a. Phương pháp áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố, bảo tồn electron, bảo tồn điện tích
Trong mọi q trình biến đổi (ngoại trừ các phản ứng hạt nhân) thì các nguyên tố, tổng khối lượng và điện tích của các thành phần tham gia và tạo thành luôn được bảo toàn
b. Phương pháp áp dụng định luật thành phần không đổi
Với một hợp chất cho trước thì:
- Tỉ lệ khối lượng của mỗi nguyên tố đối với khối lượng hợp chất là một số không đổi.
- Tỉ lệ khối lượng giữa các nguyên tố là một số không đổi.
c. Phương pháp áp dụng các định luật về chất khí
Định luật Avôgađrô: Ở những điều kiện nhiệt độ, áp suất như nhau, những thể tích bằng nhau của mọi chất khí đều chứa cùng một số phân tử.
* Hệ quả: Thể tích mol phân tử của bất kì khí nào ở điều kiện tiêu chuẩn đều bằng 22,4 lít.
M
- Các định luật về chất khí khác như: Bơilơ – Mariơt, Gay – luyxăc, phương trình Clapâyrơn - Menđêlêep, phương trình trạng thái khí lý tưởng Sáclơ, Đantơn được biểu thị bằng phương trình tổng quát gọi là phương trình Clapâyrơn – Menđêlêep.
Trong đó: n là số mol P là áp suất (atm) V là thể tích (l)
T = toC + 273 (nhiệt độ tuyệt đối K) R hằng số chất khí
d. Phương pháp trung bình (PP chuyển bài tập hỗn hợp thành bài tập một chất
tương đương)
Phương pháp này dùng trong cả hóa hữu cơ và hóa vơ cơ
- Áp dụng : Dùng để giải nhanh các loại bài tập hữu cơ, vô cơ như bài tập xác định cơng thức của một chất, tính số mol hay tính % số mol, % thể tích với các chất khí, số nguyên tử C trung bình, khối lượng mol trung bình, nhóm chức trung bình....
-Theo quy tắc đường chéo.
Chất I M1 M2M
Chất II M2 MM1 (nếu M < M < M1 2) Từ đó tính M1 khi biết M2 và M ngược lại.
Hoặc tính: % nchất1 = %Vchất1 = 2 2 1 M M .100 M M - Theo các công thức: hh 1 1 2 2 3 3 hh 1 2 3 M n M n M n ... M M n n n n ...
(n1, n2,… là số mol hoặc % n chất thứ 1, chất thứ 2,…tương ứng) 1 1 2 2 3 3 1 2 3 M a M a M a ... M a a a ...
(a1, a2,… là số mol hoặc % a chất thứ 1, chất thứ 2,…tương ứng) Và a1 + a2 + a3 + … = 100%
Nguyên tắc: M1 (giá trị nhỏ nhất) < M < M2 (giá trị lớn nhất) e. Phương pháp biện luận
m PV= RT
Có nhiều kiểu biện luận, thường dựa vào đặc điểm phản ứng, dựa vào nội dung thuyết cấu tạo hóa học, …để tìm cách biện luận hợp lý.
f. Các phương pháp khác
Trong q trình giải tốn, thường áp dụng một số phương pháp thành lập và giải hệ phương trình đại số, phương pháp trị số trung bình, phương pháp biện luận phương trình vơ định, phương pháp sử dụng logarit…
Việc lựa chọn phương pháp giải phù hợp là một vấn đề cần thiết đối với cả GV và HS, địi hỏi trí thơng minh và sáng tạo ở mỗi người sao cho tìm ra một con đường ngắn nhất, đơn giản nhất và hiệu quả nhất.
Chúng tôi sẽ sử dụng các phương pháp này trong việc giải các ví dụ cụ thể ở chương sau.
2.5. Hệ thống bài tập và biện pháp phát huy nhận thức và tư duy của học sinh
2.5.1. Bài tập định tính
2.5.1.1. Các dạng bài tập định tính
* Dạng 1 : Định nghĩa, đồng đẳng , đồng phân, danh pháp, cấu tạo 1. Chú ý về phương pháp giải
Đây là dạng bài tập ở mức độ biết - hiểu, vì vậy yêu cầu HS học thuộc, nhớ lại, nhắc lại kiến thức theo SGK hoặc HS có khả năng hiểu , diễn dịch, diễn giảng, suy diễn , vận dụng ở mức thấp( mức hiểu).
2. Bài tập minh họa Bài tập 1. Cho các chất X: H2N- CH2-COOH Y: H3C-NH-CH2-CH3 Z: C6H5-CH(NH2)-COOH T: CH3-CH2-COOH G: HOOC-CH2-CH(NH2)COOH P:H2N-CH2-CHCH2CH(NH2)COOH Aminoaxit là những chất nào ? A. X, Z, T, P B. Z, Y, Z, T C. X, Z, G, P D. X, Y, G, P Hướng dẫn:
Đây là dạng bài tậpđòi hỏi HS chỉ cần thuộc khái niệm amino axit theo SGK dễ dàng tìm ra đáp án C đúng
Bài tập 2: Công thức tổng quát của amin đơn chức, no, mạch hở có dạng là A. CnH2n+3N. B. CnH2n+2+kNk. C. CnH2n+2-2a+kNk. D. CnH2n+1N.
Hướng dẫn:
Đây là dạng bài tập đòi hỏi HS chỉ cần thuộc cũng có thể chọn (khái niệm nhớ) cũng có thể chọn được đáp án A đúng.
Tuy nhiên để khắc sâu kiến thức GV hướng dẫn HS xây dựng công thức của amin đơn chức, no, mạch hở từ hidrocacbon tương ứng là ankan CnH2n+2 mất 1H do thế nhóm -NH2 của amin => Công thức tổng quát của amin đơn chức, no, mạch hở CnH2n+1-NH2 viết gọn CnH2n+3N
Bài tập 3: Etyl amin, anilin và metyl amin lần lượt là
A.C2H5NH2,C6H5OH,CH3NH2 B.CH3OH,C6H5NH2,CH3NH2. C.C2H5NH2, C6H5NH2,CH3NH2 D.C2H5NH2,CH3NH2,C6H5NH2
Hướng dẫn :
Đầy là dạng câu hỏi yêu cầu HS nhớ lại cách gọi tên liên quan đến cơng thức.HS dễ dàng tìm ra đáp án C đúng
Bài tập 4: Viết đồng phân và gọi tên thay thế amino axit có CTPT C4H9O2N (với
nhóm amin bậc nhất) ? Hướng dẫn:
- Bước 1: Viết mạch C của axit tương ứng + Mạch thẳng: C3-C2-C1- COOH
+ Mạch nhánh: C2 – C1( C3) – COOH
- Bước 2: Sau đó di chuyển nhóm NH2 trên mạch C của axit tương ứng + Mạch thẳng: C3-C2-C1- COOH có 3 đồng phân
1. CH3CH2CH(NH2)COOH axit 2- aminopropanoic 2. CH3CH(NH2)CH2COOH axit 3- aminopropanoic 3. CH2(NH2)CH2CH2 COOH axit 4- aminopropanoic + Mạch nhánh: C2 – C1( C3) – COOH có 2 đồng phân
4. CH3 (CH3 )CH(NH2)COOH axit 2- amino-2-metylpropanoic 5. CH2(NH2)CH(CH3 )COOH axit 3- amino-2-metylpropanoic
Vậy tổng số đồng phân amino axit có CTPT C4H9O2N là 5 đồng phân *Tác dụng của bài tập
Bài tậpnày song song rèn cho HS 2 vấn đề - Một là rèn cách viết đồng phân của amino axit - Hai là rèn cách gọi tên của amino axit
Bài tập 5 : Viết đồng phân , gọi tên theo danh pháp thường và cho biết bậc của amin có CTPT sau: C4H11N
Hướng dẫn giải
2. CH3-CH(CH3)-CH2-NH2 Izobutyl amin 3. CH3-CH2-CH(CH3)-NH2 Sec butyl amin 4. CH3-C(CH3)2-NH2 Tert butyl amin + Amin bậc 2: có 3 đồng phân
5. CH3-CH2-CH2-NH - CH3 Metyl Propyl amin 6. CH3-CH(CH3)-NH - CH3 Metyl IzoPropyl amin 7. CH3-CH2-NH -CH2- CH3 Đietyl amin
+ Amin bậc 3 : có 1 đồng phân
8. CH3-CH2-N-(CH3)2 Etyl đimetyl amin *Tác dụng của bài tập
Bài tập này song song rèn cho HS 3 vấn đề - Một là rèn cách viết đồng phân của amino axit - Hai là rèn cách gọi tên của amino axit
- Ba là HS ôn lại bậc amin * Dạng 2: Tính chất vật lí, ứng dụng, điều chế 1. Chú ý về phương pháp giải
Đây là dạng bài tập ở mức độ biết - hiểu, vì vậy yêu cầu HS học thuộc, nhớ lại, nhắc lại kiến thức theo SGK hoặc HS có khả năng hiểu , diễn dịch, diễn giảng, suy diễn , vận dụng ở mức thấp( mức hiểu).
2. Bài tập minh họa
Bài tập1: Khẳng định nào sau đây không đúng?
A. Trong các chất: CH3Cl, CH3OH, CH3OCH3, CH3NH2 thì CH3OH là chất lỏng ở
điều kiện thường.
B. Nhiệt độ sôi của ancol cao hơn so với hiđrocacbon có phân tử khối tương đương do có liên kết hidro giữa các phân tử ancol.
C. Phenol là chất rắn kết tinh ở điều kiện thường.
D. Metylamin là chất lỏng ở điều kiện thường ,có mùi khai, tương tự như amoniac. Hướng dẫn giải
Bài tập này đòi hỏi HS nhớ lại tính chất vật lí của một số chất hữu cơ như ancol, ete, phenol,amin...HS dễ nhận ra D sai do metylamin là chất khí
Bài tập 2: Điều chế anilin bằng cách khử nitrobenzen thì dùng chất khử là A. khí H2 B. NH3 C. Cacbon D. Fe + dung dịch HCl
Hướng dẫn giải
Câu hỏi này chỉ cần HS học thuộc kiến thức SGK trang 61 và dễ dàng chọn đáp án D đúng
Bài tập 3 : Ứng dụng nào sau đây không phải của amin? A. Công nghệ nhuộm. B. Công nghiệp dược C. Công nghệ tổng hợp hữu cơ. D. Công nghệ giấy.
Hướng dẫn giải
Câu hỏi này chỉ cần HS học thuộc kiến thức SGK trang 60 và dễ dàng chọn đáp án D đúng
Bài tập 4: Khi nói về peptit và protein, phát biểu nào sau đây là sai? A. Tất cả các protein đều tan trong nước tạo thành dung dịch keo. B. Protein có phản ứng màu biure với Cu(OH)2.
C. Liên kết của nhóm CO với nhóm NH giữa hai đơn vị α-amino axit được gọi là liên kết peptit.
D. Thủy phân hoàn toàn protein đơn giản thu được các α -amino axit Hướng dẫn giải
Câu hỏi này chỉ cần HS học thuộc kiến thức về protein SGK và dễ dàng chọn đáp án A đúng
* Dạng 3: Tính chất hóa học 1. Kiến thức cần nắm
Đây là dạng bài tập ở mức độ biết - hiểu chỉ cần nắm được tính chất hóa học ở dạng định tính . Vì vậy yêu cầu HS học thuộc, nhớ lại, nhắc lại kiến thức theo SGK hoặc HS có khả năng hiểu, diễn dịch, diễn giảng, suy diễn, vận dụng ở mức thấp (mức hiểu).
2. Bài tập minh họa
Bài tập1: Cho các chất: (1)amoniac, (2)metylamin, (3)anilin, (4)đimetylamin. Tính bazơ tăng dần theo thứ tự nào sau đây?
A. (1) < (3) < (2) < (4). B. (3) < (1) < (2) < (4). C. (1) < (2) < (3) < (4). D. (3) < (1) < (4) < (2). Hướng dẫn:
- Bài tập này đòi hỏi HS nắm chắc kiến thức giữa tên gọi và công thức của các chất NH3 Amoniac ; CH3NH2 metylamin ; C6H5NH2 anilin ; CH3 – NH – CH3
- Từ công thức kết hợp kiến thức tính bazo của amin HS so sánh được tính bazo giưa các amin với nhau
anilin có vịng benzen(gốc phenyl) => Tính bazơ yếu nhất yếu hơn NH3, tính bazo của NH3 lại yếu hơn hai amin no đơn chức cịn lại (1)
Tính bazo của Amin bậc I (CH3NH2) < Amin bậc 2 (CH3 – NH –CH3) (2)
=> Từ (1) và (2) Thứ tự tính bazơ giảm là: C6H5NH2 < NH3 < CH3NH2<(CH3)2NH hay tương ứng (3) < (1) < (2) < (4). => đáp án B đúng
Bài tập 2: Anilin có phản ứng lần với tất cả các chất trong dãy nào dưới đây? A. dd NaOH, dd Br2. B. dd HCl, dd Br2.
C. dd HCl, dd NaOH. D. dd HCl, dd NaCl. Hướng dẫn:
Bài tập chỉ cần yêu cầu HS học thuộc lý thuyết SGK chọn B. Nhưng GV yêu cầu HS viết phản ứng nhằm khắc sâu lý thuyết + Anilin có tính bazơ phản ứng với dung dịch HCl
C6H5NH2 + HCl C6H5NH3Cl
+ Anilin phản ứng thế dung dịch Br2 ở nhân ben zen C6H5NH2 + 3Br2 C6H2Br3 -NH2 + 3 HBr
Bài tập 3 : Cho dãy các chất: phenol, anilin, phenylamoni clorua, natri phenolat, etanol. Số chất trong dãy phản ứng được với NaOH (trong dung dịch) là
A. 3. B. 2. C. 1. D. 4. Hướng dẫn:
Có 2 chất phản ứng với NaOH đó là phenol và phenylamoni clorua => chọn B C6H5-OH + NaOH C6H5-ONa + H2O
C6H5NH3Cl + NaOH C6H5NH2 + NaCl + H2O
Bài tập 4: Anilin (C6H5NH2) và phenol (C6H5OH) đều có phản ứng với
A. dung dịch NaCl. B. dung dịch HCl. C. nước Br2. D. dung dịch NaOH.
Hướng dẫn:
Anilin (C6H5NH2) và phenol (C6H5OH) đều phản ứng thế Brom vào nhân ben zen ở vị trí octo và para ( 2,4,6) => đều tạo ra sản phẩm thế có kết tủa trắng => chọn C C6H5 - NH2 + 3Br2 C6H2Br3 -NH2 + 3 HBr
C6H5 -OH + 3Br2 C6H2Br3 -OH + 3 HBr
Bài tập 5 : Dung dịch etylamin không tác dụng với chất nào sau đây? A. axit HCl B. dd CuCl2 C. dd HNO3 D. dd NaOH
Hướng dẫn:
Dung dịch etylamin là bazơ nên không phản ứng với bazo NaOH => chọn D * Dạng 4: Nhận biết , tách chất, giải thích nguyên nhân hiện tượng 1. Chú ý về phương pháp giải
Phân biệt, nhận biết: Dùng những tính chất vật lý (độ tan, màu sắc, mùi vị,…) và những tính chất hóa học đặc trưng (tạo ra chất khí, chất kết tủa, chất có màu,…) để nhận ra các chất.
Tách, tinh chế: Chuyển các chất trong hỗn hợp sang các trạng thái khác nhau, từ đó tách rồi đưa về trạng thái ban đầu.
Giải thích nguyên nhân, hiện tượng
Để giải thích được các ngun nhân, hiện tượng hóa học HS cần:
- Nắm được những tính chất vật lí và tính chất hóa học của các chất và ứng dụng của chúng trong sản xuất và đời sống.
- Nắm được bản chất của các hiện tượng hóa học, từ đó dùng các phương trình hóa học để giải thích.
2. Những phản ứng đặc trưng
Amin béo tan trong nước RNH2( R là gốc hidrocacbon no) - Thuốc thử: quỳ tím hoặc phenolphtalein ẩm
- Hiện tượng: quỳ tím ẩm chuyển màu xanh
phenolphtalein ẩm chuyển màu hồng
- Giải thích : Do tính bazo của amin béo tan trong nước mạnh hơn amoniac Anilin
- Thuốc thử 1: Nước brom (màu da cam) - Hiện tượng: Kết tủa trắng.
- Phương trình HH: C6H5NH2 + 3Br2 C6H2Br3NH2 + 3HBr ( 2,4,6-tribromanilin) Aminoaxit (NH2)x-R-(COOH)y
* Thuốc thử: quỳ tím ẩm
- Hiện tượng: Nếu x > y => quỳ tím chuyển màu xanh . Nếu x < y => quỳ tím chuyển màu đỏ
- Hiện tượng:có màu tím đặc trưng. * Thuốc thử 2: Axit nitric HNO3. - Hiện tượng: Kết tủa vàng. 3. Bài tập minh họa
Bài tập1: Nhận biết các chất riêng biệt bằng phương pháp hóa học
a. 4 chất lỏng riêng biệt bị mất nhãn : anđehit axetic, anilin, glixerol, axit amioaxetic b. CH3NH2, NH2- CH2 -COOH, CH3COONa.
Hướng dẫn giải
+HS viết được công thức của các chất
+ HS quan sát đặc điểm cấu tạo các chất cần phân biệt chủ yếu dựa vào loại nhóm chức.
- Bước 1:Lấy mỗi lọ một ít hóa chất ra ống nghiệm riêng biệt làm mẫu thử -Bước 2: Cho Cu(OH)2 vào 4 lọ lắc nhẹ mẫu nào làm tan kết tủa ở nhiệt độ thường cho dung dịch xanh là lọ đựng Glixerol.
2C3H5(OH)3 + Cu(OH)2 [C3H5(OH)2O]2Cu + 2H2O
- Bước 3 : Sau đó đun nóng 3 lọ cịn lại nếu có kết tủa đỏ gạch là lọ đựng anđehit axetic.
CH3CHO + 2 Cu(OH)2 + NaOH CH3COONa + Cu2O đỏ gạch+ 3 H2O - Bước 4: còn lại 2 lọ lấy mẫu thử khác cho tác dụng dung dịch brom mẫu có kết tủa trắng là anilin . Lọ còn lại là axit amioaxetic
C6H5NH2+3Br2 C6H2Br3NH2trắng + 3HBr
( 2,4,6-tribromanilin) b. CH3NH2, NH2- CH2 -COOH, CH3COONa.
+ HS quan sát đặc điểm cấu tạo các chất cần phân biệt dựa vào môi trường dung dịch khác nhau nên ta dùng quỳ tím để nhận biết.
+Bước 1: Lấy một ít mẫu thử mỗi lọ nhỏ vào giấy quỳ ẩm 2 lọ làm xanh quỳ. Đó là CH3NH2,CH3COONa.Cịn lại lọ đựng NH2- CH2 -COOH không đổi màu quỳ.
+ Bước 2:Cho dung dịch axit HCl tác dụng lần lượt 2 lọ chuyển quỳ màu xanh nếu tạo ra khói trắng tinh thể là lọ đựng CH3NH2, lọ còn lại khơng có hiện tượng nếu ngửi thấy mùi chua của giấm tạo ra.
CH3NH2 + HCl CH3NH3Cl (khói trắng)
*Tác dụng của bài tập
+ Rèn cho HS tên gọi tên gọi và cấu tạo
+ Rèn cho HS khả năng quan sát để nhận thức vấn đề.
+ Rèn cho HS thao tác tư duy phân tích và so sánh qua q trình phân biệt các chất. Bài tập 2: Thuốc thử nào sau đây dùng để phân biệt các dung dịch glucozơ, glixerol,etanol và lòng trắng trứng?
A. NaOH. B. AgNO3/ NH3 C. Cu(OH)2 D. HNO3 *Các thao tác giải bài tập
Dạng này hay gặp trong đề thi trắc nghiệm chọn một đáp án có nhiều cách lựa chọn : thử đáp án …GV yêu cầu HS chọn đáp án và trình bày cách nhận biết để HS nắm chắc kiến thức tránh trường hợp HS chọn bừa đáp án đúng nhưng không biết cách làm.
+HS viết được công thức của các chất
+ HS quan sát đặc điểm cấu tạo các chất các chất cần phân biệt chủ yếu dựa vào loại nhóm chức.
+ Nhận thấy các chất trên có 3 loại chức: ancol đa chức, anđehit, peptit đều dùng chung một thuốc thử là Cu(OH)2 => Ta chọn đáp án C
- Bước 1: Cho Cu(OH)2 lắc nhẹ ở nhiệt độ thường nhận ra lịng trắng trứng có màu tím đặc trưng. 2 lọ làm tan kết tủa tạo dung dịch xanh lam Glucozo và Glixerol. Lọ cịn lại khơng hiện tượng là etanol.
2C3H8O3 + Cu(OH)2 [C3H7O3]2Cu + 2H2O 2C6H12O6 + Cu(OH)2 (C6H11O6)2Cu + 2H2O - Bước 2: Phân biệt 2 lọ Glucozo và Glixerol
Sau đó đun nóng 2 lọ làm tan kết tủa tạo dung dịch xanh lam nếu có hiện tượng kết tủa đỏ gạch là Glucozo, lọ không hiện tượng là Glixerol.
HOCH2 [CHOH]4CHO + 2 Cu(OH)2 + NaOH HOCH2 [CHOH]4COONa + Cu2O + 3 H2O
Bài tập 3: Bằng phương pháp hóa học tách riêng từng chất ra khỏi hỗn hợp gồm benzen, phenol và anilin.