Chƣơng 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
2.2. Cỏc dạng bài tập bồi dưỡng học sinh giỏi húa học
2.2.4. Bài tập rốn luyện năng lực vận dụng kiến thức giải quyết cỏc vấn đề thực
Bài 1
a) Vỡ sao nộm đất đốn xuống ao làm cỏ chết?
b) Etilen được dựng để kớch thớch trỏi cõy mau chớn. Nú đồng thời cũng là một
trong cỏc sản phẩm sinh ra khi trỏi cõy chớn. Trong thực tế người ta cú thể kớch thớch trỏi cõy chớn bằng cỏch để vào chỗ trỏi cõy một ớt đất đốn. Cú thể rỳt ra kết luận gỡ? Điều gỡ xảy ra khi để những trỏi cõy chớn bờn cạnh những trỏi cõy xanh?
c) Một trong những ứng dụng của axetilen là làm nguyờn liệu trong đốn xỡ để
hàn và cắt kim loại. Hóy giải thớch tại sao người ta khụng dựng etan thay cho axetilen, mặc dự nhiệt đốt chỏy ở cựng điều kiện của etan (1562kJ/mol) cao hơn axetilen (1302kJ/mol)?
Gợi ý: Vận dụng kiến thức về hiđrocacbon để giải thớch cỏc hiện tượng trờn. a) Đất đốn cú thành phần chớnh là cacxi cacbua (CaC2), khi tỏc dụng với nước
sinh ra khớ axetilen và canxi hiđroxit: CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2
Axetilen cú thể tỏc dụng với H2O tạo ra anđehit axetic, cỏc chất này làm tổn thương đến hoạt động hụ hấp của cỏ vỡ vậy cú thể làm cỏ chết.
b) Khi để đất đốn ngoài khụng khớ nú cú thể tỏc dụng với hơi nước tạo thành
axetilen. Như vậy axetilen cũng cú tỏc dụng kớch thớch trỏi cõy mau chớn. Thực tế người ta sử dụng C2H2 chứ khụng phải C2H4 là do C2H2 cú thể dễ dàng, thuận lợi điều chế từ đất đốn. Một lớ do nữa là sử dụng đất đốn, đất đốn (CaC2) PƯ với H2O, đõy là PƯ tỏa nhiệt cũng gúp phần làm trỏi cõy mau chớn.
- Khi để những trỏi cõy chớn bờn cạnh những trỏi cõy xanh thỡ C2H4 sinh ra từ trỏi cõy chớn sẽ kớch thớch những trỏi cõy xanh chớn nhanh hơn.
c) Phương trỡnh phản ứng chỏy của khi axetilen và etan:
C2H2 + 2,5O2 → 2CO2 + H2O C2H6 + 3,5O2 → 2CO2 + 3H2O
Đốt 1 mol C2H6 tạo ra 3 mol H2O, trong khi đú 1 mol C2H2 chỉ tạo ra 1 mol H2O. Nhiệt lượng tiờu hao (làm bay hơi nước) khi đốt C2H6 gấp 3 lần C2H2. Vỡ vậy nhiệt độ ngọn lửa C2H2 cao hơn nhiệt độ ngọn lửa C2H6
Bài 2.
a) Benzen cú rất nhiều ứng dụng trong thực tế, nú là một húa chất quan trọng
trong húa học, tuy nhiờn benzen cũng là một chất rất độc. Khi benzen đi vào trong cơ thể, nhõn thơm cú thể bị oxi húa theo những cơ chế phức tạp và cú thể gõy ung thư. Trước đõy trong cỏc phũng thớ nghiệm hữu cơ vẫn hay dựng benzen làm dung mụi, nay hạn chế tớnh độc do dung mụi người ta thay benzen bằng toluen. Vỡ sao toluen lại ớt độc hơn?
b) Cú người rất thớch hớt chất tẩy múng tay nhuộm màu, đú là chất gỡ và cú
độc hai khụng?
c) Cà rốt là loại củ cú chứa đường và cú hàm lượng vitamin A rất cao. Nhiều
người thớch ăn cà rốt sống và làm nộm cà rốt vỡ cho rằng sẽ hấp thụ hết lượng vitamin A trong đú. Quan điểm đú cú đỳng khụng? Tại sao?
Gợi ý: Vận dụng kiến thức về hiđrocacbon để giải thớch cỏc hiện tượng trờn. a) Tớnh độc của benzen gõy ra là do nú bị oxi húa theo những cơ chế khỏc
nhau vào nhõn thơm tạo cỏc nhúm chức phenol độc. Khi thay benzen bằng toluen làm dung mụi thỡ khi toluen xõm nhập vào cơ thể, do cú nhúm –CH3 dễ bị oxi húa thành axit benzoic nờn hạn chế khả năng oxi húa vào nhõn thơm. Vỡ vậy toluen ớt gõy độc hơn.
b) Thụng thường đú là toluen, một loại dung mụi hữu cơ. Chất này cũn được
dựng trong một số ngành cụng nghiệp và sẽ gõy ảnh hưởng xấu lờn thớnh giỏc. Hớt toluen cú thể gõy nghiện như nghiện ma tỳy nờn rất hại, dẫn đến ự tai, chúng mặt, đầu úc cảm thấy trống rỗng và cú thể dẫn tới điếc. Xớ nghiệp nào cú sử dụng toluen cần tỡm cỏch bảo vệ cho cỏc cụng nhõn thường xuyờn tiếp xỳc với nhiều hơi toluen.
c) Caroten trong cà rốt là nguồn sinh ra vitamin A. Tuy nhiờn, đõy là chất khú
hấp thụ đối với cơ thể. Vỡ vậy, nếu ăn sống hay làm mộm thỡ 90% caroten khụng được hấp thụ.
Bài 3
a) Chỳng ta đều biết metanol là chất độc, chỉ cần một lượng nhỏ vào cơ thể
cũng cú thể gõy mự loà, lượng lớn cú thể gõy tử vong. Hóy giải thớch tại sao?
b) Vỡ sao rượu để càng lõu càng ngon?
c) Để rượu nho cú chất lượng tốt, người ta thường chứa rượu trong cỏc thựng
gỗ và chụn sõu dưới lũng đất, càng sõu càng tốt. Hóy giải thớch tại sao?
Gợi ý: Vận dụng cỏc kiến thức về ancol để giải thớch cỏc hiện tượng trờn. a) Do metanol được oxi húa bởi cỏc enzim khử hiđro trong gan tạo ra
fomanđehit
CH3OH+[O]→HCHO+H2O
Uống rượu giả cú thể bị ngộ độc, cú trường hợp mự cả mắt, thậm chớ cả tử vong. Những người làm rượu giả khụng phải đem rượu trắng trộn thờm nước bởi làm như vậy sẽ biết ngay bởi nú nhạt. Thường họ dựng ancol metylic (CH3OH) để thay một phần ancol etylic. Loại rượu giả này rất độc.
Ancol etylic và ancol metylic cú cựng họ nhưng tớnh chất của chỳng khỏc nhau. Ancol etylic là chất lỏng trong suốt, mựi thơm dễ chịu, khụng độc. Ancol metylic cú phõn tử khối bộ hơn, nú là chất lỏng trong suốt rất độc, nú cú nhiều ứng dụng, nú cú thể thay xăng làm nhiờn liệu nhưng khụng dựng để pha đồ uống.
Ancol metylic rất độc đối với cơ thể người. Nú tỏc động vào hệ thần kinh và nhón cầu, làm rối loạn chức năng đồng húa của cơ thể gõy nờn sự nhiễm độc axit. Sau khi uống khoảng 8 giờ bắt đầu triệu chứng nhiễm độc axit, hụn mờ, đau đầu, bất tỉnh, lo sợ, mờ mắt, nụn mửa, thị lực giảm nhanh, trường hợp nặng cú thể bị mự hẳn. Nghiờm trọng hơn là mạch đập nhanh và yếu, hụ hấp khú khăn cuối cựng dẫn đến tử vong.
b) Quỏ trỡnh lờn men rượu từ đường là một quỏ trỡnh phức tạp, diễn ra theo
nhiều giai đoạn, trong đú cú qua cỏc giai đoạn trung gian tạo anđehit. Anđehit làm giảm chất lượng, mựi vị của rượu, vỡ vậy nếu hàm lượng anđehit càng thấp thỡ rượu càng ngon.
Rượu càng để lõu thỡ quỏ trỡnh lờn men rượu càng xảy ra hoàn toàn, cỏc sản phẩm anđehit trung gian cũng sẽ chuyển thành rượu, do đú rượu càng để lõu càng ngon.
c) Thựng rượu được chụn sõu dưới đất để khụng khớ khụng bị biến đổi nhiều
như trờn mặt đất. Ở dưới sõu thỡ khớ oxi khụng nhiều, khụng làm cho rượu chua
Bài 4
a) Ở nụng thụn nước ta nhiều gia đỡnh vẫn dựng rơm, rạ, củi để đun bếp. Khi
mua rổ, rỏ, nong, nia…(được đan bởi tre, nứa, giang) họ thường đem gỏc lờn gỏc bếp trước khi sử dụng để độ bền của chỳng được lõu hơn. Giải thớch tại sao?
b) Tại sao dựng fomon để ngõm xỏc động vật?
Gợi ý: Vận dụng cỏc kiến thức về anđehit để giải thớch cỏc hiện tượng trờn. a) Do trong khúi bếp cú chứa anđehit fomic HCHO, chất này cú khả năng diệt trựng, chống mối mọt nờn làm rổ, rỏ, nong nia…bền hơn.
b) Do fomanđehit làm biến tớnh protit thành chất đàn hồi. Ngoài ra, do tớnh độc đối với vi khuẩn, fomanđehit trong dung dịch cũn cú tớnh sỏt trựng.
Bài 5
a) Chất bộo nào dễ ụi hơn: dầu thực vật hay mỡ lợn? Vỡ sao?
b) Tại sao khụng nờn tỏi sử dụng dầu mỡ đó qua rỏn ở nhiệt độ cao hoặc khi
mỡ dầu khụng cũn trong, đó sử dụng nhiều lần, cú màu đen, mựi khột?
c) Dầu mỡ động thực vật để lõu ngày thường cú mựi khú chịu, ta gọi đú là hiện
tượng ụi mỡ, cho biết nguyờn nhõn gõy nờn hiện tượng ụi mỡ và biện phỏp ngăn ngừa quỏ trỡnh ụi mỡ?
d) Dõn gian cú cõu núi về ngày tết cổ truyền:
“ Thịt mỡ, dưa hành, cõu đối đỏ. Cõy nờu, tràng phỏo, bỏnh trưng xanh ”
Gợi ý: Vận dụng cỏc kiến thức về axit, este để giải thớch cỏc hiện tượng trờn. a) Dầu thực vật (chất bộo lỏng) là chất bộo chứa nhiều gốc axit khụng no nờn
bị oxi húa nhiều hơn do đú dễ bị ụi hơn chất bộo rắn (mỡ lợn, là chất bộo chứa nhiều gốc axit bộo no, rất ớt gốc axit bộo khụng no).
b) Khi đun ở nhiệt độ khụng quỏ 1200C, lipit cú thể khụng biến đổi đỏng kể ngoài húa lỏng. Khi đun lõu ở nhiệt độ cao, cỏc axit bộo khụng no sẽ bị oxi húa làm mất tỏc dụng cú ớch với cơ thể. Cỏc liờn kết kộp trong cấu trỳc của chỳng bị bẻ gẫy tạo thành sản phẩm trung gian như peoxit, anđehit cú hại.
c) Mỡ (một thành phần của chất bộo) là hỗn hợp cỏc este trung tớnh được tạo
từ glixerol và cỏc axit bộo. Cú nhiều nguyờn nhõn gõy ụi mỡ, nhưng chủ yếu nhất là do oxi khụng khớ cộng vào nối đụi ở gốc axit khụng no tạo ra peoxit, chất này phõn huỷ thành cỏc anđehit cú mựi khú chịu. Để trỏnh ụi mỡ cần bảo quản dầu mỡ ở nơi mỏt mẻ, đựng đầy, nỳt kớn (trỏnh oxi của khụng khớ).
d) Mỡ là este của glixerol với cỏc axit bộo. Dưa chua cung cấp H+ cú lợi cho việc thủy phõn este do đú cú lợi cho sự tiờu húa mỡ.
Bài 6
a) Để bảo quản mật ong phải đổ đầy mật ong vào cỏc chai sạch, khụ, đậy nỳt
thật chặt và để ở nơi khụ rỏo, như vậy mật ong mới khụng bị biến chất. Vỡ sao phải làm như vậy?
b) Dõn gian cú cõu: “Nhai kĩ no lõu, cày sõu tốt lỳa”. Vỡ sao nhai kĩ no lõu? c) Tại sao người đau dạ dày, khi ăn bỏnh mỡ thay cơm thỡ thấy dễ chịu hơn? d) Tại sao với cựng một lượng gạo như nhau nhưng khi nấu cơm nếp lại cần ớt
nước hơn so với khi nấu cơm tẻ?
Gợi ý: Vận dụng kiến thức về cacbohiđrat để giải thớch cỏc hiện tượng trờn. a) Nếu để nơi ẩm thấp và khụng đậy nỳt chặt, mật ong (cú chứa đường
C6H12O6) sẽ bị lờn men tạo thành etanol và CO2. Khớ CO2 sinh ra sẽ làm nỳt lọ bật ra, lỳc đú sẽ cú sự xõm nhập của vi khuẩn làm mật ong biến chất.
b) Tiờu húa là quỏ trỡnh biến đổi thức ăn từ dạng phức tạp thành dạng đơn
giản. Cơm cú thành phần chớnh là tinh bột, thực chất đú là một polisaccarit. Khi ta ăn cơm, đầu tiờn tinh bột sẽ bị thủy phõn một phần bởi cỏc enzim trong tuyến nước bọt. Sau đú chỳng lại tiếp tục bị thủy phõn khi đi vào trong dạ dày và ruột. Vỡ vậy,
nếu ta nhai càng lõu thỡ quỏ trỡnh phõn hủy bởi enzim sẽ triệt để hơn do đú năng lượng được cung cấp nhiều hơn, vỡ vậy ta cảm thấy no lõu hơn.
c) Trong chỏy cơm và bỏnh mỡ, dưới tỏc dụng của nhiệt, một phần tinh bột đó
biến thành đextrin (oligosaccarit) nờn khi ta ăn, chỳng dễ bị phõn thành saccarit bởi cỏc enzim trong nước bọt, nờn dạ dày sẽ phải làm việc ớt hơn.
d) Trong gạo tẻ, hàm lượng amilopectin (80%) ớt hơn trong gạo nếp (98%).
Amilopectin hầu như khụng tan trong nước nờn khi nấu cơm nếp cần ớt nước hơn khi nấu cơm tẻ (với cựng một lượng gạo).
Bài 7
a) Tại sao nấu canh cỏ thường cho thờm quả chua như khế chua, sấu, me…? b) Khi lắc anilin với nước thỡ thu được hỗn hợp đục như sữa, nếu thờm axit
sunfuric vào thỡ hỗn hợp tạo thành dung dịch trong suốt, sau đú nếu thờm NaOH thỡ dung dịch lại bị vẫn đục.
Gợi ý: Vận dụng cỏc kiến thức về amin để giải thớch cỏc hiện tượng trờn. a) Trong cỏ cú cỏc amin như: đietyl amin, trimetyl amin là chất tạo mựi tanh
của cỏ. Khi cho thờm chất chua, tức là cho thờm axit vào để chỳng tỏc dụng với cỏc amin trờn tạo ra muối làm giảm độ tanh của cỏ.
RNH2 + HCl → RNH3Cl
b) Anilin rất ớt tan trong nước. Khi lắc với nước tạo thành nhũ tương đục, trắng như sữa. Khi thờm H2SO4 và sẽ tạo muối sunfat tan trong nước. Dung dịch kiềm sẽ đẩy anilin ra khỏi muối:
3C6H5NH2 + 2H2SO4 → C6H5NH3HSO4 + (C6H5NH3)2SO4 C6H5NH3HSO4 + 2NaOH → C6H5NH2 + Na2SO4 + 2H2O (C6H5NH3)2SO4 + 2NaOH → 2C6H5NH2 + Na2SO4 + 2H2O
TIỂU KẾT CHƢƠNG 2
Trong chương này chỳng tụi đó thực hiện một số cụng việc như sau:
- Xõy dựng HTLT và BTHH bồi dưỡng HSG ứng với 6 chuyờn đề. Cỏc chuyờn đề được lựa chọn và tổng hợp từ cỏc đề thi HSG tỉnh, quốc gia. Mỗi chuyờn đề bao gồm hai phần chớnh: HTLT cơ bản và BTHH vận dụng.
- Về HTLT, chỳng tụi đó xõy dựng được HTLT với gần như đầy đủ cỏc vấn đề trọng tõm trong cỏc đề thi HSG tỉnh, quốc gia. Trong phần này chỳng tụi đặc biệt chỳ trọng đến cỏc nội dung khú và quan trọng trong đề thi, cỏc nội dung này đều cú bài tập vận dụng lồng ghộp với việc học lý thuyết nờn HS nắm vấn đề được tốt hơn.
- Về hệ thống BTHH, trong chương này chỳng tụi đó xõy dựng được cỏc bài tập (trắc nghiệm tự luận và trắc nghiệm khỏch quan) với đầy đủ cỏc dạng trong đề thi. Ứng với mỗi chuyờn đề, hệ thống BTHH được đưa vào theo trỡnh tự cỏc bài từ đơn giản đến phức tạp. Trong đú cú những bài tập chuyờn sõu giỳp HS nắm vững chắc từng nội dung để cỏc em cú đủ kiến thức tham gia cỏc kỡ thi quan trọng. Riờng phần nhận xột, hướng dẫn giải một số bài tập được đưa ở phần phục lục của luận văn.
- Xõy dựng cỏc dạng bài tập bồi dưỡng HSG húa học với bốn dạng năng lực khỏc nhau: bài tập rốn luyện năng lực nhận thức; bài tập rốn luyện năng lực tư duy, trớ thụng minh; bài tập rốn luyện năng lực quan sỏt, thực hành, vận dụng kiến thức; bài tập rốn luyện năng lực vận dụng kiến thức giải quyết cỏc vấn đề thực tiễn. Trong phần này chỳng tụi đó xõy dựng được cỏc bài tập ứng với từng dạng năng lực cần rốn luyện cho HS.