Sáng kiến kinh nghiệm THCS: Sử dụng giá trị trung bình để giải bài tập hóa học

Chia sẻ: Khánh Thành | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

23
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của sáng kiến kinh nghiệm là góp phần thiết thực vào việc nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn hóa học lớp 9, qua đó nâng cao chất lượng công tác bồi dưỡng học sinh giỏi của huyện nhà nói chung.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THCS: Sử dụng giá trị trung bình để giải bài tập hóa học

1. PHẦN MỞ ĐẦU 1.1. Lý do chọn đề tài: Tham gia dạy bồi dưỡng HSG nhiều năm, để đạt được kết quả cao bản thân tôi đã phải tích cực nghiên cứu, tìm tòi tự tích lũy cho mình các kiến thức bộ môn phục vụ cho việc giảng dạy. Trong quá trình tìm tòi ấy, tôi phát hiện ra có một dạng BT rất hay với cách giải rất độc đáo, thú vị mà thấp thoáng đâu đó trong các đề thi HSG, sách tham khảo, nâng cao hóa học THCS ta thường bắt gặp. Đó là dạng BT giải bằng phương pháp sử dụng giá trị trung bình. Đây là một dạng BT hay, phát huy được sự nhanh nhạy của HS, nó không chỉ dừng lại ở chương trình THCS mà còn là một trong những phương pháp giải bài tập nhanh trong chương trình THPT. Tuy nhiên khi tìm hiểu thực tế về việc giải các BT dạng này của các em HS thì đa số các em tỏ ra rất lúng túng, không biết giải như thế nào, mặc dù dạng BT này không quá khó so với một số các dạng BTHH khác mà các em đã được học. Với những lí do trên, cùng với sự ham học hỏi, muốn có cơ hội tích lũy thêm kiến thức, kinh nghiệm cho bản thân đã thôi thức tôi chọn đề tài với nội dung “Sử dụng giá trị trung bình để giải bài tập hóa học ” làm sáng kiến kinh nghiệm của mình, với mong muốn góp phần thiết thực vào việc nâng cao chất lượng bồi dưỡng HSG môn hóa học lớp 9, qua đó nâng cao chất lượng công tác bồi dưỡng HSG của huyện nhà nói chung. 1.2. Điểm mới của đề tài: Qua tìm hiểu nhiều sách tham khảo môn hoá học, tôi thấy rằng có khá nhiều sách tham khảo của một số tác giả đề cập đến dạng BT giải bằng phương pháp sử dụng giá trị trung bình Tuy nhiên đa số sách tham khảo ấy đều đề cập đến dạng BT trên còn quá sơ sài, có sách thì đưa ra một vài BT về khối lượng mol trung bình, có sách chỉ đưa ra một vài BT về sử dụng số nguyên tử Cacbon trung bình, nội dung các BT đơn lẻ, không tổng hợp cho người đọc một cách tổng quát về phương pháp giải BTHH bằng cách sử dụng giá trị trung bình. Như vậy chưa có một quyển sách tham khảo nào trên thị trường hướng dẫn cho GV, HS THCS phương pháp giải các BT sử dụng giá trị trung bình theo chương trình THCS một cách chi tiết, đầy đủ, rõ ràng. Vì thế khi HS gặp các BT giải bằng cách sử dụng giá trị trung bình thì các em HS dù là HS khá, giỏi cũng khó mà tiếp nhận phương pháp giải BTHH trên một cách được đầy đủ, chắc chắn. Đó là một vấn đề mà bản thân tôi, người GV đang trực tiếp giảng dạy bồi dưỡng HSG môn hoá học THCS phải trăn trở, suy nghĩ. Qua quá trình nghiên cứu, tìm hiểu, phân tích khi tiếp xúc với các em HS trong đội tuyển HSG môn hóa học 9 , tôi nhận thấy đa số các em tỏ ra rất lúng túng, không xác định được cách giải, không tự tin khi giải các BT có sử dụng giá trị trung bình. Vậy làm thế nào để giúp các em có kỹ năng giải quyết tốt dạng bài tập trên, tạo cho các em hứng thú và niềm yêu thích mãnh liệt vào môn học? Trả lời cho băn khoăn, trăn trở ấy, tôi đã nghiên cứu và mạnh dạn đưa ra phương pháp sử dụng các giá trị trung bình như khối lượng mol trung bình, số nguyên tử Cacbon trung bình, số nguyên tử Hiđro trung bình áp dụng giải một số BTHH thuộc chương trình THCS với -1-
mong muốn đưa dạng BT trên phổ biến trong dạy và học môn hóa học, góp phần nâng cao chất lượng công tác bồi dưỡng HSG môn Hóa học cấp THCS. ---  --- 2. PHẦN NỘI DUNG 2.1. Thực trạng trước khi thực hiện các giải pháp của đề tài 2.1.1. Số liệu thống kê Thực trạng trước khi thực hiện đề tài, qua trực tiếp giảng dạy bồi dưỡng HSG và tham khảo ý kiến của các đồng nghiệp tôi nhận thấy đa số HS không biết cách giải các bài tập có sử dụng giá trị trung bình. Qua khảo sát chất lượng học sinh lớp bồi dưỡng HSG hoá học 9 với các BT giải bằng cách sử dụng giá trị trung bình, kết quả như sau: Điểm Điểm Điểm Điểm TB trở lên Tổng 9 – 10 7 8 5 6 0 4 số HS SL % SL % SL % SL % SL % 25 0 0 1 4 5 20 19 76 6 24 2.1.2. Tình hình trước khi thực hiện các giải pháp của đề tài. Qua thực tế giảng dạy lớp bồi dưỡng HSG hoá 9, tôi thấy việc giải BT bằng cách sử dụng giá trị trung bình của các em HS còn rất hạn chế: Rất ít HS vận dụng và giải quyết tốt các BTHH giải bằng cách sử dụng giá trị trung bình, dù với các BT đơn giản theo chương trình hóa học THCS. Đa số HS không nắm được các kiến thức cơ bản về các giá trị trung bình: khối lượng mol trung bình, số nguyên tử cacbon trung bình, các công thức tính...nên các em không vận dụng được vào giải BT, kết quả là không giải được BT, dẫn đến làm giảm sút niềm yêu thích, sự hứng thú của HS khi học tập bộ môn hóa học. 2.1.3. Nguyên nhân dẫn đến tình hình trên: Qua quá trình nghiên cứu, tìm hiểu cho thấy việc sử dụng giá trị trung bình vào giải các BTHH còn có nhiều bất cập do các nguyên nhân sau: * Về giáo viên: Trong quá trình dạy học, GV chỉ mới dừng lại ở kiến thức cơ bản sách giáo khoa (SGK), chưa chú trọng mở rộng, nâng cao kiến thức cho các em. GV chưa truyền thụ hoặc truyền thụ chưa kỹ phương pháp giải BTHH bằng các giá trị trung bình. GV chưa đào sâu mở rộng kiến thức cho HS, để các em HS nắm chắc chắn, từ đó vận dụng linh hoạt vào việc giải quyết các BT tương tự. Nhiều GV hầu như không hề tiếp xúc với dạng BT này. Vì thế trong quá trình giảng dạy, GV không hề đề cập đến lý thuyết cũng như bài tập về dạng này cho HS. Đó cũng là nguyên nhân chính dẫn đến việc đa số HS không biết cách sử dụng giá trị trung bình vào việc giải một số BT hóa học. Mặc dù đây là một phương pháp giải BT rất hay và rất đặc trưng mang màu sắc riêng của môn hóa học. * Về học sinh: -2-
Đa số HS học tập môn hoá học theo phương pháp áp đặt như các bộ môn học thuộc lòng khác, do đó các em không có sự sáng tạo, không hiểu rõ bản chất của vấn đề nên dễ quên, lúng túng khi vận dụng kiến thức vào việc giải BTHH. Đa số các em chỉ mới dừng lại ở việc học tập theo sự hướng dẫn của giáo viên giảng dạy, chưa chịu khó tìm tòi, nghiên cứu tài liệu, tìm hiểu các dạng bài tập mới. Các sách tham khảo đề cập đến dạng bài tập giải bằng cách sử dụng giá trị trung bình còn sơ sài, chưa đủ để các em nắm được phương pháp giải các BT dạng này một cách trọn vẹn, chắc chắn. 2.2. Các giải pháp Từ tình hình thực tế trên và thực trạng giảng dạy môn hoá học ở các trường THCS, tôi có một số giải pháp sau để giúp HS nắm chắc kiến thức và vận dụng linh hoạt, sáng tạo phương pháp sử dụng giá trị trung bình để giải nhanh, chính xác một số BTHH cấp THCS. 2.2.1. Các giải pháp 1.1. Giải pháp 1: GV trang bị cho HS những kiến thức cơ bản về lý thuyết cho HS áp dụng để giải các bài tập sử dụng giá trị trung bình 1.1.1. Phương pháp khối lượng mol trung bình Nội dung phương pháp: a. Hỗn hợp A gồm 2 chất M1, M2: hh m a1M 1 + a2 M 2 Khối lượng mol trung bình: M tb = n = a1 + a2 (1) hh Với: a1, a2 lần lượt là số mol của các chất M1, M2 M1, M2 lần lượt là khối lượng mol của các chất M1, M2 Nếu: M1
a1n1 + a2 n2 nC ntb = = a1 + a2 nhchc Với: n1, n2 lần lượt là số nguyên tử Cacbon trong phân tử X, Y a1, a2 lần lượt là số mol của X, Y Nếu: n1
Ngoài ra, phương pháp này còn sử dụng cho hỗn hợp khí hoặc kết hợp thêm một số phương pháp khác nữa để giải toán hoặc nó được sử dụng ở một giai đoạn nhỏ trong quá trình giải toán. Bài tập 1: hh X gồm 2 kim loại kiềm A, B nằm kế tiếp nhau. L ấy 3 g X hòa tan hoàn toàn vào nước thu được 2,24 lít H2 (đktc).Biết MA
Như vậy, có rất nhiều bài tập hóa học, nếu giải theo PT thông thường thì số ẩn nhiều hơn số PT toán học thiết lập được, chính vì vậy ta không thể tìm được nghiệm hoặc nếu biện luận theo các ẩn thì mất rất nhiều thời gian và phức tạp. Tuy nhiên nếu ta áp dụng phương pháp Mtb thì việc giải quyết bài tập sẽ rất đơn giản và ngắn gọn hơn nhiều. Bài tập 3: hh khí X gồm H2 và một anken có khả năng cộng HBr cho sản phẩm hữu cơ duy nhất, tỉ khối của X so với H2 bằng 9,1. Đun nóng X có xúc tác Ni, sau khi pư xãy ra hoàn toàn, thu được hh khí Y không làm mất màu dd Br 2, tỉ khối của Y so với H2 bằng 13. Xác định CTPT, CTCT của an ken. Hướng dẫn giải: Công thức chung của anken: CnH2n Dựa vào các giá trị d X H 2 , d Y H 2  MX, MY Viết PTHH, theo định luật bảo toàn khối lượng  mX= mY  nY Theo PTHH, từ nX, nY nC H  M C H n CT anken n 2n n 2n Giải: Ta có: d X H 2 = 9,1  MX = 9,1.2 = 18,2 (g) dY H 2 = 13  MY = 13.2 = 26 (g) Gọi công thức của anken cần tìm là CnH2n ( n ≥ 2) PTHH: CnH2n+ H2 Ni , t CnH2n+2 o Xét 1 mol X, mX = 18,2 g 18, 2 Theo định luật bảo toàn khối lượng: mY=mX= 18,2 nY = = 0, 7 (mol) 26 Ta thấy: M H = 2 < M Y = 26 < M C H < M C H ( M C H 2 n 2n n 2 n +2 n 2n 14n = 14.2 = 28 (g))  Trong Y có chứa H2, vì phản ứng xảy ra hoàn toàn, nên trong phản ứng trên CnH2n hết, H2 dư. Theo PT trên: nHpư = nC H = 0, 7 (mol ) 2 n 2n  nH (ban đầu) = 1 0,3 = 0,7 (mol) 2 0, 7.2 + 0,3.14n 16,8 Ta có: M X = = 18, 2 n= =4 1 4, 2 CTPT của anken là C4H8. Vì anken C4H8 có khả năng cộng HBr cho sản phẩm hữu cơ duy nhất, nên CTCT của anken là: CH3 CH = CH CH3 PTHH: CH3 CH = CH CH3 + HBr CH3 CH2 CHBr CH3 Bài tập 4: Để đốt cháy hoàn toàn m g hh X gồm A và B là các axit cacboxylic no, đơn chức cần 8,4 lít O2 đktc thu được 6,72 lít CO2 đktc và 5,4 g H2O. a. Tính khối lượng mol trung bình của hh X. b. Cho biết khối lượng mol phân tử của B lớn hơn khối lượng mol phân tử của A là 28 g. Hãy xác định CTPT của A và B, viết các đồng phân của chúng. Hướng dẫn giải: Công thức chung của 2 axit cacboxylic no, đơn chức : CnH2nO2 ( n >1), số mol x -6-
Viết PTHH, dựa vào các giá trị , nCO , mX giải hệ PT tìm ẩn x, nx MX 2 Từ x, xn  n  CTPT, CTCT A, B Giải: 8, 4 6, 72 5, 4 a. Ta có: nO = = 0,375(mol ) , nCO2 = = 0,3(mol ) , nH 2O = = 0,3(mol ) 2 22, 4 22, 4 18 Công thức chung 2 axit cacboxylic no, đơn chức A, B là CnH2nO2(n >1) với số mol là x. 3n − 2 PTHH: CnH2nO2 + O2 t n CO2 + n H2O o 2 3n − 2 Mol: x . x nx nx 2 Ta có: nCO2 = nx = 0,3(mol ) (I) Theo định luật bảo toàn khối lượng: mX + mO = mCO + mH O  mX = 0,3.44+ 5,4 0,375.32 = 6,6 (g) 2 2 2 (14n +32)x = 6,6 g 14nx +32x = 6,6 (II) Giải hệ PH I, II ta có: nx = 0,3, x = 0,075n = 4 6, 6 Vậy khối lượng mol trung bình của hỗn hợp X là: MX = = 88( g ) 0, 075 b. Theo bài ra: MB = MA + 28  B hơn A 2 nhóm CH2, ta có số nguyên tử C trong A, B thõa mãn: nC(A)
a. Cô cạn dd A sẽ thu được bao nhiêu gam muối khan? b. Xác định tên kim loại kiềm biết số mol của 2 kim loại trong hỗn hợp là như nhau? Đáp án: a. m muối khan = 6,65 g b. 2 kim loại kiềm là Natri, Kali ( MNa
4, 48 Từ nhhX, mhhXMhhX 22, 4 = 0, 2 n  CT 2 anken 4, 48 Giải: a. nhhX = = 0, 2 (mol) 22, 4 Gọi công thức chung của 2 anken cần tìm là CnH2(n ≥ 2, n là số nguyên tử C trung bình ) Vì khối lượng bình đựng nước brom tăng 10,5 gmhhX = 10,5 g 10,5 MhhX = 0, 2 = 52,5 (g)= 14n n = 3,75. Vì 2 anken liên tiếp trong dãy đồng đẳngCTPT của 2 anken: C3H6, C4H8 52,5 b. Tỉ khối của hh X so với H2: d hhX H = = 26, 25 2 2 b. Hỗn hợp gồm các chất không cùng dãy đồng đẳng Dùng hợp chất có số nguyên tử Cacbon trung bình thay thế các chất khác nhau có số nguyên tử Cacbon khác nhau nhưng không thuộc cùng một dãy đồng đẳng. Ngoài ra, ta có thể sử dụng thêm đại lượng số nguyên tử Hiđro trung bình với công thức tính đặt hoàn toàn tương tự như số nguyên tử Cacbon trung bình. a n +a n Số nguyên tử Hiđro trung bình: ntb = 1 a1 + a2 2 1 2 Với: n1, n2 lần lượt là số nguyên tử Hiđro trong phân tử X, Y a1, a2 lần lượt là số mol của X, Y Nếu hỗn hợp các chất có cùng số nguyên tử Cacbon nhưng khác nhau số nguyên tử Hiđro thì chúng ta gọi công thức chứa đại lượng số nguyên tử Hiđro trung bình. Bài tập 6: Đốt cháy hoàn toàn 4,48 lít hh khí Y gồm C3H8 và HC A mạch hở ( có chứa liên kết kém bền) thu được 22 g CO2 và 10,8 g H2O. a. Tính thể tích không khí cần dùng để đốt cháy hết hh Y. ( biết các khí đều đo ở đktc, oxi chiếm 20% thể tích không khí ). b. Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo của A. Hướng dẫn giải: Công thức chung của HC A : CxHy ( x ≥ 2), a, b lần lượt là số mol của C3H8, CxHy Viết PTHH, theo nhhY , nCO , nH O  nO  Vkk 2 2 2 Xác định số nguyên tử Cacbon trung bình của hh Y theo CT: nCO2 ntb = x
Ta có: nhhY = a + b = 0,2 (I) 22 Theo PT 1,2 : nCO = 3a + xb = = 0,5 (II) 2 44 nH O = 4a + y/2 b = 10,8/ 18 = 0,6 8a + yb = 1,2 (III) 2 nO = 5a + (x+y/4 )b = 5a + xb + yb/4 = 5a + 0,5 3a + ( 1,2 8a)/ 4 = 0,8 mol 2 Vậy thể tích không khí cần dùng: Vkk = 5 VO = 5. 0,8. 22,4 = 89,6 (l) 2 b. Số nguyên tử Cacbon trung bình của hh Y: nCO2 3a + xb 0,5 ntb = = = = 2,5 nhhY a+b 0, 2 Ta có: 2 ≤ x
b. Tính khối lượng mol trung bình của hh X. c. Cho biết khối lượng mol phân tử của B lớn hơn khối lượng mol phân tử của A là 28 g. Hãy xác định CTPT của A và B, viết các đồng phân của chúng. Đáp án: a. A, B là các este no, đơn chức, mạch hở, CT CnH2nO2 A, B có gốc HC là gốc no, mạch hở A, B không làm mất màu dd Br2. b. n = 4 MhhX = 88 g c. n C(A)
Khi giải các BT sử dụng giá trị trung bình, ngoài việc nắm chắc phương pháp giải, để giải quyết tốt BT HS cần phải có sự cẩn thận, nhanh nhạy, nắm chắc các kiến thức hóa học có liên quan, viết đúng các PTHH của các phản ứng, vận dụng khéo léo phương pháp thì mới có thể đi đến kết quả chính xác. 2.2.2. Kết quả đạt được: Sau khi triển khai áp dụng các nội dung và biện pháp đã nêu ở trên vào việc dạy và học các BT hóa học giải bằng cách sử dụng giá trị trung bình với HSG hoá 9, tôi nhận thấy rằng HS tỏ ra rất hứng thú khi học tập, đa số các em đã nắm được phương pháp giải, vận dụng nhanh, chính xác vào giải các BTHH tương tự. Tiến hành khảo sát kết quả học tập của các em HS đã được khảo sát ban đầu về mức độ hiểu, nắm kiến thức, vận dụng linh hoạt, nâng cao, kết quả thu được thật đáng mừng, số lượng HS yếu kém giảm xuống, số lượng HS khá giỏi tăng cao. Điều đó thể hiện rất rõ qua các bảng số liệu sau: Tổng Điểm Điểm Điểm Điểm TB trở lên số HS 9 – 10 7 8 5 6 0 4 SL % SL % SL % S % SL % L 7 28,0 9 36,0 7 28,0 1 4,0 24 96,0 25 Qua đây ta có thể nhận xét rằng: Chất lượng học tập của HS qua kiểm tra có sự tiến bộ hẳn. Số lượng HS khá giỏi tăng lên từ 4% lên 64% , số lượng HS yếu, kém giảm xuống, từ 76% xuống còn 4% so với ban đầu. Khi áp dụng các nội dung và phương pháp ở trên vào quá trình dạy học, tôi nhận thấy rằng các em nắm chắc kiến thức và vận dụng tốt kiến thức đã có vào việc giải quyết các BT tương tự. Nhiều em còn biết vận dụng kiến thức ấy để giải quyết rất tốt các BT khó và phức tạp hơn. Đó chính là cơ sở, là động lực mạnh mẽ giúp các em tiếp cận và nắm bắt những kiến thức, những dạng bài tập hóa học hay, bổ ích khác trong quá trình học tập. ---  --- 3. PHẦN KẾT LUẬN 3.1. Ý nghĩa của đề tài: Trong quá trình giảng dạy bồi dưỡng HSG môn hoá học cấp THCS, tôi phát hiện ra rằng đa số các em HS không giải được các BTHH có sử dụng giá trị trung bình.Vì thế sau một thời gian suy nghĩ, tìm tòi, nghiên cứu, tôi đã tìm cách hệ thống lại dạng BT này về lý thuyết cũng như bài tập thành chuyên đề, từ đó tìm cách truyền thụ lại cho các em HS, giúp các em có đủ kiến thức, kỹ năng giải quyết tốt các BT. Trong phạm vi đề tài này, tôi đã đưa ra phương pháp giải một số bài tập sử dụng phương pháp giá trị trung bình trong chương trình hoá học THCS. Sau khi GV hướng dẫn cho HS thật kỹ phần kiến thức lý thuyết về khối lượng mol trung bình, số nguyên tử cacbon trung bình, công thức tính, đưa ra một số BT đơn giản áp dụng giá trị trung bình, phân tích, giải mẫu cho HS để HS nắm kỹ hơn phương pháp giải - 12 -
các BT dạng này. GV tiếp tục đưa ra cho HS các BT sử dụng giá trị trung bình từ dễ đến khó để HS từ từ nghiên cứu và đưa ra hướng giải quyết, phát huy sự tích cực chủ động của HS trong quá trình giải BT, GV chỉ là người theo dõi các em học tập và chốt lại cách làm, kết quả đúng. Khi nhận thấy HS đã cơ bản nắm được và giải quyết khá tốt một số BT sử dụng giá trị trung bình đơn giản, GV tiếp tục đưa ra một số BT khó hơn, đòi hỏi sự tư duy, sáng tạo của HS, kích thích sự say mê, tìm tòi kiến thức học tập của các em về dạng BT mà các em đã được học. Việc giải BT hoá học bằng các giá trị trung bình sẽ giúp các em HS giải đơn giản và nhanh hơn nhiều so với cách giải thông thường theo PTHH, phương pháp tỏ rõ hiệu lực vô cùng với những bài tập xác định hỗn hợp kim loại, hỗn hợp hiđro cacbon, hỗn hợp các chất hữu cơ cùng dãy hay không cùng dãy đồng đẳng... Đặc biệt khi học xong chuyên đề sử dụng các giá trị trung bình để giải BTHH, các em HS tỏ rõ sự yêu thích, hứng thú cao với môn học. Không chỉ dừng lại giải các BT hóa học trong chương trình THCS, các em còn có thể áp dụng phương pháp trên để giải một số BT hóa học của chương trình THPT, đề thi đại học, cao đẳng. Tôi thiết nghĩ, người GV ngoài việc trang bị cho các em HS về kiến thức cơ bản của bộ môn thì việc ôn luyện để nâng cao, mở rộng kiến thức là một vấn đề hết sức quan trọng nhằm nâng cao chất lượng mũi nhọn HSG. Nội dung của đề tài sáng kiến kinh nghiệm mà tôi đã nghiên cứu và áp dụng rất có hiệu quả trong công tác dạy học. Những kết quả đạt được đã khẳng định tính khả thi của vấn đề đưa ra. Rất mong nhận sự góp ý chân thành của đồng nghiệp để sáng kiến ngày càng hoàn thiện hơn, góp phần nhỏ vào phong trào bồi dưỡng HSG, đào tạo nhân tài của giáo dục huyện nhà trong giai đoạn hiện nay. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường cùng các bạn đồng nghiệp đã quan tâm góp ý, giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi trong quá trình nghiên cứu và thực hiện sáng kiến này./. - 13 -