Sử dụng bài tập hóa học để rèn cho học sinh năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa

10. Cấu trúc của luận văn

2.6.2. Sử dụng bài tập hóa học để rèn cho học sinh năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa

Bước 1: Xác định những kiến thức mà HS đã biết liên quan đến ngôn ngữ hóa học mới, ngôn ngữ hóa học mới này dựa trên những kiến thức nào, khái niệm cơ bản nào đã học, tiến hành ôn tập kỹ các kiến thức, các khái niệm đó.

Bước 2: trên cơ sở các kiến thức về ngôn ngữ hóa học cũ để hình thành ngôn ngữ hóa học mới cho học sinh. Đào sâu tìm bản chất của ngôn ngữ hóa học đang hình thành.

Bước 3: thiết kế bài tập đào sâu bản chất của ngôn ngữ hóa học, tăng nội dung, tăng cường độ bằng cách tìm ra quy luật mới ở bên trong của ngôn ngữ hoặc có thể biến đổi mối liên hệ giữa các thành tố của ngôn ngữ. Mở rộng ngôn ngữ hóa học bằng cách tăng ngoại diên, hoàn thiện các khái niệm, thuật ngữ.

2.6.2. Sử dụng bài tập hóa học để rèn cho học sinh năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học cần hình thành trong giờ lên lớp truyền thụ kiến thức mới hóa học cần hình thành trong giờ lên lớp truyền thụ kiến thức mới

a. Nhóm bài tập về lập công thức hóa học, đồng đẳng đồng phân, viết đồng phân cấu tạo, đồng phân hình học.

Ví dụ 1. Lập công thức chung của dãy đồng đẳng ankyl halogen. Hướng dẫn giải.

Trên cơ sở kiến thức đã có

+Công thức chung của ankan là CnH2n +2 + Hóa tri của halogen X là 1.

-Khi thay thế 1 H bằng 1 halogen thì giảm một H nên công thức phải là CnH2n+1X.

KL: Công thức chung của dãy đồng đẳng ankyl halogenua: CnH2n+1X ; n≥1

Ví dụ 2. Lập công thức chung của dãy đồng đẳng ancol no đơn hở. Phân tích,hướng dẫn giải:

Trên cơ sở kiến thức đã có:

+Công thức chung của ankan hiđrocacbon no đơn hở là C_nH_2n+2 +Nhóm OH hóa trị 1

-Khi thay 1H bằng 1 nhóm OH thì không làm thay đổi H nên công thức

69

Ví dụ 3. Lập biểu thức tính số liên kết( pi + vòng) (gọi là k) của dẫn xuất halogen: CxHyClv.vận dụng tính k của C4H9Cl ,C5H11Cl ,C6H5Cl

Phân tích,hướng dẫn giải.

Biểu thức tính số liên kết( pi + vòng) :

Với x C có tối đa (2x+2) H ,khi thay H bằng v Cl thì giảm đi v H nên

- Áp dụng tính k của C4H9Cl ,C5H11Cl ,C6H5Cl lần lượt là : 0, 0, 4 Ví dụ 4. Lập biểu thức tính số liên kết( pi + vòng) (gọi là k) của ancol: CxHyOz

Vận dụng tính k của C4H9OH ,C5H11 OH ,C3H5(OH)3, C5H9OH.

Phân tích,hướng dẫn giải.

Biểu thức tính số liên kết( pi + vòng) :

Với x C có tối đa (2x+2) H, khi thay 1 H bằng 1OH thì không tăng, không giảm H

-Ancol có z O tức có z nhóm OH . Vì vậy C_xH_yO_z có

- Áp dụng tính k của C₄H₉OH ,C₅H₁₁OH ,C₃H₅(OH)₃, C₅H₉OH lần lượt là:0, 0, 0,1

Ví dụ 5: Viết đồng phân cấu tạo của C₄H₉Cl, C₇H₇Cl có vòng benzen.

Phân tích,hướng dẫn giải.

Trên cơ sở kiến thức đã có: Từ chương đại cương về hóa hữu cơ các em đã được cung cấp kĩ năng viết đồng phân.

+Để viết đồng phân cần thực hiện qua các bước Bước 1: Tính k.

Bước 2: Viết mạch C điền nhóm chức, nối đôi, ba nếu có. Bước 3: Điền H sao cho hóa trị của C luôn là 4.

+ Biết biểu thức tính k của dẫn xuất halogen.

 Bậc của dẫn xuất halogen bằng bậc của nguyên tử cacbon liên kết với nguyên tử halogen.

Hs vận dụng : k=(2.4+2-1-9)/2=0.nên không có liên kết bội, không có mạch vòng. Vận dụng các bước trên hs viết được 4 đồng phân.

CH3 – CH2 – CH2 – CH2 - Cl CH3 – CH(Cl) – CH2 – CH3 CH3 – CH(CH3) – CH2 – Cl 3 | III 3 | 3 CH CH C Cl CH  

70 C7H7Cl có vòng benzen , tính k=4.

Vì chứa vòng benzen nên k=4 suy ra nhánh phải no. Từ đó suy ra được 4 đồng phân. CH₃ Cl ^CH3 Cl CH₃ Cl C H₂ Cl

Ví dụ 6. Khi thực hiện phản ứng tách nước đối với ancol X, chỉ thu được một anken duy nhất. Oxi hoá hoàn toàn một lượng chất X thu được 5,6 lít CO₂ (ở đktc) và 5,4 gam nước. Số công thức cấu tạo phù hợp với X là

A. 5. B. 4. C. 3. D. 2.

(Trích đề thi tuyển sinh CĐ khối A- năm 2007) Phân tích,hướng dẫn giải.

Bài tập rèn luyện năng lực giải toán hóa học đồng thời rèn kĩ năng viết đồng phân cấu tạo:

Vì loại nước thu được anken nên X là ancol no, đơn chức Đặt CTPT của X là CnH2n+2O

Đốt cháy 1 mol X thu được n mol CO₂ và (n+1) mol H₂O Theo đề : Số mol CO2 là 5,6 : 22,4 = 0,25 mol

Số mol H₂O là 5,4 : 18 = 0,3 mol  n = 5 Vậy CTPT là C₅H₁₂O

X có 4 CTCT phù hợp là

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2OH; CH3-CH(CH3)-CH2-CH2OH CH3-CH2-CHOH-CH2-CH3; CH3-CH2-CH(CH3)-CH2OH.

Ví dụ 7: X là một ancol no, mạch hở có CTĐG là C2H5O. Biện luận để xác định CTPT của X.

Phân tích,hướng dẫn giải.

Trên cơ sở biết tính k , biết khái niệm về ancol , công thức chung của ancol Hs vận dụng vào thiết lập công thức của ancol:

71

CTPT X là: (C₂H₅O)_n C_2nH_5nO_n  C_2nH_4n(OH)_n

Cách 1: Số liên kết  trong toàn phân tử X là k: ^{2.2 2 5} 0 2

2

n n

k  ^{ }  n

 CTPT của X là: C₄H₈(OH)₂.

Cách 2:CTTQ của ancol no, đa chức có dạng: C_xH2x + 2 – y(OH)y

Ta có:                               2 y 4 x 2 n y n n 2 n 2 . 2 n 4 x n 2 y n y 2 x 2 n 4 x n 2  CTPT của X là: C₄H₈(OH)₂.

Ví dụ 8. Công thức phân tử của một ancol X là C_nHmOx. Để cho X là ancol no thì m phải có giá trị

A. m = 2n. B. m = 2n+2. C. m = 2n1. D. m = 2n+1.

Phân tích, hướng dẫn giải:

Theo phương pháp đồng nhất hệ số: Công thức tổng quát của ancol no là: CnH2n+2-x(OH)x hay CnH2n+2Ox. Vậy m = 2n+2. (Đáp án B)

Ví dụ 9 : Số đồng phân cấu tạo có công thức phân tử C₈H10O, chứa vòng benzen, tác dụng được với Na, không tác dụng được với dung dịch NaOH là

A. 3. B. 5. C. 6. D. 4.

Các đồng phân ancol : C6H5-CH2-CH2-OH ; C6H5-CH2(OH)-CH3; CH₃ -C₆H₄-CH₂-OH (gồm:o,m,p)= 5 đồng phân.

Ví dụ 10 : Gần đây trên các phương tiện thông tin đại chúng đưa nhiều thông tin vềc hất đietilen glicol (DEG) đượcTrungQuốc đưa vào 2 loại kem đánh răng mang nhãn hiệu “Excel” và “Mr.Cool”. DEG có tác dụng ngăn kem đánh răng đông cứng lại, tuy nhiên nó lại là một trong những tác nhân gây ung thư và đã gây tử vong ở Panama, cộng hoà Dominica và 2 loại kem đánh răng này đã bị nghiêm cấm sử dụng trên thế giới. DEG có thể được tạo ra từ phản ứng tách một phân tử nước giữa 2 phân tử etilen glicol. Viết phương trình phản ứng minh hoạ:

Hướng dẫn giải

HO-CH2-CH2-OH + HO-CH2-CH2-OH HO-CH2-CH2-O-CH2-CH2-OH Ví dụ 11. Trên nhãn chai cồn y tế ghi “Cồn 70⁰ ”.Cách ghi đó có ý nghĩa là:

72

B. 100 ml cồn trong chai có 70 mol cồn nguyên chất. C. 100 ml cồn trong chai có 70 ml cồn nguyên chất. D. Trong chai cồn có 70 ml cồn nguyên chất.

Ví dụ 12. Để có 500 ml rượu 40⁰người ta làm như sau: A. Lấy 200 ml ancol etylic trộn với 300 ml nước. B. Lấy 200g ancol etylic trộn với 300g nước. C. Lấy 200 ml ancol etylic trộn với 300g nước.

D. Lấy 200 ml rượu etylic nguyên chất cho vào bình dung tích 500ml, thêm nước cho đủ thể tích 500ml.

Ví dụ 13. Geraniol là một ancol dẫn xuất của monotecpen, có mặt trong thành phần tinh dầu hoa hồng, có công thức cấu tạo:

Geraniol có thể có bao nhiêu đồng phân cis- trans ?

Hướng dẫn giải

Geraniol có 2 đồng phân là cis và trans.

Ví dụ 14. Eugenol là thành phần chính của tinh dầu hương nhu có công thức phân tử là C₁₀H₁₂O₂. Khi hiđro hoá hoàn toàn eugenol cho sản phẩm là 2-metoxi-4- propyl xiclohexanol. Eugenol có thể phản ứng với Na, NaOH và không có đồng phân hình học. Viết công thức cấu tạo của eugenol (biết nhóm metoxi là -OCH3).

b. Bài tập củng cố phát triển khái niệm liên kết hidro.

Ví dụ 15. Liên kết hidro của CH3OH với nước là A. 3 ... O H ... O H... | | CH H   B. 3 ... O H ... O H... | | H CH   C. 3 3 ... O H ... O H... | | CH CH   D. Cả A, B.

Ví dụ 16. Liên kết hidro nào sau đây biểu diễn sai ?

A.   2 5 3 7 ... O H ... O H | | C H C H B.   2 5 2 5 ... O H ... O H... | | C H C H   2 2 C. HO ... H O | | CH CH D. H - C - OH .... H - C - OH || || O O 3 2 2 2 3 3 CH C CH CH CH C CH CH OH CH CH       

73

Ví dụ 17. Cho 10 ml ancol metylic vào 100 ml nước. Hãy cho biết trong dung dịch thu được giữa các chất có thể có bao nhiêu loại liên kết hidro? Lực liên kết hidro của loại nào mạnh nhất? Loại nào là chủ yếu?

Phân tích,

Bài tập giúp hs so sánh và giải thích sự hình thành liên kết hiđro trong dung dịch ancol và nước. Hướng dẫn giải A. 3 ... O H ... O H... | | CH H   B. 3 ... O H ... O H... | | H CH   C. 3 3 ... O H ... O H... | | CH CH   D   ... O H ... O H... | | H H

Trong dung dịch rượu metylic có thể có bốn loại liên kết hidro. Lực liên kết hidro giữa H của nước với O của ancol mạnh nhất. Lực liên kết hidro giữa H của ancol với O của nước yếu nhất. Do thể tích nước gấp 10 lần thể tích ancol nên loại liên kết hidro giữa H của nước với O của nước chiếm tỉ lệ nhiều nhất.

c.Bài tập rèn luyện năng lực sử dụng danh pháp hóa học.

Ví dụ 18 : Hãy ghép cột bên trái với bên phải

Bài tập nhằm rèn luyện năng lực quan sát so sánh đặc điểm cấu tạo của các dẫn xuất halogen.

a) Dẫn xuất halogen loại ankyl A. CH2=CH-CH2-C6H4-Br b) Dẫn xuất halogen loại anlyl B. CH2=CH-CHBr-C6H5

c) Dẫn xuất halogen loại phenyl C. CH₂=CBr-CH₂-C₆H₅ d) Dẫn xuất halogen loại vinyl D. CH3-C6H4-CH2-CH2Br

Phân tích,hướng dẫn giải.

Đáp án : a-D, b-B ,c-A ,d-C

Ví dụ 19: Khi tách nước từ ancol 3-metylbutan-2-ol, sản phẩm chính thu được là

A. 3-metylbut-1-en. B. 2-metylbut-2-en. U U

74

2.6.3. Bài tập tự luyện

Bài 1. X là ancol no bậc ba, đơn chức mạch hở trong X cacbon chiếm 70,59% về khối lượng. Số CTCT thỏa mãn X là

A. 2. B. 4 . C. 3. D. 6.

Bài 2. Số ancol bậc 2, no, đơn chức, mạch hở là đồng phân cấu tạo của nhau mà phân tử của chúng có phần trăm khối lượng cacbon bằng 68,18% là

A. 2 . B. 4. C. 5. D. 3

Bài 3. Cho các chất X, Y, Z có công thức phân tử là C₃H₈O. Nhiệt độ sôi của X < Y < Z. Chất có thể điều chế trực tiếp từ isopropyl clorua là

A. Y. B. X và Y. C. Z. D. X.

Bài 4. X là ancol no, đơn chức có mạnh cacbon phân nhánh mà trong phân tử của chúng có tỷ lệ về khối lượng của C và O tương ứng là 3,75 : 1. Số CTCT thỏa mãn X là

A. 3. B. 4. C. 5. D. 2.

Bài 5. Trong hỗn hợp etanol-nước, số loại liên kết hiđro là

A. 3. B. 4. C. 2. D. 5.

Bài 6. Số chất ứng với công thức phân tử C₇H₈O (là dẫn xuất của benzen) đều tác dụng được với dung dịch NaOH là

A. 3. B. 1. C. 4. D. 2.

Bài7.Các đồng phân ứng với công thức phân tử C8H10O (đều là dẫn xuất của benzen) có tính chất: tách nước thu được sản phẩm có thể trùng hợp tạo polime, không tác dụng được với NaOH. Số lượng đồng phân ứng với công thức phân tử C8H10O, thoả mãn tính chất trên là

A. 2. B. 4. C. 1. D. 3.

Bài8. Hợp chất hữu cơ X có công thức phân tử là C₅H12O, khi tách nước tạo hỗn hợp 3 anken đồng phân (kể cả đồng phân hình học). X có cấu tạo thu gọn là

A. CH₃CH2CHOHCH2CH3. B. (CH₃)3CCH2OH.

C. (CH₃)2CHCH2CH2OH. D. CH₃CH2CH2CHOHCH3.

Bài 9. Khi đun nóng hỗn hợp ancol etylic và ancol isopropylic với H2SO4 đặc ở 140^oC có thể thu được số ete tối đa là

A. 2. B. 4. C. 5. D. 3.

Bài 10. Đun nóng hỗn hợp gồm 3 ancol là AOH, BOH và ROH với H₂SO4 đặc ở 140^oC thì thu được số ete tối đa là

75

A. 3. B. 4. C. 5. D. 6.

Bài 11. Benzyl bromua có công thức cấu tạo là

A. ^Br . B. ^{CH3 Br}. C. ^{CHBr CH3}.D. ^CH2Br.

Bài 12. Chất nào sau đây là dẫn xuất halogen của hiđrocacbon? A. Br-CH₂- COOH C. CH₃-CH₂-Mg-Cl

B. CH3-CH2-CO-I D. C6H5-CH2-Cl

Bài13. Số dẫn xuất C₄H9Br khi tác dụng với dd KOH trong etanol, trong mỗi trường hợp chỉ tạo ra anken duy nhất là

A. 1. B. 3. C. 2. D. 4.

Bài 14. Một hợp chất hữu cơ X có CTĐGN là CH₂Br và phân tử khối bằng 188 đvC. CTPT và số đồng phân của X là:

A. C₂H₄Br₂ và 2 đồng phân. C. C₂H₄Br₂ và 3 đồng phân. B. C2H4Br2 và 4 đồng phân. D. C3H6Br3 và 4 đồng phân. Bài 15. Số đồng phân là dẫn xuất halogen bậc I của C₄H9Cl là

A. 1. B. 2. C. 3. D. 4.

Bài 16. Cho các chất sau: C₂H5Cl ; CH3OCH3 ; C3H7OH ; C2H5OH. Chất có nhiệt độ sôi cao nhất là

A. C2H5Cl. B. CH3OCH3. C. C3H7OH. D. C2H5OH.

Bài 17: Dẫn xuất halogen không có đồng phân cis-trans là

A. CHCl=CHCl. B. CH2=CH-CH2F.

C.CH₃CH=CBrCH_3. D.CH₃CH₂CH=CHCHClCH₃. Bài 18: Danh pháp IUPAC của dẫn xuất halogen có công thức cấu tạo: ClCH2CH(CH3)CHClCH3 là

A. 1,3-điclo-2-metylbutan. B. 2,4-điclo-3-metylbutan.

C. 1,3-điclopentan. D. 2,4-điclo-2-metylbutan.

Bài 19. Hiđrat hóa 2 anken chỉ tạo thành 2 ancol. Hai anken đó là A. 2-metylpropen và but-1-en. B. eten và but-1-en.

C. eten và but-2-en. D. propen và but-2-en.

TIỂU KẾT CHƯƠNG 2

Trên cơ sở phân tích cấu trúc, đặc điểm nội dung kiến thức chương Dẫn xuất halogen- Ancol- Phenol, từ các nguyên tắc lựa chọn xây dựng BTHH, quy trình xây dựng BTHH trong dạy học nói chung, căn cứ vào đặc điểm cấu trúc một số năng

76

lực : PH & GQVĐ, NL tính toán hóa học, NL sử dụng NNHH chúng tôi đã xây dựng, tuyển chọn và phân tích 57 ví dụ cũng như đưa ra cách sử dụng các bài tập đó, đồng thời xây dựng và tuyển chọn 45 bài tập hóa học trắc nghiệm và bài tập tự luận kèm hướng dẫn giải hoặc đáp án các bài tập tiêu biểu nhằm phát triển các năng lực PH & GQVĐ, tính toán hóa học, sử dụng ngôn ngữ hóa học cho học sinh.

77 CHƯƠNG 3

THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM