Hóa học là một môn khoa học vừa lí thuyết, vừa thực nghiệm, nó cung cấp cho học sinh những tri thức khoa học phổ thông, cơ bản về các chất, sự biến đổi các chất, mối liên hệ qua lại giữa công nghệ hóa học với môi trường và con người. Việc vận dụng những kiến thức lí thuyết và các phương pháp giải bài tập theo các cách khác nhau sẽ làm phát triển tính tích cực, óc sáng tạo, khả năng tư duy logic và kích thích hứng thú học tập của học sinh. Giải bài tập hóa học là lúc học sinh hoạt động tự lực để củng cố và trau dồi kiến thức hóa học của mình. Bài tập hóa học cung cấp cho học sinh không chỉ kiến thức mà là cả con đường để giành lấy kiến thức và cả niềm vui của sự phát hiện ra kiến thức mới. Do vậy, bài tập hóa học vừa là mục đích, vừa là nội dung, lại vừa là phương pháp dạy học hiệu nghiệm. Thực tế dạy học cho thấy, bài tập hóa học nói chung có tác dụng giúp học sinh rèn luyện và phát triển tư duy. Để phát hiện được những học sinh có “năng khiếu hóa học” thì người giáo viên cần biết phát hiện ra những học sinh có các năng lực đặc biệt của học sinh giói hóa học. Theo tôi, hai trong những năng lực quan trọng nhất của học sinh giỏi hóa học đó là:
Trang 1Hãy đề xuất 02 năng lực quan trọng nhất của học sinh giỏi hóa học và 02 biện pháp tích cực nhất nhằm tăng cường hệ thống bài luyện tập bồi dưỡng tư duy cho học sinh giỏi hóa học.
Phân tích các ví dụ điển hình để minh họa cho đề xuất trên.
MỞ ĐẦU
Hóa học là một môn khoa học vừa lí thuyết, vừa thực nghiệm, nó cung cấp cho học sinh những tri thức khoa học phổ thông, cơ bản về các chất, sự biến đổi các chất, mối liên hệ qua lại giữa công nghệ hóa học với môi trường và con người Việc vận dụng những kiến thức
lí thuyết và các phương pháp giải bài tập theo các cách khác nhau sẽ làm phát triển tính tích cực, óc sáng tạo, khả năng tư duy logic và kích thích hứng thú học tập của học sinh
Giải bài tập hóa học là lúc học sinh hoạt động tự lực để củng cố và trau dồi kiến thức hóa học của mình Bài tập hóa học cung cấp cho học sinh không chỉ kiến thức mà là cả con đường để giành lấy kiến thức và cả niềm vui của sự phát hiện ra kiến thức mới Do vậy, bài tập hóa học vừa là mục đích, vừa là nội dung, lại vừa là phương pháp dạy học hiệu nghiệm Thực tế dạy học cho thấy, bài tập hóa học nói chung có tác dụng giúp học sinh rèn luyện và phát triển tư duy
Để phát hiện được những học sinh có “năng khiếu hóa học” thì người giáo viên cần biết
phát hiện ra những học sinh có các năng lực đặc biệt của học sinh giói hóa học Theo tôi, hai
trong những năng lực quan trọng nhất của học sinh giỏi hóa học đó là:
a) Có năng lực tư duy hoá học:
- Biết phân tích các sự vật và hiện tượng qua các dấu hiệu đặc trưng của chúng
- Biết thay đổi góc nhìn khi xem xét một sự vật hiện tượng Có khả năng quan sát, nhận thức các hiện tượng tự nhiên dẫn đến niềm say mê hóa học
- Năng lực quan sát, nhận xét để tìm con đường ngắn nhất đi đến kết luận cần thiết
b) Có năng lực tư duy toán học:
- Biết vận dụng các dữ liệu bài cho để lập nhanh ra các phương trình
-Có năng lực suy luận lôgíc, biết xét đủ các điều kiện cần thiết để đạt được kết luận mong muốn
- Khả năng biến đổi và giải nhanh các phương trình, kiểm chứng lại nghiệm tìm được và chọn nghiệm thỏa mãn
Thực tế cho thấy, có những học sinh có năng lực toán học rất tốt nhưng không có khả năng quan sát, nhận xét các hiện tượng tự nhiên thì khi giải các bài tập hóa học rất vất vả và tốn nhiều thời gian công sức Còn những học sinh có năng lực tư duy hóa học tốt thì dẫn đến niềm say mê hóa học như giải thích các hiện tượng tự nhiên, thực tiễn cuộc sống hay thao tác thực
Trang 2hành thí nghiệm rất tốt nhưng khả năng tư duy toán học chưa tốt nên tìm ra kết quả chậm hoặc nhầm lẫn dẫn đến ngại làm bài tập định lượng
Vì vậy, người giáo viên cần phát hiện và bồi dưỡng cho học sinh giỏi các năng lực tư duy hóa học và năng lực tư duy toán học Để làm được như vậy người giáo viên cần có các kĩ năng cần thiết khi bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học, một trong những kĩ năng quan trọng đó là
người giáo viên có biện pháp tích cực nhằm tăng cường hệ thống bài luyện tập bồi dưỡng
tư duy cho học sinh giỏi hóa học.
Thời gian nghiên cứu còn ít nên chuyên đề không thể tránh khỏi nhầm lẫn và thiếu sót, mong được sự góp ý của thầy giáo
NỘI DUNG
I Hai năng lực quan trọng nhất của học sinh giỏi hóa học:
1. NĂNG LỰC TƯ DUY TOÁN HỌC
Ví dụ 1 Trộn 1 mol H2 với 1 mol I2 trong bình kín dung tích 1 lít Khi phản ứng đạt tới trạng thái cân bằng ở 410oC nồng độ các chất sẽ là bao nhiêu? Biết rằng ở 410oC, hằng số tốc độ phản ứng thuận Kt = 0,0659 và hằng số tốc độ phản ứng nghịch Kn = 0,0017?
Giải: K = t 0,06590,0017
n
K
K = 48 Gọi x là nồng độ HI lúc cân bằng
H2 + I2 2HI [ ] (10,5x) (10,5x) x
Ta có:
2 (1 0,5 ) (1 0,5 )
x
= 48 x1 = 2,812 (loại) ; x2 = 1,552 (nhận) Nồng độ [HI] = 1,552 M và [H2] = [I2] = 1 0,51,552 = 0,224 M
Ví dụ 2: Xác định pH của dung dịch HNO3 nồng độ 6,3108 M
Giải: Nồng độ 6,3108 M < 3,16107 M nên phải tính cả H+ do H2O điện li ra
HNO3 → H+ + NO3 và H2O H+ + OH
Theo định luật bảo toàn điện tích: [H+] = [NO3
] + [OH] Thay [NO3
] = CHNO3= 6,3108 và [OH] =
14 +
10 [H ]
ta được:
[H+] = 6,3108 +
14 +
10 [H ]
[H+]2 + 6,3108 [H+] 1014 = 0
[H+] = 1,365107 pH = (lg1,365107) = 6,86
Ví dụ 3: Sắt dạng (Fe) kết tinh trong mạng lập phương tâm khối, nguyên tử có bán kính r
= 1,24 Å Hãy tính: a) Cạnh a của tế bào sơ đẳng
Trang 3b) Tỉ khối của Fe theo g/cm3.
c) Khoảng cách ngắn nhất giữa hai nguyên tử Fe
Giải: a) Mạng tế bào cơ sở của Fe:
(hình vẽ)
Theo hình vẽ, số nguyên tử Fe là
Ở tám đỉnh lập phương = 8 1
8 = 1
Ở tâm lập phương = 1
Vậy tổng số nguyên tử Fe chứa trong tế bào sơ đảng = 1 + 1 = 2 (nguyên tử)
b) Từ hình vẽ, ta có: AD2 = a2 + a2= 2a2
xét mặt ABCD: AC2 = a2 + AD2 = 3a2
mặt khác, ta thấy AC = 4r = a 3
nên a = 4r
3 = 4 1, 24
3
= 2,85 Å c) Khoảng cách ngắn nhất giữa 2 nguyên tử là đoạn AE:
AE = AC a 3
2 2 = 2,85 3
2
= 2,468 Å
d) + 1 mol Fe = 56 gam
+ Thể tích của 1 tế bào cơ sở = a3 chứa 2 nguyên tử Fe
+ 1 mol Fe có NA = 6,02 1023 nguyên tử
Khối lượng riêng d = m
V = 2 23 56 8 3
6,02 10 (2,85 10 ) = 7,95 g/cm3
Ví dụ 3: Khối lượng riêng của đồng kim loại là 8,93 g/cm3 Giả thiết rằng, trong tinh thể đồng các nguyên tử là những hình cầu chiếm 74% thể tích tinh thể, phần còn lại là khe rỗng, khối lượng nguyên tử Cu là 63,5 đvc Bán kính nguyên tử đồng tính theo lí thuyết là
A B
C D
a
a
Trang 4Giải: Giả sử với 1 mol đồng:
Thể tích của tinh thể = 63, 5
8, 93(cm3)
Thể tích của hình cầu = V ng tu. =
63, 5 0, 74
8, 93 6, 023 10 (cm3) theo Vc ầ u= 4 r3
3
r =
cÇu
3
23
3 63, 5 0, 74
4 3,14 8, 93 6, 023 10 = 1,2810-8(cm)= 1,28 A 0
2 NĂNG LỰC TƯ DUY HÓA HỌC: KĨ NĂNG QUAN SÁT, NHẬN XÉT ĐỂ TÌM CON ĐƯỜNG NGẮN NHẤT ĐẾN KẾT QUẢ
Ví dụ 1: Hiđro hoá hoàn toàn hỗn hợp X gồm anđehit fomic, anđehit propionic, anđêhit axetic,
của a là:
Giải: Với bài tập này mà lập hệ PT thì sẽ tương đối phức tạp vì thiếu phương trình (3 phương
trình) so với số ẩn (5 ẩn) Nhận xét thấy các chất đều là anđehit no, nên phản ứng cộng được thực
2
H
Dùng bảo toàn O cho phản ứng đốt cháy Y, ta có:
(Y)
O
n +
2
2
Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm C2H2, C4H4, C6H6, C8H8, C5H10 thu được 61,6 g CO2
Giải: Nhận thấy các chất C2H2, C4H4, C6H6, C8H8 khi đốt cháy cho n CO2 = 2 n H O2 =a mol Còn
Ta có hệ: a + b = 1,4 mol
0,5 a + b = 1 Giải hệ ta được a= 0,8; b= 0,6
5 10
C H
5 10
C H
BÀI TẬP BỒI DƯỠNG TƯ DUY CHO HSG HÓA HỌC.
1 ĐẢO CHIỀU BÀI TẬP:
Trang 5Ví dụ 1: Xác định các chất trong sơ đồ chuyển hóa sau:
Ta có bài đảo chiều:
Xác định các chất trong sơ đồ chuyển hóa sau:
Giải: Ta xác định từ PT đầu tiên, ta được: A là CH4; I là C2H2; L là C6H6; M là
Ví dụ 2: Xác định các chất trong sơ đồ chuyển hóa sau:
Giải: Ta xác định ngược từ PT cuối lên, ta được: A là C4H10; B là C2H4; C là C2H6; D
Ta có bài đảo chiều:
Xác định các chất trong sơ đồ chuyển hóa sau:
Trang 6B + H2O C2H5OH
Giải: Ta xác định được: A là C4H10; B là C2H4; D là C2H6; E là CH2=CH-CH=CH2; F
2 BÀI TẬP TƯƠNG TỰ:
Ví dụ 1 (TS ĐH 2010) Cho 4,6 g một ancol đơn chức A tác dụng với CuO (t0) thu được 6,2
g hỗn hợp X gồm anđehit, ancol dư và H2O Cho toàn bộ lượng hỗn hợp X phản ứng vơi lượng dư dung dịch AgNO3/NH3 (t0) thu được m g Ag Giá trị của m là:
Giải: m tan g = m = 6,2 -4,6 =1,6 (g) O n = 0,1 mol < O n ancol M ancol <4,6
0,1 =46
ancol chỉ có thể là CH 3 OH anđehit tạo thành là H-CHO có n HCHO = n = 0,1 mol O
n = 4 Ag n HCHO=0,4 mol m Ag 43, 2(g)
Ta có bài tập tương tự:
1 Cho 0,15 mol ancol đơn chức A tác dụng với CuO (t0) thu được 6,6 g hỗn hợp X gồm anđehit, ancol dư và H2O XĐ công thức của A
A C2H5OH B C3H7OH C C3H5OH D CH3OH
2 Cho 0,175 mol ancol đơn chức A, mạch hở, chưa no ( 1 nối đôi C=C) tác dụng với CuO
(t0) thu được 12,5 g hỗn hợp X gồm anđehit, ancol dư và H2O XĐ công thức của A
A C5H9OH B C6H11OH C C4H7OH D C3H5OH
3 Cho 10 g một ancol đơn chức A tác dụng với CuO (t0), ngưng tụ phần hơi thoát ra thu được 14,8 g hỗn hợp X gồm anđehit, ancol dư và H2O Phần trăm A bị oxi hoá là:
4 Cho 0,225 mol ancol đơn chức A tác dụng với CuO (t0) thu được 9,8 g hỗn hợp X gồm anđehit, ancol dư và H2O Phần trăm A bị oxi hoá là:
5 Cho 0,125 mol ancol đơn chức A, mạch hở, chưa no ( 1 nối đôi C=C) tác dụng với CuO
(t0) thu được 9g hỗn hợp X gồm anđehit, ancol dư và H2O Phần trăm A bị oxi hoá là:
Ví dụ 2:
Cho phương thức trình hoá học: Fe3O4 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NxOy + H2O
Trang 7Sau khi cân bằng xong với các hệ số là số nguyên, tối giản thì tổng hệ số của các chất trong phương trình là:
A 66x - 58y + 3 B 89x - 35y + 1 C 45x - 18y + 11 D 63x - 49y
Giải: Chọn NxOy là NO, sau đó cân bằng cho phản ứng, ta được hệ số:
3 Fe3O4 + 28 HNO3 → 9 Fe(NO3)3 + NO + 14 H2O
Ta có tổng hệ số các chất trong PT là: 3 +28+ 9+1+ 14 =55
Thay x =1; y=1 vào các đáp án thấy chỉ có B là thỏa mãn với kết quả là 55 Chọn B
Bài tương tự là:
1 Cho phương trình hoá học: FexOy + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O
Sau khi cân bằng xong với các hệ số là số nguyên, tối giản thì tổng hệ số của các chất trong phương trình là:
A 89x - 35y + 1 B 24x - 5y + 3 C 45x - 8y + 3 D 63x - 49y + 3
2 Cho phương trình hoá học: FexOy + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + H2O
Sau khi cân bằng xong với các hệ số là số nguyên, tối giản thì tổng hệ số của các chất trong phương trình là:
A 24x - 5y + 1 B 15x - 8y + 3 C 13x - 5y + 1 D 18x - 49y + 3
KẾT LUẬN
Trên đây là một số năng lực quan trọng của học sinh giỏi hóa học cần phải có Một người giáo viên hóa học thành công thì không chỉ dạy giỏi mà còn phải có được những học sinh giỏi bộ môn của mình, vì vậy người giáo viên cần phải biết phát hiện được những tài năng, năng khiếu hóa học và có các biện pháp tích cực nhằm tăng cường hệ thống bài tập để
ôn luyện cho học sinh Khi học sinh được luyện tập kĩ càng các dạng bài tập đó thì sẽ có kĩ năng, kĩ xảo để làm bài tốt hơn, đó là cách phát triển tư duy tốt nhất cho học sinh
Qua thời gian học tập bộ môn dù không được nhiều nhưng em cũng đã học được cách chọn lựa được những học sinh xứng đáng vào đội tuyển học sinh giỏi của trường và cũng học được cách làm tăng cường hệ thống bài tập để bồi dưỡng tư duy cho học sinh giỏi Thời gian làm chuyên đề có hạn nên không tránh khỏi sai sót Em rất mong được sự góp ý của thầy và các bạn để chuyên đề có thể trở thành một tài liệu hữu ích cho các thầy cô giáo trong quá trình giảng dạy
Em xin chân thành cảm ơn thầy!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1) Nguyễn Đình Độ - Các mẹo giúp giải nhanh bài tập hóa học trong tuyển
sinh đại học, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội- 2012
Trang 82) Đặng Thị Oanh- Đặng Xuân Thư – Phạm Đình Hiến – Cao Văn
Giang – Phạm Tuấn Hùng – Phạm Ngọc Bằng – Tuyển tập câu hỏi
trắc nghiệm Hóa học trung học phổ thông, NXB Giáo dục -2007
3) Lê Xuân Trọng và các tác giả, Sách giáo khoa hóa học 10,11,12 nâng
cao, NXB Giáo dục - (2006, 2007, 2008)
4) Lê Xuân Trọng và các tác giả, Sách giáo viên hóa học 10,11,12 nâng
cao, NXB Giáo dục - (2006, 2007, 2008)
5) Lê Xuân Trọng và các tác giả , Bài tập hóa học 10,11,12 nâng cao,
NXB Giáo dục - (2006, 2007, 2008)
6) Nguyễn Xuân Trường và các tác giả - Sách giáo khoa hóa học
10,11,12 cơ bản, NXB Giáo dục - (2006, 2007, 2008)
7) Nguyễn Xuân Trường và các tác giả - Sách giáo viên hóa học
10,11,12 cơ bản, NXB Giáo dục - (2006, 2007, 2008)
8) Nguyễn Xuân Trường và các tác giả - Sách bài tập hóa học 10, 11,12
cơ bản, NXB Giáo dục - (2006, 2007, 2008).
9) Vũ Anh Tuấn – Tài liệu học phần phương pháp bồi dưỡng học sinh giỏi
ở trường trung học.