2.1.1. Vị trớ phần phi kim lớp 11 trong chương trỡnh húa học trung học phổ thụng
Phần phi kim lớp 11 nằm sau phần húa học đại cương gồm cỏc chương nguyờn tử, bảng tuần hoàn cỏc nguyờn tố húa học và định luật tuần hoàn, liờn kết húa học, phản ứng oxi húa khử, tốc độ phản ứng và cõn bằng húa học, dung dịch điện li; sau chương oxi lưu huỳnh, halogen; nằm trước phần kim loại.
Như vậy HS đó cú cỏc kiến thức đại cương vụ cơ, được vận dụng kiến thức đú vào phần phi kim lớp 10. Như vậy phần phi kim lớp 11 sẽ tiếp tục ụn tập, củng cố, rốn luyện cỏc kiến thức – kĩ năng đó học và bổ sung kiến thức, kĩ năng mới.
2.1.2. Cấu trỳc chương trỡnh phần Phi kim lớp 11 của Bộ Giỏo dục - Đào tạo
Bắt đầu từ năm học 2014 – 2015, trường THPT Trần Nguyờn Hón – thành phố Hải Phũng học theo chương trỡnh chuẩn của Bộ giỏo dục và đào tạo.
Phần Phi kim lớp 11 theo chương trỡnh chuẩn của Bộ giỏo dục và đào tạo gồm hai chương:
Chương 2: Nhúm nitơ - Bài 7: Nitơ
- Bài 8: Amoniac và muối amoni - Bài 9: Axit nitric và muối nitrat - Bài 10: Photpho
- Bài 11: Axit photphoric và muối photphat - Bài 12: Phõn bún hoỏ học
- Bài 13: Luyện tập: Tớnh chất của Nitơ, photpho và cỏc hợp chất của chỳng - Bài 14: Bài thực hành số 2: Tớnh chất của một số hợp chất nitơ, photpho Chương 3: Nhúm cacbon
- Bài 15: Cacbon
- Bài 16: Hợp chất của cacbon - Bài 17: Silic và hợp chất của silic
- Bài 18: Cụng nghiệp silicat
- Bài 14: Tớnh chất của cacbon, silic và cỏc hợp chất của chỳng.
Như vậy phần phi kim lớp 11 gồm 2 chương với 13 bài: 10 bài học kiến thức mới, 2 bài luyện tập, 1 bài thực hành. Ta nhận thấy cỏc bài học trờn lớp chủ yếu là học kiến thức mới, ớt bài luyện tập và thực hành đõy là một khú khăn trong quỏ trỡnh bồi dưỡng HSG.
2.1.3. Mục tiờu của chương 2, 3 lớp 11
Theo chuẩn kiến thức, kĩ năng của Bộ giỏo dục và đào tạo thỡ phần phi kim lớp 11 cú cỏc mục tiờu cụ thể sau:
2.1.3.1 Chương 2: Nitơ - photpho
a. Kiến thức
* Biết được
- Tớnh chất vật lớ, tớnh chất hoỏ học, ứng dụng chớnh, điều chế nitơ, amoniac trong phũng thớ nghiệm và trong cụng nghiệp.
- Cấu tạo phõn tử, tớnh chất vật lớ, tớnh chất húa học, ứng dụng, cỏch điều chế HNO3 trong phũng thớ nghiệm và trong cụng nghiệp (từ amoniac).
- Cỏch nhận biết ion NO3.
- Cỏc dạng thự hỡnh, tớnh chất vật lớ, ứng dụng, trạng thỏi tự nhiờn và phương phỏp điều chế photpho trong cụng nghiệp.
- Cấu tạo phõn tử, tớnh chất vật lớ, tớnh chất húa học, ứng dụng, cỏch điều chế H3PO4 trong phũng thớ nghiệm và trong cụng nghiệp (phương phỏp chiết, phương phỏp nhiệt).
- Tớnh chất của muối photphat (tớnh tan, phản ứng thuỷ phõn), cỏch nhận biết ion photphat
- Khỏi niệm phõn bún húa học và phõn loại. Tớnh chất, ứng dụng, điều chế phõn đạm, lõn, kali và một số loại phõn bún khỏc ( phức hợp và vi lượng).
* Hiểu được:
- Cấu tạo phõn tử, cấu hỡnh electron dạng ụ lượng tử của nguyờn tử nitơ. - Nitơ khỏ trơ ở nhiệt độ thường, nhưng hoạt động hơn ở nhiệt độ cao.
- Tớnh chất hoỏ học đặc trưng của nitơ: tớnh oxi hoỏ (tỏc dụng với kim loại mạnh, với hiđro), ngoài ra nitơ cũn cú tớnh khử (tỏc dụng với oxi).
- Cấu tạo phõn tử, tớnh chất hoỏ học của amoniac: Tớnh bazơ yếu (tỏc dụng với nước, dung dịch muối, axit) và tớnh khử (tỏc dụng với oxi, clo, với một số oxit kim
loại), khả năng tạo phức.
- HNO3 là một trong những axit mạnh nhất.
- HNO3 là axit cú tớnh oxi hoỏ mạnh ( tựy thuộc vào nồng độ của axit và bản chất của chất khử): oxi hoỏ hầu hết kim loại ( kim loại cú tớnh khử yếu, tớnh khử mạnh, nhụm và sắt, vàng), một số phi kim, nhiều hợp chất vụ cơ và hữu cơ.
b. Kĩ năng
- Viết cấu hỡnh electron dạng ụ lượng tử của nguyờn tử ở trạng thỏi cơ bản và trạng thỏi kớch thớch.
- Dự đoỏn, kiểm tra dự đoỏn và kết luận về sự biến đổi tớnh chất hoỏ học của cỏc đơn chất trong nhúm nitơ.
- Dự đoỏn tớnh chất, kiểm tra dự đoỏn và kết luận về tớnh chất hoỏ học của nitơ, amoniac, HNO3, muối nitrat, photpho, muối photphat. Viết cỏc PTHH minh hoạ tớnh chất hoỏ học
- Giải được bài tập: Tớnh thể tớch khớ nitơ ở đktc tham gia trong phản ứng hoỏ học, tớnh % thể tớch nitơ trong hỗn hợp khớ, một số bài tập khỏc cú nội dung liờn quan.
- Phõn biệt được amoniac với một số khớ đó biết bằng phương phỏp hoỏ học. - Giải được bài tập: Tớnh thể tớch khớ amoniac sản xuất đuợc ở đktc theo hiệu suất.phản ứng, một số bài tập tổng hợp cú nội dung liờn quan.
- Giải được bài tập: Tớnh thành phần % khối lượng của hỗn hợp kim loại tỏc dụng với HNO3, khối lượng dung dịch HNO3 cú nồng độ xỏc định điều chế được theo hiệu suất, bài tập tổng hợp cú nội dung liờn quan.
- Giải được bài tập: Tớnh thành phần % khối lượng muối nitrat trong hỗn hợp, nồng độ hoặc thể tớch dung dịch muối nitrat tham gia hoặc tạo thành trong phản ứng; một số bài tập tổng hợp cú nội dung liờn quan.
- Giải được bài tập: Tớnh khối lượng sản phẩm tạo thành qua nhiều phản ứng, bài tập khỏc cú nội dung liờn quan.
- Nhận biết được axit H3PO4 và muối photphat bằng phương phỏp hoỏ học. - Giải được bài tập: Tớnh khối lượng H3PO4 sản xuất được, % khối lượng muối phot phat trong hỗn hợp phản ứng, một số bài tập khỏc cú nội dung liờn quan.
- Quan sỏt mẫu vật, làm thớ nghiệm nhận biết một số phõn bún húa học. - Biết cỏch sử dụng an toàn, hiệu quả một số phõn bún hoỏ học.
- Giải được bài tập: Tớnh khối lượng phõn bún cần thiết để cung cấp một lượng nguyờn tố nhất định cho cõy trồng, một số bài tập khỏc cú nội dung liờn quan.
2.1.3.2 Chương 3: Nhúm cacbon
a. Kiến thức
* Biết được
- Cấu hỡnh electron nguyờn tử, cỏc dạng thự hỡnh của cacbon, tớnh chất vật lớ, tớnh chất húa học, ứng dụng của C, CO, CO2 và muối cacbonat..
- Điều chế khớ CO2, CO trong cụng nghiệp (tạo khớ lũ ga, khớ than ướt) và trong phũng thớ nghiệm.
- Tớnh chất vật lớ, trạng thỏi thiờn nhiờn, ứng dụng (trong kĩ thuật điện), điều chế silic (Mg + SiO2).
- SiO2: Tớnh chất vật lớ , tớnh chất hoỏ học của SiO2 (tỏc dụng với kiềm đặc, núng, với dung dịch HF).
- H2SiO3: Tớnh chất vật lớ, tớnh chất hoỏ học ( là axit yếu, ớt tan trong nước, tan trong kiềm núng).
* Hiểu được:
- Cacbon cú tớnh oxi hoỏ yếu (oxi húa hiđro và canxi), tớnh khử ( khử oxi, oxit kim loại). Trong một số hợp chất vụ cơ, cacbon thường cú số oxi húa +2 hoặc +4.
- Cấu tạo phõn tử của CO, CO2 .
- CO cú tớnh khử mạnh (tỏc dụng với oxi, clo, oxit kim loại). - CO2 là một oxit axit, cú tớnh oxi húa yếu ( tỏc dụng với Mg, C ) - H2CO3 là axit yếu, hai nấc, khụng bền dựa vào hằng số cõn bằng Kc. * Kĩ năng
- Dự đoỏn tớnh chất chung và sự biến đổi tớnh chất đơn chất trong nhúm. - Viết cấu hỡnh electron dạng ụ lượng tử, trạng thỏi cơ bản và trạng thỏi kớch thớch.
- Giải được bài tập: Tinh khối lượng cacbon tham gia phản ứng với hỗn hợp chất khử hoặc % khối lượng cỏc chất trong sản phẩm, một số bài tập tổng hợp cú nội dung liờn quan.
- Viết được cụng thức cấu tạo của CO, CO2. - Giải được bài tập về C, Si và hợp chất của nú
2.2. Xõy dựng cỏc chuyờn đề phi kim lớp 11 để bồi dưỡng học sinh giỏi húa học ở trường trung học phổ thụng ở trường trung học phổ thụng
2.2.1. Một số vấn đề chung
2.2.1.1. Cơ sở xõy dựng một số vấn đề lý thuyết
+ Bao gồm cỏc kiến thức cơ bản, trọng tõm xoay quanh nội dung phần phi kim lớp 11. Để bồi dưỡng học sinh giỏi húa học trước hết thụng qua dạy học để cỏc em nắm vững kiến thức theo chuẩn kiến thức kĩ năng của Bộ giỏo dục và đào tạo. Đú là một cơ sở vững chắc để cỏc em tiếp thu kiến thức nõng cao, rốn kĩ năng từ đú bồi dưỡng cỏc năng lực và phẩm chất giỳp cỏc em cú thể giải quyết tốt cỏc tỡnh huống phức tạp trong cỏc đề thi học sinh giỏi. Cỏc kiến thức này được xõy dựng từ chuẩn kiến thức kĩ năng Húa học THPT, sỏch giỏo khoa.
+ Bổ sung kiến thức khụng cú trong sỏch giỏo khoa, cú trong đề thi HSG của trường, của thành phố, quốc gia nhưng khụng cú. Cỏc kiến thức này được xõy dựng từ cỏc tài liệu nõng cao và mở rộng, cỏc tài liệu tham khảo, cỏc tài liệu ở đại học.
2.2.1.2. Tuyển chọn và xõy dựng hệ thống bài tập của chuyờn đề phi kim lớp 11.
* Cơ sở tuyển chọn và xõy dựng hệ thống bài tập
- Theo phõn phối chương trỡnh của Bộ giỏo dục và đào tạo cấu trỳc chương trỡnh sỏch giỏo khoa. Học sinh lớp 11 THPT Trần Nguyờn Hón trong năm học 2014 – 2015 đang học theo SGK cơ bản, phõn phối chương trỡnh của Bộ giỏo dục và đào tạo. Phõn phối này cấu trỳc kiến thức theo chương, bài, tiết là quy định bắt buộc giỏo viờn thực hiện đỳng. Chương trỡnh SGK lớp 11 cấu trỳc theo chương, bài giống như Phõn phối chương trỡnh. Chương trỡnh SGK đó được chuẩn húa, đõy là cấu trỳc hợp lớ phự hợp với nhận thức của học sinh. Xõy dựng hệ thống bài tập theo cấu trỳc chương trỡnh SGK tạo điều kiện thuận cho cỏc hoạt động dạy và học của GV và HS
- Theo năng lực nhận thức của học sinh
Mỗi học sinh cú năng lực nhận thức, tư duy, vận dụng kiến thức khỏc nhau. Vỡ vậy hệ thống bài tập được xõy dựng phự hợp với sự tiếp thu kiến thức, mức độ nhận thức của học sinh như từ biết, hiểu đến vận dụng thấp, vận dụng cao và vận dụng sỏng tạo.
- Theo dạng bài tập
Hệ thống bài tập được tuyển chọn theo cỏc dạng bài tập phong phỳ và đa dạng phỳ tạo điều kiện thuận lợi cho việc dạy và học, khắc sõu kiến thức, rốn kĩ
năng của học sinh.
Cú nhiều cỏch phõn loại bài tập như: Phõn loại theo kiến thức húa học, phản ứng húa học, thao tỏc, mức độ kiến thức, cỏch thức tiến hành kiểm tra, phương phỏp giải bài tập, cấp thi, tớnh chất bài tập…
Để bồi dưỡng học sinh giỏi húa học chỳng tụi chia ra:
- Bài tập trắc nghiệm, tự luận
- Ở cỏc mức độ: vận dụng và vận dụng sỏng tạo, cũn mức độ biết và hiểu được thực hiện trong cỏc bài học cựng với cỏc học sinh khỏc.
* Nguyờn tắc tuyển chọn và xõy dựng hệ thống bài tập húa học -Từ đặc điểm riờng lẻ đến khỏi quỏt, hệ thống.
- Lặp đi lặp lại những kiến thức khú và trừu tượng.
- Hệ thống bài tập phải đảm bảo tớnh chớnh xỏc, khoa học. Nội dung, ngụn từ, lời dẫn, yờu cầu, hỡnh thức trỡnh bày chớnh xỏc, đảm bảo logic và khoa học.
- Hệ thống bài tập phải đảm bảo tớnh hệ thống, tớnh đa dạng, đủ loại hỡnh nhằm tăng thờm kiến thức và giỳp học sinh cọ sỏt. Mỗi bài tập tương ứng với kiến thức kĩ năng nhất định vỡ vậy bài tập khụng thể dàn trải. Toàn bộ hệ thống gồm nhiều bài tập sẽ hỡnh thành hệ thống kĩ năng toàn diện cho HSG húa học. Mặt khỏc, hệ thống bài tập cũn phải được tuyển chọn và xõy dựng một cỏch đa dạng, phong phỳ về mặt kiến thức.
- Hệ thống bài tập phải đảm bảo tớnh vừa sức với học sinh. Bài tập phải được tuyển chọn và xõy dựng từ dễ đến khú, từ đơn giản đến phức tạp. Hệ thống bài tập phự hợp với mức độ phỏt triển tõm sinh lớ, mức độ nhận thức của học sinh, những nội dung kiến thức của BTHH phải đảm bảo để học sinh cú thể sử dụng được, khụng mang tớnh đỏnh đố. Cỏc bài tập phải cú đủ loại điển hỡnh và tớnh mục đớch rừ ràng, gõy được hứng thỳ, kớch thớch trớ sự tỡm tũi quyết tõm đạt được kết quả chứ khụng mang tớnh chất ộp buộc. Với hệ thống bài tập được xõy dựng theo nguyờn tắc này sẽ là bước khởi đầu tạo dựng niềm tin và sự say mờ hoỏ học cho HS, sẽ tạo cho HS niềm vui, một sự hưng phấn , kớch thớch tư duy và nỗ lực tỡm hiểu.
- Hệ thống bài tập phải mở rộng kiến thức, vốn hiểu biết của HS
Hệ thống bài tập vừa cung cấp những kiến thức trong sỏch giỏo khoa vừa mở rộng kiến thức. Kiến thức mở rộng khụng chỉ là kiến thức lý thuyết nõng cao mà cũn phải bổ sung cỏc kiến thức thực tiễn để vận dụng vào đời sống.
- Hệ thống bài tập phải phỏt triển năng lực cho học sinh
Hệ thống bài tập giỳp học sinh phỏt triển năng lực cho học sinh như: năng lực phỏt hiện vấn đề và giải quyết vấn đề, năng lực phõn tớch, suy luận, diễn đạt logic, chớnh xỏc…cỏc kỹ năng thực hành, vận dụng kiến thức giải quyết cỏc vấn đề
thực tiễn.
2.2.1.3. Quy trỡnh xõy dựng hệ thống bài tập - Xỏc định mục đớch của hệ thống bài tập
Mục đớch xõy dựng hệ thống bài tập phần phi kim lớp 11 để học sinh biết, hiểu, vận dụng kiến thức; rốn luyện kĩ năng húa học; từ đú phỏt triển phẩm chất và năng lực của học sinh giỏi húa học.
- Xỏc định nội dung hệ thống bài tập
Nội dung của hệ thống bài tập phải bao quỏt được kiến thức phần phi kim trong chương trỡnh hoỏ 11.
- Xỏc định loại bài tập, cỏc kiểu bài tập - Thu thập thụng tin để soạn hệ thống bài tập
Gồm cỏc bước cụ thể sau:
Thu thập nghiờn cứu cỏc tài liệu hướng dẫn nội dung thi chọn HSG cấp tỉnh, thành phố, nội dung thi chọn HSG quốc gia của Bộ Giỏo dục và đào tạo, cỏc kỡ thi Olympic húa học trong nước và quốc tế.
- Thu thập, nghiờn cứu, tham khảo cỏc đề thi chọn HSG mụn húa của trường; cỏc tỉnh, thành phố: Hải Phũng, Vĩnh Phỳc, Phỳ Thọ, Đà Nẵng, Long An, Nghệ An… từ năm 2000 đến 2012; đề thi chọn HSG quốc gia từ năm 2000 đến 2012; đề thi Olympic húa học …
- Sưu tầm và tham khảo cỏc bài tập từ tài liệu sỏch, bỏo, tạp chớ, mạng internet...
2.2.1.4. Tiến hành xõy dựng hệ thống bài tập
- Soạn từng loại bài tập: Từ cỏc bài tập đó lựa chọn, soạn thành từng dạng bài tập tạo ra hệ thống cỏc bài tập phự hợp với mục đớch dạy học, bồi dưỡng HSG.
- Chỉnh sửa cỏc bài tập chưa phự hợp như quỏ khú hoặc quỏ nặng nề, chưa
chớnh xỏc…
- Chọn lọc bài tập theo từng giai đoạn nhận thức: Từ đơn giản đến phức tạp, từ dễ đến khú, từ mức độ nhận thức biết, hiểu đến vận dụng thấp, vận dụng cao, sỏng tạo.
2.2.2. Chuyờn đề bài tập nitơ - photpho
2.2.2.1. Một số vấn đề lý thuyết cần nắm vững:
a. Kiến thức theo chuẩn kiến thức kĩ năng của Bộ giỏo dục và đào tạo và theo chương trỡnh sỏch giỏo khoa lớp 11.
♦ Nitơ:
Cú liờn kết ba bền vững nờn ở điều kiện thường, nitơ khỏ trơ húa học. Nhưng ở nhiệt độ cao, nitơ hoạt động húa học mạnh.
Cú số oxi húa 0, vừa thể hiện tớnh khử vừa thể hiện tớnh oxi húa: tỏc dụng với nhiều kim loại và một số phi kim.
♦ Amoniac:
Phõn tử cú cấu tạo hỡnh chúp, gúc liờn kết HNH 1070. Nguyờn tử nitơ cũn một