Với kinh nghiệm giảng dạy và ôn thi nhiều năm, dựa vào tình hình thực tế ở địa phương để góp phần ôn luyện đội tuyển HSG tôi lựa chọn phương pháp và hướng dẫn học sinh để có thể giải được nhiều bài toán. Đó là: “Rèn luyện kỹ năng giải bài tập bằng phương pháp: Mol trung bình, nhằm nâng cao chất lượng mũi nhọn môn Hóa học lớp 9 Trường THCS Ba Đình”
Trang 1A ĐẶT VẤN ĐỀ
Hóa học là môn học được nhiều học sinh (HS) yêu thích và hứng thú trong tiếthọc Tuy nhiên phần lớn các em lại cảm thấy khó khăn khi giải các bài tập hóahọc nói chung và bài tập định lượng nói riêng Thực tế ở các nhà trường thờigian gian giải bài tập trên lớp của các em rất ít, bản thân học sinh chưa nắmvững cách giải và hệ thống hóa các bài tập Dẫn đến việc học sinh ít làm bài tập,không đáp ứng đựơc yêu cầu chất lượng bộ môn đặt ra thông qua các kỳ thi, đặcbiệt kỳ thi học sinh giỏi các cấp hàng năm
Bồi dưỡng HSG là một nhiệm vụ rất quan trọng của giáo viên và học sinhtrong các nhà trường Hàng năm các trường phổ thông nói chung đều có các độituyển thi HSG các cấp Các thầy cô giáo đã dành nhiều thời gian và công sức để
ôn luyện cho các em, với hi vong gặt hái được nhiều thành công Thầy, cô nàocũng mong muốn học sinh của mình đạt giải, giải cao càng tốt, đó là thành tích
là uy tín của mỗi giáo viên, là chỉ tiêu thi đua của các nhà trường Mặc dù được
sự quan tâm chỉ đạo sát sao, động viên của Ban giám hiệu nhà trường, nhưnghiện nay việc ôn thi HSG vẫn còn nhiều bất cập: Chất lượng học tập của học
sinh vùng nông thôn chưa cao, thời gian đầu tư cho ôn thi còn ít… Vì vậy lựa
chọn phương pháp ôn thi phù hợp và hướng dẫn giải bài tập cho các em lànhiệm vụ quan trọng đặt ra cho mỗi giáo viên
Trong quá trình bồi dưỡng HSG môn Hoá lớp 9, để giải các bài tập địnhlượng có thể sử dụng rất nhiều phương pháp giải như phương pháp tăng giảmkhối lượng, bảo toàn khối lượng, ghép ẩn số, mol trung bình… Qua tìm hiểutình hình thực tế và trực tiếp giảng dạy trong nhiều năm tôi nhận thấy, Ba Đình
là xã đồng chiêm trũng khó khăn của huyện Nga sơn, chất lượng HSG chưa cao,thời gian ôn thi còn ít, sự quan tâm động viên của phụ huynh còn nhiều hạn chế
… nên ôn thi HSG là cả vấn đề khó Với trăn trở suy nghĩ: Bằng phương pháp
và hướng dẫn như thế nào để ôn thi HSG có hiệu quả ? Kiến thức và bài tập nào
sẽ nâng cao chất lượng đội tuyển? là câu hỏi đặt ra cho tôi.Với kinh nghiệmgiảng dạy và ôn thi nhiều năm, dựa vào tình hình thực tế ở địa phương để gópphần ôn luyện đội tuyển HSG tôi lựa chọn phương pháp và hướng dẫn học sinh
để có thể giải được nhiều bài toán Đó là: “Rèn luyện kỹ năng giải bài tập bằng
phương pháp: Mol trung bình, nhằm nâng cao chất lượng mũi nhọn môn Hóa học lớp 9 Trường THCS Ba Đình”
Trang 2B GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
I CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ
Hoá học là bộ môn khoa học tự nhiên quan trọng trong nhà trường phổthông nói chung và trường THCS nói riêng Môn Hoá học cung cấp cho họcsinh một hệ thống kiến thức phổ thông, cơ bản và thiết thực đầu tiên về Hoáhọc, hình thành ở các em những kỹ năng cơ bản, phổ thông, thói quen học tập
và làm việc khoa học, phát triển năng lực nhận thức, năng lực hành động Cónhững phẩm chất cần thiết như cẩn thận, kiên trì, trung thực, tỉ mỉ, chính xác,yêu chân lí khoa học, có ý thức trách nhiệm với bản thân, gia đình và xã hội;
có thể hoà hợp với môi trường thiên nhiên, chuẩn bị cho học sinh học lên cao
và đi vào cuộc sống lao động
- Về mặt thực tế ôn thi HSG là biện pháp nhằm nâng cao kiến thức mônHoá học, củng cố kĩ năng, kĩ xảo cần thiết để giải bài tập bằng cách sử dụngphương pháp ôn thi phù hợp và hướng dẫn học sinh giải bài tập một cách linhhoạt trong quá trình dạy học Từ đó học sinh nắm sâu kiến thức, vận dụng giảibài tập tốt hơn, năng lực tư duy và phẩm chất trí tuệ phát triển tốt hơn Thôngqua kết quả ôn thi HSG mà đánh giá được mức độ, kết quả giảng dạy của giáoviên và khả năng lĩnh hội được kiến thức của học sinh
- Phương pháp mol trung bình sẽ giúp học sinh giải nhanh chóng một số
bài toán Hoá, đặc biệt là những bài toán tìm công thức hóa học (CTHH) của một
số chất nhờ giá trị trung bình (Khối lượng trung bình, nguyên tử trung bình).
Thông qua phương pháp mà những bài tập tưởng như rất phức tạp thành nhữngbài toán đơn giản, học sinh dễ hiểu dễ tiếp cận, nâng cao hiệu quả công việc giảibài tập Hoá ôn thi HSG
II THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ
1 Đối với giáo viên
- Trong quá trình ôn thi HSG bản thân giáo viên gặp rất nhiều bài toán
trong các đề thi như: Tìm khối lượng trung bình của hỗn hợp; tìm CTHH của kim loại, oxit kim loại, muối cacbonat, hiđrocacbon mà bằng các phương pháp
thông thường không thể giải được, hoặc rất dài dòng phức tạp khiến học sinhkhó tiếp cận loại toán này Do vậy khi giải đề thi học sinh không tự tìm ra lờigiải hoặc hướng giải các bài toán đó, còn giáo viên thì trăn trở suy nghĩ phải tìm
ra hướng đi mới
- Ở trường THCS Ba Đình có 1 giáo viên có thể giảng dạy được bộ mônHoá, nhưng hiện tại giáo viên đưa ra phương pháp mol trung bình để giải các bàitoán Hóa học liên quan là ít vì đòi hỏi khả năng tư duy của học sinh Vì vậytrong các năm học khi thi HSG huyện đề thi có loại toán đó thì kết quả thi của đội
tuyển đạt thấp, chưa đạt yêu cầu do HS không giải được loại toán này
2 Đối với học sinh:
a)Kết quả phỏng vấn trực tiếpHS
Trang 3Qua việc tiếp cận, gần gũi và trao đổi với học sinh trong đội tuyển, hầu hết
các em đều cho biết: Việc giải các bài toán có liên quan đến Mol trung bình có rất
nhiều trong đề thi là rất khó khăn, các em không biết phải bắt đầu từ dữ kiện nàohay sơ đồ hoá tóm tắt để giải bài toán Hóa, trong quá trình giải nên vận dụng nhữngkiến thức nào và trình bày lời giải như thế nào cho phù hợp, đúng trình tự Chính
những khó khăn đó đã ảnh hưởng tới kết quả thi HSG môn Hóa
b) Tình hình thực tế ôn thi và việc chọn đội tuyển
Thực tế hiện nay việc ôn thi HSG môn Hoá học còn rất nhiều hạn chế cụthể: Phần lớn các em trong đội tuyển mới nắm vững kiến thức cơ bản, việc vậndụng làm bài tập nâng cao còn ít và chưa được thường xuyên rèn luyện kĩ nănggiải toán Hoá học Do vậy khi các em giải một bài toán định lượng đặc biệt lànhững bài khó thường hay lúng túng và mắc phải những sai sót Trong quá trìnhtuyển chọn và ôn luyện đội tuyển HSG nảy sinh nhiều vấn đề còn tồn tại:
- Học sinh đội tuyển môn Hoá được chọn sau do những học sinh xuất sắchơn đã chọn cho các môn Toán, Văn, Anh ở các năm học trước
- Thời gian dành cho ôn luyện còn ít do các em còn phải học văn hoá 2 buổi/ngày và phải làm thêm việc với gia đình
- Sự chăm chỉ nhiệt tình của các em đôi khi có giới hạn do sự cuốn hút củanhiều hoạt động như văn nghệ, thể dục thể thao, tâm lí lứa tuổi
Chính những yếu tố đó đã ảnh hưởng không nhỏ đến chất lượng cũng nhưkết quả thi của đội tuyển
c) Khảo sát loại toán cần ôn thi cho Đội tuyển
Năm học 2013 - 2014 nhận nhiệm vụ ôn luyện đội tuyển môn Hóa khối 9,
tôi đã cho các em làm một số bài tập có liên quan đến Mol trung bình bằng hình
thức tự luận (để kiểm tra kiến thức và kĩ năng làm bài của HS) Sau đây là một
số đề kiểm tra
Bài toán 1: Không khí xem như hỗn hợp gồm 20% O2 và 80% N2 về thể
tích Tính khối lượng mol trung bình của không khí ?
Bài toán 2: Trộn 2,24 lít một đơn chất khí với 6,72 lít CO2 được hỗn hợp
khí A Biết M A 40, xác định đơn chất khí Các thể tích khí đều đo ở đktc
Bài toán 3: Hoà tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp A gồm sắt và kim loại R
(hoá trị II không đổi ) vào 200 ml dung dịch HCl 3,5 M thu được 6,72 lít khí(đktc) Mặt khác, nếu cho 3,6 gam kim loại R tan hết vào 400 ml dung dịchH2SO4 1M thì H2SO4 còn dư Tìm kim loại A
d) Thống kê kết quả, so sánh, tìm ra phương pháp giảng dạy phù hợp.
* Qua các bài kiểm tra 45 phút về Mol trung bình, tôi nhận thấy hầu nhưcác em không làm được bài hoặc hướng giải sai, chỉ viết được một số PTHH.Kết quả thu được như sau:
Trang 4Đối tượng HSG
Lớp, SL
Học sinh giải thành thạo
HS giải chưa thành thạo
tốt hơn, tôi đã mạnh dạn xây dựng các giải pháp hướng dẫn giải một số bài tập
Hoá 9 bằng phương pháp Mol trung bình như sau:
III CÁC GIẢI PHÁP VÀ TỔ CHỨC THỰC HIỆN
1 Cung cấp những kiến thức cơ bản có liên quan
a) Khái niệm mol trung bình ( M )
- Mol trung bình là lượng hỗn hợp có chứa 6.1023 nguyên tử hay phân tử
- Khối lượng mol trung bình là khối lượng của 6.1023 hạt nguyên tử hayphân tử được tính bằng gam
m n
2) Phân loại : 3 loại
* Loại 1 : Biết thể tích hoặc số mol của các chất khí, tìm khối lượng trung
bình hỗn hợp, thành phần hỗn hợp, tỉ khối của hỗn hợp hoặc tìm CTHH của cácchất khí
* Loại 2: Cho khối lượng hỗn hợp nhiều kim loại hoạt động (kim loại
kiềm, kiềm thổ), hay nhiều oxit kim loại, hỗn hợp muối cacbonat,… hoặc hỗnhợp kim loại tác dụng với nước Biện luận tìm công thức của chúng
Trang 5* Loại 3: Đối với các hợp chất hữu cơ
Cho khối lượng hoặc thể tích hỗn hợp nhiều hiđrocacbon, hay dẫn xuấtcủa nó … Biện luận tìm công thức phân tử của chúng trong dãy đồng đẳng
3 Hướng dẫn cách giải từng loại toán Hóa học bằng phương pháp
Mol trung bình
a) Loại 1:
- Xác định các đại lượng đã biết và chưa biết mà đề bài đã cho.
- Áp dụng các công thức trên để tính toán theo yêu cầu của đề bài.
b) Loại 2 :
Khi bài toán xảy ra nhiều phản ứng, nếu các phản ứng cùng loại và cùnghiệu suất thì ta thay hỗn hợp nhiều chất thành 1 chất tương đương (chất đạidiện) Lượng của chất tương đương (số mol, khối lượng hay thể tích) bằnglượng của hỗn hợp Chất tương đương có công thức hoá học gọi là công thứctrung bình của hỗn hợp và có khối lượng mol chính là khối lượng mol trung bìnhcủa hỗn hợp
- Bước 1:
+ Đặt CTHH ở dạng chung (CTHH trung bình) của các chất cần xác định + Viết PTHH theo đề bài với công thức trung bình.
- Bước 2: Dựa vào PTHH tìm n hỗn hợp và M
- Bước 3: Căn cứ vào khoảng xác định M A M M B M C …hoặc dữ kiện phụ để tìm A,B, C…
- Bước 1: + Đặt CTHH trung bình của các chất cần xác định.
+ Viết PTHH theo đề bài với công thức trung bình.
- Bước 2: Dựa vào PTHH tìm giá trị nguyên tử cacbon trung bình ( n )
- Bước 3: Căn cứ vào khoảng xác định n n 1 n2 để tìm CTHH của các chất.
* Chú ý: CTHH chung của một số chất hữu cơ:
+ Ankan (Đồng đẳng của Metan): C H n 2n2
+ Anken (Đồng đẳng của etilen): C H n 2n
+ Ankin (Đồng đẳng của Axetilen): C H n 2n2
+ Ancol (Đồng đẳng của rượu etilic): C H n 2n1OH
+ Đồng đẳng của axit axetic: C H n 2n1COOH
Trang 6
4 Hướng dẫn học sinh giải một số dạng bài tập cụ thể
Loại 1:
Ví dụ 1: a) Cho hỗn hợp gồm 0,25 mol khí O2 và 0,75 mol khí N2 Tìm tỉ
khối hơi của hỗn hợp với không khí
b) Không khí xem như hỗn hợp gồm 20 % O2 và 80 % N2 về thể tích Tínhkhối lượng mol trung bình của không khí
( Trích đề thi chọn đội tuyển HSG Hóa trường Chu Văn An - 2011)
* Hướng dẫn:
a) - Bước 1: Giáo viên yêu cầu HS xác định các đại lượng đã biết và chưa
biết: n O2 0, 25mol ; n N2 0,75mol Tính : d hh KK/ ?
- Bước 2: Khi đã biết số mol của từng chất, ta tính nhh và mhh để áp dụng
công thức M hh
hh
m n
→ tính dhh/kk b) Hướng dẫn tương tự câu a
Ví dụ 2: Hỗn hợp khí A gồm CO2 ; CO và 1 đơn chất khí X Khối lượng
mol trung bình của A là 32 g Trong hỗn hợp A số phân tử CO gấp 3 lần số phân
tử CO2 Tìm công thức phân tử của X
32)
Trang 7* Lời giải :
- Giả sử số mol của hỗn hợp A là 1 mol
Gọi n CO2 là x mol nco = 3x mol ; nx = (1 - 4x) mol
Do đơn chất khí có 2 nguyên tử liên kết với nhau Vậy khí X cần tìm là oxi (O2)
Ví dụ 3: Đốt cháy hoàn toàn 1,6 g S trong bình kín bằng 0,5 mol không khí.
Tính khối lượng mol của hỗn hợp X thu được sau phản ứng
* Hướng dẫn:
- Tìm n n O2 ; N2có trong 0,5 mol không khí
- Viết PTHH, xác định các chất có trong hỗn hợp X và số mol tương ứng → Tính M X .
- Sau pư: 0 0,05 0,05 mol
Vậy hỗn hợp X sau phản ứng gồm: 0,05 mol O2 dư ; 0,05 mol SO2 và 0,4 mol N2
Ví dụ 4: Hoà tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp A gồm sắt và kim loại R (hoá
trị II không đổi ) vào 200 ml dung dịch HCl 3,5 M thu được 6,72 lít khí (đktc).Mặt khác, nếu cho 3,6 gam kim loại R tan hết vào 400 ml dung dịch H2SO4 1Mthì H2SO4 còn dư Tìm kim loại R
(Trích câu 5.1- Đề thi HSG huyện Nga Sơn năm 2010 - 2011)
* Hướng dẫn giải:
Trang 8- Bước 1: Kim loại R và sắt cùng hoá trị II khi tác dụng với HCl, ta đặt được
công thức chung → viết PTHH
- Bước 2: + Dựa vào n H2→ tìm nhh → M (Fe,R) → Tìm khoảng giới hạn MR + Tìm n R n H SO2 4→ tìm giới hạn MR
- Bước 3: Dựa vào giới hạn của MR → tìm MR và tên kim loại R
R
MR 9 (**)
Từ (*) và (**) 9 M R 40
Do R hoá trị II không đổi nên kim loại R là Magie (Mg)
Ví dụ 5 : Hoà tan 115,3 gam hỗn hợp gồm MgCO3 và RCO3 bằng 500 ml dung
dịch H2SO4 loãng thì thu được dung dịch A, chất rắn B và 4,48 lít CO2 (đktc) Côcạn dung dịch A thu được 12,2 gam muối khan Mặt khác đem nung chất rắn B đếnkhối lượng không đổi thì thu được 11,2 lít CO2 (đktc) và chất rắn C
a) Tính CM của dung dịch H2SO4
b) Tính khối lượng chất rắn B
c) Tìm R biết số mol RCO3 gấp 2,5 lần số mol MgCO3
( Trích câu 6 - Đề thi HSG huyện Nga Sơn năm 2009 - 2010)
+ Áp dụng định luật BTKL các chất để tìm khối lượng chất rắn B
+ Dựa vào tổng số mol CO2 thoát ra → tìm nhh →M hh
- Bước 3: Từ giả thiết n RCO3 2,5n MgCO3→ tìm MR và kim loại R
* Lời giải :
Trang 9Đặt CTHH trung bình của hỗn hợp là MCO3.
M H SO
b) Tính khối lượng chất rắn B
- Theo định luật BTKL các chất ta có:
m MCO3m H SO2 4 mmuối tan + B + m CO2 m H O2
B = (m MCO3 m H SO2 4 ) - (mmuối tan + m CO2 m H O2 )
R 137 Vậy kim loại R là Bari (Ba)
Ví dụ 6: Hoà tan 23 gam một hỗn hợp Ba và hai kim loại kiềm thuộc hai chu
kì liên tiếp vào nước được dung dịch D và 5,6 lí khí H2 (đktc) Nếu cho 180 mldung dịch Na2SO4 0,5M vào dung dịch D thì sau phản ứng vẫn còn dư Ba(OH)2.Nếu thêm 210 ml dung dịch Na2SO4 vào dung dịch D thì dung dịch sau phảnứng còn dư Na2SO4 Xác định tên hai kim loại kiềm
+ Dựa vào số mol H2 thoát ra → lập phương trình toán học thứ 2
+ Từ giả thiết Na2SO4 tác dụng với dung dịch D → tìm số mol Na2SO4 →tìm khoảng giới hạn của x
Trang 10+ Lấy các giá trị của x đề tìm khoảng giới hạn của M
- Bước 3: Dựa vào khoảng xác định, tìm 2 kim loại kiềm.
* Lời giải:
Đặt công thức chung của hai kim loại kiềm thuộc hai chu kì liên tiếp là: M
x, y là số mol tương ứng của Ba và của 2 kim loại kiềm
Theo đầu bài: 0,18 0,5 = 0,09 mol Na2SO4 thì không kết tủa hết Ba(OH)2
và 0,21 0,5 = 0,105 mol Na2SO4 thì còn dư
Ví dụ 7: Hỗn hợp A gồm 2 anken thể khí liên tiếp nhau trong dãy đồng
đẳng của etilen Đốt cháy 3,36 lít hỗn hợp A, thu được 7,84 lít khí CO2 Xácđịnh CTPT của 2 anken Biết thể tích các khí đo ở đktc
* Hướng dẫn:
- Bước 1: Đặt công thức của 2 anken ở dạng chung C H n 2n và viết PTHH
- Bước 2: + Theo PTHH từ số mol hỗn hợp → tìm số mol của CO2 theo n
+ Vì n CO2theo PTHH = n CO2 ban đầu → tìm n
- Bước 3 : Dựa theo giả thiết : n1 n n2 và n2 = n1 + 1 → tìm n N*