Lý do chọn đề tài Các kết quả nghiên cứu về lí luận dạy học cũng như thực tiễn dạy học phổ thôngnhững năm qua đã khẳng định chỉ có phát huy tính chủ động, tích cực của học sinh giúphọc s
Trang 1MỤC LỤC
I PHẦN MỞ ĐẦU: Trang
I.1 Lí do chọn đề tài 2
I.2 Mục đích nghiên cứu đề tài 2
I.3 Đối tượng nghiên cứu 2
I.4 phương pháp nghiên cứu 3
I.5 Những điểm mới của SKKN 3
PHẦN II: NỘI DUNG II.1 Cơ sở lý luận 3
II.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng SKKN 4
II 3.VẬN DỤNG LÝ THUYẾT GRAPH ĐỂ RÈN LUYỆN KĨ NĂNG TÓM TẮT ĐỀ BÀI TOÁN HÓA HỌC CHƯƠNG NITƠ LỚP 11: 5
II.3.1 Quy trình lập Graph giải của bài toán 5
II.3.2 Xây dựng các Graph đề bài toán hóa học chương nitơ lớp 11 6
II.3.2.1.1 Bài toán về tính oxi hóa – khử của nitơ 6
II.3.2.1.2 Bài toán về nhiệt phân muối nitrat 11
II.3.2.1.3 Bài toán về P2O5 tác dụng với dung dịch kiềm 13
II.3.3.Nhóm cacbon II.4 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC: 16
III KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 17
1
Trang 2I MỞ ĐẦU
I 1 Lý do chọn đề tài
Các kết quả nghiên cứu về lí luận dạy học cũng như thực tiễn dạy học phổ thôngnhững năm qua đã khẳng định chỉ có phát huy tính chủ động, tích cực của học sinh giúphọc sinh biết cách học, cách tự học thì quá trình học của các em mới đạt được kết quả tốt.Nhiệm vụ đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tích cực hoá hoạt động học tậpcủa học sinh không chỉ là định hướng mà còn đòi hỏi cần nghiên cứu xác định nguyêntắc, quy trình vận dụng của những phương pháp dạy học tích cực Việc kết hợp cácphương pháp truyền thống với các phương pháp dạy học đặc thù như phương pháp môhình hóa, phương pháp vận dụng lý thuyết Graph là một giải pháp tốt
Graph là một chuyên ngành toán học hiện đại đã được ứng dụng vào nhiều ngànhkhoa học khác nhau như: khoa học kỹ thuật, kinh tế học Bởi vì Graph toán học là phươngpháp khoa học có tính khái quát cao, tính trực quan cụ thể, có thể mô hình hóa cấu trúchoạt động bằng Graph, mã hóa các mối quan hệ của các đối tượng được nghiên cứu
Bên cạnh đó, Chương Nitơ lớp 11 là một phần có nhiều kiến thức khó, bài tập củaphần này rất đa dạng, phong phú và chiếm một tỉ lệ cao trong các đề thi học sinh giỏiTHPTQG những năm gần đây Do đó để giúp các em giải tốt bài tập phần này, phát triển
tư duy, khả năng suy luận, tính sáng tạo thì cần có bước tóm tắt đề bài toán, giúp học sinhbiết vận dụng sơ đồ tóm tắt để có thể đưa ra hướng giải nhanh nhất, phù hợp nhất Xuấtphát từ những lí do trên, tôi chọn đề tài
" Vận dụng lý thuyết Graph để rèn luyện kỹ năng tóm tắt đề bài toán Hóa
Học trong dạy và học Hóa học chương NiTơ lớp 11 THPT”
Hình thành cho học sinh khả năng phát hiện được cái bản chất, cốt lõi của vấn đề,
phát triển tư duy logic, từ đó hình thành năng lực giải quyết vấn đề trong cuộc sống
I.3 Đối tượng nghiên cứu
Xây dựng các Graph đề bài toán để rèn luyện kĩ năng tóm tắt đề bài toán trong dạy và học
Trang 3hóa học Chương Nitơ lớp 11
Phạm vi nghiên cứu
Các bài tập liên quan đến Chương Nitơ lớp 11
I.4 Phương pháp nghiên cứu
Các phương pháp nghiên cứu lí luận
Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến đề tài
Nghiên cứu lí luận về nhận thức, về tư duy
Nghiên cứu lí luận về đổi mới phương pháp và phương tiện dạy học
Phân tích tổng hợp
Phân loại và hệ thống hóa
Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn
Điều tra tình hình sử dụng bài tập trong dạy học hóa học
Trao đổi kinh nghiệm với giáo viên về việc vận dụng lý thuyết Graph để tóm tắt đềbài toán
1.5 Những điểm mới của sáng kiến kinh nghiệm
Học sinh chỉ cần xây dựng các đỉnh sau đó nối các đỉnh lại với nhau ta được sơ đồ bài toán
Áp dụng các định luật để giải nhanh các bài tập phù hợp với thi trắc nghiệm
II NỘI DUNGII.1 Cơ sở lý luận
Việt Nam từ năm 1971, giáo sư Nguyễn Ngọc Quang là người đầu tiên nghiên cứu chuyển hóa Graph toán học thành Graph dạy học và đã công bố nhiều công trình trong lĩnh
vực này Trong các công trình đó, giáo sư đã nghiên cứu những ứng dụng cơ bản của lýthuyết Graph trong khoa học giáo dục, đặc biệt trong giảng dạy hóa học Sau đó cũng đã cónhiều tác giả đi sâu nghiên cứu trong lĩnh vực này
Năm 1980, tác giả Trần Trọng Dương đã nghiên cứu đề tài: "Áp dụng phương phápGraph và algorit hóa để nghiên cứu cấu trúc và phương pháp giải, xây dựng hệ thống vềlập công thức hóa học ở trường phổ thông"
Năm 1983, Nguyễn Đình Bào nghiên cứu sử dụng Graph để hướng dẫn ôn tập môntoán, Nguyễn Anh Châu đã nghiên cứu sử dụng sơ đồ Graph để hệ thống hóa kiến thức màhọc sinh đã học trong một chương hoặc trong một chương trình nhằm thiết lập mối liên hệcác phần kiến thức đã học, giúp học sinh ghi nhớ lâu hơn
3
Trang 4Năm 1984, Phạm Văn Tư đã nghiên cứu đề tài "Dùng Graph nội dung của bài lên lớp
để dạy và học chương Nitơ- Photpho ở lớp 11 trường phổ thông trung học" Với thànhcông của ông, lý thuyết Graph đã được vận dụng như một phương pháp dạy học hóa họcthực sự có hiệu quả
Trong lĩnh vực dạy sinh học ở trường phổ thông, Nguyễn Phúc Chỉnh là người đầutiên ứng dụng lý thuyết Graph trong dạy học giải phẫu- Sinh lý người (2005)
Phạm Thị My (2000) nghiên cứu "Ứng dụng lý thuyết Graph xây dựng và sử dụng sơ
đồ để tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học sinh học ở THPT"
Nguyễn Thị Ban: "Sử dụng Graph để dạy những bài về từ và tiếng việt ở THCS", "Sửdụng Graph vào việc phân tích mối quan hệ nghĩa giữa các câu trong đoạn văn"
Phạm Minh Tâm với: "Sử dụng Graph vào dạy học địa lý lớp 12THPT" Nguyễn MạnhChung: "Sử dụng Graph vào dạy học địa lý lớp 12 THPT"
Phạm Thị Kim: "Sử dụng Graph để dạy những bài về câu và văn bản ở chương trìnhlớp 10- THPT- SGK thí điểm năm 2003"
Như vậy , chúng ta thấy việc vận dụng lý thuyết Graph vào quá trình dạy học ở nước
ta đã bước đầu được quan tâm và ngày càng thu hút được sự chú ý của nhiều nhà sư phạmcùng đông đảo các thầy cô giáo
Nhiệm vụ của đề tài
Tìm hiểu tổng quan về lý thuyết Graph
Nghiên cứu quy trình xây dựng Graph và ứng dụng vào việc xây dựng các Graph đề bài toán hóa học
II 2 Thực trạng
II.2.1 Thuận lợi –khó
khăn II 2.1.1 Thuận lợi
- Đối với học sinh THPT, các em cũng đã trưởng thành nên ý thức, động cơ học tập tươngđối cao
- Đội ngũ giáo viên đạt chuẩn, trẻ, nhiệt tình, thân thiện, luôn quan tâm giúp đỡ học sinhnhằm giúp các em học sinh có nhiều cơ hội để nắm bắt thông tin, tìm kiếm các dạng bàitập mới và các các phương pháp giải bài tập một cách nhanh chóng và dễ dàng
II 2.1.2 Khó khăn
Học sinh còn bị ảnh hưởng bởi cách truyền thụ trước đây, nên ỷ lại, lười suy nghĩ, không chuẩn bị bài ở nhà, trong giờ học thì lơ là không tập trung, làm giảm khả năng tư duy của
Trang 5học sinh.Bên cạnh đó phần lớn HS của trường là trung bình và yếu chưa có khả năng tự nghiên cứu, tìm tòi, việc áp dụng phương pháp này cần phải có một thời gian nhất định.
II 2.2 Thành công và hạn chế
II 2.2.1 Thành công: Dựa vào phương pháp này, giúp HS khá, giỏi giải được các bài tập
trắc nghiệm một cách nhanh nhất.Đối với học sinh trung bình và yếu dần hiểu được bảnchất của vấn đề bài toán, biết cách tư duy để tự tìm ra cách giải của một bài toán
II 2.2.2 Hạn chế: Phần lớn HS của trường là HS trung bình và yếu nên việc áp dụng
phương pháp này phải có thời gian để rèn cho các em
II 2.2.3 Mặt mạnh – mặt yếu
Mặt mạnh: Giúp HS giải nhanh các bài tập trắc nghiệm
Mặt yếu: Nếu chỉ áp dụng trong các tiết luyện tập việc áp dụng đề tài này còn khó khăn
II 2.2.4 Nguyên nhân và yếu tố tác động
- Phần lớn học sinh lười học , thiếu sự tìm tòi sáng tạo trong học tập, không có sự phấn đấu vươn lên, có thói quen chờ đợi phụ thuộc vào giáo viên, bạn bè
- Giáo viên chưa thực sự quan tâm đến tất cả đối tượng học sinh trong cả lớp, ngoài ra việckiểm tra đánh giá còn chưa thật nghiêm túc, chưa có tác dụng khích lệ học sinh trong họctập, một bộ phận nhỏ thì các em không xác định được mục đích của việc học Các em chỉđợi đến khi lên lớp, nghe giáo viên giảng bài rồi ghi vào những nội dung đã học sau đó vềnhà lấy tập ra “học vẹt” mà không hiểu được nội dung đó nói lên điều gì Chưa có phươngpháp và động cơ học tập đúng đắn
II.3 CÁC GIẢI PHÁP ĐÃ SỬ DỤNG ĐỂ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
VẬN DỤNG LÝ THUYẾT GRAPH ĐỂ RÈN LUYỆN KĨ NĂNG TÓM TẮT ĐỀ BÀI TOÁN HÓA HỌC TRONG DẠY VÀ HỌC HÓA HỌC CHƯƠNG NITƠ LỚP 11 II.3.1 Quy trình lập Graph giải của bài toán
Bước 1: Xác định nội dung đỉnh: đó là những số liệu nằm trong thành phần của
những điều kiện tường minh và ẩn được bổ sung, là các thao tác biến hóa (phương tiện giảihay các phép tính toán) để biến bài toán ban đầu thành những bài toán trung gian
Bước 2: Dựng đỉnh Mã hóa kiến thức chốt Thực chất là tóm gọn lại nội dung của
các kiến thức chốt vừa tìm bằng các kí hiệu, các chữ viết tắt, các hình vẽ…Mã hóa kiếnthức chốt giúp ta rút gọn được Graph, làm cho nó đỡ cồng kềnh mà vẫn dễ hiểu
Ví dụ: “hỗn hợp” ghi “hh”, “dung dịch” ghi “dd”
“chất rắn” hay “kết tủa” biễu diễn bằng dấu “ ”, “chất khí” biễu diễn bằng “ ”
5
Trang 6- Biễu diễn các chất tạo thành trong bài toán bằng công thức cụ thể chứ không nên ghi tạo thành chất A, chất B…
- Đặt các số liệu cho và tìm vào vị trí các đỉnh, các số liệu có thể được tính sẵn ra số mol Xếp đỉnh: dữ kiện “cho” nằm ở phía trái hoặc phía trên, “cái cần tìm” nằm ở bên phải hoặcphía dưới tùy thuộc vào bản chất, đặc điểm của từng bài mà chúng ta sắp xếp cho khoa học, thẩm mĩ, thể hiện được sự phát triển logic của bài toán
Lưu ý: các quy ước mã hóa phải đơn giản, dễ hiểu để học sinh nào cũng có thể đọc được
Bước 3: Lập cung Nối các đỉnh với nhau bằng mũi tên để diễn tả mối quan hệ phụ
thuộc giữa các đỉnh với nhau, thể hiện được chiều hướng phát triển của bài toán
Bước 4: Hoàn thiện Graph.
Lưu ý: để các Graph giải đơn giản hóa, ta có thể lược bỏ những số liệu "cho",coi nhưhiểu ngầm, và chỉ giữ lại những số liệu tham gia trực tiếp vào phép biến đổi
II.3.2 Xây dựng các Graph đề bài toán hóa học điển hình về chương nitơ lớp
11 II.3.2.1 Nhóm Nitơ
II.3.2.1.1 Bài toán về tính oxi hóa – khử của nitơ
Bài 1 Để m gam sắt ngoài không khí, sau một thời gian thu được hỗn hợp B có khối lượng 12 gam bao gồm Fe và các oxit FeO, Fe2O3, Fe3O4 Cho B tác dụng hoàn toàn với 200ml dung dịch HNO3 aM loãng thu được 2,24 lít khí NO duy nhất (đktc) Tính m và nồng độ mol aM của dung dịch HNO3 đã dùng
Trang 7Bài 2 Cho 3,51 gam Al tác dụng vừa đủ với 2 lít dung dịch HNO3 thì thu được hỗn hợp
khí A gồm NO và N2 có tỉ khối đối với hidro là 14,75.Tính thể tích mỗi khí sinh ra ( đktc)?
Bài 3 Hòa tan hoàn toàn 1,23 gam hỗn hợp X gồm Cu và Al vào dung dịch HNO3 thu
được 0,448 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất ở điều kiện tiêu chuẩn) và dung dịch Y.Sục từ từ khí NH3 (dư) vào dung dịch Y, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được mgam kết tủa Tính thành phần phần trăm về khối lượng của Cu trong hỗn hợp X và giá trịcủa m?
BT nguyên tố Al nAl(OH)3 = nAl = 0,01 mol m =0,78g
Bài 4:Trộn 0,54 g bột Al với hỗn hợp bột Fe2O3 và CuO rồi tiến hành phản ứng nhiệt
nhôm trong điều kiện không có không khí một thời gian, được hỗn hợp rắn X.Hòa tan Xtrong dung dịch HNO3 đặc, nóng dư thì thu được V lít NO (SPkhử duy nhất) Tìm V
Graph tóm tắt:
%Cu/X
= ? m = ?
Trang 87
Trang 9Hướng dẫn: Từ sơ đồ ta thấy chất nhường e là Al và chất nhận e là
HNO3 Bảo toàn mol e VNO 2 =1,344 lít
Bài 5 Hòa tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu ( tỉ lệ mol 1:1) bằng axit HNO3 thu được
V lít hỗn hợp khí X gồm NO và NO2, dung dịch Y ( chỉ chứa 2 muối và axit dư) Tỉ khốicủa X đối với H2 bằng 19 Xác định giá trị của V?
Hướng dẫn: Ta có 64a + 56a =12 a =0,1 mol
Áp dụng pp đường chéo nNO = nNO2 = x mol
BT mol e 4x = 0,5 x = 0,125 mol V = 5,6 lít
Bài 6 Cho 0,28 mol Al vào dung dịch HNO3 dư, thu được khí NO và dung dịch chứa
62,04 gam muối Tính số mol NO thu được?
Graph tóm tắt:
Trang 108
Trang 11Bài 7 Hòa tan m gam Cu trong dung dịch HNO3 thu được 1,12 lít hỗn hợp khí X gồm NO
và NO2 (ở điều kiện tiêu chuẩn) Tỉ khối của X so với H2 là 16,6 Xác định giá trị của m?
Giải tương tự bài 2 Đáp số: m = 4,16 gam
Bài 8 Hòa tan hỗn hợp gồm 0,05mol Ag và 0,03 mol Cu vào dung dịch HNO3 thu được
hỗn hợp khí A gồm NO và NO2 có tỉ lệ mol tương ứng là 2:3 Thể tích hỗn hợp khí A ởđktc là bao nhiêu?
Trang 12Hướng dẫn: BT mol e V = 1,3664 lít
Bài 9 Chia hỗn hợp X gồm Mg, Al, Zn thành hai phần bằng nhau:
Phần 1: tác dụng với HCl dư thu được 0,15 mol H2
Phần 2: cho tan hết trong dung dịch HNO3 dư thu được V lít NO ( duy nhất) Tính giá trị của V?
Bài 10 Khử một lượng Fe2O3 bằng H2 thu được 2,7 gam nước và sinh ra hỗn hợp A gồm
Fe, FeO, Fe3O4 và Fe2O3 Hòa tan A trong dung dịch HNO3 thì chỉ tạo ra V lít khí NO làsản phẩm khử duy nhất Giá trị của V( đktc) là bao nhiêu?
Graph tóm tắt:
Trang 132,7 gam H2O +H2
Hướng dẫn: Ta có nH2 =nH2O BT mol e nNO = 0,1 mol V =2,24 lít
II.3.2.1.2 Bài toán về nhiệt phân muối nitrat
Bài 1.Nung nóng 66,2 gam Pb(NO3)2 thu được 55,4 gam chất rắn Tính hiệu suất phản ứng
Bài 2 Nhiệt phân hoàn toàn 34,65 gam hỗn hợp gồm KNO3 và Cu(NO3)2 thu được hỗn
hợp khí X Tỉ khối của X so với khí hidro bằng 18,8 Khối lượng Cu(NO3)2 trong hỗn hợpban đầu là bao nhiêu?
Đáp số: mCu(NO 3 ) 2 = 9,4g
11
Trang 14Bài 3 Nung 15,04 gam muối Cu(NO3)2, sau cùng thấy còn lại 8,56 gam chất rắn.
a) Tính phần trăm khối lượng Cu(NO3)2 bị phân hủy?
Bài 4 Đem nung nóng m gam Cu(NO3)2 một thời gian rồi dừng lại, làm nguội và đem cân
thấy khối lượng giảm 0,54 gam so với ban đầu Tính khối lượng muối Cu(NO3)2 đã bịnhiệt phân?
Hướng dẫn: Gọi x là số mol Cu(NO3)2 bị phân hủy ADĐL tăng giảm khối lượng
x = 0,005 molmCu(NO3)2 bị phân hủy = a = 0,94g
Bài 5 Nhiệt phân hoàn toàn 35,8 gam hỗn hợp A gồm AgNO3 và Cu(NO3)2 được m gam
hỗn hợp chất rắn B Tính khối lượng chất rắn B, biết rằng trong A thì AgNO3 và Cu(NO3)2
có số mol bằng nhau
Trang 15a) Tính khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp ban đầu?
b) Tính nồng độ % của dung dịch axit? dd HNO3 a%
mHNO3 =2y.63 = 12,6 g , mddHNO3 = 100g C% HNO3 =12,6%
II.3.2.1.3 Bài toán về P 2 O 5 tác dụng với dung dịch kiềm
Bài 1 Cho 100ml dung dịch H3PO4 3M tác dụng với 200ml dung dịch NaOH 2,5M.
a) Tìm khối lượng muối tạo thành?
b) Tìm nồng độ mol của dung dịch tạo thành?
13
Trang 16Hướng dẫn: Dựa trên cơ sở: T ≤ 1 H2PO4 và H3PO4 dư
Bài 3 Thêm 250 ml dung dịch NaOH 2M vào 200ml dung dịch H3PO4 1,5M Tính khối
lượng muối tạo thành?
Hưỡng dẫn: Tính số mol OH-, số mol H3PO4 Đặt T OH
H3PO4
m NaH PO 12g Giải và có đáp số: m 2 4
28, 4g
Na2 HPO4
Trang 17Bài 4 Cho dung dịch chứa 39,2 gam H3PO4 tác dụng với dung dịch chứa 4 gam NaOH tạo ra m gam muối Tính m?
Bài 5 Trộn lẫn 100 ml dung dịch KOH 1M với 50ml dung dịch H3PO4 1M được dung
dịch X Tính nồng độ mol của muối tan trong dung dịch X?
Graph tóm tắt:
KOH: 0,1 mol
Tương tự cách giải ở các bài trên Đáp số: C M K2HPO41 M
Bài 6 Rót dung dịch chứa 11,76 gam H3PO4 vào dung dịch chứa 16,8 gam KOH Tính
tổng khối lượng muối thu được sau khi cho dung dịch bay hơi đến khô?
Graph tóm tắt:
H3PO4: 0,12 mol 0,3 mol KOH m gam muèi m = ?
Tương tự cách giải ở các bài trên Đáp số:
m muôi m K 2 HPO4 m K 3 PO4 10, 44 17, 72 28,16
Bài 7 Đốt cháy hoàn toàn một lượng hợp chất của phôtpho tạo thành 17,04 gam P2O5 và
6,48 gam H2O. Cho các sản phẩm cháy hòa tan hết vào 60 gam dung dịch NaOH nồng
độ 32% thu được một dung dịch muối Tính nồng độ phần trăm của dung dịch thu được?
15
Trang 18Bài 8 Đổ một dung dịch có chứa 39,2 gam H3PO4 vào 200 ml dung dịch NaOH 22%, sau
phản ứng them nước cất vào thu được 500 gam dung dịch X Tính nồng độ % các muối trong dung dịch X?