc bồi dỡng học sinh giỏi ở bậc THPT. Vấn đề này đã đợc nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu, nhng cha có nhiều công trình khoa học xây dựng các dạng bài tập cho từng mảng hoá học cụ thể, đặc biệt là xây dựng các dạng bài tập phần hiđrocacbon. Xuất phát từ thực thế đó, chúng tôi chọn nghiên cứu đề tài Xây dựng các dạng bài tập hiđrocacbon dùng bồi dỡng học sinh giỏi hoá học THPT với mong muốn đây sẽ là một tài liệu tham khảo có ích cho bản thân và đồng nghiệp trong việc thực hiện nhiệm vụ bồi dỡng HSG và giúp các em học sinh đạt đợc ớc mơ của mình. 2. Mục đích nghiên cứu Xây dựng các dạng bài tập cơ bản, nâng cao phần hiđrocacbon để bồi d- ỡng học sinh giỏi hoá ở bậc THPT. 3. Nhiệm vụ của đề tài 1. Nghiên cứu cơ sở lý luận có liên quan đến đề tài. Lê Thị Hơng 9 Luận văn thạc sĩ giáo dục học 2. Nghiên cứu chơng trình hoá học phổ thông ban khoa học tự nhiên, ch- ơng trình chuyên hoá học, phân tích các đề thi HSG cấp tỉnh, cấp quốc gia và đi sâu vào nội dung phần hiđrocacbon. Căn cứ vào đó xác định: - Hệ thống kiến thức cần phát triển mở rộng. - Các dạng bài tập cần chú trọng xây dựng. 3. Lựa chọn, xây dựng hệ thống các dạng bài tập hoá học phần hiđrocacbon nhằm bồi dỡng HSG. 4. Thực nghiệm s phạm nhằm đánh giá hiệu quả của hệ thống các dạng bài tập. 4. Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng đợc hệ thống các dạng bài tập phần hiđrocacbon phù hợp để bồi dỡng học sinh giỏi thì sẽ nâng cao đợc hiệu quả quá trình bồi dỡng HSG hoá ở bậc phổ thông. 5. Khách thể và đối tợng nghiên cứu 5.1. Khách thể nghiên cứu: Công tác bồi dỡng học sinh giỏi ở trờngTHPT. 5.2. Đối tợng nghiên cứu: Các dạng bài tập phần hiđrocacbon để bồi dỡng học sinh giỏi hoá học THPT. 6. Phơng pháp nghiên cứu 6.1. Phơng pháp nghiên cứu lý luận - Nghiên cứu cơ sở lý luận có liên quan đến đề tài. - Nghiên cứu cấu trúc, nội dung chơng trình sách giáo khoa hoá học lớp 11(nâng cao) phần hiđrocacbon và đồng thời căn cứ vào tài liệu hớng dẫn nội dung thi chọn HSG quốc gia của Bộ GD - ĐT. 6.2. Phơng pháp nghiên cứu thực tiễn - Tìm hiểu quá trình dạy và bồi dỡng HSG hoá học ở khối THPT, từ đó đề xuất vấn đề cần nghiên cứu. - Trao đổi, tổng kết kinh nghiệm về vấn đề bồi dỡng HSG với các giáo viên có kinh nghiệm trong lĩnh vực này ở khối phổ thông. 6.3. Thực nghiệm s phạm Lê Thị Hơng 10