CHƯƠNG I TỞNG QUAN Trong các mơn khoa học tự nhiên ở trường THCS thì mơn Hố Học đến chương trình lớp 8 học sinh mới được làm quen và nghiên cứu, mơn học này so với các mơn khoa học khác
Trang 1CHƯƠNG I TỞNG QUAN
Trong các mơn khoa học tự nhiên ở trường THCS thì mơn Hố Học đến chương trình lớp 8 học sinh mới được làm quen và nghiên cứu, mơn học này so với các mơn khoa học khác khi nghiên cứu mơn học này học sinh gặp nhiều khĩ khăn về phía chủ quan do chưa cĩ phương pháp học phù hợp, chưa ham thích học về phía khách quan là mơn khoa học mới, do phương pháp truyền đạt của giáo viên chưa phù hợp …
Qua thực tiễn giảng dạy bộ mơn hĩa học cấp THCS, tơi nhận thấy hĩa học
là bộ mơn khoa học tự nhiên mà học sinh được tiếp cận muộn nhất, nhưng nĩ lại
cĩ vai trị rất quan trọng trong nhà trường phổ thơng Mơn hĩa học cung cấp cho học sinh hệ thống kiến thức phổ thơng, cơ bản và thiết thực đầu tiên về hĩa học, rèn cho học sinh ĩc tư duy sáng tạo và khả năng trực quan nhanh nhạy Hình thành cho các em những phẩm chất cần thiết như cẩn thận, kiên trì, trung thực, tỉ
mỉ và yêu thích khoa học
Việc giảng dạy bộ môn hoá học ở trường phổ thông nhằm mục đích trang bị cho học sinh hệ thống kiến thức hoá học cơ bản, góp phần quan trọng trong việc nâng cao chất lượng đào tạo ở bậc phổ thông
Trong môn hóa học để giải tốt một bài toán hóa đòi hỏi học sinh phải biết viết được phương trình hóa học và phải cân bằng chính xác thì mới giải một bài toán đúng chính xác kết quả
Hiện nay chất lượng học tập của học sinh càng có phần đi xuống đối với tất cả các môn nói chung và môn hóa học nói riêng, do nhiều nguyên nhân khác nhau nhất là kỹ năng cân bằng phương trình phản ứng hóa học của các em
Nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả giảng dạy môn hóa học THCS điều nhất thiết là mỗi giáo viên cũng phải suy nghĩ làm sao cho học sinh mình yêu thích bộ môn, chất lượng học tập bộ môn được nâng dần lên và có hiệu
quả cao Chính vì vấn đề trên nên tôi mạnh dạn chọn đề tài “ Rèn kĩ năng cân bằng phương trình hĩa học ”
Trang 2- Học sinh lớp 8 Trường THCS Vĩnh Tiến
III PHẠM VI NGHIÊN CỨU:
- Do thời gian có hạn, học sinh bắt đầu làm quen với cân bằng phương trình phản ứng hóa học từ tiết 21, nên tôi chỉ nghiên cứu giúp học sinh lớp 8 làm sao các em cân bằng được phương trình phản ứng hóa học theo 4 phương pháp sau:
Phương pháp 1: Cân bằng theo phương pháp “Hệ số phân số”
Phương pháp 2: Cân bằng các phương trình hoá học theo phương pháp
“Chẵn - Lẻ”
Phương Pháp 3: Cân bằng phản ứng theo phương pháp “Đại số”
Phương pháp 4: Phân loại phương trình hóa học
IV PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:
1) Đọc tài liệu:
Đọc tài liệu có liên quan đến đề tài: Lý luận dạy học hoá học, Phương pháp giảng dạy hoá học trong nhà trường phổ thông, một số tài liệu về đổi mới phương pháp dạy học ở trường THCS, tài liệu bồi dưỡng giáo viên dạy học sinh yếu kém môn hoá học THCS, tài liệu bồi dưỡng thường xuyên cho giáo viên THCS môn hoá học, sách giáo khoa, sách giáo viên lớp 8, 9, các chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi, chuyên đề cân bằng phương trình hóa học đã được truyền tải qua mạng Internet Hình thành kỹ năng giải bài tập hoá học trường THCS để rút ra một số nội dung kiến thức cần thiết
2) Điều tra:
- Trao đổi kinh nghiệm với các giáo viên dạy cùng môn
- Đàm thoại với học sinh để tìm ra những khó khăn mà học sinh thường gặp trong khi cân bằng phương trình phản ứng hóa học
- Theo dõi kết quả qua các bài kiểm tra và phần trình bày của học sinh trước lớp (bảng đen)
Trang 3PHẦN B: NỘI DUNG
I CƠ SỞ LÍ LUẬN:
Theo lý luận dạy học, kiến thức được hiểu là kết quả của quá trình nhận thức bao gồm một tập hợp nhiều mặt về chất lượng và số lượng của các biểu tượng và khái niệm lĩnh hội được, được giữ lại trong trí nhớ và được tái tạo lại khi có những đòi hỏi tương ứng
- Kỹ năng là khả năng của con người biết sử dụng có mục đích và sáng tạo những kiến thức và kỹ xảo của mình trong hoạt động lý thuyết cũng như thực tiễn
- Kỹ xảo là hành động mà những phần hợp thành của nó do luyện tập mà trở thành tự động hoá
- Kiến thức là cơ sở, là nền tảng để hình thành kỹ năng, nhưng ngược lại việc nắm vững kỹ năng, kỹ xảo sẽ có tác dụng trở lại giúp kiến thức trở nên sống động, linh hoạt hơn
- Dạy hoá học không phải là quá trình truyền thụ kiến thức, “rót” kiến thức vào học sinh mà chủ yếu là quá trình giáo viên thiết kế, tổ chức, điều khiển các hoạt động của học sinh theo các mục tiêu cụ thể
Trang 4- Hoá học không phải là quá trình tiếp nhận kiến thức một cách thụ động những tri thức hoá học mà chủ yếu là quá trình học sinh nhận thức tự khám phá, tìm tòi tri thức khoa học một cách chủ động tích cực là quá trình tự phát hiện và giải quyết các vấn đề
Đổi mới phương pháp hoá học là:
* Đổi mới hoạt động của giáo viên theo hướng tích cực
* Đổi mới hoạt động học tập của học sinh theo hướng chủ động tích cực
* Đổi mới các hình thức tổ chức dạy học: phải đa dạng, phong phú hơn cho phù hợp với việc tìm tòi cá nhân, hoạt động theo nhóm và toàn lớp
* Sử dụng một cách linh hoạt các phương pháp dạy học đặc thù của bộ môn hóa học với các kỹ thuật thiết kế tổ chức hoạt động dạy học theo hướng tích cực
* Một số kỹ thuật thiết kế tổ chức kết hợp với hoạt động học tập của học sinh phát huy có hiệu quả việc sử dụng đồ dùng dạy học của bộ môn
II CƠ SỞ THỰC TIỄN:
Đối với giáo viên:
- Tìm hiểu nguyên nhân dẫn đến kĩ năng cân bằng phương trình phản ứng rất yếu
- Phân loại nguyên nhân để chọn giải pháp thích hợp
- Thông qua bài giảng, giáo dục và hướng dẫn cách tự học cho học sinh
- Đánh giá điểm, tuyên dương khích lệ kịp thời
- Phân loại đối tượng học sinh, cho học sinh kiểm tra lẫn nhau
- Thông qua việc kiểm tra
Soạn giáo án theo phương hướng đổi mới phương pháp giảng dạy:
- Tổ chức tiết học trên lớp đúng theo kế hoạch của giáo án
- Lưu ý khâu hướng dẫn học sinh tự học, tự nghiên cứu ở nhà
- Tiến hành thực hiện kiểm tra bằng đủ các loại hình thức kiểm tra, tận dụng hình thức tổ trưởng kiểm tra tổ viên, giáo viên có kế hoạch kiểm tra giám sát
Đối với học sinh:
- Luôn chú ý nghe giảng
- Chuẩn bị kỹ phần bài cũ và bài mới
Trang 5- Việc đổi mới phương pháp giảng dạy dựa trên cơ sở phát huy tính tích cực hoạt động của học sinh Muốn đạt được điều này giáo viên cần có những biện pháp tích cực sáng tạo để đạt được mục đích, qua đó giúp cho học sinh ham thích học tập bộ môn, góp phần nâng cao chất lượng nhưng phải đảm bảo 45 phút trên lớp
Vậy, những biện pháp nào cần phải đặt ra để giải quyết tình trạng này, mang lại hiệu quả cũng như nâng dần chất lượng bộ môn hoá học THCS đây là vấn đề cần phải giải quyết
III NỘI DUNG VẤN ĐỀ:
1/ Vấn đề đặt ra:
Để làm tốt các bài tập hoá học, việc cần thiết trước hết là các em phải cân bằng nhanh và đúng các phương trình phản ứng hoá học rồi mới làm các
bước tiếp theo Có nhiều phương pháp để cân bằng một phương trình hoá học
trong đó có các phương pháp “thăng bằng electron và ion- eclectron” thăng bằng nhanh và chính xác Tuy vậy với học sinh lớp 8 chưa thể cân bằng được theo các phương pháp này,sách giáo khoa lớp 8 mới chỉ dừng lại ở mức độ
nêu ra 3 bước lập 1 phương trình hoá học là.
Bước 1: Viết sơ đồ phản ứng gồm công thức hoá học của các chất phản ứng và sản phẩm
Bước 2: Cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố: Tìm hệ số thích hợp
đặt trước các công thức
Bước3: Viết phương trình hoá học.
Qua thực tế giảng dạy tôi thấy học sinh rất lúng túng ở bước 2 khi đi
tìm hệ số thích hợp đặt trước các công thức, do đó việc cân bằng hoá học là một nội dung khó đối với học sinh
Để góp phần làm đơn giản hóa các khó khăn đó, tôi đã tìm hiểu và lựa chọn một số phương pháp “giúp các em cân bằng nhanh và chính xác các phương trình hoá học” phù hợp với trình độ nhận thức của các em
2/ Giải pháp:
Trang 6Phương pháp 1: Cân bằng theo phương pháp “Hệ số phân số” Để
cân bằng phản ứng theo phương pháp này ta cần thực hiện các bước sau.
Bước 1: Đưa các hệ số là số nguyên hay phân số vào trước các công
thức hoá học sao cho số nguyên tử hai vế bằng nhau
Bước 2: Quy đồng mẫu số rồi khử mẫu để được PHƯƠNG TRÌNH HÓA
HỌC hoàn chỉnh
Ví dụ 1: Cân bằng phản ứng sau.
P + O2 P2O5
Ở phương trình này ta thấy ở vế phải có hai nguyên tử P và 5 nguyên tử
O còn ở vế trái có một nguyên tử P và 2 nguyên tử O
Cách làm: Đưa hệ số 2 vào trước P hệ số 25 vào trước O2 để cân bằng số nguyên tử
2P + 25 O2 P2O5
Tiếp đó ta quy đồng mẫu số chung là 2 ta được:
4
2 P + 52 O2 22 P2O5
Khử mẫu ta được phương trình hoàn chỉnh:
4P + 5O2 t0 2P2O5
Ví dụ 2: Cân bằng phản ứng sau.
C2H2 + O2 CO2 + H2O
Ở phương trình này ta thấy ở vế phải có 1 nguyên tử C, ở bên trái có 2 nguyên tử C
Cách làm: Đặt hệ số 2 vào trước CO2
C2H2 + O2 2CO2 + H2 O
Lúc này ta thấy ở vế trái có 2 nguyên tử O còn ở vế bên phải có 5 nguyên tử O vậy ta thêm hệ số 25 vào O2
C2H2 + 25O2 2CO2 + H2O
t 0
t 0
t 0
t 0
t 0
t 0
Trang 7Tương tự quy đồng rồi khử mẫu số ta được.
2C2H2 + 5O2 t0 4CO2 + 2H2O
Ví dụ 3: Al2O3 Al + O2
Tương tự ta đặt 2 vào trước Al và 23 vào trước O2
Al2O3 2Al + 23O2
Quy đồng mẫu số với 2 rồi khử mẫu ta được phương trình hoá học 2Al2O3 Criolit
điện phân nóng chảy
4Al + 3O2
* Nhận xét: Phương pháp này áp dụng đặc biệt có hiệu quả với các
phương trình có một hoặc nhiều chất là đơn chất, tổng số chất trong phản ứng từ 3 đến 4 (như các phản ứng giữa kim loại, phi kim với các chất khác hay các phản ứng phân huỷ tạo ra đơn chất)
Phương pháp 2: Cân bằng các phương trình hoá học theo phương pháp “Chẵn - Lẻ”.
Để cân bằng theo phương pháp này ta làm như sau:
Xét các chất trước và sau phản ứng Nếu số nguyên tử của cùng một nguyên tố trong một số công thức hoá học là số chẵn còn ở công thức khác lại là số lẻ thì đặt hệ số 2 trước công thức có số nguyên tử là lẻ, sau đó tìm các hệ số còn lại
Ví dụ 1: Cân bằng phương trình hoá học sau.
FeS2 + O2 Fe2O3 + SO2
Ta thấy số nguyên tử oxi trong O2 và SO2 là chẵn còn trong Fe2O3 là lẻ vậy cần đặt hệ số 2 trước công thức Fe2O3
Cách làm:
FeS2 + O2 2Fe2O3 + SO2
Tiếp theo ta lần lượt cân bằng sắt và lưu huỳnh
4FeS2 + O2 2Fe2O3 + SO2 (đặt hệ số 4 trước FeS2)
4FeS + O 2Fe O + 8SO (đặt thêm hệ số 8 trước SO )
t 0
t 0
t 0
t 0
Criolit Điện phân nóng chảy
Criolit Điện phân nóng chảy
Trang 8Cuối cùng ta cân bằng oxi ta thấy ở vế phải có tổng cộng 22 oxi vậy phải thêm hệ số 11 vào trước công thức O2 ta được phương trình hoá học
4FeS2 + 11 O2 t0
2Fe2O3 + 8SO2
Ví dụ 2: Cân bằng phương trình hoá học sau:
Al + CuCl2 AlCl3 + Cu
Ta thấy clo trong công thức CuCl2 là chẵn còn trong AlCl3 lẻ
Cách làm: Thêm 2 trước công thức AlCl3
Al + CuCl2 2AlCl3 + Cu
Tiếp theo ta cân bằng clo và nhôm Đặt hệ số 3 trước CuCl2, đặt hệ số 2 trước AlCl3
2Al + 3 CuCl2 2AlCl3 + Cu
Cuối cùng ta cân bằng đồng, ta được phương trình hoá học
2Al + 3CuCl2 2AlCl3 + 3Cu
Ví dụ 3: Cân bằng phương trình hóa học của phản ứng
Fe2O3 + HCl FeCl3 +H2O
Ta thấy số nguyên tử Fetrong Fe2O3 là chẵn còn trong FeCl3 là lẻ ta đặt hệ số 2 trước FeCl3
Fe2O3 + HCl 2FeCl3 +H2O
Ta tiếp tục cân bằng clo (đặt hệ số 6 trước HCl)
Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 +H2O
Cuối cùng ta cân bằng Hiđro (Đặt hệ số 2 trước H2O) ta được phương trình hóa học hoàn chỉnh
Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 +3H2O
* Nhận xét : Trong các trường hợp cụ thể có thể các phương trình hóa
học có nhiều nguyên tố mà ở một số là chẵn ở một số bên là lẻ, do đó ta nên chọn nguyên tố có số lẻ cao hơn để cân bằng
Ví dụ : Al + O2 Al2O3
Cả nguyên tử nhôm và nguyên tử oxi trong 1 công thức là chẵn, 1 công thức là lẻ nhưng oxi có số lẻ cao hơn nên cân bằng oxi trước
t 0
Trang 9Al + O2 2Al2O3 (Đặt hệ số 2 trước Al2O3)
Al + 3O2 2Al2O3 (Cân bằng oxi, đặt hệ số 3 trước O2)
4Al + 3O2 t0
2Al2O3 (Cân bằng Al, đặt hệ số 4 trước Al)
Nếu cân bằng nhôm trước, hệ số tiếp theo thường lẻ phải quy đồng và khử mẫu: 2Al + O2 Al2O3
2Al + 23 O2 Al2O3
Nhân các hệ số với 2 rồi khử mẫu
4Al + 3O2 t0 2Al2O3
* Lưu ý: Với phương trình hóa học có tất cả 3 chất, trong đó có 2 chất
là đơn chất thì sau khi chọn được nguyên tố thích hợp để cân bằng ta có thể tìm bội số chung nhỏ nhất của các chỉ số nguyên tố đó trong công thức hoá học để tìm 2 hệ số cùng lúc:
Ví dụ 1: Al + Cl2 AlCl3
Cách làm ta chọn nguyên tố clo để cân bằng Bội số chung nhỏ nhất của hai chỉ số 2 và 3 là 6 Ta lấy 6 : 3 = 2 điền 2 trước AlCl3 Lấy 6 : 2 = 3 điền 3 trước Cl2 ta được
Al + 3Cl2 2AlCl3
Cân bằng nhôm: đặt hệ số 2 trước Al ta được phương trình hóa học hoàn chỉnh
2Al + 3Cl2 t0 2AlCl3
Ví dụ 2: P + O2 P2O5
Ta chọn oxi để cân bằng Bội số chung nhỏ nhất của 2 và 5 là 10 lấy bội số chung trên chia cho chỉ số của nguyên tố oxi trong từng công thức hoá học để tìm hệ số
10 : 2 = 5 điền 5 vào trước O2; 10 : 5 = 2 điền 2 vào trước P2O5 ta được:
P + 5O2 2P2O5
Sau đó cân bằng phốt pho bằng cách thêm 4 vào trước P ta được
t 0
t 0
t 0
t 0
t 0
t 0
t 0
t 0
Trang 104P + 5O2 t 0 2P2O5
Ví dụ 3: N2 + H2 NH3
Ta chọn Hidrô Bội số chung gần nhất của hai chỉ số của nguyên tố Hiđrô là 6 Ta lấy bội số chung vừa tìm được lần lượt chia cho chỉ số của các chỉ số trong từng công thức, ta tìm được các hệ số tương ứng là 2 và 3 đặt vào phương trình phản ứng
N2 + 3H2 t0 2NH3
Phương Pháp 3: Cân bằng phản ứng theo phương pháp “Đại số” Để cân bằng phương trình hoá học theo phương pháp này ta cần thực
hiện các bước sau:
Bước 1: Đưa các hệ số a, b , c, d, e… lần lượt vào trước công thức hoá
học ở 2 vế của phương trình hóa học
Bước 2: Cân bằng số nguyên tử ở 2 vế của phương trình bằng 1 hệ
phương trình đại số bậc nhất chứa các ẩn a, b, c, d, e … (lưu ý để lập được các phương trình cần nắm vững tổng số nguyên tử của 1 nguyên tố ở vế trái luôn bằng tổng số nguyên tử, nguyên tố đó ở vế phải Như vậy với 1 phương trình hóa học bất kì nếu có tổng số chất là n thì ta luôn lập được (n – 1) phương trình)
Bước 3: Giải hệ phương trình vừa lập để tìm các hệ số a, b, c, d, e … (lưu
ý vì hệ phương trình có n ẩn nhưng chỉ có (n-1) phương trình hóa học nên ta chọn 1 giá trị bất kì cho 1 ẩn số nào đó sao cho dễ tìm được các hệ số còn lại theo giá trị đó, giải phương trình tìm các hệ số còn lại)
Bước 4: Đưa các giá trị (a, b, c, d, e…) vừa tìm được vào phương trình
hóa học (nếu hệ số tìm được là phân số ta quy đồng rồi khử mẫu)
Ví dụ 1: Lập phương trình hoá học.
Cu + HNO3 đặc Cu(NO3)2 + NO2 + H2O
Bước 1: Đặt các hệ số hợp thức vào phương trình hóa học.
aCu + bHNO3 đặc cCu(NO3)2 + dNO2 + eH2O
t 0
Trang 11Bước 2: Thiết lập hệ phương trình dựa vào mối liên hệ tổng số nguyên
tử của 1 nguyên tố phải bằng tổng số nguyên tử của nguyên tố đó ở bên phải:
Ta lập được các phương trình hóa học (5 chất nên lập được 4 phương trình đại số)
O: 3b = 3.2.c + 2d + e 3b = 6c + 2d + e (4)
Ta có hệ phương trình:
a = c (1)
b = 2c + d (3)
3b = 6c + 2d + e (4)
Bước 3: Giải hệ phương trình đại số trên bằng cách: chọn hệ số c = 1(có
thể chọn 1 hệ số khác và 1 giá trị khác tuy vậy việc tính có thể gặp khó khăn hơn) từ (1) a = c = 1 (*)
Mặt khác từ (2) ta có: b = 2e e = 2b (**)
Thay các giá trị (*); (**) vào (3) và (4) ta được hệ phương trình:
b = 2 + d b = 2 + d
3b = 6 + 2d +2b 5b = 12 + 4d
Giải hệ phương trình trên ta được: d = 2; b = 4
thay b = 4 vào phương trình (2) ta được:
4 = 2 e e = 2
Bước 4: Đưa các hệ số vừa tìm được vào phương trình hóa học ta được