diện được từng loại, dạng bài tập
Bài tập hĩa học vơ cùng phong phú, đa dạng đi kèm theo rất nhiều ngành hĩa học khác nhau (hĩa đại cương, vơ cơ, phân tích, hữu cơ). Nếu khơng cĩ sự phân loại thì sự nắm bắt các kỹ năng giải bài tập của các học sinh sẽ rất lan man. Sự phân loại được thực hiện hợp lý thì các kỹ năng giải bài tập của học sinh được rèn luyện thành thạo với mỗi dạng. Do vậy, khi gặp một bài tập học sinh cĩ thể nhanh chĩng xác định dạng và phương pháp giải với dạng bài tập đĩ.
Ngồi ra, việc phân loại bài tập cịn giúp giáo viên thuận lợi hơn trong việc tìm phương pháp dạy học tối ưu đối với bài tập hĩa học.
Nĩi tĩm lại, ích lợi của việc phân loại bài tập hĩa học: - Đối với học sinh: dễ học, dễ nhớ.
- Đối với giáo viên: dễ dạy, dạy cĩ hiệu quả.
Dựa vào tính chất của bài tập, bài tập hĩa học được phân thành hai loại là: bài tập định tính và bài tập định lượng.
a) Bài tập định tính
Mục đích những bài tập này nhằm làm chính xác khái niệm, củng cố, hệ thống các kiến thức, tập vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tập sử dụng các bảng, sử dụng ngơn ngữ hĩa học.
Bài tập định tính gồm một số dạng bài tập như sau: - Viết đồng phân cấu tạo, gọi tên.
- Viết phương trình phản ứng hĩa học, đọc tên sản phẩm. - Hồn thành sơ đồ phản ứng.
- Điều chế. - Nhận biết.
- Tinh chế, tách chất.
b) Bài tập định lượng
Giải tốn là một trong những biện pháp học tập mà nhờ đĩ bảo đảm được sự lĩnh hội tài liệu học tập sâu hơn, đầy đủ hơn và rèn luyện cho học sinh kỹ năng tự lực áp dụng những kiến thức đã học.
Mục đích bài định lượng là nhằm giúp học sinh nắm vững, rèn luyện kỹ năng tính tốn nhanh và khả năng vận dụng kiến thức, sử dụng ngơn ngữ hĩa học.
Dựa vào tính chất hĩa học và phương pháp điều chế của từng chất sẽ cĩ những bài tập định lượng tương ứng. Tuy nhiên, chúng tơi chỉ lưu ý những nội dung HS trung bình, yếu thường mắc sai lầm nhất khi làm bài tập.
Một số dạng tốn về hiđrocacbon
- Tìm cơng thức phân tử chất hữu cơ dựa vào khối lượng mol M - Tìm cơng thức phân tử chất hữu cơ dựa vào cơng thức đơn giản nhất - Tìm cơng thức phân tử chất hữu cơ dựa vào tỉ lệ %C; %H
- Tìm cơng thức phân tử chất hữu cơ dựa vào phương trình cháy
- Tốn về phản ứng cộng (cộng hiđro, halogen…), phản ứng với KMnO4, phản ứng của ankin với dung dịch AgNO3/NH3
Một số dạng tốn về ancol
- Bài tốn ancol tác dụng với kim loại kiềm + Xác định số nhĩm ancol
+ Xác định CTPT của ancol dựa vào phản ứng với Na - Bài tốn về phản ứng đốt cháy
+ Tìm CTPT của ancol
+ Tính khối lượng của CO2 và H2O - Bài tốn về phản ứng với CuO
- Bài tốn về tách nước tạo ete hoặc anken
Một số dạng tốn về anđehit
- Bài tốn về phản ứng đốt cháy + Tìm cơng thức phân tử + Tìm khối lượng CO2 và H2O - Bài tốn về phản ứng tráng gương - Bài tốn về oxi hĩa anđehit thành axit
Một số dạng tốn về axit
- Giải tốn axit dựa vào phản ứng của nhĩm chức –COOH - Giải tốn axit dựa vào phản ứng đốt cháy
c) Một số kinh nghiệm
GV nên làm mẫu hoặc hướng dẫn HS giải một số bài tập đã được phân dạng. Trong quá trình giải, GV hướng dẫn cặn kẽ, chi tiết từng bước một. Sau đĩ, GV sẽ đưa ra các bài tập chưa được phân dạng, và yêu cầu HS xác định dạng. Nếu như HS xác định được dạng của bài tập thì các em đã phần nào hình dung được phương pháp giải bài tập đĩ.
2.3.4. Rèn cho học sinh nắm vững cách giải các dạng bài tập hĩa học cơ bản
Việc giải bài tập hĩa học yêu cầu học sinh phải nắm được các bước giải đúng, chính xác. Muốn làm được điều này người giáo viên cần phải hướng dẫn học sinh nắm vững các bước giải, tìm ra các phương pháp giải dễ hiểu giúp học sinh tiếp thu được một cách nhẹ nhàng.
Bên cạnh đĩ, giáo viên cũng cần rèn luyện cho các em kỹ năng phân tích, tĩm tắt đề. Việc dùng sơ đồ, ngơn ngữ, kí hiệu ngắn gọn để tĩm tắt đề tốn là cách tốt
nhất để diễn tả một cách trực quan các điều kiện của bài tốn, giúp ta lược bỏ được những cái khơng bản chất để tập trung vào bản chất của bài tốn. Nhờ vậy, khi nhìn vào tĩm tắt bài tốn, các em biết được những dữ kiện và yêu cầu của bài tốn một cách cụ thể, rõ ràng nhất. Mặt khác, muốn tĩm tắt được bài tốn yêu cầu học sinh phải hiểu kĩ đề bài, biết cách phân tích đề, tìm được mối quan hệ giữa các dữ kiện trong bài. Từ đĩ, các em dễ tìm ra hướng giải.
a) Bài tập định tính
Bài tập định tính nhiều hơn hẳn so với định lượng về số lượng khái niệm cần hình thành. Vì vậy, giáo viên khơng thể dạy cho học sinh tất cả các dạng bài tập định tính được. Chúng ta nên lựa chọn các bài tập định tính cho phù hợp với mục đích dạy học nĩi chung hoặc tùy theo mục đích giờ học, cho học sinh giải các bài tập đĩ trên lớp mà khơng cĩ sự giải trước, sẽ giúp học sinh tìm hiểu sâu nội dung nghiên cứu, thiết lập những mối quan hệ cần thiết giữa kiến thức và kỹ năng.
Với dạng bài tập nhận biết, GV cần giúp các em hệ thống hĩa lại việc dùng hĩa chất nào để nhận biết từng hợp chất hữu cơ. Ví dụ như bảng sau:
Bảng 2.4. Bảng các thuốc thử dùng để nhận biết các hợp chất hữu cơ
Các chất Thuốc thử Phản ứng nhận biết Dấu hiệu nhận biết Anken Dd Br2 CnH2n + Br2 → CnH2nBr 2 Mất màu dd brom Ankađien CnH2n-2 + 2Br2 → CnH2n-2Br 4 Ankin Stiren C6H5 CH CH2 Br Br C6H5-CH=CH2 + Br2 Ank-1-in Dd AgNO3/NH3
CH≡CH + 2AgNO3 + 2NH3 → Ag–C≡C–Ag↓
+ 2NH4NO3
Kết tủa vàng
C6H5CH 3 (Toluen) Dd KMnO4, to CH3 +2KMnO4 t0 Cách thuỷ
COOK + 2MnO2 + KOH H+ 2O Kali benzoat Mất màu dd KMnO4 C6H6 (Benzen) Cl2, ánh sáng + Cl2ánh sáng Cl Cl Cl Cl Cl Cl hexacloran (666) Khĩi trắng R – OH
(Ancol) Na R-OH + Na → R-ONa + ½H2↑
Sủi bọt khí khơng màu OH C6H5OH (Phenol) Na C6H5OH + Na → C6H5ONa + ½H2 ↑ Sủi bọt khí khơng màu Br2 C6H5OH + 3Br2→ C6H2Br3OH↓ + 3HBr Kết tủa trắng R – CHO (Anđehit) AgNO3/NH3,t
o R-CHO + Ag2O NH3→ R-COOH + 2Ag↓ ↓ Ag
(trắng) Cu(OH)2/OH-
to
R-CHO + 2Cu(OH)2 → R-COOH + Cu2O↓ + 2H2O
↓đỏ gạch
R-COOH
(Axit) Na R-COOH + Na → R-COONa + ½H2
Sủi bọt khí khơng màu CH3 3
Quỳ tím Quỳ tím hĩa đỏ Na2CO3 2R - COOH + Na2CO3→ 2R -COONa + H2O + CO2↑ Sủi bọt khí khơng màu b) Bài tập định lượng
Trong giải tốn hĩa hữu cơ, phương pháp giải tổng quát và cơ bản nhất địi hỏi HS cần phải nắm vững đĩ là phương pháp giá trị trung bình. Phương pháp này được sử dụng khi bài tốn đề cập đến hỗn hợp 2 chất hữu cơ thuộc cùng dãy đồng đẳng
PHƯƠNG PHÁP GIÁ TRỊ TRUNG BÌNH - Xét hỗn hợp gồm hai ankan:
CnH2n + 2: x mol CmH2m + 2: y mol + Gọi cơng thức trung bình của hai ankan là:
n 2 n + 2
C H : a mol (với n là số cacbon trung bình và a = x + y) ⇒ n < n < m. Tìm n
⇒ n, m
+ Có thể tính số mol hỗn hợp (x, y) dựa vào n và phương pháp đường chéo + Nếu trong hỗn hợp: nA = nB thì n =n m
2
+
- Các đại lượng trung bình:
Xét hỗn hợp gồm x y z t x ' y ' z ' t ' A :C H O N : a mol B : C H O N : b mol ⇒ B A M .a M .b M a b x.a x '.b C a b y.a y '.b H a b z.a z '.b O a b t.a t '.b N a b + = + + = + + = + + = + + = +
Phương pháp giải cụ thể cho các dạng tốn hiđrocacbon
- Tìm cơng thức phân tử chất hữu cơ A dựa vào khối lượng mol M
Tính khối lượng mol M dựa vào: + Tỉ khối hơi của A đối với chất khí A A/B B M d = M
+ Thể tích hơi của A = thể tích hơi khí B (ở cùng điều kiện) Vì các khí đo ở cùng điều kiện: A A
B B
n V
=
n V
- Tìm cơng thức phân tử chất hữu cơ A dựa vào cơng thức đơn giản nhất
+ Ankan: CnH2n+2
Số ngtử H = 2 x số ngtử C + 2 + Anken hoặc xicloankan: CnH2n
Số ngtử H = 2 x số ngtử C + Ankin hoặc ankadien: CnH2n – 2
Số ngtử H = 2 x số ngtử C – 2
- Tìm cơng thức phân tử chất hữu cơ A dựa vào tỉ lệ %C; %H
+ Ankan: CnH2n+2 % 12 % 2 2 C n H = n +
+ Anken hoặc xicloankan: CnH2n
% 12
6
% 2
C n
H = n =
+ Ankin hoặc ankadien: CnH2n – 2
% 12
% 2 2
C n
H = n
−
- Tìm cơng thức phân tử chất hữu cơ A dựa vào phương trình cháy Chất hữu cơ A + O2
o
t
→ CO2 + H2O
+ Nếu dẫn sản phẩm cháy qua bình 1 chứa: H2SO4 đặc (CaCl2 khan, P2O5)
hoặc Thể tích khí giảm = VH O2
+ Dẫn sản phẩm cháy qua bình 2 chứa: KOH (NaOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2)
Khối lượng bình tăng = mCO2
hoặc Thể tích khí giảm = VCO2
+ Nếu chỉ dẫn qua 1 bình chứa KOH (NaOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2)
Khối lượng bình tăng = mH O2 +
2 CO m hoặc Thể tích khí giảm = VH O2 + 2 CO V + Nếu Ba(OH)2 hoặc Ca(OH)2 dư:
2
CO
n = n↓
+ Nếu Ba(OH)2 hoặc Ca(OH)2 khơng cho dư hoặc cho số mol của kiềm: viết 2 phương trình
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O 2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2
Đun nĩng dung dịch cĩ kết tủa: Ca(HCO3)2 →to CaCO3 + CO2 + H2O + Khối lượng dung dịch giảm = m↓ −(mH O2 +mCO2)
+ Khối lượng dung dịch tăng = (mH O2 +mCO2)−m↓
+ So sánh 2 H O n và 2 CO n , xác định dãy đồng đẳng 2 H O n > 2 CO n : dãy đồng đẳng ankan ⇒ nankan = 2 H O n - 2 CO n 2 H O n = 2 CO
n : dãy đồng đẳng anken hoặc xicloankan
- Tốn về phản ứng cộng (cộng hiđro, halogen…), phản ứng với KMnO4, phản ứng của ankin với dung dịch AgNO3/NH3
+ Cho hiđrocacbon khơng no (anken, ankađien, ankin...) vào bình đựng dung dịch brom:
Khối lượng bình đựng Br2 tăng = m hiđrocacbon khơng no
+ Nếu đề cho khối lượng, hoặc thể tíchcủa Br2 (H2…), thì ta tìm số mol Br2 (H2…) rồi dựa vào phương trình phản ứng, suy ra số mol của hiđrocacbon khơng no (anken, ankadien, ankin…)
+ Ankađien; ankin phản ứng với Br2 theo tỉ lệ 1:1 hoặc 1:2 * Nếu đề cho Br2 dư, phương trình phản ứng theo tỉ lệ 1:2
* Trường hợp cịn lại, ta phải lập tỉ lệ Br2 ankadien (ankin )
n
n để biết tỉ lệ phản ứng→viết PTHH
+ Ankin cĩ nối ba đầu mạch (cĩ H linh động) mới tham gia phản ứng với AgNO3/NH3, tạo kết tủa
Phương pháp giải cụ thể cho các dạng tốn ancol
- Bài tốn ancol tác dụng với kim loại kiềm
- Nếu ancol cĩ 1 nhĩm –OH (đơn chức) => Số mol ancol = 2 số mol H2.
- Nếu ancol cĩ 2 nhĩm –OH (hai chức) => Số mol ancol = số mol H2. - Nếu ancol cĩ 3 nhĩm –OH (ba chức) => Số mol ancol = 2/3 số mol H2.
- Bài tốn về phản ứng đốt cháy
- Khi đốt cháy ancol no (CnH2n+2Oz) ⇔số mol CO2 < số mol H2O. Khi đĩ: Số mol ancol = Số mol H2O – số mol CO2.
- Và ngược lại, nếu đốt cháy một ancol thu được số mol H2O > số mol CO2 thì ancol đĩ là “ancol no”.
- Bài tốn về phản ứng với CuO
RCH2OH + CuO → RCHO + Cu + H2O
- Bài tốn về tách nước tạo ete hoặc anken
- Hỗn hợp hai ancol đơn chức tạo ete thì: Số mol H2O = Số mol ete = ½ Số mol ancol.
- Ancol tách nước tạo anken ⇔Ancol no, đơn chức (CnH2n + 1OH).
Phương pháp giải cụ thể cho các dạng tốn anđehit
- Bài tốn về phản ứng đốt cháy
- Đốt cháy anđehit no, đơn chức (CnH2nO) ⇔ số mol CO2 = số mol H2O. - Ngược lại, nếu đốt cháy 1 anđehit mà thấy số mol CO2 = số mol H2O thì andehit đĩ là “anđehit no, đơn chức”.
- Bài tốn về phản ứng tráng gương
- Số mol Ag = 2 Số mol anđehit => anđehit đơn chức RCHO (R ≠ H).
- Số mol Ag = 4 Số mol anđehit => Anđehit fomic (HCHO) hoặc anđehit hai chức R(CHO)2.
- Bài tốn về oxi hĩa anđehit đơn chức thành axit
Phương pháp giải cụ thể cho các dạng tốn axit
- Axit fomic cĩ thể cho phản ứng tráng gương, hay phản ứng khử Cu(OH)2: HCOOH + AgNO3/NH3 → 2Ag↓
- Đốt cháy axit no, đơn chức (CnH2nO2) ⇔ số mol CO2 = số mol H2O.
Ngược lại, nếu đốt cháy 1 axit mà thấy số mol CO2 = số mol H2O thì axit đĩ là “axit no, đơn chức”.