8. Những đóng góp của đề tài
2.1.1. Chuẩn kiến thức, kĩ năng phần phi kim trong chƣơng trình Hóa
học phổ thông lớp 11 nâng cao [14]
2.1.1.1. Nhóm nitơ
CHỦ ĐỀ MỨC ĐỘ CẦN ĐẠT
1. Nitơ Kiến thức
Biết đƣợc:
- Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố nitơ.
- Cấu tạo phân tử, tính chất vật lí (trạng thái, màu, mùi, tỉ khối,
Formatted: Centered, Level 1, Tab stops: 0.35", Left
Formatted: Level 1, Tab stops: 0.35", Left
Formatted: Indent: First line: 0.5", Tab stops: 0.35", Left
Formatted: Tab stops: 0.35", Left
tính tan), ứng dụng trạng thái tự nhiên; điều chế nitơ trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp.
Hiểu đƣợc:
- Phân tử nitơ có liên kết ba rất bền, nên nitơ khá trơ ở nhiệt độ thƣờng nhƣng hoạt động hơn ở nhiệt độ cao.
- Tính chất hóa học đặc trƣng của nitơ: Tính oxi hóa (tác dụng với kim loại mạnh, với hiđro), ngoài ra nitơ còn có tính khử (tác dụng với oxi).
Kĩ năng
- Dự đoán và kết luận về tính chất hóa học của nitơ.
- Viết các phƣơng trình hóa học minh họa tính chất của nitơ. - Tính thể tích khí nitơ ở điều kiện tiêu chuẩn trong phản ứng hóa học; tính thành phần phần trăm về thể tích nitơ trong hỗn hợp khí.
2. Amoniac
Kiến thức
Biết đƣợc:
- Cấu tạo phân tử, tính chất vật lí (tính tan, tỉ khối, màu, mùi), ứng dụng, cách điều chế amoniac trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp.
- Tính chất hóa học của amoniac; tính bazơ yếu (tác dụng với nƣớc, dung dịch muối, axit), tính khử (tác dụng với oxi, clo), khả năng tạo phức.
Kĩ năng
- Dự đoán tính chất hóa học, kiểm tra bằng thí nghiệm và kết luận đƣợc tính chất hóa học của amoniac.
- Quan sát thí nghiệm hoặc hình ảnh rút ra đƣợc nhận xét về tính chất vật lí và hóa học của amoniac.
- Viết phƣơng trình hóa học dạng phân tử hoặc ion rút gọn. - Phân biệt amoniac với một số khí đã biết bằng phƣơng pháp hóa học.
- Tính thể tích khí amoniac sản xuất đƣợc ở điều kiện tiêu chuẩn theo hiệu suất phản ứng.
3. Muối amoni
Kiến thức
Biết đƣợc:
- Tính chất vật lí (trạng thái, màu sắc, tính tan).
- Tính chất hóa học (phản ứng với dung dịch kiềm, phản ứng nhiệt phân) và ứng dụng.
Kĩ năng
- Quan sát thí nghiệm, rút ra đƣợc nhận xét về tính chất của muối amoni.
- Viết các phƣơng trình hóa học dạng phân tử, ion thu gọn minh họa cho tính chất hóa học.
- Phân biệt muối amoni với một số muối khác bằng phƣơng pháp hóa học.
- Tính thành phần phần trăm về khối lƣợng của muối amoni trong hỗn hợp
4. Axit nitric
Kiến thức
Biết đƣợc: Cấu tạo phân tử, tính chất vật lí (trạng thái, màu sắc, khối lƣợng riêng, tính tan), ứng dụng, cách điều chế HNO3 trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp (từ amoniac).
Hiểu đƣợc:
- HNO3 là một trong những axit mạnh nhất.
- HNO3 là chất oxi hóa rất mạnh: Oxi hóa hầu hết các kim loại, một số phi kim, nhiều hợp chất vô cơ và hữu cơ.
Formatted: Tab stops: 0.35", Left
Kĩ năng
- Dự đoán tính chất hóa học, kiểm tra dự đoán bằng thí nghiệm và rút ra kết luận.
- Quan sát thí nghiệm, hình ảnh rút ra đƣợc nhận xét về tính chất HNO3.
- Viết các phƣơng trình hóa học dạng phân tử, ion rút gọn minh họa tính chất hóa học của HNO3 đặc và loãng.
- Tính thành phần phần trăm về khối lƣợng của hỗn hợp kim loại tác dụng với HNO3.
5. Muối nitrat
Kiến thức
Biết đƣợc:
- Phản ứng đặc trƣng của ion NO3- với Cu trong môi trƣờng axit. - Cách nhận biết ion NO3- bằng phƣơng pháp hóa học.
- Chu trình của nitơ trong tự nhiên.
Kĩ năng
- Quan sát thí nghiệm, rút ra đƣợc nhận xét về tính chất của muối nitrat.
- Viết đƣợc các phƣơng trình hóa học dạng phân tử và ion thu gọn minh họa cho tính chất hóa học.
- Tính thành phần phần trăm về khối lƣợng muối nitrat trong hỗn hợp; nồng độ hoặc thể tích dung dịch muối nitrat tham gia hoặc tạo thành trong phản ứng.
6. Photpho Kiến thức
Biết đƣợc:
- Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố photpho.
- Các dạng thù hình, tính chất vật lí (trạng thái, màu sắc, khối
Formatted: Tab stops: 0.35", Left
lƣợng riêng, tính tan, độc tính), ứng dụng, trạng thái tự nhiên và điều chế photpho trong công nghiệp.
Hiểu đƣợc:
- Tính chất hóa học cơ bản của photpho là tính oxi hóa (tác dụng với kim loại Na, Ca...) và tính khử (tác dụng với O2, Cl2).
Kĩ năng
- Dự đoán, kiểm tra bằng thí nghiệm và kết luận về tính chất của photpho.
- Quan sát thí nghiệm, hình ảnh rút ra nhận xét về tính chất của photpho.
- Viết đƣợc phƣơng trình hóa học minh họa tính chất của photpho.
- Sử dụng photpho hiệu quả và an toàn trong phòng thí nghiệm và trong thực tế. 7. Axit photphoric và muối photphat Kiến thức Biết đƣợc:
- Cấu tạo phân tử, tính chất vật lí (trạng thái, màu, tính tan), ứng dụng, cách điều chế H3PO4 trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp.
- Tính chất của muối photphat (tính tan, tác dụng với axit, phản ứng với dung dịch muối khác), ứng dụng.
Hiểu đƣợc: H3PO4 là axit trung bình, axit ba nấc.
Kĩ năng
- Viết các phƣơng trình hóa học dạng phân tử hoặc ion rút gọn minh họa tính chất của axit H3PO4 và muối photphat.
- Nhận biết axit H3PO4 và muối photphat bằng phƣơng pháp hóa học. - Tính khối lƣợng H3PO4 sản xuất đƣợc, thành phần phần trăm
về khối lƣợng của muối photphat trong hỗn hợp. 8. Phân bón hóa học Kiến thức Biết đƣợc:
- Khái niệm phân bón hóa học và phân loại.
- Tính chất, ứng dụng, điều chế phân đạm, lân, kali, NPK và vi lƣợng.
Kĩ năng
- Quan sát mẫu vật, làm thí nghiệm phân biệt một số phân bón hóa học.
- Sử dụng an toàn, hiệu quả một số phân bón hóa học.
- Tính khối lƣợng phân bón cần thiết kế để cung cấp một lƣợng nguyên tố dinh dƣỡng nhất định. 2.1.1.2. Nhóm cacbon CHỦ ĐỀ MỨC ĐỘ CẦN ĐẠT 1. Cacbon và hợp chất của cacbon Kiến thức Biết đƣợc:
- Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử, các dạng thù hình của cacbon, tính chất vật lí (cấu trúc tinh thể, độ cứng, độ dẫn điện) và ứng dụng của nó.
- Tính chất vật lí của CO và CO2. Hiểu đƣợc:
- Cacbon có tính phi kim yếu (oxi hóa hiđro và kim loại canxi), tính khử (khử oxi, oxit kim loại). Trong một số hợp chất, cacbon thƣờng có số oxi hóa +2 hoặc +4.
- CO có tính khử (tác dụng với oxit kim loại), CO2 là một oxit
Formatted: Tab stops: 0.35", Left
Formatted: Tab stops: 0.35", Left
Formatted: Level 1, Indent: First line: 0.5", Line spacing: Multiple 1.55 li, Tab stops: 0.35", Left
Formatted: Line spacing: Multiple 1.55 li, Tab stops: 0.35", Left
Formatted: Line spacing: Multiple 1.55 li, Tab stops: 0.35", Left
axit, có tính oxi hóa yếu (tác dụng với Mg, C). Biết đƣợc:
- Tính chất vật lí, tính chất hóa học của muối cacbonat (nhiệt phân, tác dụng với axit).
- Cách nhận biết muối cacbonat bằng phƣơng pháp hóa học.
Kĩ năng
- Viết các phƣơng trình hóa học minh họa tính chất hóa học của C, CO, CO2, muối cacbonat.
- Tính thành phần phần trăm về khối lƣợng của muối cacbonat trong hỗn hợp; tính thành phần phần trăm về khối lƣợng oxit kim loại trong hỗn hợp phản ứng với CO; tính thành phần phần trăm về thể tích CO và CO2 trong hỗn hợp khí. 2. Silic và hợp chất của silic. Công nghiệp silicat Kiến thức Biết đƣợc:
- Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron của nguyên tử silic.
- Tính chất vật lí (dạng thù hình, cấu trúc tinh thể, màu sắc , tính bán dẫn), trạng thái tự nhiên, ứng dụng (trong kĩ thuật điện), điều chế silic (Mg + SiO2).
- Tính chất hóa học: là phi kim hoạt động hóa học yếu, ở nhiệt độ cao tác dụng với nhiều chất (oxi, cacbon, magie, dung dịch NaOH).
- SiO2: Tính chất vật lí (cấu trúc tinh thể, tính tan), tính chất hóa học (tác dụng với kiềm đặc , nóng và với dung dịch HF).
- H2SiO3: Tính chất vật lí (tính tan, màu sắc), tính chất hóa học (là axit yếu, ít tan trong nƣớc, tan trong kiềm nóng).
- Công nghiệp silicat: Thành phần hóa học, tính chất, quy trình
sản xuất và biện pháp kĩ thuật trong sản xuất gốm, thủy tinh, xi măng.
Kĩ năng
- Viết đƣợc các phƣơng trình hóa học thể hiện tính chất của silic và các hợp chất của nó.
- Bảo quản, sử dụng đƣợc hợp lí, an toàn, hiệu quả vật liệu thủy tinh, đồ gốm, xi măng.
- Tính thành phần phần trăm về khối lƣợng SiO2 trong hỗn hợp
2.1.2. Những chú ý về phƣơng pháp dạy học
- Khi nghiên cứu phần phi kim, cần chú ý tổ chức các hoạt động học tập cho HS nhằm vận dụng triệt để các kiến thức cơ sở lý thuyết đó là:
+ Thuyết electron về cấu tạo nguyên tử. + Cấu tạo chất - liên kết hóa học.
+ Định luật tuần hoàn các nguyên tố hóa học. + Kiến thức về phản ứng oxi hóa - khử.
+ Thuyết điện li: độ điện li, chất điện li mạnh, chất điện li yếu, xác định môi trƣờng axit hay bazơ theo thuyết A-rê-ni-ut và thuyết Bron-stêt.
- Trong quá trình dạy học phải làm sao giúp cho HS vận dụng triệt để các kiến thức lí thuyết và hình thành thói quen nghiên cứu một nhóm nguyên tố trên cơ sở lí thuyết chủ đạo nhằm giải thích sự biến thiên các tính chất của các đơn chất và hợp chất trong nhóm, đồng thời HS biết vận dụng kiến thức để dự đoán, giải thích sự biến đổi chất dựa trên mối liên hệ bản chất sau: Cấu tạo ↔ Tính chất
Formatted: Tab stops: 0.35", Left
Formatted: Tab stops: 0.35", Left
Formatted: Level 1, Tab stops: 0.35", Left
Tính chất ↔ Ứng dụng, phƣơng pháp điều chế.
- Ngoài ra, có thể dẫn dắt HS trên cơ sở vận dụng các kiến thức về tính
chất các chất để hoàn thiện phát triển kiến thức lí thuyết đã học, cung cấp kiến
thức mới cho HS.
- Tích cực sử dụng thí nghiệm hóa học tổ chức cho HS tham gia các hoạt động nghiên cứu, tự khám phá các tính chất của các chất (thí nghiệm HS) * Để tích cực hóa hoạt động học tập của HS, cần lựa chọn đƣợc những nội dung thích hợp tổ chức cho HS phát hiện, GQVĐ thông qua việc xây dựng nên những “tình huống có vấn đề”, từ đó bồi dƣỡng cho HS năng lực phát hiện và GQVĐ học tập và những vấn đề của cuộc sống. Với các vấn đề liên quan đến ứng dụng chất và vấn đề môi trƣờng cần sử dụng PPDH thích hợp. Các nội dung học tập đƣợc xây dựng thành các đề tài, dự án nhỏ để HS nghiên cứu, đề xuất các cách GQVĐ một cách sáng tạo trên cơ sở hoạt động hợp tác trong nhóm nhỏ.
Trên cơ sở nội dung các kiến thức cần truyề đạt, những kỹ năng cần rèn luyện, ta có thể tạo ra các tình huống có vấn đề trong học tập theo các cách sau:
- Sử dụng những nội dung kiến thức cần truyền đạt để xây dựng những bài toán nhận thức. Ví dụ: Các câu hỏi vì sao? Các bài tập tự luận định tính: Giải thích các hiện tƣợng thực tiễn, bài tập nhận biết...
- Dùng các thí nghiệm hóa học, đƣa ra các tình huống có vấn đề buộc HS phải giải quyết thông qua đó lĩnh hội kiến thức một cách tích cực, tự giác. Các tình huống đó có thể đƣợc xây dựng ở các dạng: Tình huống nghịch lí, tình huống tại sao, tình huống lựa chọn.
- Hƣớng dẫn HS GQVĐ trên cơ sở vận dụng các kiến thức đã có, trên cơ sở các thí nghiệm kiểm chứng, nghiên cứu.
Trong các hoạt động học tập trên thì việc tổ chức cho HS phát hiện vấn đề và GQVĐ là một trong những PP đƣợc đánh giá là tích cực, có hiệu quả cao.
2.2. Xây dựng các tình huống có vấn đề và hƣớng giải quyết các vấn đề trong dạy học phần hóa phi kim trong dạy học phần hóa phi kim
Việc vận dụng PPDH nêu và GQVĐ có hiệu quả cao khi GV lựa chọn đƣợc nội dung kiến thức phù hợp và biết cách tổ chức cho HS phát hiện, xây dựng tình huống có vấn đề dƣới dạng các bài tập nhận thức phù hợp.
Sự lựa chọn các nội dung kiến thức để xây dựng tình huống có vấn đề cần chú ý đến các dạng kiến thức nhƣ:
- Kiến thức mới cần khám phá gần nhƣ trái với kiến thức, quy luật mà HS đã biết (tình huống nghịch lí, bế tắc).
- Sự giải quyết các hiện tƣợng thực tế, các tính chất các chất đòi hỏi có sự vận dụng quy luật đã có một cách tổng hợp, linh hoạt (tình huống nhân quả).
- Sự lựa chọn những phƣơng án tối ƣu, những cách GQVĐ, bài toán nhận thức mà dƣờng nhƣ cách giải quyết nào cũng hợp lí (tình huống đã chọn).
2.2.1. Xây dựng các tình huống có vấn đề và hƣớng GQVĐ khi dạy học chƣơng nhóm nitơ chƣơng nhóm nitơ
Tình huống 1: Khi giải thích về các mức oxi hóa có thể có của lưu huỳnh là: +2; +4; +6 ta dựa vào số electron độc thân khi nguyên tử ở trạng thái kích thích, do electron được đẩy vào obitan 3d còn trống. Khả năng đó rất khó xảy ra với nguyên tử nitơ, do năng lượng để chuyển electron từ mức 2p lên mức 3s, hay 3p… là rất lớn. Vậy có cách lý giải nào về các mức oxi hóa có thể có của nitơ là: +1, +2, +4, +5 trong các hợp chất.
Để GQVĐ, GV yêu cầu HS chỉ rõ cơ sở của việc xác định SOXH dựa vào số electron độc thân và từ đó đề xuất một cách xác định SOXH tổng quát nhất.
HS trả lời:
- Cách xác định trên dựa vào khái niệm SOXH: SOXH của một nguyên tố trong phân tử là điện tích của nguyên tử nguyên tố đó trong phân tử nếu giả định rằng liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử là liên kết ion.
Formatted: Level 1, Tab stops: 0.35", Left
Formatted: Tab stops: 0.35", Left
Formatted: Level 1, Tab stops: 0.35", Left
Nhƣ vậy việc xác định SOXH tổng quát nhất là dựa vào điện tích của nguyên tố bằng cách dựa vào công thức cấu tạo của chất. Cụ thể dựa vào:
+ Sự chênh lệch về độ âm điện giữa 2 nguyên tố.
+ Số electron góp chung của mỗi nguyên tố - để xác định điện tích thành phần (nếu là liên kết cho - nhận thì điện tích đƣợc tính theo chiều hƣớng từ nguyên tố có độ âm điện nhỏ sang nguyên tố có độ âm điện lớn, còn ngƣợc lại thì số electron góp chung sẽ đƣợc tính là 0. VD: Xét điện tích đối với nguyên tố nitơ trong liên kết: N → O điện tích thành phần của nguyên tố nitơ là +2, nếu trong liên kết N ← O điện tích thành phần của nguyên tố nitơ là 0. Ví dụ: NO2 N O O +2 +2 +4 N O 0 +2 +2 N 0 N +2 O +1 +1
GV nhấn mạnh: Nhƣ vậy SOXH sẽ luôn đƣợc xác định một cách chính xác khi biết đƣợc công thức cấu tạo của chất, giải thích đƣợc các mức oxi hóa của các nguyên tố. Quy tắc tính SOXH là hệ quả của khái niệm trên.
Tình huống 2: Nitơ là nguyên tố có độ âm điện khá lớn chỉ nhỏ hơn độ âm điện của flo, clo và oxi. Vậy tại sao ở nhiệt độ thường, nitơ lại khá trơ về mặt hóa học?
Để GQVĐ này, GV yêu cầu HS chỉ ra điểm khác nhau về CTCT giữa nitơ và flo, oxi:
- Khác với liên kết đôi và đơn trong CTCT của phân tử oxi và flo, CTCT của nitơ: N ≡ N, thì liên kết ba có năng lƣợng rất lớn, nên ở nhiệt độ thƣờng, khi tham gia các phản ứng hóa học việc cung cấp năng lƣợng đủ để phá vỡ liên kết đó hình thành liên kết mới là rất khó khăn.
