Nguyên tắc và yêu cầu khi giải bài toán tính theo PTHH - Lập phương trình hoá học: xác định được các chất tham gia phản ứng và các chất sản phẩm, sau đó lập phương trình hoá học cho ch
Trang 1A: ĐẶT VẤN ĐỀ
Đổi mới phương pháp dạy học luôn luôn là những băn khoăn trăn trở của những người làm công tác giáo dục Vì giáo dục là quốc sách hàng dầu cho mỗi quốc gia Vì vậy trong quá trình công tác, mỗi thầy cô giáo cần rèn luyện cho học sinh tác phong của người lao động mới, làm việc có kế hoạch, có phân tích định hướng khi làm việc
cụ thể
Trong quá trình dạy học hóa học ở trường THCS việc phân loại và làm các bài tập theo từng chủ đề là việc làm rất quan trọng Việc phân loại các bài tập hóa học giúp giáo viên sắp xếp các bài tập này và đưa ra các phương pháp giải chung cho từng dạng Phân loại bài tập giúp học sinh nghiên cứu tìm tòi, tạo cho học sinh thói quen nhìn nhận vấn đề theo nhiều cách khác nhau, từ đó học sinh có thể dùng nhiều kiến thức để giải quyết một vấn đề Việc giải bài tập tính theo phương trình hóa học
là một yêu cầu hết sức quan trọng đối với giáo viên và học sinh, nó đòi hỏi người học không chỉ nắm vững lí thuyết mà phải có kỹ năng giải thành thạo bài tập Là giáo viên trực tiếp dạy, tôi thường xuyên trao đổi với nhiều đồng nghiệp có kinh nghiệm
và học sinh khá giỏi đã trãi qua, từ đó tôi nhận thấy, việc giải bài tập của học sinh còn nhiều hạn chế, trình bày lời giải còn nhiều lúng túng Điều đó làm cho các em khó đạt kết quả cao Từ những khó khăn vướng mắc, và với mong muốn kết đạt kết quả cao, tôi sưu tầm các tài liệu, tìm tòi, nghiên cứu và đã tích lũy được một số kinh nghiệm giúp học sinh làm các bài toàn tính theo phương trình hóa học một cách hiệu quả hơn
Từ thực tế đó tôi mạnh dạn chọn đề tài “Kĩ năng giải bài toán tính theo PTHH lớp 8” với mong muốn nâng cao chất lượng đại trà và chất lượng mũi nhọn, xin được
trình bày để đồng nghiệp cùng tham khảo và góp ý kiến
Trang 2B GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
I Cơ sở lí luận của vấn đề
Bài tập hoá học là một trong những nguồn kiến thức để hình thành kiến thức và
kĩ năng cho học sinh Thông qua giải bài tập hoá học, học sinh được rèn luyện, củng
cố và tìm tòi phát hiện ra kiến thức, kĩ năng mới Giải bài tập hoá học là một trong những hình thức luyện tập chủ yếu được tiến hành nhiều nhất trong việc hình thành kĩ năng và vận dụng kiến thức Bài tập hoá học là công cụ hữu hiệu để kiểm tra kiến thức, kĩ năng của học sinh, làm bộc lộ những khó khăn, sai lầm trong việc học tập hoá học, qua đó giáo viên có những biện pháp giúp đỡ học sinh vượt qua khó khăn và khắc phục những sai lầm
Với chút ít kinh nghiệm của bản thân và những kinh nghiệm học hỏi được từ đồng nghiệp, tôi hy vọng rằng sẽ góp được một phần nhỏ trong việc nâng cao chất lượng giảng dạy bộ môn
II Thực trạng của vấn đề nghiên cứu
1 Thuận lợi và khó khăn
- Thuận lơi.
Hiện nay có nhiều kênh thông tin cung cấp tài liệu cho học sinh như sách giáo
khoa, sách bài tập, sách tham khảo, đặc biệt là việc học tập trực tuyến Đa số các em năng động, thích tìm tòi khám phá các vấn đề xung quanh Phương tiện dạy học hiện nay ngày càng đa dạng hiện đại Đội ngũ giáo viên yêu nghề nhiệt tình, có năng lực chuyên môn vững vàng, ham học hỏi
- Khó khăn.
Đối với học sinh thì môn hóa học còn khá mới mẻ vì đây là môn học đưa vào
sau trong chương trình GD THCS, môn học có thời lượng kiến thức nhiều, bài tập nhiều nhưng phân phối thời gian cho các tiết luyện tập ít, do đó cũng làm cho học sinh cảm thấy khó khăn khi học môn này
Trang 3Thực tế trong những năm gần đây, bộ môn hoá học bậc THCS đã và đang được quan tâm nhiều hơn cả về cơ sở vật chất cũng như thời gian dạy ngoài giờ lên lớp cấp trường, cấp nghành, và bậc phụ huynh đều quan tâm Vì lẽ đó hiệu quả của môn học ngày càng được nâng lên, chất lượng học sinh giỏi ngày càng được chú trọng, đòi hỏi người giáo viên hoá học phải đào sâu, mở rộng tri thức để đáp ứng yêu cầu của thực
tế
Để có cách giải loại bài tập trên đơn giản và hiệu quả nhất, giúp học sinh dễ hiểu, giải quyết nhanh vấn đề, chính xác, đầy đủ và gọn gàng hơn Đồng thời rèn luyện khả năng tư duy độc lập trong quá trình học tập của học sinh
2 Thực trạng của vấn đề nghiêm cứu.
Kĩ năng giải bài toán tính theo PTHH là một yêu cầu thường gặp trong cấu trúc đề
thi, đề kiểm tra Tuỳ thuộc vào tính chất của kỳ thi, kỳ kiểm tra mà yêu cầu mức độ
đề khác nhau Tuy nhiên một thực tế khi chấm bài kiểm tra hoặc bài thi, thì các em làm bài dạng này chưa theo các bước, ít khi đạt điểm tối đa, chính vì vậy mà kết quả chung của bài thi, bài kiểm tra thường không cao, ảnh hưởng đến thành tích của cá nhân và có thể ảnh hưởng đến thành tích của toàn đoàn
Kết quả học tập môn Hoá học đầu học kỳ II, năm học: 2020-2021
- Đề tài được áp dụng cho đối tượng học sinh lớp 8 nên được:
+ Phân tích chi tiết về mặt lý thuyết một dạng bài tập tiêu biểu nhất, từ đó rút ra những điểm chung cho dạng bài tập một dữ kiện, hai dữ kiện về số mol, một số mol của chất tham gia, một số mol của sản phẩm
+ Tìm mối liên quan giữa định tính và định lượng, thể hiện bằng mối tương quan
về phương pháp đại số
Trang 4+ Vận dụng các loại phản ứng mà các em đã được học
+ Hình thành kỹ năng tư duy cho học sinh, giúp học sinh tự nghiên cứu, thao tác với một số dạng phản ứng khác và rút ra cách nhận xét các trường hợp phản ứng tương tự
- Nghiên cứu sách tham khảo Hóa học dành cho học sinh THCS
- Phân loại được bài tập
- Kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh
- Tổ chức triển khai, đánh giá hiệu quả thông qua sinh hoạt chuyên môn của tổ
2 Tổ chức thực hiện:
a Nguyên tắc và yêu cầu khi giải bài toán tính theo PTHH
- Lập phương trình hoá học: xác định được các chất tham gia phản ứng và các chất
sản phẩm, sau đó lập phương trình hoá học cho chính xác
- Tìm số mol chất tham gia và các chất sản phẩm theo yêu cầu đề bài: dựa vào
phương trình hoá học, xét tỉ lệ giữa các chất, từ đó tính số mol của chất tham gia hoặc sản phẩm theo yêu cầu của đề bài
- Tính theo yêu cầu đề bài: chuyển đổi số mol chất thành khối lượng hoặc thể tích.
b Các dạng bài tập tính theo phương trình hoá học trong phạm vi lớp 8
Dạng 1: Dạng toán biết lượng một chất trong phản ứng.
Dạng 2: Dạng toán phải xác định chất dư – thiếu
Dạng 3: Bài tập cho số mol của 1 chất tham gia và số mol của1 chất sản phẩm
Tìm số mol của các chất theo số mol của chất sản phẩm
c Các bước giải của bài tập tính theo phương trình Hóa học:
Bước 1: Đổi dữ kiện đầu bài: chuyển đổi khối lượng chất hoặc thể tích chất khí
thành số mol chất
Bước 2: Lập phương trình hoá học: xác định được các chất tham gia phản ứng và
các chất sản phẩm, sau đó lập phương trình hoá học cho chính xác
Trang 5Bước 3: Tìm số mol chất tham gia và các chất sản phẩm theo yêu cầu đề bài: dựa
vào phương trình hoá học, xét tỉ lệ giữa các chất, từ đó tính số mol của chất tham gia hoặc sản phẩm theo yêu cầu của đề bài
Bước 4: Tính theo yêu cầu đề bài: chuyển đổi số mol chất thành khối lượng hoặc
thể tích khí
d Các công thức được vận dụng khi giải bài tập tính theo PTHH
Công thức chuyển đổi giữa lượng chất và khối lượng chất:
m n M=
Trong đó: m: khối lượng chất
n: số mol chất
M: khối lượng mol chất
Công thức chuyển đổi giữa lượng chất và thể tích chất khí (ở điều kiện tiêu chuẩn)
3 Vận dụng các bước để giải bài tập tính theo phương trình hóa học:
a Dạng 1: Dạng toán biết lượng một chất trong phản ứng.
Phương pháp làm bài
Đây là bài toán có bản nhất của bài toán tính theo PTHH Bài toán này cho biết lượng
( khối lượng, số mol, thể tích….) của chất tham gia hoặc chất sản phẩm
Bài toán yêu cầu tính lượng chất còn lại Với dạng toán này, ta thường tiến hành qua
4 bước sau
Bước 1: Tính số mol của chất đã biết
Trang 6Bước 2: Viết phương trình phản ứng (Yêu cầu viết đúng công thức hóa học và cân bằng chính xác)
Bước 3: Dựa vào số mol của chất, đã biết để tính số mol của chất cần, tìm thông qua PTHH ( Đây là bản chất của bài toán này )
Bước 4: Chuyển đổi số mol về đại lượng bài toán yêu cầu
Ví dụ: Bài tập cho số mol của một chất tham gia phản ứng
Bài tập 1: Cho 6,5 g Zn tác dụng hoàn toàn với dung dịch HCl Tính khối lượng
ZnCl2 sinh ra và thể tích khí H2 thu được sau khi kết thúc phản ứng, biết thể tích chất khí đo đktc
Phân tích dữ kiện đề bài cho: Từ khối lượng của Zn đầu bài cho ta phải đổi ra
số mol, sau đó dựa vào phương trình hóa học để lập tỉ lệ phản ứng qua đó tìm được số mol của các chất sản phẩm, sau khi tìm được số mol các chất thì tính theo yêu cầu đề bài
* Định hướng giải:
Bước 1: Tính số mol của chất đã biết
Số mol của Zn có trong 6,5g là: nZn = 6,5 : 65 = 0,1 (mol)
Bước 2: Viết phương trình phản ứng ( Yêu cầu viết đúng công thức hóa học và cân bằng chính xác )
PTPƯ: Zn + 2HCl → ZnCl2+ H2
Bước 3: Dựa vào số mol của chất đã biết để tính số mol của chất cần tìm thông qua PTHH
TĐB: 0,1(mol) x(mol) y(mol)
+ Số mol của ZnCl2 sinh ra sau khi kết thúc phản ứng là:
0,1.1 0,1
1
Trang 7+ Số mol của H2 sinh ra sau khi kết thúc phản ứng là:
0,1.1 0,1
1
Bước 4: Chuyển đổi số mol về đại lượng bài toán yêu cầu
Khối lượng của ZnCl2 thu được sau khi kết thúc phản ứng là:
Thể tích của H2 sinh ra sau khi kết thúc phản ứng là:
VH2 = nH2 22,4 = 0,1 22,4 = 2,24 (l)
Bài tập 2: Oxi hóa hoàn toàn 5,4g nhôm tạo thành nhôm oxit Tính khối lượng nhôm
oxit được tạo thành và thể tích khí oxi cần dùng ở đktc
* Phân tích dữ kiện đề bài cho: Từ khối lượng của Al đầu bài cho ta phải
đổi ra số mol, sau đó dựa vào phương trình hóa học để lập tỉ lệ phản ứng qua đó tìm được số mol của các chất tham gia và sản phẩm, sau khi tìm được số mol các chất thì tính theo yêu cầu đề bài
* Định hướng giải:
Bước 1: Tính số mol của chất đã biết
Số mol của Al có trong 5,4g là: nAl
5,427
0,2 (mol)Bước 2: Viết phương trình phản ứng (Yêu cầu viết đúng công thức hóa học và bằng chính xác)
Trang 8+ Số mol của Al2O3 sinh ra sau khi kết thúc phản ứng là: x 0,2.2
Bước 4: Chuyển đổi số mol về đại lượng bài toán yêu cầu
Khối lượng của Al2O3 thu được sau khi kết thúc phản ứng là:
Thể tích của O2 cần dùng là:
VO2 = nO2 22,4 = 0,15 22,4 = 3,36 (l)
Ví dụ Dạng bài tập cho số mol của 1 chất sản phẩm
Bài tập 1: Cho Mg tác dụng vừa đủ với H2SO4 theo sơ đồ phản ứng sau:
* Định hướng giải:
Bước 1: Tính số mol của chất đã biết
Số mol của H2 thoát ra sau khi kết thúc phản ứng là:
nH2
4,4822,4
= =0,2(mol)
Bước 2: Viết phương trình phản ứng (Yêu cầu viết đúng công thức hóa học và
cân bằng chính xác)
Trang 9PTPƯ: Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2
Bước 3: Dựa vào số mol của chất đã biết để tính số mol của chất cần tìm thông qua PTHH
PTPƯ: Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2
Từ các dữ kiện có liên quan tìm được số mol của các chất:
+ Số mol của MgSO4 sinh ra sau khi kết thúc phản ứng là:
Bước 4: Chuyển đổi số mol về đại lượng bài toán yêu cầu
+ Khối lượng của MgSO4 sinh ra sau khi kết thúc phản ứng là
+ Khối lượng của H2SO4 tham ra sau khi kết thúc phản ứng là
Chú ý: Sau khi hướng dẫn cho học sinh làm 2 loại bài tập trên, yêu cầu học sinh
nhận xét và qua đó có thể khái quát lên cách giải bài tập tổng hợp của dạng bài tập cho một dữ kiện
Ví dụ Bài tập tổng hợp của dạng bài tập đầu bài chỉ cho một dữ kiện
Bài tập: Cho sơ đồ phản ứng: KClO3 t0 KCl + O2
a) Tính khối lượng của KCl và thể tích của O2 thu được sau khi nhiệt phân 61,25g KClO3
Trang 10b) Tính khối lượng ZnO thu được khi cho lượng O2 thu được ở trên tác dụng hoàn toàn với Zn.
* Phân tích dữ kiện đề bài cho:
+ Từ khối lượng KClO3 đầu bài cho phải đổi ra số mol, sau đó dựa vào phương trình hóa học đã cân bằng để lập tỉ lệ phản ứng qua đó tim được số mol của các chất sản phẩm, sau khi tìm được số mol các chất thì đi tính theo yêu cầu đề bài
+ Coi phần b như 1 bài tập mới và tiến hành theo các bước giải bài tập bình thường
* Định hướng giải:
a) Bước 1: Tính số mol của chất đã biết
Số mol của KClO3 ban đầu khi tham gia phản ứng là:
n KClO3
61,25
0,5122,5
Từ các dữ kiện có liên quan tìm được số mol của chất
+ Số mol của KCl sinh ra sau khi kết thúc phản ứng là:
Trang 11y 0,5.3
2
= = 0,75 (mol)
Bước 4: Chuyển đổi số mol về đại lượng bài toán yêu cầu
+ Khối lượng của KCl sinh ra sau khi kết thúc phản ứng là:
Bước 1: Xác định lại số mol của O2 thu được ở trên là bao nhiêu
Bước 2: Viết phương trình phản ứng của Zn với O2
Bước 3: Dựa vào phương trình phản ứng và tỉ lệ tìm số mol các chất tham gia và các chất sản phẩm theo yêu cầu đề bài
0
t 2ZnO
Từ các dữ kiện có liên quan tìm được số mol và tính được khối lượng của ZnO
Số mol của ZnO sinh ra sau khi kết thúc phản ứng là:
x = 0,75.2
1 = 1,5(mol)Bước 4: Chuyển đổi số mol về đại lượng bài toán yêu cầu
+ Khối lượng của ZnO sinh ra sau khi kết thúc phản ứng là:
m ZnO = n ZnO MZnO = 1,5 81 = 121,5 (g)
Kết luận : Với các bài tập dạng 1, các em phải chuyển đổi chính xác số mol, viết
đúng PTHH và nắm được các bước giải.
b Dạng 2: Bài toán cho biết chất dư thiếu.
Trang 12Khi đề bài cho biết số liệu về 2 chất tham gia phản ứng.
Phương pháp giải:
+ Bài toán này tiến hành tương tự ở loại 1 Tuy nhiên trong 2 chất tham gia phản
ứng thường có một chất dư Lượng chất sản phẩm phải tính theo chất phản ứng hết
Vì vậy nhiệm vụ đặt ra là phải xác định được chất nào dư sau phản ứng
+ Nhiệm vụ này được tiến hành trước khi làm bước 3
Xét tỉ lệ: Số mol chất A/hệ số chất A = a Số mol chất B/hệ số chất B = b
Nếu a > b thì chất A dư, do đó tính theo chất B
Nếu a < b thì chất B dư, do đó tính theo chất A
Bài tập 1: Đốt cháy 6,2(g) P trong bình chứa 6,72(l) khí O2 ở đktc
a) Sau phản ứng chất nào còn dư và nếu dư thì với khối lượng bao nhiêu
b) Tính khối lượng sản phẩm thu được
* Phân tích dữ kiện đề bài cho:
Từ khối lượng P và thể tích khí O2 đầu bài cho phải đổi ra số mol, sau đó dựa vào phương trình hóa học đã cân bằng để lập tỉ lệ giữa số mol và hệ số phản ứng qua đó tìm được số mol của chất còn dư (nếu có) Sau khi tìm được số mol các chất thì đi tính theo yêu cầu đề bài
* Định hướng giải:
Bước 1: Đổi dữ kiện đầu bài ra số mol
Số mol của O2 và P ban đầu khi tham gia phản ứng là:
Trang 13PTPƯ: 4P + 5O2 t 2P2O5
Bước 3: Dựa vào phương trình phản ứng, xét tỉ lệ số mol trên hệ số phản ứng của 2 chất tham gia, để xác định xem chất nào còn dư Sau đó tính số mol của các chất theo yêu cầu đề bài theo chất phản ứng hết
Từ đó bài toán lại đưa về cách giải giống cách giải bài toán 1 dữ kiện
Từ các dữ kiện có liên quan tìm được số mol của các chất
+ Số mol của O2 tham gia phản ứng là: nO2
0,2.54
+ Số mol của O2 dư sau phản ứng là: nO2(dư) = 0,3 – 0,25 = 0,05 (mol)
Bước 4: Sau khi tìm được số mol của các chất có liên quan đến yêu cầu đề bài thì tính theo yêu cầu đề bài
+ Khối lượng của O2 dư sau khi kết thúc phản ứng là
mO2(dư) = nO2(dư) .MO2(dư) = 0,05 32 = 1,6(g)
+ Khối lượng của P2O5 sinh ra sau khi kết thúc phản ứng là:
mP2O5 = n P2O5. M P2O5 = 0,1 142 = 14,2 (g)
Bài tập 2: Cho 13g Zn tác dụng với 0,3 mol HCl sau khi kết thúc phản ứng thu được
muối kẽm clorua và khí H2 (đktc)
Trang 14a) Viết và cân bằng PTPƯ và cho biết sau khi kết thúc phản ứng thì chất nào còn
dư và nếu dư thì dư với khối lượng bao nhiêu ?
b) Tính thể tích của H2 thu được
* Phân tích dữ kiện đề bài cho:: Từ khối lượng Zn đổi ra số mol kết hợp với
số mol HCl đầu bài cho, sau đó dựa vào phương trình hóa học đã cân bằng để lập tỉ lệ giữa số mol và hệ số phản ứng qua đó tìm được số mol của chất còn dư (nếu có) Sau khi tìm được số mol các chất thì đi tính theo yêu cầu đề bài
* Định hướng giải:
Bước 1: Đổi dữ kiện đầu bài ra số mol
Số mol của Zn có trong 13(g) là nZn = 13
65= 0,2(mol) và số mol của HCl ban đầu
Từ đó bài toán lại đưa về cách giải bài toán 1 dữ kiện
Từ các dữ kiện có liên quan tìm được số mol của các chất:
+ Số mol của Zn tham gia phản ứng: