sinh ở khả năng này được thể hiện là: với nội dung kiến thức và kỹ năng đã được học, học sinh biết biến đổi những bài tập trong một tình huống cụ thể hồn tồn mới nào đó về những cái quen thuộc, những cái đã biết để áp dụng vào giải một cách dễ dàng, từ đó học sinh thể hiện được tính sáng tạo của bản thân khi giải những bài tậ đó.
Ví dụ: (Đề HSG 2002).
Khí NO kết hợp với hơi 2 tạo ra một khí duy nhất trong phân tử có 3 nguyên tử.
a. Viết hương t ình hản ứng xảy ra.
b. Biết phản ứng trên thu nhiệt, tại 25oC có KP = 116,6. Hãy tính KP (ghi rõ đơn vị) tại 0o
C; 50oC. Giả thiết rằng tỉ số giữa hai trị số hằng số cân bằng tại 0oC với 25oC hay 25oC với 50oC đều bằng 1,54.
c. Xét tại 25oC, cân bằng hoá họ đã được thiết lập. Cân bằng đó sẽ chuyển dị h như thế nào? Nếu:
* Tăng ượng khí NO. * Giả ượng hơi 2. * Giảm nhiệt độ. * Thêm khí N2 vào hệ mà:
- Thể tích bình phản ứng khơng đổi (V = const). - Áp suất chung của hệ không đổi (P = const).
Hƣớng dẫn giải:
a. 2NO (k) + Br2 (hơi) 2NOBr (k) ; H > 0 (1) Phản ứng pha khí, có n = -1 đơn vị KP là atm-1 (2) b. Do phản ứng thu nhiệt nên có liên hệ
KP tại 00C < KP tại 250C < KP tại 500C (3) Vậy: KP tại 00C = (250 ) 54 , 1 1 C P K = 75,71( ) 54 , 1 6 , 116 1 atm
KP tại 500C = 1,54KP tại 250C = 116,61,54 179, 56 (atm-1) c. Xét sự chuyển d i cân bằng hoá học tại 250C.
2
NO NOBr
P P
Q (4) (Khi thêm NO hay Br2) S u đó s s nh t ị số Kp với Q để kết luận.
Tuy nhiên, ở đây khơng ó điều kiện để xét (4); do đó xét the nguyên ý Lơs tơ ie. * Nếu tăng ượng NO, CBHH chuyển d i sang phải,
* Nếu giả ượng Br2, CBHH chuyển d i sang trái, .
* The nguyên ý Lơs tơ ie, sự giảm nhiệt độ làm cho CBHH chuyển d i s ng t i, để chống lại sự giảm nhiệt độ.
* Thêm N2 à kh t ơ.
+ Nếu V = const: khơng ảnh hưởng tới CBHH vì N2 không gây ảnh hưởng nào liên hệ (the định nghĩ suất riêng phần).
+ Nếu P = const ta xét liên hệ.
Nếu hư ó N2: P = pNO + pBr2 + pNOBr (a)
Nếu có thêm N2: P = ’NO + ’ 2 + ’NOBr + PN2 (b) Vì P = nst nên ’i < pi
L đó t xét Q tương u n với KP: - Nếu Q = KP: không ảnh hưởng.
- Nếu Q > KP : CBHH chuyển d i s ng t i, để Q giảm tới trị số KP. - Nếu Q <KP: CBHH chuyển d i sang phải, để Q tăng tới trị số KP.
Xảy t ư ng hợp nào trong b t ư ng hợp trên là tuỳ thuộc vào pi tại cân bằng hoá học.
Khi học sinh học về nguyên lý chuyển dịch cân bằng Lơs tơ ie, hỉ được nghiên cứu ảnh hương ủa các yếu tố: nồng độ, nhiệt độ, áp suất lên cân bằng, nhưng trong bài toán này học sinh cần vận dụng kĩ năng tư duy giải thích về sự chuyển dịch cân bằng đã ó, à òn dụng thành thụ kiến thứ , kĩ năng đã ó và tình huống ới đó à ó thê kh N2 à ơi t ư ng khi đó yếu tố suất tổng sẽ th y đổi, ân bằng ó thể dị h huyển s ng hải, s ng t i h ặ không dị h huyển hụ thuộ và ối u n hệ Q và KP.
b) Có khả năng phát hiện, đề xuất cái mới từ một vấn đề quen thuộc.
Khi đứng trước một bài tập học sinh nhận ra được vấn đề mới trong các điều kiện, vấn đề quen thuộc; phát hiện ra chức năng mới trong những đối tượng quen
thuộc, tránh được sự rập khn máy móc, dễ dàng điều chỉnh được hướng giải quyết trong điều kiện mới, đây cũng là biểu hiện tạo điều kiện để học sinh rèn luyện tính mềm dẻo của tư duy.
Ví dụ: (Đề thi học sinh giỏi Quốc gia 2014)
Cho phản ứng: 2A + → C +
Thực nghiệm cho biết hương t ình động học tố độ của phản ứng có dạng như s u: 2
[A] [B] v = k
[C]
Giản đồ năng ượng của phản ứng có dạng như hình vẽ. Thực nghiệm cho biết phản ứng xảy u 2 gi i đ ạn, một trong 2 gi i đ ạn đó à thuận nghịch.
a. Đề xuất ơ hế của phản ứng sao cho phù
hợp với hương t ình động học và giản đồ năng ượng đã h .
b. T ên ơ sở ơ hế phản ứng, hãy tìm hệ
thức liên hệ giữa hằng số tố độ chung của phản ứng với các hằng số tố độ củ gi i đ ạn.
c. Tìm hệ thức liên hệ giữ năng ượng hoạt hóa chung (Ea) của phản ứng với các giá
trị Ea1, Ea–1 và Ea2. Biết rằng, năng ượng hoạt hóa E phụ thuộc vào hằng số tố độ phản ứng k the hương t ình: Hƣớng dẫn giải a. Cơ hế đề nghị: 1 -1 k k A+A‡ ˆ ˆˆˆ ˆ ˆ† C+M (a) k2 M+BD (b)
b. Từ giản đồ năng ượng cho thấy cân bằng (a) xảy ra nhanh (Ea-1 và Ea1 nhỏ) và M chuyển hóa chậm thành sản phẩm cuối (Ea2 lớn). đó tố độ phản ứng quyết định bởi gi i đ ạn 2: 2 dlnk E = RT dT 2A + B C + M + B C + D Ea1 Ea-1 Ea2 E
2 v=k [M][B] (1) Mặt kh vì gi i đ ạn 1 xảy ra nhanh: 2 1 -1 k [A] =k [C][M] 1 2 -1 k [A] [M]= k [C] , thế vào (1) có: 2 2 1 2 -1 k k [A] [B] [A] [B] v= =k k [C] [C] với 1 2 -1 k k k= k (2) c. Từ biểu thức (2) ta có: 1 2 -1 lnk=lnk +lnk -lnk 2 2 1 2 -1 a a1 a2 a-1 dlnk dlnk dlnk dlnk E =RT =RT ( + - )=E +E -E dT dT dT dT
Ở bài t n này, vấn đề tư duy uen thuộ à h x định tố độ hản ứng thự ủ hản ứng the thự nghiệ , với những kiến thứ thự nghiệ đã h họ sinh hải ó năng ự giải uyết đề xuất đượ ơ hế h hù hợ , ng ài họ sinh ịn hải ó năng ự x định ối u n hệ giữ đại ượng uen thuộ từ giản đồ thự nghiệ .
c) Có khả năng nhìn nhận đối tượng dưới các khía cạnh khác nhau.
Mỗi khi học sinh cố gắng à bài tậ à ại thất bại, thông thư ng học sinh sẽ có cảm giác chán nản chứ khơng chuyển sang làm theo một hướng suy nghĩ hay cách nhìn khác. Tuy nhiên, một thất bại mà học sinh đã nếm trải sẽ chỉ có ý nghĩa nếu như học sinh khơng quá coi trọng phần kém hiệu quả của nó. Thay vào đó, học sinh nếu biết phân tích lại tồn bộ quá trình cũng như các yếu tố liên quan, và cân nhắc xem liệu sẽ thay đổi những yếu tố đó như thế nào để đạt được kết quả mới. Đừng tự đặt câu hỏi cho bản thân “Tại sao mình lại thất bại?” à hãy hỏi “Mình đã
làm được những gì rồi?”. Nhìn nhận và đánh giá vấn đề từ các khía cạnh khác nhau,
từ đó phát hiện được những tầm nhìn, cách nhận định mới phù hợp với bài tậ . Aristotle cho rằng ẩn dụ là một dấu hiệu của sự thiên tài. Bởi vậy ông tin rằng nếu một ngư i không những có năng lực diễn đạt sự tương đồng giữa hai cá thể hồn tồn tách biệt mà cịn có thể liên kết chúng lại với nhau, thì đó là con ngư i có khả năng đặc biệt.
Ví dụ: Q trình hồ tan tinh thể i n và nước bao gồm những q trình nào?
và giải thích hiện tượng khi hồ tan các tinh thể NaOH, MgCl2, NH4NO3 vào từng cốc nước riêng biệt.
Hƣớng dẫn giải
* Quá trình hồ tan tinh thể i n và nước, ta có thể hình dung bao gồm các q trình như s u:
+ Quá trình phân li tinh thể ion thành các ion tự do (cation và anion) là quá trình thu nhiệt. (nhiệt hân i, ΔHphân li > 0)
+ Qu t ình tương t giữa các ion với nướ để tạo thành các ion hidrat hoá là quá trình toả nhiệt. (nhiệt hid t h , ΔHhidrat < 0)
→ Nhiệt của quá trinh hoà tan tinh thể i n và nước là: ΔHht = ΔHphân li + ΔHhidrat của các ion
* Khi cho NaOH, MgCl2 vào cố nước ta thấy cố nướ nóng ên d ΔHhidrat vượt trội so với ΔHphân li → ΔHht < 0.
- Khi hoà tan NH4NO3 vào cố nước thấy cố nước lạnh hẳn d ΔHphân li vượt trội so với ΔHhidrat → ΔHht > 0.
Đối với bài toán này học sinh biết cách nhìn nhận vấn đề h à t n dưới hai khía cạnh: những chất khi t n t ng nước à h ôi t ư ng xung quanh nóng lên là quá trình toả nhiệt, cịn những chất khi t n t ng nướ à h ôi t ư ng xung quanh lạnh đi à u t ình thu nhiệt. Đồng th i vận dụng kiến thứ tư duy về Hoá họ đại ương họ sinh THPT Chun ịn ó năng ực giải th h được tại sao có hiện tượng như vậy.
d) Có khả năng phối hợp nhiều cơng cụ, phương pháp khác nhau để giải quyết một vấn đề.
Đứng trước một vấn đề về hó họ ng t nh s ng tạo cao, đòi hỏi học sinh phải vận dụng rất nhiều kiến thức khác nhau và nhiều phương pháp, cách giải khác nhau. Đồng th i học sinh cũng phải biết phối hợp các kiến thức và phương pháp đó, huy động những kỹ năng, kinh nghiệm của bản thân cộng với sự nỗ lực, phát huy năng lực tư duy sáng tạo cao của cá nhân để tìm tịi, giải quyết vấn đề.
- Ví dụ: Độ tan của Mg(OH)2 t ng nước ở 180C là 9.10-3 g/lit còn ở 1000C là 4.10-2 g/lit.
b. T nh đại ượng ΔH0, ΔG0
và ΔS0 của phản ứng h à t n, i ΔH0 và ΔS0 không th y đổi theo nhiệt độ.
Hƣớng dẫn giải
a. Mg(OH)2 Mg2+ + 2OH- T = [Mg2+].[OH-]2 = 4s3 s 2s Ở 291K: T291 = 4. 3 3 9.10 58 = 4.(1,552.10 -4)3 = 1,495.10-11. pH = 14 – pOH = 14 + lg(2.1,552.10-4) = 10,49 Ở 373K: T373 = 4. 3 2 4.10 58 = 1,312.10 -9 pH = 14 – pOH = 14 + lg(2.6,897.10-4) = 11,14 b. H0 = 9 2 1 373 11 2 1 291 RT T .lnT 8,314.373.291.ln1,312.10 T T T 373 291 1,495.10 = 49243,8 J.mol -1