bồi dưỡng các phương pháp giải nhanh một số bài toán hoá học

Với những lý do trên tôi đã chọn và áp dụng đề tài “ BỒI DƯỠNG CÁC PHƯƠNGPHÁP GIẢI NHANH MỘT SỐ BÀI TOÁN HOÁ HỌC” nhằm giúp cho các em HS giỏi cókinh nghiệm giải các bài tập một cách tự

1- Đối tượng nghiên cứu : 3 2- Khách thể nghiên cứu : 3

1- Phương pháp chủ yếu: 4 2-Các phương pháp hỗ trợ: 4

B- NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN 5

I- CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH MỘT SỐ BÀI TOÁN HOÁ HỌC 5

1-Thực trạng chung: 6 2- Chuẩn bị thực hiện đề tài: 6

CHỦ ĐỀ 1: PHƯƠNG PHÁP TỰ DO CHỌN LƯỢNG CHẤT 7 CHỦ ĐỀ 2: PHƯƠNG PHÁP KHỐI LƯỢNG MOL TRUNG BÌNH 9

CHỦ ĐỀ 4: PHƯƠNG PHÁP TÍNH THEO LƯỢNG CỦA NGUYÊN TỬ HOẶC NHÓM NGUYÊN TỬ 13

C - BÀI HỌC KINH NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC: 18

D- KẾT LUẬN CHUNG: 19 E- PHẦN PHỤ LỤC: 20

-Lời cảm ơn

Đề tài này được hoàn thành nhờ sự giúp đỡ, động viên của Ban giám hiệu trường THCSChu Văn An huyện Đak Pơ và của một số đồng nghiệp đã cung cấp các tài liệu phục vụ choviệc nghiên cứu Đồng thời đề tài cũng được sự cộng tác nhiệt tình của các giáo viên trong tổbồi dưỡng, các giáo viên có nhiều kinh nghiệm và các em học sinh trong đội tuyển HS giỏihuyện Đak Pơ

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường, các thầy cô giáo đã hợp tác traođổi kinh nghiệm và trợ giúp tài liệu; cảm ơn các thầy cô giáo và các em học sinh đã tham giatrả lời các câu hỏi trong phiếu điều tra, tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành đề tài này./.Tôi xin chân thành cảm ơn !

Người thực hiện đề tài

Nguyễn Đình Hành

A- PHẦN MỞ ĐẦU

I- LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI:

Dạy và học hóa học ở các trường hiện nay đã và đang được đổi mới tích cực nhằm gópphần thực hiện thắng lợi các mục tiêu của trường THCS Mục tiêu của đổi mới phương phápdạy học nhằm đào tạo và bồi dưỡng con người mới phát triển toàn diện, có đủ kiến thức khoahọc, có năng lực thực hành và biết vận dụng kiến thức vào thực tiễn Để thực hiện mục tiêu

đó, các nhà trường luôn chú trọng đến việc bồi dưỡng học sinh, tạo điều kiện cho học sinhđược rèn luyện năng lực tư duy, khả năng sáng tạo, có ý thức vận dụng một cách linh hoạtcác kiến thức đã học vào cuộc sống thực tiễn Ngoài nhiệm vụ nâng cao chất lượng bồidưỡng đại trà nhà trường còn phải chú trọng đến công tác bồi dưỡng học sinh giỏi, coi trọngviệc hình thành và phát triển tiềm lực trí tuệ cho học sinh Đây là một nhiệm vụ không phảiđịa phương nào cũng có thể làm tốt vì nhiều lý do khác nhau Có thể nêu ra một số lý do như:

do môn học mới mẻ nên kiến thức kỹ năng của học sinh còn nhiều chỗ khuyết; còn nhiềugiáo viên chưa có đủ các tư liệu hoặc thiếu kinh nghiệm để đảm nhiệm công việc dạy họcsinh giỏi …

Là một giáo viên thường xuyên tham gia công tác bồi dưỡng học sinh giỏi, tôi đã có dịptrao đổi kinh nghiệm với nhiều đồng nghiệp ( ở An Khê và ĐakPơ ), tiếp xúc với nhiều thế

hệ học trò tôi nhận thấy kinh nghiệm giải toán hoá học của các em khi vào đội tuyển cònnhiều hạn chế, trình bày lời giải còn nhiều lúng túng, dài dòng gây mất nhiều thời gian Điều

đó làm cho các em khó đạt kết quả cao trong các kỳ thi học sinh giỏi Từ những khó khănvướng mắc, vì mong muốn đạt kết quả cao, tôi đã sưu tầm các tài liệu ;tìm tòi; nghiên cứu và

đã tích luỹ được một số kinh nghiệm giúp học sinh giải các bài toán hoá học một cách nhanhchóng và hiệu quả

Với những lý do trên tôi đã chọn và áp dụng đề tài “ BỒI DƯỠNG CÁC PHƯƠNGPHÁP GIẢI NHANH MỘT SỐ BÀI TOÁN HOÁ HỌC” nhằm giúp cho các em HS giỏi cókinh nghiệm giải các bài tập một cách tự tin, nhanh chóng và hiệu quả

II-MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU:

1- Nghiên cứu một số phương pháp giải các bài toán hoá học

2-Nêu ra phương pháp giải theo từng chủ đề nhằm giúp học sinh giỏi rèn luyện kỹnăng, giải tốt nhiều bài toán hoá học nhằm nâng cao chất lượng đội tuyển học sinh giỏi

III-ĐỐI TƯỢNG VÀ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU:

1- Đối tượng nghiên cứu :

Đề tài này nghiên cứu 5 phương pháp giải bài toán hoá học, nguyên tắc áp dụng của mỗiphương pháp, cách tổ chức bồi dưỡng học sinh giỏi theo nguyên tắc “ Kế thừa - phát triển -sáng tạo”

2- Khách thể nghiên cứu :

Khách thể nghiên cứu là học sinh lớp 9 dự thi học sinh giỏi các cấp ( Tỉnh và huyện)

IV-NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU:

Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài nhằm giải quyết một số vấn đề cơ bản sau đây :

1-Những cơ sở lý luận về phương pháp giải nhanh các bài toán hoá học; nêu ra một sốphương pháp cụ thể và nguyên tắc áp dụng cho mỗi phương pháp.

2-Thực trạng về trình độ và điều kiện học tập của học sinh trong đội tuyển học sinh giỏilớp 9 do tôi đảm nhiệm bồi dưỡng trước và sau khi vận dụng đề tài

3 -Từ việc nghiên cứu vận dụng đề tài, rút ra bài học kinh nghiệm để phát triển thànhdiện rộng, góp phần nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi tại huyện Đak Pơ

vụ bồi dưỡng HS giỏi, tôi xác định cần phải nghiên cứu tích luỹ kinh nghiệm về phươngpháp giải nhanh các bài tập hoá học để bồi dưỡng cho học sinh giỏi Qua việc áp dụng đề tài

để đúc rút, tổng kết kinh nghiệm

học sinh giỏi huyện cũng như tỉnh đều có các bài tập thuộc nội dung của đề tài tôi đangnghiên cứu Lúc đó đã có nhiều em bế tắc vì không tìm ra hướng giải, hoặc thực hiện bài giảiquá dài dòng dẫn đến việc không còn đủ thời gian để giải các phần khác trong đề thi Trướcthực trạng đó, tôi đã mạnh dạn áp dụng đề tài này

Trong quá trình vận dụng đề tài, tôi đã suy nghĩ tìm tòi, học hỏi và áp dụng nhiều biệnpháp Ví dụ như : tổ chức trao đổi trong tổ bồi dưỡng, trò chuyện cùng HS, thể nghiệm đề tài,kiểm tra và đánh giá kết quả dạy và học những nội dung trong đề tài Đến nay, trình độ kỹnăng giải các bài tập hoá học của các lớp học sinh giỏi được nâng cao đáng kể

2-Các phương pháp hỗ trợ:

Ngoài các phương pháp chủ yếu, tôi còn dùng một số phương pháp hỗ trợ khác nhưphương pháp nghiên cứu tài liệu và điều tra nghiên cứu:

Đối tượng điều tra: Các HS giỏi đã được phòng giáo dục gọi vào đội tuyển, đội ngũ

giáo viên tham gia bồi dưỡng HS giỏi, và một số giáo viên có kinh nghiệm khác

Câu hỏi điều tra: chủ yếu tập trung các nội dung xoay quanh việc dạy và học về các

phương pháp giải bài toán hoá học; điều tra tình cảm thái độ của HS khi tiếp xúc với các bàitập phức tạp mà chỉ có một số phương pháp đặc biệt mới có thể giải nhanh chóng

B- NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN

I- CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH MỘT SỐ BÀI TOÁN HOÁ HỌC.

Hệ thống các bài tập hoá học rất phong phú và đa dạng Mỗi dạng bài tập hoá học đều

có nguyên tắc riêng và có phương pháp giải đặc trưng riêng Tuy nhiên do việc phân loại cácbài tập hoá học chỉ mang tính tương đối, vì vậy trong mỗi loại bài tập loại này thường chứađựng một vài yếu tố của loại bài tập kia Điều đó giải thích tại sao có nhiều bài toán hoá họcgiải được bằng nhiều cách giải khác nhau Đối với học sinh giỏi không phải chỉ đơn thuần làgiải ra đáp số mà việc biết giải khéo léo, tiết kiệm được thời gian mà vẫn cho kết quả chínhxác mới là điều quan trọng

Về nguyên tắc, muốn giải nhanh và chính xác một bài toán hoá học thì nhất thiết họcsinh phải hiểu sâu sắc nội dung và đặc điểm của bài toán đó, nắm vững các mối quan hệ giữacác lượng chất cũng như tính chất của các chất, viết đúng các phương trình phản ứng xảy ra.Thực tế có rất nhiều bài toán rất phức tạp: các dữ kiện đề cho không cơ bản ( tổng quát ),hoặc không rõ, hoặc thiếu nhiều dữ kiện … tưởng chừng như không bao giờ giải được Muốngiải chính xác và nhanh chóng các bài toán loại này thì phải chọn một phương pháp phù hợpnhất ( phương pháp giải thông minh )

Tôi nghĩ, giáo viên làm công tác bồi dưỡng học sinh giỏi sẽ không đạt được mục đíchnếu không biết chọn lọc những phương pháp giải toán thông minh, nêu ra đặc điểm củaphương pháp và nguyên tắc áp dụng Các phương pháp này là cẩm nang giúp học sinh biếttìm hướng giải dễ dàng, hạn chế tối đa những sai lầm trong quá trình giải bài tập, đồng thờiphát triển tìm lực trí tuệ cho học sinh ( thông qua các bài tập tương tự mẫu và các bài tậpvượt mẫu )

Trong phạm vi của đề tài này, tôi xin được mạn phép trình bày kinh nghiệm bồi dưỡngmột số phương pháp giải nhanh các bài tập hoá học cho học sinh giỏi Nội dung đề tài đượcsắp xếp theo 5 chủ đề, mỗi chủ đề có nêu nguyên tắc áp dụng và các ví dụ minh hoạ Sau đây

là tên một số phương pháp giải bài tập hoá học được thể hiện trong đề tài:

1) Phương pháp tự do chọn lượng chất.

2) Phương pháp khối lượng mol trung bình.

3) Phương pháp tăng giảm khối lượng.

4) Phương pháp tính theo lượng của nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử.

5) Phương pháp hợp thức.

II- THỰC TIỄN VỀ TRÌNH ĐỘ VÀ VÀ ĐIỀU KIỆN HỌC TẬP CỦA HỌC SINH.

1-Thực trạng chung:

Khi chuẩn bị thực hiện đề tài, năng lực giải các bài toán hoá học của học sinh nói chung

là rất yếu Đa số học sinh thường tỏ ra rất mệt mỏi khi phải gặp các bài tập phức tạp như :các dạng có dữ kiện không cơ bản (tổng quát), hoặc các bài tập quá nhiều phản ứng, hoặc cácbài tập dữ kiện đề cho không rõ… Vì thế họ rất thụ động trong các buổi học bồi dưỡng vàkhông có hứng thú học tập Học sinh không có sách tham khảo viết về các phương pháp nêutrong đề tài Một số em có sách tham khảo nhưng cũng mới chỉ là các sách “ Học tốt “ hoặc “Bài tập nâng cao “ chưa phù hợp với đối tượng học sinh giỏi Lý do chủ yếu là do HS chưabiết tìm mua các loại sách hay hoặc điều kiện kinh tế gia đình còn quá khó khăn (Đa số các

em học sinh giỏi trong huyện là con của nông dân )

2- Chuẩn bị thực hiện đề tài:

Để áp dụng đề tài vào trong công tác bồi dưỡng HS giỏi tôi đã thực hiện một số khâuquan trọng như sau:

a) Điều tra trình độ HS, tình cảm thái độ của HS về nội dung của đề tài; điều kiện học

tập của HS Nêu ra yêu cầu để học tốt bộ môn, hướng dẫn cách sử dụng sách tham khảo vàgiới thiệu một số sách hay của các tác giả để những HS có điều kiện tìm mua; các HS khókhăn sẽ mượn sách bạn để học tập

b) Xác định mục tiêu, chọn lọc và nhóm các bài toán theo dạng, chọn lọc phương pháp,

xây dựng nguyên tắc áp dụng, biên soạn bài tập mẫu ; các bài tập vận dụng và nâng cao.Ngoài ra phải dự đoán những tình huống có thể xảy ra khi bồi dưỡng mỗi chủ đe bài tập

c) Sưu tầm tài liệu, trao đổi kinh nghiệm cùng các đồng nghiệp; nghiên cứu các đề thi

HS giỏi, đề thi vào trường chuyên của tỉnh ta và một số tỉnh, thành phố khác Trò chuyện,giải đáp thắc mắc của học sinh

d) Chuẩn bị nội dung cho mỗi buổi bồi dưỡng và lập kế hoạch về thời lượng cho mỗi

chủ đề ( thường mỗi chủ đề gắn liền với một phương pháp chủ yếu ), chuẩn bị các câu hỏi

mở để HS có thể phát hiện ra những cách giải hay

III- KINH NGHIỆM VẬN DỤNG ĐỀ TÀI VÀO THỰC TIỄN

Khi thực hiện đề tài vào giảng dạy, tôi giơi thiệu cho HS các bước chung để giải một bài

toán hoá học ( sau khi đã nghiên cứu kỹ đề bài cho gì ? hỏi gì ? các kiến thức hoá học có liên quan ? các mối quan hệ giữa điều kiện và yêu cầu ? xác định cách thức để thực hiện các thao tác để hoàn thành yêu cầu của đề bài); gồm các bước như sau :

-Bước 1: Chuyển dữ kiện không cơ bản thành các dữ kiện cơ bản ( theo số mol )

(dữ kiện không cơ bản thường là : chất không tinh khiết, các đại lượng chưa chuẩn về đơn vị, … )

-Bước 2: Đặt ẩn cho số mol, hoá trị, nguyên tử khối … ( Nếu cần )

-Bước 3: Viết đúng tất cả các phương trình hoá học xảy ra

-Bước 4: Thực hiện các kỹ năng tính toán theo CTHH, theo PTHH, biện luận …-Bước 5: Kiểm tra

Tiếp theo, tôi tiến hành bồi dưỡng kỹ năng theo dạng Mức độ rèn luyện từ minh họa

đến khó, nhằm bồi dưỡng học sinh phát triển kỹ năng từ biết làm đến đạt mềm dẻo, linh hoạt

và sáng tạo Để bồi dưỡng mỗi dạng tôi thường thực hiện theo các bước sau:

Tuỳ theo độ khó mỗi chủ đề tôi có thể hoán đổi thứ tự của bước 1 và 2

Sau đây là một số phương pháp giải bài tập hoá học, cách nhận dạng, kinh nghiệm giảiquyết đã được tôi thực hiện và đúc kết từ thực tế Trong giới hạn của đề tài, tôi chỉ nêu 5 chủ

đề giới thiệu 5 phương pháp thường gặp có tác dụng giúp học sinh giải được nhiều bài toánvới độ chính xác cao và tiết được nhiều thời gian

1) Nguyên tắc áp dụng:

GV cần cho HS nắm được một số nguyên tắc áp dụng của phương pháp này nhằm tránhhiện tượng HS tuỳ tiện chọn lượng chất vì chưa hiểu rõ phạm vi sử dụng của nó:

- Khi gặp các bài toán có các lượng chất đề cho dưới dạng tổng quát ( dạng tỉ lệ mol, tỉ

lệ % theo thể tích, khối lượng , hoặc các lượng chất đề cho đều có chứa chung một tham số :

m (g), V(l), x(mol)…) thì các bài toán này sẽ có kết quả không phụ thuộc vào lượng chất đãcho

- Phương pháp tối ưu nhất là tự chọn một lượng chất cụ thể theo hướng có lợi cho việctính toán, biến bài toán từ phức tạp trở nên đơn giản Sau khi đã chọn lượng chất thích hợpthì bài toán trở thành một dạng rất cơ bản, việc giải toán lúc này sẽ thuận lợi hơn rất nhiều

- Lưu ý : Nếu bài toán khảo sát về % m ( hoặc % V ) của hỗn hợp thì nên coi hỗn hợp

có khối lượng 100 gam Trong các phản ứng hoá học thì thường chọn số mol chất bằng hệ sốtrong PTHH

2) Các ví dụ:

Ví dụ 1:

một dung dịch muối có nồng độ 5,87% Xác định CTPT của oxit kim loại

* Gợi ý HS:

- GV: Chỉ cho HS thấy đây là trường hợp lượng chất đề cho ở dạng tổng quát ( dạng tỉ

lệ % ), vì vậy bài này có thể được tự do chọn lượng chất.

đã tham gia phản ứng.

* Giải :

loại K và Fe ( Lấy dư so với lượng phản ứng ) Sau phản ứng, khối lượng khí sinh ra là0,04694 a (g) Tìm giá trị C%

* Gợi ý HS :

- GV : gợi ý cho HS phát hiện ra vì kim loại lấy dư nên toàn bộ lượng axit và nước trong dung dịch đều phản ứng Các lượng chất đều cho dưới dạng tổng quát ( chứa chung tham số a ), vì vậy bài toán sẽ không phụ thuộc vào lượng a (gam ).

- HS : Nêu cách chọn lượng chất : chọn a = 100 gam.

* Giải :

+) Giá trị của M nằm trong khoảng : M1 < M < M2 ( giả sử M1 < M2 )

- Đây là phương pháp cho phép giải nhanh chóng nhiều bài toán hoá học phức tạp.Phương pháp này có thế mạnh khi giải các bài tập xác định 2 kim loại cùng một phân nhómchính và thuộc 2 chu kỳ liên tiếp trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học, hoặc xác địnhcông thức phân tử của các hợp chất hữu cơ đồng đẳng liên tiếp Ngoài ra phương pháp nàycũng được sử dụng rất hiệu quả khi giải các bài toán xác định thành phần % của một hỗnhợp

- Phương pháp chung :

+) Từ khối lượng mol trung bình có thể tìm được giới hạn khối lượng mol của cácnguyên tố cần tìm ( đối với bài toán tìm CTHH ), hoặc giới hạn của một lượng chất

+) Từ khối lượng mol trung bình cũng có thể tìm được thành phần % của các chấttrong hỗn hợp

+) Nếu hỗn hợp gồm 2 chất có cấu tạo và tính chất hoá tương tự nhau ( 2 kim loạicùng phân nhóm chính, hoặc 2 hợp chất vô cơ có cùng công thức tổng quát, các hợp chất hữu

cơ đồng đẳng … ) thì có thể đặt một công thức đại diện cho hỗn hợp Các đại lượng tìm được

a) Xác định hai kim loại A,B

b) Xác định % khối lượng của các kim loại trong hỗn hợp X

* Gợi ý HS:

Hai kim loại có hoá trị và tính chất tương tự nên để đơn giản có thể đặt một ký hiệu đại

* Giải:

a) Xác định kim loại A,B

Gọi a là số mol của hỗn hợp ở mỗi phần

b) Xác định % khối lượng của hỗn hợp X

Áp dụng công thức tính khối lượng mol trung bình ta có:

Tính thành phần % theo thể tích và theo khối lượng cuả hỗn hợp khí A.

* Gợi ý HS:

- Đối với một hỗn hợp khí thì % thể tích bằng % số mol

- GV tạo cơ hội cho HS phát hiện ra ý nghĩa của các mối quan hệ trong đề bài : Từ tỉ

quyết được điều gì ? Từ đó xác định các bước để giải bằng phương pháp đại số.

-Phương pháp chung:

+) Suy luận để tìm số mol của các chất phản ứng và chất sản phẩm, hoặc có thể tìm

nhanh số mol của một chất A theo công thức sau :