Từ thực tiễn đó, trong quá trình giảng dạy tôi đã tìm tòi và hướng dẫn học sinh một số phương pháp nhằm giải nhanh các bài toán hóa học ở mức vận dụng cao.. Từ lí do trên tôi lựa chọn đề
Trang 1I MỞ ĐẦU
1.1 LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Trong đề thi tốt nghiệp trung học phổ thông, hầu hết các môn thi hiện nay
đã sử dụng hình thức thi trắc nghiệm Điều này đã khẳng định tính ưu việt của bài thi trắc nghiệm trong kiểm tra, đánh giá học sinh
Trong bài thi các môn khoa học tự nhiên và khoa học xã hội, mỗi bài thi gồm 40 câu với thời gian làm bài 50 phút Với thời gian ngắn như vậy, để hoàn thành được bài thi thì học sinh phải có kĩ năng giải bài tập thật tốt và thật ngắn gọn, đặc biệt là những bài tập mức độ vận dụng và vận dụng cao
Từ thực tiễn đó, trong quá trình giảng dạy tôi đã tìm tòi và hướng dẫn học sinh một số phương pháp nhằm giải nhanh các bài toán hóa học ở mức vận dụng cao Một trong số những phương pháp đó là tách phân tử hợp chất hữu cơ chứ C,
H, N thành NH, CH2, H2 Từ lí do trên tôi lựa chọn đề tài “Hướng dẫn học sinh tách phân tử hợp chất hữu cơ chứa C, H, N thành NH, CH 2 , H 2 để giải một số bài toán đốt cháy mức độ vận dụng và vận dụng cao”.
1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU:
Đề tài này được thực hiện với mục đích giúp học sinh hiểu rõ nguyên tắc của quá trình tách chất thành những nhóm nguyên tử tương đương đơn giản hơn để việc giải bài tập được thuận tiện, dễ dàng hơn.Thông qua đó, thời gian giải bài tập Hóa học được rút ngắn hơn
Tóm lại, đề tài muốn góp một tiếng nói vào phong trào đổi mới phương pháp dạy học Đề tài còn góp phần nâng cao hiệu quả giáo dục, đào tạo trong tình hình đất nước hiện nay
1.3 NHIỆM VỤ VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU.
Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài này nhằm giải quyết ba vấn đề cơ bản sau:
Một là: nghiên cứu những vấn đề lý luận về phương pháp dạy học
hoá học ở trường phổ thông
Hai là: nghiên cứu tình hình thực tế qua việc dự giờ các tiết dạy của
giáo viên cùng bộ môn để đánh giá và rút ra phương pháp giảng dạy thích hợp, đồng thời nghiên cứu hiệu quả học tập của học sinh trong suốt quá trình thực hiện giải pháp
Ba là: trên cơ sở thống kê số liệu chỉ rõ cách thực hiện và hiệu quả của
việc áp dụng: “Hướng dẫn học sinh tách phân tử hợp chất hữu cơ chứa C, H,
N thành NH, CH 2 , H 2 để giải một số bài toán đốt cháy mức độ vận dụng và vận dụng cao”.
Đối tượng áp dụng đề tài là học sinh lớp 12 trường THPT Cầm Bá Thước, cụ thể là:
Trang 2STT Lớp Sĩ số Năm học
1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1.4.1 Nhóm phương pháp nghiên cứu lý luận
Thu thập các loại sách, báo, tạp chí, tài liệu có liên quan đến đề tài Đọc
và khái quát các tài liệu có liên quan đến vấn đề nghiên cứu: chủ yếu là sách giáo khoa về bài tập hóa học lớp 12, thông qua các trang mạng chuyên môn về hóa học
1.4.2 Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn
1.4.2.1 Phương pháp quan sát
Phương pháp này thực hiện bằng cách theo dõi và phân loại học sinh (Giỏi , Khá, Trung bình, Yếu, Kém) để đưa ra cách giải hợp lý cho từng đối tượng 1.4.2.2 Phương pháp điều tra, khảo sát bằng phiếu
Sử dụng hệ thống câu hỏi, phiếu điều tra nhằm thu thập số liệu để đánh giá thực trạng và đề xuất các giải pháp
1.4.2.3 Phương pháp phỏng vấn
Phỏng vấn, trao đổi trực tiếp với tổ trưởng, tổ chuyên môn, và tham khảo ý kiến các giáo viên dạy giỏi về các vấn đề có liên quan đến đề tài
1.4.3 Phương pháp thống kê toán học
Sau khi thu thập các phiếu thăm dò ý kiến, dựa vào kết quả điều tra, tôi cho học sinh kiểm tra các kiến thức đã học so sánh đối chiếu với từng năm, từ
đó rút ra tỉ lệ phần trăm, nhằm đánh giá thực trạng và định hướng nâng cao hiệu quả của của việc dạy học hoá học ở trường trung học phổ thông
II NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
2.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
2 1.1 Cơ sở pháp lý:
Sáng kiến kinh nghiệm thực hiện chủ yếu dựa trên sách giáo khoa (SGK) hoá học 12, vì vậy SGK là cơ sở pháp lý để xây dựng đề tài Ngoài ra còn tham khảo sách giáo viên, sách bài tập, các sách tham khảo và các tài liệu có liên quan
là cơ sở cho sáng kiến kinh nghiệm
2.1.2 Cơ sở lý luận:
Trang 3Như chúng ta đã biết để học sinh thực sự hiểu về bản chất của một phản ứng Hóa học thì việc đầu tiên là học sinh phải được quan sát trực tiếp các quá trình Hóa học
Trên cơ sở biết, hiểu được bản chất của phản ứng Hóa học thì học sinh mới có thể áp dụng vào giải quyết những tình huống phát sinh trong việc xử lí bài tập cũng như trong đời sống
2.2 THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ TRƯỚC KHI ÁP DỤNG SKKN 2.1 Tình hình học sinh học bộ môn hóa của trường THPT Cầm Bá Thước.
Đối với học sinh THPT các em chưa có định hướng sâu sắc về nghề nghiệp cho tương lai nên ý thức học tập bộ môn chưa cao, các em chỉ thích môn nào mình học
có kết quả cao hoặc thích giáo viên nào thì thích học môn đó Trong quá trình giảng dạy tôi đã phát hiện ra rằng nhiều học sinh còn học đối phó, chưa hứng thú tham gia xây dựng bài Nhiều học sinh tỏ ra lúng túng, không tìm ra cách xử
lí, ngay cả những vấn đề tưởng chừng hết sức cơ bản trong cuộc sống hàng ngày Vì thế, làm sao các em có thể yêu thích học bộ môn?
2.2 Thực trạng
Trong quá trình học tập học sinh ít được hoạt động, nặng về nghe giảng, ghi chép rồi học thuộc, ít được suy luận, động não Thời gian dành cho học sinh hoạt động trong một tiết học là quá ít, kể cả hoạt động tay chân và hoạt động tư duy Học sinh chưa được trở thành chủ thể hoạt động Hình thức hoạt động của học sinh cũng đơn điệu, chủ yếu là nghe thầy đọc và chép vào vở, học sinh ít được động não
và thường ít được chủ động tích cực Do vậy, phương pháp học của học sinh là thụ động, ít tư duy, sáng tạo và học sinh thường gặp khó khăn khi giải quyết những bài tập liên quan đến việc tổng hợp kiến thức đặc biệt ở mức độ vận dung và vận dụng cao
Các hình thức hoạt động của thầy và các phương pháp dạy mà thầy sử dụng chưa nhằm vào yêu cầu tổ chức cho học trò hoạt động, chưa chú trọng vào việc hình thành phương pháp tư duy, rèn luyện cho học sinh năng lực sáng tạo Đối với bài tập Hoá học, đặc biệt là những bài tập ở mức độ vận dụng và vận dụng cao giáo viên cần phải liên tục tìm tòi, học hỏi để có thể hướng dẫn học sinh những phương pháp giải bài tập sáng tạo và ngắn gọn, nhằm giúp học sinh giải quyết nhanh, chính xác những bài tập khó
Trước thực trạng trên, tôi đề xuất một số biện pháp và giải pháp nhằm nâng
cao chất lượng giảng dạy của giáo viên và học tập của học sinh
2.3 CÁC GIẢI PHÁP ĐÃ SỬ DỤNG ĐỂ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 2.3.1 Cơ sở lí luận của phương pháp tách chất.
Trang 4Công thức tổng quát của amin có dạng: CnH2n+2+x-2k Nx( k: số liên kết pi của amin, x: số nhóm chức của amin)
Như vậy, công thức tổng quát của một số dãy amin thường gặp có dạng: + Amin no, đơn chức mạch hở: CnH2n+3N
+ Amin no, 2 chức mạch hở: CnH2n+4N2
+ Amin đơn chức, mạch hở : CnH2n+3 – 2kN
+ Amin no, mạch hở : CnH2n+2+x Nx
Các dãy đồng đẳng này có thể tách thành các nhóm nguyên tố như sau: + Amin no, đơn chức mạch hở: CnH2n+3N = CnH2n + NH+ H2
= (CH2)n + NH+ H2
Như vậy để đơn giản amin no, đơn chức có thể tách thành hỗn hợp CH2, NH,
H2
Trong đó n NH❑ = n H2 = nN = namin
+ Amin no, 2 chức mạch hở: CnH2n+4N2 = CnH2n + 2NH + H2
= (CH2)n + 2NH + H2
Amin no, 2 chức, mạch hở được tách thành CH2, NH, H2 trong đó
n NH❑ = nN = 2namin; n H2 = namin
+ Amin đơn chức, mạch hở : CnH2n+3 – 2kN = CnH2n + NH +(1- k)H2
= (CH2)n + NH +(1-k)H2
Amin đơn chức, mạch hở được tách thành CH2, NH, H2 trong đó
n NH❑ = nN = namin; n H2 = namin
+ Amin no, mạch hở : CnH2n+2+x Nx = CnH2n + xNH + H2
Amin no, mạch hở được tách thành CH2, NH, H2 trong đó
n NH❑ = nN = xnamin; n H2 = namin
2.3.2 Phân tích một số ví dụ cụ thể
Ví dụ 1.(Câu 38 - đề minh hoạ 2021) Hỗn hợp E gồm amin X (no, mạch hở) và
ankan Y, số mol X lớn hơn số mol Y Đốt cháy hoàn toàn 0,09 mol E cần dùng vừa đủ 0,67 mol O2, thu được N2, CO2 và 0,54 mol H2O Khối lượng của X trong 14,56 gam hỗn hợp E là
A 7,04 gam. B 7,20 gam C 8,80 gam D 10,56
gam
Hướng dẫn
X là amin no, mạch hở : CnH2n+2+x Nx = CnH2n + xNH + H2
Y là ankan: CmH2m+2 = CmH2m+ H2 = (CH2)m + H2
Trang 5E có thể qui thành CH2, H2, NH
CH2, H2, NH+ O2 (0,67 mol) → CO2 + H2O (0,54 mol) + N2
Bảo toàn O có: n CO2 = 0,4 mol = n CH2
Mặt khác n H2 = 0,09 (mol) = nE
Bảo toàn H có: n NH = 0,54.2 - 0,4.2 – 0,09.2 = 0,1 (mol)
Khối lượng hỗn hợp trong 0,09 mol E là:
mE = 0,4.14 + 0,09.2 + 0,1.15 = 7,28 (g)
Vì nE = 0,09mol ; nX > nY → 0,09 > nX > 0,045
0,1
nX = 0,12 = 0,05 mol; ny = 0,04 mol
Vậy E gồm: X: CnH2n+4N2 (0,05 mol)
Y: CmH2m+2 (0,04mol)
n CO2= 0,05n + 0,04m = 0,4
→ n = 4; m = 5
- 14,56 gam hỗn hợp E có khối lượng gấp 2 lần 0,09 mol
mX = 0,05.88.2 = 8,8g
Đáp án C
Ví dụ 2.(Đề thi thử Lương Thế Vinh) Cho hỗn hợp E gồm amin X (no, mạch
hở) và hidrocacbon Y, số mol X lớn hơn số mol Y Đốt cháy hoàn toàn 0,26 mol E cần dùng vừa đủ 2,51 mol O2, thu được N2, CO2 và 1,94 mol H2O Mặt khác, nếu cho 0,26 mol E tác dụng với dung dịch HCl dư thì lượng HCl phản ứng tối đa là 0,28 mol Khối lượng Y trong 0,26 mol E là
Hướng dẫn
Qui hỗn hợp E thành CH2, H2, NH
CH2
H2 + O2 (2,51 mol) → CO2 + H2O (1,94 mol) + N2
NH
Bảo toàn O được n CO2 = 1,54 mol = n CH2
n HCl = n NH = 0,28 (mol).
Bảo toàn H tìm được n H2 = 0,52 mol
Trang 6Vì nE = 0,26mol ; nX > nY → 0,26 > nX > 0,13
0,28
0,13> Số nhóm chức X > 0,280,26→ X là amin no, 2 chức
nX = 0,282 = 0,14 mol; ny = 0,12 mol
Vậy E gồm: X: CnH2n+4N2 (0,14 mol)
Y: CmH2m+2 (0,12mol)
n CO2= 0,14n + 0,12m = 1,54
→ n = 5; m = 7
mY = 0,12.86 = 10,32g
Đáp án A.
Ví dụ 3 (Đề thi thử Moon) Hỗn hợp A gồm ankan X, anken Y, amin no hai
chức mạch hở Z Tỉ khối của A so với H2 bằng 385/29 Đốt cháy hoàn toàn 6,496 lít A thu được 9,632 lít CO2 và 0,896 lít N2 (các thể tích khí đo ở đktc)
Phần trăm khối lượng của anken có trong A gần nhất với
Hướng dẫn
Qui hỗn hợp A thành CH2, H2, NH
nA = 0,29 (mol); mA = 7,7 gam
n CO2 = 0,43 (mol); n N2 = 0,04 mol
n CO2 = n CH2 = 0,43 mol
n NH = 2 n N2 = 0,08 mol → nZ = 0,04
n H2 = (7,7 – 0,43.14 – 0,08.15) : 2 = 0,24 mol = nX + nZ → nX = 0,2 mol
nY = 0,05 mol
Gọi n, m, x lần lượt là số C trong X, Y, Z Ta có
n CO2= ¿0,2n + 0,05m + 0,04x = 0,43 (n,x ≥ 1; x ≥ 2)
→ n = 1; m = 3 ; x = 2 thỏa mãn
mY = 0,05.42 = 2,1g
% mY = 27,27%
Đáp án B
Trang 7Ví dụ 4 Đốt cháy hoàn toàn 1,792 lít hỗn hợp B gồm etylmetylamin và 2
hiđrocacbon mạch hở đồng đẳng kế tiếp X, Y(có số liên kết π < 3) bằng lượng oxi vừa đủ thu được 12,992 lít (đktc) hỗn hợp Y gồm CO2, H2O và N2 Dẫn toàn
bộ Y qua bình chứa dung dịch H2SO4 đặc dư thấy thể tích giảm 6,944 lít Các khí đều đo đktc % khối lượng của hiđrocacbon có khối lượng phân tử nhỏ là
35,17%
Hướng dẫn
nX = 0,08 mol; nY = 0,58 mol; n H2O = 0,31 mol
n CO2 + n N2= 0,27 mol
C3H9N = (CH2)3 + NH + H2
CnH2n+2-2k = (CH2)n + (1- k)H2
Qui hỗn hợp B thành CH2, H2, NH
CH2 x
H2 y + O2 → CO2 + H2O + N2
NH z x 0,31 2z
x + 2z = 0,27
x + y + 2z = 0,31 → y = 0,04 mol < nX → 2 hidrocacon không no
- Nếu k = 1 → n H2 = namin = z = 0,04
X, Y là 2 anken nanken = 0,04 mol → n CO2 = 0,25 mol
Ta cón CO2 = 0,04.3 + 0,04.n´ = 0,25 → n´ = 3,25 (n´ : số C trung bình 2 anken)
2 anken C3H6 (0,03mol), C4H8 (0,01mol)
- Nếu k = 2→ n H2 = namin – nX,Y = 0,04 mol
namin = 0,06 mol; nX,Y = 0,02 mol
Ta cón CO2 = 0,06.3 + 0,04.n´ = 0,25 → n´ = 1,75 (loại)
Đáp án B
Trang 8Ví dụ 5 Hỗn hợp E chứa 2 amin đều no, đơn chức và một hiđrocacbon X thể
khí điều kiện thường Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol hỗn hợp E cần dùng 2,7 mol không khí (20% O2 và 80% N2 về thể tích) thu được hỗn hợp F gồm CO2, H2O
và N2 Dẫn toàn bộ F qua bình đựng NaOH đặc dư thấy khối lượng bình tăng 21,88 gam, đồng thời có 49,616 lít (đktc) khí thoát ra khỏi bình Công thức phân
tử của X là
A C3H4 B C3H6 C C2H4 D C2H6
Hướng dẫn
Amin no, đơn chức CnH2n+3N = CnH2n + NH+ H2
Hidrocacbon CmH2m+2-2k = (CH2)m + (1- k)H2
Qui hỗn hợp E thành CH2, H2, NH
CH2
H2 + O2 0,54 mol → CO2 + H2O + N2
NH N2 2,16 mol x (0,305) y (0,47)
n N2 = 2,215 (mol) → n NH = 0,11 mol
Đặt x, y là số mol CO2 và H2O
Bảo toàn O ta có: 2x + y = 0,54.2
Khối lượng bình NaOH tăng: 44x + 18y = 21,88
x = 0,305 mol ; y = 0,47 mol
n CH2 = 0,305 mol;
Bảo toàn H: n H2 = 0,11 mol
Vì n H2 = n NH → X là anken
´
H = 4,7 Do amin no, đơn chức có H ≥ 5 → anken là C2H4
Đáp án C
Ví dụ 6 Hỗn hợp X gồm propin, buta-1,3-đien và một amin no, đơn chức, mạch
hở Đem đốt cháy hoàn toàn 23,1 gam X cần dùng vừa đúng 2,175 mol O 2
nguyên chất thu được hỗn hợp sản phẩm Y gồm CO 2 , H 2 O và khí N 2 Dẫn toàn
bộ Y qua bình chứa dung dịch NaOH đặc dư, khí thoát ra đo được 2,24 lít (ở đktc) Công thức của amin là
A C 2 H 7 N B CH 5 N C C 3 H 9 N D C 4 H 11 N
Hướng dẫn
Amin no, đơn chức CnH2n+3N = CnH2n + NH+ H2
Hidrocacbon CmH2m-2 = (CH2)m - H2
Qui hỗn hợp X thành CH2, H2, NH
Trang 9CH2 x
H2 y + O2 2,175 mol → CO2 + H2O + N2(0,1mol)
NH 0,2
n NH = 2 n N2 = 0,2mol = namin
n O2= 1,5x + 0,5y + 0,25.0,2 = 2,175
mX = 14x + 2y + 0,2.15 = 23,1
Giải hệ x = 1,45 ; y = - 0,1
n H2 = namin - nhidrocacbon→ nhidrocacbon = 0,3
Giả sử n´, m lần lượt là số C của hidrocacbon và amin
n CO2 = 0,3.n´ + 0,2.m = 1,45 (3<´n<4)
→ 1,25 < m < 2,75 Vậy amin là C2H7N
Đáp án A.
Trang 102.3 HIỆU QUẢ CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
Trong hoạt động giáo dục, việc tìm tòi, khám phá kiến thức là không giới
hạn Thông qua việc nghiên cứu đề tài, việc thúc đẩy phong trào tự học, tự bồi dưỡng của giáo viên trong nhà trường ngày càng được thúc đẩy mạnh mẽ hơn Việc áp dụng đề tài vào trong công tác giảng dạy đã làm thay đổi một cách tích cực chất lượng giáo dục của nhà trường, đa số học sinh có tiến bộ đáng kể khi tiếp thu nội dung của đề tài
Kết quả khảo sát chất lượng sau khi thực hiện đề tài
Năm học Lớp
Số H S
2019-2020
12B1 40 18 45 21 52.5 1 2.5 0 0 0 0 12B2 42 18 42.9 20 47.6 4 9.5 0 0 0 0
2020-2021
12B1 44 30 68.2 14 31.8 0 0 0 0 0 0
Thông qua bảng số liệu thống kê có thể thấy, năm học 2020 – 2021 chất lượng học sinh khá, giỏi tăng lên đáng kể so với năm học 2019 – 2020 Chất lượng học sinh có chuyển biến tích cực, điều này cho thấy hiệu quả của việc áp dụng đề tài trong năm học 2020- 2021
Trang 11III KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ
3.1 KẾT LUẬN
Thông qua việc “Hướng dẫn học sinh tách phân tử hợp chất hữu cơ chứa
C, H, N thành NH, CH 2 , H 2 để giải một số bài toán đốt cháy mức độ vận dụng
và vận dụng cao” giúp cho học sinh hiểu được phương pháp giải bài tập amin
một cách sáng tạo, từ đó có kĩ năng vận dụng giải những bài tập cụ thể Đồng thời, trên cơ sở bài tập về amin, học sinh có thể phát hiện và phát triển những bài tập hóa học Hữu cơ khác ở mức độ vận dụng cao, trên cơ sở đó rút ngắn thời gian làm bài tập mức độ khó
Việc áp dụng đề tài vào trong công tác giảng dạy đã đem lại những chuyển biến tích cực, hiệu quả rõ nét trong công tác giảng dạy học sinh Việc áp dụng đề tài sáng kiến kinh nghiệm trong công tác giảng dạy có thể sử dụng như là một phương pháp mới giải bài tập nhằm giúp học sinh khá giỏi có thể nắm bắt được nội dung của đề tài không quá khó khăn
Với phạm vi nhỏ hẹp của một đề tài sáng kiến kinh nghiệm, bản thân tôi chỉ đề xuất việc giải quyết một số bài tập amin cụ thể Còn rất nhiều loại hợp chất khác (aminoaxit, peptit ) chứa N cũng có thể qui về những hợp chất đơn giản hơn để giải quyết, giúp việc giải bài tập Hóa học trở nên dễ dàng hơn Trên cơ sở này đề tài có thể được phát triển, mở rộng hơn khi nghiên cứu những hợp chất hữu cơ khác cũng như có thể có những hướng tách chất khác đơn giản hơn những hợp chất ban đầu
3.2 KIẾN NGHỊ
Việc sử dụng sáng kiến kinh nghiệm “Hướng dẫn học sinh tách phân tử hợp chất hữu cơ chứa C, H, N thành NH, CH 2 , H 2 để giải một số bài toán đốt cháy mức độ vận dụng và vận dụng cao” trong quá trình giảng dạy của bản thân tôi
đã đem lại hiệu quả bước đầu Sáng kiến nếu được nhân rộng có thể đem lại nhiều hiệu quả tích cực hơn nữa
Đề tài sáng kiến kinh nghiệm được hoàn thành trong thời gian ngắn nên không tránh khỏi những hạn chế, thiếu sót Tác giả rất mong nhận được những góp ý tích cực từ các đồng nghiệp để đề tài được hoàn thiện hơn và được nhân rộng nhằm nâng cao hiệu quả trong công tác giảng dạy