SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM SỬ DỤNG BÀI TẬP HÓA HỌC CÓ NHIỀU CÁCH GIẢI ĐỂ RÈN LUYỆN TƢ DUY CHO HỌC SINH LỚP 12 Ở TRƢỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Một trong những mục tiêu dạy học hóa học ở Trung học phổ thông là ngoài việc truyền thụ kiến thức hóa học phổ thông cơ bản còn cần mở rộng kiến thức, hình thành cho họ

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI

Trường THPT Long Thành

Mã số:

(Do HĐKH Sở GD&ĐT ghi)

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

SỬ DỤNG BÀI TẬP HÓA HỌC CÓ NHIỀU CÁCH GIẢI ĐỂ RÈN LUYỆN TƯ DUY CHO HỌC SINH LỚP 12 Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

Người thực hiện: Nguyễn Trí Ngẫn

Có đính kèm: Các sản phẩm không thề hiện trong bản in SKKN

 Mô hình  Đĩa CD (DVD)  Phim ảnh  Hiện vật khác

(các phim, ảnh, sản phẩm phần mềm)

Năm học: 2013 - 2014

10 Đơn vị công tác:Trường THPT Long Thành

II TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO

- Học vị (hoặc trình độ chuyên môn, nghiệp vụ) cao nhất: thạc sỹ

- Năm nhận bằng: 2011

- Chuyên ngành đào tạo: Lý luận và PPDH môn Hóa học

III KINH NGHIỆM KHOA HỌC

- Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm: dạy học hóa học

Số năm có kinh nghiệm:18 năm

- Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 5 năm gần đây:

“ Phân loại và phương pháp giải bài tập Hóa học 12 phần kim loại” năm 2011 “ Phân loại và phương pháp giải bài tập chương 5 và 6 Hóa học 12 ” năm 2012

“ Phương pháp giải bài tập pH của dung dịch “ năm 2014

Tên SKKN: SỬ DỤNG BÀI TẬP HÓA HỌC CÓ NHIỀU CÁCH GIẢI ĐỂ RÈN LUYỆN TƯ DUY CHO HỌC SINH LỚP 12 Ở TRƯỜNG TRUNG

HỌC PHỔ THÔNG

I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Một trong những mục tiêu dạy học hóa học ở Trung học phổ thông là ngoài việc truyền thụ kiến thức hóa học phổ thông cơ bản còn cần mở rộng kiến thức, hình thành cho học sinh phương pháp học tập khoa học, phát huy tính chủ động, sáng tạo, rèn luyện năng lực nhận thức, tư duy hóa học thông qua các hoạt động học tập đa dạng, phong phú Như vậy, ngoài nhiệm vụ đào tạo toàn diện cho thế hệ trẻ, việc dạy học hóa học còn có chức năng phát hiện, bồi dưỡng, nâng cao tri thức cho những học sinh có năng lực, hứng thú trong học tập bộ môn Nhiệm vụ này được thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau.Trong đó bài tập hóa học là một trong những phương tiện giúp học sinh rèn luyện được tư duy

Giải một bài toán hóa học bằng nhiều phương pháp khác nhau là một trong những nội dung quan trọng trong dạy học hóa học ở trường phổ thông Phương pháp giáo dục ở ta hiện nay còn nhiều gò bó và hạn chế tầm suy nghĩ, sáng tạo của học sinh Bản thân các em học sinh khi đối mặt với một bài toán cũng thường có tâm lý tự hài lòng sau khi đã giải quyết được bài toán bằng cách nào đó, mà chưa nghĩ đến chuyện tìm cách giải tối ưu, giải quyết bài toán bằng cách nhanh nhất Do

đó, giải bài toán hóa học bằng nhiều cách khác nhau là một cách để rèn luyện tư duy và kỹ năng học hóa của mỗi người, giúp ta có khả năng nhìn nhận vấn đề theo nhiều hướng khác nhau, phát triển tư duy logic, sử dụng thành thạo và tận dụng tối

đa các kiến thức đã học Đối với giáo viên, suy nghĩ về bài toán và giải bài toán bằng nhiều cách là một hướng đi có hiệu quả để tổng quát hoặc đặc biệt hóa, liên

hệ với những bài tập cùng dạng, điều này góp phần hỗ trợ phát triển các bài tập hay

và mới cho học sinh

Vì vậy chúng tôi chọn đề tài: “Sử dụng bài tập hóa học có nhiều cách giải để rèn luyện tư duy cho học sinh lớp 12 ở trường trung học phổ thông”

Hy vọng đề tài này sẽ góp phần nâng cao chất lượng dạy học hóa học ở

trường THPT

II CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

2.1 Các phương pháp giải bài tập

Các phương pháp giải bài tập hóa học:

Phương pháp bảo toàn khối lượng (PP BTKL)

Phương pháp bào toàn điện tích

Phương pháp bảo toàn nguyên tố

Phương pháp tăng giảm khối lượng

Phương pháp dùng các giá trị trung bình

Phương pháp quy đổi

Phương pháp đường chéo

Lập sơ đồ hợp thức của quá trình chuyển hóa, tìm mối quan hệ giữa chất đầu và chất cuối

Phương pháp đồ thị

2.2 Cơ sở lí luận về tư duy

2.2.1 Khái niệm về tư duy

L.N Tônxtôi đã viết : "Kiến thức chỉ thực sự là kiến thức khi nào nó là thành quả những cố gắng của tư duy chứ không phải của trí nhớ" Như vậy, HS chỉ thực

sự lĩnh hội được tri thức chỉ khi họ thực sự tư duy

Theo M.N Sacđacôp : "Tư duy là sự nhận thức khái quát gián tiếp các sự vật

và hiện tượng của hiện thực trong những dấu hiệu, những thuộc tính chung và bản chất của chúng Tư duy cũng là sự nhận thức sáng tạo những sự vật, hiện tượng mới, riêng rẽ của hiện thực trên cơ sở những kiến thức khái quát hóa đã thu nhận

được

Hay : “Tư duy là một quá trình tâm lý mà nhờ đó con người phản ánh được cái đối tượng và hiện tượng của hiện thực thông qua những dấu hiệu bản chất của chúng, đồng thời con người vạch ra được những mối quan hệ khác nhau trong mỗi đối tượng, hiện tượng và giữa các đối tượng, hiện tượng với nhau"

Còn theo tác giả Nguyễn Xuân Trường (Đại học Sư Phạm Hà Nội) thì "tư duy

là hành động trí tuệ nhằm thu thập và sử lí thông tin về thế giới quanh ta và thế giới trong ta Chúng ta tư duy để hiểu, làm chủ tự nhiên, xã hội và chính mình"

2.2.2 Các thao tác tư duy và phương pháp logic

- Phân tích : Là hoạt động tư duy tách các yếu tố bộ phận của sự vật, hiện

tượng nhằm mục đích nghiên cứu chúng một cách đầy đủ, trọn vẹn theo hướng nhất định

- Tổng hợp : Là hoạt động tư duy kết hợp các bộ phận, yếu tố đã được phân

tích để nhận thức, để nắm được cái toàn bộ của sự vật, hiện tượng Để hiểu đầy đủ các nhóm nguyên tố phải dựa trên kết quả tổng hợp của việc phân tích nghiên cứu đặc điểm cấu tạo cũng như tính chất của từng nguyên tố cụ thể

- So sánh : Là thiết lập sự giống nhau và khác nhau giữa các sự vật, hiện

tượng và giữa những khái niệm phản ánh chúng

- Cụ thể hóa :

Cụ thể : Là sự vật hiện tượng trọn vẹn, đầy đủ các tính chất, các mối quan hệ

giữa các thuộc tính với nhau và với môi trường xung quanh

Cụ thể hóa : Là hoạt động tư duy tái sản sinh ra hiện tượng và đối tượng với

các thuộc tính bản chất của nó

Vận dụng định luật tuần hoàn có các chu kỳ khác nhau cho thấy sự biến thiên tuần hoàn không có nghĩa sao y nguyên xi tính chất của chu kì trước mà luôn có sự phát triển một cách cơ sở

- Trừu tượng hóa

Trừu tượng : Là một bộ phận của toàn bộ, tách ra khỏi toàn bộ, nó cô lập ra khỏi các mối quan hệ của các bộ phận, mà nó chỉ giữ lại các thuộc tính cơ bản và tước bỏ những thuộc tính không cơ bản Cụ thể có tri giác trực tiếp được Trừu tượng không tri giác trực tiếp được Trong nhận thức có quy luật phát triển là từ cụ thể trừu tượng Trừu tượng hóa là sự phản ánh bản chất cô lập các dấu hiệu, thuộc

tính bản chất Tìm hiểu cấu tạo nguyên tử và sự chuyển động của electron trong nguyên tử làm tiền đề để thông hiểu sự hình thành các liên kết hóa học … liên kết

 , , hiđro, những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất lí hóa của các chất

- Khái quát hóa

Là bước cần thiết của trừu tượng hóa Mỗi vật thể (chất, phản ứng …) với đầy

đủ các dấu hiệu bản chất và không bản chất, dấu hiệu chung, riêng Xác định thuộc tính bản chất và chung của mọi loại đối tượng, từ đó hình thành lên một khái niệm

Đó là khái quát hóa

*Những hình thức cơ bản của tư duy

-Khái niệm : Là một tư tưởng phản ánh những dấu hiệu bản chất riêng biệt

của sự vật hiện tượng

Khái niệm đóng vai trò quan trọng trong quá trình tư duy, được xây dựng trên

cơ sở các thao tác tư duy, nó làm điểm tựa cho tư duy phân tích và là cơ sở để đào sâu kiến thức, tiến tới xây dựng khái niệm mới Ngoài ra, các hoạt động suy luận, khái quát hóa, trừu tượng hóa nhờ có khái niệm mới có cơ sở để tư duy và đi sâu thêm vào bản chất của sự vật hiện tượng

- Phán đoán : Là sự tìm hiểu tri thức về mối quan hệ giữa các khái niệm, sự

phối hợp giữa các khái niệm, thực hiện theo một nguyên tắc, quy luật bên trong

- Suy lý : Hình thức suy nghĩ liên hệ các phán đoán với nhau để tạo thành

phán đoán mới gọi là suy lý Suy lý được cấu tạo bởi hai bộ phận :

+ Các phán đoán có trước gọi là tiên đề

+ Các phán đoán có sau gọi là kết luận (dựa vào tính chất của tiên đề để kết luận)

Suy lý chia làm ba loại : Loại suy, suy lý quy nạp và suy lý diễn dịch

+ Loại suy : Là hình thức tư duy đi từ cái riêng biệt này đến cái riêng biệt

khác Loại suy cho ta những dự đoán chính xác sự phụ thuộc và sự hiểu biết về hai

đối tượng Khi đã nắm vững các thuộc tính cơ bản của đối tượng thì loại suy sẽ chính xác Chẳng hạn, khi nghiên cứu các loại hợp chất hữu cơ chỉ cần xét kỹ các hợp chất tiêu biểu nhất, còn các chất khác trong dãy đồng đẳng dễ dàng biết được bằng phương pháp loại suy

+ Suy lý quy nạp : Suy lý từ quy nạp đến phổ biến, từ những hoạt động tới

quy luật Do đó, quá trình tư duy, sự suy nghĩ theo quy nạp chuyển từ việc nhận thức các hiện tượng riêng lẻ đến nhận thức cái chung Vì thế các suy lý quy nạp là yếu tố cấu trúc của tri thức khái quát của việc hình thành khái niệm và của việc nhận thức định luật

+ Suy lý diễn dịch : Là cách suy nghĩ đi từ cái chung, định luật, quy tắc, khái

niệm chung đến các sự vật hiện tượng riêng lẻ

Quá trình suy lý diễn dịch có thể là :

● Từ tổng quát đến ít tổng quát hơn

● Từ phán đoán có tính chất tổng quát này đến các phán đoán có tính chất tổng quát khác

Trong quá trình tư duy quy nạp và suy diễn bao giờ cũng liên hệ mật thiết với nhau giống như phân tích và tổng hợp Quá trình này được thực hiện trong phương pháp xác định mối liên hệ nhân quả trong các hiện tượng Với tư cách là hình thức

tư duy gián tiếp, suy lý trong tư duy lôgic đóng vai trò quan trọng trong tất cả các hoạt động của tư duy Việc hướng dẫn quy tắc lôgic trong suy lý tạo được hiệu quả lớn trong quá trình lĩnh hội tri thức

Rèn luyện tư duy lôgic trong dạy học hóa học là tạo cho HS có phương pháp

tư duy từ khái niệm đến phán đoán, suy lý thông thường qua mọi câu hỏi, mọi vấn

đề và phải được tiến hành thường xuyên liên tục

- Mở rộng kết quả sang trường hợp tương tự

2.3 Tư duy hóa học

Với tư duy toán thì 1 + 2 = 3

A + B = AB

Nhưng với tư duy hóa học thì A + B không phải là phép cộng thuần túy của toán học, mà là xảy ra sự biến đổi nội tại của các chất để tạo thành chất mới, theo những nguyên lý, quy luật, những mối quan hệ định tính và định lượng của hóa học

- Cơ sở của tư duy hóa học là sự liên hệ quá trình phản ứng sự tương tác giữa các tiểu phân vô cùng nhỏ bé của thế giới vi mô (nguyên tử, phân tử, ion, electron, )

- Đặc điểm của quá trình tư duy hóa học là sự phối hợp chặt chẽ, thống nhất giữa những hiện tượng cụ thể quan sát được với những hiện tượng cụ thể không quan sát được, ngay cả khi dùng kính hiển vi điện tử, mà chỉ dùng kí hiệu, công

thức để biểu diễn mối liên hệ bản chất của các hiện tượng nghiên cứu

Vậy bồi dưỡng phương pháp và năng lực tư duy hóa học là bồi dưỡng cho học sinh biết vận dụng thành thạo các thao tác tư duy và phương pháp lôgic, dựa vào những dấu hiệu quan sát được mà phán đoán về tính chất và sự biến đổi nội tại của chất, của quá trình

Như vậy cũng giống như tư duy khoa học tự nhiên, toán học và vật lý, tư duy hóa học cũng sử dụng các thao tác tư duy vào quá trình nhận thức thực tiễn và tuân theo quy luật chung của quá trình nhận thức

Hóa học là bộ môn khoa học lý thuyết và thực nghiệm có lập luận, trên cơ sở những kỹ năng quan sát các hiện tượng hóa học, phân tích các yếu tố cấu thành và ảnh hưởng, thiết lập những sự phụ thuộc xác định để tìm ra những mối liên hệ giữa các mặt định tính và định lượng, quan hệ nhân quả của các hiện tượng và quá trình

Trực quan

sinh động

Tư duy trừu tượng

Thực tiễn

hóa học, xây dựng nên các nguyên lý, quy luật, định luật, rồi trở lại vận dụng để nghiên cứu những vấn đề của thực tiễn

III TỔ CHỨC THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP

3.1 Bài tập hữu cơ có nhiều cách giải

Bài 1 : 0,06 mol hỗn hợp A gồm CH3OH và 1 ancol cùng dãy đồng đẵng có khối lượng là 4,02 gam, Cho toàn bộ hỗn hợp trên tác dụng vừa đủ với 6 gam axit axetic (H2SO4 đặc làm chất xúc tác, giả sử hiệu suất phản ứng đạt 100%) Tính khối

lượng este thu được

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có :

meste = 4,02 + 0,06.60 – 0,06.18= 6,54 (gam)

Cách 3 : Phương pháp tăng giảm khối lượng

Cứ 1 mol ancol tạo thành 1 mol este thì khối lượng tăng : 59-17 = 42 gam

0,06 mol ancol tạo thành 0,06 mol este thì khối lượng tăng: 0,06.42 =2,52 gam

Vậy : meste = 4,02 + 2,52 = 6,54 (gam)

Nhận xét : Trong bài tập 1 này, nếu giải theo cách 1 thì HS phải biết cách

ghép ẩn và chọn lựa phương trình cho phù hợp thì mới tìm ra đáp số, nên nhiều học sinh thấy bế tắc Còn cách 2, cách 3, cách 4 thì HS sẽ thấy dễ hiểu hơn Đặc biệt là cách 2 ngắn gọn và dễ giải hơn rất nhiều Vì vậy khi giải một bài tập, GV cần hướng dẫn cho các em nhiều cách giải, qua những cách giải đó mỗi HS sẽ lựa chọn cho mình một cách tiếp nhận kiến thức phù hợp Qua đó làm cho tư duy hóa

học của các em sẽ phát triển

Bài 2 : Đốt cháy 0,3 gam một este (A) thu được 224 ml khí CO2 (đktc) và 0,18

este (A)

Hướng dẫn giải:

Cách 1 : Gọi công thức đơn giản của este (A) là : CxHyOz

Khối lượng của nguyên tố :

Lập tỉ lệ :

→ Công thức phân tử của (A) là : C2H4O2

Cách 2 : Gọi công thức đơn giản của este (A) là : CxHyOz

Số mol của các nguyên tố :

Cách 3 : Xác định trực tiếp công thức phân tử

Số nguyên tử của các nguyên tố trong A :

Số nguyên tử cacbon :

Số nguyên tử hiđro :

Số nguyên tử oxi :

→ Công thức phân tử của (A) là : C2H4O2

Cách 4 : Gọi công thức tổng quát của este (A) là : CxHyOz

Theo đề bài ta có hệ phương trình :

→ Công thức phân tử của (A) là : C2H4O2

Nhận xét : Với loại bài tập này, thì GV có thể giảng dạy cho các em cả 4

cách, qua 4 cách đó các em sẽ lựa chọn cho mình một cách giải phù hợp với tư duy của các em

Bài 3 : Xà phòng hóa 13,2 gam hỗn hợp 2 este HCOOC3H7 và

Hướng dẫn giải:

Cách 1 : Phương pháp thông thường

HCOOC3H7 + NaOH → HCOONa + C3H7OH

CH3COOC2H5 + NaOH → CH3COONa + C2H5OH

(mol) b b

Cách 2 : Gọi CTTB của 2 este là : RCOOR’

Ta có:

→ ĐÁP ÁN A

Cách 3 : Phương pháp bảo toàn điện tích

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích : dung dịch sau phản ứng chứa ion RCOO- Và Na+

→

→ ĐÁP ÁN A

Nhận xét : Với bài tập này, thì cách 2 và cách 3 sẽ nhanh hơn cách 1

Bài 4 : Một đieste được điều chế từ một axit đa chức và 2 ancol đơn chức

Cho 0,1 mol X tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH thu được 13,4 gam muối và 7,8 gam hỗn hợp ancol Xác định X

Hướng dẫn giải:

Cách 1 : Phương pháp thông thường

(mol) 0,1 0,1 0,1 0,1

Cách 3 : Phương pháp bảo toàn khối lượng

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có :

→

R1 15 (CH3 - ) 29 (C2H5-)

R2 29 (C2H5-) 15 (CH3 - )

Bài 5 : Cho 17,6 gam etyl axetat vào 400ml dung NaOH 1M, sau khí phản ứng xảy

ra hoàn toàn thu được dung dịch A, Cô cạn A thu được hỗn hợp chất rắn Y Đem đốt cháy hoàn toàn chất rắn Y thì cần V(lit) O2 (đktc) thu được hỗn hợp khí Z (CO2

Cách 3 : Phương pháp bảo toàn khối lượng

Tương tự như trên, ta có :

Bài 6 : Lên men 10,8 kg glucozơ chứa 20% tạp chất, sau phản ứng thu được 3,68

kg ancol etylic Tính hiệu suất của phản ứng lên men

Cách 3 : Phương pháp tăng giảm khối lượng

Cứ 1mol C6H12O6 tạo ra 2 mol C2H5OH thì làm khối lượng giảm 88 gam

0,048 mol C6H12O6 → khối lượng giảm : 0.048 88 =4,224 gam

→ khối lượng ancol lý thuyết thu được là : 8,64 – 4,224= 4,416 gam

Bài 7 : Thủy phân hoàn toàn 76,95 gam saccarozơ trong dung dịch axit đun nóng

thu được dung dịch A Trung hòa dung dịch A bằng NaOH vừa đủ Cho dung dịch

phản ứng xảy ra hoàn toàn)

Hướng dẫn giải : Cách 1 : Phương pháp thông thường

Cách 3 : Phương pháp tăng giảm khối lượng

0,225 mol → khối lượng tăng : 0,225 90 = 20,25 gam

→

Bài 8 : Tính thể tích axit HNO3 63% (D=1,4 g/ml) cần vừa đủ sản xuất được 59,4

kg xenlulozơ trinitrat ( H%= 80%) ?

Hướng dẫn giải:

Cách 1 : Phương pháp thông thường

[C6H7O2(OH)3]n + 3nHNO3 [C6H7O2(ONO2)3]n + 3nH2O

→

Cách 2 : Phương pháp tỉ lệ khối lượng

[C6H7O2(OH)3]n + 3nHNO3 [C6H7O2(ONO2)3]n + 3nH2O

→

Bài 9 : Lên men m gam glucozơ có chứa 10% tạp chất trơ ( H%=80%), hấp thụ

Bài 10 : Cho 13,35 gam hỗn hợp X gồm H2N-CH2CH2COOH và

Y Biết dung dịch Y tác dụng vừa đủ với 250 ml dung dịch HCl 1M Tính giá trị của V

Hướng dẫn giải:

Nhận xét : Nếu sử dụng phương pháp khác như phương pháp thông thường,

để giải bài toán trên thì sẽ rất mất thời gian, thậm chí bế tắc, vì số lượng phương trình tương đối nhiều, mà chỉ có hai dữ kiện Điểm nhằm rèn luyện tư duy cho HS của bài toán không chỉ ở chỗ nhận ra hỗn hợp Y tác dụng với HCl cũng chính lả hỗn hợp X và NaOH tác dụng với HCl, mà điều quan trọng là phải biết suy nghĩ tìm ra phương pháp giải hợp lí nhất, vì hướng đi đúng thì mới có cách giải hay nhất và ngắn nhất

Bài 11 : Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm 2 amin no đơn chức kế tiếp nhau

amin

Hướng dẫn giải : Cách 1 : Phương pháp thông thường

Gọi CTPT trung bình của 2 amin no đơn là

Nhận xét : Cách 2 sẽ giải nhanh hơn cách 1, vì HS chỉ cần tính được số mol

CO2 và số mol H2O là có thể lựa chọn được đáp số, đặc biệt là làm bài thi trắc nghiệm khách quan

Bài 12 : Cho hỗn hợp X gồm hai chất hữu cơ có cùng công thức phân tử

Y và 4,48 lít hỗn hợp Z (ở đktc) gồm hai khí (đều làm xanh giấy quỳ ẩm) Tỉ khối hơi của Z đối với H2 bằng 13,75 Cô cạn dung dịch Y thu được khối lượng muối

C2H7NO2 có 2 CTCT thõa mãn : HCOOH3NCH3 và CH3COONH4

HCOOH3NCH3 + NaOH → HCOONa + CH3NH2 + H2O

→ Đáp án B

Cách 3 : Phương pháp trung bình kết hợp với phương pháp bảo toàn khối lượng

RCOOH3NR’ + NaOH → RCOONa + R’NH2 + H2O

(mol) 0.2 0,2 0,2 0,2

→ Đáp án B

Nhận xét : Trong 3 cách trên chỉ có cách 2 và 3 là nhanh hơn và tối ưu hơn

HS ít suy nghĩ thường sử dụng cách 1 để giải HS thường xuyên suy nghĩ, rèn luyện tìm cách giải mới, sáng tạo thường sử dụng cách 2 hoặc 3 để giải

Bài 13: Anđehit A no, mạch thẳng có CTPT (C3H5O)n Xác định CTPT, CTCT của

A Nếu không biết A là hợp chất no, mạch thẳng – có thể xác định được CT của A không? Nếu có hãy trình bày cách biện luận

Nhận xét: Đây là một bài tập này có nhiều cách giải, có thể dùng bài tập này và

yêu cầu học sinh giải bằng nhiều cách khác nhau

Hướng dẫn giải:

Cách 1: Dùng nhận xét về số nhóm chức liên quan tới cấu trúc mạch cacbon

Ta có (C3H5O)n  C3nH5nOn  C2nH4n(CHO)n Vì A là anđehit có mạch cacbon không phân nhánh, nên số nhóm chức trong phân tử không quá 2 -0 nghĩa là n = 1; hoặc n = 2

Với n = 1 loại, vì số nguyên tử H trong phân tử lẻ – không có cấu tạo phù hợp!

Với n = 2, nhận – A là C4H8(CHO)2 hay OHC-CH2-CH2-CH2-CH2-CHO (anđehit ađipic)

- Tính độ bất bão hoà theo công thức:  = 1/2 (2.3n + 2 – 5n) = 1/2 (n + 2)

- Tính độ bất bão hoà theo cấu tạo: Phân tử không có vòng, no, có n nhóm CHO) (mỗi nhóm có một liên kết ) nên  = 0 + 0 + n = n

(-Với một phân tử chỉ có một giá trị độ bất bão hoà duy nhất nên: = 1/2 (n + 2) = n hay n = 2

Cách 4: Dựa vào điều kiện tồn tại của độ bất bão hoà:   0 nguyên, và k  0

Có thể tìm được công thức của A khi bỏ bớt dữ kiện !

Tổng quát khi không biết A no, mạch không phân nhánh ta giải như sau:

- Ta có (C3H5O)n  C3nH5nOn  C2nH4n(CHO)n

- Giả sử A có k vòng; hoặc k liên kết  trong mạch cacbon; hoặc tổng số liên kết 

và vòng trong mạch cacbon là k (không kể n liên kết  trong các nhóm chức anđehit), điều kiện: k  0 nguyên

- Độ bất bão hoà (tính theo đặc điểm cấu tạo) của A là:  = k + n

- Độ bất bão hoà tính theo công thức:  = 1/2(2.3n + 2 – 5n) = 1/2 (n + 2)

Vậy phải có: k + n = 1/2 (n + 2)  n = 2(1 – k) Vì n > 0 nên 1 – k > 0  k < 1

mà k không âm, nguyên nên k = 0 với k = 0 ta có n = 2.(tiếp theo như cách 1)

Bài 14 ( ĐHKB 2011): Cho 200 gam một loại chất béo có chỉ số axit bằng 7 tác

dụng vừa đủ với một lượng NaOH, thu được 207,55 gam hỗn hợp muối khan Khối lượng NaOH đã tham gia phản ứng là:

Gọi số mol NaOH là a

 chỉ số axit là 7 nên số mol KOH dùng trung hòa axit là: 200.7.10-3

/56 = 0,025mol = số mol NaOH

 số mol H2O tạo ra: 0,025 mol

 số mol NaOH phản ứng với trieste là : a – 0,025  số mol glixerol thu được: 3

 m NaOH = 31 gam

Bài 15 (ĐHKB năm 2011): Để hiđro hóa hoàn toàn 0,025 mol hỗn hợp X gồm

hai anđehit có khối lượng 1,64 gam, cần 1,12 lít H2 (đktc) Mặt khác, khi cho cũng

8,64 gam Ag Công thức cấu tạo của hai anđehit trong X là

01 , 0 08

, 0

n andehit = 0,025, nH2 = 0,05 Ta thấy số mol H2 gấp đôi số mol andehit → mỗi chất trong X có 2 liên kết pi → (loại B) ; nAg/số mol andehit = 0,08/0,025 = 3,2 →

Bài 16: Chia hỗn hợp gồm hai đơn chức X và Y (phân tử khối của X nhỏ hơn

của Y) là đồng đẳng kế tiếp thành hai phần bằng nhau:

- Đốt cháy hoàn toàn phần 1 thu được 5,6 lít CO2 (đktc) và 6,3 gam H2O

cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất)

Hiệu suất của phản ứng tạo ete của X, Y lần lượt là:

Hướng dẫn giải:

Cách 1:

nCO2 = 0,25 ; nH2O = 0,35 ; nN2 = 0,015 = n ete

Ta thấy nH2O > nCO2 → ancol no, đơn →n ancol = 0,35 – 0,25 = 0,1

Vì 2 rượu liên tiếp → số mol 2 ancol= nhau và = 0,1/2 = 0,05

Trong pứ ete hóa thì số mol ancol = 2 lần số mol ete → số mol ancol tham gia pứ ete hóa = 0,015.2 = 0,03 → vậy tổng hiệu suất tạo ete của 2 ancol = 0,03/0,05 = 60%

Dựa vào khối lượng ete thu được thực tế và giả sử, áp dung quy tắc đường chéo tính được tỉ lệ C2H5OH/C3H7OH = 2/1 → hiệu suất tạo ete lần lượt của 2 rượu = 40% và 20%

Cách 2:

78 , 3 60 46

b a

b a

03 , 0

b

a

H của X và Y là 40% và 20%

Bài 17: (ĐHKA-2014) : Hỗn hợp X gồm axit axetic, propan-2-ol Cho một lượng

0,04 0,04 0,04 0,02; tăng = 0,88 gam

m = 60.0,04 + 0,88 = 3,28 gam

Cách 2: Áp dụng ĐLBTKL, số mol Na = 2.số mol H2 = 0,04 mol

60.0,04 + 23.0,04 = m + 2.0,02  m = 3,28 gam

Cách 3: Mban đầu = 60 , Msản phẩm = 60 - 1 + 23 = 82  m = 82.0,04 = 3,28 gam

Bài 18( ĐHKB-2014): Hai este X, Y có cùng công thức phân tử C8H8O2 và chứa vòng benzene trong phân tử Cho 6,8 gam hỗn hợp gồm X và Y tác dụng với dung dịch NaOH dư, đun nóng, lượng NaOH phản ứng tối đa là 0,06 mol, thu được

dung dịch Z chứa 4,7 gam ba muối Khối lượng muối của axit cacboxylic có phân

tử khối lớn hơn trong Z là

Số mol hỗn hợp muối = số mol NaOH = 0,06 mol

X là R-COO-C6H4-R’ (x mol) , Y là este của axit cacboxylic với ancol (y mol)

R-COO-C6H4-R’ + 2NaOH  R-COONa + R’-C6H4-ONa + H2O

Vậy CTCT của Y là H-COO-CH2C6H5 (benzyl fomat)

Công thức cấu tạo của X là CH3COO-C6H5, khối lượng CH3COONa = 82.0,01 = 0,82 gam

Cách 2: Khối lượng hai muối của este (X) tạo bởi axit cacboxylic và phenol:

136.0,01 + 40.2.0.01 = mhai muối + 18.0,01  mhai muối = 1,98 gam

Khối lượng muối của este Y: 4,7 - 1,98 = 2,72 gam

Mmuối = (2,72 : 0,04) = 68, là HCOONa

CTCT của X: CH3COO-C6H5 , (trường hợp H-COO-C6H4-CH3 loại)

Khối lượng muối natri axetat = 82.0,01 = 0,82 gam.

Bài 19( ĐHKB -2014): Hỗn hợp X gồm ba peptit đều mạch hở có tỉ lệ mol

tương ứng là 1 : 1 : 3 Thủy phân hoàn toàn m gam X, thu được hỗn hợp sản phẩm gồm 14,24 gam alanin và 8,19 gam valin Biết tổng số liên kết peptit trong phân tử của ba peptit trong X nhỏ hơn 13 Giá trị của m là

Hướng dẫn giải :

Số mol alanin = (14,24 : 89) = 0,16 mol, số mol valin = (8,19 : 117) = 0,07 mol

Tổng số mol -amino axit = 0,16 + 0,07 = 0,23 mol

Phương trình phản ứng thủy phân:

(mol) x xa - x ax

Mối liên hệ: Số mol peptit + số mol H2O = số mol -amino axit  số mol H2O = số mol -amino axit – số mol peptit

Cách 1: Tỉ lệ số mol Ala : Val = 0,16 : 0,07 = 16 : 7

Tỉ lệ số mol 3 peptit là 1 : 1 : 3  Số gốc Ala và Val trung bình lần lượt là

16

3, 2

5  và 7 1, 4

5 

(không chọn tỉ lệ 32 : 14 vì tổng số gốc -amino axit trong 3 peptit < 13 + 3 = 16)

Phương trình phản ứng thủy phân, kí hiệu [Ala] và [Val] là gốc -amino axit: H-([Ala]3,2-[Val]1,4)-OH + (3,2 + 1,4 -1)H2O  3,2Ala + 1,4Val

3.2 Bài tập hóa học vô cơ có nhiều cách giải

Bài 1: Hòa tan hoàn toàn 15,3 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg, Zn trong dung dịch

HCl (dư) người ta thu được 6,72 lít khí (đktc) và dung dịch Y Cô cạn dung dịch Y thu được khối lượng muối khan là bao nhiêu ?

Hướng dẫn giải:

Cách 1 : Phương pháp thông thường

(mol) x x x

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: mM + mHCl = mmuối + m H2

m muối = m hỗn hợp kim loại + mHCl – mH2 = 15,3 + 0,6 36,5 – 0,3.2 = 36,6 g

Cách 4 : Phương pháp trung bình

Đặt là công thức trung bình của Fe, Mg, Zn

+ 2HCl → Cl2 + H2

0,3 0,3 (mol)

Nhận xét : Với HS bình thường thì hay dùng cách 1 để giải, làm như vậy sẽ

lâu hơn nhiều thậm chí bế tắc, không giải được HS được rèn luyện tư duy thường dùng cách 2,3 hoặc 4

Bài 2 : Cho luồng khí CO đi qua hỗn hợp m gam X gồm các oxit: Fe3O4,

gam chất rắn Z Cho Y lội chậm qua bình đựng dung dịch nước vôi trong dư, thấy

có 45 gam kết tủa xuất hiện Giá trị m của là

(mol) z z z

Nếu đặt số mol của mỗi oxit trong X làm ẩn thì sẽ có 4 ẩn nhưng chỉ có hai dữ kiện Hơn nữa, các phản ứng trên không xảy ra hoàn toàn, nên rất khó xác định được chất rắn Z gồm những chất nào ? Nhiều HS thấy bế tắc ở đây (!)

Cách 2 : Phương pháp bảo toàn khối lượng

Cách 3 : Phương pháp tăng giảm khối lượng

Cách 4 : Phương pháp bảo toàn nguyên tố

Nhận xét : Học sinh có thể tư duy theo nhiều hướng khác nhau để tìm cách

giải quyết bài toán trên : có phương pháp gặp bế tắc (như phương pháp thông thường ở trên), có phương pháp tìm ra kết quả, … nhưng sử dụng phương bảo toàn khối lượng hoặc tăng giảm khối lượng là tìm được kết quả nhanh nhất Và tất nhiên trong trường hợp này, phương pháp bảo toán khối lượng hoặc tăng giảm khối lượng giữ vai trò chủ đạo trong việc rèn luyện tư duy cho HS

2

Bài 3 : Khử hoàn toàn 24 gam hỗn hợp CuO và FexOy bằng H2 dư, t0 , thu

được 17,6 gam hỗn hợp hai kim loại Khối lượng nước tạo thành là

A 3,6 gam B 7,2 gam C 1,8 gam D 5,4 gam

Hướng dẫn giải:

Cách 1 : Dùng phương pháp thông thường

Gọi a, b lần lượt là số mol của CuO và FexOy

Viết phương trình phản ứng, lập hệ, giải hệ, tìm khối lượng nước

Cách 2 : Phương pháp bảo toàn khối lượng

mO(trong oxit) = moxit - mkim loại = 24 - 17,6 = 6,4 gam = mO(trong H2O)

 Chọn đáp án B

Cách 3 : Phương pháp tăng giảm khối lượng

Cứ 1 mol H2 phản ứng sẽ "câu" được 1 mol O và tạo ra 1 mol nước làm khối

lượng chất rắn giảm 16 gam

Vậy nếu khối lượng chất rắn giảm 24 - 17,6 = 6,4 gam thì số mol nước tạo

Nhận xét : Với HS bình thường hay giải theo cách 1, cách này tốn nhiều

thời gian và phức tạp hơn Với HS có tư duy và rèn luyện thường xuyên thường giải theo cách 2, 3 hoặc cách 4, những cách này nhanh hơn, tối ưu hơn

Bài 4 : Cho 250 ml dung dịch NaOH 2M vào 200 ml dung dịch H3PO4 1,5M Khối lượng của mổi muối là : Muối tạo thành và khối lượng tương ứng là

A 14,2 gam Na2HPO4; 32,8 gam Na3PO4.

B 28,4 gam Na2HPO4; 16,4 gam Na3PO4

C 12,0 gam NaH2PO4; 28,4 gam Na2HPO4

D 24,0 gam NaH2PO4; 14,2 gam Na2HPO4

Hướng dẫn giải:

Suy luận : Có

Tạo ra hỗn hợp hai muối : NaH2PO4 và Na2HPO4

Cách 1 : Phương pháp thông thường

NaOH + H3PO4 → NaH2PO4 + H2O

2NaOH + H3PO4 → Na2HPO4 + 2H2O

 Chọn đáp án C

Bài 5 : Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm Na và Ba vào nước thu được 7,84

dịch A

Hướng dẫn giải:

3 2

3 5

3 1

Cách 1 : Phương pháp thông thường

Nhận xét : Điểm rèn luyện tư duy cho HS qua bài tập trên là phải biết lựa

chọn phương pháp phương trình ion thu gọn để giải, vì nếu giải bằng phương trình phân tử thì nhiều HS sẽ phải viết rất nhiều phương trình phản ứng (2 phương trình

này cho hỗn hợp axit thì việc viết phương trình phản ứng trở nên phức tạp hơn rất nhiều Vì vậy mà dễ dẫn tới chổ bế tắc, không giải được