11 nâng cao
I. MỞ ĐẦU
Theo phương hướng dạy học tích cực, GV cần tăng cường sử dụng bài tập giúp HS vận dụng kiến thức hĩa học để giải quyết những vấn đề thực tiễn cĩ liên quan đến hĩa học. Bài tập thực tiễn giúp HS thấy được vai trị của hố học trong thực tiễn, làm cho giờ học trở nên sinh động, nội dung bài học thiết thực và gần gũi với đời sống, HS trở nên yêu và hứng thú học tập hơn. Đây là một yếu tố tâm lý quan trọng của quá trình nhận thức cần được quan tâm.
Bài tập hĩa học là phương tiện cơ bản để dạy HS tập vận dụng các kiến thức đã học vào thực tế đời sống, sản xuất và tập nghiên cứu khoa học. Các bài tập cĩ liên quan đến kiến thức thực tế cĩ cĩ thể dùng để tạo tình huống cĩ vấn đề trong dạy học hĩa học. Các bài tập này cĩ thể ở dạng bài tập lí thuyết hoặc bài tập thực nghiệm.
II. NỘI DUNG
II.1.Vai trị của bài tập thực tiễn:
Việc lồng ghép các bài tập thực tiễn vào trong quá trình dạy và học hĩa học mang lại những vai trị sau:
• Tạo điều kiện cho việc học và hành gắn liền với thực tế, tạo cho HS sự hứng thú, hăng say trong học tập và xây dựng cho HS thái độ học tập đúng đắn, phương pháp học tập chủ động, tích cực, sáng tạo; lịng ham học, ham hiểu biết, năng lực tự học, năng lực vận dụng kiến thức vào cuộc sống.
• Giúp cho HS cĩ được những hiểu biết về hệ tự nhiên và hoạt động của nĩ, tác động của nĩ đối với cuộc sống của con người và nắm được những ảnh hưởng của những hoạt động của con người lên hệ tự nhiên. Từ đĩ, HS ý thức được hoạt động của bản thân trong cuộc sống, đặc biệt là đối với vấn đề mơi trường.
• Xây dựng cho HS những kĩ năng quan sát, thu nhập thơng tin và phân tích thơng tin, dần hình thành phương pháp nghiên cứu khoa học. Phát triển cho các em những kĩ năng nghiên cứu thực tiễn và kĩ năng tư duy để giải thích các hiện tượng thực tiễn, luơn chủ động trong cuộc sống.
• Nuơi dưỡng nhận thức và các quan niệm đúng đắn về các hiện tượng trong tự nhiên và cuộc sống đồng thời phát triển sự đánh giá thẫm mĩ cho các em. Ngồi ra, bài tập về các hiện tượng tự nhiên làm cho HS thấy các quá trình hĩa học luơn xảy ra trong quanh ta. Giải thích được các hiện tượng tự nhiên, HS sẽ yêu thích mơn hĩa học hơn.
• Vấn đề về mơi trường hiện nay đang trở thành vấn đề cấp bách và mang tính tồn cầu. Mơn hĩa học cĩ nhiệm vụ và cĩ nhiều khả năng GD cho HS ý thức bảo vệ mơi trường. Cần tích hợp nội dung về bảo vệ mơi trường vào việc dạy học hĩa học. Thơng qua đĩ, rèn luyện văn hĩa lao động (lao động cĩ tổ chức, cĩ kế hoạch, gọn gàng, ngăn nắp, sạch sẽ nơi làm việc).
II.2. Mục tiêu của chuyên đề
Mục tiêu của đề tài này là giúp cho HS hiểu đúng đắn và hồn chỉnh hơn về những tri thức, hiểu biết về thế giới quan, các hiện tượng tự nhiên thơng qua các bài học, giờ thực hành...của hố học thuộc các bài hiđrocacbon trong chương trình hĩa học lớp 11, đồng thời là cơ sở phát huy tính sáng tạo đưa những ứng dụng phục vụ trong đời sống của con người. Hĩa học gĩp phần giải tỏa, xố bỏ hiểu biết sai lệch làm hại đến đời sống, tinh thần con người...
+ Nâng cao hiệu quả dạy - học mơn hĩa học ở trường THPT bằng việc giải thích các hiện tượng thực tiễn cĩ liên quan đến bài học, bằng cách nêu hiện tượng thực tiễn xung quanh đời sống ngày thường sau khi đã kết thúc bài học. Cách nêu vấn đề này cĩ thể tạo cho HS căn cứ vào những kiến thức đã học tìm cách giải thích hiện tượng ở nhà hay những lúc bắt gặp hiện tượng đĩ, HS sẽ suy nghĩ, ấp ủ câu hỏi vì sao lại cĩ hiện tượng đĩ? hay những lúc đọc một số câu thơ vui trong hố, HS sẽ suy nghỉ vì sao lại như vậy, điều đĩ cĩ ý nghĩa như thế nào ... Tạo tiền đề thuận lợi khi học bài học mới tiếp theo.
+ Nêu hiện tượng thực tiễn xung quanh đời sống ngày thường qua các phương trình phản ứng hĩa học cụ thể trong bài học. Cách nêu vấn đề này cĩ thể sẽ mang tính cập nhập, làm cho HS hiểu và thấy được ý nghĩa thực tiễn bài học. GV cĩ thể giải thích để giải tỏa tính tị mị của HS mặc dù vấn đề được giải thích cĩ tính chất rất phổ thơng.
+ Nêu hiện tượng thực tiễn xung quanh đời sống ngày thường thay cho lời giới thiệu bài giảng mới. Cách nêu vấn đề này cĩ thể tạo cho HS bất ngờ, cĩ thể là một câu hỏi rất khơi hài hay một vấn đề rất bình thường mà hàng ngày HS vẫn gặp nhưng lại tạo sự chú ý quan tâm của HS trong quá trình học tập.
+ Nêu hiện tượng thực tiễn xung quanh đời sống ngày thường thơng qua những câu chuyện ngắn cĩ tính chất khơi hài, gây cười cĩ thể xen vào bất cứ lúc nào trong suốt tiết học, hướng này cĩ thể gĩp phần tạo khơng khí học tập thoải mái. Đĩ cũng là cách kích thích niềm đam mê học hĩa.
+ Tiến hành tự làm thí nghiệm qua các hiện tượng thực tiễn xung quanh đời sống hàng ngày ở địa phương, gia đình,… sau khi đã học bài giảng. Cách nêu vấn đề này cĩ thể làm cho HS căn cứ vào những kiến thức đã học tìm cách giải thích hay tự tạo lại kiến thức qua các thí nghiệm ở nhà hay những lúc bắt gặp hiện tượng, tình huống đĩ. Giúp HS phát huy khả năng ứng dụng hĩa học vào đời sống thực tiễn.
II.3. Sử dụng bài tập thực tiễn trong giảng dạy hĩa học
Với đặc điểm đa dạng và phong phú của bài tập thực tiễn, việc truyền đạt cho HS những kiến thức thực tiễn cĩ thể sử dụng nhiều phương pháp khác nhau, thơng qua nhiều hình thức khác nhau, cĩ thể đưa vào khi giảng bài mới thơng qua các câu hỏi, cách đặt vấn đề, hay một bài tập nhỏ, và cũng cĩ thể GV thơng tin cho HS; cũng cĩ thể đưa vào trong các giờ luyện tập thơng qua các bài tập hay đưa vào đề kiểm tra với một dung lượng nhất định. Đặc biệt là tổ chức các hoạt động ngoại khĩa như các cuộc thi, các câu lạc bộ hĩa học,….
II.3.1. Sử dụng trong giảng dạy bài mới
Trong các giờ giảng bài mới GV cĩ thể linh hoạt nhiều phương pháp khác nhau để kết hợp các kiến thức thực tiễn vào bài giảng, thuận lợi nhất là hai phương pháp tích hợp và lồng ghép.
- Tích hợp: là kết hợp một cách cĩ hệ thống các kiến thức hĩa học với kiến thức thực tiễn, làm cho chúng hịa quyện vào nhau thành một thể thống nhất.
- Lồng ghép: là thể hiện sự lắp ghép nội dung bài học về mặt cấu trúc để cĩ thể đưa vào bài học một đoạn, một mục, một số câu hỏi cĩ nội dung liên quan đến thực tiễn.
Ví dụ 1: Khi dạy bài: “Khái niệm về tecpen”, GV cĩ thể đặt câu hỏi gây hứng thú cho HS để vào bài như sau: Vì sao trong một ngày hoa phù dung cĩ thể đổi màu tới 3 lần ?
Đây là một hiện tượng thường gặp trong tự nhiên. Giáo viên đưa vấn đề này vào trong bài giảng “ Khái niệm Tecpen” ( Tiết 57, bài 42 - lớp 11NC) để giới thiệu cho học sinh biết thêm về nguồn tecpen thiên nhiên nhằm kích thích tính tị mị ham hiểu biết của học sinh.
Giải thích:
Hoa phù dung đổi màu 3 lần trong ngày. Buổi sáng màu trắng, buổi trưa màu phớt hồng, buổi chiều màu hồng đậm hơn. Lồi hoa, trước sau chỉ biến đổi thay nhau giữa các màu trắng, hồng, vàng, da cam, đỏ. Đĩ là do tác động của chất caroten thay đổi trong thực vật. Sở dĩ cĩ tên như vậy vì lần đầu tiên nĩ được chiết suất từ củ carot. Ở dạng tinh khiết nĩ là những tinh thể màu đỏ rất đẹp.
Caroten là một loại sắc tố thường thấy trong mọi đố hoa. Trong sữa động vật, trong chất béo cũng cĩ sắc tố này nhưng nhiều hơn cả là trong củ carot (chất màu vàng da cam). Caroten là một hiđrocacbon no và cĩ cơng thức là C40H56, trong phân tử cĩ 11 liên hết đơi và 2 vịng no.
Thơng qua câu hỏi trên, GV cĩ thể truyền tải một số chuẩn kiến thức kĩ năng cần đạt cho HS như sau:
* Chuẩn kiến thức:
− Sơ lược về tecpen, thành phần và đặc điểm cấu tạo của một vài dẫn xuất chứa oxi của tecpen.
− Nguồn tecpen thiên nhiên * Chuẩn kỹ năng:
− Quan sát được mơ hình phân tử của một số tecpen cụ thể, rút ra nhận xét về thành phần cấu tạo.
Ví dụ 2: Khi dạy bài “Ankin” (Bài 43, Hĩa học 11 nâng cao), GV thể sử dụng câu hỏi sau để mở rộng cho phần điều chế nhằm củng cố lại tính chất của axetilen như sau: Vì sao ném đất đèn xuống ao làm cá chết?
Giải thích
Đất đèn cĩ thành phần chính là canxi cacbua CaC2, khi tác dụng với nước sinh ra khí axetilen (C2H2) và canxi hiđroxit theo phản ứng:
CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2
Axetilen cĩ thể tác dụng với nước tạo ra anđehit axetic, chính chất này làm tổn thương đến hoạt động hơ hấp của cá vì vậy cĩ thể làm cá chết.
II.3.2. Sử dụng trong giờ bài tập và kiểm tra đánh giá:
Trong các giờ bài tập, GV cĩ thể đưa vào các bài tập cĩ nội dung thực tiễn mà HS cĩ thể vận dụng được những kiến thức trong nội dung luyện tập để giải quyết hoặc thơng qua một bài tập cĩ nội dung lý thuyết, sau khi giải quyết xong GV thơng tin thêm những kiến thức thực tiễn cĩ liên quan.
Một số câu hỏi hoặc bài tập mang tính thực tiễn nhưng nội dung trả lời ngắn gọn và chỉ vận dụng thuần túy các kiến thức lý thuyết trong các chương, bài mà HS đã được cung cấp cĩ thể đưa vào các đề kiểm tra 15phút, 1 tiết, kiểm tra học kì…
Ví dụ 1: Khi dạy bài “ Luyện tập hiđrocacbon khơng no” (Bài 44, Hĩa học 11 nâng cao), GV hỏi HS như sau: Trước đây phần lớn axetilen được sản xuất từ đất đèn như thế nào?
Gọi HS lên bảng viết phương trình phản ứng theo quá trình: CaCO3 CaO CaC2 C2H2
Sau đĩ GV hỏi tiếp: Phương pháp này cĩ nhược điểm gì? Tại sao khơng nên xây dựng các lị sản xuất đất đèn ở khu vực đơng dân? Ngày nay axetilen được sản xuất bằng cách nào?
Giải thích
Muốn điều chế đất đèn từ C và CaO, người ta phải tốn rất nhiều năng lượng điện, vì phản ứng xảy ra ở nhiệt độ rất cao 2500oC trong lị điện, với các điện cực lớn bằng than chì:
0 2500 C
2
CaO 3C+ →CaC +CO
Chính vì vậy hiện nay trên quy mơ cơng nghiệp, người ta ít sản xuất axetilen từ đất đèn nữa mà từ khí metan.
Khơng nên xây dựng các lị sản xuất đất đèn ở khu vực đơng dân vì quá trình điều chế sinh ra khí CO là một khí rất độc.
Ví dụ 2: (Bài tập hố học lớp 11ban KHTN) Khi dạy bài “Luyện tập ankan và
xicloankan” (Bài 44, Hĩa học 11 nâng cao), GV cho HS làm bài tập thực tiễn sau:
Một loại khí ga dùng trong sinh hoạt cĩ hàm lượng % khối lượng như sau: butan 99,4% cịn lại là pentan. Nhiệt đốt cháy của các chất lần lượt 2654 kJ; 3600 kJ và để nâng nhiệt độ của 1g nước lên 1oC cần 4,16 J. Tính khối lượng gas cần dùng để đun sơi 1 lít H20 (D = 1 g/ml) từ 250C lên 1000C.
Giải 4 10 2 2 2 5 12 2 2 2 13 C H O 4CO 5H O 2 C H 8O 5CO H O + → + + → +
Lượng nhiệt cần dùng để làm tăng nhiệt độ của 1000 gam nước từ 25oC lên 100oC là: 1000 . 4,16 . 75 = 312000 (J) = 312,0 (kJ)
Trong 100 gam khí gas trên cĩ 99,4 gam butan và 0,6 gam pentan. Lượng nhiệt tỏa ra khi đốt cháy 100 gam khí gas là: 99, 4.2654 0, 6.3600 4578, 4(kJ)
58 + 72 =
Vậy lượng khí gas cần dùng là: 312,0.100 6,81(g)
4578, 4 ≈ .
Đặc biệt GV nên thiết kế thành các câu hỏi trắc nghiệm và đưa vào với một dung lượng nhất định các câu hỏi mang tính thực tế, chẳng hạn:
Ví dụ 1: Để làm sạch nhựa quả dính vào dao khi cắt (ví dụ như nhựa mít) người ta thường:
A. Nhúng dao vào xăng hoặc dầu hỏa. B. Nhúng dao vào nước xà phịng. C. Ngâm dao vào nước nĩng. D. Ngâm dao vào nước muối.
Đáp án A.
Ví dụ 2: Để đơn giản xem một loại xăng là hỗn hợp của pentan và hexan, cĩ tỉ khối hơi so với hiđro là 38,8. Cần trộn hơi xăng và khơng khí (20% thể tích là oxi) theo tỉ lệ thể tích như thế nào để vừa đủ đốt cháy hồn tồn xăng?
A. 1 : 20 B. 1 : 35 C. 1 : 43 D. 1 :48,5 48,5
Đáp án C.
Ví dụ 3: Toluen C7H8 được thêm vào xăng để tăng chỉ số octan, tỉ lệ về thể tích của khơng khí và hơi toluen như thế nào để cĩ thể đốt cháy hồn tồn tạo ra CO2 và H2O. Giả sử khơng khí chứa 20% oxi về thể tích.
A. 9/1 B. 11/1 C. 28/1 D. 45/1
Đáp án D.
Ví dụ 4: Thành phần chính của một loại nến là hiđrocacbon cĩ cơng thức phân tử C25H52. Cần bao nhiêu lít khơng khí (ở điều kiện tiêu chuẩn) để đốt cháy hồn tồn một cây nến nặng 35,2 gam? Biết oxi chiếm 20% thể tích khơng khí.
A. 336 lít. B. 425,6 lít. C. 560 lít. D. 672 lít.
GV cĩ thể xây dựng một bài kiểm tra 15 phút về các bài hiđrocacbon như sau:
Đề Kiểm tra Hĩa học 11 Thời gian: 15 phút
Câu 1. (3,0 điểm) Vì sao về mùa hè, trên mặt hồ ao thường nổi lên nhiều bĩng khí? Cĩ phải là do cá đớp khơng khí khơng?
Câu 2.(3,0 điểm) Vì sao xoong chảo đun trên bếp dầu thường bị đen hơn đun trên bếp gas?
Câu 3. (4,0 điểm) Thành phần chính của một loại nến là hiđrocacbon cĩ cơng thức phân tử C25H52. Cần bao nhiêu lít khơng khí (ở điều kiện tiêu chuẩn) để đốt cháy hồn tồn một cây nến nặng 35,2 gam? Biết oxi chiếm 20% thể tích khơng khí.
Đáp án Câu 1. (3 điểm)
Bọt khí thốt ra cĩ thành phần chính là metan. (1 điểm) (Do các vi khuẩn cĩ mặt trong nước đã phân huỷ các hợp chất mùn cĩ ở đáy hồ ao). (1 điểm)
Về mùa hè, những lúc trời nắng nĩng nhiệt độ của hồ ao cao hơn bình thường vì vậy độ tan của các khí trong nước hồ ao sẽ giảm xuống và thấp hơn nồng độ của chúng trong nước, một số khí thốt ra (ngồi CH4 cịn cĩ oxi, nitơ,…) Khí metan là chất khí khơng màu, khơng mùi và hầu như khơng tan trong nước, do đĩ thốt ra ngồi tạo nên các bĩng khí trên mặt hồ ao. (1 điểm)
Câu 2 (3 điểm)
Dầu hỏa chứa những hidrocacbon thể lỏng (C10-C16) (1 điểm) Gas chứa những hidrocacbon thể khí hĩa lỏng (C3-C4) được nén trong các bình gas. (1 điểm)
Dầu hỏa khĩ cháy hơn gas nên khi cháy dễ sinh ra muội than. (1 điểm)
Câu 3. (4 điểm)
Phương trình hĩa học của phản ứng cháy:
C25H52 + 38O2 → 25CO2 + 26H2O Số mol nến = 35, 2
352 = 0,1 (mol) (1 điểm) Số mol oxi = 3,8 (mol) (1 điểm)
Voxi = 3,8 . 22,4 = 85,12 (l) => Vkk = Voxi . 100
20 = 425,6 (l). (2 điểm) Về kiểm tra bài cũ thì GV cĩ thể linh hoạt, phong phú hơn với bất kì nội dung nào cĩ liên quan đến kiến thức bài học như: Làm cách nào để quả mau chín hơn? Vì sao xoong chảo đun trên bếp dầu thường bị đen hơn đun trên bếp gas? Vì sao về mùa hè, trên mặt hồ ao thường nổi lên nhiều bĩng khí? Cĩ phải là do cá đớp khơng khí khơng? Vì sao xăng đầu cháy khơng dùng nước để dập tắt đám cháy mà phải dùng cát phủ lên đám cháy? ....
II.3.3. Sử dụng thơng qua tổ chức các hoạt động ngoại khĩa
GV hĩa học nên tổ chức cho HS các câu lạc bộ hĩa học, các buổi ngoại khĩa về hĩa học, các cuộc thi hĩa học vui,…. nhằm tạo điều kiện cho HS vận dụng những kiến thức hĩa học vào cuộc sống, tạo niềm hứng thú và say mê hĩa học, đồng thời kích