2.3 .Quy trình lựa chọn hệ thống bài tập hóa học chương Este Lipit hóa học 12
2.4. Hệ thống bài tập và biện pháp phát huy nhận thức và tư duy của học sinh
2.4.1. Rèn năng lực quan sát
2.4.1.1. Mối quan hệ biện chứng giữa óc quan sát và tư duy
Năng lực quan sát ở đây chính là óc quan sát- năng lực xem xét vấn đề để có tầm nhìn, là cơ sở để có tư duy. Thực chất, một người quan sát một cách đầy đủ, toàn diện các đặc điểm của sự vật, hiện tượng xung quanh thì dễ rút ra kết luận chính xác, nhạy bén về bản chất của sự vật, hiện tượng- tức là có năng lực tư duy cao.
Mơn hóa học có ưu thế là gắn liền với thực tiễn, cho nên thơng qua mơn hóa học để rèn năng lực quan sát cho học sinh, từ đó học sinh rút ra quy luật hóa học là điều hết sức phù hợp. Tuy nhiên, hiện nay điều kiện để học sinh học kiến thức từ thí nghiệm hóa học ít có điều kiện triển khai rộng và mạnh mẽ. Trong tương lai, thí nghiệm hóa học cần được sử dụng nhiều hơn nhằm rèn năng lực quan sát cho học sinh, quan sát thực tiễn sự vận động, tương tác giữa các chất mà nắm được quy luật hóa học, giải thích nhiều hiện tượng hóa học “ bất thường”, biết phê phán và loại trừ các suy luận phi thực tế. Nhờ đó mà tư duy của học sinh phát triển. Như thế, óc
quan sát và tư duy có mối quan hệ biện chứng. Tư duy phải dựa trên cơ sở quan sát và quan sát là điểm xuất phát của tư duy.
2.4.1.2. Biện pháp rèn năng lực quan sát
Trong quá trình dạy học, để nâng cao khả năng quan sát của học sinh, giáo viên phải là người yêu cầu, hướng dẫn và nhấn mạnh được vai trò của năng lực quan sát trong việc học với học sinh. Nếu giáo viên khơng nhấn mạnh thì học sinh sẽ lười quan sát hoặc quan sát nhưng khơng sâu sắc vì cho rằng việc quan sát khơng có gì quan trọng, khơng ảnh hưởng nhiều đến kết quả học tập. Như vậy để rèn năng lực quan sát cho học sinh giáo viên cần phải:
a. Tăng cường dạy học bằng thí nghiệm. Giáo viên có thể trình diễn, u cầu học sinh quan sát, cũng có thể cho học sinh tự làm thí nghiệm đơn giản và quan sát.
b. Dùng tranh ảnh, hình vẽ, sơ đồ, biểu bảng trong dạy học. Ngay khi gặp phải những kiến thức khó, khơng thể đi sâu phân tích được thì cũng khơng nên buộc học sinh chấp nhận mà phải dùng các phương tiện dạy học để học sinh tự rút ra kết luận. Hiện nay, người ta đã coi trọng việc sử dụng các mơ hình phân tử, hoạt hình mơ tả dây chuyền sản xuất hóa học, đồ thị mơ tả tiến trình phản ứng vào việc dạy học hóa học.
c. Thay đổi cách viết, thứ tự các nguyên tử trong phân tử để tạo ra sự khác biệt, nhất là trong hóa học hữu cơ. GV không nên để cho học sinh hiểu một cách máy móc về cấu tạo phân tử các chất và thứ tự liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử.
d. Cho học sinh quan sát, so sánh cấu tạo, phân tử khối của các chất với nhau để sử dụng kết quả đó vào việc giải bài tập định lượng. Rèn cho học sinh thói quen quan sát nhanh dữ kiện, các chất được đề cập trong bài tập trước khi bắt đầu giải.
e. Thay đổi cách thức kiểm tra đánh giá. Đưa thêm các bài tập đòi hỏi sự quan sát của học sinh như: Quan sát đồ thị, quan sát hình vẽ để kiểm tra kiến thức thực nghiệm.
2.4.1.3. Bài tập rèn năng lực quan sát
Quan sát thí nghiệm
Quan sát thí nghiệm có thể là rút ra tính chất vật lý của một chất cụ thể, sinh động, cũng có thể là rút ra tính chất hóa học hay một quy luật nào đó. GV hướng
dẫn cho học sinh cách quan sát để từ quan sát tỉ mỉ, chi tiết, đầy đủ, học sinh sẽ suy nghĩ, nhận xét, đánh giá, kết luận vấn đề.
Bài tập 1: Nhỏ vài giọt dầu ăn vào trong ống nghiệm đựng nước ( biết dầu ăn là
một este) . Quan sát hiện tượng và rút ra tính chất vật lí của este.
Nhận xét
Học sinh sẽ quan sát được hiện tượng dầu ăn nổi trên mặt nước từ đó rút ra tính chất của este là: Nhẹ hơn nước và không tan trong nước.
Bài tập 2: Khi cho dầu chuối ( isoamyl axetat) vào một cốc đựng dung dịch NaOH
thì thấy chất lỏng trong cốc tách thành hai lớp. Khi đun hỗn hợp đó một thời gian thì thấy chất lỏng trong cốc tạo thành một dung dịch đồng nhất. Hãy giải thích hiện tượng trên và viết phương trình hóa học của phản ứng.
Nhận xét
- Dầu chuối là este nên không tan trong dung dịch ở điều kiện thường nên chất lỏng trong cốc tách thành hai lớp.
- Khi đun một thời gian, phản ứng xà phịng hóa tạo muối và ancol nên thành một dung dịch đồng nhất.
- PTHH:
CH3COOCH2CH2CH(CH3)2 + NaOH → CH3COONa + (CH3)2CHCH2CH2OH
Bài tập 3: Cho 4 ống nghiệm:
+ Ống A chứa 3 ml nước cất và 3 giọt dung dịch CaCl2 bão hòa. + Ống B chứa 3 ml nước xà phòng.
+ Ống C chứa 3 ml nước xà phòng và 3 giọt dung dịch CaCl2 bão hòa. + Ống D chứa 3 ml nước bột giặt và 3 giọt dung dịch CaCl2 bão hòa.
Cho vào mối ống nghiệm 5 giọt dầu ăn, lắc đều. Quan sát hiện tượng và giải thích.
Nhận xét
Học sinh sau khi làm thí nghiệm cho kết quả:
+ Cho dầu ăn vào ống nghiệm A: Dầu ăn nổi lên trên vì dầu ăn khơng tan trong nước và nhẹ hơn nước.
+ Cho dầu ăn vào ống nghiệm B: Dầu ăn tan vì xảy ra phản ứng xà phịng hóa. + Cho dầu ăn vào ống nghiệm C: Xà phòng mất tác dụng trong nước cứng nên dầu ăn nổi lên trên.
+ Cho dầu ăn vào ống nghiệm D: Dầu ăn tan vì bột giặt có tác dụng giặt rửa tương tự xà phịng và dùng được trong nước cứng, chúng ít bị kết tủa bởi ion canxi.
Bài tập 4: Để phân biệt dầu bôi trơn máy và dầu thực vật người ta lần lượt cho 2
dầu trên vào dung dịch NaOH đun nóng quan sát hiện tượng và giải thích.
Nhận xét
Dầu nào không tan là dầu bơi trơn vì dầu bơi trơn là thành phần của hidrocacbon không tan trong nước cũng như không phản ứng với NaOH nên nổi lên trên.
Dầu nào tan là dầu thực vật vì dầu thực vật là chất béo có phản ứng xà phịng hóa với NaOH.
Bài tập 5: Lấy nước bồ kết, nước xà phòng và nước javen. Nhúng vào mỗi loại
nước một mẩu giấy màu hoặc một cánh hoa hồng để quan sát. Sau đó cho vào đó một giọt dầu ăn, lắc kĩ và quan sát. Kết quả thí nghiệm giúp các em lựa chọn dự đoán đúng trong 2 dự đoán sau:
- Bồ kết có tác dụng giặt rửa vì trong đó có những chất oxi hóa mạnh (hoặc khử mạnh).
- Bồ kết có tác dụng giặt rửa vì trong đó có những chất có cấu tạo kiểu “đầu phân cực” gắn với “ đuôi không phân cực” giống như “ phân tử xà phòng”.
Nhận xét
Sau khi học sinh làm thí nghiệm sẽ dự đốn đúng là: Bồ kết có tác dụng giặt rửa vì trong đó có những chất cấu tạo kiểu đầu phân cực gắn với đuôi không phân cực giống như phân tử xà phịng. Quả bồ kết đã được phơi khơ, đem nướng sơ qua trên ngọn lửa rồi cho vào nồi nước đun sơi, khi nước sơi có bọt như xà phòng, ta được nước bồ kết. Nước bồ kết cũng như nước xà phịng khơng làm mất màu hoa, không làm nhạt màu giấy màu như nước javen. Giọt dầu ăn tan trong nước bồ kết cũng như trong nước xà phòng. Giọt dầu ăn không tan mà nổi lên trên thành một lớp khi cho vào nước javen.
Quan sát hình vẽ, mơ hình, sơ đồ
Quan sát mơ hình phân tử trên và cho biết đó là mơ hình phân tử chất nào. Qua quan sát mơ hình trên HS xác định được đó là mơ hình phân tử chất béo.
Bài tập 2: Cho cấu trúc phân tử
Cấu trúc phân tử trên của phân tử nào trong số phân tử sau:
A. Chất béo. B. Phân tử chất giặt rửa tổng hợp. C. Axit béo. D. Phân tử xà phòng.
Bài tập yêu cầu HS cần quan sát kĩ cấu trúc phân tử trên để xác định đáp án đúng là D.
Bài tập 3: Cho sơ đồ sau:
Công thức cấu tạo thu gọn của X là:
A. CH3COOC2H5. B. C2H5COOCH3.
C. CH3CH2CH2COOH. D. HCOOCH2CH2CH3.
Nhận xét
Sản phẩm cuối cùng là C2H6 , T phải là C2H5COONa, Z là C2H5COOH, Y là C2H5CH2OH, X là este vì X có 4 C mà trong Y có 3 C ( đáp án D).
Bài tập 4: Cho sơ đồ sau:
Công thức cấu tạo của T là:
A. CH3CH2COOC2H3. B. CH3CH(OH)COOCH3. C. CH2=C(CH3)COOCH3. D. CH2=CH- CH2COOCH3.
Nhận xét
Nhìn vào sơ đồ có thể dự đoán T phải là este không no đơn chức của ancol CH3OH ( loại A, loại B ).
CH3COCH3+ HCN → CH3- C(OH)(CN)- CH3 (X)
CH - C(OH)(CN)-CH H O t3 ,0
CH - C(OH)(COOH)- CH ( Y) X(C4H8O2) +NaOH Y +O2,xt Z +NaOH T CaO,t+NaOH o C2H6
X Y H2SO4 đặc, t Z(C4H6O2) CH3OH/H2SO4 đặc T
o H3O+
, to CH3COCH3 +HCN
Vậy Z là axit không no: CH2=C(CH3)COOH ( đáp án C).
Bài tập 5: Cho sơ đồ chuyển hóa :
Tên gọi của Y là
A. propan-1,3-điol. B. propan-1,2-điol. C. propan – 1- ol. D. glixerol
Nhận xét
E là este đa chức mà nhìn vào sơ đồ từ C3H6 phản ứng với dung dịch Br2 chỉ tối đa 2 nguyên tử Br cộng vào. Do vậy T phải là axit hai chức, Y là ancol hai chức, Z là andehit hai chức, mà Z là andehit hai chức buộc Y là propan-1,3-điol ( chọn đáp án A). Còn C3H6 là xiclo propan.
Quan sát một bài tốn hóa học
Quan sát bài tốn để tìm ra điểm đặc biệt của dữ kiện, của cấu tạo phân tử, phân tử khối,... từ đó có cách giải quyết tích cực nhất.
Bài tập 1: Chất X có cơng thức phân tử C4H8O2. X tác dụng với dung dịch NaOH
sinh ra 2 chất: Y có cơng thức C2H3O2Na và chất Z có cơng thức C2H6O. X thuộc loại
A. axit. B. este.
C. anđehit. D. axit hoặc este.
Nhận xét
X tác dụng với NaOH sinh ra Y và Z, tổng số nguyên tử C trong Y và Z bằng số nguyên tử C trong X. Vậy X là este ( Đáp án B).
Bài tập 2: Thủy phân este C4H6O2 trong môi trường axit thu được hỗn hợp 2 chất
đều tham gia phản ứng tráng gương. Cơng thức cấu tạo của este đó là: A. HCOOCH2CH=CH2 . B. HCOOC(CH3)=CH2 . C. CH2=CHCOOCH3 . D. HCOOCH=CHCH3 .
Nhận xét
Thủy phân este C4H6O2 trong môi trường axit thu được hỗn hợp 2 chất đều tham gia phản ứng tráng gương. Vậy este đó phải là este của axit fomic và có gốc ancol chưa no ( liên kết đơi liền kề nhóm chức este) khi phản ứng thủy phân trong môi trường axit sinh ra axit fomic và andehit ( cả hai chất đều cho phản ứng tráng
C3H6 dung dịch Br2 X NaOH Y CuO, t
o
Z O2, xt T CH3OH, t
o
, xt
gương) ( loại đáp án C- không phải este của axit fomic, loại đáp án A – sinh ra ancol, loại đáp án B sinh ra xeton , đáp án đúng là D).
Bài tập 3: Thủy phân este C4H6O2 (X) bằng dung dịch NaOH chỉ thu được một
muối . Cơng thức cấu tạo của este đó là:
A. CH3COOCH=CH2 B. HCOOCH2CH = CH2 C. D. CH3-CH=CH-COOH Nhận xét
Este X đơn chức vì có 2 ngun tử O trong phân tử khi phản ứng với NaOH chỉ sinh một muối, do đó este X phải là este mạch vòng ( đáp án C).
Bài tập 4: Để tác dụng hết với 2,96 gam hỗn hợp axit propionic, metyl axetat, etyl
fomat cần tối thiểu 50 ml dung dịch NaOH x M. Giá trị của x là:
A. 0,80. B. 8,00. C. 0,05. D. 0,50.
Nhận xét
CH3CH2COOH, CH3COOCH3, HCOOC2H5 là đồng phân của nhau, phân tử khối bằng 74 và đều phản ứng với NaOH theo tỷ lệ mol 1:1.
nNaOH = nhh = 0,04 mol → x = 0,8 ( đáp án A).
Bài tập 5: Đốt cháy hoàn toàn 3,42 gam hỗn hợp axit acrylic, vinyl axetat, metyl
acrylat và axit oleic, rồi hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch Ca(OH)2 dư. Sau phản ứng thu được 18 gam kết tủa và dung dịch X. Khối lượng X so với khối lượng dung dịch Ca(OH)2 ban đầu thay đổi như thế nào.
A. Giảm 7,38 gam. B. Tăng 2,7 gam. C. Tăng 7,92 gam. D. Giảm 7,74 gam.
Nhận xét
Với dạng toán này yêu cầu HS phải quan sát thật kĩ để rút ra được các hợp chất trên đều khơng no phân tử có một liên kết đơi có dạng CnH2n- 2O2 .
Ta có n 2 co = 0,18 mol → n = 6, nHO 2 = 0,15 mol. Ta có m 2 co + mHO 2 = 10,62 gam. → m dung dịch giảm 7,38 gam ( đáp án A).
(CH2)3
C O
Bài tập 6: Hỗn hợp X gồm ( vinyl axetat, metyl axetat, etyl fomat). Đốt cháy hoàn
toàn 3,08 gam X thu được 2,16 gam nước. % số mol của vinyl axetat trong X là: A. 72,08%. B. 25%. C. 75%. D. 27,92%.
Nhận xét
Với bài toán này yêu cầu HS phải quan sát kĩ để tìm điểm chung của các chất trong X đều có 6 H, 2 O và công thức chung là CxH6O2, sự chênh lệch số mol của CO2 và H2O do vinyl axetat gây nên. Ta có nHO
2 = 0,12 mol. Suy ra số mol của X là 0,04 mol, tìm được x = 3,52 → nCO2 = 0,13 mol
→ Số mol của vinyl axetat = 2
CO
n - nHO
2 = 0,01→ Đáp án B.
Bài tập vận dụng
Câu 1: Cho 5 hợp chất sau:
CH3 – CH2Cl2 (1) CH3- COO – CH = CH2 (2) CH3 – COOCH2 – CH = CH2 (3) CH3 – COOCH3 (4) CH3 – CH2 –CH(OH) –Cl (5)
Chất nào thủy phân trong môi trường kiềm tạo ra sản phẩm có khả năng tham gia phản ứng tráng gương.
A. (2), (3), (4). B. (2), (3), (5). C. (1), (2), (5). D. (1), (3), (4).
Câu 2: Khi tiến hành xà phịng hóa một este E có cơng thức phân tử C5H10O2
trong dung dịch NaOH thu được muối M và ancol X. Biết M có khối lượng mol phân tử lớn hơn so với E. Công thức phân tử của X là:
A. CH3OH. B. C2H5OH. C. C3H7OH. D. C4H9OH.
Câu 3: Nhận định nào dưới đây không đúng?
A. CH3CH2COOCH=CH2 cùng dãy đồng đẳng với CH2=CHCOOCH3.
B. CH3CH2COOCH=CH2 tác dụng với dung dịch NaOH thu được anđehit và muối.
C. CH3CH2COOCH=CH2 tác dụng được với dung dịch Br2. D. CH3CH2COOCH=CH2 có thể trùng hợp tạo polime.
Câu 4: Cho tất cả các đồng phân mạch hở có cơng thức phân tử C2H4O2 tác dụng
A. 3. B. 4. C. 5. D. 6.
Câu 5: Cho tất cả các dịng đồng phân đơn chức, mạch hở, có cơng thức C2H4O2 lần
lượt tác dụng với: Na, NaOH, NaHCO3. Số phản ứng xảy ra là: A. 2. B. 3. C. 4. D. 5.
Câu 6: Chất X có cơng thức phẩn tử C4H6O3 và có tính chất hóa học sau:
- Tác dụng với H2 (Ni, to), Na. AgNO3/NH3.
- Tác dụng với NaOH thu được muối và anđehit đơn chức. Công thức cấu tạo của X là:
A. HCOOCH2CH2CHO. B. OHCCH2CH2COOH.
C. HCOOCH(OH)CH=CH2. D. CH3COCH2COOH.
Câu 7: Hai chất hữu cơ X, Y có cùng cơng thức phân tử C3H4O2. X phản ứng với
NaHCO3 và có phản ứng trùng hợp. Y phản ứng với NaOH nhưng không phản ứng với Na. Công thức cấu tạo của X, Y lần lượt là:
A. C2H5COOH, CH3COOCH3. B. C2H5COOH, CH2=CHCOOCH3. C.CH2=CHCOOH,HCOOCH=CH2. D. CH2=CH-CH2COOH, HCOOCH=CH2.
Câu 8: hãy cho biết các đồng phân este có cơng thức phân tử C4H6O2 ghi trong các
dãy dưới đây. Dãy nào chứa các đồng phân este thực sự được tạo ra từ axit hữu cơ và ancol:
A. CH2 = CH- COO-CH3; HCOOCH = CH –CH3; HCOOC(CH3) = CH2. B. CH2= CH-COO-CH3; HCOO-CH2-CH= CH2.
C. CH3COOCH2-C(CH3)= CH2; CH2=CH-OOCCH3. D. CH2= CH-COO-CH3; CH2=CH-OOCCH3.
Câu 9: Chất X có cơng thức phân tử C8H8O2, X không tác dụng với Na, không cho
phản ứng tráng gương, tác dụng được với dung dịch NaOH lấy dư đun nóng cho 2 muối hữu cơ. Công thức cấu tạo phù hợp của X là:
A. H-COO C6H4- CH3. B. CH3- CO- C6H4- OH. C. CH3- COO- C5H6. D. H- COO C6H4- CH3.